JP2019140875A - 減速機付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】電磁クラッチを小型化できる減速機付きモータを提供すること。【解決手段】減速機付きモータ１は、回転軸を回転駆動するモータ本体と、回転軸の回転を減速して出力軸１７に伝達する減速部１２と、回転軸と出力軸１７との間で動力を伝達又は非伝達する電磁クラッチ３１とを備える。減速部１２は、回転軸の回転を２段階で減速する第１減速機構２１と第２減速機構２２とを有し、電磁クラッチ３１は、第１減速機構２１と第２減速機構２２との間で動力を伝達又は非伝達する。【選択図】図２

Description

本発明は、減速機付きモータに関するものである。

従来から車両用スライドドア等を駆動するための減速機付きモータとしては、回転軸を回転駆動するモータ本体と、回転軸の回転を減速して出力軸に伝達するウォーム機構からなる減速部と、ウォーム機構のウォームホイールと出力軸との間で動力を伝達又は非伝達する電磁クラッチとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような減速機付きモータは、電磁クラッチを伝達状態とすればモータ本体の駆動力にて車両用スライドドアを（電動で）開閉できるとともに、例えば、手動で車両用スライドドアを駆動する場合には電磁クラッチを非伝達状態として出力軸の空転（小さい負荷での回転）を許容して手動での車両用スライドドアの開閉を容易とすることができる。

特開２００８−２６３４号公報

しかしながら、上記した減速機付きモータでは、電磁クラッチがウォームホイールと出力軸との間で動力を伝達又は非伝達するように設けられ、ウォーム機構にて減速された後の高トルクの動力伝達が可能な電磁クラッチを用いる必要があり、電磁クラッチが大型化してしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電磁クラッチを小型化できる減速機付きモータを提供することにある。

上記課題を解決する減速機付きモータは、回転軸を回転駆動するモータ本体と、前記回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速部と、前記回転軸と前記出力軸との間で動力を伝達又は非伝達する電磁クラッチとを備えた減速機付きモータであって、前記減速部は、前記回転軸の回転を複数段階で減速する複数の減速機構を有し、前記電磁クラッチは、前記減速機構同士の間で動力を伝達又は非伝達する。

同構成によれば、減速部は、回転軸の回転を複数段階で減速する複数の減速機構を有し、電磁クラッチは、減速機構同士の間で動力を伝達又は非伝達するため、最も減速されて高トルクとされた回転体と出力軸との間で動力を伝達するものに比べて、小さな動力を伝達可能な電磁クラッチとすることができる。よって、電磁クラッチの小型化を図ることができる。

上記減速機付きモータであって、前記減速機構は、前記回転軸の回転を減速する第１減速機構と、該第１減速機構で減速された回転を減速して前記出力軸に伝達する第２減速機構とからなり、前記第２減速機構は、前記第１減速機構よりも伝達効率が高く設定されることが好ましい。

同構成によれば、前記減速機構は、前記回転軸の回転を減速する第１減速機構と、該第１減速機構で減速された回転を減速して前記出力軸に伝達する第２減速機構とからなるため、回転軸の回転が２段階で減速されて出力軸に伝達される。そして、第２減速機構は、第１減速機構よりも伝達効率が高く設定されるため、電磁クラッチが伝達状態では伝達効率の低い第１減速機構を利用して外力による出力軸の回転を阻止し、電磁クラッチが非伝達状態では伝達効率の高い第２減速機構により小さな外力での出力軸の回転を許容する構成とすることができる。

上記減速機付きモータであって、前記第１減速機構は、ウォームとウォームホイールよりなるウォーム機構であることが好ましい。
同構成によれば、第１減速機構は、ウォームとウォームホイールよりなるウォーム機構であるため、伝達効率の低い第１減速機構とすることができ、電磁クラッチが伝達状態では外力による出力軸の回転を強く阻止することができる。

上記減速機付きモータであって、前記第２減速機構の一部を構成する駆動側回転体は、前記ウォームホイールを貫通するように設けられ、その軸方向一方側に前記電磁クラッチの一部を構成する後段クラッチ面を有し、その軸方向他方側に前記第２減速機構の一部を構成する従動側回転体の従動側ギヤと噛合する駆動側ギヤを有することが好ましい。

同構成によれば、第２減速機構の一部を構成する駆動側回転体は、ウォームホイールを貫通するように設けられ、その軸方向一方側に電磁クラッチの一部を構成する後段クラッチ面を有し、その軸方向他方側に第２減速機構の一部を構成する従動側回転体の従動側ギヤと噛合する駆動側ギヤを有するため、後段クラッチ面と駆動側ギヤとが離間する。よって、例えば、駆動側ギヤに塗布される潤滑油が後段クラッチ面に付着してしまうことを低減することができる。よって、後段クラッチ面を正常な状態に保って電磁クラッチの機能を正常に保ち易くなる。

上記減速機付きモータであって、前記ウォームホイールの軸方向一端側には、径方向外側に延びる鍔部が設けられ、該鍔部の軸方向一端面に前記電磁クラッチの一部を構成して前記後段クラッチ面と対向する前段クラッチ面が設けられることが好ましい。

同構成によれば、ウォームホイールの軸方向一端側には、径方向外側に延びる鍔部が設けられ、該鍔部の軸方向一端面に電磁クラッチの一部を構成して後段クラッチ面と対向する前段クラッチ面が設けられるため、鍔部によってウォームホイールに塗布される潤滑油が前段クラッチ面及び後段クラッチ面に付着してしまうことを低減することができる。よって、前段クラッチ面及び後段クラッチ面を正常な状態に保って電磁クラッチの機能を正常に保ち易くなる。

上記減速機付きモータであって、前記電磁クラッチを構成するコイルは、その少なくとも一部が前記ウォームホイールの内側に配置されることが好ましい。
同構成によれば、前記電磁クラッチを構成するコイルは、その少なくとも一部が前記ウォームホイールの内側に配置されるため、全てがウォームホイールの外側に配置されたものに比べて、小型化を図ることができる。

本発明の減速機付きモータは、電磁クラッチを小型化できる。

一実施形態における減速機付きモータの模式平面図。 一実施形態における減速機付きモータの一部断面図。 別例における減速機付きモータの一部断面図。

以下、車両用スライドドア装置用の減速機付きモータの一実施形態を図１及び図２に従って説明する。
図１に示すように、減速機付きモータ１は、モータ本体１１と、減速部１２とを備える。モータ本体１１は、略有底筒状のモータケース（ヨーク）１３と、モータケース１３の内周面に固着された永久磁石１４と、モータケース１３内に回転可能に配置されたロータ（電機子）１５とを有し、外部電源からの駆動電流が供給されることによりロータ１５を回転駆動する。減速部１２は、前記モータケース１３に固定されたギヤハウジング１６と、ギヤハウジング１６の内部に収容され前記ロータ１５の回転軸１５ａの回転を減速して出力軸１７に伝達する減速機構（後述する第１減速機構２１と第２減速機構２２）とを有する。本実施形態の減速機付きモータ１は、図示しない車両用スライドドアを駆動するためのものであって、出力軸１７は、車両用スライドドアに駆動連結されることになる。

図１及び図２に示すように、本実施形態の減速機構は、回転軸１５ａの回転を２段階で減速すべく、回転軸１５ａの回転を減速する第１減速機構２１と、該第１減速機構２１で減速された回転を減速して出力軸１７に伝達する第２減速機構２２とからなる。第２減速機構２２は、第１減速機構２１よりも伝達効率が高く設定されている。本実施形態では、第１減速機構２１は、回転軸１５ａと一体回転するウォーム２３と該ウォーム２３に噛合されるウォームホイール２４よりなるウォーム機構とされている。また、第２減速機構２２は、駆動側ギヤとしての小径平歯車２５ａを有する駆動側回転体２５と、小径平歯車２５ａと噛合される従動側ギヤとしての大径平歯車２６ａを有する従動側回転体２６とを有する。

また、減速機付きモータ１は、第１減速機構２１と第２減速機構２２との間で動力を伝達又は非伝達する電磁クラッチ３１を備えている。
詳しくは、まず、電磁クラッチ３１は、コイル３２が保持された略円盤状のコイル部材３３を有し、該コイル部材３３は第１ギヤハウジングカバー１６ａに固定されてギヤハウジング１６内に収容保持されている。

前記駆動側回転体２５は、前記ウォームホイール２４を貫通する貫通部２５ｂと、貫通部２５ｂの軸方向一方側（図２中、下側）から突出し径方向外側に延びる回転体鍔部２５ｃと、貫通部２５ｂの軸方向他方側（図２中、上側）から突出した前記小径平歯車２５ａとを有する。回転体鍔部２５ｃの軸方向一端面は、前記コイル部材３３と対向するように配置され、回転体鍔部２５ｃの軸方向他端面（ウォームホイール２４側の面）は、電磁クラッチ３１の一部を構成する後段クラッチ面２５ｄとされている。そして、駆動側回転体２５は、その軸方向両端から突出した軸部がコイル部材３３とギヤハウジング１６とにそれぞれ固定された軸受３４に回転可能に支持されている。なお、前記ウォームホイール２４は、その内周面に固定された軸受２４ａを介して前記貫通部２５ｂの外周面に回転可能に支持されて前記ウォーム２３に噛合されている。

また、ウォームホイール２４は略円筒状に形成され、その軸方向一端側には、径方向外側に延びる鍔部２４ｂが設けられ、該鍔部２４ｂを含む軸方向一端面は前記後段クラッチ面２５ｄと対向する前段クラッチ面２４ｃとされている。そして、電磁クラッチ３１は、コイル３２が通電状態されると、前段クラッチ面２４ｃと後段クラッチ面２５ｄとが相対回転不能に密着して動力を伝達可能な伝達状態となり、コイル３２が非通電状態とされると、前段クラッチ面２４ｃと後段クラッチ面２５ｄとが相対回転可能となり非伝達状態となる。また、回転体鍔部２５ｃの径方向外側の端部と鍔部２４ｂの径方向外側の端部とは、ウォームホイール２４の軸方向から見て、ウォーム２３とウォームホイール２４との噛み合い位置よりも径方向外側まで延びている。

前記従動側回転体２６は、略円盤状に形成されてその外周に前記大径平歯車２６ａが設けられ、その軸中心に前記出力軸１７が圧入固定され、該出力軸１７は、ギヤハウジング１６と第２ギヤハウジングカバー１６ｂとにそれぞれ固定された軸受３５に回転可能に支持されている。

次に上記のように構成された車両用スライドドア装置用の減速機付きモータ１の作用について説明する。
例えば、コイル３２が通電状態（電磁クラッチ３１が伝達状態）でモータ本体１１のロータ１５（回転軸１５ａ）が駆動されると、第１減速機構２１及び第２減速機構２２にて回転軸１５ａの回転が２段階で減速されて出力軸１７に伝達される。すると、出力軸１７に駆動連結された図示しない車両用スライドドアが開閉駆動される。

また、コイル３２が非通電状態にあるとき、例えば、手動で車両用スライドドアが開閉操作されると、その外力により出力軸１７が回転する。このとき、電磁クラッチ３１が非伝達状態であるため、出力軸１７の回転に伴って第２減速機構２２（駆動側回転体２５及び従動側回転体２６）が回転するが、第１減速機構２１（ウォーム２３及びウォームホイール２４）は回転せず、出力軸１７の空転（小さい負荷での回転）が許容される。

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）減速部１２は、回転軸１５ａの回転を複数段階で減速する複数の減速機構（第１減速機構２１及び第２減速機構２２）を有し、電磁クラッチ３１は、減速機構同士の間で動力を伝達又は非伝達する。よって、例えば、最も減速されて高トルクとされた回転体と出力軸１７との間で動力を伝達するもの（従来技術）に比べて、小さな動力を伝達可能な電磁クラッチ３１とすることができる。よって、電磁クラッチ３１の小型化（小規模化）を図ることができる。

（２）減速機構は、回転軸１５ａの回転を減速する第１減速機構２１と、該第１減速機構２１で減速された回転を減速して出力軸１７に伝達する第２減速機構２２とからなるため、回転軸１５ａの回転が２段階で減速されて出力軸１７に伝達される。そして、第２減速機構２２は、第１減速機構２１よりも伝達効率が高く設定されるため、電磁クラッチ３１が伝達状態では伝達効率の低い第１減速機構２１を利用して外力による出力軸１７の回転を阻止し、電磁クラッチ３１が非伝達状態では伝達効率の高い第２減速機構２２により小さな外力での出力軸１７の回転を許容する構成とすることができる。

（３）第１減速機構２１は、ウォーム２３とウォームホイール２４よりなるウォーム機構であるため、伝達効率の低い第１減速機構２１とすることができ、電磁クラッチ３１が伝達状態では外力による出力軸１７の回転を強く阻止することができる。すなわち、本実施形態では、電磁クラッチ３１を伝達状態とすれば、手動等による車両用スライドドアの自由な可動を阻止し、十分に保持することが可能となる。

（４）第２減速機構２２の一部を構成する駆動側回転体２５は、ウォームホイール２４を貫通するように設けられ、その軸方向一方側に電磁クラッチ３１の一部を構成する後段クラッチ面２５ｄを有し、その軸方向他方側に小径平歯車２５ａを有するため、後段クラッチ面２５ｄと小径平歯車２５ａとが離間する。よって、例えば、小径平歯車２５ａに塗布される潤滑油が後段クラッチ面２５ｄに付着してしまうことを低減することができる。よって、後段クラッチ面２５ｄを正常な状態に保って電磁クラッチ３１の機能（伝達力）を正常に保ち易くなる。

（５）ウォームホイール２４の軸方向一端側には、径方向外側に延びる鍔部２４ｂが設けられ、該鍔部２４ｂの軸方向一端面に前段クラッチ面２４ｃが設けられるため、鍔部２４ｂによってウォームホイール２４（その歯）に塗布される潤滑油が前段クラッチ面２４ｃ及び後段クラッチ面２５ｄに付着してしまうことを低減することができる。よって、前段クラッチ面２４ｃ及び後段クラッチ面２５ｄを正常な状態に保って電磁クラッチ３１の機能（伝達力）を正常に保ち易くなる。

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、第２減速機構２２の一部を構成する駆動側回転体２５が、第１減速機構２１の一部を構成するウォームホイール２４を貫通するように設けられるとしたが、これに限定されず、第２減速機構２２の一部がウォームホイール２４を貫通していない構成としてもよい。

例えば、図３に示すように構成してもよい。この例（図３参照）では、略円筒状のウォームホイール２４の軸方向他端部に径方向内側に延びる円盤部２４ｄが設けられ該円盤部２４ｄの軸中心には軸方向両方に延びる軸部２４ｅが設けられ、該軸部２４ｅの両端がコイル部材３３とギヤハウジング１６とにそれぞれ固定された軸受３４に回転可能に支持されている。そして、前記円盤部２４ｄの他端面（図３中、上側の端面）に前段クラッチ面２４ｆが設けられている。また、この例では、第２減速機構２２の一部を構成する駆動側回転体４１が略円盤状に形成され、その外周が小径平歯車２５ａとされている。そして、駆動側回転体４１は、前段クラッチ面２４ｆと対向する位置に配置され、その内周が前記軸部２４ｅに回転可能に支持されている。また、駆動側回転体２５における前段クラッチ面２４ｆとの対向面は後段クラッチ面４１ａとされている。また、この例では、コイル部材３３の一部であってコイル３２の全体は、ウォームホイール２４（その歯の部分）の内側に配置されている。

このようにしても、電磁クラッチ３１は、コイル３２が通電状態されると、前段クラッチ面２４ｆと後段クラッチ面４１ａとが相対回転不能に密着して動力を伝達可能な伝達状態となり、コイル３２が非通電状態とされると、前段クラッチ面２４ｆと後段クラッチ面４１ａとが相対回転可能となり非伝達状態となる。これにより、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。また、この例では、コイル３２は、ウォームホイール２４の内側に配置されるため、ウォームホイール２４の外側に配置されたものに比べて、減速機付きモータ１の小型化（薄型化）を図ることができる。

・上記実施形態では、減速部１２は、第１減速機構２１と第２減速機構２２とを有する構成としたが、これに限定されず、３段階以上で回転軸１５ａの回転を減速するように、３つ以上の減速機構を有する構成としてもよい。なお、この場合も電磁クラッチは、減速機構同士の間（すなわち１段目と２段目との間、若しくは２段目と３段目との間）で動力を伝達又は非伝達するように設ける必要がある。

・上記実施形態では、第２減速機構２２は、ウォーム２３とウォームホイール２４よりなるウォーム機構であるとされ、第１減速機構２１よりも伝達効率が高く設定されるとしたが、これに限定されず、例えば、平歯車減速機構とする等、他の構成の減速機構としてもよい。また、第１減速機構２１においても他の構成の減速機構としてもよい。

・上記実施形態では、車両用スライドドア装置用の減速機付きモータ１としたが、これに限定されず、出力軸１７に他の負荷が駆動連結される他の装置用の減速機付きモータとして具体化してもよい。

１１…モータ本体、１２…減速部、１５ａ…回転軸、１７…出力軸、２１…第１減速機構（減速機構）、２２…第２減速機構（減速機構）、２３…第１減速機構の一部を構成するウォーム、２４…第１減速機構の一部を構成するウォームホイール、２４ｂ…鍔部、２４ｃ…前段クラッチ面、２５…第２減速機構の一部を構成する駆動側回転体、２５ａ…小径平歯車（駆動側ギヤ）、２５ｄ…後段クラッチ面、２６…第２減速機構の一部を構成する従動側回転体、２６ａ…大径平歯車（従動側ギヤ）、３１…電磁クラッチ、３２…コイル。

Claims (6)

1. 回転軸を回転駆動するモータ本体と、
   前記回転軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速部と、
   前記回転軸と前記出力軸との間で動力を伝達又は非伝達する電磁クラッチと
   を備えた減速機付きモータであって、
   前記減速部は、前記回転軸の回転を複数段階で減速する複数の減速機構を有し、
   前記電磁クラッチは、前記減速機構同士の間で動力を伝達又は非伝達することを特徴とする減速機付きモータ。
2. 前記減速機構は、前記回転軸の回転を減速する第１減速機構と、該第１減速機構で減速された回転を減速して前記出力軸に伝達する第２減速機構とからなり、
   前記第２減速機構は、前記第１減速機構よりも伝達効率が高く設定されたことを特徴とする請求項１に記載の減速機付きモータ。
3. 前記第１減速機構は、ウォームとウォームホイールよりなるウォーム機構であることを特徴とする請求項２に記載の減速機付きモータ。
4. 前記第２減速機構の一部を構成する駆動側回転体は、前記ウォームホイールを貫通するように設けられ、その軸方向一方側に前記電磁クラッチの一部を構成する後段クラッチ面を有し、その軸方向他方側に前記第２減速機構の一部を構成する従動側回転体の従動側ギヤと噛合する駆動側ギヤを有することを特徴とする請求項３に記載の減速機付きモータ。
5. 前記ウォームホイールの軸方向一端側には、径方向外側に延びる鍔部が設けられ、該鍔部の軸方向一端面に前記電磁クラッチの一部を構成して前記後段クラッチ面と対向する前段クラッチ面が設けられたことを特徴とする請求項４に記載の減速機付きモータ。
6. 前記電磁クラッチを構成するコイルは、その少なくとも一部が前記ウォームホイールの内側に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の減速機付きモータ。