JP2008063762A - 開閉体の駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】アーマチュアから出力ドラムに駆動力を伝達する動力伝達部への負荷を軽減する。
【解決手段】クラッチ機構１２は、電磁コイルが組み込まれてベース部材７に固定されるフィールドコア１５と、シャフト１０に回転可能に外嵌され、かつフィールドコア１５の中央部を貫通して減速機構９に連結されるロータ１６と、出力ドラム１１の内径側に収容されるとともに、シャフト１０に回転かつ軸方向へ移動可能に外嵌され、電磁コイルへの通電時、ロータ１６に磁気的に吸着されるアーマチュア１７とを含む。出力ドラム１１の内周部に、アーマチュア１７の外周部に設けたアーマチュア側係止部１７３ａ、１７３ｂがシャフト１０の軸方向に移動可能で、かつアーマチュア１７の回転を出力ドラム１１に伝達し得るように回転方向に係合可能なドラム側係止部１１３ａ、１１３ｂを設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車体等に開閉可能に支持された開閉体を開閉するための開閉体の駆動装置に関する。
従来、開閉体の駆動装置においては、ベース部材にシャフトを介して回転自在に枢支され、スライドドア等の開閉体に駆動力を伝達するケーブルが外周面に巻回された出力ドラムと、モータからの駆動力が減速機構を介して入力されるとともに、駆動力が出力ドラムに伝達される接続状態及び伝達されない切断状態に切り替えられるクラッチ機構とを備えている。
クラッチ機構は、電磁コイルが組み込まれて、ベース部材に固定される環状のフィールドコアと、出力ドラムを枢支したシャフトに回転可能に外嵌され、モータからの駆動力により回転可能なロータと、シャフトに相対回転自在で、かつ軸方向へ移動自在に支持されるとともに、出力ドラムと一体的に回転可能なアーマチュアとを備え、電磁コイルへの通電時、アーマチュアをロータに磁気的に吸着して接続状態にすることにより、ロータの回転をアーマチュアを介して出力ドラムに伝達するとともに、伝達部材を介して開閉体を開閉移動させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２３２９１８号公報（図４、図５）
特許文献１に記載された開閉体の駆動装置においては、アーマチュアと出力ドラムとの間の動力伝達は、出力ドラムの端蓋部内面に設けられている突起にアーマチュアに設けられている係合孔を係合してなる動力伝達部を介して伝達可能としている。また、動力伝達部の位置は、シャフトとドラム内周面とのほぼ中間位置に設定してある。そのため、出力ドラムの突起に作用する回転トルクは、動力伝達部をドラム内周面に接近した位置に設けた場合に比べて大きくなる。そこで、出力ドラムの突起を高負荷に耐えられるように太くしたり、出力ドラム自体等を比較的高価な高強度の樹脂材料で形成する等の対策を講じる必要があるが、突起を太くすると駆動装置全体が大型化し、また出力ドラムを高強度の樹脂材料で形成するとコストアップになる等の問題があった。
本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、アーマチュアから出力ドラムに駆動力を伝達する動力伝達部への負荷を軽減できるようにした開閉体の駆動装置を提供することを目的としている。
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）ベース部材にシャフトを介して回転自在に枢支され、モータの駆動力を開閉体に伝達可能な伝達部材が外周面に連結される有底円筒状の出力ドラムと、前記モータからの駆動力が減速機構を介して入力され、前記駆動力が前記出力ドラムに伝達される接続状態及び伝達されない切断状態に切り替え可能なクラッチ機構とを備えた開閉体の駆動装置において、前記クラッチ機構は、電磁コイルが組み込まれて前記ベース部材に固定されるフィールドコアと、前記シャフトに回転可能に外嵌され、かつ前記フィールドコアの中央部を貫通して前記減速機構に連結されるロータと、前記出力ドラムの内径側に収容されるとともに、前記シャフトに回転かつ軸方向へ移動可能に外嵌され、前記電磁コイルへの通電時、前記ロータに磁気的に吸着されるアーマチュアとを含み、前記出力ドラムの内周部に、前記アーマチュアの外周部に設けたアーマチュア側係止部が前記シャフトの軸方向に移動可能で、かつ前記アーマチュアの回転を前記出力ドラムに伝達し得るように回転方向に係合可能なドラム側係止部を設ける。
（２）上記(１)項において、前記ドラム側係止部を、前記軸方向に延び、かつ周方向に交互に設けられた凹凸部により形成するとともに、前記アーマチュア側係止部を、前記ドラム側の凹凸部に嵌合し得るように、周方向に交互に設けられた凹凸部で形成する。
（３）上記(１)または(２)項において、前記ドラム側係止部の凹凸部及び前記アーマチュア側係止部の凹凸部を、それぞれ複数個設ける。
（４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、互いに対向する前記出力ドラムの端蓋部内面と前記アーマチュアの側面のいずれか一方に、前記軸方向へ突出した係合片を設け、他方に前記係合片が嵌入される係合孔を設け、前記アーマチュアの前記出力ドラムに対する径方向の移動を前記係合片と前記係合孔との係合をもって規制する。
本発明によれば、次のような効果が奏せられる。
請求項１に係わる発明によると、アーマチュア側係止部とドラム側係止部との係合による動力伝達部は、アーマチュア及び出力ドラムの回転中心から径方向へ最大限に離れた位置に設定されるため、動力伝達部における負荷の軽減が図れ、強度的に優れたものとすることができる。
請求項２に係る発明によると、出力ドラムの内周部に形成された凹凸部にアーマチュアの外周部に形成された凹凸部を嵌合させることにより、出力ドラムとアーマチュアとの動力連結を簡単に行うことができる。
請求項３に係る発明によると、各係止部の凹凸部の数を複数としたことにより、各凹凸部に掛かる負荷を軽減することができ、疲労破損を少なくして、長期に亘って機能を維持することができる。
請求項４に係る発明によると、出力ドラムに対するアーマチュアの径方向の移動を、係合片と係合孔との係合で規制するため、出力ドラム側の凹凸部とアーマチュア側の凹凸部とを確実に嵌め合わせることができるとともに、アーマチュアから出力ドラムに駆動力をより確実に伝達させることができる。
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態を適用した車両の側面図、図２は、駆動装置の縦断面図、図３は、駆動装置の分解斜視図である。なお、以下の説明においては、図１における左方を「前方」とし、図１における右方を「後方」とする。
図１に示すように、ミニバンまたはワゴンタイプの車両の開閉体をなすスライドドア(１)は、車体(２)の側面に設けられた上、中、下のガイドレール(３)(４)(５)により前後方向へ開閉可能に支持され、手動操作及び車体(２)後部に組み付けられた駆動装置(６)により、車体(２)の乗降口を閉鎖した全閉位置から車体(２)の外側面より若干外方に移動しつつ、車体(２)の側面に沿って後方へ移動した全開位置へ及びその逆へ移動することができる。
図２、３に示すように、駆動装置(６)は、車体(２)に固定されるべ一ス部材をなす金属製のべ一スプレート(７)と、正逆回転可能なモータ(８)と、モータ(８)の回転を減速して回転可能な減速機構をなすウォームホイール(９)と、左右方向を向くシャフト(10)により回転自在に枢支され、モータ(８)の駆動力をスライドドア(１)に伝達する伝達部材をなすケーブル(13)が巻回されて連結される合成樹脂製の出力ドラム(11)と、ウォームホイール(９)と出力ドラム(11)との間の動力伝達経路を断続可能なクラッチ機構(12)とを備えている。
べースプレート(７)の一側面(図２において左側面、図３において上側面)には、ウォームホイール(９)を収容したギヤハウジング(21)がねじ(20)により固定され、また、べースプレート(７)の他側面(図２において右側面、図３において下側面)には、出力ドラム(11)及びクラッチ機構(12)を収容するハウジング(23)がねじ(22)により固定される。なお、モータ(８)は、ギヤハウジング(21)を介してべースプレート(７)の一側面に取り付けられる。
出力ドラム(11)の外周に連結されるケーブル(13)は、ガイドレール(４)の前端部及び後端部に設けられたガイド部材(図示略)にそれぞれ掛け回されて、ガイドレール(４)に沿って配索されるとともに、端部がスライドドア(１)に連結される。
図２に示すように、ウォームホイール(９)は、ギヤハウジング(21)の内部に設けられた筒状の軸受筒部(211)に外嵌されることにより、ギヤハウジング(21)内に回転自在に支持されるとともに、モータ(８)の出力軸に固着されたウォーム(24)に噛合して、モータ(８)の回転を減速して回転する。
ウォームホイール(９)の内径側には、ウォームホイール(９)と一体的に回転可能なダンパープレート(19)が設けられている。このダンパープレート(19)は、ウォームホイール(９)の回転を後述のロータ(16)に伝達するときの衝撃を緩和するためのものである。
図２〜図７に示すように、出力ドラム(11)は、ほぼ有底円筒状をなし、その外周面にケーブル(13)を巻回する螺旋溝(111)を形成し、また、端蓋部(112)の中心部にシャフト(10)を一体的に形成している。
シャフト(10)における出力ドラム(11)の端蓋部(112)の外側面(図２においては右側面、図３においては下側面)からハウジング(23)側に突出する一端部(101)は、ハウジング(23)に設けられた軸受孔(231)に回転自在に枢嵌され、また、同じく出力ドラム(11)の端蓋部(112)の内側面(図２においては左側面、図３においては上側面)からギヤハウジング(21)側に向けて突出する他端部(102)は、ギヤハウジング(21)の軸受筒部(211)の内側にベアリング(25)を介して回転自在に支持される。
出力ドラム(11)の端蓋部(112)の内側面から突出するシャフト(10)の根元部分には、拡径部(104)が形成され、また、他端部(102)寄り側の外周には、Ｅワッシャ(27)が軸方向に嵌合される嵌合溝(103)が設けられている。
Ｅワッシャ(27)は、シャフト(10)に後述のアーマチュア(17)及びロータ(16)の軸受筒部(161)を回転可能に外嵌した後、シャフト(10)の外周に設けられた嵌合溝(103)に嵌合されることによって、シャフト(10)に対するロータ(16)の軸方向へのガタ付きを規制する。
出力ドラム(11)における端蓋部(112)の内側面に隣接している内周部(113)には、ドラム側係止部をなす６個の凸部(113a)及び凹部(113b)が、それぞれ周方向にほぼ等間隔で形成されている。また、端蓋部(112)の内側面には、出力ドラム(11)の内周部(113)とシャフト(10)とのほぼ中間の位置にあって、ギヤハウジング(21)側に向けて突出する６個の係合片(114)が、周方向にほぼ等間隔で設けられている。
クラッチ機構(12)は、電磁コイル(14)が組み込まれてべースプレート(７)の他側面にねじ(26)により固定される磁性体からなるほぼ円筒状のフィールドコア(15)と、フィールドコア(15)の中央部に設けられた貫通孔(151)を貫通するシャフト(10)に回転可能に外嵌されるロータ(16)と、摩擦面(171)がロータ(16)の摩擦面(164)に対向するように、シャフト(10)の拡径部(104)に回転自在、かつ軸方向へ僅かに移動自在に外嵌されるアーマチュア(17)とを備える。なお、ロータ(16)、アーマチュア(17)及びフィールドコア(15)は、出力ドラム(11)の内径側に収容される。
ロータ(16)は、磁性体からなり、摩擦面(164)の反対側の側面から左方へ向けて突出して、シャフト(10)に回転自在に外嵌される軸受筒部(161)を有している。この軸受筒部(161)は、シャフト(10)と共にフィールドコア(15)の貫通孔(151)を貫通するとともに、その端部には、ダンパープレート(19)を介してウォームホイール(９)に連結されるローレット(162)が形成されている。また、軸受筒部(161)の外周には、リング部材(29)が軸方向へ嵌合する嵌合溝(163)が凹設されている。
リング部材(29)は、フィールドコア(15)の貫通孔(151)にロータ(16)の軸受筒部(161)を挿入した後、軸受筒部(161)の嵌合溝(163)に嵌合されることにより、ロータ(16)の軸方向へのガタ付きを規制する。
図２〜５、８及び図９に示すように、アーマチュア(17)は、シャフト(10)の拡径部(104)に回転自在、かつ軸方向へ僅かに移動自在に外嵌される貫通孔(172)を中心に有する磁性体からなる円板体であり、外周部には、出力ドラム(11)のドラム側係止部である各凸部(113a)及び各凹部(113b)に対応して、アーマチュア側係止部をなす６個の凸部(173a)及び凹部(173b)が交互に周方向に形成されている。
アーマチュア側係止部の各凸部(173a)及び各凹部(173b)は、ドラム側係止部の凹部(113b)及び凸部(113a)に対して、シャフト(10)の軸方向に対しては移動可能で、周方向、すなわち回転方向に対してはガタ付きがないように係合する。このようにアーマチュア係止部(173a)(173b)をドラム側係止部(113a)(113b)に係合させることによって、アーマチュア(17)の回転を出力ドラム(11)に確実に伝達させることができ、また、アーマチュア(17)をその摩擦面(171)がロータ(16)の摩擦面(164)に吸着したり、離れたりする方向へ確実に移動させることができる。
アーマチュア(17)の側面には、出力ドラム(11)の各係合片(114)と対応して、各係合片(114)がそれぞれ嵌入される６個の係合孔(174)が周方向にほぼ等間隔で形成されている。各係合片(114)と各係合孔(174)とは、回転方向及び軸方向にガタ付きがあるが、径方向には出力ドラム(11)に対してアーマチュア(17)がガタ付かないように互いが嵌合し得るように寸法設定されている。これにより、出力ドラム(11)に対するアーマチュア(17)の径方向の移動を、各係合片(114)と各係合孔(174)との係合で規制することができるため、出力ドラム(11)の凸部(113a)及び凹部(113b)にアーマチュア(17)の凹部(173b)及び凸部(173a)を確実に嵌め合わせることができるとともに、アーマチュア(17)から出力ドラム(11)に駆動力を確実に伝達させることができる。
ロータ(16)とアーマチュア(17)との間には、ウェーブワッシャ(28)が設けられている。このウェーブワッシャ(28)は、シャフト(10)の拡径部(104)に外嵌され、アーマチュア(17)の摩擦面(171)がロータ(16)の摩擦面(164)から離れる方向へ付勢する。これにより、ロータ(16)とアーマチュア(17)間における両者の軸方向へのガタ付きを阻止する。なお、アーマチュア(17)は、出力ドラム(11)の端蓋部(112)の内側面に当接することによって、その軸方向の移動量が制限されている。
電磁コイル(14)への通電時、すなわちクラッチ機構(12)の接続状態においては、アーマチュア(17)をロータ(16)に磁気的に吸着して、モータ(８)の回転を、ウォーム(24)、ウォームホイール(９)、ダンパープレート(19)、ロータ(16)、アーマチュア(17)を介して、出力ドラム(11)に伝達する。出力ドラム(11)にモータ(8)の駆動力が伝達されると、ケーブル(13)を出力ドラム(11)に巻き取って、スライドドア(１)を閉じ方向または開き方向へ移動させることができる。また、電磁コィル(14)への非通電時、すなわちクラッチ機構(12)の切断状態においては、ロータ(16)とアーマチュア(17)との間が切断されるため、ウォームホイール(９)、モータ(８)を逆転させることなく、スライドドア(１)を手動操作で開閉することができる。
上述のように本実施形態においては、アーマチュア(17)から出力ドラム(11)にモータ(８)の駆動力を伝達する動力伝達部は、出力ドラム(11)のドラム側係止部である凸部(113a)及び凹部(113b)とアーマチュア(17)のアーマチュア側係止部である凹部(173b)及び凸部(173a)との係合であって、アーマチュア(17)及び出力ドラム(11)の回転中心から径方向へ最大限に離れた位置に設定されるため、動力伝達部における負荷の軽減が図れる。これにより、動力伝達部における強度を増加させたり、出力ドラム(11)を高強度な樹脂材料等で形成する必要がない。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、上記実施形態に対して、次のような種々の変形や変更を施すことが可能である。
（ｉ）シャフト(10)を、出力ドラム(11)と別体で形成する、
（ii）シャフト(10)を、ダンパープレート(19)を介することな<、ウォームホイール(９)に直接連結する。
（iii）係合孔(174)を端蓋部(112)側に設け、係合片(114)をアーマチュア(17)側に設ける。
（iv）出力ドラム(11)に対するアーマチュア(17)の径方向の移動を規制する手段として、アーマチュア(17)の貫通孔(151)とシャフト(10)との嵌合寸法精度を厳しく抑えて、出力ドラム(11)に対するアーマチュア(17)の径方向の移動を規制する。これにより、係合片(114)と係合孔(174)を省略することができる。
（ｖ）開閉体を、スライドドア(１)に代えて、バックドア、サンルーフ、または窓開閉装置等にする。
本発明の一実施形態を適用した車両の側面図である。 駆動装置の縦断面図である。 駆動装置の分解斜視図である。 出力ドラム及びアーマチュアの正面図である。 図４におけるＡ−Ａ線断面図である。 出力ドラムの正面図である。 出力ドラムの側面図である。 アーマチュアの正面図である。 図８におけるＢ−Ｂ線断面図である。
符号の説明
(１)スライドドア(開閉体)
(２)車体
(３)(４)(５)ガイドレール
(６)駆動装置
(７)べースプレート(べース部材)
(８)モータ
(９)ウォームホイール(減速機構)
(10)シャフト
(11)出力ドラム
(12)クラッチ機構
(13)ケーブル（伝達部材）
(14)電磁コイル
(15)フィールドコア
(16)ロータ
(17)アーマチュア
(19)ダンパープレート
(20)ねじ
(21)ギヤハウジング
(22)ねじ
(23)ハウジング
(24)ウォーム
(25)ベアリング
(26)ねじ
(27)Ｅワッシヤ
(28)ウェーブワッシャ
(29)リング部材
(101)一端部
(102)他端部
(103)嵌合溝
(104)拡径部
(111)螺旋溝
(112)端蓋部
(113)内周部
(113a)凸部(ドラム側係止部)
(113b)凹部(ドラム側係止部)
(114)係合片
(151)貫通孔
(161)軸受筒部
(162)ローレット
(163)嵌合溝
(164)摩擦面
(171)摩擦面
(172)貫通孔
(173a)凸部(アーマチュア側係止部)
(173b)凹部(アーマチュア側係止部)
(174)係合孔
(211)軸受筒部
(231)軸受孔

Claims (4)

  1. ベース部材にシャフトを介して回転自在に枢支され、モータの駆動力を開閉体に伝達可能な伝達部材が外周面に連結される有底円筒状の出力ドラムと、前記モータからの駆動力が減速機構を介して入力され、前記駆動力が前記出力ドラムに伝達される接続状態及び伝達されない切断状態に切り替え可能なクラッチ機構とを備えた開閉体の駆動装置において、
    前記クラッチ機構は、電磁コイルが組み込まれて前記ベース部材に固定されるフィールドコアと、前記シャフトに回転可能に外嵌され、かつ前記フィールドコアの中央部を貫通して前記減速機構に連結されるロータと、前記出力ドラムの内径側に収容されるとともに、前記シャフトに回転かつ軸方向へ移動可能に外嵌され、前記電磁コイルへの通電時、前記ロータに磁気的に吸着されるアーマチュアとを含み、
    前記出力ドラムの内周部に、前記アーマチュアの外周部に設けたアーマチュア側係止部が前記シャフトの軸方向に移動可能で、かつ前記アーマチュアの回転を前記出力ドラムに伝達し得るように回転方向に係合可能なドラム側係止部を設けたことを特徴とする開閉体の駆動装置。
  2. 前記ドラム側係止部を、前記軸方向に延び、かつ周方向に交互に設けられた凹凸部により形成するとともに、前記アーマチュア側係止部を、前記ドラム側の凹凸部に嵌合し得るように、周方向に交互に設けられた凹凸部で形成したことを特徴とする請求項１記載の開閉体の駆動装置。
  3. 前記ドラム側係止部の凹凸部及び前記アーマチュア側係止部の凹凸部を、それぞれ複数個設けてなることを特徴とする請求項１または２記載の開閉体の駆動装置。
  4. 互いに対向する前記出力ドラムの端蓋部内面と前記アーマチュアの側面のいずれか一方に、前記軸方向へ突出した係合片を設け、他方に前記係合片が嵌入される係合孔を設け、前記アーマチュアの前記出力ドラムに対する径方向の移動を前記係合片と前記係合孔との係合をもって規制するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の開閉体の駆動装置。
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