JP3613965B2 - モータの制動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸を備えるモータの制動装置、特に、回転軸に負荷側に回転力を伝える回転出力部材を設けたモータの制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等では各種のアクチュエータの駆動源として電動のモータを多用している。この種のモータはケース内に枢支されるロータの回転軸の端部にギヤ等の回転出力部材を設け、これに接続される回転伝達系を介し負荷側であるアクチュエータの可動部に回転を伝達し、所定の機能を発揮させている。例えば、ＤＣモータは、正転用のモータ駆動電流を受けると正転し、逆転用のモータ駆動電流を受けると逆転し、正逆の回転力をモータより従動側である可動部に伝達し、可動部に順方向と逆方向の切り換え作動等を行わせている。このモータでは、駆動電流が遮断されると、モータ内でロータが回転摩擦抵抗に基づく摩擦力の範囲で負荷側の回転を押さえることとなる。
【０００３】
ところで、車両等は、窓ガラスによって開閉される窓を設けており、ここでの窓ガラスはその両側端を一対のガイドレールにより上下摺動可能に支持されると共に、電動のウインドウレギュレータで開閉操作されるものが多く、ここでのウインドウレギュレータの駆動源としてＤＣモータが使用されている。
この電動のウインドウレギュレータには、窓ガラスを上下摺動自在に支持するＸ型リンク及び同Ｘ型リンクを駆動するＤＣモータを備えたＸ型リンクタイプのもの、あるいは、窓ガラス側に連結された引上げ、引下げ用のワイヤをＤＣモータで駆動されるドラムにより巻取り、巻取り解除して上下動させるドラムタイプのものが知られている。このような電動のウインドウレギュレータの場合、ここで用いるモータの駆動回路に設けられる開閉スイッチの切り換え操作により、モータを正逆回転させ、窓ガラスを容易に開閉操作することが出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両は停車時に乗員が車両より離れることが多く、その際には、窓ガラスを全閉状態に保持し、盗難を防止する必要がある。
このため乗員は上述のウインドウレギュレータで窓ガラスを全閉状態に移動させてから車両より離れる。ところが、窓ガラスを全閉状態に保持した状態にあったとしても、車外より強制的に窓ガラス外面に手を当て、摩擦力によって降下方向の押圧力を繰り返して加え続けると、窓ガラスは徐々に降下することがある。即ち、Ｘ型リンクやワイヤ巻取りドラムタイプの電動のウインドウレギュレータでは、モータのロータ側に窓ガラスを降下させる方向の回転力が伝わった場合、この強制的な回転力がロータ側のモータ停止時に生じる回転阻止の摩擦力を上回るようになると、窓ガラスの降下が許容され、盗難防止の機能が発揮されなくなり、問題となっている。
【０００５】
本発明の目的は、負荷側に不要な変位を生じさせる外力が加わっても、これを阻止できる制動力を発揮できるモータの制動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、モータの制動装置において、モータの停止時に同モータの回転軸に当接してその回転を阻止する回転阻止手段を設け、上記回転阻止手段は、上記回転軸にくさび状の当接面を当接して制動力を付与する制動力付与部材と、上記モータに駆動電流が流れた時に上記制動力付与部材を上記回転軸より離脱させ上記駆動電流が切れた時に上記制動力付与部材を上記回転軸に当接する切り換え駆動部とを有し、上記制動力付与部材は上記モータのケーシングに支持され上記回転軸にくさび状の当接面が当接した際にそのずれを規制するガイド板を有することを特徴とする。
このように、モータに駆動電流が流れた時に上記切り換え駆動部が上記制動力付与部材を上記回転軸より離脱させて、同回転軸の回転を許容し、駆動電流が切れると制動力付与部材のくさび状の当接面がガイド板と回転軸の外周面の間にくさび状に押し込まれるので、十分大きな制動力を発揮でき、モータ停止時には確実に回転軸及び負荷側の回転を阻止できる。ここでの切り換え駆動部はソレノイドであっても良い。
ここでのモータがパワーウインドウ用モータであっても良い。この場合、窓ガラスに強制的に降下方向の操作力が加わっても、モータの回転軸が回転阻止手段によりその回転変位を阻止されているので、窓ガラスの降下方向の変位を阻止でき、窓の強制開放を阻止でき、車両の防盗性を向上させることが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の参考例としてのモータの制動装置を装備するモータ１を示した。このモータ１は図２に示すように、車両のドア２に設けられた窓ガラス３を駆動するウインドウレギュレータ４に用いられている。
このウインドウレギュレータ４を取付けたドア２は、図示しない車両に設けたドア開口を閉鎖するもので、ドアパネル部２０１とその上のドアサッシュ部２０２とで形成されている。このドアパネル部２０１及びドアサッシュ２０２には上下に摺動自在な窓ガラス３が収容され、その窓ガラス３と一体の取付片５には引き上げ用及び引下げ用のワイヤ６，７がそれぞれ連結され、両ワイヤ６，７の基端側がウインドウレギュレータ４の駆動部Ｉ内のドラム８に連結されている。ここではドラム８の駆動に応じて引き上げ用及び引下げ用のワイヤ６，７が巻取り、巻取り解除され、窓ガラス３を全閉位置ｈ１、あるいは全開位置ｈ２に切り換え保持している。
【００１０】
ウインドウレギュレータ４の駆動部Ｉは、図１に示すように、ドアパネル部２０１に複数の図示しないボルトにより締付固定されるケーシング９と、ケーシング９内に枢支される駆動軸１０と、駆動軸１０の一端に装備されるウォーム１２とウォームホイール１３から成る減速機構Ａと、駆動軸１０の他端に一体的に結合されるドラム８と、減速機構Ａを介し回転力を駆動軸１０に加えるモータ１とを備える。
【００１１】
モータ１はケーシング９に一体結合される筒状のケース１４と、ケース１４の内周壁側に固定される永久磁石ｌ５と、ケース１４に複数の軸受部材１１１，１１２，１１３を介し回転可能に支持され回転軸１１を有したロータ１６と、ロータ１６の周囲に巻き付けられる巻線ｌ７と、ロータｌ６の近傍で回転軸１１に取り付けられるコミュテータｌ８と、回転阻止手段２１とを備える。ここで、コミュテータｌ８には巻線１７が電気的に接続されている。またコミュテータｌ８にはブラシｌ９が摺接しており、このブラシはケース１４側のブラシケース２０により保持されると共に図示しないスプリングにより一定の押圧力を受けてコミュテータｌ８に押圧される。ここでブラシｌ９は図３に示す駆動回路Ｃを介し電源Ｂ側に接続されている。
【００１２】
回転阻止手段２１はケーシング９に支持され回転軸１１に当接して制動力を付与する制動力付与部材２７と、同制動力付与部材２７を切り換え駆動する切り換え駆動部２８とからなる。ここで切り換え駆動部２８はケーシング９に支持されるソレノイド２２と、その内部の可動鉄芯２３と、可動鉄芯２３より延出するシャフト２４とを有し、その先端に制動力付与部材２７が取付られる。なお、シャフト２４には一端をケーシング９に他端を上記制動力付与部材２７に当接したばね２５が遊嵌され、これによって制動力付与部材２７を回転軸１１に向け押圧付勢している。
【００１３】
図１に示すように、制動力付与部材２７はシャフト２４に連結される支持部ａと、支持部ａに一体的に取り付けられ、回転軸１１との当接面ｎを成す摩擦部材ｂとを備える。摩擦部材ｂは摩擦抵抗増大手段を成すものであり、その当接面ｎを回転軸１１の外周面ｍに摺接した際に同軸との間に十分な摩擦力を付与できるように山形断面を成すよう形成され、しかも高摩擦係数の素材で形成される。ここでの摩擦部材ｂは、モータ停止時はばね２５で回転軸１１の外周面ｍに押圧される停止位置ｄ１に、モータ回転時は回転軸１１より離脱する退却位置ｄ２に切り換え作動できるよう構成される。
【００１４】
なお、制動力付与部材２７の両側端にはケーシング９の内壁に支持されたガイド部材２６が対設される。このガイド部材２６は制動力付与部材２７の切り換え方向、即ち回転軸１１に対する接離方向と直交する方向に同制動力付与部材２７が振れを生じることを規制するもので、板金材等の剛性素材で成形される。
【００１５】
図３に示すように、駆動回路Ｃは電源部Ｂ及び切り換え操作部を成す開閉スイッチ３２を備え、開閉スイッチ３２に並列的にモータ１及びソレノイド２２が接続される。尚、モータ１及びソレノイド２２間に介装されているダイオード２９、２９はモータ１の正逆転いずれか一方の回転時、いずれか他方の回転回路に逆流しないようにしたものである。なお、電源部Ｂより延びる閉接点ｓ１は正転用のモータ駆動電流をモータ１側に出力し、開接点ｓ２は逆転用のモータ駆動電流をモータ１に出力できるように構成される。
【００１６】
このようなモータの制動装置を有したモータ１の作動を図１のウインドウレギュレータ４の作動と共に説明する。
ここで、開閉スイッチ３２が図３に示すＯＦＦ位置にあると、モータ１及びソレノイドは非通電状態で、窓ガラス３は移動せず、シャフト２４及び回転阻止手段２１はばね２５で回転軸側に押圧され、回転軸は回転不可の状態に保持される。
開閉スイッチ３２が開位置ｓ２に切換え操作されると、逆転用のモータ駆動電流がモータ１及びソレノイド２２に流れ、制動力付与部材２７が停止位置ｄ１より退却位置ｄ２に移動して回転軸１１の回転を許容し、モータ１は回転作動し窓ガラス３を全開位置方向ｈ２（図２参照）側に移動できる。
【００１７】
逆に、開閉スイッチ３２が閉位置ｓ１に切換え操作されると、正転用のモータ駆動電流がモータ１及びソレノイド２２に流れ、制動力付与部材２７が停止位置ｄ１より退却位置ｄ２に作動して回転軸１１の回転を許容し、モータ１は回転作動し窓ガラス３を全閉位置方向ｈ１（図２参照）側に移動配備できる。
窓ガラス３を全閉位置ｈ１側に移動した後、操作者が開閉スイッチ３２を放すと、このスイッチは中立位置であるＯＦＦ位置に自動復帰する。これによってモータ１及びソレノイド２２に対する電流供給は遮断され、窓ガラス３は全閉位置ｈ１に保持され、ばね２５の弾性力で停止位置ｄ１に達している制動力付与部材２７が回転軸１１に圧接し、その回転を阻止する。
【００１８】
このような状態において、乗員が車両を離れている間に、第三者が車外より窓ガラス３の外面に手を当て、摩擦力によって降下方向の押圧力を繰り返して加え続けるとする。この場合、降下方向の押圧力はワイヤ巻取りドラム８、減速機構Ａを介し回転軸１１に伝わるが、ここでは制動力付与部材２７により回転軸１１に加える制動力Ｆ０が十分大きく設定されている。このため、回転軸１１に加わる強制的な回転力Ｆ１は、制動力付与部材２７が回転軸１１に加える制動力Ｆ０を上回ることが無く、結果として、窓ガラスを強制的に降下させることは出来ず、盗難防止の機能が発揮されることとなる。
上述のところにおいて、回転阻止手段２１はソレノイド２２に駆動される制動力付与部材２７が、回転軸１１に対してその半径方向に接離作動するものとしたが、これに代えて、図４に示すような揺動型の回転阻止手段２１ａを用いたモータ１ａを用いても良い。なお、このモータ１ａは回転阻止手段２１ａ以外はモータ１と同様構成を採り、ここでは重複説明を略す。
【００１９】
回転阻止手段２１ａは、ケーシング９にブラケット３０を介し支持される支点ピン３１と、支点ピン３１に一端が枢支される制動力付与部材２７ａと、ケーシング９に支持される切り換え駆動部２８ａとを有する。この切り換え駆動部２８ａはケーシング９に支持されるソレノイド２２ａと、その内部の可動鉄芯２３ａと、可動鉄芯２３ａより延出するシャフト２４ａとを有し、その先端に制動力付与部材２７ａと、シャフト２４ａに遊嵌されるばね２５ａとを有する。ここでばね２５ａは一端をケーシング９に当接し、制動力付与部材２７ａを回転軸１１に向け押圧付勢している。
図４に示すモータ１ａを用いた場合、図１のモータ１とほぼ同様の作動がなされ、重複部分の説明を簡略化する。
【００２０】
ここで、開閉スイッチ３２（図３参照）が開位置ｓ２に切換え操作されると、逆転用のモータ駆動電流がモータ１ａに流れ窓ガラス３を全開位置ｈ２に移動し、閉位置ｓ１に切換え操作されると正転用のモータ駆動電流がモータ１ａに流れ窓ガラス３を全閉位置ｈ２に移動する。いずれの場合も同時にソレノイド２２ａがオンし、制動力付与部材２７ａが停止位置ｄ１（図４に実線で示す位置）より退却位置ｄ２に支点ピン３１回りに揺動し、回転軸１１の回転を許容する。一方、開閉スイッチ３２が中立位置であるＯＦＦ位置に自動復帰すると、モータ１ａ及びソレノイド２２ａに対する電流供給は遮断され、ばね２５ａの弾性力で停止位置ｄ１に達している制動力付与部材２７が支点ピン３１回りに揺動し、回転軸１１に圧接し、その回転を阻止する。
【００２１】
このような状態において、乗員が車両を離れている間に、第三者が車外より窓ガラス３の外面に手を当て、摩擦力によって降下方向の押圧力を繰り返して加え続けるとする。この場合も制動力付与部材２７ａが回転軸１１に加える制動力Ｆ１は十分大きく設定されることより、回転軸１１に加わる強制的な回転力Ｆ１は、制動力付与部材２７が回転軸１１に加える制動力Ｆ０を上回ること無く、結果として、窓ガラスを強制的に降下させることは出来ず、盗難防止の機能が発揮されることとなる。しかも、この場合、特に制動力付与部材２７ａのぶれを規制すべく、あえて図１に示したようなガイド部材２６を用いる必要が無く、構成を簡素化出来る。
【００２２】
図５には本発明の実施形態としてのモータ１ｂを示した。このモータ１ｂも回転阻止手段２１ｂ以外はモータ１と同様構成を採り、ここでは重複説明を略す。◇
回転阻止手段２１ｂは、図１に示したと同様のケーシング９に支持される切り換え駆動部２８ｂと制動力付与部材２７ｂとを有する。切り換え駆動部２８ｂはケーシング９に支持されるソレノイド２２ｂと、その内部の可動鉄芯２３ｂと、可動鉄芯２３ｂより延出し、回転軸１１とはオフセットされるシャフト２４ｂとを有する。しかも、シャフト２４ｂの先端にはくさび状の制動力付与部材２７ｂと、シャフト２４ｂに遊嵌されるばね２５ｂと、制動力付与部材２７ｂのずれを規制するガイド板３３とを有する。ガイド板３３は、回転軸１１とはオフセットされる状態で移動する制動力付与部材２７ｂのずれを規制する。特に、ガイド板３３は、摩擦抵抗増大手段を成すくさび状の制動力付与部材２７ｂがその当接面ｎを回転軸１１の外周面ｍに当接した際に受ける反力でずれることを規制する。
【００２３】
図５に示すモータ１ｂを用いた場合、図１のモータ１とほぼ同様の作動がなされ、重複部分の説明を簡略化する。
ここでは図１のモータ１と同様に、開閉スイッチ３２（図３参照）が開位置ｓ２に切換え操作されると、逆転用のモータ駆動電流がモータ１ｂに流れ、窓ガラス３を全開位置ｈ２に移動し、閉位置ｓ１に切換え操作されると正転用のモータ駆動電流がモータ１ｂに流れ窓ガラス３を全閉位置ｈ２に移動する。いずれの場合も同時にソレノイド２２ｂがオンし、制動力付与部材２７ｂが停止位置ｄ１（図５に２点鎖線で示す位置）より退却位置ｄ２（図６に実線で示す位置）に揺動し、回転軸１１の回転を許容する。一方、開閉スイッチ３２が中立位置であるＯＦＦ位置に自動復帰すると、モータ１ｂ及びソレノイド２２ｂに対する電流供給は遮断され、ばね２５ｂの弾性力で停止位置ｄ１に達している制動力付与部材２７ｂの当接面ｎが回転軸１１の外周面ｍに当接し、その回転を阻止する。この場合、制動力付与部材２７ｂの当接面ｎはガイド板３３と回転軸１１の外周面ｍの間にくさび状に押し込まれ、特に、十分に大きな制動力を発揮出来る。
【００２４】
図６には他の参考例としてのモータ１ｃを示した。このモータ１ｃも回転阻止手段２１ｃ及び回転軸１１ｃ以外はモータ１と同様構成を採り、ここでは重複説明を略す。
回転阻止手段２１ｃは、図１に示したと同様のケーシング９に支持される切り換え駆動部２８ｃと制動力付与部材２７ｃとを有する。切り換え駆動部２８ｃはケーシング９に支持されるソレノイド２２ｃと、その内部の可動鉄芯２３ｃと、可動鉄芯２３ｃより延出するシャフト２４ｃとを有する。しかも、シャフト２４ｃの先端にはのこ歯部ｇを有する制動力付与部材２７ｃと、シャフト２４ｃに遊嵌されるばね２５ｃと、制動力付与部材２７ｃのずれを規制する左右ガイド板２９とを有する。両ガイド板２９は制動力付与部材２７ｃの切り換え方向、即ち回転軸１１に対する接離方向と直交する方向に同制動力付与部材２７ｃが振れを生じることを規制するもので、板金材等の剛性素材で成形される。
【００２５】
回転軸１１ｃは平のこ歯部ｇを有する制動力付与部材２７ｃとの対向面に丸のこ歯部Ｇを形成され、この丸のこ歯部Ｇと平のこ歯部ｇとは相互に噛合い可能に形成され、摩擦抵抗増大手段を構成する。
図６に示すモータ１ｃを用いた場合、図１のモータ１とほぼ同様の作動がなされ、重複部分の説明を簡略化する。
【００２６】
ここでは図１のモータ１と同様に、開閉スイッチ３２が開位置ｓ２に切換え操作されると、逆転用のモータ駆動電流がモータ１ｃに流れ、窓ガラス３を全開位置ｈ２に移動し、閉位置ｓ１に切換え操作されると正転用のモータ駆動電流がモータ１ｃに流れ窓ガラス３を全閉位置ｈ２に移動する。いずれの場合も同時にソレノイド２２ａがオンし、制動力付与部材２７ｃが停止位置ｄ１より退却位置ｄ２（図６に実線で示す位置）に揺動し、回転軸１１ｃの回転を許容する。一方、開閉スイッチ３２が中立位置であるＯＦＦ位置に自動復帰すると、モータ１ｃ及びソレノイド２２ｃに対する電流供給は遮断され、ばね２５ｃの弾性力で停止位置ｄ１に達し制動力付与部材２７ｃの平のこ歯部ｇと回転軸１１ｃの丸のこ歯部Ｇとが相互に噛合い、回転軸１１の回転を確実に阻止する。この場合、制動力付与部材２７ｃの平のこ歯部ｇと回転軸１１ｃの丸のこ歯部Ｇとが噛合い、十分に大きな制動力を発揮出来る。
【００２７】
上述のところにおいて、各モータ１，１ａ，１ｂ，１ｃはワイヤ巻取りドラムタイプの電動のウインドウレギュレータ４にも用いられていたが、Ｘ型リンクタイプの電動のウインドウレギュレータ４にも同様に用いられ、同様の作用効果を得られる。更に、各モータは窓ガラス開閉用のウインドウレギュレータに用いたが、各種のドア開閉用のアクチュエータの駆動源としても用いることができ、この場合も、強制的な操作によりドアが開放されることを防止出来る。
上述のところにおいて、ロータの回転軸１１には減速機構Ａを成すウォーム１２が設けられていたが場合により減速機構の一部を成す平歯車等を接続しても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、モータに駆動電流が流れた時に回転軸の回転を許容し、駆動電流が切れた時に制動力付与部材のくさび状の当接面がガイド板と回転軸の外周面の間にくさび状に押し込まれるので、十分大きな制動力を発揮でき、モータ停止時には確実に回転軸及び負荷側の回転を阻止できる。
例えば、ここでのモータがパワーウインドウ用モータであっても良く、この場合、窓ガラスに強制的に降下方向の操作力が加わっても、モータの回転軸が回転阻止手段によりその回転変位を阻止されているので、窓ガラスの降下方向の変位を阻止でき、窓の強制開放を阻止でき、車両の防盗性を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例としてのモータの制動装置の拡大断面図である。
【図２】図１のモータの制動装置を備えたウインドウレギュレータを装備するドアの概略図である。
【図３】図１のモータの制動装置に接続される駆動回路の説明図である。
【図４】本発明の他の参考例としてのモータの制動装置の部分切欠断面図である。
【図５】本発明の適用された実施形態としてのモータの制動装置の部分切欠断面図である。
【図６】本発明の他の参考例としてのモータの制動装置の部分切欠断面図である。
【符号の説明】
１ モータ
３ ドアガラス
１１ 回転軸
１２ ウォーム
１６ ロータ
ｌ８ コミュテータ
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ
回転阻止手段
２７，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ
制動力付与部材
２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ
切り換え駆動部
ｂ 摩擦部材
ｎ 当接面
ｍ 外周面

Claims (1)

1. モータの制動装置において、
   モータの停止時に同モータの回転軸に当接してその回転を阻止する回転阻止手段を設け、
   上記回転阻止手段は、上記回転軸にくさび状の当接面を当接して制動力を付与する制動力付与部材と、上記モータに駆動電流が流れた時に上記制動力付与部材を上記回転軸より離脱させ上記駆動電流が切れた時に上記制動力付与部材を上記回転軸に当接する切り換え駆動部とを有し、
   上記制動力付与部材は上記モータのケーシングに支持され上記回転軸にくさび状の当接面が当接した際にそのずれを規制するガイド板を有することを特徴とするモータの制動装置。

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