JP6725830B2

JP6725830B2 - パワーシート装置

Info

Publication number: JP6725830B2
Application number: JP2016040224A
Authority: JP
Inventors: 裕介都竹
Original assignee: Imasen Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Imasen Electric Industrial Co Ltd
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-03-02
Also published as: JP2017158332A

Description

本発明は、モータを駆動源として車両用シートの状態を調整するパワーシート装置に関するものである。

車両シートの前後方向の位置調整や、シートバックのリクライニング調整などを電動で行う技術として、例えば、特許文献１に開示されるモータを用いる構成がある。このようなモータは、例えば、ブラシ付きモータとして構成され、内周面に一対のマグネットが固定されるモータケース（ヨーク）を備え、このモータケースの内部にアーマチュア軸を備えたアーマチュアが回転自在に収容されている。このアーマチュアは、複数のアーマチュアコイルと、これらアーマチュアコイルに電流を供給するためのコンミテータ（整流子）と、を備えている。そして、モータケースに固定される複数のブラシがコンミテータの外周に摺接しており、各ブラシが電源に接続されると、ブラシ及びコンミテータを介して各アーマチュアコイルに所定のタイミングで電流が供給され、アーマチュアが回転するようになっている。また、モータケースは、ケースの外側に給電用の電源コネクタが嵌合されるカプラーを備える構成となっている。

特開２００７−２５２１０５号公報

しかしながら、特許文献１のようなブラシ付きモータを動作させて車両シートの前後方向の位置調整などを行う際に、モータあるいはその周辺からモータの動作に起因する不快な音が発生する場合がある。これは、モータがシート装置に組み付けられた状態（カプラーが電源コネクタに接続された状態）で動作する際に、アーマチュアが回転してブラシとコンミテータとの継続的な摺動接触によってこれら部材に振動が発生し、さらにモータケースを介してカプラーに振動が伝播することで電源コネクタが接続された当該カプラーから放射音が生じることによる。この放射音の発生を抑制するために、ブラシの形状や材質の最適化、モータケースの材質の最適化、コンミテータの表面粗さの調整などを行うことが考えられるが、このようなモータ単体のみの対策では、電源コネクタと接続されたカプラー等の対策がなされていない部分からの放射音の発生を抑制することができない場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、モータを駆動源とするパワーシート装置であって、簡易な構成で放射音の発生を抑制し得る構成を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の発明は、モータ（２０）を駆動源として車両用シート（１１）の状態を調整するパワーシート装置（１０）であって、前記モータは、ロータ（４０）の外周面に形成されたコンミテータ（４５）と、前記コンミテータと摺動接触するブラシ（５０）と、前記ロータを収容すると共に、前記ブラシを保持するケース（３０）と、外部コネクタが接続され、電源に接続された前記外部コネクタから供給される電流を前記ブラシに供給するように前記ケースの外面（３０ａ）に設けられるカプラー（６０）と、前記カプラーを前記ケースに向かう方向に弾性的に付勢するように前記カプラーを覆う付勢部材（７０）と、を備え、前記付勢部材は、弾性変形可能な環状部材であって回転軸方向の長さが前記カプラーの外周壁の全体を覆う長さであり、前記カプラー及び前記ケースの一部を前記ロータの回転軸に直交する方向から環状に覆うことを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

請求項１の発明では、電源から供給される電流をブラシに供給するように外部コネクタが接続されるカプラーが、ケースの外面に設けられる構成となっている。また、付勢部材は、カプラーをケースに向かう方向に付勢するようにカプラーを覆う構成となっている。

このように、付勢部材が、弾性力に基づいて、カプラーをケースに向かう方向に付勢するように覆うため、カプラーをケースに押さえ付けることができる。これにより、カプラーのケースに対する相対的な変位を抑制することができる。そのため、カプラーが外部コネクタに接続された状態でモータが動作する際に、ロータが回転してブラシとコンミテータとの継続的な摺動接触によってこれら部材に振動が発生し、さらに振動がケースを介してカプラーに伝わる場合であっても、外部コネクタに接続されたカプラーのモータに対する振動を抑制することができる。このように、外部コネクタに接続されたカプラーの振動を抑制することによって、外部コネクタに接続されたカプラーからの放射音の発生を抑制することができる。特に、カプラーを弾性変形可能な付勢部材で覆うのみの簡易な構成によって、製造コストの増大を抑えつつ、放射音の発生を抑制することができる。

特に、付勢部材は、弾性変形可能な環状部材であって回転軸方向の長さが前記カプラーの外周壁の全体を覆う長さであり、カプラー及びケースの一部をロータの回転軸に直交する方向から環状に覆う構成である。これにより、付勢部材をカプラー及びケースに嵌め込むように、カプラー及びケースの一部を付勢部材で覆うのみの簡易な組み付け工程によって、放射音の発生を抑制する構成を簡単に実現することができる。

本発明の第１実施形態に係るパワーシート装置の構成概要を示す側面図である。図１のモータ及び減速機の正面図である。図１のモータ及び減速機の斜視図である。図１のモータ及び減速機の平面図である。図１のモータ及び減速機の右側面図である。図１のモータの正面図である。図１のモータの平面図である。図１のモータの左側面図である。図６のＡ−Ａ断面を拡大して示す拡大断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明に係るパワーシート装置１０の一実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るパワーシート装置の構成概要を示す側面図である。
本第１実施形態に係るパワーシート装置（以下、シート装置ともいう）１０は、図１に示すように、シートクッションおよびシートバックからなる車両用シート１１と、この車両用シート１１を車体に対してスライド可能に支持するスライドレール部材１２とを備えている。車両用シート１１は、シートクッションをスライドレール部材１２に固定するシートクッションフレーム１１ａと、このシートクッションフレーム１１ａの後部に傾動自在に取り付けられてシートバックをシートクッションに対して傾倒可能に支持するシートバックフレーム１１ｂとを備えている。また、スライドレール部材１２は、主に、車体に固定されて車両の前後方向に延びる一対のロアレール１２ａと、両ロアレール１２ａにそれぞれスライド自在（摺動自在）に支持される一対のアッパーレール１２ｂとを備えている。

シート装置１０は、モータ２０を駆動源として車両用シート１１の状態を調整する構成である。また、シート装置１０は、図１〜図５に示すように、車両用シート１１の位置などを電動で調整する調整手段であるモータ２０と、このモータ２０に組み付けられてモータ２０から伝達される回転を減速するギヤボックス８０と、モータを駆動制御する電子制御装置（ＥＣＵ、図示略）と、を備えている。また、本第１実施形態では、モータ２０が、Ｒハイトモータとして構成され、電子制御装置により制御されて、その回転駆動によりシートクッションの後部の高さを変更するように機能する例を示す。なお、モータ２０は、Ｒハイトモータ以外に、スライドモータ、リクラモータ、およびＦハイトモータなどとして構成されてもよい。例えば、モータ２０が、スライドモータとして構成される場合、電子制御装置により制御されて、その回転駆動によりアッパーレール１２ｂをロアレール１２ａに対してスライドさせることで車両用シート１１を車体に対してスライドさせるように機能する。また、モータ２０が、リクラモータとして構成される場合、電子制御装置により制御されて、その回転駆動によりシートバックフレーム１１ｂをシートクッションフレーム１１ａに対して傾動させることでシートバックをシートクッションに対して傾倒させるように機能する。また、モータ２０が、Ｆハイトモータとして構成される場合、電子制御装置により制御されて、その回転駆動によりシートクッションの前部の高さを変更するように機能する。

次に、本発明に係るモータ２０の構成について、図６〜図９を用いて詳細に説明する。モータ２０は、ブラシ付きモータとして構成されている。また、モータ２０は、図６〜図９に示すように、所定方向に沿った回転軸線回りに（回転軸線Ｌを中心として）回転するロータ４０と、ロータ４０を収容するモータケース３０と、電源に接続された外部コネクタが接続されるカプラー６０と、を備えている。また、ロータ４０の外周面４０ａには、図９に示すように、ロータ４０が備えるコイルに流れる電流の向きを切り替えるためのコンミテータ（整流子）４５が設けられている。また、コンミテータ４５と摺動接触するブラシ５０がモータケース３０によって保持されている。そして、本第１実施形態では、カプラー６０から発生する放射音を抑制するために、カプラー６０とモータケース３０とを外側から覆う付勢部材７０が設けられている。

以下、モータ２０を構成する各要素について詳述する。
ロータ４０は、図９に示すように、モータ２０の回転軸となるシャフト４１と、シャフト４１に嵌合して固定されて複数の電磁式のコイルが設けられるロータコア（図示略）と、シャフト４１に嵌合して固定されてコンミテータ４５を保持する保持部４３と、を備えている。シャフト４１は、モータケース３０に配設された軸受（例えば、長手筒状に形成されたモータケース３０の長手方向おける両端部分に形成された軸受）に一端と中心付近とを回転自在に支持されている。ロータコアのコイルは、電機子に巻装されて、モータケース３０の内壁に固定された磁石に対向するように設けられている。コンミテータ４５は、湾曲板状の導電部材によって形成され、円筒形に形成された保持部４３の外面に沿って複数（コイルと同数）周方向に並んで配置されている。また、コンミテータ４５は、後述するブラシ５０と摺動接触するように保持部４３に配置されている。このロータ４０は、ブラシ５０から供給される電流がコンミテータ４５を介して各コイルに順に流れて、各コイルに発生する磁場がモータケース３０の内壁に固定された磁石の磁力に対して回転方向に働くことによって回転するようになっている。

また、ロータ４０は、図６、図７に示すように、シャフト４１におけるモータケース３０に収容される部分とは異なる部分にギヤ４７が設けられている。このギヤ４７は、例えば、ウォームギヤとして構成され、ギヤボックス８０に設けられるウォームホイール（図示略）と噛合して、モータ２０から出力される駆動力を所定の減速比でギヤボックス８０に設けられる入力軸に伝達する。

モータケース（ケース）３０は、図９に示すように、側面の角部が丸みを帯びた略四角筒状に形成される外側ケース３２と、外側ケース３２の内部に収容されてブラシ５０を支持固定するブラシホルダ３４と、を備えている。これら外側ケース３２及びブラシホルダ３４は、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂材料などから形成されている。ブラシホルダ３４は、長手方向に沿った貫通孔を有し、ロータ４０の一端側（ロータコアや保持部４３が設けられる側）を包囲するように配置されている。ブラシ５０は、ブラシホルダ３４によって、後述するカプラー６０が形成される側とは反対側から内側に向かって突出するように支持固定されている。また、ブラシ５０には導電部材によって形成されるワイヤ５４を介して導電部材によって形成されるターミナル５６が接続されている。

また、モータケース３０の外面３０ａには、外部コネクタ（図示略）が接続されるモータ２０側のコネクタとして機能するカプラー６０が設けられている。具体的には、カプラー６０は、一方の開口が閉塞された略四角筒状の外周壁６２によって構成され、モータケース３０の外側ケース３２の一側から外側に突出するようにブラシホルダ３４と一体に形成されている。また、カプラー６０の底面（閉塞された開口部分）には、ターミナル５６の導出口（図示略）が形成され、各ターミナル５６がこの導出口を貫通して各端部５６ａとしてカプラー６０内に導出されている。また、カプラー６０の外周壁６２には、内側に突出する２つのガイド６４が形成され、外部コネクタが挿入される際に外部コネクタを支持しながら案内するようになっている。また、カプラー６０は、ロータ４０の回転軸線Ｌ（図９参照）に直交する方向でモータケース３０と重なる位置に配置されている。すなわち、カプラー６０は、モータケース３０の外周面に沿って配置されている。このような構成によって、カプラー６０は、電源が接続された外部コネクタが接続されることで、外部コネクタから供給される電流をターミナル５６及びワイヤ５４を介してブラシ５０に供給するようになっている。

付勢部材７０は、弾性変形可能な環状部材（帯板状のリング部材）である。この付勢部材７０は、例えば、樹脂シート、ゴムシート、布などによって構成されている。そして、付勢部材７０は、カプラー６０をモータケース３０に向かう方向に弾性的に付勢するようにカプラー６０を覆っている。具体的には、カプラー６０及びモータケース３０の外周（具体的には、図９に示す断面において、カプラー６０及びモータケース３０を囲む外周）よりも短い長さの外周となるように形成された付勢部材７０を、リング形状が大きくなるように引き伸ばされた状態となるようにカプラー６０及びモータケース３０に締め付けるように嵌める構成となっている。このような構成によって、付勢部材７０は、カプラー６０及びモータケース３０をロータ４０の回転軸線Ｌ（図９参照）に直交する方向（ロータ４０の径方向）から環状に覆うことになる。また、付勢部材７０は、カプラー６０と回転軸線Ｌに直交する方向において重なる構成となっている。すなわち、付勢部材７０は、回転軸線Ｌに沿った方向において、カプラー６０の外周壁６２のほぼ全体を覆うような長さになっている。

次に、ギヤボックス８０について図２〜図５を用いて説明する。ギヤボックス８０は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のような合成樹脂材料により構成されており、図３に示すように、ホイールケース８１と、ホイールカバー８３と、を備えている。ホイールケース８１は、モータ２０に対する入力軸に同軸的に組み付けられると共にモータ２０のギヤ４７に常時噛合するウォームホイールを収容する。また、ホイールケース８１には、モータ２０のギヤ４７を覆うギヤカバー８１ａと、モータケース３０と締結する締結部８１ｂと、が形成されている。締結部８１ｂは、モータケース３０の一端（ギヤ４７が配置される側の端部）を覆い、モータケース３０の締結板３０ｂに対向する構成で、締結部材９０（例えば、ねじ）によって締結板３０ｂに固定される。

また、ホイールカバー８３は、ウォームホイールをホイールケース８１とは反対側から覆うように、ホイールケース８１に対して熱かしめ等によって組み付けられる。また、ホイールカバー８３は、例えば、ＳＡＰＨ４４０等のＳＡＰＨ鋼板のような金属材料により構成されており、中央に出力側ギヤ８７を軸支可能な貫通穴が形成されている。そして、モータ２０から駆動力が伝達されたウォームホイールは、例えば、ピ二オンギヤなどを介して出力軸８５と一体的に形成された出力側ギヤ８７によって回転を出力するようになっている。

以上のように組み立てられたモータ２０付のギヤボックス８０等をシートクッションフレーム１１ａ等に組み付けることで、車両用シート１１の位置を電動で調整するシート装置１０を構成することができる。そして、シート装置１０では、モータ２０の駆動に応じてギヤボックス８０の出力軸８５を介して伝達される回転を利用して車両用シート１１の位置が調整される。例えば、モータ２０がＲハイトモータとして構成される場合、その回転駆動によりシートクッションの後部の高さが変更されることになる。

次に、モータ２０の動作について図面を参照して説明する。
モータ２０のカプラー６０に電源に接続された外部コネクタが接続された状態で、電子制御装置によってモータを駆動制御する制御信号が出力されると、外部コネクタから各ターミナル５６に電流が供給される。そして、ターミナル５６からワイヤ５４を介してブラシ５０に電流が供給される。また、ブラシ５０に順次接触するコンミテータ４５にブラシ５０から電流が供給され、さらに、ロータ４０のコイルに電流が供給される。これにより、ロータ４０の周囲に磁束が発生し、モータケース３０の内壁に固定された磁石の磁力に対してロータ４０を回転させる回転力が発生する。また、ロータ４０の回転に伴うコンミテータ４５の回転時に、コンミテータ４５の整流作用により、コイルに流れる電流の向きがブラシ５０に接触するたびに順次逆向きに変化する。

このようなモータ２０の動作時においてロータ４０が回転する際に、コンミテータ４５は、ブラシ５０に対してロータ４０の回転軸線Ｌに直交する方向で摺動接触する。すなわち、コンミテータ４５及びブラシ５０には、ロータ４０の回転軸線Ｌに直交する方向に摩擦力が生じることになる。具体的には、各ブラシ５０は、図９に示すように、斜め下方からコンミテータ４５に接触する構成である。ここで、ロータ４０とカプラー６０とが対向する方向を上下方向とし、カプラー６０が位置する側を上方側とし、その反対側を下方側としている。このような構成によって、コンミテータ４５及びブラシ５０は、回転軸線Ｌに直交する方向（例えば、上下方向）を振幅方向として振動することになる。そして、このような振動が生じる場合に、振動がブラシホルダ３４などを介してカプラー６０に伝わることになる。

本第１実施形態では、モータ２０に付勢部材７０を組み付けることで、カプラー６０からの放射音の発生を抑制する構成としている。具体的には、付勢部材７０が、弾性力に基づいて、カプラー６０をモータケース３０に向かう方向に付勢するように覆うため、カプラー６０をモータケース３０に押さえ付けるようになっている。これにより、ロータ４０の回転軸線Ｌに直交する方向（例えば、上下方向）におけるカプラー６０のモータケース３０に対する変位（がたつき等）を抑制することができる。特に、付勢部材７０が、ロータ４０の回転軸線Ｌに直交する方向からカプラー６０をモータケース３０に押さえ付けるため、回転軸線Ｌに直交する方向を振幅方向とする振動に基づくカプラー６０のモータケース３０に対する変位を効果的に抑制することができる。これによって、回転軸線Ｌに直交する方向におけるブラシ５０とコンミテータ４５との継続的な摺動接触により、これら部材に回転軸線Ｌに直交する方向を振幅方向とする振動が発生し、この振動がモータケース３０を介してカプラー６０に伝わる場合に、外部コネクタに接続されたカプラー６０の振動を抑制することができる。

上記モータ２０を適用したシート装置１０において、シートクッションの後部の高さを調整する際に発生する高周波の音の大きさを測定した。例えば、シートクッションの後部の位置を上昇させる際に、付勢部材７０を設けない構成では、高周波帯域である６．３ｋＨｚの音が３３ｄＢ（Ａ）で検出されるのに対して、付勢部材７０を設ける本第１実施形態の構成では、６．３ｋＨｚの音が２８ｄＢ（Ａ）で検出される。また、ロータ４０の回転方向を上昇時とは逆方向とすることでシートクッションの後部の位置を下降させる際に、付勢部材７０を設けない構成では、高周波帯域である６．３ｋＨｚの音が２８ｄＢ（Ａ）で検出されるのに対して、付勢部材７０を設ける本第１実施形態の構成では、６．３ｋＨｚの音が２４ｄＢ（Ａ）で検出される。このように、付勢部材７０を用い、弾性力に基づいて、カプラー６０をモータケース３０に向かう方向に付勢するように覆う構成とすることによって、シートクッションの高さを調整する際の不快な音（高周波の音）を低減することができる。

以上説明したように、本第１実施形態に係るパワーシート装置１０が備えるモータ２０では、電源から供給される電流をブラシ５０に供給するように外部コネクタが接続されるカプラー６０が、回転軸線Ｌに直交する方向でモータケース３０と重なるようにモータケース３０の外面３０ａに設けられる構成となっている。そして、付勢部材７０は、カプラー６０をモータケース３０に向かう方向に弾性的に付勢するようにカプラー６０を覆う構成となっている。

このように、付勢部材７０が、弾性力に基づいて、カプラー６０をモータケース３０に向かう方向に付勢するように覆うため、カプラー６０をモータケース３０に押さえ付けることができる。これにより、カプラー６０のモータケース３０に対する相対的な変位を抑制することができる。そのため、カプラー６０が外部コネクタに接続された状態でモータ２０が動作する際に、ロータ４０が回転してブラシ５０とコンミテータ４５との継続的な摺動接触によってこれら部材に振動が発生し、さらに振動がモータケース３０を介してカプラー６０に伝わる場合であっても、外部コネクタに接続されたカプラー６０のモータ２０に対する振動を抑制することができる。このように、外部コネクタに接続されたカプラー６０の振動を抑制することで、外部コネクタに接続されたカプラー６０の放射音の発生を抑制することができる。特に、このようにカプラー６０を弾性変形可能な付勢部材７０で覆うのみの簡易な構成によって、製造コストの増大を抑えつつ、放射音の発生を抑制することができる。

また、付勢部材７０は、弾性変形可能な環状部材であり、カプラー６０及びモータケース３０の一部を回転軸線Ｌに直交する方向から環状に覆う構成である。これにより、カプラー６０及びモータケース３０を付勢部材７０に嵌め入れるように、カプラー６０及びモータケース３０を付勢部材７０で覆うだけの簡易な組み付け工程で、放射音の発生を抑制する構成を簡単に実現することができる。

なお、本発明は上記第１実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記第１実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）付勢部材７０は、リング形状が大きくなるように引き伸ばされた状態となるようにカプラー６０及びモータケース３０に嵌めて取り付ける構成に限らず、カプラー６０をモータケース３０に向かう方向に弾性的に付勢するように、接着材などを介してカプラー６０及びモータケース３０に巻いて貼り付ける構成であってもよい。
（２）付勢部材７０は、カプラー６０及びモータケース３０を環状に覆う構成に限らず、カプラー６０とモータケース３０の外周の一部を覆う構成であってもよい。例えば、付勢部材７０を、接着材などを介してカプラー６０とモータケース３０の外周の一部に貼り付ける構成であってもよい。また、引き伸ばされた状態でカプラー６０とモータケース３０を覆い、モータケース３０に付勢部材７０の両端を固定するような構成であってもよい。
（３）カプラー６０及びモータケース３０（より具体的にはブラシホルダ３４）が一体的に形成される構成に限らず、それぞれ別体で構成されてもよい。
（４）付勢部材７０は、カプラー６０の外周壁６２のほぼ全体を覆うような長さである構成に限らず、外周壁６２の一部を覆う長さであってもよい。また、１つの付勢部材７０によってカプラー６０を覆う構成に限らず、複数の付勢部材７０によってカプラー６０の別々の部分を覆う構成や、複数の付勢部材７０を重ねるようにカプラー６０を覆う構成であってもよい。

１０…パワーシート装置
２０…モータ
３０…モータケース（ケース）
４０…ロータ
４５…コンミテータ
５０…ブラシ
６０…カプラー
７０…付勢部材
８０…ギヤボックス

Claims

モータを駆動源として車両用シートの状態を調整するパワーシート装置であって、
前記モータは、
ロータの外周面に形成されたコンミテータと、
前記コンミテータと摺動接触するブラシと、
前記ロータを収容すると共に、前記ブラシを保持するケースと、
外部コネクタが接続され、電源に接続された前記外部コネクタから供給される電流を前記ブラシに供給するように前記ケースの外面に設けられるカプラーと、
前記カプラーを前記ケースに向かう方向に弾性的に付勢するように前記カプラーを覆う付勢部材と、
を備え、
前記付勢部材は、弾性変形可能な環状部材であって回転軸方向の長さが前記カプラーの外周壁の全体を覆う長さであり、前記カプラー及び前記ケースの一部を前記ロータの回転軸に直交する方向から環状に覆うことを特徴とするパワーシート装置。