天窗用电机单元的制作方法

1.本发明涉及一种新型天窗用电机单元，其防止在开闭天窗时根据开闭方向产生相互不同类型的噪音的现象，并且在容易地调节蜗轮与衬套之间的间隔及小齿轮与衬套之间的间隔的同时，可以长时间保持一定的间隔。


背景技术：

2.通常，天窗(sunroof)作为开闭设置于车辆顶棚的开口部的结构物，包括车顶玻璃及天窗用电机单元。
3.这种天窗构成为，根据用户的需求，天窗用电机单元的正反驱动使得在车顶玻璃沿着上述开口部两侧的轨道前进或后退的同时开放或关闭车辆顶棚的开口部。
4.上述天窗用电机单元是使上述车顶玻璃自动动作的驱动源，有关这种天窗用电机单元，如在授权实用新型第20
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0428305号(现有技术1)、公开专利第10
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2015
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0072227号(现有技术2)、公开专利第10
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2019
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0003073号(现有技术3)中所提出。
5.根据前述的各个现有技术的天窗用电机单元构成为，随着以驱动电机的驱动力来驱动蜗杆及蜗轮以使小齿轮旋转，使得与上述小齿轮连接的车顶玻璃动作用导线(以下，称为“动作线”)能够进行动作。
6.尤其，上述蜗轮和小齿轮通过驱动轴以彼此能够传递动力的方式相连接。
7.即，上述蜗轮构成为在上述驱动轴下端外缘注塑成型为一体，并接收蜗杆的驱动力使驱动轴动作，上述小齿轮构成为压入结合于上述驱动轴的上端并与上述驱动轴一同旋转。
8.此时，上述蜗杆和蜗轮设置在上部壳体及下部盖之间的设置空间，并从外部环境受到保护，上述小齿轮构成为暴露于上述上部壳体的上部以与动作线连接。
9.并且，由前述的结构构成的现有技术的天窗用电机单元，根据上部壳体与小齿轮之间的间隔(更具体地，上部壳体内的衬套与小齿轮之间的间隔)，用于车顶玻璃开闭动作的动作性将会不同。
10.即，随着小齿轮的位置越来越远离上部壳体的衬套，驱动轴会发生震动，使得动作线(motion wire)的操作性变差，当小齿轮接触上部壳体时，由于彼此之间的摩擦而导致小齿轮磨损及动作性下降。
11.由此，在现有技术中，下部盖支撑动作轴的下端并且蜗轮抵接于衬套的底表面，使得上述小齿轮与衬套始终以保持适当的间隔的方式隔开。
12.然而，在根据这种现有技术的结构中，由于当动作轴沿着顺时针方向旋转时，蜗轮和衬套动作时会彼此接触，并且当动作轴沿着逆时针方向旋转时，动作轴和下部盖动作时彼此接触，因此，根据动作轴的方向不可避免地会产生相互不同的接触噪音。
13.即，上述衬套由金属制成且蜗轮由模制材料制成，因此，所产生的彼此之间的接触噪音是金属与树脂之间的摩擦噪音，然而，动作轴和下部盖均由金属制成，因此，所产生的彼此之间的接触噪音是金属之间的摩擦噪音，因此，存在着根据天窗的动作产生不同噪音
的，不可避免地会影像感知质量的问题。
14.当然，上述下部盖也可以由模制材料而非金属材料来形成，但由于上述下部盖始终需要以特定的压力来支撑上述动作轴，因此，当由模制材料而非金属形成时将发生持续性磨损，从而，长期使用时将造成损坏，存在着需要持续进行维护的不便之处，因此无法改变材料。
15.并且，前述的现有技术实质上是通过下部盖来调节蜗轮与衬套之间的间隔及小齿轮与衬套之间的间隔，因此在设置时存在困难，即，不仅上述下部盖与上部壳体相结合的结构需要牢固地形成，并且需要提供正确的结合力。
16.现有技术文献
17.专利文献
18.专利文献0001：韩国授权实用新型第20
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0428305号
19.专利文献0002：韩国公开专利第10
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2015
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0072227号
20.专利文献0003：韩国公开专利第10
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2019
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0003073号


技术实现要素：

21.发明所要解决的问题
22.本发明是为解决前述现有技术的各个问题而研发的，本发明的目的在于提供一种天窗用电机单元，其与天窗的开闭方向无关，可以始终产生特定类型的接触声，从而可以提高感知质量。
23.并且，本发明的目的在于提供一种天窗用电机单元，其可以容易地调节蜗轮与衬套之间的间隔以及小齿轮与衬套之间的间隔，且可以长时间地保持特定间隔。
24.用于解决问题的方案
25.根据用于实现上述目的的本发明的天窗用电机单元，其包括：上部壳体，其形成上部主体，且形成为底部开放的筒体，中心侧部位形成有突出轮毂；衬套，其设置于上述上部壳体的突出轮毂内；蜗轮，中心突出形成有轮毂部，上述轮毂部穿过上述衬套的内部并可旋转地设置，且涡轮的外缘与蜗杆啮合；驱动轴，其贯穿上述蜗轮的轮毂部并固定设置；小齿轮，以可传递动力的方式结合到上述驱动轴的上端；垫圈，其位于上述小齿轮与上述蜗轮的轮毂部之间；下部盖，其覆盖上述上部壳体的开放的底部并封闭，上述驱动轴的上端形成有弯曲部，上述弯曲部覆盖上述小齿轮的上表面的一部分，上述蜗轮的上表面形成有接触部，上述接触部与上述衬套的底表面抵接。
26.其中，上述驱动轴的弯曲部是在将小齿轮结合到驱动轴后，通过铆接作业所形成。
27.并且，上述衬套由金属材料形成，上述蜗轮由树脂材料形成。
28.并且，上述垫圈与上述蜗轮的轮毂部的上表面抵接。
29.并且，上述下部盖形成有容纳部，上述容纳部容纳上述蜗轮的轮毂部，上述容纳部形成有通孔，上述驱动轴贯穿上述通孔。
30.并且，当固定于上述蜗轮的驱动轴向上移动时，上述接触部与上述衬套抵接。
31.并且，当固定于上述蜗轮的驱动轴向上移动到最大限度时，上述接触部与上述衬套抵接。
32.并且，上述衬套的下端形成为朝向上部壳体弯曲。
33.并且，上述垫圈形成为一同覆盖蜗轮的轮毂部和衬套的上表面。
34.发明效果
35.如上所述，与小齿轮的正反旋转无关地，本发明的天窗用电机单元产生相同的噪音，因此，可以解决车顶玻璃的开闭时所产生的相互不同的接触噪音而引起的用户的感知不满。
36.并且，本发明的天窗用电机单元的小齿轮始终保持与垫圈抵接的状态，因此不会发生诸如驱动轴因施加在小齿轮的力而左右晃动等的动作不良，始终能够顺畅地进行动作。
37.并且，本发明的天窗用电机单元不是下部盖支撑驱动轴的结构，而是通过铆接作业在将驱动轴拉动到小齿轮的上表面的状态下去除各构成要素之间的间隙，因此不需要用于防止下部盖下垂的设计，尤其，下部盖可以由树脂材料形成，因此可以容易地进行制造及组装。
附图说明
38.图1是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元的外观结构的立体图。
39.图2是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元的分解立体图。
40.图3是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元中上部壳体被分离状态的结构的立体图。
41.图4是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元中下部壳体安装有下部盖的状态的立体图。
42.图5是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元的俯视图。
43.图6是图5的
ⅰ‑ⅰ
线剖视图。
44.图7是图6的“a”部放大图。
45.图8是图6的“b”部放大图。
46.图9至图13是为了说明根据本发明实施例的天窗用电机单元的组装过程，而按组装顺序示出的状态图。
47.附图标记说明：
48.100：下部壳体
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110：电路板
49.120：连接器
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130：驱动电机
50.131：电机轴
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140：蜗杆
51.150：卡扣
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200：上部壳体
52.210：突出轮毂
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250：卡接凸缘
53.260：卡接凸缘
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300：衬套
54.400：蜗轮
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410：齿轮部
55.420：轮毂部
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430：接触部
56.500：驱动轴
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510：滚花部
57.520：锯齿部
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530：弯曲部
58.600：小齿轮
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700：垫圈
59.800：下部盖
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810：卡接件
60.820：容纳部
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830：通孔。
具体实施方式
61.以下，参照图1至图13来说明本发明的天窗用电机单元的优选实施例。
62.图1是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元的外观结构的立体图，图2是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元的分解立体图，图3是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元中上部壳体被分离状态的结构的立体图，图4是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元中下部壳体安装有下部盖的状态的立体图。
63.并且，图5是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元的俯视图，图6是示出用于说明根据本发明实施例的天窗用电机单元的内部结构而示出的剖视图。
64.如这些附图所示，根据本发明实施例的天窗用电机单元主要包括下部壳体100、上部壳体200、衬套300、蜗轮400、驱动轴500、小齿轮600、垫圈700及下部盖800，尤其，在防止上述驱动轴500与下部盖800抵接的同时，使得蜗轮400可以抵接垫圈700及衬套300，从而可以防止金属间摩擦噪音的产生，并且，通过使小齿轮600与垫圈700、垫圈700与衬套300、衬套300与蜗轮400之间不存在隔开距离，从而可以防止因隔开距离导致的接触部位的改变，以及及由此产生相互不同的噪音的现象。
65.以下，按照各个结构对此进行更详细的说明。
66.首先，上述下部壳体100是形成天窗用电机单元的下部主体的部位。
67.这种下部壳体100形成为底部封闭且上部敞开的筒体，并且，上述下部壳体100的内部具有电路板110。
68.并且，上述下部壳体100的某一部位设置有用于连接外部电源的连接器120，上述下部壳体100的另一部位设置有通过接收电源而驱动的驱动电机130。
69.此时，上述驱动电机130可以构成为能够进行正反旋转的无刷dc电机。
70.同时，通过接收上述驱动电机130的驱动力而旋转的电机轴131设置有蜗杆(worm gear)140。
71.其次，上述上部壳体200是形成天窗用电机单元的上部主体的部位。
72.这种上部壳体200形成为的底部开放的筒体，以覆盖上述下部壳体100的开放的上部。
73.同时，上述上部壳体200的中心侧部位形成有突出轮毂210。此时，上述突出轮毂210形成为上下开放的管体。
74.并且，上述上部壳体200和下部壳体100利用卡扣(hook)结构相结合。例如，上述上部壳体200的外缘表面形成有多个卡接凸缘250，并且上述下部壳体100的外缘表面形成有多个卡扣(hook)150，使得相互容易地结合或分离。
75.其次，上述衬套300是用于支持后述蜗轮400的旋转而提供部位。
76.这种衬套300由管状金属所形成并固定设置于上述上部壳体200的突出轮毂210内。
77.此时，上述衬套300的下端向外弯曲，从而防止上述衬套300过度地向上突出于上述突出轮毂210。
78.当然，上述衬套300还可以在上述上部壳体200注塑成型时通过嵌件形成为一体。
79.其次，上述蜗轮400是通过从驱动电机130接收驱动力而旋转的结构。
80.这种蜗轮400由可注塑成型的模制用合成树脂形成，并设置为面向垂直于驱动电机130的方向，并且其外周面形成有齿轮部410，用于与蜗杆140啮合并旋转。
81.同时，上述蜗轮400的中心突出形成有轮毂部420，其贯穿上述衬套300的内部并可旋转的设置。
82.并且，上述蜗轮400的上表面形成有接触部430。上述接触部430为用于抵接上述衬套300的底表面而突出形成的部位，当固定于上述蜗轮400的驱动轴500最大限度地上升及移动时，上述接触部430与上述衬套300抵接。
83.其次，上述驱动轴500是将上述蜗轮400的驱动力传递到后述的小齿轮600的部位。
84.这种驱动轴500由金属材料的轴形成，并贯穿上述蜗轮400的轮毂部420并固定设置。
85.上述驱动轴500通过嵌件注塑与上述轮毂部420形成为一体，为此，上述驱动轴500的外缘面形成有滚花部510，其在增加接触面积的同时能够使彼此保持稳定的固定状态。
86.同时，上述驱动轴500的上端形成有锯齿部520，上述锯齿部520反复有多个峰和谷。
87.其次，上述小齿轮600是通过与车顶玻璃动作用线(以下，称为“动作线”)(未图示)连接，来操作上述动作线的部位，其中上述车顶玻璃动作用线设置为用于使车顶玻璃动作。
88.这种小齿轮600由金属材料的齿轮形成，且设置为与形成于上述驱动轴500的上端的锯齿部520结合，以从上述驱动轴500接收动力。
89.此时，上述小齿轮600的内周面形成有与上述锯齿部520对应的峰和谷，以使与上述锯齿部520啮合。
90.其次，上述垫圈700是用于支持小齿轮600的旋转而提供部位。
91.这种垫圈700可以由与上述小齿轮600相同的金属材料形成，也可以由与蜗轮400相同的树脂材料形成。
92.同时，上述垫圈700位于上述小齿轮600的底表面和轮毂部420及衬套300的上表面之间，且放置于上述轮毂部420以进行接触。此时，上述垫圈700一同覆盖上述轮毂部420及衬套300的上表面。
93.即，通过提供上述垫圈700，可以防止上述小齿轮600直接抵接衬套300及蜗轮400而引起的磨损。同时，当进行驱动轴500的铆接作业时，不会过度地拉动驱动轴500，而是仅拉动到衬套300的底表面与蜗轮400之间不存在间隙的程度，从而可以防止小齿轮600的旋转不良。
94.上述轮毂部420的上表面和衬套300的上表面以相同的高度形成，使得上述垫圈700可以同时接触上述轮毂部420和衬套300的上表面。
95.当然，上述轮毂部420的上表面可以高于衬套300的上表面，使得上述垫圈700仅接触上述轮毂部420的上表面，或者上述衬套300的上表面可以高于轮毂部420的上表面，使得上述垫圈700可以仅接触上述衬套300的上表面。
96.并且，上述驱动轴500的上端形成有弯曲部530，其覆盖后述的小齿轮600的上表面的一部分。
97.此时，上述弯曲部530是通过铆接作业而形成。即，在驱动轴500向上部移动至最大限度的状态下，通过铆接作业使上表面的一部分弯曲以覆盖小齿轮600的上表面。
98.尤其，当通过上述铆接作业将小齿轮600结合到驱动轴500时，上述小齿轮600接触垫圈700而有可能导致其旋转困难。然而，上述垫圈700由金属材料形成，因此当进行铆接作业时，仅与衬套300的上表面接触，而不发生诸如被压入等变形，因此，尽管进行了铆接作业，也可以顺畅地进行旋转，据此，放置在该垫圈700的小齿轮600也可以顺畅地进行旋转。
99.其次，上述下部盖800是放置蜗轮400并以可旋转的方式设置蜗轮400的部位。
100.这种下部盖800设置为遮挡上述蜗轮400的底部。
101.上述下部盖800的外缘形成有多个卡接件810，上述上部壳体200的外缘形成有能够卡接上述各个卡接件810的多个卡接凸缘260。
102.对于现有的天窗用电机单元中所提供的下部盖800而言，需要防止驱动轴500所在中心侧部位的下垂，使得蜗轮400能够与衬套300抵接。为此，历来上述下部盖800只能由金属材料形成，且利用螺纹结合或叠层(stacking)结构(参照现有技术2的图1)来提起驱动轴500及蜗轮400的底部表面。由此，组装作业上存在困难，并且需要持续进行维护来防止下垂。
103.然而，在本发明的实施例中，是通过铆接方式结合小齿轮600与驱动轴500，因此，不存在蜗轮400、衬套300、垫圈700及小齿轮600等的各个接触面的上下间隙，从而无需考虑下部盖800的下垂。
104.即，由于根据本发明实施例的小齿轮600与驱动轴500之间的铆接(rivet)方式的结合结构，可以使上述下部盖800构成为简单的卡扣型组装结构，使得组装作业更加容易。并且，通过使上述下部盖800由树脂材料而非金属材料来构成，从而可以实现减少重量及降低制造费用。
105.并且，上述下部盖800的中心侧部位形成有容纳部820，用于容纳上述蜗轮400的轮毂部420。这种容纳部820起到引导上述轮毂部420准确旋转的作用。
106.此时，上述轮毂部420不与上述容纳部820抵接。当然，即使上述轮毂部420与上述容纳部820抵接，由于使用相同(或相似)的树脂材料所制成，因此所产生的动作噪音不会为使用户的感知不舒服的程度。
107.同时，上述容纳部820形成有通孔830，上述驱动轴500贯穿上述通孔830。此时，上述通孔830的内径大于上述驱动轴500的外径。
108.即，通过上述通孔830，驱动轴500不与下部盖800接触，由此，即使驱动轴500动作，也不会产生上述驱动轴500与下部盖800之间的接触噪音。
109.以下，将对根据本发明实施例的天窗用电机单元的组装过程及动作过程进行更加详细的说明。
110.首先，如图9所示，将衬套300压入固定于单独制造的上部壳体200的突出轮毂210内。
111.上述上部壳体200通过注塑成型制造，上述衬套300从上述突出轮毂210的底部插入并压入。此时，上述衬套300的下端向外弯曲，从而防止上述衬套300过度突出于上述突出轮毂210。
112.其次，当完成上述衬套300的组装时，如图10所示，将蜗轮组装体结合到上述衬套
300。
113.上述蜗轮组装体是由蜗轮400和驱动轴500构成的组装体，并且这种蜗轮组装体通过嵌件注塑使得蜗轮400和驱动轴500形成为一体。
114.并且，当将上述蜗轮组装体结合到上述衬套300时，构成蜗轮组装体的蜗轮400的轮毂部420以从上述衬套300的底部贯穿上述衬套300的内部的方式插入。
115.此时，上述蜗轮400将轮毂部420插入衬套300内，直到蜗轮400的接触部430抵接上述衬套300的底表面。
116.据此，如图11所示，作为驱动轴500的上端侧部位的锯齿部520穿过上述衬套300并暴露于上部，并且上述轮毂部420的上表面位于与上述衬套300大致相同的高度。
117.其次，当完成上述蜗轮组装体的组装时，如图11所示，结合小齿轮600。
118.此时，当结合上述小齿轮600时，首先在暴露于衬套300上部的驱动轴500的外缘设置垫圈700后，将上述小齿轮600结合到上述驱动轴500的锯齿部520。
119.由此，上述垫圈700位于轮毂部420的上表面与小齿轮600的底表面之间。
120.其次，如图12所示，在上述驱动轴500的上端形成弯曲部530。
121.即，在将上述驱动轴500向上部拉动至最大限度的状态下，通过铆接作业使上述驱动轴500的上表面的一部分变形，以形成弯曲部530。
122.由此，通过上述铆接作业，蜗轮400的接触部430的上表面与衬套300的底面抵接。同时，放置有小齿轮600的垫圈700的底表面与衬套300的上表面抵接。因此，驱动轴500、固定于驱动轴500的蜗轮400、小齿轮600及衬套300可以在无上下间隙的情况下进行旋转。
123.即，驱动轴500、蜗轮400、衬套300、小齿轮600及垫圈700实际上是构成一体型的状态。因此，不存在小齿轮600和垫圈700之间的上下间隙、垫圈700和衬套300之间的上下间隙，以及衬套300和蜗轮400之间的上下间隙。
124.并且，当完成前述的驱动轴500与小齿轮600之间的铆接作业时，如图12及图13所示，将单独准备的下部盖800结合到上部壳体200。
125.上述下部盖800可以安装在位于下部壳体100内的电路板110的上侧。
126.如图6所示，上述下部壳体100还设置有驱动电机130。此时，驱动电机130的电机轴131设置有蜗杆140。
127.由此，当上述下部盖800、上部壳体200及下部壳体100同时结合时，上述蜗杆140以与蜗轮400的外缘啮合的状态并以能够传递动力的方式结合，并且上述蜗轮400的底部由上述下部盖800进行遮挡，以完成天窗用电机单元的组装。
128.其次，将对组装成如上的本发明实施例的天窗用电机单元的动作状态进行更加详细的说明。
129.对于根据本发明实施例的天窗用电机单元而言，根据驱动电机130的驱动方向车顶玻璃(未图示)动作为打开或关闭。
130.即，根据驱动电机130的正反驱动，小齿轮600被正反驱动，从而使车顶玻璃动作为打开或关闭。
131.尤其，根据上述驱动电机130的正反旋转，适用于车顶玻璃动作用线(未图示)的力的方向将会不同，从而使上述小齿轮600向上运动或向下运动，其中，车顶玻璃动作用线与上述小齿轮600连接。
132.即，为了打开车顶玻璃，当驱动电机130沿正向(顺时针方向)驱动时，通过向小齿轮600提供上升的移动力使得上述小齿轮600向上运动。并且，为了关闭车顶玻璃，当驱动电机130沿反向(逆时针方向)驱动时，通过向小齿轮600提供下降的移动力使得上述小齿轮600向下运动。
133.然而，上述小齿轮600处于与驱动轴130铆接的状态，并且上述驱动轴130与蜗轮400形成为一体。同时，上述蜗轮400保持其接触部430的上表面与衬套300的底表面抵接的状态，且上述蜗轮400的轮毂部420的上表面与垫圈700的底表面接触的状态。因此，驱动轴500及固定于其的蜗轮400和小齿轮600不存在上下间隙。
134.即，即使发生上述小齿轮600的向上运动或向下运动，上述小齿轮600也不会向上部移动或向下部移动。
135.因此，与小齿轮600的正反旋转无关，衬套300与蜗轮400之间的接触及垫圈700与衬套300之间的接触始终相同，从而可以防止接触噪音随着动作状态而不同的现象。
136.最终，与小齿轮600的正反旋转无关，本发明的天窗用电机单元产生相同的噪音，因此，可以解决车顶玻璃的开闭时所产生的相互不同的接触噪音而引起的用户的感知不满。
137.并且，本发明的天窗用电机单元的小齿轮600始终保持与垫圈700抵接的状态，因此不会发生诸如驱动轴500因施加在小齿轮600的力而左右晃动等的动作不良，始终能够顺畅地进行动作。
138.并且，本发明的天窗用电机单元构成为，通过铆接作业在将驱动轴500拉动到小齿轮600的上表面的状态下去除各构成要素之间的间隙，因此不会发生下部盖800的下垂。即，不需要用于防止下部盖800下垂的设计。尤其，下部盖800可以由树脂材料形成，因此可以容易地进行制造及组装。
139.并且，本发明的天窗用电机单元不限于仅通过前述的实施例的结构来实现。
140.例如，可以形成为构成蜗轮400的轮毂部420的上表面相比衬套300的上表面突出更多。
141.此时，垫圈700的底表面仅与上述轮毂部420的上表面抵接，由此，即使上述垫圈700由金属材料形成，由于其抵接树脂材料的轮毂部420，因此可以进一步降低整体噪音。
142.当然，即使为如上的结构，实际上小齿轮600、垫圈700及衬套(或轮毂部)300彼此之间不存在间隙，因此，可以防止因间隙引起的不均匀的磨损或动作不良现象等。
143.据此，本发明的天窗用电机单元能够进行多种形式的变形。