JP2010154686A - 減速機構付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】アマチュア軸側連結部材とウォーム軸側連結部材とのガタを許容しつつ、ウォームホイール側の回転状態を精度良く検出する。
【解決手段】アマチュア軸２５の他端にアマチュア軸側連結部材７０を一体回転可能に設け、ウォーム軸４３の一端にウォーム軸側連結部材８０を一体回転可能に設け、アマチュア軸側連結部材７０とウォーム軸側連結部材８０とを一体回転可能に連結し、ウォーム軸側連結部材８０にセンサマグネット８４を一体回転可能に設けた。よって、ウォーム軸４３の回転状態の検出を精度良く行うことができる。アマチュア軸側連結部材７０とウォーム軸側連結部材８０との間にガタを設けたとしても、当該ガタはウォーム軸４３の回転状態の検出精度に影響しないので、ウォームホイール側の回転状態の検出精度に支障を来すことが無い。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータ部の回転を減速するギヤ部を備えた減速機構付モータに関する。

従来、自動車等の車両に搭載されるパワーウィンド装置やサンルーフ装置等における駆動源としては、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用いられている。この減速機構付モータは、操作者によって車室内等に設けられた操作スイッチを操作することで回転駆動され、これにより、開閉体（ウィンドガラスやサンルーフ等）を開閉駆動するようになっている。

車載用の減速機構付モータは、車両のドア内や天井内等の限られた幅狭のスペースに搭載されるために小型化が必須の条件となっており、これにより大型車，小型車等を問わずそのレイアウト性を向上させることが可能となる。そこで、減速機構付モータをより小型化するために、モータ部とギヤ部とを別体としてそれぞれを個別に設計することが行われている。

例えば、モータ部においては所定の出力に耐え得る剛性を備えた小径のアマチュア軸を採用し、ギヤ部においては大きな減速比に耐え得る剛性を備え、アマチュア軸よりも大径となったウォーム軸を採用するといった設計を行うようにし、これにより、モータ部およびギヤ部のそれぞれを小型化して、ひいては減速機構付モータをより小型化することができる。

モータ部およびギヤ部が別体となった減速機構付モータとしては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載されたモータ（減速機構付モータ）は、モータ本体（モータ部）と減速部（ギヤ部）とを有しており、両者を複数のネジで固定することにより形成されている。モータ本体は小径の回転軸（アマチュア軸）を備え、減速部は回転軸よりも大径のウォーム軸と当該ウォーム軸により回転するウォームホイールとを備えており、回転軸およびウォーム軸は、クラッチを介して相互に動力伝達可能に連結されている。

クラッチは、回転軸の連結部に一体回転可能に設けられる駆動側回転体（アマチュア軸側連結部材）と、ウォーム軸に一体成形されて駆動側回転体に連結される従動側回転体（ウォーム軸側連結部材）とを備えており、駆動側回転体には、センサマグネットが一体回転可能に装着されている。センサマグネットの近傍には磁気検出素子（磁気センサ）が配置されており、これによりウォームホイール側（出力側）の回転状態を検出するようになっている。
特許第３９９３０１０号公報（図２）

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によれば、回転軸とウォーム軸とを一体回転可能に連結するクラッチのうち、駆動側回転体にセンサマグネットを装着している。したがって、駆動側回転体と従動側回転体との間のガタによって、磁気検出素子によるウォームホイール側の回転状態の検出（ウィンドガラスの位置検出等）を、精度良く行うのが困難であるという問題があった。そこで、駆動回転体と従動回転体とのガタを無くすことも考えられるが、この場合には、駆動回転体と従動回転体とを精度良く製造する必要が生じ、さらには減速機構付モータの組み立て作業性が低下する等の問題が生じ、ひいては製造コストの上昇を招くことになる。

本発明の目的は、アマチュア軸側連結部材とウォーム軸側連結部材とのガタを許容しつつ、ウォームホイール側の回転状態を精度良く検出することができる減速機構付モータを提供することにある。

本発明の減速機構付モータは、モータ部と、モータ部の回転を減速するギヤ部とを備えた減速機構付モータであって、前記モータ部は、有底筒状のヨークと、前記ヨーク内に回転自在に設けられ、一端が前記ヨークの底部に支持されるアマチュア軸と、前記アマチュア軸の他端側に設けられるコンミテータと、前記ヨークの開口部を覆い、前記ヨークの筒内に圧入することで装着され、前記アマチュア軸の他端側を回転自在に支持するブラシホルダと、前記ブラシホルダに保持され、前記コンミテータに摺接するブラシと、前記アマチュア軸の他端に前記アマチュア軸と一体回転可能に設けられるアマチュア軸側連結部材とを有し、前記ギヤ部は、前記ヨークの開口部に取り付けられる有底状のギヤケースと、前記ギヤケース内に前記ギヤケースに対して回転自在に設けられ、他端が前記ギヤケースの底部に支持され、ウォームが形成されたウォーム軸と、前記ギヤケース内に前記ギヤケースに対して回転自在に設けられ、前記ウォーム軸のウォームと噛み合わされるウォームホイールと、前記ウォーム軸の一端に前記ウォーム軸と一体回転可能に設けられ、かつ前記アマチュア軸側連結部材と一体回転可能に連結されるウォーム軸側連結部材と、前記ウォーム軸側連結部材に一体回転可能に設けられるセンサマグネットとを有することを特徴とする。

本発明の減速機構付モータは、さらに外部コネクタが接続されるコネクタ接続部が設けられたコネクタ部材を有し、前記コネクタ部材には前記センサマグネットの回転状態を検出する磁気センサを備えたセンサ基板が設けられ、前記センサ基板と前記コネクタ接続部は、前記ウォーム軸の径方向に向けて並設され、前記センサ基板は、前記センサマグネットと前記コネクタ接続部との間に配置されることを特徴とする。

本発明の減速機構付モータは、前記コネクタ部材には、前記ヨークと前記ギヤケースとの間に挟持され、前記ウォーム軸の軸方向に向けて前記ブラシホルダと重なる挟持部が一体に設けられ、前記挟持部に前記センサ基板を組み付けることを特徴とする。

本発明によれば、アマチュア軸の他端にアマチュア軸側連結部材を一体回転可能に設け、ウォーム軸の一端にウォーム軸側連結部材を一体回転可能に設け、アマチュア軸側連結部材とウォーム軸側連結部材とを一体回転可能に連結し、ウォーム軸側連結部材にセンサマグネットを一体回転可能に設けるので、ウォーム軸の回転状態の検出を精度良く行うことができる。これにより、アマチュア軸側連結部材とウォーム軸側連結部材との間にガタを設けたとしても、当該ガタはウォーム軸の回転状態の検出精度に影響しないので、ウォームホイール側の回転状態の検出精度に支障を来すことが無い。また、アマチュア軸側連結部材とウォーム軸側連結部材との間にガタを設けることができるので、減速機構付モータの組み立て作業性を確保して製造コストの上昇を抑えることができる。

本発明によれば、さらに外部コネクタが接続されるコネクタ接続部が設けられたコネクタ部材を有し、コネクタ部材にはセンサマグネットの回転状態を検出する磁気センサを備えたセンサ基板が設けられ、センサ基板とコネクタ接続部は、ウォーム軸の径方向に向けて並設され、センサ基板は、センサマグネットとコネクタ接続部との間に配置されるので、磁気センサをコネクタ接続部の近くに配置して、磁気センサとコネクタ接続部との間に設けられるターミナルを短くすることができる。

本発明によれば、コネクタ部材には、ヨークとギヤケースとの間に挟持され、ウォーム軸の軸方向に向けてブラシホルダと重なる挟持部が一体に設けられ、挟持部にセンサ基板を組み付けるので、磁気センサをブラシから離間させて設けることができ、電気ノイズや摩耗粉等が磁気センサに到達するのを抑えて、磁気センサの検出感度が低下するのを抑制することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、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の部分断面図を、図２は図１の減速機構付モータのアマチュア，連結部材およびウォーム軸を示す斜視図を、図３は連結部材の構造を説明する拡大断面図を、図４（ａ），（ｂ）はモータ部の組み立て手順を説明する説明図を、図５（ａ），（ｂ）はギヤ部の組み立て手順を説明する説明図を、図６はコネクタ部材をギヤケース側から見た斜視図をそれぞれ表している。

図１に示すように、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装置（図示せず）の駆動源として用いられ、ウィンドガラスを昇降させるウィンドレギュレータ（図示せず）を駆動するものである。減速機構付モータ１０は、車両のドア内に形成される幅狭のスペース（図示せず）に設置されるため、図１における手前方向から奥行き方向に沿う厚み寸法を抑えた形状となっている。

減速機構付モータ１０は、モータ部２０と、当該モータ部２０の回転を減速するギヤ部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、複数の締結ネジ１１により一体化（ユニット化）されている。

モータ部２０は、磁性材料よりなる鋼板をプレス加工（深絞り加工）することにより、開口部２１ａを有するよう有底筒状に形成されたヨーク２１を備えている。ヨーク２１の外形は一対の円弧状面とそれぞれの円弧状面をつなぐ一対の平面とにより形成され、ヨーク２１の断面形状は略小判形状に形成されている。ヨーク２１の一対の円弧状面に対応する内部には一対のマグネット２２が対向配置されている。各マグネット２２の内側には、コイル（図示せず）が巻装されたアマチュア２３が設けられており、当該アマチュア２３は、ヨーク２１の内部で回転自在となっている。

ヨーク２１の底部側（図中左側）は段付形状に形成されており、当該部分にはヨーク２１の本体部よりも小径となった有底筒部（底部）２１ｂが設けられている。有底筒部２１ｂには第１のラジアル軸受２４が圧入により装着されており、第１のラジアル軸受２４は、アマチュア軸２５の一端側（図中左側）を回転自在に支持している。有底筒部２１ｂには、第１のスラスト軸受２６が配置されており、第１のスラスト軸受２６とアマチュア軸２５の一端との間には、第１のスチールボール２７が設けられている。このように、有底筒部２１ｂは、第１のラジアル軸受２４，第１のスラスト軸受２６および第１のスチールボール２７を介してアマチュア軸２５の一端を回転自在に支持している。

アマチュア２３の回転中心には、アマチュア軸２５が貫通して固定されており、アマチュア軸２５の他端側（図中右側）におけるアマチュア２３の近傍には、コンミテータ２８が設けられている。コンミテータ２８には、アマチュア２３に巻装されたコイルの端部が電気的に接続されており、コンミテータ２８の外周部には、ブラシホルダ２９に保持された一対のブラシ３０が摺接するようになっている。各ブラシ３０はバネ部材３１によってそれぞれコンミテータ２８の回転方向における径方向に所定圧で押圧されており、各ブラシ３０に車載コントローラ（図示せず）から駆動電流が供給されることでアマチュア２３に回転力（電磁力）が発生し、アマチュア軸２５が所定の回転速度／回転トルクで回転するようになっている。

アマチュア軸２５の他端には、図３に示すように、アマチュア軸２５の径方向に向けて対向する一対の平坦面（図示では手前側のみを示す）を有する二方取部２５ａが設けられている。二方取部２５ａには、連結部材６０を形成するアマチュア軸側連結部材７０が固定されている。

ブラシホルダ２９は、ヨーク２１の開口部２１ａの内側形状に倣って略小判形状に形成されており、開口部２１ａ内（ヨーク２１の筒内）にその全体が入り込むよう圧入固定されている。ブラシホルダ２９は、各ブラシ３０および各バネ部材３１に加えて、第２のラジアル軸受３２を備えており、第２のラジアル軸受３２は、ブラシホルダ２９の略中心部分に装着されている。第２のラジアル軸受３２は、アマチュア軸２５の他端側を回転自在に支持するようになっている。

このように、アマチュア軸２５の一端側に第１のラジアル軸受２４，第１のスラスト軸受２６および第１のスチールボール２７を設け、アマチュア軸２５の他端側に第２のラジアル軸受３２を設けることにより、アマチュア軸２５、つまりアマチュア２３は、回転抵抗を殆ど発生させることなくスムーズに回転できるようになっている。

ブラシホルダ２９には、図４に示すように、第２のラジアル軸受３２を挟むようにして一対のメス型端子３３が取り付けられている。一対のメス型端子３３は、第２のラジアル軸受３２を通る線がブラシホルダ２９の外形における一対の平面と垂直に交わる線よりも、ブラシホルダ２９の外形におけるいずれかの円弧状面に偏寄した位置に配置される。各メス型端子３３の一端側は配線（図示せず）を介して各ブラシ３０に電気的に接続されており、各メス型端子３３の他端側には、コネクタ部材４２に埋設された各ターミナル５０の他端側の一部（オス型端子５０ａ）が電気的に接続されるようになっている。

図１に示すように、ギヤ部４０は、ギヤケース４１と当該ギヤケース４１に取り付けられるコネクタ部材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により有底状に形成されており、ギヤケース４１は、ヨーク２１の開口部２１ａにコネクタ部材４２を介して取り付けられている。ギヤケース４１の内部には、外周部にウォーム部４３ａ（詳細図示せず）が一体成形されたウォーム軸４３と、ウォーム部４３ａと噛み合わされるギヤ歯（図示せず）を有するウォームホイール４４とが回転自在に収容されている。

ウォーム軸４３はアマチュア軸２５と同軸上に設けられており、ウォーム軸４３の一端は、アマチュア軸２５の他端に連結部材６０を介して一体回転可能に連結されている。ウォーム軸４３の他端側には、ギヤケース４１の底部４１ａに設けられた第２のスラスト軸受４５が配置されており、第２のスラスト軸受４５とウォーム軸４３の他端との間には、第２のスチールボール４６が設けられている。これらの第２のスラスト軸受４５および第２のスチールボール４６は、ウォーム軸４３をスムーズに回転させるものである。このように、ウォーム軸４３の他端は、第２のスラスト軸受４５および第２のスチールボール４６を介して底部４１ａに回転自在に支持されている。

ギヤケース４１の底部４１ａ側には充填孔４１ｂが設けられており、この充填孔４１ｂには、第２のスラスト軸受４５の軸方向への位置調整を行うための樹脂材４７が充填される。つまり、減速機構付モータ１０を組み立てた後に、樹脂材４７を充填孔４１ｂに所定圧で充填することで、第２のスラスト軸受４５を介してウォーム軸４３およびアマチュア軸２５を軸方向に移動させ、これによりウォーム軸およびアマチュア軸２５の軸方向へのガタを無くすことができる。

ただし、ウォーム軸４３およびアマチュア軸２５の軸方向へのガタを無くす方法としては、上述の方法に限らず、ギヤケース４１の底部４１ａにネジ結合する調整ネジ（図示せず）を設け、当該調整ネジのギヤケース４１へのネジ込み量を調整することで、ウォーム軸４３およびアマチュア軸２５を軸方向に移動させる方法としても良い。

ウォーム軸４３のウォーム部４３ａにおける軸方向両端側には、図２に示すように、ウォーム部４３ａの直径寸法よりも小さい直径寸法に設定された一対の被支持部４３ｂ，４３ｃが設けられている。各被支持部４３ｂ，４３ｃは、ギヤケース４１内に設けられる第３のラジアル軸受４８および第４のラジアル軸受４９によって、それぞれ回転自在に支持されている。

ウォーム軸４３の一端側には、セレーション部４３ｄが一体に設けられており、当該セレーション部４３ｄには、連結部材６０を形成するウォーム軸側連結部材８０が一体回転可能に設けられている。セレーション部４３ｄの外周側には、ウォーム軸４３の周方向に沿うよう複数の凹凸（図８参照）が形成されており、略ギヤ歯状に形成されている。セレーション部４３ｄの径方向内側には、略円錐形状の凹部４３ｅが形成されており、凹部４３ｅには、連結部材６０を形成する第３のスチールボール９０が入り込んで接触するようになっている。

図１に示すように、コネクタ部材４２は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することにより所定形状に形成され、挟持部４２ａとコネクタ接続部４２ｂとを備えている。挟持部４２ａは、ヨーク２１の形状に倣って略小判形状に形成され、ヨーク２１の開口側である他端とギヤケース４１の一端との間に挟持され、かつウォーム軸４３の軸方向に向けてブラシホルダ２９と重なっている。

コネクタ接続部４２ｂは、挟持部４２ａに一体に設けられて当該挟持部４２ａからギヤケース４１側に向けて延出されている。コネクタ接続部４２ｂには、車両側の外部コネクタ（図示せず）がギヤケース４１側から差し込まれて接続されるようになっている。

挟持部４２ａおよびコネクタ接続部４２ｂの内部には、両者を跨ぐようにして複数のターミナル５０がインサート成形により埋設されている。各ターミナル５０の一端は、コネクタ接続部４２ｂの内側に配置されて外部コネクタの各ターミナル（図示せず）に電気的に接続されるようになっている。各ターミナル５０の他端の一部は、図５に示すように、挟持部４２ａから突出して一対のオス型端子５０ａとなり、各オス型端子５０ａは、ブラシホルダ２９の各メス型端子３３（各ブラシ３０）に電気的に接続される。また、各ターミナル５０の他端のその他は、センサ基板５１に電気的に接続されている。

挟持部４２ａのギヤケース４１側には、センサ基板５１が設けられている。センサ基板５１は、ウォーム軸４３の軸方向から挟持部４２ａに差し込むことにより、挟持部４２ａに組み付けられている。センサ基板５１には、一対のホールＩＣ（磁気センサ）５２が装着されており、各ホールＩＣ５２は、図１および図６に示すように、挟持部４２ａに一体に設けられた壁部４２ｃを介して、ウォーム軸側連結部材８０に設けたセンサマグネット８４の径方向外側と対向している。

各ホールＩＣ５２は、センサ基板５１の挟持部４２ａからギヤケース４１側に向けて離れた位置に配置、つまりブラシホルダ２９の各ブラシ３０から離間した位置に配置されている。よって、各ブラシ３０が発生する電気ノイズ等を各ホールＩＣ５２に到達し難くしている。また、各ホールＩＣ５２と各ブラシ３０との間に配置された壁部４２ｃにより、各ブラシ３０が発生する摩耗粉等を各ホールＩＣ５２に到達し難くしている。

コネクタ接続部４２ｂ，センサ基板５１およびセンサマグネット８４は、図１に示すように、ウォーム軸４３の径方向に向けて延びる基準線Ｃ上に並設されており、センサ基板５１は、センサマグネット８４とコネクタ接続部４２ｂとの間に配置されている。よって、コネクタ接続部４２ｂ，センサ基板５１およびセンサマグネット８４をそれぞれ近接させて配置し、コネクタ接続部４２ｂとセンサ基板５１との距離を近接させて、コネクタ部材４２の内部に埋設される各ターミナル５０の長さ寸法を、必要最小限の長さ寸法に抑えている。

各ホールＩＣ５２は、各ターミナル５０および外部コネクタの各ターミナルを介して車載コントローラに電気的に接続されている。そして、車載コントローラにより、センサマグネット８４の回転に応じて発生する各ホールＩＣ５２からの矩形波信号の回数や出現タイミングを検出することで、ウォーム軸４３の回転数や回転位置等（回転状態）を検出するようになっている。ただし、磁気センサとしては、各ホールＩＣ５２に代えてＭＲセンサ（磁気抵抗素子）を用いることもできる。

ギヤケース４１には、ウォームホイール４４の回転を支持するための支持軸が形成されている。そして、ウォームホイール４４には、図１に示すように、出力軸としてのピニオン５３が一体回転可能に設けられており、ピニオン５３には、ウィンドレギュレータを形成するギヤ（図示せず）が噛み合うようになっている。ピニオン５３は、ウォームホイール４４と同様にギヤケース４１に形成された支持軸により回転可能に支持されている。そして、モータ部２０の回転、つまりアマチュア軸２５の回転に伴うウォーム軸４３の回転がウォームホイール４４により減速されて、高トルク化された出力がピニオン５３からウィンドレギュレータのギヤに伝達されるようになっている。ここで、ウォーム軸４３およびウォームホイール４４は、本発明における減速機構を構成している。

アマチュア軸２５の他端とウォーム軸４３の一端との間には、両者を一体回転可能に連結する連結部材６０が設けられている。連結部材６０は、図３に示すように、アマチュア軸側連結部材７０，ウォーム軸側連結部材８０および第３のスチールボール９０を備えている。

図２および図３に示すように、アマチュア軸側連結部材７０は、鋼材をプレス加工（打ち抜き加工）することにより所定形状に形成されており、アマチュア軸側連結部材７０には、径方向外側に放射状に延びる３つの突出部７１が設けられている。各突出部７１は、周方向に沿って等間隔（１２０°間隔）で設けられて略扇形に形成されている。

アマチュア軸側連結部材７０の中心部分には、略長方形形状の固定孔７２が設けられており、固定孔７２には、アマチュア軸２５の二方取部２５ａが圧入されて固定されている。これにより、アマチュア軸側連結部材７０は、アマチュア軸２５に対してガタつくこと無く強固に固定され、アマチュア軸２５と一体回転可能となっている。

図２および図３に示すように、ウォーム軸側連結部材８０は、本体部８１，剛性部材８２およびクッション部材８３を備えている。本体部８１は略有底状に形成されており、本体部８１の底部側には、当該本体部８１から一端側（図中左側）に向けて突出する３つの突出部８１ａ（図示では２つのみ示す）が設けられている。

各突出部８１ａは、本体部８１の周方向に沿って等間隔（１２０°間隔）で設けられて略扇形に形成されている。各突出部８１ａの周方向に沿う間には、アマチュア軸側連結部材７０の各突出部７１がそれぞれ入り込んでおり、ウォーム軸側連結部材８０およびアマチュア軸側連結部材７０は一体回転可能に連結されている。各突出部８１ａと各突出部７１との間には、周方向に沿って所定隙間（ガタ）が形成されており、ウォーム軸側連結部材８０およびアマチュア軸側連結部材７０は、所定角度範囲α°（図７参照）で相対回転可能となっている。また、ウォーム軸側連結部材８０およびアマチュア軸側連結部材７０は、径方向に沿う所定隙間（ガタ）を有している。

これにより、減速機構付モータ１０の組み立て時において、ウォーム軸側連結部材８０とアマチュア軸側連結部材７０とを連結し易くし、組み付け性を確保している。また、アマチュア軸２５とウォーム軸４３との軸ズレを吸収するようにしている。

本体部８１の底部には球面部８１ｂが形成されている。球面部８１ｂの曲率半径は、第３のスチールボール９０の曲率半径と略同じ値に設定されており、球面部８１ｂには、第３のスチールボール９０が摺接するようになっている。ここで、第３のスチールボール９０は、アマチュア軸２５とウォーム軸４３との間に設けられ、第３のスチールボール９０には、アマチュア軸２５の他端，本体部８１の球面部８１ｂおよびウォーム軸４３の凹部４３ｅがそれぞれ接触している。

本体部８１の開口側には、当該本体部８１の他端側（図中右側）に向けて突出する６つの突起８１ｃ（図８参照）が設けられており、各突起８１ｃは、本体部８１の周方向に沿って等間隔で設けられ、略円柱状に形成されている。各突起８１ｃには、本体部８１の外周、つまりウォーム軸側連結部材８０の外周に一体回転可能に設けられるセンサマグネット８４の取付輪８５が取り付けられるようになっている。

センサマグネット８４は、磁石粉末を樹脂等のバインダーで結合させたボンド磁石等により形成されており、金属製の取付輪８５の外周に一体に設けられている。センサマグネット８４は、その周方向に沿うようにして所定間隔で、Ｎ極，Ｓ極，Ｎ極，Ｓ極・・・のように交互に複数の磁極（図示せず）が並ぶよう着磁されている。

本体部８１の内側には、その周方向に沿うようにして複数の凹凸を有する凹凸孔８１ｄが形成されており、凹凸孔８１ｄの内側形状は、ウォーム軸４３に設けたセレーション部４３ｄの外側形状と略同じ形状に形成されている。凹凸孔８１ｄには、セレーション部４３ｄが微小隙間（図示せず）を介して差し込まれるようになっており、微小隙間を有する分、ウォーム軸側連結部材８０とウォーム軸４３との軸ズレを吸収可能となっている。

凹凸孔８１ｄとセレーション部４３ｄとの間の微小隙間は、ウォーム軸側連結部材８０とアマチュア軸側連結部材７０との間に形成される所定隙間（ガタ）よりも遙かに小さく設定されており、ウォーム軸側連結部材８０の凹凸孔８１ｄとウォーム軸４３のセレーション部４３ｄとの相対回転可能角度は略０°となっている。つまり、ウォーム軸側連結部材８０およびウォーム軸４３は、互いに殆どガタつかずに一体回転可能となっている。

本体部８１の開口側寄りの内部には、剛性部材８２がインサート成形により設けられている。剛性部材８２は、鋼板をプレス加工等することにより略円盤状に形成されており、本体部８１を補強する役割を果たしている。剛性部材８２の内側形状は、本体部８１の凹凸孔８１ｄと同じ形状となっており、剛性部材８２の内側には、凹凸孔８１ｄと同様にセレーション部４３ｄが微小隙間を介して差し込まれるようになっている。

本体部８１には、その軸方向に沿うようにしてクッション部材８３が注入成形により設けられている。クッション部材８３は、本体部８１に設けられた注入孔（図示せず）および、本体部８１と当該本体部８１を覆う治具（図示せず）との間に、溶融したゴム材料（成形材料）を所定の圧力で注入して硬化させることにより所定形状に形成される。

クッション部材８３の一端側には、各突出部８１ａの周方向に沿う両端から膨出する複数の膨出部８３ａが設けられている。各膨出部８３ａは、アマチュア軸側連結部材７０をウォーム軸側連結部材８０に連結させた状態のもとで、各突出部７１の周方向に沿う両端と接触して弾性変形するようになっている。これにより、アマチュア軸側連結部材７０およびウォーム軸側連結部材８０が周方向に向けて直接接触するのを防止して、異音（衝突音）の発生を抑制するようにしている。

クッション部材８３の他端側には、ウォーム軸４３のセレーション部４３ｄに弾性変形して嵌合する嵌合部８３ｂが設けられており、嵌合部８３ｂは剛性部材８２に近接して配置されている。嵌合部８３ｂは、セレーション部４３ｄに弾性変形して食い込むことで、セレーション部４３ｄが本体部８１内でガタつくのを防止（振動吸収）して、異音の発生を抑制するようにしている。

次に、減速機構付モータ１０の組み立て手順について、図面を用いて詳細に説明する。

［モータ部２０の組み立て］
まず、アマチュア軸２５にアマチュア２３を圧入により固定し、次にアマチュア軸２５に、コンミテータ２８を圧入により固定する。次いで、アマチュア２３にコイルを所定の巻き方で巻装し、コンミテータ２８にコイルの端部を電気的に接続する。これにより、図２に示すサブ組立体Ａ（アマチュア−アマチュア軸組立体）が完成する。

次に、図４に示すように、ヨーク２１を準備するとともに、サブ組立体Ｂ（ブラシホルダ組立体）を準備する。ここで、サブ組立体Ｂは、別の組立工程において、各ブラシ３０，各バネ部材３１，第２のラジアル軸受３２および各メス型端子３３をそれぞれブラシホルダ２９に組み付けることで完成される。

次いで、ヨーク２１の有底筒部２１ｂに、第１のスラスト軸受２６および第１のラジアル軸受２４を装着し、サブ組立体Ａをヨーク２１内に挿入する。なお、図４においては、第１のスラスト軸受２６，第１のラジアル軸受２４およびサブ組立体Ａを省略している。次に、図４（ａ）の破線矢印に示すように、サブ組立体Ｂをヨーク２１に臨ませて、第２のラジアル軸受３２にアマチュア軸２５の二方取部２５ａ側を挿通し、サブ組立体Ｂをヨーク２１の開口部２１ａに装着する。その後、二方取部２５ａにアマチュア軸側連結部材７０の固定孔７２を圧入嵌合し、これによりモータ部２０が完成する。

［ギヤ部４０の組み立て］
まず、ギヤケース４１の底部４１ａ側に、第２のスラスト軸受４５と第３のラジアル軸受４８を装着する。次いで、ギヤケース４１にウォーム軸４３を組み付けて、ウォーム軸４３の他端側の被支持部４３ｂを第３のラジアル軸受４８に装着する。なお、このときウォーム軸４３の一端側の被支持部４３ｃに予め第４のラジアル軸受４９を組み付けておき、ウォーム軸４３をギヤケース４１に組み付けると同時に第４のラジアル軸受４９がギヤケース４１に組み付けられる。次に、ウォームホイール４４のギヤ歯をウォーム部４３ａに噛み合わせつつ、ウォームホイール４４をギヤケース４１内に収容する。

次いで、ウォーム軸４３のセレーション部４３ｄにウォーム軸側連結部材８０を取り付ける。このとき、図３に示すように、球面部８１ｂと凹部４３ｅとの間に第３のスチールボール９０を挟み込むようにする。また、各突起８１ｃに取付輪８５を装着した後に各突起８１ｃを熱することで突起８１ｃと取付輪８５とを溶着固定し、センサマグネット８４を本体部８１に取り付けておく。これによりサブ組立体Ｃ（ギヤケース組立体）が完成する（図１参照）。

次に、図５（ａ）の破線矢印に示すように、コネクタ接続部４２ｂがサブ組立体Ｃ側を向くようにして、コネクタ部材４２をサブ組立体Ｃに臨ませて、ギヤケース４１に形成した装着凹部４１ｃに挟持部４２ａを装着する。これによりギヤ部４０が完成する。なお、図５においてはウォーム軸側連結部材８０を省略している。

［減速機構付モータ１０の組み立て］
減速機構付モータ１０を組み立てるには、まず、完成したモータ部２０とギヤ部４０とを準備し、図２に示すように、モータ部２０側のアマチュア軸側連結部材７０と、ギヤ部４０側のウォーム軸側連結部材８０とを対向させる。その後、アマチュア軸側連結部材７０の各突出部７１を、クッション部材８３の各膨出部８３ａを弾性変形させつつ、ウォーム軸側連結部材８０の各突出部８１ａ間にそれぞれ入り込ませ、これによりアマチュア軸側連結部材７０とウォーム軸側連結部材８０が連結される。

このとき、モータ部２０側の各メス型端子３３に、ギヤ部４０側の各オス型端子５０ａをそれぞれ臨ませるとともに、ブラシホルダ２９に形成した一対の装着凹部２９ａ（図４参照）に、挟持部４２ａに形成した一対の装着凸部４２ｄ（図５参照）を臨ませる。その後、ヨーク２１とギヤケース４１とを突き合わせて、各締結ネジ１１（図１参照）によりモータ部２０とギヤ部４０とを一体化する。これにより減速機構付モータ１０が完成する。

次に、以上のように構成した減速機構付モータ１０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。

図７（ａ），（ｂ）はアマチュア軸側連結部材のウォーム軸側連結部材に対する相対回転の状態を説明する説明図を、図８はウォーム軸側連結部材に対するウォーム軸の偏心状態を説明する説明図をそれぞれ表している。

［ＣＷ回転］
ウィンドガラスを閉じるために操作スイッチ（図示せず）を閉操作すると、所定の駆動電流が各ブラシ３０に供給されて、アマチュア軸２５が時計方向に回転（ＣＷ回転）する。すると、図７（ａ）に示すように、アマチュア軸２５のＣＷ回転に伴ってアマチュア軸側連結部材７０もＣＷ回転し、アマチュア軸側連結部材７０の各突出部７１が、ウォーム軸側連結部材８０の各突出部８１ａにそれぞれ近接する。このとき、各突出部７１と各突出部８１ａとの間には、クッション部材８３の膨出部８３ａが配置されているので、当該膨出部８３ａが緩衝材となって異音の発生が抑制される。その後、ウォーム軸側連結部材８０にアマチュア軸側連結部材７０からの回転力が伝達され、両者は一体回転するようになる。

ウォーム軸側連結部材８０の回転に伴って、凹凸孔８１ｄからセレーション部４３ｄに回転力が伝達されてウォーム軸４３が回転する。すると、ウォーム軸４３の回転に伴ってウォームホイール４４が回転する。これにより、ウォームホイール４４のピニオン５３が一の方向に回転して、ウィンドレギュレータを介してウィンドガラスが閉じられる。

［ＣＣＷ回転］
ウィンドガラスを開けるために操作スイッチを開操作すると、所定の駆動電流が各ブラシ３０に供給されて、アマチュア軸２５が反時計方向に回転（ＣＣＷ回転）する。すると、図７（ｂ）に示すように、アマチュア軸２５のＣＣＷ回転に伴ってアマチュア軸側連結部材７０もＣＣＷ回転し、アマチュア軸側連結部材７０の各突出部７１が、ウォーム軸側連結部材８０の各突出部８１ａにそれぞれ近接する。このとき、各突出部７１と各突出部８１ａとの間には、クッション部材８３の膨出部８３ａが配置されているので、当該膨出部８３ａが緩衝材となって異音の発生が抑制される。その後、ウォーム軸側連結部材８０にアマチュア軸側連結部材７０からの回転力が伝達され、両者は一体回転するようになる。

ウォーム軸側連結部材８０の回転に伴って、凹凸孔８１ｄからセレーション部４３ｄに回転力が伝達されてウォーム軸４３が回転する。すると、ウォーム軸４３の回転に伴ってウォームホイール４４が回転する。これにより、ウォームホイール４４のピニオン５３が他の方向に回転して、ウィンドレギュレータを介してウィンドガラスが開けられる。

ここで、ＣＷ回転時およびＣＣＷ回転時のいずれの場合においても、ウィンドレギュレータの駆動抵抗等がピニオン５３を介してウォームホイール４４およびウォーム軸４３に伝達される。これによりセレーション部４３ｄは、当該セレーション部４３ｄと凹凸孔８１ｄとの間の微小隙間の分、ウォーム軸側連結部材８０に対して図８の矢印Ｍの方向に偏心した状態で共回りする。このとき、凹凸孔８１ｄとセレーション部４３ｄとの相対回転可能角度は略０°となっているので、ウォーム軸４３の回転状態とセンサマグネット８４の回転状態とは略同じ状態となっている。したがって、ウォーム軸４３の回転状態、つまりウィンドレギュレータ側の駆動状態を、各ホールＩＣ５２により精度良く検出することが可能となっている。

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、アマチュア軸２５の他端にアマチュア軸側連結部材７０を一体回転可能に設け、ウォーム軸４３の一端にウォーム軸側連結部材８０を一体回転可能に設け、アマチュア軸側連結部材７０とウォーム軸側連結部材８０とを一体回転可能に連結し、ウォーム軸側連結部材８０にセンサマグネット８４を一体回転可能に設けている。したがって、ウォーム軸４３の回転状態の検出を精度良く行うことができる。これにより、アマチュア軸側連結部材７０とウォーム軸側連結部材８０との間にガタを設けたとしても、当該ガタはウォーム軸４３の回転状態の検出精度に影響しないので、ウォームホイール４４側の回転状態の検出精度に支障を来すことが無い。また、アマチュア軸側連結部材７０とウォーム軸側連結部材８０との間にガタを設けることができるので、減速機構付モータ１０の組み立て作業性を確保して製造コストの上昇を抑えることができる。

また、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、センサマグネット８４と、センサマグネット８４の回転状態を検出する各ホールＩＣ５２を備えたセンサ基板５１と、外部コネクタが接続されるコネクタ接続部４２ｂとを、ウォーム軸４３の径方向に向けて並設し、センサ基板５１を、センサマグネット８４とコネクタ接続部４２ｂとの間に配置している。したがって、各ホールＩＣ５２をコネクタ接続部４２ｂの近くに配置して、各ホールＩＣ５２とコネクタ接続部４２ｂとの間に設けられる各ターミナル５０を短くすることができる。

さらに、本実施の形態に係る減速機構付モータ１０によれば、コネクタ接続部４２ｂに、ヨーク２１とギヤケース４１との間に挟持され、ウォーム軸４３の軸方向に向けてブラシホルダ２９と重なる挟持部４２ａを一体に設け、挟持部４２ａにセンサ基板５１を組み付けている。したがって、各ホールＩＣ５２を各ブラシ３０から離間させて設けることができ、電気ノイズや摩耗粉等が各ホールＩＣ５２に到達するのを抑えて、各ホールＩＣ５２の検出感度が低下するのを抑制することができる。

本発明は上記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、上記実施の形態においては、図１に示すように、各ホールＩＣ５２がセンサマグネット８４側を向くようにセンサ基板５１を設け、各ホールＩＣ５２とセンサマグネット８４との間に壁部４２ｃを配置したものを示したが、本発明はこれに限らない。

つまり、図９に示すように、各ホールＩＣ５２がセンサマグネット８４側とは反対側を向くようにセンサ基板５１を設け、各ホールＩＣ５２とセンサマグネット８４との間の壁部４２ｃを省略することもできる。この場合においても、センサ基板５１が障壁となるので、各ブラシ３０からの摩耗粉等が各ホールＩＣ５２に到達するのを抑えることができる。また、壁部４２ｃを備えない分、コネクタ部材４２の形状の簡素化やコンパクト化を実現できる。なお、図９は図１の破線円Ａ部分に対応する変形例の拡大図を表しており、上記実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の符号を付している。

また、上記実施の形態においては、ブラシホルダ２９およびコネクタ部材４２をそれぞれ別体とし、ブラシホルダ２９をモータ部２０側の構成部材とし、コネクタ部材４２をギヤ部４０側の構成部材としたものを示したが、本発明はこれに限らず、ブラシホルダとコネクタ部材とを一体化することもできる。この場合、一体化した「ブラシホルダ−コネクタ部材組立体」を、ヨーク２１またはギヤケース４１のうちのいずれか一方に装着するようにすれば良い。

さらに、上記実施の形態においては、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装置の駆動源として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としても用いることができる。

また、上記実施の形態においては、第２のスラスト軸受４５のウォーム軸方向への位置調整を行うための樹脂材４７の充填を、減速機構付モータ１０を組み立てた後に行うとしたが、これに限らず、例えばギヤ部４０にウォームホイール４４が組み付けられていない状態でギヤ部４０，モータ部２０およびコネクタ部材４２とを組付け、樹脂材４７の充填を行った後にウォームホイール４４を組み付けても良い。

本発明に係る減速機構付モータの部分断面図である。 図１の減速機構付モータのアマチュア，連結部材およびウォーム軸を示す斜視図である。 連結部材の構造を説明する拡大断面図である。 （ａ），（ｂ）は、モータ部の組み立て手順を説明する説明図である。 （ａ），（ｂ）は、ギヤ部の組み立て手順を説明する説明図である。 コネクタ部材をギヤケース側から見た斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、アマチュア軸側連結部材のウォーム軸側連結部材に対する相対回転の状態を説明する説明図である。 ウォーム軸側連結部材に対するウォーム軸の偏心状態を説明する説明図である。 図１の破線円Ａ部分に対応する変形例の拡大図である。

符号の説明

１０ 減速機構付モータ
１１ 締結ネジ
２０ モータ部
２１ ヨーク
２１ａ 開口部
２１ｂ 有底筒部（底部）
２２ マグネット
２３ アマチュア
２４ 第１のラジアル軸受
２５ アマチュア軸
２５ａ 二方取部
２６ 第１のスラスト軸受
２７ 第１のスチールボール
２８ コンミテータ
２９ ブラシホルダ
２９ａ 装着凹部
３０ ブラシ
３１ バネ部材
３２ 第２のラジアル軸受
３３ メス型端子
４０ ギヤ部
４１ ギヤケース
４１ａ 底部
４１ｂ 充填孔
４１ｃ 装着凹部
４２ コネクタ部材
４２ａ 挟持部
４２ｂ コネクタ接続部
４２ｃ 壁部
４２ｄ 装着凸部
４３ ウォーム軸（減速機構）
４３ａ ウォーム部
４３ｂ，４３ｃ 被支持部
４３ｄ セレーション部
４３ｅ 凹部
４４ ウォームホイール（減速機構）
４５ 第２のスラスト軸受
４６ 第２のスチールボール
４７ 樹脂材
４８ 第３のラジアル軸受
４９ 第４のラジアル軸受
５０ ターミナル
５０ａ オス型端子
５１ センサ基板
５２ ホールＩＣ（磁気センサ）
５３ ピニオン
６０ 連結部材
７０ アマチュア軸側連結部材
７１ 突出部
７２ 固定孔
８０ ウォーム軸側連結部材
８１ 本体部
８１ａ 突出部
８１ｂ 球面部
８１ｃ 突起
８１ｄ 凹凸孔
８２ 剛性部材
８３ クッション部材
８３ａ 膨出部
８３ｂ 嵌合部
８４ センサマグネット
８５ 取付輪
９０ 第３のスチールボール
Ａ，Ｂ，Ｃ サブ組立体

Claims (3)

1. モータ部と、モータ部の回転を減速するギヤ部とを備えた減速機構付モータであって、
   前記モータ部は、
   有底筒状のヨークと、
   前記ヨーク内に回転自在に設けられ、一端が前記ヨークの底部に支持されるアマチュア軸と、
   前記アマチュア軸の他端側に設けられるコンミテータと、
   前記ヨークの開口部を覆い、前記ヨークの筒内に圧入することで装着され、前記アマチュア軸の他端側を回転自在に支持するブラシホルダと、
   前記ブラシホルダに保持され、前記コンミテータに摺接するブラシと、
   前記アマチュア軸の他端に前記アマチュア軸と一体回転可能に設けられるアマチュア軸側連結部材とを有し、
   前記ギヤ部は、
   前記ヨークの開口部に取り付けられる有底状のギヤケースと、
   前記ギヤケース内に前記ギヤケースに対して回転自在に設けられ、他端が前記ギヤケースの底部に支持され、ウォームが形成されたウォーム軸と、
   前記ギヤケース内に前記ギヤケースに対して回転自在に設けられ、前記ウォーム軸のウォームと噛み合わされるウォームホイールと、
   前記ウォーム軸の一端に前記ウォーム軸と一体回転可能に設けられ、かつ前記アマチュア軸側連結部材と一体回転可能に連結されるウォーム軸側連結部材と、
   前記ウォーム軸側連結部材に一体回転可能に設けられるセンサマグネットとを有することを特徴とする減速機構付モータ。
2. 請求項１記載の減速機構付モータは、さらに外部コネクタが接続されるコネクタ接続部が設けられたコネクタ部材を有し、前記コネクタ部材には前記センサマグネットの回転状態を検出する磁気センサを備えたセンサ基板が設けられ、前記センサ基板と前記コネクタ接続部は、前記ウォーム軸の径方向に向けて並設され、前記センサ基板は、前記センサマグネットと前記コネクタ接続部との間に配置されることを特徴とする減速機構付モータ。
3. 請求項２記載の減速機構付モータにおいて、前記コネクタ部材には、前記ヨークと前記ギヤケースとの間に挟持され、前記ウォーム軸の軸方向に向けて前記ブラシホルダと重なる挟持部が一体に設けられ、前記挟持部に前記センサ基板を組み付けることを特徴とする減速機構付モータ。

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