JP2020063783A - 車両用の減速機付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】構造の簡易化、小型化が図れ、また音が静かで、コストの低減が図れる車両用の減速機付きモータを提供する。【解決手段】モータギヤ４３を有するモータ４１と、モータ４１に固定されたギヤケース４５と、ギヤケース４５に固定された支持部５０と、内歯部６０ａを有する内歯歯車からなり、支持部５０に回転自在に支持された出力ギヤ６０と、一端がギヤケース４５に支持され他端が支持部５０に支持された回転軸５５、５８を中心にギヤケース４５内に回転自在に配設された平歯車からなり、モータギヤ４３と出力ギヤ６０の内歯部６０ａに噛合し、モータギヤ４３の回転を出力ギヤ６０に減速して伝達する、１または複数段の減速ギヤ５３、５７と、ギヤケース４５内の空間部に回転自在に配設され、モータギヤ４３に噛合する検出ギヤ６６と、検出ギヤ６６の回転数を検出する検出部７１を具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータの回転を減速して出力ギヤから出力する車両用の減速機付きモータに関する。

従来から、車両用のワイパ装置やパワーウインドー装置、サンルーフ装置、ドアの開閉装置等の駆動源として電動モータが多く用いられている。電動モータの回転を各装置に適応させるためには電動モータの回転を減速する必要があり、そのため、電動モータに減速機が取り付けられた減速機付きモータとして１つのユニット化がされている。

このような車両用の減速機付きモータとしては、減速機構として遊星歯車機構を用いた減速機付きモータが多数知られている（例えば特許文献１：特開２０１５−１４２４１０公報）。
図９は、このような車両用の減速機付きモータ１０の一例を示す組立図である（ただし、特許文献１における減速機構造とは異なる）。
同図において、１１はモータ、１２は金属製のベースであり、ネジ１３によってモータ１１に固定される。１４はベース１２を覆う外ケースである。モータ１１の回転軸１５には樹脂製のモータギヤ１６が取り付けられている。

１７は樹脂製のギヤケースであり、内周面に内歯が形成してあり、ベース１２をかしめることによってベース１２に固定されている。
１８は３個の第１の遊星歯車（樹脂製）であり、それぞれモータギヤ（第１の太陽ギヤ）１６に噛合し、またギヤケース１７の内歯に噛合している。したがって、３個の遊星歯車１８は自転すると共に公転する。
モータギヤ１６、ギヤケース１７、第１の遊星歯車１８によって第１の減速機構を構成する。

２０は金属製の第１のキャリアであり、下面に３個の第１の遊星歯車１８のそれぞれに嵌合する回転軸２０ａが設けられ、上面に第２の太陽ギヤ２０ｂが形成されている。各第１の遊星歯車１８は、回転軸２０ａに片持ち支持されて回転する。
２１は３個の第２の遊星歯車（樹脂製）であり、ギヤケース１７内に第１の遊星歯車１８の上方に位置して配置され、それぞれギヤケース１７の内歯に噛合すると共に、第２の太陽ギヤ２０ｂに噛合している。したがって、第２の遊星歯車２１も自転すると共に公転する。
第２の太陽ギヤ２０ｂ、ギヤケース１７、第２の遊星歯車２１によって第２の減速機構を構成する。

２２は金属製の第２のキャリアであり、下面に３個の第２の遊星歯車２１のそれぞれに嵌合する回転軸２２ａが設けられている。各第２の遊星歯車２１は、回転軸２２ａに片持ち支持されて回転する。
第２のキャリア２２の上面にプレス中間板２３を介して３個の出力爪２４を有する出力軸２５が固定されている。
出力軸２５は、車両のスライドドアやバックドア等の被駆動部に回転を伝達し、これらを駆動する。

一方、モータ１１の回転軸１５は、モータ１１の反対側にも突出するように設けられ、この突出端側に磁石リング２６が固定されている。この磁石リング２６に対向するようにして、ホルダー２７に配線基板２８が固定され、この配線基板２８にホール素子２９が固定され、ホール素子２９と磁石リング２６によりモータ１１の回転数（回転速度）を検出可能になっている。
３０はホルダー２７をモータ１１に固定するケース、３１はカバーである。

特開２０１５−１４２４１０号公報

上記従来の車両用の減速機付きモータ１０では、次のような課題を有している。
まず、２段の遊星歯車機構１８、２１を採用していることから、構造が複雑であり、コスト高となる課題がある。
また、第１の遊星歯車１８、第２の遊星歯車２１は、それぞれ太陽ギヤを中心に公転することから、これら第１の遊星歯車１８、第２の遊星歯車２１は、それぞれ回転軸２０ａ、回転軸２２ａに片持ち支持される構造を採用せざるを得ない。換言すれば、回転軸２０ａ、回転軸２２ａの先端側はフリー端となる。

ギヤケース１７は固定であることから、回転軸２０ａ、回転軸２２ａは、それぞれ第１の遊星歯車１８、第２の遊星歯車２１を介して、第１の太陽ギヤ（モータギヤ）１６、第２の太陽ギヤ２０ｂの回転方向への力を受けることになる。したがって、先端がフリー端となっている回転軸２０ａ、回転軸２２ａには、常に第１の遊星歯車１８、第２の遊星歯車２１の公転方向（移動方向）への曲げモーメントが加わることになる。

したがって、第１の遊星歯車１８は、その噛合先となる第１の太陽ギヤ（モータギヤ）１６とギヤケース１７の内歯との中心間距離が正確に保てなくなる。また同様に、第２の遊星歯車２１は、その噛合先となる第２の太陽ギヤ２０ｂとギヤケース１７の内歯との中心間距離が正確に保てなくなる。この結果、各ギヤ間に若干なりとも遊びが生じ、騒音が発生し、また耐久性が悪くなり、信頼性に欠けるという課題が生じた。
この課題を少しでも解決するために、第１のキャリア２０、第２のキャリア２２を剛性の高い金属製のものとせざるを得ず、コストの上昇を招いた。

また、上記車両用の減速機付きモータ１０では、モータ１１の回転数を計測する検出部を減速機の構成とは反対側に設けているので、装置全体が大型化すると共に、構造が複雑となり、この点からもコストの増大を招いていた。

本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、その目的とするところは、構造の簡易化、小型化が図れ、また音が静かで、コストの低減が図れる車両用の減速機付きモータを提供することにある。

本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
すなわち、本発明に係る車両用の減速機付きモータは、モータの回転を減速して出力ギヤから出力する車両用の減速機付きモータであって、回転軸にモータギヤが固定された前記モータと、前記モータの前記回転軸を囲むようにして前記モータに固定されたギヤケースと、該ギヤケースに固定された支持部と、内歯部を有する内歯歯車からなり、前記支持部に回転自在に支持された前記出力ギヤと、一端が前記ギヤケースに支持され他端が前記支持部に支持された回転軸を中心に前記ギヤケース内に回転自在に配設された平歯車からなり、前記モータギヤと前記出力ギヤの前記内歯部に噛合し、前記モータギヤの回転を前記出力ギヤに減速して伝達する、１または複数段の減速ギヤと、前記ギヤケース内の空間部に回転自在に配設され、前記モータギヤに噛合する検出ギヤと、該検出ギヤの回転数を検出する検出部を具備することを特徴とする。

前記内歯歯車からなる前記出力ギヤを、前記モータと同軸構造に形成すると好適である。
前記出力ギヤを、前記支持部と、前記ギヤケースに固定され前記ギヤケースを閉塞するギヤケースカバーとにより挟んで回転自在に支持するようにすることができる。
前記減速ギヤを、炭素繊維入りの樹脂製とすることができる。
前記検出部をフォトインタラプタにより前記検出ギヤの回転数を検出する検出部に形成することができる。あるいは前記検出部をホール素子により前記検出ギヤの回転数を検出する検出部に形成することができる。

本発明によれば、減速ギヤが、一端側がギヤケースに支持され、他端側が支持部に支持された回転軸により両持ち支持されていることから、各ギヤ間の中心間距離が保たれ、各ギヤがスムーズに回転し、異音の発生を防止でき、また、各ギヤの耐久性もよくなる。
さらには、減速ギヤを平歯車で構成したので、装置全体の構造を簡易化でき、コストの低減化を実現できた。
また、減速機構に従来のような遊星歯車機構を採用せず、平歯車機構を採用したので、ギヤケース内に空間を形成でき、この空間内に、検出ギヤを含む検出部を配設し、検出ギヤ、ひいてはモータの回転数（回転速度）を検出するようにしたので、装置全体の小型化が達成できるという効果を奏する。

車両用の減速機付きモータの組立分解図である。 車両用の減速機付きモータの断面図である。 車両用の減速機付きモータの断面図である。 車両用の減速機付きモータの断面図である。 車両用の減速機付きモータの正面図である。 図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図５におけるＣ−Ｃ線断面図である。 図５におけるＤ−Ｄ線断面図である。 従来の車両用の減速機付きモータの組立分解図である。

以下本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係る車両用の減速機付きモータ４０の組立図、図２〜図４はその減速機機構の部位の説明断面図である。なお、図２〜図４において、説明をわかりやすくするために、ギヤ等の配置は必ずしも正確に配置されていない。
４１はモータ、４２はその回転軸である。回転軸４２には樹脂製のモータギヤ４３が固定される。４４はモータギヤ軸である。モータギヤ軸４４についてはさらに後に説明する。

４５は有底筒状をなす樹脂製のギヤケースであり、ネジ４６によって、回転軸４２を囲むようにしてモータ４１に固定されている。
回転軸４２はギヤケース４５の底面に設けた透孔４７内に位置し、回転軸４２に固定されるモータギヤ４３はそのギヤ部がギヤケース４５内に位置している。
５０は樹脂製の支持部であり、ネジ５１によってギヤケース４５に固定されている（図１、図３）。支持部５０とギヤケース４５との間には、後記する各種ギヤ等が配置される空間が形成されている。支持部５０の下面側には筒状のボス５０ａが形成され、このボス５０ａがギヤケース４５の底面に設けた孔内に嵌入するようにして、ネジ５１を樹脂製のギヤケース４５にタップ切りしてネジ込まれることによって、支持部５０が、ギヤケース４５に位置決めして固定されるようになっている。

前記モータギヤ軸４４は、一端側がモータギヤ４３に設けられた中心孔内に嵌入し、他端側が支持部５０に支持されている。したがって、モータギヤ４３は、回転軸４２およびモータギヤ軸４４に両持ち支持されることから、軸振れすることなく回転する。
なお、回転軸４２はモータ本体内で軸受（図示せず）により軸振れすることなく支持されているので、モータギヤ軸４４は必ずしも設けなくともよい。

５３は樹脂製の第１の減速ギヤであり、大径部（歯数が多い）５３ａと小径部（歯数が少ない）５３ｂを有する平歯車に形成され、大径部５３ａがモータギヤ４３に噛合している。これにより、１段目の減速がなされる。第１の減速ギヤ５３は、一端がギヤケース４５の内底面に支持され、他端が支持部５０の内天面に支持された回転軸５５を中心として回転する。第１の減速ギヤ５３は、回転軸５５回りに回転するのであってもよいし、回転軸５５と共に回転するのでもよい。
回転軸５５は、両端がギヤケース４５と支持部５０に両持ち支持されているので、従来の遊星ギヤの回転軸のように変形することがない。したがって、第１の減速ギヤ５３は軸振れすることがなく、モータギヤ４３との間の中心間距離が保たれ、スムーズに静かに回転し、また、耐久性もよくなる。

５７は樹脂製の第２の減速ギヤであり、大径部（歯数が多い）５７ａと小径部（歯数が少ない）５７ｂを有する平歯車に形成され、大径部５７ａが第１の減速ギヤ５３の小径部５３ａに噛合している。これにより、２段目の減速がなされる。第２の減速ギヤ５７は、一端がギヤケース４５の内底面に支持され、他端が支持部５０の内天面に支持された回転軸５８を中心として回転する。第２の減速ギヤ５７は、回転軸５８回りに回転するのであってもよいし、回転軸５８と共に回転するのでもよい。
回転軸５８は、両端がギヤケース４５と支持部５０に両持ち支持されているので、従来の遊星ギヤの回転軸のように変形することがない。したがって、第２の減速ギヤ５７は軸振れすることがなく、第１の減速ギヤ５３との間の中心間距離が保たれ、スムーズに静かに回転し、また、耐久性もよくなる。

６０は樹脂製の出力ギヤである。
出力ギヤ６０は、天板を有する筒状をなし、その内周面に内歯部６０ａが形成された内歯歯車に形成されている。
出力ギヤ６０は、支持部５０に回転軸６２を中心に回転自在に支持されている。
内歯部６０ａに、第２の減速ギヤ５７の小径部５７ｂが噛合している。これにより、３段目の減速がなされる。
６４は樹脂製のギヤケースカバーであり、ギヤケース４５の上端に固定され、出力ギヤ６０の肩部を回転自在に押さえることによって、出力ギヤ６０を回転自在にガイドしている。
本実施の形態においては、出力ギヤ６０はモータ４１の上方に位置し、モータ４１と同軸構造に形成されている。

出力ギヤ６０は、支持部５０およびギヤケースカバー６４に両側から挟まれるようにして、回転軸６２を中心に回転自在に設けられているので、軸振れが防止され、第２の減速ギヤ５７との間の中心間距離が保たれ、スムーズに静かに回転し、また耐久性もよくなる。
出力ギヤ６０の上面には、３個の出力爪６０ｂが形成されている。
出力爪６０ｂが、車両のスライドドアやバックドア等の被駆動部に連携され、出力爪６０ｂの回転が伝達され、これら被駆動部が駆動される。

次に、６６は検出ギヤであり、ギヤケース４５の空間内に回転軸６７を中心に回転自在に設けられている（図１、図４）。検出ギヤ６６は、モータギヤ４３を挟んで第１の減速ギヤ５３の大径部５３ａの反対側に位置してモータギヤ４３に噛合している。回転軸６７は、一端がギヤケース４５に、他端が支持部５０に支持され、これらに両持ち支持されている。検出ギヤ６６の上面には周方向に一定の間隔をおいて、６個の突起６６ａが突設されている。

検出ギヤ６６の上方に位置して配線基板６９が配設されている。配線基板６９は、図４に示すように上記回転軸６７上の所定位置に固定してもよいし、図１に示すように別途固定軸７０上に固定して設けてもよい。固定軸７０の一端はギヤケース４５に他端は支持部５０に固定される。
配線基板６９にはフォトインタラプタ７１が配設されている。
検出ギヤ６６が回転されると検出ギヤ６６に設けられた突起６６ａがフォトインタラプタ７１を間欠的に遮断し、これにより検出ギヤ６６の回転数（回転速度）、ひいてはモータ４１の回転数（回転速度）を検出しうるようになっている。
検出ギヤ６６、フォトインタラプタ７１等により検出部を構成する。
なお、検出部の構成は上記に限定されるものではなく、磁石リング（図示せず）やホール素子（図示せず）を用いた機構等を採用することができる。

上記各種ギヤ、特に第１の減速ギヤ５３、第２の減速ギヤ５７には、強度を上げるため、炭素繊維入りの樹脂製とするのが好ましい。
上記実施の形態では、減速ギヤは第１の減速ギヤ５３と第２の減速ギヤ５７の２段に構成したが、１段あるいは３段以上の複数段であってもよい。

本実施の形態に係る車両用の減速機付きモータ４０は上記のように構成されている。
モータ４１が回転されると、上記のように３段の減速機構を介して、モータ４１の回転が所要に減速されて出力ギヤ６０に伝達され、さらに出力爪６０ｂを介して、車両のスライドドアやバックドア等の被駆動部に駆動力が伝達され、これら被駆動部が駆動される。

そして本実施の形態では、上記のように、モータギヤ４３、第１の減速ギヤ５３および第２の減速ギヤ５７が両持ち支持され、さらには、出力ギヤ６０も支持部５０およびギヤケースカバー６４に支持されていることから、これら各ギヤ間の中心間距離が保たれ、各ギヤがスムーズに回転し、異音の発生を防止でき、また、各ギヤの耐久性もよくなる。

さらには、第１の減速ギヤ５３、第２の減速ギヤ５７を平歯車で構成したので、装置全体の構造を簡易化でき、コストの低減化を実現できた。
また、モータ４１と内歯歯車からなる出力ギヤ６０を同軸構造とすることで、モータ４１の外周側へのはみだしを少なくでき、小型化が図れる。
また、減速機構に従来のような遊星歯車機構を採用せず、平歯車機構を採用したので、ギヤケース内に空間を形成でき、この空間内に、検出ギヤ６６を含む検出部を配設し、検出ギヤ６６、ひいてはモータ４１の回転数（回転速度）を検出するようにしたので、装置全体の小型化が達成できるという効果を奏する。

４０ 車両用の減速機付きモータ
４１ モータ
４２ 回転軸
４３ モータギヤ
４４ モータギヤ軸
４５ ギヤケース
４６ ネジ
４７ 透孔
５０ 支持部
５１ ネジ
５３ 第１の減速ギヤ
５３ａ 大径部
５３ｂ 小径部
５５ 回転軸
５７ 第２の減速ギヤ
５７ａ 大径部
５７ｂ 小径部
５８ 回転軸
６０ 出力ギヤ
６０ａ 出力爪
６２ 回転軸
６４ ギヤケースカバー
６６ 検出ギヤ
６６ａ 突起部
６７ 回転軸
６９ 配線基板
７０ 固定軸
７１ フォトインタラプタ

Claims (6)

1. モータの回転を減速して出力ギヤから出力する車両用の減速機付きモータであって、
   回転軸にモータギヤが固定された前記モータと、
   前記モータの前記回転軸を囲むようにして前記モータに固定されたギヤケースと、
   該ギヤケースに固定された支持部と、
   内歯部を有する内歯歯車からなり、前記支持部に回転自在に支持された前記出力ギヤと、
   一端が前記ギヤケースに支持され他端が前記支持部に支持された回転軸を中心に前記ギヤケース内に回転自在に配設された平歯車からなり、前記モータギヤと前記出力ギヤの前記内歯部に噛合し、前記モータギヤの回転を前記出力ギヤに減速して伝達する、１または複数段の減速ギヤと、
   前記ギヤケース内の空間部に回転自在に配設され、前記モータギヤに噛合する検出ギヤと、
   該検出ギヤの回転数を検出する検出部を具備することを特徴とする車両用の減速機付きモータ。
2. 前記内歯歯車からなる前記出力ギヤが、前記モータと同軸構造をなすことを特徴とする請求項１記載の車両用の減速機付きモータ。
3. 前記出力ギヤが、前記支持部と、前記ギヤケースに固定され前記ギヤケースを閉塞するギヤケースカバーとに挟まれて回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用の減速機付きモータ。
4. 前記減速ギヤが、炭素繊維入りの樹脂製であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の車両用の減速機付きモータ。
5. 前記検出部がフォトインタラプタにより前記検出ギヤの回転数を検出することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の車両用の減速機付きモータ。
6. 前記検出部がホール素子により前記検出ギヤの回転数を検出することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の車両用の減速機付きモータ。