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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der japanischen Patentanmeldung
JP 2004-014635, eingereicht am 22. Januar 2004, von welcher der
Inhalt in dieser Anmeldung hierdurch durch Bezugnahme enthalten
ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug, das ein in einem Fahrzeug vorgesehenes Öffnungs-
und Schließelement
automatisch öffnet
und schließt.
Genauer gesagt betrifft sie ein automatisches Öffnungs- und Schließsystem,
das mit einer elektromagnetischen Kupplung versehen ist, die eine Leistungsübertragung
zwischen einem Elektromotor und dem Öffnungs- und Schließelement
abschaltet, wenn das Öffnungs-
und Schließelement
per Hand betätigt
wird.
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Bei
einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Auto, sind Öffnungs-
und Schließelemente,
wie beispielsweise eine Tür,
eine Hecktür
und ein Schiebedach in verschiedenen Teilen davon vorgesehen. Insbesondere
ist bei vielen Lastwägen
bzw. Wohnwägen,
Kombiwägen
und ähnlichem
eine Schiebetür, die
in der Richtung eines Fahrzeugs nach hinten und nach vorn geöffnet und
geschlossen werden kann, auf der Seite des Fahrzeugs vorgesehen,
um es für Leute
einfacher zu machen, ein- und auszusteigen und Gepäck von der
Seite des Fahrzeugs aus ein- oder
auszuladen.
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Da
der Platzbedarf an der Seite eines Fahrzeugs, der beim Öffnen oder
Schließen
einer solchen Schiebetür
erforderlich ist, gering ist, wird eine solche Schiebetür oft für eine vergleichsweise
große Öffnung verwendet.
Daher neigt die Schiebetür
selbst dazu, groß zu
sein, und ist das Gewicht der Schiebetür erhöht, und als Ergebnis wird es
für Frauen
und Kinder manchmal schwierig, die Tür auf einfache Weise zu öffnen und
zu schließen.
Insbesondere kann die Schiebetür
aufgrund ihres eigenen Gewichts beispielsweise nicht auf einfache
Weise an einem Hang geöffnet
werden. Als Lösung
dafür ist
unter dem Umstand, in welchem Autos für einen Familieneinsatz, wie
beispielsweise ein Kombiwagen, so populär ist, ein mit einem automatischen Öffnungs- und
Schließsystem
für ein
Fahrzeug zum automatischen Öffnen
und Schließen
einer Schiebetür
ausgestattetes Fahrzeug entwickelt worden, so dass selbst Frauen
und Kinder die Tür
einfach öffnen
und schließen
können.
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Das
System ist als derartiges automatisches Öffnungs- und Schließsystem
bekannt, bei welchem mit einer Schiebetür verbundene Kabel von der
Vorderseite und der Rückseite
des Fahrzeugs aus um eine Trommel gewickelt sind, die innerhalb
einer Seitenverkleidung des Fahrzeugs angeordnet ist, und die Schiebetür durch
Antreiben und Drehen der Trommel durch eine Antriebseinheit geöffnet oder
geschlossen wird. In diesem Fall hat die Antriebseinheit eine Struktur,
bei welcher ein Elektromotor, der als Antriebsquelle dient, und
ein in einem Getriebekasten untergebrachter Schneckenradmechanismus
in eine Einheit integriert sind und die Drehung des Elektromotors
durch den Schneckenradmechanismus auf eine vorbestimmte Drehzahl
reduziert wird und dann über
eine Ausgangswelle ausgegeben wird. Ein Ende der Ausgangswelle steht
von dem Getriebekasten vor und die oben beschriebene Trommel ist
am Ende der Ausgangswelle fixiert, um durch die Antriebseinheit
angetrieben und gedreht zu werden. Daher wird dann, wenn der Elektromotor
aktiviert wird, eines der Kabel, d.h. dasjenige der Vorderseite
oder der Rückseite
des Fahrzeugs, auf die Trommel aufgespult und wird die Schiebetür durch
das Kabel gezogen, um geöffnet
oder geschlossen zu werden. Es ist zu beachten, dass die Bewegungsrichtung
gemäß der Drehrichtung
des Elektromotors bestimmt wird.
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Zwischenzeitlich
wird die Schiebetür
selbst bei einem Fahrzeug, bei weichem ein solches automatisches Öffnungs-
und Schließsystem
vorgesehen ist, in einigen Fällen
per Hand geöffnet
oder geschlossen. Jedoch deshalb, weil die Schiebetür über die
Kabel, die Trommel, den Schneckenradmechanismus, etc. mit dem Elektromotor
verbunden ist, wird im Vergleich mit derjenigen, die zum Betätigen einer
Schiebetür
erforderlich ist, die kein automatisches Öffnungs- und Schließsystem
hat, eine größere Kraft
erforderlich, um die Schiebetür
zu betätigen. Als
Lösung
dafür ist
das System bekannt, bei welchem eine elektromagnetische Kupplung
zwischen dem Schneckenradmechanismus und der Ausgangswelle vorgesehen
ist und die elektromagnetische Kupplung in einem abgeschalteten
Zustand ist, wenn die Schiebetür
per Hand geöffnet
oder geschlossen wird. Demgemäß wird dann,
wenn die Tür
per Hand geöffnet
oder geschlossen wird, eine Leistungsübertragung zwischen dem Elektromotor
und der Schiebetür
durch die elektromagnetische Kupplung abgeschaltet, und als Ergebnis
wird die zum Öffnen
und Schließen
der Tür
erforderliche Kraft auf dasselbe Ausmaß wie für eine allgemeine Schiebetür reduziert,
die kein automatisches Öffnungs-
und Schließsystem
hat, und die Einfachheit einer Betätigung kann verbessert werden.
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Als
solche elektromagnetische Kupplung sind diejenigen bekannt, die
in der offengelegten japanischen Patentanmeldung NR. 62-22008 und
der offengelegten japanischen Patentanmeldung NR. 2000-177391 beschrieben
sind, weiche mit einem Rotor, der zusammenarbeitend mit einem Schneckenrad
gedreht wird, das einen Schneckenradmechanismus bildet, einem Anker,
der zusammen mit einer Ausgangswelle gedreht wird, und einer Kupplungsspule,
die an einem Getriebekasten fixiert ist, versehen sind. In diesem
Fall ist die Kupplungsspule an dem Getriebekasten in einem derartigen
Zustand fixiert, dass sie um ein Kupplungsjoch gewickelt ist und
eine magnetische Anziehungskraft erzeugt wird, wenn elektrische
Energie von einer Energieversorgungsquelle zugeführt wird. Unterdessen sind
der Rotor und die Ankerplatte im Getriebekasten untergebracht, um
durch Lager drehbar zu sein, die jeweils in dem Raum zwischen ihnen
und der Ausgangswelle oder dem Kupplungsjoch vorgesehen sind. Daher sind
sie relativ zueinander drehbar, wenn die Kupplungsspule in einem
nicht leitenden Zustand ist. Wenn Elektrizität an die Kupplungsspule angelegt wird,
werden der Rotor und der Anker durch die durch die Kupplungsspule
erzeugte magnetische Anziehungskraft gedrückt bzw. gepresst und verbunden bzw.
zusammengefügt
und wird die Drehung des Schneckenrads zur Ausgangswelle übertragen. Ebenso
werden der Leistungsübertragungszustand und
der abgeschaltete Zustand der elektromagnetischen Kupplung durch
Steuern der Energiezufuhr zur Kupplungsspule geschaltet.
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Jedoch
ist bei einer solchen elektromagnetischen Kupplung, während der
Rotor und der Anker zusammen mit dem Schneckenrad und der Ausgangswelle
im Getriebekasten gedreht werden, die Kupplungsspule am Getriebekasten
fixiert. Demgemäß muss zusätzlich zu
den Lagern zum drehbaren Lagern bzw. Stützen des Rotors und der Ausgangswelle
am Getriebekasten ein Lager zwischen der Kupplungsspule und dem
Rotor der Ausgangswelle vorgesehen sein. Daher wird die Anzahl von
Komponenten der elektromagnetischen Kupplung erhöht und werden die Kosten des
automatischen Öffnungs- und
Schließsystems
erhöht.
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Unterdessen
wird dann, wenn der Rotor und die Ausgangswelle durch Lager gestützt werden,
die im Raum zwischen ihnen und dem Kupplungsjoch vorgesehen sind,
der Raum durch die Größe der Lager
erweitert, und wird der Außendurchmesser
der elektromagnetischen Kupplung vergrößert. Ebenso wird deshalb,
weil der Rotor, der Anker und die Kupplungsspule allgemein angeordnet
sind, um in der axialen Richtung überlagert zu sein, die Größe der elektromagnetischen
Kupplung in der axialen Richtung erhöht. Daher wird die Größe der elektromagnetischen
Kupplung erhöht,
was die Reduzierung der Größe und des
Gewichts des automatischen Öffnungs-
und Schließsystems
verhindert.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Reduzieren der Kosten
eines automatischen Öffnungs-
und Schließsystems
für ein
Fahrzeug, das mit einer elektromagnetischen Kupplung versehen ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Reduzieren
der Größe und des
Gewichts des automatischen Öffnungs-
und Schließsystems
für ein
Fahrzeug, das mit einer elektromagnetischen Kupplung versehen ist.
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Ein
automatisches Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein automatisches Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug zum automatischen Öffnen und
Schließen
eines Öffnungs-
und Schließelements, das
im Fahrzeug vorgesehen ist, und das automatische Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug weist folgendes auf: einen Elektromotor, der mit einer Drehwelle
versehen ist; eine Ausgangswelle, die mit dem Öffnungs- und Schließelement
verbunden ist; einen Schneckenradmechanismus, der mit einer Schnecke
bzw. Schraube und einem Schneckenrad zum Reduzieren der Drehzahl
der Drehwelle und zum Ausgeben der Drehung versehen ist; einen Getriebekasten
zum Unterbringen des Schneckenradmechanismus; einen Anker, der aus
einer magnetischen Substanz ausgebildet ist und der an der Ausgangswelle
angebracht ist, um zusammen mit der Ausgangswelle gedreht zu werden;
eine Kupplungsspule, die an dem Schneckenrad fixiert ist, zum Erzeugen
einer magnetischen Anziehungskraft, um zu veranlassen, dass die
Ankerplatte in Eingriff mit dem Schne ckenrad gelangt; und eine elektrische
Energieversorgungseinheit zum Zuführen elektrischer Energie zur
Kupplungsspule.
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Das
automatische Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energieversorgungseinheit
ein Paar von ersten Elektroden aufweist, die elektrisch an Spulenenden der
Kupplungsspule angeschlossen sind und die an dem Schneckenrad fixiert
sind, und ein Paar von zweiten Elektroden, die an einer elektrischen
Energieversorgungsquelle angeschlossen sind und die an dem Getriebekasten
fixiert sind, um gleitbar in Kontakt mit den ersten Elektroden gebracht
zu werden.
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Das
automatische Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Elektroden
ein Paar von Schleifringen aufweisen, die durch einen Leiter in
einer Kreisringform ausgebildet sind und die konzentrisch um die
Ausgangswelle angeordnet sind, die als Achse dient, und die zweiten Elektroden
ein Paar von Kontakten aufweisen, die mit den ihnen entsprechenden
Schleifringen in Kontakt gebracht werden.
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Das
automatische Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte elastisch
in Kontakt mit den Schleifringen gebracht werden.
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Das
automatische Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass durch ein elastisches
Element eine Kraft in Richtung zu den Schleifringen hin auf die
Kontakte ausgeübt
wird.
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Das
automatische Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte ausgebildet
sind, um in Bezug auf die Schleifringe elastisch verformbar zu sein.
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Das
automatische Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsspule in
einem Kupplungsjoch untergebracht ist, das an dem Schneckenrad fixiert
ist.
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Das
automatische Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsspule innerhalb
des Schneckenrads angeordnet ist.
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Das
automatische Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad und
der Anker Zähne
haben, die ineinander greifen, damit das Schneckenrad in Eingriff
mit dem Anker ist.
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Das
automatische Öffnungs-
und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anker an der Ausgangswelle
angebracht ist, um in der axialen Richtung der Ausgangswelle beweglich
zu sein, und durch ein Blattfederelement eine Kraft in einer Richtung
weg von dem durch die Ausgangswelle gestützten Schneckenrad auf den
Anker ausgeübt
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist deshalb, weil die Kupplungsspule an dem Schneckenrad fixiert
ist und zusammen mit dem Schneckenrad gedreht wird, ein Lager zum
Stützen
der Kupplungsspule, um in Bezug auf Drehelemente, wie beispielsweise
den Anker, die Ausgangswelle und das Schneckenrad, relativ drehbar
zu sein, nicht erforderlich. Zusätzlich
ist es deshalb, weil eine Leistung durch das Schneckenrad und den
Anker, die in Eingriff sind, übertragen
wird, unnötig,
zusätzlich
einen Rotor oder ähnliches
vorzusehen, um in Eingriff mit dem Anker zu sein. Daher wird die
Anzahl von Komponenten der elektromagnetischen Kupplung reduziert
und können die
Kosten des automatischen Öffnungs-
und Schließsystems
für ein
Fahrzeug reduziert werden.
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Zusätzlich werden
gemäß der vorliegenden Erfindung
deshalb, weil das Lager zum Stützen
der Kupplungsspule, um in Bezug auf Drehelemente, wie beispielsweise
den Anker, die Ausgangswelle und das Schneckenrad, relativ drehbar
zu sein, nicht erforderlich ist; die Größe und das Gewicht der elektromagnetischen
Kupplung entsprechend reduziert und können die Größe und das Gewicht des automatischen Öffnungs-
und Schließsystems
für ein
Fahrzeug reduziert werden.
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Weiterhin
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung deshalb, weil die Kupplungsspule an der Innenseite des
Schneckenrads fixiert ist, die Dicke der elektromagne tischen Kupplung
in der axialen Richtung reduziert werden. Daher können die
Größe und das
Gewicht der elektromagnetischen Kupplung reduziert werden und können die
Größe und das
Gewicht des automatischen Öffnungs-
und Schließsystems
für ein
Fahrzeug reduziert werden.
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Weiterhin
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung deshalb, weil Zähne
beim Schneckenrad und beim Anker vorgesehen sind, und das Schneckenrad und
der Anker durch die Zähne
in Eingriff stehen, eine erwünschte
Leistung selbst dann übertragen werden,
wenn der Außendurchmesser
des Schneckenrads und des Ankers reduziert ist. Daher werden die
Größe und das
Gewicht der elektromagnetischen Kupplung reduziert und können die
Größe und das Gewicht
des automatischen Öffnungs-
und Schließsystems
für ein
Fahrzeug reduziert werden.
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Es
folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.
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1 ist
eine erklärende
Zeichnung, die ein mit einem automatischen Öffnungs- und Schließsystem
für ein
Fahrzeug gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausgestattetes Fahrzeug zeigt;
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2 ist
eine vergrößerte Draufsicht,
die einen Hauptteil des in 1 gezeigten
Fahrzeugs zeigt;
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3 ist
eine Querschnittsansicht, die die Details der in 2 gezeigten
Antriebseinheit zeigt;
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4A ist
eine Querschnittsansicht, die den Eingriffsteil eines Schneckenrads
und eines Ankers zeigt, die in 3 gezeigt
sind;
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4B ist
eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem in 4A gezeigte Zähne ineinander
greifen; und
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die die Details einer in 3 gezeigten
elektrischen Energieversorgungseinheit zeigt.
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Hierin
nachfolgend. wird ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
detailliert beschrieben werden.
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1 ist
eine erklärende
Zeichnung, die ein mit einem automatischen Öffnungs- und Schließsystem für ein Fahrzeug, welches System
ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist, ausgestattetes Fahrzeug zeigt, und 2 ist
eine vergrößerte Draufsicht,
die einen Hauptteil des in 1 gezeigten
Fahrzeugs zeigt.
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Eine
Schiebetür 12,
die als Öffnungs-
und Schließelement
dient, ist auf der Seite eines in 1 gezeigten
Fahrzeugs 11 vorgesehen. Die Schiebetür 12 wird durch eine
Führungsschiene 13 geführt, die an
dem Fahrzeug 11 fixiert ist, so dass sie zwischen einer
vollständig
offenen Position, die durch eine durch eine durchgezogene Linie
dargestellt ist, und einer vollständig geschlossenen Position,
die in der Zeichnung durch eine strichpunktierte Linie dargestellt
ist, geöffnet
und geschlossen werden kann. Beispielsweise wird dann, wenn ein
Fahrgast im Begriff ist, ein- oder
auszusteigen oder Gepäck
zu einem zweiten Sitz 14 oder einem dritten Sitz 15,
die im Inneren des Fahrzeugs vorgesehen sind, einzuladen ist oder
von diesem auszuladen ist, die Schiebetür zu der vollständig offenen
Position geöffnet.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, ist eine Rollenanordnung 16 an
der Schiebetür 12 angebracht
und wird die Rollenanordnung 16 durch die Führungsschiene 13 geführt, um
zu veranlassen, dass die Schiebetür 12 in einer Richtung
nach hinten und nach vorn von dem Fahrzeug beweglich ist. Ebenso
ist ein gekrümmter
Teil 13a, der in Richtung zum Inneren des Fahrzeugs gekrümmt ist,
in der Führungsschiene 13 bei
dem Teil nahe der Vorderseite des Fahrzeugs vorgesehen. Die Rollenanordnung 16 wird
durch den gekrümmten
Teil 13a so geführt,
dass die Schiebetür 12 in
das Fahrzeug 11 gezogen und geschlossen wird, damit sie
innerhalb derselben Oberfläche
wie der Seitenoberfläche
des Fahrzeugs 11 eingefügt
ist.
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Ein
automatisches Öffnungs-
und Schließsystem 21 für ein Fahrzeug
(das hierin nachfolgend automatisches Öffnungs- und Schließsystem 21 genannt
wird) ist im Fahrzeug 11 zum automatischen Öffnen und
Schließen
der Schiebetür 12 vorgesehen. Das
automatische Öffnungs-
und Schließsystem 21 ist
mit einer Antriebseinheit 22 versehen, die benachbart zu
dem ungefähren
Zentrum der Führungs schiene 13 in
der Richtung nach hinten und nach vorn von dem Fahrzeug positioniert
ist und in der Seitenverkleidung des Fahrzeugs 11 fixiert
ist, und mit zwei Kabeln 23 zum Verbinden der Schiebetür 12 mit
der Antriebseinheit 22. Die Kabel 23 sind mit
der Schiebetür 12 über die
Rollenanordnung 16 jeweils von der Vorderseite und der
Rückseite
des Fahrzeugs aus verbunden. Zusätzlich
sind umkehrende Riemenscheiben 24 und 25 an den
Enden der Führungsschiene 13 vorgesehen,
d.h. an den Enden nahe der Vorderseite und der Rückseite des Fahrzeugs, und
werden die Kabel 23 über
die umkehrenden Riemenscheiben 24 und 25 in die
Antriebseinheit 22 geführt.
Wenn eines der Kabel 23 durch die Antriebseinheit 22 gezogen
wird, wird die Schiebetür 12 geöffnet oder
geschlossen.
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3 ist
eine Querschnittsansicht, die die Details der in 2 gezeigten
Antriebseinheit zeigt, 4A ist eine Querschnittsansicht,
die den Eingriffsteil eines Schneckenrads und eines Ankers zeigt,
die in 3 gezeigt sind, und 4B ist
eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem in 4A gezeigte
Zähne ineinander
greifen.
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Wie
es in 3 gezeigt ist, ist die Antriebseinheit 22 mit
einem Elektromotor 26 versehen, der eine Drehwelle 26a und
ein Reduktionsgetriebe 27 hat, die an dem Elektromotor 26 fixiert
sind. In diesem Fall wird ein so genannter Gleichstrommotor mit Bürste, der
die Drehwelle 26a in entweder einer Vorwärts- oder
einer Rückwärtsrichtung
drehen kann, als der Elektromotor 26 verwendet, und eine
Steuereinheit 28 steuert den Betrieb des Motors.
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Die
Steuereinheit 28 hat eine Funktion wie ein so genannter
Mikrocomputer, der mit einer CPU, einem Speicher, etc. versehen
ist, und ist mit einer elektrischen Energieversorgungsquelle 29,
wie beispielsweise einer Batterie, verbunden, die an dem Fahrzeug 11 vorgesehen
ist, wie es in 2 gezeigt ist, und einem Öffnungs- und Schließschalter
für die Schiebetür (nicht
gezeigt). Die Steuereinheit 28 führt in Reaktion auf ein von
dem Öffnungs-
und Schließschalter
für die
Schiebetür
gesendetes Befehlssignal Gleichstrom in einer vorbestimmten Richtung
von der elektrischen Energieversorgungsquelle 29 zum Elektromotor 26 zu.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Gleichstrommotor mit Bürste
als der Elektromotor 26 verwendet. Jedoch ist der Motor
nicht darauf beschränkt,
und ein anderer Elektromotor, wie beispielsweise ein bürstenloser
Motor, kann verwendet werden.
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Das
Reduktionsgetriebe bzw. Untersetzungsgetriebe 27 hat eine
Struktur, bei welcher ein Schneckenradmechanismus 31 in
einem Getriebekasten 30 untergebracht ist, der an dem Elektromotor 26 fixiert
ist. Der Schneckenradmechanismus 31 hat eine Schnecke bzw.
Schraube 32 und ein Schneckenrad 33, und im dargestellten
Fall ist die, Schnecke 32 mit dem Außenumfang der Drehwelle 26a des Elektromotors 26 integriert
ausgebildet. Unterdessen hat das Schneckenrad 33 eine Form
eines Zylinders mit Boden, bei welcher ein zylindrischer Teil 33a und ein
Bodenwandteil 33b integriert durch ein Harzmaterial ausgebildet
sind, und greifen das Schneckenrad und die Schnecke 32 an
einem Getriebeteil 33c, der an der Außenumfangsfläche des
zylindrischen Teils 33a vorgesehen ist, ineinander. Daher
wird die Drehung der Drehwelle 26a auf eine vorbestimmte Drehzahl
reduziert und dann von dem Schneckenrad 33 ausgegeben.
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Ebenso
ist das Untersetzungsgetriebe 27 mit einer Ausgangswelle 34 versehen,
die durch zwei Lager drehbar gestützt ist, die im Getriebekasten 30 vorgesehen
sind. Ein Ende der Ausgangswelle 34 steht von dem Getriebekasten 30 vor,
und eine Trommel 36, die ein Ausgangselement ist, ist am
Ende durch eine Mutter 35 fixiert. Die Trommel 36 ist
aus Harz hergestellt und zwei Kabelführungsnuten 36a sind
spiralförmig
an ihrer Außenumfangsfläche ausgebildet,
und jedes der in die Antriebseinheit 22 geführten Kabel 23 wird
eine Vielzahl von Malen um die entsprechende Kabelführungsnut 36a der
Trommel 36 in einer Richtung entgegengesetzt zueinander
gewickelt. Das bedeutet, dass die Ausgangswelle 34 über die
Trommel 36 und die Kabel 23 mit der Schiebetür 12 verbunden
ist.
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Obwohl
es nicht dargestellt ist, kann ein Spannmechanismus zum Beibehalten
der Spannkraft der Kabel 23 innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs zwischen der Trommel 36 und der Schiebetür 12 vorgesehen
sein.
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Eine
elektromagnetische Kupplung 37 ist zwischen dem Schneckenradmechanismus 31 und der
Ausgangswelle 34 vorgesehen und die Leistungsübertragung
zwischen dem Schneckenrad 33 und der Ausgangswelle 34 kann
durch die elektromagnetische Kupplung 37 gesteuert werden.
Die Details der elektromagnetischen Kupplung 37 werden
später beschrieben
werden.
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Bei
der Struktur, wie sie oben beschrieben ist, wird dann, wenn der
Elektromotor 26 aktiviert wird, die Drehung seiner Drehwelle 26a zur
Ausgangswelle 34 übertragen,
d.h. zur Trommel 36, und zwar über den Schneckenradmechanismus 31 und die
elektromagnetische Kupplung 37, und eines der Kabel 23 wird
auf die Trommel 36 aufgespult, um dadurch die Schiebetür 12 zu öffnen oder
zu schließen. Die
Richtung zum Öffnen
oder Schließen
der Schiebetür 12 wird
durch die Drehrichtung des Elektromotors 26, d.h. die Drehrichtung
der Trommel 36, bestimmt.
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Als
Nächstes
wird die Struktur der elektromagnetischen Kupplung 37 beschrieben
werden. Die elektromagnetische Kupplung 37 ist mit einem
Anker 41 versehen, der an der Ausgangswelle 34 angebracht
ist und sich zusammen mit der Ausgangswelle 34 dreht, und
einer Kupplungsspule 42, die an dem Schneckenrad 33 fixiert
ist und die eine magnetische Anziehungskraft erzeugt, um den Anker 41 in
Eingriff mit dem Schneckenrad 33 zu bringen.
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Der
Anker 41 ist aus einer magnetischen Substanz, wie beispielsweise
einem Stahlmaterial, ausgebildet, hat eine scheibenartige Form und
ist an der Ausgangswelle 34 an ihrer Achse angebracht. Ein
Sägezahnteil 34a ist
bei der Ausgangswelle 34 ausgebildet, und der Anker 41 ist
in Eingriff mit dem Sägezahnteil 34a,
um sich zusammen mit der Ausgangswelle 34 zu drehen. Ebenso
ist der Anker 41 in der axialen Richtung der Ausgangswelle 34 beweglich.
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Ein
Blattfederelement 43 ist zwischen dem Anker 41 und
der Ausgangswelle 34 vorgesehen. Das Blattfederelement 43 ist
in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet und ist an der Ausgangswelle 34 an
ihrer inneren umfangsmäßigen Seite
durch einen Schnappring 34b fixiert und an dem Anker 41 an seiner äußeren umfangsmäßigen Seite
durch einen Niet 44 fixiert, um dadurch stetig eine Kraft
auf den Anker 41 in der Richtung weg von dem Schneckenrad 33 auszuüben.
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Unterdessen
ist ein in einer Kreisringform durch eine magnetische Substanz,
wie beispielsweise Stahlmaterial, ausgebildetes Kupplungsjoch 45 an die
Innenseite des Schneckenrads 33 fixiert und ist eine Kupplungsspule 42 an
der Innenseite einer Unterbringungsnut 45a, die in dem
Kupplungsjoch 45 ausgebildet ist, in einem Zustand angebracht,
in welchem ein Spulendraht 42a um einen Spulenkör per 42b gewickelt
ist. Das bedeutet, dass das Kupplungsjoch 45 bei dem dargestellten
Fall durch eine Fixiereinrichtung (nicht gezeigt) in einem Zustand
fixiert ist, in welchem die Außenumfangsfläche des Kupplungsjochs 45 in
die, Innenfläche
des zylindrischen Teils 33a des Schneckenrads 33 eingefügt ist und
ein Ende des Kupplungsjochs 45 in der axialen Richtung
in dem Raum innerhalb des Schneckenrads 33 untergebracht
ist, um gegen den Bodenwandteil 33b zu stoßen bzw.
an diesem anzuliegen. Daher ist die an der Innenseite des Kupplungsjochs 45 angebrachte
Kupplungsspule 42 an dem Schneckenrad 33 in einem
Zustand fixiert, in welchem sie innerhalb des Schneckenrads 33 angeordnet
ist. Ebenso ist das Kupplungsjoch 45 so gestützt, dass
es in Bezug auf die Ausgangswelle 34 über ein Radiallager 46 relativ
drehbar ist. Demgemäß sind das
Schneckenrad 33 und die Kupplungsspule 42 in Bezug
auf die Ausgangswelle 34 relativ drehbar. Daher wird dann, wenn
das Schneckenrad 33 gedreht wird, die Kupplungsspule 42 zusammen
mit dem Schneckenrad 33 und dem Kupplungsjoch 45 gedreht.
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Wie
es in 4A gezeigt ist, ist eine Vielzahl von
Zähnen 41a,
die in Richtung zu dem Schneckenrad 33 vorstehen, an der
Seite des äußeren peripheren
Endes des Ankers 41 ausgebildet, um in der Umfangsrichtung
angeordnet zu sein, und sind die Zähne 33d entsprechend
den Zähnen 41a an
der Seite des äußeren peripheren
Endes des Schneckenrads 33 ausgebildet, um in der Umfangsrichtung
angeordnet zu sein. Wie es in 4B gezeigt
ist, greifen die Zähne 41a und 33d wechselseitig
ineinander, wenn sich der Anker 41 in der Richtung hin
zu dem Schneckenrad 33 bewegt, und demgemäß sind der
Anker 41 und das Schneckenrad 33 in Eingriff und
werden das Schneckenrad 33 und der Anker 41 integriert
gedreht. Das bedeutet, dass die elektromagnetische Kupplung 37 von
einem so genannten Eingriffstyp ist, bei welchem eine Leistung übertragen
wird, wenn die Zähne 41a und 33d,
die an dem Anker 41 und an dem Schneckenrad 33 ausgebildet
sind, ineinander greifen.
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Bei
dem dargestellten Fall ist die elektromagnetische Kupplung 37 von
einem so genannten Eingriffstyp, bei welchem die Zähne 41a und 33d an
dem Anker 41 und an dem Schneckenrad 33 ausgebildet sind.
Jedoch kann die elektromagnetische Kupplung von einem Reibtyp sein,
bei welchem Reibflächen, die
durch Reibung wechselseitig verbunden sind, an dem Schneckenrad 33 und
an der Spule 41 vorgesehen sind.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die die Details einer in 3 gezeigten
elektrischen Energieversorgungseinheit 51 zeigt. Eine elektrische Energieversorgungseinheit
ist in der elektromagnetischen Kupplung 37 vorgesehen,
um elektrische Energie zu der Kupplungsspule 42 zuzuführen, die
sich zusammen mit dem Schneckenrad 33 dreht. Die elektrische
Energieversorgungseinheit 51 ist mit einem Paar von Schleifringen 52a und 52b versehen, die
als erste Elektroden dienen, die an dem Bodenwandteil 33b des
Schneckenrads 33 fixiert sind, und einem Paar von Kontakten 53a und 53b,
die als zweite Elektroden dienen, die auf der Seite des Getriebekastens 30 angebracht
sind und die gleitbar gegen die entsprechenden Schleifringe 52a bzw. 52b stoßen bzw.
an diesen anliegen.
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Die
Schleifringe 52a und 52b sind durch einen Leiter,
wie beispielsweise eine Kupferplatte, in eine Kreisringform ausgebildet.
Einer der Schleifringe, das heißt
der Schleifring 52b, ist ausgebildet, um einen Durchmesser
zu haben, der kleiner als beim anderen Schleifring, das heißt dem Schleifring 52a, ist
und ist innerhalb des Schleifrings 52a angeordnet, um weg
von dem Schleifring 52a zu sein. Anders ausgedrückt sind
diese Schleifringe 52a und 52b um die Ausgangswelle 34,
die als ihre Achse dient, konzentrisch angeordnet. Ebenso ist ein
Spulenende 42c der Kupplungsspule 42 elektrisch
mit dem Schleifring 52a verbunden und ist das andere Spulenende 42c der
Kupplungsspule 42 elektrisch mit dem Schleifring 52b verbunden.
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Unterdessen
werden, wie es in 3 gezeigt ist, die Kontakte 53a und 53b durch
einen Halter 54 gestützt,
der an dem Getriebekasten 30 angebracht ist, und werden
entlang der axialen Richtung parallel zur Ausgangswelle 34 in
Kontakt mit den Schleifringen 52a und 52b gebracht.
Es ist zu beachten, dass es auch vorzuziehen ist, dass die Kontakte 53a und 53b derart
angeordnet sind, dass sie elastisch in Kontakt mit den Schleifringen 52a und 52b gebracht werden.
Beispielsweise können
elastische Elemente, wie beispielsweise Federn, zum Ausüben einer
Kraft auf die Kontakte 53a und 53b in der Richtung
zu den Schleifringen 52a und 52b an dem Halter 54 angebracht
sein oder können
die Kontakte 53a und 53b ausgebildet sein, um
in Bezug auf die Schleifringe 52a und 52b elastisch
verformbar zu sein.
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Jeder
der Kontakte 53a und 53b ist mit der Steuereinheit 28 über elektrische
Energieversorgungsleitungen 55a und 55b verbunden
und elektrische Energie der elektrischen Energieversorgungsquelle 29 wird über die
Steuereinheit 28 zuge führt. Wenn
elektrische Energie von der elektrischen Energieversorgungsquelle 29 durch
die Steuereinheit 28 zu den Kontakten 53a und 53b zugeführt wird,
wird die elektrische Energie über
die Schleifringe 52a und 52b zu der Kupplungsspule 42 zugeführt.
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Wie
es oben beschrieben ist, wird bei dem automatischen Öffnungs-
und Schließsystem 21 eine elektrische
Energieversorgung zu der Kupplungsspule 42 durch die elektrische
Energieversorgungseinheit 51 unter Verwendung der Schleifringe 52a und 52b und
der Kontakte 53a und 53b ausgeführt, um dadurch
die Struktur zu ermöglichen,
bei welcher die Kupplungsspule 42 an dem Schneckenrad 33 fixiert ist
und zusammen mit dem Schneckenrad 33 gedreht wird.
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Als
Nächstes
wird eine Aktivierung der elektromagnetischen Kupplung 37 beschrieben
werden.
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Zuerst
wird dann, wenn der Öffnungs-
und Schließschalter
für die
Schiebetür
(der nicht gezeigt ist) betätigt
wird, um den Elektromotor 26 zu aktivieren, elektrische
Energie von der Steuereinheit 28 zu der Kupplungsspule 42 zugeführt. Wenn
elektrische Energie zu der Kupplungsspule 42 zugeführt wird und
die Kupplungsspule 42 in einem leitenden Zustand ist, wird
ein Magnetfeld erzeugt und wird durch das Magnetfeld eine magnetische
Anziehungskraft in dem Kupplungsjoch 45 erzeugt. Dann wird
durch die magnetische Anziehungskraft der Anker 41 an das Kupplungsjoch 45 angezogen
und in der Richtung hin zu dem Schneckenrad 33 bewegt.
Als Ergebnis greifen die Zähne 33d des
Schneckenrads 33 und die Zähne 41a des Ankers 41 ineinander,
so dass das Schneckenrad 33 und der Anker 41 in
Eingriff miteinander sind. Auf diese Weise wird die Leistung zwischen
dem Schneckenrad 33 und dem Anker 41 übertragen.
Anders ausdrückt
gelangt dann, wenn die Kupplungsspule 42 in einem leitenden
Zustand ist, die elektromagnetische Kupplung 37 in einen Leistungsübertragungszustand,
in welchem das Schneckenrad 33 und der Anker 41 in
Eingriff sind. Als Ergebnis wird die Drehung der Drehwelle 26a über den
Schneckenradmechanismus 31, die elektromagnetische Kupplung 37 und
die Ausgangswelle 34 zu der Trommel 36 übertragen
und wird das Kabel 23 auf die Trommel 36 aufgespult.
Auf diese Weise wird eine automatische Öffnungs- oder Schließoperation
der Schiebetür 12 durchgeführt.
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Gegensätzlich dazu
wird dann, wenn die Schiebetür
per Hand zu betätigen
ist, eine elektrische Energieversorgung zu der Kupplungsspule 42 durch die
Steuereinheit 28 gestoppt. Wenn die Kupplungsspule 42 in
einem leitenden Zustand ist, verschwindet die magnetische Anziehungskraft
durch die Kupplungsspule 42 und bewegt sich der Anker 41 durch die
elastische Kraft des Blattfederelements 43 in der Richtung
weg von dem Schneckenrad 33. Als Ergebnis wird der Eingriff
zwischen dem Schneckenrad 33 und dem Anker 41 gelöst und ist
die elektromagnetische Kupplung 37 in einem ausgeschalteten
Zustand. Daher werden dann, wenn die Schiebetür 12 per Hand geöffnet oder
geschlossen wird, das Schneckenrad 33, die Schnecke 32 und
die Drehwelle 36 nicht gedreht und wird die zum Betätigen der Schiebetür 12 erforderliche
Kraft reduziert, um dadurch die Einfachheit einer Betätigung zu
verbessern. Wie es oben beschrieben ist, kann durch Steuern der
elektrischen Energieversorgung zu der Kupplungsspule 42 durch
die Steuereinheit 28 eine Leistungsübertragung zwischen dem Schneckenrad 33 und
dem Anker 41 gesteuert werden.
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Die
Steuerung elektrischer Energiezufuhr zu der Kupplungsspule 42 durch
die Steuereinheit 28 wird gemäß einer Steuer-Abbildung (control
map) durchgeführt,
die in einem Speicher der Steuereinheit 28 gespeichert
ist.
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Wie
es oben beschrieben ist, ist bei dem automatischen Öffnungs-
und Schließsystem 21 die Kupplungsspule 42 an
dem Schneckenrad 33 fixiert und wird zusammen mit dem Schneckenrad 33 gedreht
und wird eine elektrische Energieversorgung zu der Kupplungsspule 42 durch
die elektrische Energieversorgungseinheit 51 durchgeführt, die
an dem Schneckenrad 33 fixiert ist und mit den Schleifringen 42a und 42b versehen
ist, die elektrisch an den Spulenenden 42c der Kupplungsspule 42 angeschlossen sind,
und den Kontakten 43a und 43b, die mit der elektrischen
Energieversorgungsquelle 29 verbunden sind. Demgemäß können die
Kupplungsspule 42 und das Schneckenrad 33 durch
dasselbe Radiallager 46 gestützt werden, um in Bezug auf
die Ausgangswelle 34 drehbar zu sein. Als Ergebnis wird
ein Lager zum ausschließlichen
Stützen
der Kupplungsspule 42, um in Bezug auf Drehelemente, wie beispielsweise
den Anker 41 und die Ausgangswelle 43, relativ
drehbar zu sein, unnötig.
Daher wird die Anzahl von Komponenten der elektromagnetischen Kupplung 37 reduziert
und können
die Kosten des automatischen Öffnungs-
und Schließsystems 21 reduziert
werden.
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Zusätzlich ist
es deshalb, weil die elektromagnetische Kupplung 37 in
einem Leistungsübertragungszustand
ist, wenn das Schneckenrad 33 und der Anker 41 in
Eingriff sind, nicht nötig,
zusätzlich
einen Rotor oder ähnliches
für eine
Leistungsübertragung
zwischen dem Anker 41 und dem Schneckenrad 33 vorzusehen.
Daher wird die Anzahl von Komponenten der elektromagnetischen Kupplung 37 reduziert
und können
die Kosten des automatischen Öffnungs-
und Schließsystems 21 weiter
reduziert werden.
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Zusätzlich werden
deshalb, weil ein Lager zum Stützen
der Kupplungsspule 42, um es relativ in Bezug auf Drehelemente,
wie beispielsweise den Anker 41, die Ausgangswelle 34 und
das Schneckenrad 33, drehbar zu machen, bei dem automatischen Öffnungs-
und Schließsystem 21 nicht
erforderlich ist, die Größe und das
Gewicht der elektromagnetischen Kupplung 37 entsprechend
reduziert und können
die Größe und das
Gewicht des automatischen Öffnungs-
und Schließsystems 21 weiter
reduziert werden.
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Weiterhin
kann deshalb, weil bei dem automatischen Öffnungs- und Schließsystem 21 die Kupplungsspule 42 an
der Innenseite des Schneckenrads 33 fixiert ist, die Dicke
der elektromagnetischen Kupplung 37 in der axialen Richtung
reduziert werden. Weiterhin kann deshalb, weil die Zähne 33d und 41a beim
Schneckenrad 33 und beim Anker 41 vorgesehen sind
und das Schneckenrad 33 und der Anker 41 in Eingriff
sind, wenn die Zähne 33d und 41a ineinander
greifen, eine erwünschte
Leistung selbst dann übertragen
werden, wenn die Außendurchmesser
des Schneckenrads 33 und des Ankers 41 reduziert
sind. Daher können
die Größe und das Gewicht
der elektromagnetischen Kupplung 37, d.h. diejenigen des
automatischen Öffnungs-
und Schließsystems 21,
reduziert werden. Zusätzlich kann
durch Reduzieren der Größe des automatischen Öffnungs-
und Schließsystems 21 die
Dicke der Seitenverkleidung reduziert werden, um das Innere des
Fahrzeugs in dem Fall zu vergrößern, in welchem
das automatische Öffnungs- und Schließsystem 21 in
der Seitenverkleidung des Fahrzeugs 11 geladen bzw. untergebracht
ist.
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Es
muss nicht gesagt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
das vorangehende Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist und dass verschiedene Modifikationen und Änderungen innerhalb des Schutzumfangs
der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können. Beispielsweise
ist bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das Öffnungs-
und Schließelement
die Schiebetür 12,
die gleitbar geöffnet
und geschlossen wird, jedoch ist das Element nicht darauf beschränkt, und
ein anderes Öffnungs-
und Schließelement,
wie beispielsweise eine Seitenöffnungstür, die für einen
Fahrgast zum Ein- und Aussteigen verwendet wird, oder eine Heckseitentür können verwendet
werden.
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Ebenso
wird bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Schiebetür 12 durch
Aufspulen des Kabels 23, das mit der Schiebetür 12 verbunden
ist, durch die Trommel 36, die an der Ausgangswelle 34 fixiert
ist, aktiviert. Jedoch ist die Struktur nicht darauf beschränkt, und
irgendwelche andere Strukturen sind verfügbar, solange das Öffnungs- und
Schließelement
durch die Drehung der Ausgangswelle 34 geöffnet oder
geschlossen wird: Beispielsweise sind die folgenden Strukturen verfügbar: ein
Zahntriebwerk ist an der Ausgangswelle 34 fixiert, um eine
mit dem Öffnungs-
und Schließelement
verbundene Zahnstange durch das Zahntriebwerk anzutreiben, oder
ein Arm, der mit dem Öffnungs-
und Schließelement
verbunden ist, ist an der Ausgangswelle 34 fixiert.
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Weiterhin
ist bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Antriebseinheit 22 an
der Innenseite der Seitenverkleidung des Fahrzeugs 11 fixiert.
Jedoch ist die Anbringposition nicht darauf beschränkt und
kann die Antriebseinheit an der Innenseite des Dachs des Fahrzeugs 11 fixiert
sein, wenn eine Heckseitentür
zum Öffnen
und zum Schließen des
hinteren Endteils des Fahrzeugs 11 angetrieben wird.
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Weiterhin
sind bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Schleifringe 52a und 52b auf
der Seite des Schneckenrads 33 angebracht und sind die
Kontakte 53a und 53b auf der Seite des Getriebekastens 30 angebracht.
Jedoch ist die Struktur nicht darauf beschränkt, und die Kontakte 53a und 53b können auf
der Seite des Schneckenrads 33 angebracht sein und die
Schleifringe 52a und 52b können auf der Seite des Getriebekastens 30 angebracht sein.