JP2008275166A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】僅かな力で手操作でき別個の駆動体が不要な、特に車両のハッチ用の駆動装置を提供する。
【解決手段】回転駆動体２２により回転自在に駆動できる、軸方向に向けられた同心で周回する第１ランプを具備したスイッチングエレメントが設けられ、この第１ランプが軸方向で向き合った同心で周回するカップリングエレメントの第２ランプに接触し、前記スイッチングエレメントとカップリングエレメントの相対回転により、ばね力に抗して前記カップリングエレメントが前記スイッチングエレメントに相対して軸方向にシフトでき、前記カップリングエレメントがある一定の回転トルクに達するまで回転不動で、前記回転トルクを超えた後に前記カップリングエレメントが前記スイッチングエレメントから回転運動を与えられ、前記カップリングエレメントが回転不動にねじスピンドル８と結合したカップリングディスク４０と回転不動に係合できるカップリング部域を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、定置構造部品又は可動構造部品と連結可能な第１締結エレメント、及び、前記第１締結エレメントと反対側の端において該締結エレメントに相対して軸方向に移動可能なハウジングパイプで、前記第１締結エレメントと反対側の端に、可動構造部品又は定置構造部品と締結可能な第２締結エレメントを具備するハウジングパイプ、ねじスピンドルとこのねじスピンドルの上に配置されたスピンドルナットを具備し、前記第１締結エレメントとハウジングパイプを互いに相対して軸方向に移動可能な形で駆動できるようにするスピンドルドライブを備えており、前記スピンドルドライブが回転駆動体により回転自在に駆動でき、また、前記スピンドルドライブが、駆動装置の無負荷時に開いた状態にあり、駆動装置の負荷時に閉動作可能なカップリングである開閉式カップリングを介して前記回転駆動体により回転自在に駆動できる、特に車両のハッチのための駆動装置に関する。

この種の駆動装置では、ハッチを駆動装置なしでも手で動かすことが可能であるものとする。そこでは、そのために必要な力ができる限り僅少であるものとし、これがカップリングの開動作により達成される。

その種のカップリングが高価かつ面倒な電気式又は電磁式の駆動体を具備することは不利である。

本発明の課題は、僅かな力で手操作でき、別個の駆動体を必要としない、冒頭に挙げた種類の駆動装置を提供することである。

この課題は、本発明により、回転駆動体により回転自在に駆動できるスイッチングエレメントが設けられており、これが、軸方向に向けられた同心で周回する第１ランプを具備し、この第１ランプが、軸方向でこれと向き合った同心で周回するカップリングエレメントの第２ランプに接触し、これで、前記スイッチングエレメントとカップリングエレメントの相対回転により、ばね力に抗して前記カップリングエレメントが前記スイッチングエレメントに相対して軸方向にシフトできるようになっており、前記カップリングエレメントがある一定の回転トルクに達するまで回転不動で、ある一定の回転トルクを超えた後に前記カップリングエレメントが前記スイッチングエレメントから回転運動を与えられ、前記カップリングエレメントが、回転不動にねじスピンドルと結合したカップリングディスクと回転不動に係合できるカップリング部域を有する作りによって解決される。

この構成により、カップリングは、回転駆動体によるスイッチングエレメントの回転駆動に基づいて強制的に機械的にも閉じられるので、カップリングを別個に駆動する必要はない。従って、カップリングのための別個の電気駆動部及び電気制御部は必要ない。

回転駆動体の動作終了後、自動的に再びカップリングは開くことになる。

カップリング部域は噛み合い方式でカップリングディスクと係合可能であるが、摩擦方式及び／又は非噛み合い方式でもカップリングディスクと係合可能であってよい。

省スペースの作りとしては、カップリング部域が第１の半径方向に周回する同心の摩擦面を有し、これが、カップリングディスクの第２の半径方向に周回する同心の摩擦面と軸方向で向き合っている形であってよい。

第１ランプと第２ランプがリング状に形作られていれば、省スペースになる。

そこで、第１ランプと第２ランプがそれぞれ互いに１８０°にわたって対向的に上っていく２つの部分ランプからなり、この両方がカップリングエレメントの第１***とスイッチングエレメントの第２***を形作ると好ましい。

同じく入れ子式配置による省スペースの作りにつながるのは、スイッチングエレメントが、軸方向位置が固定されていて回転自在に支承されたポット状のスイッチングスリーブであって、これがカップリングエレメントを形作るカップリングスリーブにより包囲されている時である。

ある一定の回転トルクに達するまでカップリングスリーブを回転不動に保持するために、カップリングスリーブは、その半径方向に周回する包絡面に、半径方向に周回する摩擦面を有し、これに１つ以上の回転不動の摩擦エレメントが接触していてよい。

カップリングスリーブは、特にプリテンションをかけた圧縮ばねとして形作られたばねエレメントにより保持され、その第２ランプがスイッチングスリーブの第１ランプに接触した状態に保たれることが好ましい。

構造部品を節約する単純な作りとして、カップリングスリーブは、その円筒形内壁をもって回動自在かつ軸方向シフト自在に、スイッチングスリーブの外側円筒形包絡面に支承されていてよい。

同じく構造部品を節約する単純な作りとして、スイッチングスリーブは、カップリングディスクと回転不動に結合した同軸のシャフトジャーナルの上に回転不動に支承されていてよい。

回転数を減少させ、回転トルクを増大させるために、スイッチングエレメントは歯車装置の被駆動シャフトにより回転自在に駆動でき、その駆動シャフトが回転駆動体により駆動できるようになっていてよい。

回転駆動体は電動機であると好ましい。

回転駆動体及び／又は歯車装置がハウジングパイプ内に固定配置されていれば、コンパクトな構造ユニットにつながる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１に示した駆動装置はハウジングパイプ１を有し、これに沿ってオーバパイプ２が入れ子式でシフト自在に延びている。

ハウジングパイプ１と反対側の、オーバパイプ２の端に第１ボールカップ３が配置され、オーバパイプ２と反対側の、ハウジングパイプ１の端に第２ボールカップ４が配置されている。これらを使って、駆動装置は、自動車のボディ定置部分に、また、ハッチとして形作られたボディ可動部分にヒンジ連結可能である。

オーバパイプ２に面した方のハウジングパイプ１の端部域には、第１支承部分５が固定的に嵌め込まれており、ここで、摩擦係合型のカップリング７の第１カップリング部分６が直接、又は、オーバパイプ２の中に突き入るねじスピンドル８の一端に固定的に座るスピンドル受容スリーブ８ａを介して回転自在に支承されている。

ねじスピンドル８の上に、ねじスピンドル９がハウジングパイプ１と向き合って回転自在に配置されている。

ねじスピンドル９は、ねじスピンドル８を同軸で包囲するスピンドルパイプ１１の一端と結合しており、その他端に第１ボールカップ３が固定的に配置されている。

ねじスピンドル９は、スピンドルパイプ１１を包囲するガイドパイプ１０の中に軸方向シフト自在に通されており、該ガイドパイプがハウジングパイプ１と固定的に結合している。

ガイドパイプ１０とこれを間隔をあけて包囲するオーバパイプ２の間のリングギャップの中に圧縮コイルばね１２が配置されており、その一端が第１ボールカップ３の部域においてオーバパイプ２で支えられ、他端がハウジングパイプ１で支えられている。

ねじスピンドル８は、第１カップリング部分６と反対側の端でガイドスリーブ１３を支持し、その円筒形包絡面を使って、ねじスピンドル８はスピンドルパイプ１１の中を軸方向にシフトできるように案内される。

ガイドパイプ１０は、ほぼその全長にわたって延びる３つの軸方向スリット１４を周囲全体に均一に分布する形で有する。

軸方向スリット１４に対応して、ねじスピンドル９には半径方向に突き出た支持ジャーナル１５が配置されており、これが、軸方向スリット１４の中に突き入り、ねじスピンドル９をガイドパイプ１０に対してねじれないように確保する働きをする。

第１カップリング部分６と同軸で第２カップリング部分１６がハウジングパイプ１の中に向き合って配置されており、この両方のカップリング部分６及び１６にそれぞれ１つのリング状摩擦面が作られている。

第２カップリング部分１６には、第１カップリング部分６と第２カップリング部分１６の間を移動し、両方が摩擦係合を解き、軸方向で互いに遠ざかることも、軸方向で互いに近づき、摩擦係合を作ることも可能にするような動きをする更なる構造部品が割り当てられている。これについては、下で図２〜５を参照して説明する。

多段の歯車装置２１の被駆動シャフト２０が第２カップリング部分１６と同軸で配置されていることが好ましく、ここで、歯車装置２１は回転駆動体２２により回転自在に駆動できるようになっており、回転駆動体２２は電動機を包含する。

図２〜５は、図１に示した駆動装置の切り取られた一部分、特にカップリング７の個々の構造部品を示す。

歯車装置２１の被駆動シャフト２０には、この被駆動シャフト２０と共に回転するアダプタエレメント２３が配置されている。歯車装置２１とアダプタエレメント２３は、噛み合い方式又は非噛み合い方式の継手を介して、好ましくはスプライン２４を介して互いに連結されている。

アダプタエレメント２３は、外に位置する更なるスプライン２５を介して軸方向シフト自在に、スイッチングエレメントとして形作られたスイッチングスリーブ２６と連結されていると好ましい。スイッチングスリーブ２６は、アダプタエレメント２３と向き合った端に案内部域２７を有し、これを使って、スイッチングスリーブ２６を包囲するカップリングスリーブ２８として形作られたカップリングエレメントが、軸方向に移動させられて案内される。

回転駆動体２２が非活動状態にあるとき、ばねエレメント２９、例えば圧縮コイルばね、板ばねなどを介して、カップリングスリーブ２８は歯車装置２１の方向に、従ってまた、第１カップリング部分６から遠ざかる方向に移動させられる。その際、ばねエレメント２９は一方においてアダプタエレメント２３で支えられ、他方において軸受円板３０で支えられる。軸受円板３０は、その際、更なるリング円板３１に接しており、リング円板の方も、ゆるみ止めリング３２で支えられている。ゆるみ止めリング３２もまたカップリングスリーブ２８に締結されている。

歯車装置２１のハウジングからは、内側にストッパ３４を配置したスリーブ状保持具３３がカップリングスリーブ２８の方向に延びる。保持具３３は、ストッパ３４により軸方向において歯車装置２１のハウジングで支えられる別個の構造部品として形作られても、歯車装置２１のハウジングとワンピースで連結された構造部品として形作られてもよい。保持具３３は、そこで少なくとも部分的にカップリングスリーブ２８を包囲する。

保持具３３に続いて摩擦リング３５があり、これもカップリングスリーブ２８を包囲し、回転駆動体２２のスイッチオン時にカップリングスリーブ２８が一緒に回転するのを阻止する。摩擦リング３５は、少なくとも１つの、好ましくは複数の凸部３６を有し、これが、摩擦リング３５の内側にあってほぼ半径方向内向きにカップリングスリーブ２８の方向に延び、プリテンションにより該カップリングスリーブに接している。

第１カップリング部分６は、歯車装置２１に面した第１シャフト３８と、ねじスピンドル８と連結された第２シャフト３９を包含する。第２シャフト３９をねじスピンドル８に連結することにより、第１カップリング部分６が軸方向にずれることはなくなる。第１シャフト３８と第２シャフト３９の間にカップリングディスク４０が配置されている。第１シャフト３８と第２シャフト３９とカップリングディスク４０は互いに連結されて一体をなしていると好ましい。第１シャフト３８はスイッチングスリーブ２６を突き抜け、ここで、第１シャフト３８の端にナット４１が嵌められていて、アキシャル軸受４２を第１カップリング部分６の第１シャフト３８の端とスイッチングスリーブ２６の間で固定している。

スイッチングスリーブ２６とカップリングディスク４０の間に、フェルト、プラスチックなどからなるストップエレメント４３が配置されており、これがリングの形に作ってあってよい。また、これの代わりにばねが設けてあってもよい。

図４に示した通り、カップリングスリーブ２８は、ゆるみ止めリング３２と向き合った端に、カップリングスリーブ２８の内空部に突き入る***４４を有し、その腹面４５が螺旋状又はランプ状の軌道面ないしは斜面を作っている。軸対称で向き合った２つの***４４がカップリングスリーブ２８の中に形作られていると好ましい。第１カップリング部分６に面したカップリングスリーブ２８の正面側には、図３に描かれた通り、更に１つの摩擦面４６が配置され、第１カップリング部分６と摩擦係合できるようになっている。

図５から分かる通り、スイッチングスリーブ２６も、カップリングディスク４０に面した正面側の案内部域２７に***４７を有し、その腹面４８が螺旋状又はランプ状の軌道面ないしは斜面を作っている。ここでも、向き合った２つの***４７がスイッチングスリーブ２６に形作られており、図４に則して述べた***４４及び対応する腹面４５と協働すると好ましい。

摩擦リング３５は、保持具３３に面した側に複数の凹部４９を有し、これに、対応する保持具３３の凸部５０が食い込んでよい。

回転駆動体２２を活動させると、そこから発生し、歯車装置２１で変換された回転トルクは、歯車装置２１の被駆動シャフト２０を介してアダプタエレメント２３の中に伝達される。アダプタエレメント２３は、軸方向シフト自在に第２外側スプライン２５を介してスイッチングスリーブ２６と連結されていて、スイッチングスリーブ２６に回転トルクを導入し、これによってスイッチングスリーブ２６も回転し始める。この回転は、スイッチングスリーブ２６とカップリングスリーブ２８に形作られた***４４及び４７、その腹面４５及び４８により作られた螺旋状又はランプ状の周回軌道面、及び、スイッチング動作中のカップリングスリーブ２８の回転を阻止する摩擦リング３５の助けを借りて、カップリングスリーブ２８の軸方向移動を生じさせ、該カップリングスリーブの正面側摩擦面板４６が第１カップリング部分６のカップリングディスク４０に接触するまで続行する。接触すると、凸部５０と凹部４９にかかる軸方向の摩擦力が僅少であるので、摩擦リング３５はカップリングスリーブ２８と共に半径方向に移動する。

カップリングスリーブ２８とカップリングディスク４０が接触している時、全部の回転トルクがカップリングスリーブ２８にかかり、摩擦リング３５によりカップリングスリーブ２８に加えられた摩擦力に打ち勝ち、その結果、カップリングスリーブ２８も、従ってまた、カップリングディスク４０も回転することになる。

カップリングスリーブ２８は、スイッチングスリーブ２６とカップリングディスク４０の間に挿入されており、回転トルクと回転運動を第１カップリング部分６に伝達し、それにより、ねじスピンドル８も回転させられる。

カップリング７の開動作は、例えば回転駆動体２２を短く逆回転させることによって惹起できるが、スイッチング操作により閉じられた、カップリングディスク４０と第１シャフト３８とアキシャル軸受４２とナット４１とスイッチングスリーブ２６とカップリングスリーブ２８の間の動力伝達を手動で中断することによっても惹起できる。

ばねエレメント２９は、カップリング７が開いた状態にある時、カップリングスリーブ２８を押圧し、カップリングディスク４０から遠ざけて原位置まで押し戻す。軸受円板３０は、あるいは代わりにアキシャル軸受も使用できるが、ばね支えによりカップリングスリーブ２８に導入される摩擦トルクを減少させる。

***４４及び４７とその腹面４５及び４８により作られた周回軌道面は、両方向の回転に耐えられるように設計されており、滑り路として役立つ。あるいは代わりに、これは、転がり軸受のためのボールレーンとして設計することも、転動体のための周回レーンとして設計することもでき、あるいは、半径方向外向き又は半径方向内向きに突き出るピンが褶動する斜面として実現させることもできる。上で述べた通り、カップリング７はこれで両回転方向において働くことになる。

ストップエレメント４３は、開いた状態においてスイッチングスリーブ２６とカップリングディスク４０が直接接触するのを阻止できる。あるいは代わりに、カップリングディスク４０とスイッチングスリーブ２６の間で、カップリング７が開いている時でも限定された摩擦トルクを生じさせるある一定の摩擦トルクを作りたい場合、これは、相応の構造部品、例えばばねを使って実現できる。

本発明に係る駆動装置の横断面図である。 駆動装置の第１の実施例の横断面図である。 図２に示した駆動装置の切り取り部分の拡大図である。 図３に示した部分の一部を除去した図である。 図３に示した部分の側面図である。

符号の説明

１ ハウジングパイプ
２ オーバパイプ
３ 第１ボールカップ
４ 第２ボールカップ
５ 支承部分
６ 第１カップリング部分
７ カップリング
８ ねじスピンドル
８ａ スピンドル受容スリーブ
９ ねじスピンドル
１０ ガイドパイプ
１１ スピンドルパイプ
１２ 圧縮コイルばね
１３ ガイドスリーブ
１４ 軸方向スリット
１５ 支持ジャーナル
１６ 第２カップリング部分
２０ 被駆動シャフト
２１ 歯車装置
２２ 回転駆動体
２３ アダプタエレメント
２４ スプライン
２５ 第２外側スプライン
２６ スイッチングスリーブ
２７ 案内部域
２８ カップリングスリーブ
２９ ばねエレメント
３０ 軸受円板
３１ リング円板
３２ ゆるみ止めリング
３３ 保持具
３４ ストッパ
３５ 摩擦リング
３６ 凸部
３８ 第１シャフト
３９ 第２シャフト
４０ カップリングディスク
４１ ナット
４２ アキシャル軸受
４３ ストップエレメント
４４ ***
４５ 腹面
４６ 摩擦面
４７ ***
４８ 腹面
４９ 凹部
５０ 凸部

Claims (14)

1. 定置構造部品又は可動構造部品と連結可能な第１締結エレメント、及び前記第１締結エレメントと反対側の端において該締結エレメントに相対して軸方向に移動可能なハウジングパイプであって前記第１締結エレメントと反対側の端に可動構造部品又は定置構造部品と締結可能な第２締結エレメントを具備するハウジングパイプと、ねじスピンドルとこのねじスピンドルの上に配置されたスピンドルナットを具備し、前記第１締結エレメントとハウジングパイプを互いに相対して軸方向に移動可能な形で駆動できるようにするスピンドルドライブを備えており、前記スピンドルドライブが回転駆動体により回転自在に駆動でき、前記スピンドルドライブが、駆動装置の無負荷時に開いた状態にあり、駆動装置の負荷時に閉動作可能なカップリングである開閉式カップリングを介して前記回転駆動体により回転自在に駆動できる、特に車両のハッチのための駆動装置であって、
   前記回転駆動体（２２）により回転自在に駆動できるスイッチングエレメントが設けられており、これが軸方向に向けられた同心で周回する第１ランプを具備し、この第１ランプが、軸方向でこれと向き合った同心で周回するカップリングエレメントの第２ランプに接触し、前記スイッチングエレメントとカップリングエレメントの相対回転によりばね力に抗して前記カップリングエレメントが前記スイッチングエレメントに相対して軸方向にシフトでき、前記カップリングエレメントがある一定の回転トルクに達するまで回転不動で、ある一定の回転トルクを超えた後に前記カップリングエレメントが前記スイッチングエレメントから回転運動を与えられ、前記カップリングエレメントが、回転不動にねじスピンドル（８）と結合したカップリングディスク（４０）と回転不動に係合できるカップリング部域を有することを特徴とする駆動装置。
2. 前記カップリング部域が噛み合い方式で前記カップリングディスクと係合できることを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記カップリング部域が摩擦方式及び／又は非噛み合い方式で前記カップリングディスク（４０）と係合できることを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
4. 前記カップリング部域が第１の半径方向に周回する同心の摩擦面（４６）を有し、これが前記カップリングディスク（４０）の第２の半径方向に周回する同心の摩擦面と軸方向で向き合っていることを特徴とする、請求項３に記載の駆動装置。
5. 前記第１ランプと第２ランプがリング状に形作られていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動装置。
6. 前記第１ランプと第２ランプがそれぞれ互いに１８０°にわたって対向的に上っていく２つの部分ランプからなり、この両方が前記カップリングエレメントの第１***（４４）と前記スイッチングエレメントの第２***（４７）を形作ることを特徴とする、請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記スイッチングエレメントが、軸方向位置が固定されていて回転自在に支承されたポット状のスイッチングスリーブ（２６）であって、これが前記カップリングエレメントを作るカップリングスリーブ（２８）により包囲されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の駆動装置。
8. 前記カップリングスリーブ（２８）が、その半径方向に周回する包絡面に、半径方向に周回する摩擦面を有し、これに１つ以上の回転不動の摩擦エレメント（３６）が接触していることを特徴とする、請求項７に記載の駆動装置。
9. 前記カップリングスリーブ（２８）が、特にプリテンションをかけた圧縮ばねとして形作られたばねエレメント（２９）により保持され、それで、その第２ランプが前記スイッチングスリーブ（２６）の第１ランプに接触した状態に保たれることを特徴とする、請求項７または８に記載の駆動装置。
10. 前記カップリングスリーブ（２８）が、その円筒形内壁をもって回動自在かつ軸方向シフト自在に、前記スイッチングスリーブ（２６）の外側円筒形包絡面に支承されていることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の駆動装置。
11. 前記スイッチングスリーブ（２６）が、前記カップリングディスク（４０）と回転不動に結合した同軸のシャフトジャーナル（３８）の上に回転不動に支承されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の駆動装置。
12. 前記スイッチングエレメントが、歯車装置（２１）の被駆動シャフト（２０）により回転自在に駆動でき、その駆動シャフトが回転駆動体（２２）により駆動できるようになっていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の駆動装置。
13. 前記回転駆動体（２２）が電動機であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の駆動装置。
14. 前記回転駆動体（２２）及び／又は歯車装置（２１）が前記ハウジングパイプ（１）の中に固定配置されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の駆動装置。

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