JP6308622B2 - モータ装置 - Google Patents

Description

本発明はモータ装置に関し、特に自動車のパワーウィンドウ、電動サンルーフ、電動スライドドア等の自動車用電装機器に使用されるギヤユニット付き直流モータ装置に関する。

従来、自動車の窓ガラスを自動的に開閉するパワーウィンドウ、車体の天井部に取り付けられる電動サンルーフ、電動スライドドア等の駆動には、減速機等のギヤユニット付き直流モータ装置が使用されている。このようなモータ装置は、雨水等の侵入が想定される場所に設置する場合には高い防水性が要求される。
特許文献１には、モータケースを備え、駆動軸を駆動するモータ（モータ本体）と、コネクタケースを備えた給電コネクタ（制御回路収容部）と、ギヤハウジングを備えたギヤユニット（減速部）とを備えたモータ装置が開示されている。

給電コネクタは、駆動軸の軸線方向に沿ってモータ側に配設され、コネクタケースは、モータケースとギヤハウジングとの間に配置されるエンドベルキャップ（ブラシホルダ部材）に一体形成されている。エンドベルキャップは、エンドベル、ブラシホルダ、ブラシ、及びターミナル（給電端子）等から構成されている。給電コネクタは、モータのターミナルにケーブルを介して電気的に接続されたターミナル及び回路基板等を有し、このケーブルはエンドベルキャップの内部に配置されている。

また、特許文献２では、特許文献１の場合と同様に、給電コネクタ（給電部）のコネクタケースとエンドベルキャップ（ホルダ本体）とが一体となったブラシホルダを形成している。そして、このブラシホルダとギヤハウジングとの間に弾性シール（シール部材）が介在されている。
この弾性シールは、ブラシホルダに形成されたコネクタケースの開口とエンドベルキャップの開口とにそれぞれ対応した形状の２つの孔を備えている。また、この弾性シールの２孔の間には、ブラシホルダの上記２開口間に形成された境界部とギヤハウジングの開口端とに挟持される連結部が形成されている。

特許第５０５３９２１号公報 特許第３８０８７１７号公報

特許文献１及び２記載のモータ装置は、コネクタケースとエンドベルキャップとが一体に形成され、この一体部材内にケーブルが配置されている。このため、特許文献１及び２記載のモータは、モータ、給電コネクタ、及びギヤユニットを全て備えたモータ装置としてしか使用することができない。従って、モータを給電コネクタ及びギヤユニットと分離し、モータのみの単体で使用する場合を想定しておらず、汎用性に欠けるモータ装置となっている。

また、特許文献２に記載の弾性シールの連結部は、ブラシホルダの２開口間に位置付けられた境界部によってギヤハウジングの開口端に押し付けられる。すなわち、２開口のブラシホルダを１開口のギヤハウジングでシールすることとなる。従って、弾性シールの連結部による押し付け力が低下するため、この連結部における弾性シールのシール性が低下し、モータ装置内に浸水し易いという問題がある。

そこで、特許文献２に記載はないものの、ギヤハウジングの開口端間に弾性シールの連結部が当接する当接部を形成することが考えられる。これにより、ブラシホルダの境界部から弾性シールの連結部によってギヤハウジングの当接部を押圧することができるため、弾性シールの連結部における押し付け力の低下を抑制することができる。しかしながら、ギヤハウジングの開口端に当接部を形成すると、当接部が干渉し、ギヤハウジング内におけるケーブルの敷設スペースが確保し難いという問題がある。

従って、モータをギヤユニット付きのモータ装置とモータ単体との双方で使用可能な汎用性のあるモータ装置を実現するべく、ケーブルの敷設を行うためのスペースを確保するためには、ギヤハウジングの開口は、当接部のような開口を跨ぐ部位の無い１つ開口として形成せざるを得ない。しかし、前述したように、ギヤハウジングの開口を１つとすると、２開口を有するブラシホルダを１開口を有するギヤハウジングでシールすることとなるため、弾性シールの２孔間に位置する連結部の押し付け力が低下し、弾性シールの連結部におけるシール性低下は依然として解決することができない。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、防水性及び汎用性の双方を高めることができるモータ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のモータ装置は、モータケース用開口端が設けられたモータケースを備え、モータケース用開口端を通じて駆動軸が突出され、モータケース用開口端に設けられた給電端子を含むモータと、コネクタケース用開口端が設けられたコネクタケースを備え、コネクタケース用開口端を通じて延出されて給電端子に電気的に接続された導電部材を有する給電コネクタと、互いに離間した２つの縁部を有するギヤハウジング用開口端が設けられたギヤハウジングを備え、該ギヤハウジングに、弾性シールを介してモータケース及びコネクタケースを結合するとともに、駆動軸と接続されたギヤ列を収容したギヤユニットとを備え、弾性シールは、モータケース用開口端及びコネクタケース用開口端の開口にそれぞれ対応した２つの孔と、２つの孔の間に介在する連結部と、連結部からギヤハウジング内に向けて突出し、２つの縁部が押圧する押し付けパッドとを含み、モータケース及びコネクタケースは、それぞれのモータケース用開口端及びコネクタケース用開口端を形成するフランジを備え、モータケース及びコネクタケースのフランジ同士を駆動軸の軸線の方向に部分的に重ね合わせた状態で、ギヤハウジングはモータ及び給電コネクタの双方に弾性シールを介してボルト結合され、２つの縁部はモータケース用開口端及びコネクタケース用開口端の配列方向と交差する方向に互いに離間している。

好ましくは、押し付けパッドは、２つの縁部間に挟持される先端部を有する。
好ましくは、先端部は、２つの縁部にそれぞれ当接する２つの角縁を有する。
好ましくは、２つの縁部は、モータケース及びコネクタケースに対する押し付けパッドの押し付け方向に平行な押し付けパッドの中心線を含み且つ２つの縁部間に延びる仮想面に対して傾斜する傾斜面であり、これら傾斜面に対する各法線ベクトルはそれぞれ仮想面に向かっている。

好ましくは、押し付けパッドのシール面は、フランジ同士の重ね合わせに応じた段差面に形成されている。
好ましくは、ギヤハウジングは、ギヤハウジングの内面から突出して形成され、縁部をそれぞれ備えた２つ突出体を一体に有し、導電部材は、突出体間に延びている。
好ましくは、フランジ同士を互いに重ね合わされた部位にて該フランジ同士のボルト結合と一緒に前記ギヤハウジングにボルト結合させる一対の締結ボルトを備え、これら締結ボルトは２つの縁部を挟んで配置されている。

好ましくは、導電部材は、給電端子に分離可能に接続されている。

本発明のモータ装置によれば、防水性及び汎用性の双方を高めることができる。

本発明の一実施形態に係るモータ装置を示す斜視図である。 図１のモータ装置の（ａ）結合されたモータ及び給電コネクタ、（ｂ）弾性シール、（ｃ）ギヤユニットを示す分解側面図である。 図２（ａ）の結合されたモータ及び給電コネクタを図２のＡ方向から見た平面図である。 図２（ｃ）のギヤユニットを図２のＢ方向から見た平面図である。 図１のモータ装置を図１のＣ−Ｃ方向から見た部分断面図である。 図２の弾性シールをモータケース及びコネクタケース側から見た斜視図である。 図２の弾性シールをギヤハウジング側から見た斜視図である。 図５に示す弾性シール近傍を拡大した図である。 図８の弾性シールの押し付けパッドの先端部が潰れた状態を示した図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るモータ装置１の斜視図である。モータ装置１は、防水仕様の減速機等のギヤユニット付き直流モータ装置であって、自動車の窓ガラスを自動的に開閉するパワーウィンドウ、車体の天井部に取り付けられる電動サンルーフ、電動スライドドア等の自動車用電装機器の駆動に用いられる。図１に示すように、モータ装置１は、モータ２、給電コネクタ４及びギヤユニット６から概略構成されている。

図２（ａ）〜（ｃ）はモータ装置１の分解側面図であり、図３は図２（ａ）の結合されたモータ２及び給電コネクタ４を図２のＡ方向から見た平面図である。図２（ａ）及び図３に示すように、モータ２は、モータケース８、駆動軸１０、及びエンドベルキャップ１２を備えている。モータケース８はフランジ１４が設けられたモータケース用開口端１６を有している。駆動軸１０は図示しない完成ロータからモータケース用開口端１６を通じてモータケース８から突出されている。

エンドベルキャップ１２はモータケース用開口端１６に設けられ、エンドベル１８、ブラシホルダ２０、ブラシ２２、ターミナル（給電端子）２４等から構成されている。
給電コネクタ４は、コネクタケース２６、ケーブル（導電部材）２８、図示しない回路基板、及びターミナル３０（図３参照）を備えている。コネクタケース２６はフランジ３２が設けられたコネクタケース用開口端３４を有している。ケーブル２８は、給電コネクタ４のターミナル３０からコネクタケース用開口端３４を通じて延出されてモータ２のターミナル２４に分離可能且つ電気的に接続されている。

図４は図２（ｃ）のギヤユニット６を図２のＢ方向から見た平面図である。図４に示すように、ギヤユニット６は、ギヤハウジング３６及びギヤ列３８を備えている。モータケース８及びコネクタケース２６のフランジ１４、３２同士を図２（ａ）に示すように駆動軸１０の軸線の方向Ｘに部分的に重ね合わせた状態で、モータ２及び給電コネクタ４の双方が、図２（ｂ）に示す弾性シール４０を介してギヤハウジング３６にボルト結合されている。

詳しくは、ギヤハウジング３６は、モータケース８のフランジに図１に示す締結ボルト４２により結合されるフランジ４４と、コネクタケース２６のフランジ３２に図１に示す締結ボルト４６により結合されるフランジ４８とを有している。また、ギヤハウジング３６は、これらのフランジ４４、４８の間においてギヤハウジング３６の内面３６ａから方向Ｚに突出して形成された２つの突出体５０、５０を有している。

各突出体５０、５０は、各フランジ４４、４８の配列方向Ｙと交差する方向Ｚに互いに離間している。なお、方向Ｚはモータケース８の第１開口端１６及びコネクタケース２６の第２開口端３４の配列方向Ｙと交差する方向とも合致する。そして、各フランジ４４、４８及び各突出体５０、５０は環状に連なってギヤハウジング用開口端５２を形成している。ギヤハウジング３６はギヤハウジング用開口端５２によって１つの開口５４を形成している。２つの突出体５０、５０のそれぞれのギヤハウジング用開口端５２、５２には、方向Ｚに互いに離間した縁部５８、５８が形成されている。

また、モータケース８及びコネクタケース２６は、これらのフランジ１４、３２同士の一部を互いに重ね合わされた部位である重ね合わせ部６０にて、フランジ１４、３２同士と一緒にギヤハウジング３６にボルト結合させる一対の締結ボルト６２、６２（図１に１つのみ示す）を備えている。これら締結ボルト６２、６２は２つの縁部５８、５８を挟んで配置されている。

一方、ギヤ列３８は、駆動軸１０に接続された、ウォーム６４、ヘリカルギヤ６５並びに図示しない緩衝ラバー、及び出力軸６６等から構成され、ギヤハウジング３６内に収容されている。
図５はモータ装置１を図１のＣ−Ｃ方向から見た部分断面図である。なお、図５は弾性シール４０が潰れていない自然状態の断面形状を示すために、モータケース８及びコネクタケース２６とギヤハウジング３６とを結合せずに若干離間した状態となっている。

図５に示すように、ギヤハウジング３６の突出体５０、５０のそれぞれのギヤハウジング用開口端５２、５２に形成された２つの縁部５８、５８は、例えば傾斜面をなしている。なお、縁部５８、５８は凸湾曲面等の他の形状であっても良い。また、ケーブル２８はギヤハウジング３６の突出体５０、５０間に延びてギヤハウジング３６内に収容されている。
図６は弾性シール４０をモータケース８及びコネクタケース２６側から見た斜視図であり、図７は弾性シール４０をギヤハウジング３６側から見た斜視図である。

図６及び図７に示すように、弾性シール４０は、モータ装置１の防水パッキンであって、樹脂等の弾性体から形成され、第１孔（孔）７０、第２孔（孔）７２、連結部７４、及び押し付けパッド７６を有している。
第１孔７０は、モータケース８のモータケース用開口端１６の開口に対応した形状を有し、第２孔７２は、コネクタケース用開口端３４の開口に対応した形状を有している。連結部７４は、第１及び第２孔７０、７２の間に介在し、重ね合わせ状態にあるモータケース８及びコネクタケース２６のフランジ１４、３２の双方、即ちフランジ１４、３２同士が重ね合わされた重ね合わせ部６０に当てがわれる。

押し付けパッド７６は、連結部７４からギヤハウジング３６内に向けて突出して形成され、方向Ｚに互いに離間した２つの縁部５８、５８が押圧する。押し付けパッド７６は、２つの縁部５８、５８間に挟持される先端部７８を有している。この先端部７８は、ギヤハウジング３６の突出体５０、５０のそれぞれの縁部５８、５８にそれぞれ当接する２つの角縁８０、８０を有して形成されている。本実施形態の場合、図５にも示すように、押し付けパッド７６のＸ−Ｚ断面は、２つの角縁８０、８０を結ぶ線が上底（下底よりも短い辺）となる断面視略等脚台形をなしている。

また、連結部７４には、押し付けパッド７６の反対側、つまり押し付けパッド７６のモータケース８及びコネクタケース２６のフランジ１４、３２側にシール面８２が形成されている。このシール面８２は、モータケース８及びコネクタケース２６のフランジ１４、３２同士の重ね合わせに応じた、即ち重ね合わせ部６０と相補形状の段差面８４に形成されている。

図８は図５の弾性シール４０近傍を拡大した図である。図８を参照して、駆動軸１０の軸線、即ち方向Ｘに沿う押し付けパッド７６の中心線８６を含み且つ２つの縁部５８、５８間に延びる仮想面８８を考える。なお、この仮想面８８はモータケース８及びコネクタケース２６に対する押し付けパッド７６の押し付け方向と平行である。このとき、縁部５８、５８が傾斜面の場合には、角縁８０、８０がそれぞれ当接する位置において縁部５８、５８から延びるそれぞれの垂直線（傾斜面に対する法線ベクトル）９０、９０は、何れも中心線８６を含む仮想面８８に向かっている。

図９は、モータケース８及びコネクタケース２６とギヤハウジング３６とを結合し、図８の弾性シール４０の押し付けパッドの先端部７８が潰れた状態を示した図である。図９の状態においては、縁部５８、５８からシール面８２、ひいては重ね合わせ部６０に向かう図８に示す垂直線９０、９０の矢印方向をベクトル方向とした弾性シール４０の押し付け力Ｆが押し付けパッド７６の中心線８６を含む仮想面８８の交線９２上に集中的に作用している。

以上のように本実施形態では、モータ装置１の弾性シール４０が押し付けパッド７６を有することにより、押し付けパッド７６をギヤハウジング３６の２つの縁部５８、５８に押し付けることができる。従って、ギヤハウジング３６が１つの開口５４を有する場合であっても、モータケース８とコネクタケース２６のフランジ１４、３２同士の重ね合わせ部６０と弾性シール４０の連結部７４との間のシール性を確保し、モータ装置１の防水性を高めることができる。

また、押し付けパッド７６が２つの縁部５８、５８間に挟持される先端部７８を有する。これにより、モータケース８及びコネクタケース２６とギヤハウジング３６とをボルト結合したとき、２つの縁部５８、５８によって押し付けパッド７６の先端部７８が潰れ、２つの縁部５８、５８からシール面８２に向かう押し付け力Ｆを確実に発生させることができる。従って、重ね合わせ部６０と連結部７４とのシール性を好適に高めることができる。

また、押し付けパッド７６の先端部７８が２つの縁部５８、５８にそれぞれ当接する角縁８０、８０を有する。これにより、モータケース８及びコネクタケース２６とギヤハウジング３６とをボルト結合したとき、２つの縁部５８、５８によって押し付けパッド７６の先端部７８の角縁８０、８０が潰れ、２つの縁部５８、５８からシール面８２に向かう押し付け力Ｆを仮想面８８に向けて確実に作用させることができる。従って、重ね合わせ部６０と連結部７４とのシール性をより一層確実に高めることができる。
なお、押し付けパッド７６が角縁８０、８０を含む断面視略等脚台形であり且つ縁部５８、５８が傾斜面であることにより、弾性シール４０とギヤハウジング用開口端５２、５２とを簡単な形状に加工するだけで、押し付け力Ｆを容易にして仮想面８８に向けて作用させることができて好適である。

また、図８に示すように、２つの縁部５８、５８がそれぞれ傾斜面であるとき、これら傾斜面の垂直線９０、９０は仮想面８８に向けて延びている。これにより、シール面８２に向かう弾性シール４０の押し付け力Ｆを少なくとも仮想面８８に向けて作用させることができる。
また、図９に示すように、モータケース８及びコネクタケース２６とギヤハウジング３６とをボルト結合したとき、縁部５８、５８の垂直線９０、９０が仮想面８８とシール面８２との交線９２を通過する。これにより、シール面８２に向かう弾性シール４０の押し付け力Ｆを仮想面８８の交線９２上、すなわちシール面８２に集中的に作用させることができる。従って、重ね合わせ部６０と連結部７４とのシール性をより一層高めることができる。

また、シール面８２は、モータケース８及びコネクタケース２６のフランジ１４、３６同士の重ね合わせに応じた段差面８４に形成されている。これにより、がたつきが生じ易く、浸水し易い重ね合わせ部６０にシール面８２を隙間無く密着させることができる。従って、重ね合わせ部６０と連結部７４とのシール性をより一層高めることができる。

また、ギヤハウジング３６は２つ突出体５０、５０を一体に有し、これら突出体５０、５０間にケーブル２８が延びている。これにより、モータ装置１内にケーブル２８の敷設スペースを確保しながら、突出体５０、５０によって縁部５８、５８間の距離を極力短くすることができる。従って、ギヤハウジング３６に突出体５０、５０が存在せず、縁部５８、５８間の距離が本実施形態よりも長くなってしまう場合に比して、重ね合わせ部６０と連結部７４とのシール性を容易にして高めることができる。

また、重ね合わせ部６０にて一緒にギヤハウジング３６にボルト結合させる一対の締結ボルト６２、６２が２つの縁部５８、５８を挟んで配置されている。これにより、締結ボルト６２、６２の締結力によって縁部５８、５８に対する角縁８０、８０の押し付け力Ｆを大きくすることが可能となるため、重ね合わせ部６０と連結部７４とのシール性をより一層高めることができる。

また、モータケース８とコネクタケース２６とは別筐体であり、給電コネクタ４のケーブル２８はモータ２のターミナル２４と分離可能である。これにより、モータ２をギヤユニット６付きのモータ装置１とモータ２の単体との双方で使用可能な汎用性のあるモータ装置１を実現することができる。このように、本発明では、防水性及び汎用性の双方を高めることができるモータ装置１を提供することができる。

本発明は上記実施形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、本実施形態では、縁部５８、５８の垂直線９０、９０が仮想面８８とシール面８２との交線９２を通過する。これにより、２つの角縁８０、８０からシール面８２に向かう弾性シール４０の押し付け力Ｆを仮想面８８の交線９２上に集中的に作用させている。しかし、これに限らず、２つの角縁８０、８０からシール面８２に向かう弾性シール４０の押し付け力Ｆを少なくとも仮想面８８の近傍に向けて作用させることにより、重ね合わせ部６０と連結部７４とのシール性を高めることが可能である。

また、本実施形態では、押し付けパッド７６のＸ−Ｚ断面が２つの角縁８０、８０を結ぶ線が上底となる断面視略等脚台形をなしている。しかし、押し付けパッド７６が連結部７４からギヤハウジング３６内に向けて突出し、２つの縁部５８、５８が仮想面８２に向けて押し付けられるのであれば、押し付けパッド７６の形状は特に限定されない。

具体的には、押し付けパッド７６の形状、ひいては先端部７８の形状を本実施形態以外の形状にしたとしても、縁部５８、５８の形状を変えることによって、押し付けパッド７６からシール面８２、ひいては重ね合わせ部６０に向かう弾性シール４０の押し付け力Ｆを少なくとも仮想面８８の近傍に向けて作用させることができる。また、より好ましくは押し付け力Ｆを仮想面８８に集中的に作用させることができる。従って、押し付けパッドを例えば丸み縁を有する断面視円弧形状等に形成しても良いし、前述したように、縁部５８、５８を凸湾曲面等に形成しても良い。

１ モータ装置
２ モータ
４ 給電コネクタ
６ ギヤユニット
８ モータケース
１０ 駆動軸
１４ モータケースのフランジ
１６ モータケース用開口端
２４ ターミナル（給電端子）
２６ コネクタケース
２８ ケーブル（導電部材）
３２ コネクタケースのフランジ
３４ コネクタケース用開口端
３６ ギヤハウジング
３６ａ ギヤハウジングの内面
３８ ギヤ列
４０ 弾性シール
５０ 突出体
５２ ギヤハウジング用開口端
５８ 縁部
６２ 締結ボルト
７０ 第１孔（孔）
７２ 第２孔（孔）
７４ 連結部
７６ 押し付けパッド
７８ 先端部
８０ 角縁
８４ 段差面
８６ 押し付けパッドの中心線
８８ 仮想面
９０ 縁部の垂直線（傾斜面に対する法線ベクトル）

Claims (8)

1. モータケース用開口端が設けられたモータケースを備え、前記モータケース用開口端を通じて駆動軸が突出され、前記モータケース用開口端に設けられた給電端子を含むモータと、
   コネクタケース用開口端が設けられたコネクタケースを備え、前記コネクタケース用開口端を通じて延出されて前記給電端子に電気的に接続された導電部材を有する給電コネクタと、
   互いに離間した２つの縁部を有するギヤハウジング用開口端が設けられたギヤハウジングを備え、該ギヤハウジングに、弾性シールを介して前記モータケース及び前記コネクタケースを結合するとともに、前記駆動軸と接続されたギヤ列を収容したギヤユニットと
   を備え、
   前記弾性シールは、
   前記モータケース用開口端及び前記コネクタケース用開口端の開口にそれぞれ対応した２つの孔と、
   前記２つの孔の間に介在する連結部と、
   前記連結部から前記ギヤハウジング内に向けて突出し、前記２つの縁部が押圧する押し付けパッドと
   を含み、
   前記モータケース及びコネクタケースは、それぞれの前記モータケース用開口端及び前記コネクタケース用開口端を形成するフランジを備え、
   前記モータケース及び前記コネクタケースの前記フランジ同士を前記駆動軸の軸線の方向に部分的に重ね合わせた状態で、前記ギヤハウジングは前記モータ及び前記給電コネクタの双方に前記弾性シールを介してボルト結合され、
   前記２つの縁部は前記モータケース用開口端及び前記コネクタケース用開口端の配列方向と交差する方向に互いに離間している、モータ装置。
2. 前記押し付けパッドは、前記２つの縁部間に挟持される先端部を有する、請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記先端部は、前記２つの縁部にそれぞれ当接する２つの角縁を有する、請求項２に記載のモータ装置。
4. 前記２つの縁部は、
   前記モータケース及び前記コネクタケースに対する前記押し付けパッドの押し付け方向に平行な前記押し付けパッドの中心線を含み且つ前記２つの縁部間に延びる仮想面に対して傾斜する傾斜面であり、
   これら傾斜面に対する各法線ベクトルはそれぞれ前記仮想面に向かっている、請求項３に記載のモータ装置。
5. 前記押し付けパッドのシール面は、前記フランジ同士の重ね合わせに応じた段差面に形成されている、請求項４に記載のモータ装置。
6. 前記ギヤハウジングは、前記ギヤハウジングの内面から突出して形成され、前記縁部をそれぞれ備えた２つ突出体を一体に有し、
   前記導電部材は、前記突出体間に延びている、請求項５に記載のモータ装置。
7. 前記フランジ同士を互いに重ね合わされた部位にて該フランジ同士のボルト結合と一緒に前記ギヤハウジングにボルト結合させる一対の締結ボルトを備え、これら締結ボルトは前記２つの縁部を挟んで配置されている、請求項６に記載のモータ装置。
8. 前記導電部材は、前記給電端子に分離可能に接続されている、請求項１から７の何れか一項に記載のモータ装置。

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