説明

スラスト軸受構造及びモータ

【課題】長期に亘って回転軸の円滑な回転を確保することのできるスラスト軸受構造及びモータを提供する。
【解決手段】ウォーム軸23のスラスト荷重を受ける調整ネジ42と、ウォーム軸23に保持されるボール41と、調整ネジ42とボール41との間に介在されるグリス43とを備え、ウォーム軸23に軸方向の予圧を付与し状態で同ウォーム軸23を回転可能に支持した。そして、調整ネジ42におけるボール41が摺動する摺動部51の周囲に、貯留溝52を形成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スラスト軸受構造及びモータに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、モータ部の駆動による駆動軸の回転を減速部の減速機構により減速して出力するモータがある。例えば、特許文献1に記載のモータでは、減速部は、モータ部に固定されたギアハウジングと、ウォーム軸及びウォームホイールを噛合してなる減速機構とを備えている。そして、モータ部の駆動軸は、ギアハウジングのウォーム軸収容部に収容されるウォーム軸に一体回転可能に連結され、同ウォーム軸は、ギアハウジングのホイール収容部に収容されるウォームホイールに噛合されている。これにより、ウォームホイールと一体回転される出力ギヤによって、例えばウインドガラスを開閉させるウインドレギュレータを作動させる構成となっている。
【0003】
また、ウォーム軸の先端にはボールが保持されており、ウォーム軸はボールを介してギアハウジング内に設けられた受け部材(プレート)にスラスト荷重を付与した状態で収容されている。すなわち、ウォーム軸は、受け部材により軸方向の予圧が付与された状態で回転可能に支持されている(特許文献1、第1図参照)。これにより、ウォーム軸のがたつきが抑えられ、異音の発生が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−147490号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、ボールと受け部材との間には、一般に潤滑用のグリスが介在されており、ウォーム軸の円滑な回転が確保されている。しかしながら、長期に亘ってモータを使用すると、ボールと受け部材との間のグリスが不足し、ウォーム軸の円滑な回転を確保できなくなる虞があった。
【0006】
なお、このような問題は、ウォーム軸を支持する場合に限らず、軸方向の予圧が付与された他の回転軸を支持する場合にも同様に生じ得る。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、長期に亘って回転軸の円滑な回転を確保することのできるスラスト軸受構造及びモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、回転軸に軸方向の予圧を付与した状態で該回転軸を回転可能に支持するスラスト軸受構造において、前記回転軸のスラスト荷重を受ける受け部材と、前記回転軸及び前記受け部材のいずれか一方に保持されるボールと、前記回転軸及び前記受け部材のいずれか他方と前記ボールとの間に介在されるグリスとを備え、前記いずれか他方における前記ボールが摺動する摺動部の周囲には、グリス溜まりが形成されたことを要旨とする。
【0008】
上記構成によれば、摺動部の周囲にグリスが貯留されるグリス溜まりが形成されるため、同グリス溜まりからグリスが供給されることで、ボールと摺動部との間のグリスが不足することを抑制できる。これにより、長期に亘って回転軸の円滑な回転を確保することができる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のスラスト軸受構造において、前記摺動部は、凹状に形成されたことを要旨とする。
上記構成によれば、摺動部が凹状に形成されるため、グリス溜まりからグリスが摺動部内に取り込まれやすくなるとともに、摺動部からグリスが流れ出にくくなる。したがって、ボールと摺動部との間のグリスが不足することをより抑制できる。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のスラスト軸受構造において、前記摺動部は、前記ボールが点接触するとともに前記回転軸の軸方向と直交する平坦面を有することを要旨とする。
【0011】
例えば摺動部が半球状に凹んだ形状とされた場合には、回転軸の軸方向においてボールの中心と摺動部の中心とが一致しないと、摺動部からラジアル方向の分力が回転軸に作用してしまう。この点、上記構成では、摺動部は、ボールが点接触するとともに軸方向と直交するとともに平坦面を有するため、回転軸の軸方向においてボールの中心と摺動部の中心とが一致しない場合でも、回転軸にラジアル方向の負荷が作用することを防止できる。これにより、ボールと摺動部との間のグリスが不足することをより抑制しつつ、受け部材に対する回転軸の軸ずれを許容することができる。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のスラスト軸受構造において、前記いずれか他方には、いずれか一方側に向かって突出する突出部が前記摺動部との間に前記グリス溜まりを挟み込む位置に形成されたことを要旨とする。
【0013】
上記構成によれば、突出部により、グリス溜まりに貯留されたグリスがボールと摺動部との間以外に流れ出すことを抑制できるため、摺動部とボールとの間でグリスが不足することをより一層抑制できる。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のスラスト軸受構造を用いて、モータ部の駆動軸に連結される回転軸に軸方向の予圧を付与した状態で該回転軸を回転可能に支持するモータであることを要旨とする。上記構成によれば、長期に亘って回転軸を円滑に回転させることのできるモータを提供することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、長期に亘って回転軸の円滑な回転を確保することのできるスラスト軸受構造及びモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第1実施形態のモータの断面図。
【図2】第1実施形態のウォーム軸の先端近傍を示す拡大断面図。
【図3】第2実施形態のウォーム軸の先端近傍を示す拡大断面図。
【図4】別例のウォーム軸の先端近傍を示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【0017】
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すモータ1は、例えば車両のウインドガラスを昇降させるパワーウインド装置の駆動源として用いられるものである。同図に示すように、モータ1は、回転駆動力を発生させるモータ部2と、モータ部2で発生された回転駆動力を減速して出力する減速部3とを備えている。
【0018】
モータ部2は、有底筒状のヨークハウジング11を備えている。ヨークハウジング11の内周面には、一対のマグネット12が互いに対向するように固着されている。そして、ヨークハウジング11の内部において一対のマグネット12の間には、電機子13が配置されている。電機子13は、ヨークハウジング11の中央部に配置される軸状の駆動軸14を備えており、この駆動軸14の先端側(図1における下側)の部位には、円筒状の整流子15が固定されている。
【0019】
ヨークハウジング11の開口部には、外側に向かって延設されたフランジ部11aが形成されている。また、ヨークハウジング11の開口部には、絶縁性の樹脂材料よりなるブラシホルダ16が固定されている。ブラシホルダ16は、整流子15に摺接する一対のブラシ17を保持する保持部16aを有している。そして、各ブラシ17には、図示しない給電線を介してモータ部2の側方に設けられたコネクタ部18と電気的に接続されている。なお、ブラシホルダ16には、軸受19が設けられており、駆動軸14は、この軸受19とヨークハウジング11の底部中央に設けられた軸受(図示略)とによって回転可能に支持されている。
【0020】
減速部3は、樹脂製のギアハウジング21と、電機子13の駆動軸14にクラッチ22を介して連結されるウォーム軸23及びウォーム軸23と噛合するウォームホイール24からなる減速機構25とを備えている。
【0021】
ギアハウジング21は、複数のネジ27によりヨークハウジング11のフランジ部11aに固定されている。ギアハウジング21には、ヨークハウジング11の内部と繋がるように、駆動軸14の軸方向に沿って延びるウォーム軸収容部31、及びウォーム軸収容部31と繋がるホイール収容部32が形成されている。そして、ウォーム軸23は、クラッチ22を介して駆動軸14と一体回転可能に連結されるとともに一対の軸受33a,33bを介してウォーム軸収容部31内に回転可能に収容されている。なお、クラッチ22は、駆動軸14側からの回転運動をウォーム軸23に伝達する一方、ウォーム軸23側からの回転運動を駆動軸14に伝達しないように構成されている。
【0022】
また、ウォームホイール24はホイール収容部32内に回転可能に収容されている。そして、ウォームホイール24の中心部には、ギアハウジング21の外部に突出する出力軸35が同ウォームホイール24と一体回転可能に設けられている。なお、出力軸35は、車両のウインドガラスを昇降させるための周知のウインドレギュレータ(図示略)に連結される。
【0023】
このように構成されたモータ1は、外部電源に接続されるコネクタ部18からブラシ17を介して電機子13に電流が供給されると、電機子13とともに駆動軸14が回転駆動し、同駆動軸14の回転がウォーム軸23に伝達される。そして、ウォーム軸23に伝達された回転は、ウォームホイール24を介して減速されて出力軸35から出力される。これにより、出力軸35に連結されたウインドレギュレータが作動され、出力軸35の回転方向に応じてウインドガラスが上昇若しくは下降されるようになっている。
【0024】
ここで、ウォーム軸23の先端にはボール41が保持されており、ウォーム軸23はボール41を介してギアハウジング21に設けられた受け部材としての調整ネジ42に所定のスラスト荷重を付与した状態で、ウォーム軸収容部31内に収容されている。すなわち、ウォーム軸23は、調整ネジ42により軸方向の予圧が付与された状態で回転可能に支持されている。また、図2に示すように、ボール41と調整ネジ42との間には、潤滑用のグリス43が介在されている。
【0025】
詳述すると、ウォーム軸23の先端には、略円柱状の収容凹部45が形成されている。収容凹部45内には、球状に形成された上記ボール41が同収容凹部45から一部突出する態様で収容されている。そして、ボール41は、収容凹部45の開口端の一部がかしめられることにより収容凹部45内に保持されている。なお、ボール41と収容凹部45の底面との間には、平板状のスラストプレート46が介在されている。
【0026】
一方、ウォーム軸収容部31には、ウォーム軸23の軸方向において同ウォーム軸23の先端(収容凹部45)と対向する位置にネジ孔47が形成されている。このネジ孔47は、調整ネジ42がウォーム軸23と同軸上に配置されるように形成されており、ボール41は調整ネジ42の中心部分に摺動するようになっている。そして、調整ネジ42は、ネジ孔47に螺合されるとともに、ギアハウジング21の外部に突出した外方端にロックナット48(図1参照)が螺合されることにより、ギアハウジング21に固定されている。なお、調整ネジ42のウォーム軸収容部31内への突出量を変更することにより、ウォーム軸23に付与する予圧(ウォーム軸24のスラスト荷重)の大きさが調整可能となっている。
【0027】
そして、調整ネジ42の内方端におけるボール41が摺動する摺動部51の周囲には、グリス43を貯留可能なグリス溜まりとしての貯留溝52が凹設されている。本実施形態では、貯留溝52は、調整ネジ42の軸心を中心とした円環状に形成されている。なお、摺動部51は、ウォーム軸23の軸方向と直交する平坦な形状に形成されている。
【0028】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(1)調整ネジ42におけるボール41が摺動する摺動部51の周囲に、貯留溝52を形成したため、同貯留溝52からグリス43が供給されることで、ボール41と摺動部51との間のグリス43が不足することを抑制できる。これにより、長期に亘ってウォーム軸23の円滑な回転を確保することができ、静粛性に優れたモータ1を提供することができる。
【0029】
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第1実施形態との主たる相違点は、ウォーム軸のスラスト軸受構造のみである。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【0030】
図3に示すように、調整ネジ42の摺動部51は、凹状に形成されている。詳しくは、摺動部51は、ボール41の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する略半球状の凹んだ凹曲面61と、凹曲面61の中央に配置されるとともに軸方向と直交する平坦な平面状の平坦面62とを有している。そして、ボール41は、平坦面62に点接触するように形成されている。
【0031】
また、調整ネジ42における貯留溝52の外周側には、ウォーム軸23側に向かって突出する円環状の突出部63が形成されている。つまり、突出部63は、摺動部51との間に貯留溝52を挟み込む位置に形成されている。
【0032】
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)の作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
(2)摺動部51を凹状に形成したため、貯留溝52からグリス43が摺動部51内に取り込まれやすくなるとともに、摺動部51からグリス43が流れ出にくくなる。したがって、ボール41と摺動部51との間のグリス43が不足することをより抑制できる。これにより、ボール41と摺動部51との間のグリス43が不足することをより抑制しつつ、調整ネジ42に対するウォーム軸23の軸ずれを許容することができる。
【0033】
(3)摺動部51に、ボール41が点接触するとともに軸方向と直交する平坦面62を形成した。ここで、例えば摺動部51が半球状に凹んだ形状とされた場合等には、ウォーム軸23の軸方向においてボール41の中心と摺動部51の中心とが一致しないと、摺動部51からラジアル方向の分力がウォーム軸23に作用してしまう。この点、上記構成では、摺動部51は平坦面62を有するため、ウォーム軸23の軸方向においてボール41の中心と摺動部51の中心とが一致しない場合でも、ウォーム軸23にラジアル方向の分力が作用することを防止できる。
【0034】
(4)調整ネジ42における摺動部51との間に貯留溝52を挟み込む位置に、ウォーム軸23側に向かって突出する円環状の突出部63を形成した。この突出部63により、貯留溝52に貯留されたグリス43がボール41と摺動部51との間以外に流れ出すことを抑制できるため、摺動部51とボール41との間でグリス43が不足することをより一層抑制できる。
【0035】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第1実施形態において、調整ネジ42における貯留溝52の外周側に、上記第2実施形態に示すような突出部を形成してもよい。また、上記第2実施形態において、突出部63を形成しなくてもよい。なお、突出部63は、円環状でなくてもよく、例えば突起状に形成し、調整ネジ42の周方向に所定間隔で配置するようにしてもよい。
【0036】
・上記第2実施形態では、摺動部51を、凹曲面61及び平坦面62を有する凹状に形成したが、これに限らず、例えば図4に示すように、凹曲面61のみを有する凹状に形成してもよい。なお、図4に示す例では、調整ネジ42に突出部63を形成していない。また、凹曲面61の曲率半径がボール41の曲率半径よりも小さくなるように形成してもよい。このように構成しても、上記第2実施形態の(2)と同様の作用効果を奏することができる。
【0037】
・上記第1実施形態では、摺動部51を平坦な形状とし、上記第2実施形態では、摺動部51を凹状としたが、これに限らず、摺動部51を凸状としてもよい。
・上記各実施形態では、円環状の貯留溝52によりグリス溜まりを構成したが、これに限らず、例えば調整ネジ42の周方向に所定間隔で形成される複数の貯留凹部によりグリス溜まりを構成してもよい。
【0038】
・上記各実施形態では、ウォーム軸23にボール41を保持し、調整ネジ42にグリス溜まりとしての貯留溝52を形成したが、これに限らず、ウォーム軸23に貯留溝を形成し、調整ネジ42にボール41を保持するようにしてもよい。
【0039】
・上記各実施形態では、ウォーム軸23は、受け部材としての調整ネジ42から予圧が付与されるようにした。しかし、これに限らず、例えばウォーム軸収容部31におけるウォーム軸23の先端と対向する位置に平板状のプレートを固定し、同プレート等から予圧が付与されるようにしてもよい。
【0040】
・上記各実施形態では、本発明のモータをパワーウインド装置の駆動源に適用したが、これに限らず、例えば電動でステアリングホイールの高さ位置を調整する電動チルト装置の駆動源等に適用してもよい。
【0041】
・上記各実施形態では、本発明のスラスト軸受構造を用いて、ウォーム軸23に軸方向の予圧を付与した状態で同ウォーム軸23を回転可能に支持したが、これに限らず、例えば平歯車やプーリ等が設けられた回転軸に軸方向の予圧を付与した状態で同回転軸を回転可能に支持するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0042】
1…モータ、2…モータ部、3…減速部、14…駆動軸、21…ギアハウジング、23…回転軸としてのウォーム軸、24…ウォームホイール、41…ボール、42…受け部材としての調整ネジ、43…グリス、51…摺動部、52…グリス溜まりとしての貯留溝、61…凹曲面、62…平坦面、63…突出部。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸に軸方向の予圧を付与した状態で該回転軸を回転可能に支持するスラスト軸受構造において、
前記回転軸のスラスト荷重を受ける受け部材と、
前記回転軸及び前記受け部材のいずれか一方に保持されるボールと、
前記回転軸及び前記受け部材のいずれか他方と前記ボールとの間に介在されるグリスとを備え、
前記いずれか他方における前記ボールが摺動する摺動部の周囲には、グリス溜まりが形成されたことを特徴とするスラスト軸受構造。
【請求項2】
請求項1に記載のスラスト軸受構造において、
前記摺動部は、凹状に形成されたことを特徴とするスラスト軸受構造。
【請求項3】
請求項2に記載のスラスト軸受構造において、
前記摺動部は、前記ボールが点接触するとともに前記回転軸の軸方向と直交する平坦面を有することを特徴とするスラスト軸受構造。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか一項に記載のスラスト軸受構造において、
前記いずれか他方には、いずれか一方側に向かって突出する突出部が前記摺動部との間に前記グリス溜まりを挟み込む位置に形成されたことを特徴とするスラスト軸受構造。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか一項に記載のスラスト軸受構造を用いて、モータ部の駆動軸に連結される回転軸に軸方向の予圧を付与した状態で該回転軸を回転可能に支持することを特徴とするモータ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−38926(P2013−38926A)
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−173239(P2011−173239)
【出願日】平成23年8月8日(2011.8.8)
【出願人】(000101352)アスモ株式会社 (1,622)
【Fターム(参考)】