JP2009296828A - 減速機付きモータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウォームおよびウォームホイールを備えた減速機付きモータ装置において、簡潔な構造で小型化を実現し得る減速機付きモータ装置を提供する。
【解決手段】 ステータ３と、ロータシャフト４と、ロータシャフトに設けられたコンミテータ６とを備えたモータ部２と、ロータシャフトと同軸となるように軸支されるとともにウォーム２３を備えたウォームシャフト２１と、ウォームホイール２２とを備えた減速部１９とを有する減速機付きモータ１であって、ウォームシャフトはモータ部側の軸端に前記コンミテータより突出するロータシャフトを同軸に受容するべく穿設された嵌合孔２４と、モータ部側の軸端であって前記嵌合孔の外方に位置する部分に設けられた突部または溝部２５とを有し、コンミテータはウォームシャフトの突部または溝部と係合する溝部または突部６ｃを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は減速機付きモータ装置に関し、より詳細には車両のパワーウインドウ装置に供される減速機付きモータ装置であって、ウォームおよびウォームホイールにより構成される減速機を備えたモータ装置に関するものである。

従来、パワーウインドウ装置の駆動源として使用されるモータ装置は、モータ本体と減速機とから構成され、モータ本体の回転力を減速機により減速してパワーウインドウ装置のリフト機構に伝達する。減速機には、ウォームおよびウォームホイールを用いたものがある。このような減速機付きモータにおいて、ウォームを備えたウォームシャフトがモータ回転軸と略同軸に配置されたものがある。

ウォームシャフトとロータシャフト（モータ回転軸）の連結構造を省略するとともにウォームとロータシャフトとの同軸性を確保するべく、ロータシャフトとウォームとを一体的に形成したものがある。しかし、ロータシャフトとウォームシャフトとを一体的に形成した場合には、各軸部において軸径を変化させることが困難である。一方、車体形状および設置部位に応じて減速機の形状を適合させるべく、モータ本体と減速機とを別体で形成し、ロータシャフトとウォームシャフトとを緩衝機能を有する連結部材（カップリング）により連結するようにしたモータ装置がある（例えば、特許文献１）。このように構成した場合には、各シャフト毎に任意の軸径を選択することができる。
特開２００２−３６４７１３号公報

しかしながら、特許文献１に係るモータ装置では、ロータシャフトおよびウォームシャフトの同軸性は維持されないため、各シャフトの両端を軸支するための軸受が必要となり、少なくとも合計で４つの軸受装置を必要とするという問題がある。また、連結部材を設けたことによってロータシャフトとウォームシャフトとを合わせた総軸長が長くなるため、モータ装置の小型化が阻害される。

本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであって、ロータシャフトとウォームシャフトとを合わせた総軸長を短くすることができ、構造が簡潔であり、製造時における加工が容易であって、軸受装置の設置数を低減することができる減速機付きモータ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために第１の発明は、ステータ（モータケース３）と、前記ステータ内にロータ（アーマチュア５）を支持するとともにそれ自体が前記ステータに対して回転自在に支持されたロータシャフト（４）と、前記ロータシャフトの一端に設けられたコンミテータ（６）とを備えたモータ部（モータ本体２）と、前記ロータシャフトと同軸となるように回転自在に支持されるとともにウォーム（２３）を備えたウォームシャフト（２１）と、前記ウォームに噛合するように回転自在に支持されるとともに出力軸（中心軸２２ｂ）を備えたウォームホイール（２２）とを備えた減速部（ギヤボックス１９）とを有する減速機付きモータ（パワーウインドウ用モータ装置１）であって、前記ウォームシャフトは、前記モータ部側の軸端に前記コンミテータより突出する前記ロータシャフトを同軸に受容するべく穿設された嵌合孔（２４）と、前記モータ部側の軸端であって前記嵌合孔の外方に位置する部分に設けられた突部または溝部（溝部２５）とを有し、前記コンミテータは、前記ウォームシャフトの前記突部または溝部と係合する溝部または突部（突部６ｃ）を有することを特徴とする。

第２の発明は第１の発明において、前記コンミテータの溝部または突起が、前記ロータシャフトの周方向に対して等間隔に配置されていることを特徴とする。

第１の発明によれば、ロータシャフトがウォームシャフトの嵌合孔に受容されることによりロータシャフトとウォームシャフトとの同軸性が確保され、ウォームシャフトとコンミテータとの係合によりロータシャフトの回転力がコンミテータを介してウォームシャフトに伝達されるようになる。このような構造とすることで付加的な連結部材を設ける必要がなくなるためモータ装置を小型化することができる。また、ロータシャフトの減速部側の端部はウォームシャフトに支持されるため、ロータシャフトの当該端部を支持するために必要であった軸受装置を省略することができる。第２の発明によれば、ウォームシャフトの突起または溝部と係合するコンミテータの溝部又は突起が、ロータシャフトの周方向に対して等間隔に配置されているため、ロータシャフトとウォームシャフトを組み付けが容易であり、位置決めを省略することができる。

以下、図面を参照して、本発明をパワーウインドウ装置のリフト機構の駆動源として使用されるパワーウインドウ用モータ装置に適用した一実施形態について詳細に説明する。

図１は、実施形態に係るパワーウインドウ用モータ装置の要部を示す断面図である。図２および図３は、ロータシャフトおよびウォームシャフトの連結構造を分解して示す分解斜視図であり、図４は連結構造を示す斜視図である。図５は、図４のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。図１に示すように、パワーウインドウ用モータ装置１は、モータ本体（モータ部）２とギヤボックス（減速部）１９とを主要構成要素として有している。

モータ本体２は、ＤＣモータであって、ステータとしてのモータケース（モータヨーク）３と、ロータ（回転子）としてのロータシャフト４およびアーマチュア５と、コンミテータ６と、ブラシ７と、永久磁石８とを備えている。

モータケース３は、一端に底壁部３ａを備えた略円筒形状を呈し、他端側である開口端部に径方向外方に突出するフランジ部３ｂを備えている。モータケース３は、鋼板をプレス成形することにより形成されている。モータケース３の側周部３ｃの内面には、一対の永久磁石８が同極となる面を対向させるようにして配設されている。また、モータケース３の開口端部には、ブラシホルダ９がモータケース３内に嵌合固定されている。

ロータシャフト４は、モータケース３の軸線と同軸に配置され、永久磁石８に対向する部分にアーマチュア５を備え、アーマチュア５に隣接する部分であってモータケース３の開口側にコンミテータ６を備えている。アーマチュア５は、ロータシャフト４に固定されたコア鉄心と、コア鉄心に巻回されたコイルとから構成され、コイルの両端はコンミテータ６に結合されている。

図２に示すように、コンミテータ６は、中心部にロータシャフト４を同軸に受容する孔６ｄを備えた円柱状の本体６ａと、本体６ａの円周面に周方向に配設された複数個のセグメント６ｂとを備えている。本体６ａは樹脂材料を射出成形することによって形成されており、ロータシャフト４と一体に回転するようにロータシャフト４に対して固定されている。コンミテータ６のアーマチュア５側と相反する側の面には、コンミテータ６より突出するロータシャフト４の端部４ｂを中心として等間隔に配置された３つの突部６ｃがロータシャフト４に沿って突設されている。各セグメント６ｂは、アーマチュア５に巻回された対応するコイルの端部が接続されており、ブラシホルダ９に固定されたブラシ７と摺接するようになっている。

ロータシャフト４のモータケース３の底壁部３ａ側における端部４ａは、底壁部３ａに形成された軸受支持部３ｄに設けられた軸受１１および、スラストプレート１２、スチールボール１３によってラジアル方向およびスラスト方向に対して軸支されている。ロータシャフト４のモータケース３の開口側における端部４ｂは、モータケース３から突出している。

ギヤボックス１９は、ギヤボックスケーシング２０と、ギヤボックスケーシング２０内に収容支持されたウォームシャフト２１およびウォームホイール２２とを主要構成要素として有している。ギヤボックスケーシング２０は、樹脂材料を射出成形することによって形成されている。

ウォームシャフト２１は、ロータシャフト４の直径よりも大きい直径を有する。ウォームシャフト２１は、その両端部においてギヤボックスケーシング２０内に設けられた軸受３１，３２に回転自在に軸支されており、モータ本体２側と異なる端部２１ａにおいて、スラストプレート３３およびスチールボール３４によりスラスト方向において支持さている。ウォームシャフト２１は、その長手方向における中間部にウォーム２３が形成されている。

図３に示すように、ウォームシャフト２１のモータ本体２側の端部２１ｂの端面２１ｃには、ロータシャフト４の直径と一致する直径の円形の嵌合孔２４が、ウォームシャフト２１の軸線と同軸に穿設されている。また、端面２１ｃの嵌合孔２４の外方における部分には、嵌合孔２４を中心として等間隔に配置された３つの溝部２５が形成されている。溝部２５は、コンミテータ６の突部６ｃと係合可能な形状に形成されている。

ウォームホイール２２は回転自在にギヤボックスケーシング２０に軸支され、その外周部２２ａにおいてウォーム２３と噛合している。ウォームホイール２２の中心軸２２ｂは、パワーウインドウ用モータ装置１の出力軸を構成する。

モータ本体２は、ロータシャフト４とウォームシャフト２１との軸線が一致するようにギヤボックス１９に対して配置され、モータケース３のフランジ部３ｂをギヤボックスケーシング２０の側面２０ａに当接させた状態でねじ５によって固定されている。このとき、図４に示すように、ロータシャフト４の端部４ｂはウォームシャフト２１の嵌合孔２４に受容され、コンミテータ６の突部６ｃとウォームシャフト２１の溝部２５とが互いに係合する。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。以上のように構成することによって、軸径の異なるロータシャフト４およびウォームシャフト２１を簡潔な構造で同軸に連結させることができる。本実施形態によれば、ロータシャフト４およびウォームシャフト２１の同軸性は高い精度で維持されるため、従来であればロータシャフト４およびウォームシャフト２１のそれぞれの両端に配置する必要があった軸受を、ロータシャフト４およびウォームシャフト２１の連結部において１つ省略することが可能になる。

また、ロータシャフト４およびウォームシャフト２１の連結のために連結部材（カップリング）を設ける必要がないため、ロータシャフト４の端部４ａからウォームシャフト２１の端部２１ａまでの距離である総軸長を短くすることができる。これによりパワーウインドウ用モータの小型化が可能となる。

ロータシャフト４およびウォームシャフト２１の同軸性は、ロータシャフト４の端部４ｂをウォームシャフト２１の嵌合孔２４に挿入することによって維持される。嵌合孔２４は円形の孔であるため、ボール盤等を利用して、ウォームシャフト２１と同軸の孔を比較的容易に形成することができる。嵌合孔２４の直径は、ロータシャフト４の直径と一致するため、嵌合孔２４の内面は、ロータシャフト４の円周面４２と摺接し、互いのシャフトの軸線がずれることはない。

また、コンミテータ６の突部６ｃとウォームシャフト２１の溝部２５との係合は、ロータシャフト４およびウォームシャフト２１の同軸性に影響を与えないため高い加工精度は必要とされず、比較的容易な加工により形成することができる。

また、以上のような連結構造によりロータシャフト４をウォームシャフト２１に対して小径に形成することが可能となるため、アーマチュア５の小型化が可能となり、モータ本体２およびパワーウインドウ用モータ装置１を小型化することが可能となる。

また、ロータシャフト４はウォームシャフト２１の嵌合孔２４に対して両シャフトの軸線方向軸線方向に出没自在であるため、図６に示すように、コンミテータ６の本体６ａとウォームシャフト２１の端面２１ｃとの間と、突部６ｃの先端と溝部２５の底部との間とにそれぞれクリアランスｃ１，ｃ２を設けてもよい。これにより、ロータシャフト４またはウォームシャフト２１が軸線方向に移動した際にコンミテータ６がウォームシャフト２１に押圧され、ロータシャフト４に対してずれることを防ぐことができる。また、ロータシャフト４の端部４ｂの先端とウォームシャフト２１の嵌合孔２４の底部との間にクリアランスｃ３を設け、緩衝部材２８を設けて各シャフトの衝突による異音の発生を防止するようにしてもよい。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、ウォームシャフトの軸端に突部を設け、コンミテータに当該突部と係合する溝部を設けるようにしてもよい。切欠面４１ａと貫通孔５４の長辺部５４ａの間に空隙を設けてもよい。また、突部および溝部の形状は例示であって、他の様々な形状を適用し得る。その他、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態に係るパワーウインドウ用モータの要部を示す断面図である。 連結構造を分解して示す分解斜視図である。 連結構造を分解して示す分解斜視図である。 連結構造を示す斜視図である。 図４のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。 一部変形実施形態に係る連結構造を示す断面図である。

符号の説明

１ パワーウインドウ用モータ装置
２ モータ本体
３ モータケース
４ ロータシャフト
５ アーマチュア
６ コンミテータ
６ｃ 突部
１９ ギヤボックス
２１ ウォームシャフト
２３ ウォーム
２４ 嵌合孔
２５ 溝部

Claims (2)

1. ステータと、前記ステータ内にロータを支持するとともにそれ自体が前記ステータに対して回転自在に支持されたロータシャフトと、前記ロータシャフトの一端に設けられたコンミテータとを備えたモータ部と、
   前記ロータシャフトと同軸になるように回転自在に支持されるとともにウォームを備えたウォームシャフトと、前記ウォームに噛合するように回転自在に支持されるとともに出力軸を備えたウォームホイールとを備えた減速部と
   を有する減速機付きモータであって、
   前記ウォームシャフトは、前記モータ部側の軸端に前記コンミテータより突出する前記ロータシャフトを同軸に受容するべく穿設された嵌合孔と、前記モータ部側の軸端であって前記嵌合孔の外方に位置する部分に設けられた突部または溝部とを有し、
   前記コンミテータは、前記ウォームシャフトの前記突部または溝部と係合する溝部または突部を有する
   ことを特徴とする減速機付きモータ装置。
2. 前記コンミテータの溝部または突起は、前記ロータシャフトの周方向に対して等間隔に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の減速機付きモータ装置。

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