JP5941286B2 - 逆転防止機構 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、車両等に搭載される減速機付モータに適用される逆転防止機構に関するものである。

車両に搭載される減速機付モータとしては、例えば、シート座面の昇降動作を行うために用いられるものがある。このものは、減速機付モータの出力軸が逆転し、シート座面が下降してしまうようなことが無いようにするために、逆転防止機構を設ける必要がある。この逆転防止機構として、減速機モータの出力軸とシート座面との間にクラッチ装置を設け、減速機付モータの出力軸の逆転を防止するさまざまな技術が開示されている。

クラッチ装置としては、例えば、カバードラムと回転力が入力されるブレーキカムとを備えており、これらカバードラムの内周面とブレーキカムのカム面とにより、くさび形空間を形成しているものがある。そのくさび形空間に８つのローラが配置されている。また、ロック用バネを有しており、このロック用バネの両側方の２つのローラは対をなすようになっている。各ローラは、自由状態ではロック用バネに押圧されカム高さの高い方に押しやられ、ブレーキ用カムとカバードラムがロックした状態になる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２５５８３７号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、減速機付モータの外部にクラッチ装置を設けることになるので、クラッチ装置を配置する取り付けスペースを確保する必要があり、シート全体が大型化してしまうという課題がある。
また、複数のローラやロック用バネ等、部品点数が多く、組み付け作業が煩わしいという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、取り付けスペース全体の省スペース化を図ることができ、組み付け作業を簡素化できる逆転防止機構を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る逆転防止機構は、電動モータからの駆動力が伝達される歯部が外周部に形成されていると共に、径方向中心部に貫通孔が形成されているギヤと、前記貫通孔に、前記ギヤと相対回転可能に挿入されるシャフトと、前記ギヤと連動して回転可能なカムプレートと、前記カムプレートの外周部と摺接するガイド部と、前記シャフトに設けられており、このシャフトの軸心から偏心した偏心カムとを備え、前記カムプレートは、この中心が前記シャフトの軸心と同軸上となるように形成された円板であり、前記カムプレートに、前記偏心カムが嵌合可能な偏心開口部が形成されており、前記ガイド部は、前記カムプレートの外周部を囲繞するように形成された円環部を有すると共に、前記電動モータが固定されるブラケットに固定されており、前記偏心カムは、前記シャフトが前記ギヤよりも先に回転するとき、前記カムプレートを径方向外側へと変位させ、このカムプレートを前記円環部に押し付けて前記カムプレートと前記円環部との間の摺動摩擦抵抗を増大させていることを特徴とする。
このように構成することで、減速機付モータの減速機構の中に逆転防止機構を組み込むことができ、逆転防止機構、及び減速機付モータ全体の取り付けスペースを省スペース化することができる。また、逆転防止機構の部品点数を従来技術と比較して減少することができ、組み付け作業を簡素化できると共に、コストを低減することができる。
また、カムプレートに、ギヤの逆転を防止するためのブレーキ力を確実に作用させることができる。

本発明に係る逆転防止機構は、前記ギヤには、このギヤの回転中心を挟んで両側に、突起部が設けられている一方、前記カムプレートには、前記突起部を挿入可能な溝が形成されており、前記溝は、前記シャフトよりも先に前記ギヤが回転するとき、前記突起部と係合する一方、前記ギヤよりも先に前記シャフトが回転するとき、前記突起部と係合しないように形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、ギヤの逆転を確実に防止できる。

本発明に係る逆転防止機構は、前記溝は、前記カム部の中心を基準とした円に沿うように形成された長孔であることを特徴とする。
このように構成することで、溝部の形状を簡素化でき、この結果、製造コストを低減できる。

本発明に係る逆転防止機構は、前記ギヤに、前記このギヤと同心円となる円形状の凹部を形成し、この凹部に、前記カムプレート、及び前記円環部を収納したことを特徴とする。
このように構成することで、逆転防止機構を小型化できる。

本発明に係る逆転防止機構は、前記カムプレートと前記円環部との間に、これらカムプレートと円環部との摺動摩擦抵抗を増大させる抵抗部材を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、カムプレートに、ギヤの逆転を防止するためのブレーキ力を、さらに確実に作用させることができる。

本発明に係る逆転防止機構は、前記カムプレートの外周面、及び前記円環部の内周面の少なくとも何れか一方は、粗面加工してなる粗面加工部を有していることを特徴とする。
このように構成することで、カムプレートに、ギヤの逆転を防止するためのブレーキ力を、さらに確実に作用させることができる。

本発明によれば、減速機付モータの減速機構の中に逆転防止機構を組み込むことができ、逆転防止機構、及び減速機付モータ全体の取り付けスペースを省スペース化することができる。また、逆転防止機構の部品点数を従来技術と比較して減少することができ、組み付け作業を簡素化できると共に、コストを低減することができる。
また、カムプレートに、ギヤの逆転を防止するためのブレーキ力を確実に作用させることができる。

本発明の実施形態における減速機付モータを搭載した車両の概略構成図である。 本発明の実施形態における減速機付モータの斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における逆転防止機構の分解斜視図である。図５は、 本発明の実施形態における逆転防止機構の平面図であって、ガイド部を取り外した状態を示す。 本発明の実施形態における逆転防止機構の動作説明図である。 本発明の実施形態における逆転防止機構の動作説明図である。 本発明の実施形態の変形例における逆転防止機構の平面図であって、ガイド部を取り外した状態を示す。

（減速機付モータ）
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、減速機付モータ１を搭載した車両１００の概略構成図である。
減速機付モータ１は、車両１００に搭載された車両用電動シート装置９１の駆動源として用いられており、シート座面９３を昇降させる。

図２は、減速機付モータ１の斜視図、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図２、図３に示すように、減速機付モータ１は、電動モータ２と、電動モータ２の駆動力が伝達される減速機構３とを備えている。
電動モータ２は、不図示のブラシを用いてアーマチュアに電力を給電する、所謂ブラシ付モータであって、有底筒状のヨーク４を備えている。このヨーク４の内側にアーマチュアが回転自在に設けられており、このアーマチュアが減速機構３に駆動力を伝達する。また、ヨーク４の開口部側に不図示の外部電源とブラシとを電気的接続するためのコネクタ５が設けられている。

減速機構３は、開口部６ａを有する箱状のギヤケーシング６を有しており、このギヤケーシング６の一側に電動モータ２が取り付けられている。また、ギヤケーシング６には、開口部６ａを閉塞するカバー７がボルト１９によって締結固定されており、このカバー７とギヤケーシング６とに囲まれるギヤ収納部８に歯車群９が収納されている。
歯車群９は、不図示のアーマチュアの回転軸に連結されているウォーム軸（不図示）と、ウォーム軸に噛合されるウォームホイール１０と、ウォームホイール１０と同軸上に設けられ、このウォームホイール１０と一体化されている小径ギヤ１１と、この小径ギヤ１１に噛合されるスパーギヤ１２とを有している。

ウォームホイール１０の径方向中央部は、小径ギヤ１１の基端が一体的に取り付けられるようになっている。小径ギヤ１１は、基端をウォームホイール１０に埋設させた状態になっている一方、先端がウォームホイール１０からカバー７側に向かって突出した状態になっている。そして、小径ギヤ１１の先端に歯部１１ａが形成されており、ここにスパーギヤ１２が噛合されている。
ここで、スパーギヤ１２は、逆転防止機構２０の一部を構成している。

（逆転防止機構）
図４は、逆転防止機構２０の分解斜視図である。図５は、逆転防止機構２０を構成するガイド部２７を取り外した状態の平面図である。
図３〜図５に示すように、スパーギヤ１２は、外周面１２ａに小径ギヤ１１の歯部１１ａに噛合される歯部１４が形成された略円板状のものである。スパーギヤ１２の径方向中央の大部分には、カバー７側に凹部１５が形成されている。また、凹部１５の径方向中央には挿通孔１６が形成されており、ここに出力シャフト２１が挿通されている。

出力シャフト２１は、シート座面９３（図１参照）に連結されてこのシート座面９３を昇降させるための回転力を出力するためのものであって、中空状に形成されている。出力シャフト２１の内周面には、スプライン２２が形成されており、ここにシート座面９３（図１参照）を昇降させるための不図示のリンクが、出力シャフト２１と相対回転不能に連結される。

また、出力シャフト２１の凹部１５に対応する箇所には、偏心カム２３が一体成形されている。偏心カム２３は、略円板状に形成されたものであって、その中心軸Ｐ１が出力シャフト２１、及びスパーギヤ１２の中心軸Ｐ２から距離Ｌ１だけ径方向外側にずれた位置に設定されている。さらに、偏心カム２３の肉厚ｔ１は、スパーギヤ１２の凹部１５の深さｈ１と略同一に設定されている。
尚、偏心カム２３は、出力シャフト２１に一体成形されている場合に限られるものではなく、別途偏心カム２３を形成し、出力シャフト２１と一体化させるように構成してもよい。

また、スパーギヤ１２の凹部１５には、中心軸Ｐ２を挟んで両側に一対の解除ピン２４，２４がカバー７側に向かって立設されている。一対の解除ピン２４，２４は、略円柱状に形成されたものであって、スパーギヤ１２と、このスパーギヤ１２の凹部１５に収納されている略円板状のカムプレート２５とを係合させる役割を有している。
カムプレート２５には、一対の解除ピン２４，２４に対応する箇所に、これら解除ピン２４，２４が挿入可能な長孔２６，２６が形成されている。これら長孔２６は、この中心線が、偏心カム２３の中心軸Ｐ１を中心とした仮想円Ｃ１に沿うように形成されている。

一方、カムプレート２５の中心軸Ｐ３は、出力シャフト２１の中心軸Ｐ２と同一に設定されている。また、カムプレート２５には、偏心カム２３が嵌合可能な嵌合孔２５ａが形成されており、この嵌合孔２５ａに偏心カム２３が嵌合されている。
さらに、カムプレート２５の肉厚ｔ２は、偏心カム２３の肉厚ｔ１、及び凹部１５の深さｈ１と略同一に設定されている。また、カムプレート２５の直径は、スパーギヤ１２の凹部１５の内径よりも小さくなるように設定されている。そして、スパーギヤ１２の凹部１５の内周面１５ａと、カムプレート２５の外周面２５ｂとの間に形成された隙間Ｓ１には、ガイド部２７が介装されている。

ガイド部２７は、カムプレート２５のカバー７側の面を覆うように略円板状に形成されたベース部２８を有しており、このベース部２８の外周部に、隙間Ｓ１に介装される円環部２９が一体成形されている。また、ベース部２８の径方向中央には、出力シャフト２１に外嵌される筒部３０が円環部２９とは反対側に向かって立設されている。筒部３０は、取付ブラケット３１によって支持されている。

取付ブラケット３１は、例えば、車体（不図示）に取り付けることによって、減速機付モータ１を支持するためのものである。取付ブラケット３１は、ベース部３２を有している。このベース部３２には、ガイド部２７の筒部３０に対応する箇所に、この筒部３０を圧入可能な貫通孔３３が形成されている。また、取付ブラケット３１には、この取付ブラケット３１を、車体等の外部に取り付けるための筒状の取付け座３４が一体成形されている。このように構成された取付ブラケット３１によって、カムプレート２５、及びガイド部２７の抜けが規制されている。そして、逆転防止機構２０は、減速機構３のギヤケーシング６内に収納された状態になっている。

（逆転防止機構の動作）
続いて、図３、図６、図７に基づいて、逆転防止機構２０の動作について説明する。
図６は、電動モータ２により出力シャフト２１を駆動させる場合の逆転防止機構２０の動作説明図、図７は、電動モータ２が駆動するよりも先に出力シャフト２１が回転した場合の逆転防止機構２０の動作説明図である。

まず、電動モータ２により出力シャフト２１を駆動させる場合について説明する。
図３、図６に示すように、電動モータ２を駆動すると、アーマチュア、及びこれと一体化されているウォーム軸（何れも不図示）が回転し、このウォームホイールに噛合されるウォームホイール１０が回転する。さらに、ウォームホイール１０と一体化されている小径ギヤ１１が回転し、これに噛合されるスパーギヤ１２が回転する。
尚、スパーギヤ１２は、電動モータ２のアーマチュアの回転方向に応じ、図６における時計回り、又は反時計回りに回転することが可能であるが、以下の説明においては、スパーギヤ１２が時計回り（矢印Ｙ１１参照）に回転する場合について説明する。

スパーギヤ１２が時計回りに回転すると、これに伴って、一対の解除ピン２４，２４が時計回り方向に向かって変位する（矢印Ｙ１２参照）。一対の解除ピン２４，２４はカムプレート２５の長孔２６に挿入されているので、一対の解除ピン２４，２４が変位することにより、これら解除ピン２４，２４を介してカムプレート２５とスパーギヤ１２とが係合する。そして、カムプレート２５が時計回りに回転する（矢印Ｙ１３参照）。

カムプレート２５が回転すると、このカムプレート２５の嵌合孔２５ａに嵌合している偏心カム２３がカムプレート２５と一体となって回転する（矢印Ｙ１４参照）。そして、偏心カム２３と一体成形されている出力シャフト２１が回転し（矢印Ｙ１５参照）、この出力シャフト２１に連結されている不図示のリンクを介してシート座面９３が昇降、又は下降する。

次に、電動モータ２が駆動するよりも先に出力シャフト２１が回転した場合について説明する。
図３、図７に示すように、例えば、シート座面９３に乗員が着座するなどしてシート座面９３に所定の負荷がかかると、電動モータ２が停止した状態であっても、出力シャフト２１に外力が加わり、例えば、時計回り方向に向かう回転力（逆転力）Ｆ１が付勢される。
尚、シート座面９３に所定の負荷がかかることにより出力シャフト２１にかかる回転力Ｆ１の方向は、不図示のリンクの構造により、時計回り方向、又は反時計回り方向の何れかになるかが決定されるが、ここでは、回転力Ｆ１は時計回り方向に向かうように作用する場合について説明する。

出力シャフト２１に回転力Ｆ１が作用すると、これに伴って偏心カム２３にも時計回り方向に向かう回転力Ｆ２が作用する。そして、偏心カム２３に押圧されるようにして、カムプレート２５が偏心カム２３と共に時計回りに回転しようとする（矢印Ｙ２１参照）。
このとき、偏心カム２３の中心軸Ｐ１が出力シャフト２１、及びスパーギヤ１２の中心軸Ｐ２から距離Ｌ１だけ径方向外側にずれた位置に設定されているので、偏心カム２３により押圧力Ｆ３は、カムプレート２５の径方向外側に向かって作用する。

すると、カムプレート２５の外周面２５ｂがガイド部２７の円環部２９に押し付けられ、この円環部２９の内周面２９ａとカムプレート２５の外周面２５ｂとの間の摺動摩擦抵抗が増大し、これがブレーキ力となってカムプレート２５の回転が阻止される。ここで、ガイド部２７は、取付ブラケット３１に固定されているので回転することがない。このため、カムプレート２５の回転力がスパーギヤ１２に伝達されることなく、カムプレート２５の回転が阻止され、出力シャフト２１の逆転が阻止される。

ここで、カムプレート２５に形成されている長孔２６の長さは、この長孔２６と解除ピン２４とが係合し、カムプレート２５とスパーギヤ１２とが共回りしてしまうよりも先に、カムプレート２５の回転がガイド部２７によって阻止される長さに設定されている。このため、出力シャフト２１に回転力Ｆ１が付勢され、僅かに出力シャフト２１が回転してしまうような場合であっても、スパーギヤ１２の逆転を阻止できる。

また、長孔２６は、この中心線が偏心カム２３の中心軸Ｐ１を中心とした仮想円Ｃ１に沿うように形成されているので、偏心カム２３によってカムプレート２５が押圧されるとき、解除ピン２４がきっかけとなってカムプレート２５に径方向外側に向かう力（押圧力Ｆ３）が確実に作用する。

（効果）
したがって、上述の実施形態によれば、逆転防止機構２０を、スパーギヤ１２と、出力シャフト２１と、偏心カム２３と、解除ピン２４と、カムプレート２５と、ガイド部２７とにより構成することにより、減速機構３の中に組み込むことができる。このため、逆転防止機構２０、及び減速機付モータ１全体の取り付けスペースを省スペース化することができる。また、逆転防止機構２０の部品点数を従来技術と比較して減少することができ、組み付け作業を簡素化できると共に、コストを低減することができる。

さらに、偏心カム２３を、この中心軸Ｐ１が出力シャフト２１、及びスパーギヤ１２の中心軸Ｐ２から距離Ｌ１だけ径方向外側にずれた位置に設定された略円板状に形成する一方、カムプレート２５に、偏心カム２３と嵌合可能な嵌合孔２５ａを形成することにより、カムプレート２５が偏心カム２３よりも先に回転した場合には、これらカムプレート２５と偏心カム２３とが共回りするように構成され、偏心カム２３がカムプレート２５よりも先に回転しようとした場合には、偏心カム２３の回転が阻止されるように構成されている。このように、簡素な構造で逆転防止機構２０を構成しているので、製造コストを低減できる。

また、スパーギヤ１２に解除ピン２４を設けると共に、カムプレート２５に解除ピン２４と係合可能な長孔２６を形成することにより、カムプレート２５が偏心カム２３よりも先に回転した場合には、これらカムプレート２５と偏心カム２３とを確実に共回りさせることができると共に、偏心カム２３がカムプレート２５よりも先に回転しようとした場合には、偏心カム２３の回転を確実に阻止することができる。

さらに、長孔２６は、この中心線が偏心カム２３の中心軸Ｐ１を中心とした仮想円Ｃ１に沿うように形成されている。このため、偏心カム２３がカムプレート２５よりも先に回転しようとした場合、カムプレート２５に径方向外側に向かう力（押圧力Ｆ３）を確実に作用させることができる。よって、長孔２６のような簡素な形状で、確実に出力シャフト２１の逆転を阻止できる。

そして、カムプレート２５に径方向外側に向かう力（押圧力Ｆ３）を作用させることにより、ガイド部２７の円環部２９の内周面２９ａにカムプレート２５の外周面２５ｂを押し付けるように構成している。このため、カムプレート２５に確実にブレーキ力を作用させることができ、確実に出力シャフト２１、及びスパーギヤ１２の逆転が阻止される
また、スパーギヤ１２の径方向中央の大部分に凹部１５を形成し、この凹部１５に偏心カム２３、カムプレート２５、及びガイド部２７の円環部２９を収納しているので、逆転防止機構２０の配置スペースを省スペース化することができ、この結果、逆転防止機構２０を小型化できる。

尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、減速機付モータ１は、車両１００に搭載された車両用電動シート装置９１の駆動源として用いられている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな装置に減速機付モータ１を適用することが可能である。

また、上述の実施形態では、一対の解除ピン２４，２４が略円柱状に形成されている場合について説明した。しかしながら、解除ピン２４の形状は、円柱状に限られるものではなく、スパーギヤ１２の凹部１５から突出し、カムプレート２５に形成されている長孔２６と係合可能であればよい。例えば、解除ピン２４の形状を、円錐状に形成してもよい。この場合、カムプレート２５の長孔２６の形状も解除ピン２４に対応して決定すればよい。
さらに、上述の実施形態では、カムプレート２５の外周面２５ｂとガイド部２７の円環部２９の内周面２９ａとを直接摺動させている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、以下のように構成してもよい。

（実施形態の変形例）
図８は、実施形態の変形例における逆転防止機構２２０の平面図であって、前述の実施形態の図５に対応している。尚、以下の説明において、前述の実施形態と同一態様については、同一符号を付して説明を省略する。
すなわち、同図に示すように、カムプレート２５の外周面２５ｂとガイド部２７の円環部２９内周面２９ａとの間に、これらカムプレート２５の外周面２５ｂと円環部２９の内周面２９ａとの摺動摩擦抵抗を増大させるリング状の抵抗部材４１を設けてもよい。抵抗部材４１としては、例えば、鉄などの金属材料に焼入れ加工を行った素材を用いることが可能である。
このように構成するとでき、出力シャフト２１（スパーギヤ１２）が逆転しようとしたとき、より確実にカムプレート２５にブレーキ力を付与することができる。

また、図８に示すように、抵抗部材４１に代わってカムプレート２５の外周面２５ｂに粗面加工部４２を形成してもよい。このように構成することで、カムプレート２５の外周面２５ｂとガイド部２７の円環部２９の内周面２９ａとを直接摺動させる場合と比較して、カムプレート２５へのブレーキ力を増大させることができる。

尚、粗面加工部４２は、カムプレート２５の外周面２５ｂに形成する場合に限られるものではなく、円環部２９の内周面２９ａに形成してもよいし、カムプレート２５の外周面２５ｂ、及び円環部２９の内周面２９ａの両者に粗面加工部４２を形成してもよい。さらに、この粗面加工部４２を形成したうえで、カムプレート２５の外周面２５ｂとガイド部２７の円環部２９の内周面２９ａとの間に、抵抗部材４１を設けてもよい。

１ 減速機付モータ
２ 電動モータ
１２ スパーギヤ（ギヤ）
１２ａ 外周面（外周部）
１４ 歯部
１５ 凹部
１６ 挿通孔（貫通孔）
２０，２２０ 逆転防止機構
２１ 出力シャフト（シャフト）
２３ 偏心カム
２４ 解除ピン（突起部）
２５ カムプレート
２５ａ 嵌合孔（偏心開口部）
２５ｂ 外周面（外周部）
２６ 長孔
２７ ガイド部
２９ 円環部
２９ａ 内周面
３１ 取付ブラケット（ブラケット）
４１ 抵抗部材（粗面加工部）
４２ 粗面加工部

Claims (6)

1. 電動モータからの駆動力が伝達される歯部が外周部に形成されていると共に、径方向中心部に貫通孔が形成されているギヤと、
   前記貫通孔に、前記ギヤと相対回転可能に挿入されるシャフトと、
   前記ギヤと連動して回転可能なカムプレートと、
   前記カムプレートの外周部と摺接するガイド部と、
   前記シャフトに設けられており、このシャフトの軸心から偏心した偏心カムとを備え、
   前記カムプレートは、この中心が前記シャフトの軸心と同軸上となるように形成された円板であり、前記カムプレートに、前記偏心カムが嵌合可能な偏心開口部が形成されており、
   前記ガイド部は、前記カムプレートの外周部を囲繞するように形成された円環部を有すると共に、前記電動モータが固定されるブラケットに固定されており、
   前記偏心カムは、前記シャフトが前記ギヤよりも先に回転するとき、前記カムプレートを径方向外側へと変位させ、このカムプレートを前記円環部に押し付けて前記カムプレートと前記円環部との間の摺動摩擦抵抗を増大させていることを特徴とする逆転防止機構。
2. 前記ギヤには、このギヤの回転中心を挟んで両側に、突起部が設けられている一方、
   前記カムプレートには、前記突起部を挿入可能な溝が形成されており、
   前記溝は、前記シャフトよりも先に前記ギヤが回転するとき、前記突起部と係合する一方、前記ギヤよりも先に前記シャフトが回転するとき、前記突起部と係合しないように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の逆転防止機構。
3. 前記溝は、前記偏心カムの中心を基準とした円に沿うように形成された長孔であることを特徴とする請求項２に記載の逆転防止機構。
4. 前記ギヤに、前記このギヤと同心円となる円形状の凹部を形成し、
   この凹部に、前記カムプレート、及び前記円環部を収納したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の逆転防止機構。
5. 前記カムプレートと前記円環部との間に、これらカムプレートと円環部との摺動摩擦抵抗を増大させる抵抗部材を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の逆転防止機構。
6. 前記カムプレートの外周面、及び前記円環部の内周面の少なくとも何れか一方は、粗面加工してなる粗面加工部を有していることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の逆転防止機構。

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