JP2021081027A - 減速機構付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て作業性を向上させつつ、クラッチ機構からの作動音を小さくすることができ、さらにはウォーム減速機の耐久性を向上させることが可能な減速機構付モータを提供する。【解決手段】ウォームホイール１１０と出力軸１２０との間に、ウォームホイール１１０から出力軸１２０への回転力の伝達を許容し、出力軸１２０からウォームホイール１１０への回転力の伝達を規制するクラッチ機構ＣＬを設け、当該クラッチ機構ＣＬを構成するコロ部材１５０を、第２凸部１２２およびギヤカバー１４０によって、非挟持状態（リリース状態）または挟持状態（ロック状態）となるように構成した。【選択図】図４

Description

本発明は、回転軸の回転を減速して駆動対象物に出力する減速機構付モータに関する。

従来、例えば、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンドウ装置の駆動源には、小型でありながら大きな出力が得られる減速機構付モータが採用されている。この減速機構付モータは、車室内にある操作スイッチ等の操作により駆動され、これによりウィンドウガラスが昇降（開閉）するようになっている。

パワーウィンドウ装置の駆動源に用いられる減速機構付モータが、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された減速機構付モータは、モータ部とギヤ部とを備えている。モータ部には回転軸が設けられ、ギヤ部には回転軸により回転されるウォーム軸およびウォームに噛み合わされる歯部を備えたウォームホイールが設けられている。

また、回転軸とウォーム軸との間にはクラッチ機構が設けられ、当該クラッチ機構は、回転軸に固定された駆動側回転体と、ウォーム軸に固定された従動側回転体と、合計３つの転動体と、これらを収容するクラッチハウジングと、を備えている。そして、このクラッチ機構は、回転軸からウォーム軸への回転力の伝達を許容し、ウォーム軸から回転軸への回転力の伝達を規制するようになっている。

したがって、減速機構付モータを駆動させることにより、ウィンドウガラスを開閉できる一方で、減速機構付モータの停止時において、ウィンドウガラスを外部から無理に開閉できないようにしている。

特開２０００−３２４７５６号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された減速機構付モータでは、小径の部品である回転軸とウォーム軸との間に、複雑な構造でかつ小型のクラッチ機構を設ける必要があるため、組み立て作業が難しいという問題があった。

また、ウォームおよびウォームホイールからなる減速機構の入力側にクラッチ機構を配置するため、減速機構付モータの駆動時においてクラッチ機構が高速で回転し、ひいては複数の部品からなるクラッチ機構からの作動音が大きいという問題もあった。

さらには、車両の駐車時等においては、ウィンドウガラスが閉じられた状態で放置され、モータ部は拘束状態となっている。その結果、出力側にある樹脂製のウォームホイールにはウィンドウガラスの重量が掛かり、ひいてはウォームホイールの歯部が変形して作動時において不快な周期音を発生するという問題もあった。

本発明の目的は、組み立て作業性を向上させつつ、クラッチ機構からの作動音を小さくすることができ、さらにはウォーム減速機の耐久性を向上させることが可能な減速機構付モータを提供することにある。

本発明の一態様では、回転軸の回転を減速して駆動対象物に出力する減速機構付モータであって、前記回転軸に設けられたウォームと、前記ウォームに噛み合わされる歯部を備えたウォームホイールと、前記ウォームおよび前記ウォームホイールを回転自在に収容し、開口部を備えたギヤケースと、前記ギヤケースに装着され、前記開口部を閉塞するギヤカバーと、前記ウォームホイールに対して同軸に設けられ、前記駆動対象物を駆動する出力軸と、前記ウォームホイールと前記出力軸との間に設けられ、前記ウォームホイールから前記出力軸への回転力の伝達を許容し、前記出力軸から前記ウォームホイールへの回転力の伝達を規制するクラッチ機構と、を有し、前記クラッチ機構は、前記ウォームホイールに設けられ、前記ウォームホイールの軸方向に突出し、前記ウォームホイールの回転方向に等間隔で並んだ複数の第１凸部と、前記出力軸に設けられ、前記出力軸の径方向に突出し、前記複数の第１凸部の間に入り込んだ第２凸部と、前記ウォームホイールの回転方向に沿う前記複数の第１凸部の間で、かつ前記出力軸の径方向に沿う前記第２凸部と前記ギヤカバーとの間に設けられたコロ部材と、を備え、前記コロ部材は、前記ウォームホイールから前記出力軸に回転力が伝達されたときに、前記第２凸部および前記ギヤカバーに挟持されず、前記出力軸から前記ウォームホイールに回転力が伝達されたときに、前記第２凸部および前記ギヤカバーに挟持されることを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記ウォームホイールおよび前記出力軸が樹脂製であり、前記ギヤカバーが金属製であり、前記第２凸部の前記コロ部材が配置された側に、前記コロ部材の外周部が突き当てられる突き当て面を有する金属板が設けられていることを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記金属板が前記出力軸に埋設されており、前記突き当て面が外部に露出されていることを特徴とする。

本発明の他の態様では、複数の前記コロ部材が設けられ、これらの前記コロ部材が１つの環状保持具に保持されていることを特徴とする。

本発明によれば、ウォームホイールと出力軸との間に、ウォームホイールから出力軸への回転力の伝達を許容し、出力軸からウォームホイールへの回転力の伝達を規制するクラッチ機構を設け、当該クラッチ機構を構成するコロ部材を、第２凸部およびギヤカバーによって、非挟持状態（リリース状態）または挟持状態（ロック状態）となるように構成している。

これにより、従前に比してクラッチ機構を大径化することができ、ひいては組み立て作業性を向上させることが可能となる。

また、クラッチ機構を、ウォームおよびウォームホイールからなる減速機構の出力側に配置できるので、減速機構付モータの駆動時において、クラッチ機構を高速で回転させずに済む。よって、クラッチ機構からの作動音を小さくすることが可能となる。

さらに、コロ部材を挟持状態にするのに、ギヤケースの開口部を閉塞するギヤカバーを利用するので、樹脂製のウォームホイールを採用したとしても、ウォームホイールには出力側からの負荷を掛けずに済む。したがって、ウォームホイールの歯部が変形することを防止して、ウォーム減速機の耐久性を向上させることが可能となり、ひいては作動時において不快な周期音が発生しなくなって静粛性を向上させることができる。また、従前の構造で必要であったクラッチハウジングを無くすことができるので、部品点数を削減することが可能となり、ひいてはコストダウンを実現することができる。

本発明に係る減速機構付モータを示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図３のクラッチ機構の分解斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、減速機構付モータの駆動時におけるクラッチ機構の動作（リリース状態）を説明する説明図である。 （ａ），（ｂ）は、減速機構付モータの停止時におけるクラッチ機構の動作（ロック状態）を説明する説明図である。 実施の形態２のクラッチ機構の図３に対応した断面図である。 実施の形態２のクラッチ機構の分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明に係る減速機構付モータを示す平面図を、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図を、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図を、図４は図３のクラッチ機構の分解斜視図を、図５（ａ），（ｂ）は減速機構付モータの駆動時におけるクラッチ機構の動作（リリース状態）を説明する説明図を、図６（ａ），（ｂ）は減速機構付モータの停止時におけるクラッチ機構の動作（ロック状態）を説明する説明図をそれぞれ示している。

図１に示される減速機構付モータ１０は、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンドウ装置の駆動源に用いられ、ウィンドウガラスを昇降させるウィンドウレギュレータ（駆動対象物）を駆動するものである。減速機構付モータ１０は、車両のドア内の狭小スペースに設置されるため、図２に示されるように扁平形状に形成されている。減速機構付モータ１０は、モータ部２０とギヤ部４０とを備えており、これらのモータ部２０およびギヤ部４０は、互いに複数の締結ねじ１１（図示では２つのみ示す）によって一体化（ユニット化）されている。

図１に示されるように、モータ部２０は、モータケース２１を備えている。モータケース２１は、磁性材料よりなる鋼板を深絞り加工等することで有底筒状に形成されている。モータケース２１の内部には、断面が略円弧形状に形成された複数のマグネット２２（図示では２つのみ示す）が設けられている。

また、これらのマグネット２２の内側には、コイル２３が巻装されたアーマチュア２４が、所定の隙間を介して回転自在に設けられている。そして、モータケース２１の開口側（図中右側）には、ブラシホルダ２５が設けられ、当該ブラシホルダ２５は、モータケース２１の開口側を閉塞している。

アーマチュア２４の回転中心には、アーマチュア軸（回転軸）２６が固定されている。アーマチュア軸２６のアーマチュア２４に近接する部分には、コンミテータ２７が設けられ、当該コンミテータ２７には、アーマチュア２４に巻装されたコイル２３の端部が電気的に接続されている。

コンミテータ２７の外周部には、ブラシホルダ２５に保持された一対のブラシ２８（図示では１つのみ示す）が摺接される。これらのブラシ２８は、コンミテータ２７の周囲に９０度間隔で配置されており、ばね部材２９によってそれぞれコンミテータ２７に対して所定圧で弾性接触されている。これにより、車載コントローラ（図示せず）から各ブラシ２８に駆動電流が供給されて、アーマチュア２４に回転力（電磁力）が発生する。よって、アーマチュア軸２６が所定の回転方向および回転数で回転される。

モータケース２１の底部側（図中左側）は、段付形状に形成され、この段付き形状の部分には、モータケース２１の本体部よりも小径となった有底段部２１ａが設けられている。有底段部２１ａには、第１ラジアル軸受３０が装着され、第１ラジアル軸受３０は、アーマチュア軸２６の軸方向一側（図中左側）を回転自在に支持している。また、ブラシホルダ２５には、第２ラジアル軸受３１が装着され、第２ラジアル軸受３１は、アーマチュア軸２６の軸方向中央部を回転自在に支持している。

ギヤ部４０は、ギヤケース４１と、当該ギヤケース４１に取り付けられたコネクタ部材４２と、を備えている。ギヤケース４１は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで所定形状に形成され、モータケース２１の開口側に複数の締結ねじ１１により固定されている。なお、コネクタ部材４２は、その先端側がギヤケース４１の側方に差し込まれて、当該状態のもとで固定ねじ（図示せず）によりギヤケース４１に固定されている。

ギヤケース４１の内部には、アーマチュア軸２６の軸方向他側（図中右側）が延在されており、このアーマチュア軸２６の軸方向他側でかつ外周部分には、ウォーム４４が固定されている。アーマチュア軸２６の軸方向他側は、第３ラジアル軸受４５により回転自在に支持されており、ウォーム４４は、ギヤユニット１００（図２および図４参照）を構成する樹脂製のウォームホイール１１０の外周部に設けられた歯部１１１に噛み合わされている。

このように、アーマチュア軸２６の軸方向一側に第１ラジアル軸受３０を設け、アーマチュア軸２６の軸方向中央部に第２ラジアル軸受３１を設け、アーマチュア軸２６の軸方向他側に第３ラジアル軸受４５を設けることで、アーマチュア軸２６は、歪むこと無くスムーズに高速で回転可能となっている。そして、本実施の形態においては、高速で回転する軸がアーマチュア軸２６の１本のみであるため、その分、減速機構付モータ１０の駆動時に発生する作動音を低減可能としている。

なお、ウォーム４４およびウォームホイール１１０は、減速機構（ウォーム減速機）を構成している。そして、当該減速機構は、アーマチュア軸２６の回転を減速し、減速されて高トルク化された回転力を、ウィンドウレギュレータに出力するようになっている。つまり、ウォーム４４が高速で回転し、ウォームホイール１１０が低速で回転するようになっている。本実施の形態では、減速比が「６０：１」に設定されている。よって、ウォーム４４が６０回転すると、漸くウォームホイール１１０が１回転するようになっている。ただし、ウォームホイール１１０の回転トルクは、ウォーム４４の６０倍となる。

また、アーマチュア軸２６の軸方向に沿うコンミテータ２７と第２ラジアル軸受３１との間には、環状のセンサマグネット４６が一体に設けられている。センサマグネット４６は、その周方向にＮ極，Ｓ極が交互に並ぶように着磁されている。一方、コネクタ部材４２の内部には、センサ基板４２ａが設けられ、当該センサ基板４２ａのセンサマグネット４６との対向部分には、回転センサ４２ｂが実装されている。

ここで、回転センサ４２ｂは、センサマグネット４６の磁束線の向きやその変化を捉える磁気センサとなっている。これにより回転センサ４２ｂは、アーマチュア軸２６の回転状態、つまりアーマチュア軸２６の回転方向や回転速度を検出可能となっている。より具体的には、回転センサ４２ｂは、センサ素子としての磁気抵抗素子（ＭＲ素子）備え、さらには巨大磁気抵抗効果現象（Giant Magneto Resistance Effect）を応用したＧＭＲセンサとなっている。

車載コントローラは、回転センサ４２ｂからの検出信号を検出して、アーマチュア軸２６の回転状態を算出する。例えば、アーマチュア軸２６の回転速度が低下した場合には、車載コントローラは、ウィンドウガラスに障害物が接触していると判断する。そして、減速機構付モータ１０の駆動を停止または反転させる制御を実行する。

図２に示されるように、ギヤケース４１の内部には、ウォーム４４およびギヤユニット１００が回転自在に収容されている。ギヤケース４１は底部４１ａを備えており、当該底部４１ａ側とは反対側には、開口部４１ｂが設けられている。そして、当該開口部４１ｂからギヤケース４１の内部に、比較的大きな部品であるギヤユニット１００が組み込まれるようになっている。

ギヤケース４１の底部４１ａには、ウォームホイール１１０を回転自在に支持する大径支持部４１ｃと、出力軸１２０を回転自在に支持する段付きの小径支持部４１ｄとが一体に設けられている。ここで、ウォームホイール１１０および出力軸１２０は何れも樹脂製であって、ひいてはギヤユニット１００の軽量化が図られている。なお、大径支持部４１ｃは底部４１ａ寄りに配置され、小径支持部４１ｄは開口部４１ｂ寄りに配置されている。そして、小径支持部４１ｄの殆どの部分は、ギヤケース４１の外部に露出されている。

図２ないし図４に示されるように、ギヤユニット１００を形成するウォームホイール１１０は、ポリアセタール等の樹脂材料（POM材）により略円盤状に形成されている。ウォームホイール１１０は、ホイール本体１１２を備えており、その外周部分には、ウォーム４４が噛み合わされる歯部１１１が形成されている。ここで、ウォームホイール１１０の軸方向に沿う歯部１１１の厚みの方が、ウォームホイール１１０の軸方向に沿うホイール本体１１２の厚みよりも厚くなっている。これにより、ウォーム４４と歯部１１１との噛み合い強度が十分に確保されている。

ホイール本体１１２の回転中心には、ギヤケース４１の大径支持部４１ｃが挿通される挿通孔１１２ａが形成されている。また、ホイール本体１１２の軸方向一側（出力軸１２０側）には、合計３つの第１凸部１１３が一体に設けられている。これらの第１凸部１１３は、ウォームホイール１１０の軸方向に突出して設けられている。また、図３に示されるように、それぞれの第１凸部１１３は、平面視で略円弧形状に形成されており、ウォームホイール１１０の回転方向に等間隔（１２０度間隔）で並んで設けられている。

これらの第１凸部１１３は、クラッチ機構ＣＬを構成しており、ホイール本体１１２からの突出高さは、出力軸１２０の大径部１２１にまで到達する高さ寸法となっている。また、ウォームホイール１１０の回転方向に沿う第１凸部１１３の両側には、段差部１１４がそれぞれ設けられている。これらの段差部１１４は、ウォームホイール１１０の径方向外側に配置された第１対向面１１４ａと、ウォームホイール１１０の径方向内側に配置された第２対向面１１４ｂと、を備えている。

そして、隣り合う第１凸部１１３において、第１対向面１１４ａ同士が互いに平行となって対向しており、第２対向面１１４ｂ同士が互いに平行となって対向している。また、互いに対向された第１対向面１１４ａの離間距離の方が、互いに対向された第２対向面１１４ｂの離間距離よりも短くなっている。そして、隣り合う第１凸部１１３の第１対向面１１４ａの間には、コロ部材１５０が所定の隙間を介して入り込み、隣り合う第１凸部１１３の第２対向面１１４ｂの間には、大径部１２１に設けられた第２凸部１２２が、所定の隙間を介して入り込むようになっている。

図２ないし図４に示されるように、ギヤユニット１００を形成する出力軸１２０は、ポリアセタール等の樹脂材料（POM材）により段付きの略円柱形状に形成されている。出力軸１２０は大径部１２１を備えており、この大径部１２１の外周部分には、略箱形状に形成された合計３つの第２凸部１２２が、径方向外側に突出するようにして一体に設けられている。これらの第２凸部１２２は、図３に示されるように、出力軸１２０の回転方向に等間隔（１２０度間隔）で並んで設けられている。

これらの第２凸部１２２は、クラッチ機構ＣＬを構成しており、大径部１２１からの突出高さは、隣り合う第１凸部１１３の第２対向面１１４ｂの間に入り込める高さ寸法となっている。また、それぞれの第２凸部１２２には、コロ部材１５０と対向する平面部１２２ａが設けられている。これらの平面部１２２ａは、出力軸１２０の軸心から出力軸１２０の径方向外側に延ばした線分（図示せず）と直交する方向に真っ直ぐに広がっている。

さらに、出力軸１２０の回転方向に沿う第２凸部１２２の両側には、平坦面１２２ｂがそれぞれ設けられている。これらの平坦面１２２ｂは、第２凸部１２２が第２対向面１１４ｂの間に入り込んだ状態で、第２対向面１１４ｂに対して所定の隙間を介して対向するようになっている。

大径部１２１の軸方向一側（ギヤカバー１４０側）には、大径部１２１よりも小径となったシール摺接部１２３が一体に設けられている。このシール摺接部１２３には、図２に示されるように、ギヤカバー１４０に装着されたリップシールＬＳが摺接するようになっている。これにより、ギヤケース４１の内部への雨水や埃等の進入が阻止される。

また、シール摺接部１２３の軸方向一側（ギヤカバー１４０側）には、シール摺接部１２３よりも若干小径となったセレーション部１２４が一体に設けられている。このセレーション部１２４の外周部分には、無数の凹凸が形成されており、ギヤの歯のような形状となっている。そして、セレーション部１２４には、ウィンドウレギュレータを形成するドラム（図示せず）が一体回転可能に装着される。これにより、出力軸１２０の回転に伴ってドラムが回転され、ひいてはウィンドウレギュレータが駆動されてウィンドウガラスが昇降する。

ここで、ギヤケース４１の小径支持部４１ｄと出力軸１２０の径方向内側との間には、ＯリングＯＲが設けられている。これによっても、ギヤケース４１の内部への雨水や埃等の進入が阻止される。以上のように、出力軸１２０は、ウォームホイール１１０に対して同軸に設けられており、駆動対象物としてのウィンドウレギュレータを駆動するようになっている。

図２ないし図４に示されるように、出力軸１２０の軸方向他側（ウォームホイール１１０側）には、一般鋼材よりなる板材（SPC材）をプレス加工等して所定形状に形成された補強部材１３０が装着されている。この補強部材１３０においてもクラッチ機構ＣＬを構成している。そして、補強部材１３０は、環状本体部１３１と、当該環状本体部１３１の外周部分に放射状に設けられた合計３つの被覆部１３２と、を備えている。

被覆部１３２は、環状本体部１３１の周方向に等間隔（１２０度間隔）で設けられ、出力軸１２０の第２凸部１２２に対応して設けられている。そして、それぞれの被覆部１３２は、それぞれの第２凸部１２２の一部を覆っている。具体的には、被覆部１３２は、第２凸部１２２のコロ部材１５０が配置された側の平面部１２２ａを覆っている。つまり、被覆部１３２においても、第２対向面１１４ｂの間に入り込んでいる。

そして、被覆部１３２のコロ部材１５０が配置された側の突き当て面１３２ａには、コロ部材１５０の外周部が線接触可能となっている。つまり、クラッチ機構ＣＬの作動時において、突き当て面１３２ａには、コロ部材１５０の外周部が突き当てられるようになっている。ここで、被覆部１３２は、本発明における金属板を構成している。

このように、第２凸部１２２の平面部１２２ａとコロ部材１５０との間に金属製の被覆部１３２を介在させることで、樹脂製の第２凸部１２２を変形や摩耗から保護している。これにより、出力軸１２０自身を金属製とした場合に比して、軽量化が図られている。また、樹脂製の第２凸部１２２の変形や摩耗を防止できるため、クラッチ機構ＣＬを長期に亘り精度良く作動させることができる。

図２に示されるように、ギヤケース４１には、金属製のギヤカバー１４０が装着されている。具体的には、ギヤケース４１の開口部４１ｂは、ギヤカバー１４０によって密閉（閉塞）されている。ギヤカバー１４０は、一般鋼材よりなる板材（SPC材）をプレス加工等して略円板状に形成されている。そして、ギヤカバー１４０の径方向内側には、先端部にリップシールＬＳが装着される第１筒部１４１が設けられている。

また、第１筒部１４１の基端部には、ウォームホイール１１０および出力軸１２０の径方向に広がった第１円板部１４２の内周部が連結されている。この第１円板部１４２は、ウォームホイール１１０および出力軸１２０の軸方向から、第２凸部１２２およびコロ部材１５０を覆っている。

さらに、第１円板部１４２の外周部には、第２筒部１４３の先端部が連結されている。そして、この第２筒部１４３の径方向内側（内周部分）には、コロ部材１５０の外周部が線接触可能となっている。つまり、クラッチ機構ＣＬの作動時において、第２筒部１４３の内周部分には、コロ部材１５０の外周部が突き当てられるようになっている。ここで、ギヤカバー１４０の第２筒部１４３においても、クラッチ機構ＣＬを構成している。

また、第２筒部１４３の基端部には、ウォームホイール１１０および出力軸１２０の径方向に広がった第２円板部１４４の内周部が連結されている。この第２円板部１４４は、ウォームホイール１１０および出力軸１２０の軸方向から、ウォームホイール１１０の径方向外側の部分、つまり歯部１１１が設けられる部分を覆っている。

さらに、ギヤカバー１４０の最も径方向外側の部分には、断面が略Ｕ字形状に形成された環状のかしめ部１４５が設けられている。具体的には、かしめ部１４５は、第２円板部１４４の外周部から、ウォームホイール１１０および出力軸１２０の軸方向に立設されている。そして、かしめ部１４５は、ギヤケース４１の開口部４１ｂに嵌まるようにして固定されている。また、かしめ部１４５の先端部分（図２中上部）は、ギヤケース４１の開口部４１ｂの近傍に設けられた固定部４１ｅを覆うようにして折り曲げられている。すなわち、かしめ部１４５の先端部分をかしめ工具等でかしめることにより、ギヤカバー１４０はギヤケース４１に強固に固定されている。

このように、ギヤカバー１４０は、複数の屈曲部を備えた所謂「波打ち形状」（図２および図４参照）に形成されており、これらの屈曲部によりギヤカバー１４０の剛性が高められている。言い換えれば、ギヤカバー１４０に設けられた複数の屈曲部は、補強リブとしての機能を備えている。よって、クラッチ機構ＣＬの作動時において、第２筒部１４３の内周部分にコロ部材１５０の外周部が突き当てられるが、第２筒部１４３は容易に変形することが無い。これによっても、クラッチ機構ＣＬを長期に亘り精度良く作動させることができる。

図３に示されるように、クラッチ機構ＣＬは、ウォームホイール１１０に設けられた３つの第１凸部１１３と、出力軸１２０に設けられた３つの第２凸部１２２と、補強部材１３０の被覆部１３２と、合計３つのコロ部材１５０と、ギヤカバー１４０の第２筒部１４３と、を備えている。

ここで、コロ部材１５０は、例えば、高炭素クロム軸受鋼鋼材（SUJ材）によって、略円柱形状に形成されている。また、図３に示されるように、コロ部材１５０は、ウォームホイール１１０の回転方向に対して、隣り合う第１凸部１１３の間に設けられ、かつ出力軸１２０の径方向に対して、第２凸部１２２と第２筒部１４３との間に、補強部材１３０の被覆部１３２を介して設けられている。

なお、クラッチ機構ＣＬがニュートラルの状態（図３に示される状態）にある場合には、それぞれのコロ部材１５０は、隣り合う第１凸部１１３の間および対向された被覆部１３２と第２筒部１４３との間に、所定の「ガタ」を有するように配置されている。ただし、コロ部材１５０の周囲には、十分な量のシリコーングリース等の潤滑剤（図示せず）が塗布されている。したがって、上述の「ガタ」によって、減速機構付モータ１０の作動中にコロ部材１５０が暴れて、作動音が増大するようなことは無い。

このように、クラッチ機構ＣＬは、ウォームホイール１１０と出力軸１２０との間に設けられ、ウォームホイール１１０から出力軸１２０への回転力（正逆方向）の伝達を許容し、出力軸１２０からウォームホイール１１０への回転力（正逆方向）の伝達を規制するようになっている。すなわち、クラッチ機構ＣＬは、所謂「２ウェイクラッチ」となっており、ウォームホイール１１０から出力軸１２０に回転力が伝達されると「リリース状態」となり、出力軸１２０からウォームホイール１１０に回転力が伝達されると「ロック状態」となる。

次に、以上のように形成されたクラッチ機構ＣＬの動作について、図面を用いて詳細に説明する。なお、クラッチ機構ＣＬがニュートラルの状態（図３の状態）を基準として、ウォームホイール１１０側（入力側）が正逆方向に回転された場合と、出力軸１２０側（出力側）が正逆方向に回転された場合と、について説明する。

［入力側正転駆動］
まず、図５（ａ）の実線矢印Ｒ１のように、減速機構付モータ１０（図１参照）が正転駆動されてウォームホイール１１０が正転されると、ウォームホイール１１０の第１凸部１１３に設けられた段差部１１４の第２対向面１１４ｂが、出力軸１２０の大径部１２１に設けられた第２凸部１２２の平坦面１２２ｂに接触する。ここで、第２対向面１１４ｂと平坦面１２２ｂとの接触部分を黒点Ｐ１で図示している。

このとき、第１凸部１１３に設けられた第１対向面１１４ａにおいても、コロ部材１５０に接触する。ここで、第１対向面１１４ａとコロ部材１５０との接触部分を黒点Ｐ２で図示している。すなわち、ウォームホイール１１０の正転に伴って、第１凸部１１３は、黒点Ｐ１および黒点Ｐ２の部分において、それぞれ第２凸部１２２およびコロ部材１５０の双方に略同時に接触される。

すると、出力軸１２０の回転中心から径方向に延び、かつ第２凸部１２２の幅方向中央部を通る線分ＣＴ上に、コロ部材１５０の中心点Ｃ（図中白点）が配置されているので、ウォームホイール１１０および出力軸１２０の回転方向に沿う第２凸部１２２とコロ部材１５０の位置関係は、クラッチ機構ＣＬがニュートラルの状態（図３の状態）のときと何ら変わらない。したがって、線分ＣＴ上において、突き当て面１３２ａと第２筒部１４３との間の距離Ｓ１は、コロ部材１５０の直径寸法Ｄよりも大きい状態が保持される（Ｓ１＞Ｄ）。

すなわち、ウォームホイール１１０から出力軸１２０に回転力が伝達されたときには、コロ部材１５０は、第２凸部１２２とギヤカバー１４０の第２筒部１４３とに挟持されず（非挟持状態）、クラッチ機構ＣＬは「リリース状態」が保持される。

これにより、出力軸１２０は、図５（ａ）の実線矢印Ｒ２のように、ウォームホイール１１０の正転に伴って正転される（時計回り方向に連れ回される）。よって、減速機構付モータ１０の正転駆動に伴い、例えば、ウィンドウガラスが上昇される。なお、コロ部材１５０が配置された３箇所の全てにおいて、上述と同様の動作が略同時に行われる。

［入力側逆転駆動］
一方、図５（ｂ）の破線矢印Ｒ３のように、減速機構付モータ１０が逆転駆動されてウォームホイール１１０が逆転されると、ウォームホイール１１０の第２対向面１１４ｂが、出力軸１２０の平坦面１２２ｂに接触する。ここで、第２対向面１１４ｂと平坦面１２２ｂとの接触部分を黒点Ｐ３で図示している。

このとき、第１凸部１１３に設けられた第１対向面１１４ａにおいても、コロ部材１５０に接触する。ここで、第１対向面１１４ａとコロ部材１５０との接触部分を黒点Ｐ４で図示している。すなわち、ウォームホイール１１０の逆転に伴って、第１凸部１１３は、黒点Ｐ３および黒点Ｐ４の部分において、それぞれ第２凸部１２２およびコロ部材１５０の双方に略同時に接触される。

すると、上述の正転のときと同様に、線分ＣＴ上にコロ部材１５０の中心点Ｃが配置されているので、ウォームホイール１１０および出力軸１２０の回転方向に沿う第２凸部１２２とコロ部材１５０の位置関係は、クラッチ機構ＣＬがニュートラルの状態のときと何ら変わらない。したがって、線分ＣＴ上において、突き当て面１３２ａと第２筒部１４３との間の距離Ｓ１は、コロ部材１５０の直径寸法Ｄよりも大きい状態が保持される。

すなわち、上述の正転のときと同様に、コロ部材１５０は、第２凸部１２２とギヤカバー１４０の第２筒部１４３とに挟持されず（非挟持状態）、クラッチ機構ＣＬは「リリース状態」が保持される。

これにより、出力軸１２０は、図５（ｂ）の破線矢印Ｒ４のように、ウォームホイール１１０の逆転に伴って逆転される（反時計回り方向に連れ回される）。よって、減速機構付モータ１０が逆転駆動に伴い、例えば、ウィンドウガラスが下降される。なお、コロ部材１５０が配置された３箇所の全てにおいて、上述と同様の動作が略同時に行われる。

［出力側正転駆動］
次に、図６（ａ）の実線矢印Ｒ５のように、出力軸１２０が外力により正転方向に駆動されると、コロ部材１５０が、一方の第１凸部１１３の第１対向面１１４ａ側（図中上側）に相対的に移動して、線分ＣＴ上からコロ部材１５０の中心点Ｃが、図示のようにオフセットされる（ずれる）。

これにより、図５に示される距離Ｓ１よりも短い距離Ｓ２の部分にコロ部材１５０が嵌まるようにして入り込み（Ｓ２＜Ｓ１）、コロ部材１５０が、突き当て面１３２ａと第２筒部１４３とに挟持される。したがって、クラッチ機構ＣＬは「ロック状態」となり、出力軸１２０がそれ以上正転されることが阻止されて、外力によりウィンドウガラスが移動されることが防止される。

すなわち、出力軸１２０からウォームホイール１１０に回転力が伝達されたときに、コロ部材１５０は、第２凸部１２２とギヤカバー１４０の第２筒部１４３とに挟持されて（挟持状態）、クラッチ機構ＣＬは「ロック状態」となる。ただし、コロ部材１５０が配置された３箇所の全てにおいて、上述と同様の動作が略同時に行われる。

なお、上述のような「ロック状態」において、出力軸１２０の大径部１２１に設けられた第２凸部１２２の平坦面１２２ｂが、ウォームホイール１１０の第１凸部１１３に設けられた段差部１１４の第２対向面１１４ｂに対して、接触する場合もあれば接触しない場合もある。そして、平坦面１２２ｂが第２対向面１１４ｂに接触した場合には、ウォームホイール１１０も実線矢印Ｒ６のように若干正転されるが、この場合であっても第１対向面１１４ａはコロ部材１５０に当接することは無い。よって、上述のような「ロック状態」が保持される。

［出力側逆転駆動］
一方、図６（ｂ）の破線矢印Ｒ７のように、出力軸１２０が外力により逆転方向に駆動されると、コロ部材１５０が、他方の第１凸部１１３の第１対向面１１４ａ側（図中下側）に相対的に移動して、線分ＣＴ上からコロ部材１５０の中心点Ｃが、図示のようにオフセットされる（ずれる）。

これにより、上述の正転のときと同様に、距離Ｓ２（Ｓ２＜Ｓ１）の部分にコロ部材１５０が嵌まるようにして入り込み、コロ部材１５０が、突き当て面１３２ａと第２筒部１４３とに挟持される。したがって、クラッチ機構ＣＬは「ロック状態」となり、出力軸１２０がそれ以上逆転されることが阻止されて、外力によりウィンドウガラスが移動することが防止される。

すなわち、上述の正転のときと同様に、コロ部材１５０は、第２凸部１２２とギヤカバー１４０の第２筒部１４３とに挟持されて（挟持状態）、クラッチ機構ＣＬは「ロック状態」となる。ただし、コロ部材１５０が配置された３箇所の全てにおいて、上述と同様の動作が略同時に行われる。

なお、上述のような「ロック状態」において、出力軸１２０の平坦面１２２ｂが、ウォームホイール１１０の第２対向面１１４ｂに対して、接触する場合もあれば接触しない場合もある。そして、平坦面１２２ｂが第２対向面１１４ｂに接触した場合には、ウォームホイール１１０も破線矢印Ｒ８のように若干逆転されるが、第１対向面１１４ａはコロ部材１５０に当接することは無い。よって、上述のような「ロック状態」が保たれる。

以上詳述したように、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、ウォームホイール１１０と出力軸１２０との間に、ウォームホイール１１０から出力軸１２０への回転力の伝達を許容し、出力軸１２０からウォームホイール１１０への回転力の伝達を規制するクラッチ機構ＣＬを設け、当該クラッチ機構ＣＬを構成するコロ部材１５０を、第２凸部１２２およびギヤカバー１４０によって、非挟持状態（リリース状態）または挟持状態（ロック状態）となるように構成した。

これにより、従前に比してクラッチ機構ＣＬを大径化することができ、ひいては組み立て作業性を向上させることが可能となる。

また、クラッチ機構ＣＬを、ウォーム４４およびウォームホイール１１０からなる減速機構の出力側に配置できるので、減速機構付モータ１０の駆動時において、クラッチ機構ＣＬを高速で回転させずに済む。よって、クラッチ機構ＣＬからの作動音を小さくすることが可能となる。

さらに、コロ部材１５０を挟持状態にするのに、ギヤケース４１の開口部４１ｂを閉塞するギヤカバー１４０を利用するので、樹脂製のウォームホイール１１０には出力側（出力軸１２０側）からの負荷を掛けずに済む。したがって、ウォームホイール１１０の歯部１１１が変形することを防止して、ウォーム４４およびウォームホイール１１０からなる減速機構（ウォーム減速機）の耐久性を向上させることが可能となり、ひいては作動時において不快な周期音が発生しなくなって静粛性を向上させることができる。また、従前の構造で必要であったクラッチハウジングを無くすことができるので、部品点数を削減することが可能となり、ひいてはコストダウンを実現することができる。

また、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、ウォームホイール１１０および出力軸１２０が樹脂製（POM材）であり、ギヤカバー１４０が金属製（SPC材）であり、第２凸部１２２のコロ部材１５０が配置された側に、コロ部材１５０（SUJ材）の外周部が突き当てられる突き当て面１３２ａを有する金属製（SPC材）の被覆部１３２が設けられている。

これにより、出力軸１２０を金属製とした場合に比して、十分な軽量化を図ることができ、かつ樹脂製の第２凸部１２２の変形や摩耗を防止することができ、クラッチ機構ＣＬを長期に亘り精度良く作動させることが可能となる。

次に、本発明の実施の形態２について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７は実施の形態２のクラッチ機構の図３に対応した断面図を、図８は実施の形態２のクラッチ機構の分解斜視図をそれぞれ示している。

図７および図８に示されるように、実施の形態２のクラッチ機構ＣＬ２では、実施の形態１のクラッチ機構ＣＬ（図３および図４参照）に比して、被覆部１３２を有する補強部材１３０を、出力軸１２０の内部にインサート成形により埋設するとともに、被覆部１３２の突き当て面１３２ａを外部に露出させている点が異なっている。

また、合計３つのコロ部材１５０を、１つの環状保持具１６０によって保持するようにした点が異なっている。これに伴い、ウォームホイール１１０に設けられる合計３つの第１凸部１７０の形状も変更している。

具体的には、図８に示されるように、出力軸１２０の大径部１２１および第２凸部１２２の内部に、補強部材１３０の環状本体部１３１および被覆部１３２が、それぞれ埋設されている。そして、被覆部１３２の突き当て面１３２ａが、図８の網掛部分に示されるように外部に露出されている。

また、環状保持具１６０は、ウォームホイール１１０の一部を構成しており、ウォームホイール１１０に固定されるようになっている（図７参照）。環状保持具１６０は、ポリアセタール等の樹脂材料（POM材）により形成され、筒状本体１６１を備えている。筒状本体１６１には、合計３つのコロ保持部１６２が設けられ、これらのコロ保持部１６２は、筒状本体１６１の回転方向に等間隔（１２０度間隔）で並んで設けられている。そして、それぞれのコロ保持部１６２は、筒状本体１６１の径方向内側に所定高さで突出されており、筒状本体１６１の径方向に貫通する貫通穴１６３を有している。

そして、コロ部材１５０は、それぞれの貫通穴１６３の内部に保持されるようになっている。ここで、コロ部材１５０は、貫通穴１６３の内部において、環状保持具１６０の径方向および周方向に所定の「ガタ」を有するように配置されている。これにより、実施の形態２のコロ部材１５０においても、実施の形態１のコロ部材１５０と同じ挙動を示すようになっている。

なお、貫通穴１６３の内部には十分な量のシリコーングリース等の潤滑剤（図示せず）が充填されている。この潤滑剤は所定の粘度を有するものであって、これにより貫通穴１６３の内部にコロ部材１５０を保持可能としている。

図７に示されるように、貫通穴１６３には、環状保持具１６０の回転方向に互いに対向配置され、かつ互いに平行となった対向壁面１６３ａが設けられている。これらの対向壁面１６３ａは、実施の形態１のクラッチ機構ＣＬにおける、第１対向面１１４ａ（図３参照）に相当する部分である。そして、図７に示されるように、ウォームホイール１１０に環状保持具１６０を固定した状態において、環状保持具１６０および第１凸部１７０は、本発明における第１凸部を構成している。

ここで、第１凸部１７０は、環状保持具１６０の回転方向に対して、隣り合うコロ保持部１６２の間に嵌まり込むようにして固定される。これにより、実施の形態１のクラッチ機構ＣＬにおける第１凸部１１３に比して、段差部１１４（図３参照）を備えない単純な円弧形状に形成され、かつその外径寸法が小さくなっている。なお、ウォームホイール１１０の回転方向に沿う第１凸部１７０の両側には、第２対向面１１４ｂが設けられている。

なお、実施の形態２のクラッチ機構ＣＬ２の動作においても、実施の形態１のクラッチ機構ＣＬの動作と同じ動作をするようになっている。

以上のように形成された実施の形態２のクラッチ機構ＣＬ２においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。

これに加えて、実施の形態２では、被覆部１３２が出力軸１２０に埋設されており、突き当て面１３２ａが外部に露出されているので、出力軸１２０と補強部材１３０とを予め１つの部品にしておくことができる。したがって、実施の形態１に比して、構成部品の管理を容易にできるとともに、減速機構付モータ１０（クラッチ機構ＣＬ２）の組み立て作業性を向上させることが可能となる。

また、実施の形態２では、合計３つのコロ部材１５０が設けられ、これらのコロ部材１５０が１つの環状保持具１６０に保持されているので、合計３つのコロ部材１５０と１つの環状保持具１６０とを予め１つの部品にしておくことができる。したがって、これによっても、実施の形態１に比して、構成部品の管理を容易にできるとともに、減速機構付モータ１０（クラッチ機構ＣＬ２）の組み立て作業性を向上させることが可能となる。

本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態では、減速機構付モータ１０を、車両に搭載されるパワーウィンドウ装置の駆動源に用いたものを示したが、本発明はこれに限らず、サンルーフ装置等の他の駆動源にも用いることができる。

また、上記各実施の形態では、モータ部２０にブラシ付の電動モータを採用したものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、モータ部２０にブラシレスの電動モータ等を採用することもできる。

その他、上記各実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記各実施の形態に限定されない。

１０ 減速機構付モータ
１１ 締結ねじ
２０ モータ部
２１ モータケース
２１ａ 有底段部
２２ マグネット
２３ コイル
２４ アーマチュア
２５ ブラシホルダ
２６ アーマチュア軸（回転軸）
２７ コンミテータ
２８ ブラシ
２９ ばね部材
３０ 第１ラジアル軸受
３１ 第２ラジアル軸受
４０ ギヤ部
４１ ギヤケース
４１ａ 底部
４１ｂ 開口部
４１ｃ 大径支持部
４１ｄ 小径支持部
４１ｅ 固定部
４２ コネクタ部材
４２ａ センサ基板
４２ｂ 回転センサ
４４ ウォーム（減速機構）
４５ 第３ラジアル軸受
４６ センサマグネット
１００ ギヤユニット
１１０ ウォームホイール（減速機構）
１１１ 歯部
１１２ ホイール本体
１１２ａ 挿通孔
１１３ 第１凸部
１１４ 段差部
１１４ａ 第１対向面
１１４ｂ 第２対向面
１２０ 出力軸
１２１ 大径部
１２２ 第２凸部
１２２ａ 平面部
１２２ｂ 平坦面
１２３ シール摺接部
１２４ セレーション部
１３０ 補強部材
１３１ 環状本体部
１３２ 被覆部（金属板）
１３２ａ 突き当て面
１４０ ギヤカバー
１４１ 第１筒部
１４２ 第１円板部
１４３ 第２筒部
１４４ 第２円板部
１４５ かしめ部
１５０ コロ部材
１６０ 環状保持具（ウォームホイール，第１凸部）
１６１ 筒状本体
１６２ コロ保持部
１６３ 貫通穴
１６３ａ 対向壁面
１７０ 第１凸部
Ｃ コロ部材の中心点
ＣＬ，ＣＬ２ クラッチ機構
ＣＴ 線分
ＬＳ リップシール
ＯＲ Ｏリング

Claims (4)

1. 回転軸の回転を減速して駆動対象物に出力する減速機構付モータであって、
   前記回転軸に設けられたウォームと、
   前記ウォームに噛み合わされる歯部を備えたウォームホイールと、
   前記ウォームおよび前記ウォームホイールを回転自在に収容し、開口部を備えたギヤケースと、
   前記ギヤケースに装着され、前記開口部を閉塞するギヤカバーと、
   前記ウォームホイールに対して同軸に設けられ、前記駆動対象物を駆動する出力軸と、
   前記ウォームホイールと前記出力軸との間に設けられ、前記ウォームホイールから前記出力軸への回転力の伝達を許容し、前記出力軸から前記ウォームホイールへの回転力の伝達を規制するクラッチ機構と、
   を有し、
   前記クラッチ機構は、
   前記ウォームホイールに設けられ、前記ウォームホイールの軸方向に突出し、前記ウォームホイールの回転方向に等間隔で並んだ複数の第１凸部と、
   前記出力軸に設けられ、前記出力軸の径方向に突出し、前記複数の第１凸部の間に入り込んだ第２凸部と、
   前記ウォームホイールの回転方向に沿う前記複数の第１凸部の間で、かつ前記出力軸の径方向に沿う前記第２凸部と前記ギヤカバーとの間に設けられたコロ部材と、
   を備え、
   前記コロ部材は、
   前記ウォームホイールから前記出力軸に回転力が伝達されたときに、前記第２凸部および前記ギヤカバーに挟持されず、
   前記出力軸から前記ウォームホイールに回転力が伝達されたときに、前記第２凸部および前記ギヤカバーに挟持されることを特徴とする、
   減速機構付モータ。
2. 請求項１に記載の減速機構付モータにおいて、
   前記ウォームホイールおよび前記出力軸が樹脂製であり、
   前記ギヤカバーが金属製であり、
   前記第２凸部の前記コロ部材が配置された側に、前記コロ部材の外周部が突き当てられる突き当て面を有する金属板が設けられていることを特徴とする、
   減速機構付モータ。
3. 請求項２に記載の減速機構付モータにおいて、
   前記金属板が前記出力軸に埋設されており、
   前記突き当て面が外部に露出されていることを特徴とする、
   減速機構付モータ。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の減速機構付モータにおいて、
   複数の前記コロ部材が設けられ、これらの前記コロ部材が１つの環状保持具に保持されていることを特徴とする、
   減速機構付モータ。

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