JP2020200868A - 開閉体駆動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】手動作動を容易にするための機構を備えつつ、厚み寸法の増大を抑制可能とした開閉体駆動モータを提供する。【解決手段】開閉体駆動モータ１０の出力軸４０と、直前のウォーム減速機構３４のウォームホイール３３との間には、互いを連結又は非連結に切り替えるための連結部材５０が備えられる。連結部材５０がその互いの連結状態を解除することで、出力軸４０が単独で回転可能となり、出力軸４０の手動作動が可能となる。出力軸４０とウォームホイール３３との間に介在する連結部材５０は、出力軸４０の軸直交方向であるウォームホイール３３の径方向に沿って移動可能に構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載されるサンルーフ装置などの開閉体駆動装置の駆動源として用いられる開閉体駆動モータに関する。

従来、電動モータの駆動によって、例えば車両のルーフガラスなどの開閉体の開閉作動を行う開閉体駆動装置が周知である。開閉体駆動装置の駆動源として用いられる開閉体駆動モータとしては、一般に減速機構付きモータが用いられている。すなわち、開閉体駆動モータは、モータ軸を回転駆動するモータ部と、モータ部と一体に組み付けられ、モータ軸と一体的に回転するウォーム軸及びウォーム軸のウォームと噛合するウォームホイールを含む減速部とを備える。また、減速部は、ウォームホイールと駆動連結される出力軸を備え、開閉体駆動モータの出力軸は、ルーフガラスを開閉させる開閉機構部と駆動連結される。

ところで、この種の開閉体駆動モータは、例えば電動モータであるモータ部が故障等で意図せず停止した場合に、手動で出力軸を回転させて、ルーフガラスを作動できるようにすることが求められる。しかし、ウォーム及びウォームホイールを含むウォーム減速機構がブレーキとなる所謂セルフロックによって、出力軸を手動で回転させるのは容易ではない。

例えば特許文献１に記載の技術では、手動作動を容易にするための機構として、出力軸とウォームホイールとを連結する連結部材としてのロックプレートなどが用いられる。出力軸と一体回転するように組み付けられるロックプレートは、ウォームホイールの端面と近接しウォームホイールと回転方向に連結状態となる位置と、ウォームホイールの端面から離間しウォームホイールとの連結状態が解除される位置とに変位可能に設けられている。通常時は、出力軸に一体に形成された雄ネジ部にナットが締め付けられてロックプレートがウォームホイールと近接する位置にて規制され、出力軸とウォームホイールとがロックプレートを介して一体回転する状態に維持されている。これに対し、ナットを緩めて出力軸の軸方向に沿ってロックプレートがウォームホイールから離間する位置に変位されると、出力軸とウォームホイールとの連結が解除される。これにより、ウォーム減速機構のセルフロックが出力軸に対して作用しなくなるため、手動でも容易に出力軸を回転させることができるようになっている。

特開平１１−６２３８６号公報

ところで、開閉体駆動モータには、手動作動を容易にするための機構、すなわち出力軸とウォームホイールとを連結又は解除する機構を設けつつも、搭載スペースを考慮して、モータ軸及びウォーム軸の軸直交方向に向く出力軸の軸方向へのモータの体格を薄くしたいというニーズがあった。上記の開閉体駆動モータでは、ウォームホイールに対してロックプレートを出力軸の軸方向に変位させるためのスペースを設ける必要がある。また、ロックプレートの位置を規制するためのナットを出力軸の端部に締め付ける構造をなすため、出力軸そのものを長く作製する必要もあった。そのため、開閉体駆動モータが出力軸の軸方向に厚くなり易く、改良の余地があった。

本発明の目的は、手動作動を容易にするための機構を備えつつ、厚み寸法の増大を抑制可能とした開閉体駆動モータを提供することにある。

上記課題を解決するための開閉体駆動モータは、モータ軸（２２）を回転駆動するモータ部（２０）と、前記モータ部と一体に組み付けられ、前記モータ部で生じる回転の減速を行う減速機構（３４）を収容する減速部（３０）と、前記モータ部の軸直交方向に向く出力軸（４０）と直前の前記減速機構の回転体（３３）との間に介在し互いに連結又は非連結に切り替える連結装置（５０，６０）とを備え、前記出力軸の回転に基づき開閉体を作動させる開閉体駆動モータであって、前記連結装置は、前記回転体と前記出力軸とが連結状態となる連結位置と、前記回転体と前記出力軸との連結が解除状態となる解除位置との間を、前記回転体の径方向に沿って移動可能な連結部材（５０）を含んで構成されている。

この構成によれば、出力軸と直前の減速機構の回転体との連結状態を連結部材にて解除することで出力軸が単独で回転可能となるため、出力軸側からの手動作動が容易となる。このような手動作動を容易にする機構を設けるにあたって、連結部材は、出力軸の軸直交方向である回転体の径方向に沿って移動可能に構成されているため、出力軸の軸方向における開閉体駆動モータの厚さ寸法の増大の抑制が可能となる。

開閉体駆動モータの正面図。 図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図。 出力軸の挿入孔を示す斜視図。 出力軸に工具が挿入された状態を示す断面図。 出力軸の手動作動を示した断面図。 他の実施形態における連結部材を示す断面図。

以下、開閉体駆動モータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の開閉体駆動モータ１０は、例えば車両のルーフガラスを開閉動作させるサンルーフ装置の駆動源として用いられるものである。開閉体駆動モータ１０は、モータ部２０と減速部３０とが一体に組み付けられた減速機構付きモータである。モータ部２０は、モータケース２１内にモータ軸２２を含む各種モータ構成部材が収容されており、通電に基づいてモータ軸２２を回転駆動する。モータ軸２２は、モータケース２１から突出し、モータケース２１に併設された減速部３０のハウジング３１内に突出している。

ハウジング３１内には、モータ軸２２に一体形成、若しくは図示略の連結部を介して駆動連結されたウォーム軸３２と、ウォーム軸３２のウォーム３２ａと噛合するウォームホイール３３とで構成されたウォーム減速機構３４を有している。ウォーム軸３２及びウォームホイール３３は、ハウジング３１内でそれぞれ回転可能に支持されている。ウォームホイール３３は、ハウジング３１のフロント壁３１ａに設けられた開口から収容され、その開口は、その後図示略のカバー部材にて閉塞される。

開閉体駆動モータ１０は、ルーフガラスを開閉させる図示略の開閉機構部へ駆動力を出力する出力軸４０を備えている。出力軸４０は、モータ軸２２及びウォーム軸３２に対して軸直交方向に向き、ウォームホイール３３の回転軸上に設けられている。出力軸４０は、その軸方向にハウジング３１を貫通するとともに、フロント壁３１ａの開口を閉塞する上記図示略のカバー部材から突出している。出力軸４０は、そのカバー部材から突出した駆動連結部４０ａが開閉機構部と駆動連結し、出力軸４０が正逆回転することによってルーフガラスが開閉動作する。

図２に示すように、ウォームホイール３３には、出力軸４０が貫通する貫通孔３３ａが、ウォームホイール３３の回転軸線Ｌ１上に設けられている。また、ハウジング３１は、回転軸線Ｌ１上に開口３１ｃが設けられたリヤ壁３１ｂを有している。

出力軸４０は、ウォームホイール３３の貫通孔３３ａを通ってハウジング３１の開口３１ｃから露出するように設けられた円筒部４１を有している。円筒部４１が筒状部に該当する。円筒部４１は、中空に形成され、ハウジング３１のリヤ壁３１ｂから露出する端部部分が開口４１ｂになっている。また、円筒部４１の開口４１ｂ内の内部の穴は、例えば断面六角形状の連結穴４１ａとして設けられている。

円筒部４１には、回転軸線Ｌ１の径方向に沿って円筒部４１の側壁を貫通した挿入孔４２が設けられている。挿入孔４２は、回転軸線Ｌ１を挟んだ１８０度対向位置に一対が設けられている。図３に示すように、挿入孔４２は、回転軸線Ｌ１の径方向外側に向かって開口が拡開するようなテーパ面４２ａが設けられている。テーパ面４２ａは、挿入孔４２の全周縁に設けられている。

図２に示すように、ウォームホイール３３は、回転軸線Ｌ１の直交方向であるウォームホイール３３の径方向に延びる溝部３３ｂを有している。溝部３３ｂは、径方向内側が貫通孔３３ａと連通している。溝部３３ｂは、回転軸線Ｌ１を挟んだ１８０度対向位置に一対が設けられている。

ウォームホイール３３は、ウォームホイール３３と出力軸４０とを連結する連結部材５０を備えている。連結部材５０は、一対の溝部３３ｂのそれぞれに収容されている。連結部材５０は、例えば先細りのピン形状をなし、溝部３３ｂに収容されている。すなわち、連結部材５０は、ウォームホイール３３の回転方向においては溝部３３ｂの側壁面に当接することでウォームホイール３３と一体に回転するとともに、溝部３３ｂの延びる方向であるウォームホイール３３の径方向にはスライド移動可能になっている。

連結部材５０は、円柱部５１と先端部５２とを有し、先端部５２が先端に向かって径が小さくなるように傾斜が設けられている。先端部５２は、断面形状が楕円弧を描くように先端が丸められている。連結部材５０は、円柱部５１の軸方向がウォームホイール３３の径方向に沿い、先端部５２が径方向内側を向くようにして、溝部３３ｂ内に配置されている。連結部材５０は、出力軸４０の円筒部４１の挿入孔４２に先端部５２から挿入され、円柱部５１が挿入孔４２の内周部と当接可能な位置まで挿入されている。また、連結部材５０は、円柱部５１の外周面から突出する突部５３を有している。突部５３が位置決め部に該当する。連結部材５０は、突部５３が出力軸４０の円筒部４１の外周面に当接することにより、それ以上の径方向内側への移動が規制されている。

また、溝部３３ｂには、連結部材５０をウォームホイール３３の径方向内側である出力軸４０に向かって付勢する付勢部材６０が収容されている。本実施形態では、連結部材５０と付勢部材６０とを含んで連結装置の一例を構成する。付勢部材６０は、例えば圧縮コイルばねであり、溝部３３ｂの内壁面と連結部材５０の円柱部５１の端面との間に介在されている。すなわち、連結部材５０は、付勢部材６０の付勢力を受け、突部５３が出力軸４０の円筒部４１の外周面に当接する位置まで、自身の先端部５２の挿入孔４２内への挿入状態が維持されている。このことは、つまり、連結部材５０及び付勢部材６０によって、ウォームホイール３３と出力軸４０との駆動連結状態の維持が図られている。

このようにウォームホイール３３と出力軸４０との連結を図る連結部材５０及び付勢部材６０において、本実施形態では、連結部材５０の突部５３の一部がウォームホイール３３の厚み方向において僅かに突出するものの、連結部材５０の略全体及び付勢部材６０は、ウォームホイール３３の厚み寸法内に収められている。

次に、開閉体駆動モータ１０、特に連結部材５０に関する作用を、図４及び図５を用いて説明する。
通常、連結部材５０は、付勢部材６０の付勢力を受けて、ウォームホイール３３と出力軸４０とを駆動連結する連結位置に配置されている。なお、この連結位置において、連結部材５０は、突部５３が円筒部４１の外周面に当接することで位置規制されており、先端部５２が円筒部４１内に挿入状態にあり、円柱部５１が挿入孔４２及び溝部３３ｂに跨って配置されている。つまり、ウォームホイール３３と出力軸４０とが連結部材５０を介して確実に駆動連結され、付勢部材６０によりこの連結状態が維持されている。したがって、ウォームホイール３３が回転すると、出力軸４０の挿入孔４２と係合する連結部材５０を通じて出力軸４０が一体的に回転する。よって、モータ部２０の通電駆動により出力軸４０が正逆回転し、サンルーフの開閉作動が可能である。

ところで、モータ部２０が例えば故障などにより停止している場合に、サンルーフの手動作動が必要になることがある。モータ軸２２にウォーム減速機構３４を介して出力軸４０を連結する構成において、ウォーム減速機構３４の減速による所謂セルフロックによって、出力軸４０側からモータ軸２２を回転させるためには大きな外力が必要となる。出力軸４０を容易に手動作動可能とするためには、ウォーム減速機構３４の減速効率を落として出力軸４０側からの作動にかかる負荷を減らす事も考えられる。しかし、減速効率を低下させると、モータ部２０での必要トルクが増大し、モータ部２０の大型化に繋がる。

上記を踏まえ、本実施形態では、出力軸４０とウォーム減速機構３４との連結を解除することによって、手動作動を容易にするための機構（以降、手動作動機構と記載する）を有する。以下、手動作動機構の作用について説明する。

図４に示すように、サンルーフを手動で作動させる場合、出力軸４０の円筒部４１内側の連結穴４１ａに対し、出力軸４０を手動で回転させるための工具Ｗが挿入される。工具Ｗは、出力軸４０の軸方向である回転軸線Ｌ１方向に沿うように円筒部４１の開口４１ｂから連結穴４１ａ内に挿入される。工具Ｗの一例は、六角レンチである。工具Ｗは、断面六角形状の連結穴４１ａの内周面に嵌合することによって、出力軸４０と一体回転可能になっている。工具Ｗが挿入されると、連結部材５０は、連結位置から付勢部材６０の付勢力に抗してウォームホイール３３の径方向外側に退避し、ウォームホイール３３及び出力軸４０の連結を解除した解除位置へ移動する。具体的には、工具Ｗが挿入されるに連れて、その工具Ｗが当接する先端部５２の傾斜形状にて連結部材５０が付勢部材６０の付勢力に抗してウォームホイール３３の径方向外側へ押されていく。そして、工具Ｗが円筒部４１内の奥側の所定位置まで挿入されると、連結部材５０は、その挿入された工具Ｗの外側面に当接し、解除位置に配置される。

図４及び図５に示すように、連結部材５０が解除位置にあるとき、工具Ｗによって出力軸４０の回転操作が行われると、出力軸４０は、ウォームホイール３３を連れ回すことなく相対回転する。このとき、連結部材５０は、先端部５２が挿入孔４２のテーパ面４２ａを乗り越えて挿入孔４２上を移動したり、先端部５２が出力軸４０の外周面を摺接したりを繰り返す。このように、ウォームホイール３３との連結が解除されて出力軸４０が単独で回転可能となることにより、出力軸４０の回転にウォーム減速機構３４の減速が作用せず、出力軸４０の容易な手動作動が実現可能となる。

出力軸４０の連結穴４１ａから工具Ｗが抜き取られ、連結部材５０の先端部５２が出力軸４０の挿入孔４２と一致する回転位置に配置されると、付勢部材６０の付勢力を受ける連結部材５０は、その挿入孔４２内に向けて径方向内側へスライド移動して連結位置へ復帰する。このとき、連結部材５０は、突部５３が出力軸４０の円筒部４１の外周面に当接することで、それ以上の径方向内側への移動が規制されて連結位置で位置決めされる。連結部材５０は、例えば連結部材５０の先端部５２同士が互いに接触する位置で位置決めされる。

なお、工具Ｗを抜き取ったときに、出力軸４０の挿入孔４２と連結部材５０との位置が一致しない場合、モータ部２０が駆動すると、ウォームホイール３３が出力軸４０に対して相対回転する。そして、出力軸４０の挿入孔４２と連結部材５０との位置が合うところまでウォームホイール３３が相対回転すると、連結部材５０は、先端部５２が挿入孔４２内に挿入される連結位置へと復帰し、ウォームホイール３３と出力軸４０とが駆動連結状態となる。

以下、本実施形態の効果を説明する。
（１）開閉体駆動モータ１０の出力軸４０と、直前のウォーム減速機構３４の回転体であるウォームホイール３３との連結状態を連結部材５０にて解除することで、出力軸４０が単独で回転可能となる。そのため、出力軸４０側からの手動作動にウォーム減速機構３４の負荷が作用しないため容易な手動作動となる。このような手動作動を容易にする機構を設けるにあたって、連結部材５０は、出力軸４０の軸直交方向であるウォームホイール３３の径方向に沿って移動可能に構成されているため、出力軸４０の軸方向における開閉体駆動モータ１０の厚さ寸法の増大の抑制を図ることができる。

（２）出力軸４０は、ハウジング３１から露出するように設けられた開口４１ｂを有し、出力軸４０を回すための工具Ｗを回転軸線Ｌ１方向に沿って挿入可能な円筒部４１を有している。また、連結部材５０は、出力軸４０の円筒部４１内に工具Ｗが挿入されることにより解除位置へと退避移動するように、先端部５２に傾斜が設けられている。つまり、出力軸４０を手動作動しようと工具Ｗを挿入する操作に伴って、同時に連結部材５０による連結の解除を行うことができる。これは、迅速な手動作動の実現に寄与する。

（３）出力軸４０は、連結部材５０が連結位置に配置される場合に、連結部材５０が挿入される挿入孔４２を有している。また、挿入孔４２には、回転軸線Ｌ１の径方向外側に向かって開口が拡開、すなわち連結部材５０が挿入される側の開口が拡開するようなテーパ面４２ａが設けられている。つまり、連結部材５０が挿入孔４２に挿入するという簡易な方法により、ウォームホイール３３と出力軸４０とを連結することができる。また、テーパ面４２ａに載ることで連結部材５０が挿入孔４２からスムーズに抜け出すことができ、連結の解除を安定して実行することができる。

（４）連結部材５０を出力軸４０側である径方向内側へ向かって付勢する付勢部材６０が備えられている。換言すれば、付勢部材６０は、連結部材５０を解除位置から連結位置側に向けて付勢する。つまり、付勢部材６０によって、連結部材５０を解除位置から連結位置へと自動的に復帰させることができる。そのため、ウォームホイール３３及び出力軸４０の連結及び解除を容易に切り替えられる。また、付勢部材６０によって、連結部材５０を連結位置に維持できるため、ウォームホイール３３と出力軸４０との連結状態を安定して維持することができる。

（５）付勢部材６０の付勢力を受ける連結部材５０を連結位置に位置決めするために、連結部材５０に突部５３が備えられている。これにより、ウォームホイール３３と出力軸４０との連結状態において連結部材５０の位置が安定するため、互いの連結状態を安定して維持することに寄与する。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・連結部材５０の先端部５２は、先端形状が丸められた形状としたが、これに限定されず、直線的に傾斜したものであってもよいし、先端が尖っていてもよい。また、工具Ｗの挿入によって連結部材５０を解除方向へ移動するためには、先端部５２及び工具Ｗの少なくとも一方において、相手側と接触する面が、挿入方向に対して傾斜していれば足りる。すなわち、連結部材５０の先端部５２に傾斜がついていなくてもよく、先端部５２の形状は適宜変更可能である。

・位置決め部は、連結部材５０から一方に突出するように設けられた突部５３として設けたが、これに限定されず、全周に亘る環状突でもよい。また、位置決め部は、連結部材５０に設けられることに限定されず、出力軸４０に設けられてもよいし、ウォームホイール３３に設けられてもよいし、これらの組み合わせでもよい。

・図６に示すように、連結部材５０に突部５３が設けられていなくてもよい。この場合、一対の連結部材５０同士が、円筒部４１内で当接する位置で安定する態様としてもよい。

・連結部材５０同士が互いに接触するように設けたが、これに限定されず、連結部材５０同士の間に隙間が空くように設けてもよい。連結部材５０は、少なくとも挿入孔４２内部に挿入していればよい。

・出力軸４０の挿入孔４２には、全周縁にテーパ面４２ａを設けたが、これに限定されず、出力軸４０の周方向に沿う部分にのみ傾斜をつけるように設けてもよい。すなわち、出力軸４０が手動操作されたときに、連結部材５０が挿入孔４２から容易に離脱可能とする形状が好ましい。

・挿入孔４２は、テーパ状に設けられていなくてもよい。これは、例えば連結部材５０の先端部５２に、挿入孔４２から抜け出すのに十分な傾斜がつけられている場合に適用できる。

・付勢部材６０に圧縮コイルばねを用いたが、これに限定されない。例えば、引っ張りコイルばねを用いてもよいし、板バネでもよい。さらに、例えば、連結部材５０を解除位置から連結位置へと自動的に復帰しない構成とする場合、付勢部材６０を特に用いなくてもよい。すなわち、手動作動機構には、連結位置へ自動復帰する構成は必須ではなく、省略できる。

・連結部材５０及びこれに付随する付勢部材６０は、回転軸線Ｌ１を挟んだ対向位置に２つ設けたが、これに限定されず、１つでもよいし、３つ以上としてもよい。
・サンルーフの開閉に用いられる開閉体駆動モータ１０に適用したが、これに限定されるものではなく、他の開閉体駆動モータに適用してもよい。

１０…開閉体駆動モータ、２０…モータ部、２２…モータ軸、３３…ウォームホイール（回転体）、３４…ウォーム減速機構（減速機構）、４０…出力軸、５０…連結部材（連結装置）、５３…突部（位置決め部）、６０…付勢部材（連結装置）、Ｗ…工具。

Claims (5)

1. モータ軸（２２）を回転駆動するモータ部（２０）と、
   前記モータ部と一体に組み付けられ、前記モータ部で生じる回転の減速を行う減速機構（３４）を収容する減速部（３０）と、
   前記モータ部の軸直交方向に向く出力軸（４０）と直前の前記減速機構の回転体（３３）との間に介在し互いに連結又は非連結に切り替える連結装置（５０，６０）と
   を備え、前記出力軸の回転に基づき開閉体を作動させる開閉体駆動モータであって、
   前記連結装置は、前記回転体と前記出力軸とが連結状態となる連結位置と、前記回転体と前記出力軸との連結が解除状態となる解除位置との間を、前記回転体の径方向に沿って移動可能な連結部材（５０）を含んで構成されている、開閉体駆動モータ。
2. 前記出力軸は、自身を回すための工具（Ｗ）を軸方向に沿って挿入可能な筒状部を有し、
   前記連結部材は、前記出力軸に前記工具が非挿入状態で前記連結位置に配置され、前記出力軸に前記工具が挿入状態で前記解除位置へと移動して配置されるべく構成されている、請求項１に記載の開閉体駆動モータ。
3. 前記出力軸は、前記連結部材が前記連結位置に配置される場合に、前記連結部材が挿入される挿入孔を有し、
   前記挿入孔は、前記連結部材が挿入される側の開口が拡開されたテーパ状に設けられている、請求項１又は請求項２に記載の開閉体駆動モータ。
4. 前記連結装置は、前記連結部材を前記解除位置から前記連結位置側に向けて付勢する付勢部材（６０）を備える、請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の開閉体駆動モータ。
5. 前記連結装置は、前記付勢部材の付勢力を受ける前記連結部材を前記連結位置に位置決めするための位置決め部（５３）を備える、請求項４に記載の開閉体駆動モータ。