JP3627744B2 - 開閉体の駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に開閉自在に設けられた開閉体を開閉する駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の駆動装置は、車両のスライドドアを開閉する装置に用いられ、車両のボデーに形成された乗降口に装着されたドアをスライド動作させる。このような駆動装置は、スライドドアに作用する駆動力を発生させるモータ等の電気的駆動源と、接続状態作動時に電気的駆動源からの駆動力をスライドドアに伝達し、断接状態では電気的駆動源からスライドドアへの駆動力の伝達を遮断するクラッチ機構と、更に電気的駆動源とスライドドア間に介在して動力を伝達経手段となっているケーブルとを備えている。
【0003】
そして、電気的駆動源の駆動力にてスライドドアをスライド動作させる際には、クラッチ機構を接続状態に作動(クラッチ機構のオン状態)させて電気的駆動源の駆動力をスライドドアへと伝達する(開閉駆動装置のクラッチ機能)。又、乗員がスライドドアを直接手動操作してスライド動作させる際には、クラッチ機構を断接状態(電磁クラッチ機構のオフ状態)にさせて停止状態の電気的駆動源がスライドドアのスライド動作に対して負荷とならないようにして、軽い操作力でスライドドアを開閉できるようにしている(開閉駆動装置のクラッチ機能)。さらに、手動にてスライドドアをスライド動作させている際、スライドドアのスライド速度が所定値以上となった場合にはブレーキ機構としてスライドドアに制動力を付与するように作動し、車両が坂道で駐停車している際のスライド動作でスライドドアの自重のために、乗員が予期しない速度でスライド動作してしまうのを防止している。つまり、スライドドアのスライド動作速度を制御する装置となっている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
上記機能を達成する従来技術では、ケーブルを巻取り、又は送り出す駆動ドラムを備え、駆動ドラムと一体的に構成される回転シャフト上に前記電磁クラッチ機構とウォームホィールギヤを配置し、且つウォームホィールギヤに対してウォームによって電気的駆動源からの駆動力を入力する構成となっている。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−327576号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術による構成では電気的駆動源の駆動力がウォームギヤでウォームホィールギヤに伝達される関係から、電気的駆動源とクラッチ機構、駆動ドラムは個別の回転軸を有していた。このために部品点数が多くまた駆動装置の大型化を招く問題があった。
【0007】
従って、本発明の解決しようとする課題は小型の開閉体の駆動装置を実現できる構成を実現することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために講じた第1の技術的手段は、枠体と、該枠体に回転自在に支持され、外周部上に開閉体へ駆動力を伝達する伝達部材を備える駆動ドラムと、
該駆動ドラムに対する駆動力を発生する駆動モータと、前記駆動モータと前記駆動ドラム間に配置され前記モータから前記駆動ドラムに駆動力を伝達する減速機構と、 前記駆動モータと前記駆動ドラム間に配置され作動時に前記駆動モータの駆動力を前記減速機構を介して前記駆動ドラムに伝達し、非作動時には前記駆動モータから前記駆動ドラムへの駆動力の伝達を遮断するクラッチ機構とを備える開閉体の駆動装置において、
前記減速機構と前記クラッチ機構を前記駆動モータが備える駆動シャフト上に配置し、且つ前記減速機構、前記クラッチ機構及び前記駆動モータを前記駆動ドラムの内径部側に配置したことである。
【0009】
単一の駆動シャフト上で且つ駆動ドラムの内径部側に配置された減速機構とクラッチ機構は、開閉体への駆動力の伝達、或いは開閉体側からの作用力を制御できるように作動する。
【0010】
また、本発明で講じた第2の技術的手段は、上記第1の手段に加えて、前記減速機構は、前記駆動ドラムの内径部に形成された内歯歯車と、該内歯歯車と噛合い且つ前記回転シャフト上に設けられた偏心軸部上で回転自在となる外歯歯車とを備えるようにしたことである。
【0011】
この構成によって、駆動モータの回転を、大きな減速比(高回転数が大幅に低速回転数に変換される)で駆動ドラムに伝達するように作動する。
【0012】
更に、本発明で講じた第3の技術的手段は、上記第2の手段に加えて、前記クラッチ機構は、前記枠体に支持されるソレノイド装置と、該ソレノイド装置の作動時は回転を規制され非作動時は自由な回転を許容される回転盤とを備え、該回転盤と前記外歯歯車とを係合させて構成したことである。
【0013】
この構成で、クラッチ機構のソレノイド装置への電流の制御によって、外歯歯車の回転を制御するように作動する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図4に従って説明する。
【0015】
図1及び図2に示されるように、車両のスライドドア1は既知の構成と同様で、車両の側部ボデー10に形成された乗降口11に対して開閉するように装着されている。側部ボデー10には前後方向(図1示左右方向)に延在してセンターガイドレール12及び上下一対のアッパ及びロアガイドレール13、14が取付けられ、スライドドア1は各ガイドレール12、13、14に沿ってスライド動作自在に支持され且つその姿勢が維持される構成である。
【0016】
更に図1と図2で示されるように、スライドドア1の作動機構となる開閉装置3は上記各ガイドレール12、13、14と共に、スライドドア1内に取付けられる駆動装置4を有する。駆動装置4によって巻取り又は送り出される2本のワイヤ31a、31bよりなるケーブル31(伝達部材)が延びて備えられている。スライドドア1とセンターガイドレール12間を連携させるために対のプーリ32a、32bを備えるプーリ機構32が配置されている。各ワイヤ31a、31bは、その一端で駆動装置4の後述する駆動ドラム51(図3)に係止されて巻かれ、他端はプーリ機構32に案内されてセンターガイドレール12内に配索され、センターガイドレール12の車両前後方向における前端近傍の側部ボデー10に係止されている。又、ワイヤ31bの他端は、プーリ機構32に案内されてセンターガイドレール22内に配索され、センターガイドレール22の車両前後方向における後端に係止されている。
【0017】
次に本発明の主要部である駆動装置4について図3及び図4を参照して説明する。
【0018】
駆動装置4は、スライドドア1内に固定して取付けられるベース45と、ベース45に更に固定されるハウジング44(枠体)を備えている。ハウジング44は円筒形状部44aを備え、円筒形状部44aの内面と摺接するベアリング52を介して駆動ドラム51が回転自在に支持されている。
【0019】
駆動ドラム51の外周上には、螺旋上の溝51aが形成され、溝51aに嵌るようにワイヤ31a、31bが巻きつけられている。そして、駆動ドラム51が一方方向に回転したとき、ワイヤ31a、31bの一方は巻取られ、他方は送り出される構成になっている。又、逆転したときは、巻取りと送り出は反対となる。その結果、スライドドア1は、スライド作動する構成である。
【0020】
ハウジング44の円筒形状部44aの内径側に位置して、駆動モータ6が配置される。駆動モータ6は、ハウジング44の内側に共にベース45に固定され円筒形状のモータハウジング64を備えている。ハウジング64は円筒部64aに対する底部64bを備え、底部64bの中心部には穴が設けられている。穴に挿入されたボールベアリングを介して駆動モータ6の駆動シャフト7の一端が支持されている。また、モータハウジング64の円筒部64aの大部分は、駆動ドラム51の内径側に設けられた空間内に収納された構成となっている。駆動シャフト7は軸心部71と、軸心部71の外周上に支持部72が固定して取付けられた構成となっている。軸心部71の一方端は、モータハウジング64内に延び、その外周に凹凸が形成されたローレット部74を備えている。ローレット部74には駆動モータ6の回転子61が樹脂一体成形で固定して取付けられている。回転子61は磁性体からなるコア68と、コア68に巻き付けられたコイル67と、更にはコイル67に電流を供給するためのコミュタータ75を備える構成となっている。又、駆動シャフト7の他方端は、ハウジング44にベアリングを介して回転支持されている。更に、駆動モータ6は、モータハウジング64の内径面に固定されたマグネット66を備えている。そして、ベース45側に取付けられ、スプリング77で付勢されるブラシ76を介して回転子61のコイル67に電流が供給されると、駆動モータ6を回転作動する構成となっている。尚ブラシ76には端子78から電流が供給され、電流は後述する所定の制御様式に基いて供給される。
【0021】
更に図3、図4に示されるように、駆動シャフト7からの駆動力は、回転数を減少し大きいトルクにして駆動ドラム51に駆動力を伝達する減速機構8が備えられている。減速機構8は、駆動ドラム51の内径面に形成された内歯歯車53と、駆動シャフト7に支持され内歯歯車53と噛合う外歯歯車81を備える構成となっている。外歯歯車81は、駆動シャフト7上に設けられた駆動シャフト7の回転軸から中心軸が偏心して形成された偏心軸部73に回転可能に支持され、その歯数は内歯歯車53の歯数より少なくとも1つ以上少なく設定されている。
【0022】
次に、クラッチ機構9について、構成を説明する。
【0023】
クラッチ機構9は、ハウジング44の底部44aに固定して取付けられているソレノイド装置97と、ソレノイド装置97の一方側の面に対抗するように配置された回転盤92を備えている。回転盤92は、駆動シャフト7に回転自在に、且つ駆動シャフト7の軸方向には移動可能に支持され、ソレノイド装置97に通電され作動状態のとき、ソレノイド装置97に吸引される。尚、回転盤92は、駆動シャフト7の偏心していない部分で支持されている。
【0024】
そして、後述するように制御装置2からの指令による所定の作動様式に従い、ソレノイド装置97へ通電されたとき、回転盤92はソレノイド装置97に吸引されるように作動する構成となっている。吸引力の制御は、例えばPWM方式、即ちパルス状に短い時間に区切って供給される通電の時間を変化させて電流の量を制御する方法などで行われる。この通電時の電流量の制御によって、回転盤92とソレノイド装置97間の摩擦力を変えることができる構成となっている。ソレノイド装置97に全く電流が供給せれて無いときは、ソレノイド装置97の回転盤92に対する吸引力は無く、回転盤92はソレノイド装置97に対して自由に回転可能である。一方、ソレノイド装置97に電流が供給されたとき、駆動装置4の所定の駆動力の範囲内で回転盤92は、ソレノイド装置97を介してハウジング44に対して、固定される構成となっている。
【0025】
回転盤92のソレノイド装置97側と反対の側面に対抗して、外歯歯車81が配置されている。回転盤92の側面には、複数のピン93が起立して取付けられている。複数のピン93は、外歯歯車81に形成された複数の穴82に夫々挿入されている。穴82の内径はピン93の外径より大きく設定され、相互間に生じる隙間の分だけ回転盤92と外歯歯車81とは回転軸と直角の径方向に互いに移動できる。この移動できる量は、外歯歯車81を支持する駆動シャフト7の偏心軸部73の偏心量に対応している。
【0026】
図3に示すように、ベース45には、制御装置2が取付けられる。制御装置2は電子素子(図示せず)が装填された基盤20を備え、所定の制御様式に基き駆動装置4を制御する。制御装置2への入力装置として、基盤20に取付けられた回転センサ21と、回転センサ21に対抗して駆動ドラム51にマグネット22が取付けられ、駆動ドラム51の回転数が入力できる構成となっている。回転センサ21からの信号によって、制御装置2は、スライドドア1のスライド動作速度、スライド動作方向や現在位置等を算出し、後述する作動の制御を行う構成となっている。
【0027】
制御装置2を含めた駆動装置4全体がコンパクトに構成できるだけでなく、回転センサ21からの信号を配線によらずに入力するために、ノイズの影響を少なくし、作動の信頼性を確保できる利点がある。
【0028】
以上のように構成された、駆動装置4の作動をスライドドア1のスライド動作に関連させて説明する。
【0029】
先ずスライドドア1をスライド動作させる際、クラッチ機構9のソレノイド装置97に回転盤92を完全に固定するように所定電流を供給する。この状態で駆動モータ6に電流が供給され、駆動シャフト7が回転する。そして、駆動シャフト7を支持する駆動シャフト7の偏心軸部73は、駆動シャフト7の回転軸周りに回転する。この偏心軸部73の回転に伴って、固定された回転盤92のピン9によって回転が規制された外歯歯車81と駆動ドラム51の内歯歯車53との噛合い位置が回転移動する。噛合い位置が1回転することによって、駆動ドラム51は、外歯歯車81と内歯歯車53の歯数の差に相当する角度分回転する。この駆動ドラム51の回転によって、駆動ドラム51に巻かれた2本のワイヤ31a、31bの一方は駆動ドラム51に巻き取られ、且つ他方は駆動ドラム51から送り出されることになる。そして、スライドドア1がスライド動作する。
【0030】
この減速機構8では外歯歯車81と内歯歯車53の歯数を多くして、且つ互いの歯数の差を少なくすれば大幅に回転数を減速することができるために、駆動モータ6を高速回転のものとして小型にすることができる利点がある。
【0031】
上記構成で、スライドドア1が電動でスライド作動しているときに、スライドア1に多大な負荷が加わった場合、クラッチ機構9のソレノイド装置97と回転盤92の間の摩擦力より負荷の方が大きくなる可能性がある。このときは、ソレノイド装置97と回転盤92の間で滑りが生じ、回転盤92が回転する。この結果、外歯歯車81は偏心軸部73上で回転するために、駆動モータ6からスライドドア1へ駆動力は伝達されなくなる。これにより、駆動装置4への多大な負荷による破損が防止される。
【0032】
ソレノイド装置97への給電が無い場合は、回転盤92と外歯歯車81は回転が規制されずに、互いに連結された状態で自由に回転可能となる。この状態で乗員がスライドドア1をスライド動作させるいわゆる手動スライド動作させると、スライドドア1のスライド動作に伴いケーブル31a、31bを介して駆動ドラム51と外歯歯車81は回転するが、駆動シャフト7は回転しない。よって、駆動モータ6は負荷とならずに軽い操作力でスライドドア1をスライド動作させることができる。
【0033】
一方、スライドドア1の手動スライド動作中(手動スライド動作中ばかりでなく坂道等での不用意なスライド動作も含む)において、駆動ドラム51の回転数を検出する回転センサ21の出力信号によってスライドドア1のスライド動作速度が所定値以上となったことが検出されたとき、クラッチ機構9のソレノイド装置97に制御された所定の電流を給電してソレノイド装置97と回転盤92とを摩擦係合させる。これにより、クラッチブレーキ機構9がブレーキ状態となり、スライドドア1のスライド動作にそれに抗する制動力が付与される。結果、スライドドア1のスライド動作が制動され、スライドドア1のスライド動作速度が所定速度以下に保たれる。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動モータの駆動シャフト上に減速機構とクラッチ機構が配置され、駆動ドラムを駆動するように作動するために部品点数が少なく構成が簡素になる。更に、駆動モータ、減速機構及びクラッチ機構が駆動ドラム内径部側に配置されることによって小型にすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の駆動装置を車両のスライドドアに装着した状態を示す側面図。
【図2】図1のA−A部分での断面図。
【図3】本発明の駆動装置を断面図。
【図4】図3のB−B部分での断面図。
【符号の説明】
1 開閉体(スライドドア)
4 駆動装置
6 駆動モータ
7 駆動シャフト
8 減速機構
9 クラッチ機構
31 伝達部材(ケーブル)
44 枠体(ハウジング)
51 駆動ドラム
53 内歯歯車
73 偏心軸部
92 回転盤
97 ソレノイド装置
Claims (3)
- 枠体と、
該枠体に回転自在に支持され、外周部上に開閉体へ駆動力を伝達する伝達部材を備える駆動ドラムと、
該駆動ドラムに対する駆動力を発生する駆動モータと、
前記駆動モータと前記駆動ドラム間に配置され前記モータから前記駆動ドラムに駆動力を伝達する減速機構と、
前記駆動モータと前記駆動ドラム間に配置され作動時に前記駆動モータの駆動力を前記減速機構を介して前記駆動ドラムに伝達し、非作動時には前記駆動モータから前記駆動ドラムへの駆動力の伝達を遮断するクラッチ機構とを備える開閉体の駆動装置において、
前記減速機構と前記クラッチ機構を前記駆動モータが備える駆動シャフト上に配置し、且つ前記減速機構、前記クラッチ機構及び前記駆動モータを前記駆動ドラムの内径部側に配置したことを特徴とする開閉体の駆動装置。 - 前記減速機構は、前記駆動ドラムの内径部に形成された内歯歯車と、該内歯歯車と噛合い且つ前記回転シャフト上に設けられた偏心軸部上で回転自在となる外歯歯車とを備える請求項1に記載の開閉体の駆動装置。
- 前記クラッチ機構は、前記枠体に支持されるソレノイド装置と、該ソレノイド装置の作動時は回転を規制され非作動時は自由な回転を許容される回転盤とを備え、該回転盤と前記外歯歯車とを係合させて構成した請求項2に記載の開閉体の駆動装置。
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