JP6254482B2 - 回転駆動機構 - Google Patents

Description

本発明は、モータの回転を駆動源として各種部材を動作させる回転駆動機構に関するものである。

表示画面が搭載された可動パネルを回転駆動機構によって開閉動作するようにした車載用ディスプレイ装置においては、モータを含めた回転駆動機構の構成部品を予めギアユニットとして一体化し、このギアユニットを１つの部品として取り扱うことで組立作業性を高めるという手法が広く採用されている。

この種のギアユニットの従来例として、モータにねじ止めしたブラケットに減速歯車列の各ギアを回転可能に軸支すると共に、モータの回転軸にウォームギアを取着し、このウォームギアを減速歯車列の最初段ギアであるウォームホイールに噛合することにより、モータと減速歯車列およびブラケットを１つのユニット品としてアセンブリするようにしたものが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたギアユニットでは、減速歯車列の中にクラッチ付きギアが用いられており、例えば開閉動作中の可動パネルにユーザの手指が触れることにより、モータから可動パネルに至る動力伝達系に過度の負荷が生じたとしても、この負荷がクラッチ付きギアによって吸収されるようになっている。また、弾性片を折り曲げ形成した板ばねがブラケットに取り付けられており、この弾性片をウォームの先端に圧接させることにより、モータの回転軸がスラスト方向にガタ付くことを防止している。

特許第４３５９００９号公報

特許文献１に開示された従来のギアユニットによれば、ブラケットに取り付けた板ばねの弾性片をウォームの先端に圧接させているため、モータの回転軸とそれに取着したウォームのスラスト方向のガタ付きを防止することができ、ガタ付き音の少ない高品位の車載用ディスプレイ装置が実現されている。しかしながら、板ばねに折り曲げ形成した弾性片の弾発力によってスラスト方向のガタ付きを防止しているため、クラッチ付きギアでも吸収できない程度の大きな外力が動力伝達系に作用すると、弾性片が変形してウォームに対する圧接力が著しく低下してしまい、スラスト方向のガタ付き防止を長期に亘って維持すること困難であった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、モータ軸のスラスト方向のガタ付きを長期に亘って防止できる回転駆動機構を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、モータと、このモータの回転軸に取着されたギアと、前記回転軸または前記ギアを回転体とし、この回転体の一端部に圧接して該回転体を軸線方向へ付勢する付勢部材とを備えた回転駆動機構において、前記付勢部材に回転力を付与する回転力付与部材と、前記回転体の一端部に対向配置された支持壁とを備え、前記付勢部材は、前記支持壁に設けられたネジ孔に螺合する雄ネジ部と、前記回転体の一端部に圧接する圧接面とを有しており、前記付勢部材の回転に伴って前記雄ネジ部が前記ネジ孔内を進退することにより、前記圧接面が前記回転体の軸線方向へ移動するようになすと共に、前記回転力付与部材は前記付勢部材に対して前記圧接面を前記回転体の一端部に圧接させる方向の回転力を付与しているという構成にした。

このように構成された回転駆動機構では、支持壁に螺合する付勢部材の圧接面を回転体の一端部に当接させ、この付勢部材に対して回転力付与部材から圧接面を回転体の一端部に圧接させる方向の回転力が常に付与されているため、圧接面と回転体間の圧接力が外力によって低下する虞はなく、回転体のスラスト方向のガタ付きを長期に亘って防止することができる。また、圧接面に当接する回転体の一端部が摩耗した場合でも、その摩耗量に追従して付勢部材が回転することにより、圧接面と回転体間の圧接力が安定的に維持されるため、この点からも回転体のスラスト方向のガタ付きを長期に亘って防止することができる。

上記の構成において、付勢部材の圧接面が回転体の軸線と直交する平面に対して傾斜する傾斜面になっていると、付勢部材の圧接面（傾斜面）から回転体に対してラジアル方向の分力が作用するため、スラスト方向だけでなくラジアル方向のガタ付きも防止することができる。また、回転体の一端部の摩耗に追従して付勢部材が回転すると、それに伴って傾斜面も回転してラジアル力の作用方向が変化するため、モータの回転軸を支持する軸受けの同一カ所に側圧が掛かり続けることはなくなり、軸受けの偏摩耗を確実に防止することができる。

この場合において、雄ネジ部の端面が圧接面となっていると、付勢部材の回転に伴って雄ネジ部が支持壁のネジ孔内を前進するとき、その動きを圧接面（傾斜面）にスムーズに伝達することができて好ましい。

また、上記の構成において、回転力付与部材は付勢部材に回転力を付与するものであれば何でも良いが、この回転力付与部材がスプリングの弾性力によって付勢部材に回転力を付与するものであることが好ましい。

この場合において、付勢部材に雄ネジ部と中心を同じくするギア部が設けられていると共に、支持壁にギア部と噛合する付勢ギアが回転自在に軸支されており、この付勢ギアがスプリングの弾性力によって回転方向へ付勢されていると、組立作業性を向上することができると共に、回転体の一端部の摩耗に追従して付勢部材をスムーズに回転させることができる。

また、上記の構成において、モータの回転軸に取着されたギアは特に限定されないが、このギアがウォームギアであると共に、モータにブラケットが取り付けられており、このブラケットに軸支されたウォームホイールとウォームギアが噛合していると、減速比が大きくバックラッシュの少ない動力伝達系を実現することができる。

本発明の回転駆動機構では、回転力付与部材から付勢部材に対して圧接面を回転体の一端部に圧接させる方向の回転力が常に付与されており、圧接面に当接する回転体の一端部が摩耗した場合でも、その摩耗量に追従して付勢部材が回転するため、回転体のスラスト方向のガタ付きを長期に亘って防止することができる。

本発明の回転駆動機構が搭載されたギアユニットの斜視図である。 該ギアユニットの正面図である。 実施形態例に係る回転駆動機構の正面図である。 該回転駆動機構の平面図である。 該回転駆動機構の分解斜視図である。 該回転駆動機構の要部を示す斜視図である。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１と図２に示すギアユニット１は車載用ディスプレイ装置に適用され、表示画面が搭載された図示せぬ可動パネルの開閉動作を行う可動機構として使用されるものである。

このギアユニット１は、金属板製のブラケット２と、ブラケット２に固定されたモータ３と、モータ３の回転軸に取着されたウォームギア４と、ブラケット２に回転可能に軸支されたクラッチ付きギア５や複数の歯車６等によって構成されており、詳細については後述するが、このギアユニット１に本発明の実施形態例に係る回転駆動機構が搭載されている。

ブラケット２は金属板をプレス加工した複数のブロック体からなり、各ブロック体はねじ止め等の結合手段を用いて一体化されている。このブラケット２には、モータ３の取付面である底板部２ａと、底板部２ａから起立してウォームギア４の軸線方向へ延びる起立壁２ｂと、ウォームギア４の上端を覆うように水平方向へ延びる支持壁２ｃとが形成されており、底板部２ａと支持壁２ｃはウォームギア４を介して平行に対向している。なお、支持壁２ｃには付勢部材７と付勢ギア８が軸支されており、この付勢ギア８と起立壁２ｂとの間にコイルばね９が張架されている。

クラッチ付きギア５は同軸上に連結された大径歯車５ａと小径歯車５ｂとで構成されており、これら大径歯車５ａと小径歯車５ｂとの間には図示せぬフリクション部材が介設されている。クラッチ付きギア５と各歯車６はモータ３の回転を減速して動力伝達する減速歯車列を構成しており、この減速歯車列の最初段ギアである大径歯車５ａはウォームギア４に噛合している。このように減速歯車列の中にクラッチ付きギア５が用いられているため、例えば開閉動作中の可動パネルにユーザの手指が触れることにより、モータ３から可動パネルに至る動力伝達系に過度の負荷が生じたとしても、この負荷がクラッチ付きギア５によって吸収されるようになっている。なお、ウォームギア４に噛合するクラッチ付きギア５の大径歯車５ａはウォームホイールであり、小径歯車５ｂは次段の歯車６に噛合している。

次に、本実施形態例に係る回転駆動機構について説明すると、図３〜図６に示すように、モータ３の回転軸３ａはブラケット２の底板部２ａから上方へ突出しており、この回転軸３ａにウォームギア４が圧入・固定されている。前述したようにウォームギア４はクラッチ付きギア５の大径歯車（ウォームホイール）５ａに噛合しており、ウォームギア４の先端には上端部を球面状にした突起４ａが設けられている。

付勢部材７は、平歯車形状のギア部７ａと、ギア部７ａの下面中心部から垂下する雄ネジ部７ｂと、雄ネジ部７ｂの先端側に連続する圧接面７ｃとを有しており、雄ネジ部７ｂは支持壁２ｃに設けられたネジ孔２ｄに螺合している。雄ネジ部７ｂとネジ孔２ｄは所謂逆ネジ（左ネジ）であり、付勢部材７が図４に示す矢印β方向に回転したときに、圧接面７ｃが図３の下方へ移動するようになっている。圧接面７ｃは回転軸３ａおよびウォームギア４の軸線と直交する平面に対して傾斜する傾斜面となっており、この圧接面７ｃはウォームギア４の先端の突起４ａに当接している。

付勢ギア８は、外周面の一部に歯部が刻設されたギア本体８ａと、ギア本体８ａの中心部に設けられて下方へ突出する軸部８ｂと、ギア本体８ａの下面周縁部から垂下する係止ピン８ｃとを有している。ギア本体８ａの歯部は付勢部材７のギア部７ａに噛合しており、軸部８ｂは支持壁２ｃに設けられた軸孔２ｅに回転可能に挿入されている。また、係止ピン８ｃにコイルばね９の一端が掛止めされており、このコイルばね９の他端は起立壁２ｂに掛止めされている。

これにより、付勢ギア８がコイルばね９の引張力を受けて軸部８ｂを中心に時計回り方向（図４の矢印α方向）へ回動付勢されると共に、付勢ギア８のギア本体８ａに噛合する付勢部材７が反時計回り方向（図４の矢印β方向）へ回動付勢されるため、付勢部材７の雄ネジ部７ｂは常にネジ孔２ｄ内を前進する方向へ回動付勢される。したがって、雄ネジ部７ｂの先端に設けられた圧接面７ｃがウォームギア４の突起４ａに圧接されることになり、その圧接力を受けてウォームギア４と回転軸３ａのスラスト方向（軸線方向）のガタ付きが防止される。また、圧接面７ｃがウォームギア４の軸線と直交する平面に対して傾斜する傾斜面となっているため、圧接面７ｃからウォームギア４の突起４ａに対してラジアル方向の分力が作用し、ウォームギア４と回転軸３ａはスラスト方向だけでなくラジアル方向のガタ付きも防止される。なお、これら付勢ギア８とコイルばね９によって付勢部材７に回転力を付与する回転力付与部材が構成されている。

以上説明したように、本実施形態例に係る回転駆動機構では、ブラケット２の支持壁２ｃに設けたネジ孔２ｄに付勢部材７の雄ネジ部７ｂを螺合し、回転力付与部材であるコイルばね９の弾性力を利用して付勢部材７に一方向の回転力を付与することにより、付勢部材７の圧接面７ｃが常にウォームギア４の突起４ａに圧接されるようになっているため、外力等によって雄ネジ部７ｂが緩んで付勢部材７の圧接力を低下させることはなく、モータ３の回転軸３ａのスラスト方向のガタ付きを長期に亘って防止することができる。

また、本実施形態例に係る回転駆動機構では、付勢部材７の圧接面７ｃが回転軸３ａやウォームギア４の軸線と直交する平面に対して傾斜する傾斜面となっているため、圧接面７ｃからウォームギア４の突起４ａに対してラジアル方向の分力が作用し、スラスト方向だけでなくラジアル方向のガタ付きも防止することができる。しかも、圧接面７ｃに当接するウォームギア４の突起４ａが経時的に摩耗していくと、その摩耗量に追従して付勢部材７が回転し、圧接面（傾斜面）７ｃの向きを変えるため、回転軸３ａをラジアル方向に押す側圧の方向が突起４ａの摩耗に伴って変化することになる。これにより、モータ３の回転軸３ａを支持する軸受けの同一カ所に側圧が掛かり続けることはなくなり、このモータ３の軸受けの偏摩耗を確実に防止することができる。

また、本実施形態例に係る回転駆動機構では、支持壁２ｃに付勢ギア８を回転自在に軸支し、この付勢ギア８を付勢部材７のギア部７ａに噛合させると共に、コイルばね９の弾性力で付勢ギア８を一方向に回動付勢することにより、付勢部材７に常に同一方向の回転力が付与されるようになっているため、付勢ギア８とコイルばね９を含めた各部材の組立作業性を向上することができると共に、コイルばね９の弾性力によって付勢部材７をスムーズに回転させることができる。

なお、上記実施形態例では、付勢ギア８とコイルばね９とで構成された回転力付与部材を用いて付勢部材７に回転力を付与するようになっているが、それ以外の構成の回転力付与部材を採用することも可能であり、例えば、付勢ギア８を省略してコイルばね９の弾性力を付勢部材７に直接伝達するようにしたり、コイルばね９の代わりに板ばねや弾性ゴム等を用いるようにしても良い。

また、上記実施形態例では、先端側に突起４ａが設けられたウォームギア４をモータ３の回転軸３ａに圧入・固定し、付勢部材７の圧接面７ｃをウォームギア４の突起４ａに圧接させることにより、回転軸３ａのスラスト方向のガタ付きを防止するようにしているが、モータ３の回転軸３ａをウォームギア４の先端から突出させることにより、付勢部材７の圧接面７ｃをモータ３の回転軸３ａの先端に圧接させるようにしても良い。また、モータ３の回転軸３ａに取着されるギアはウォームギア４に限定されず、かさ歯車や平歯車（ピニオンギア）等の他のギアを用いることも可能である。

１ ギアユニット
２ ブラケット
２ａ 底板部
２ｂ 起立壁
２ｃ 支持壁
２ｄ ネジ孔
３ モータ
３ａ 回転軸
４ ウォームギア
４ａ 突起
５ クラッチ付きギア
５ａ 大径歯車（ウォームホイール）
５ｂ 小径歯車
６ 歯車
７ 付勢部材
７ａ ギア部
７ｂ 雄ネジ部
７ｃ 圧接面
８ 付勢ギア
８ａ ギア本体
８ｂ 軸部
８ｃ 係止ピン
９ コイルばね（スプリング）

Claims (6)

1. モータと、このモータの回転軸に取着されたギアと、前記回転軸または前記ギアを回転体とし、この回転体の一端部に圧接して該回転体を軸線方向へ付勢する付勢部材とを備えた回転駆動機構において、
   前記付勢部材に回転力を付与する回転力付与部材と、前記回転体の一端部に対向配置された支持壁とを備え、
   前記付勢部材は、前記支持壁に設けられたネジ孔に螺合する雄ネジ部と、前記回転体の一端部に圧接する圧接面とを有しており、
   前記付勢部材の回転に伴って前記雄ネジ部が前記ネジ孔内を進退することにより、前記圧接面が前記回転体の軸線方向へ移動するようになすと共に、前記回転力付与部材は前記付勢部材に対して前記圧接面を前記回転体の一端部に圧接させる方向の回転力を付与していることを特徴とする回転駆動機構。
2. 請求項１の記載において、前記圧接面は前記回転体の軸線と直交する平面に対して傾斜する傾斜面となっていることを特徴とする回転駆動機構。
3. 請求項２の記載において、前記雄ネジ部の端面が前記圧接面となっていることを特徴とする回転駆動機構。
4. 請求項１の記載において、前記回転力付与部材は、スプリングの弾性力によって前記付勢部材に回転力を付与することを特徴とする回転駆動機構。
5. 請求項４の記載において、前記付勢部材に前記雄ネジ部と中心を同じくするギア部が設けられていると共に、前記支持壁に前記ギア部と噛合する付勢ギアが回転自在に軸支されており、この付勢ギアが前記スプリングの弾性力によって回転方向へ付勢されていることを特徴とする回転駆動機構。
6. 請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記ギアがウォームギアであると共に、前記モータにブラケットが取り付けられており、このブラケットに軸支されたウォームホイールと前記ウォームギアが噛合していることを特徴とする回転駆動機構。