JP4058332B2

JP4058332B2 - 車両用開閉体の開閉駆動装置

Info

Publication number: JP4058332B2
Application number: JP2002354358A
Authority: JP
Inventors: 良治志村; 広隆西島; 浩次高井
Original assignee: Ohi Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Ohi Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: JP2004183409A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のバックドアやスライドドアなどの種々の車両用開閉体を開閉駆動するための開閉駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の開閉駆動装置としては、例えば、特許文献１に記載のドアガラス用の開閉駆動装置が知られている。
【０００３】
かかる開閉駆動装置は、回動モータとドアガラスとの間の動力伝達系中に、モータの回転軸の回転力を減速比に応じて増大させるウォームギヤとウォームホイールを備え、さらに、モータの回転軸とウォームギヤとの間にクラッチを介在させた構成となっている。このクラッチは、モータの回転軸からウォームギヤへの回転力を伝達することにより、モータの回転力によるドアガラスの開閉駆動を可能とする。また、このクラッチは、手動によるドアガラスの開閉を阻止して防盗性を向上させる機能をもつ。すなわち、このクラッチは、ドアガラスを手動により開閉させる力がドアガラスに掛かってウォームホイールとウォームギヤが回転しようとしたときに、そのウォームギヤの回転を阻止するブレーキとして機能して、ドアガラスの手動による開閉を阻止する構成となっている。
【０００４】
したがって、そのドアガラスはモータの回転力のみによって開閉され、手動によっては開閉できない。そのドアガラスの開閉位置はモータの回転軸の回転位置に対応することになる。したがって、そのドアガラスの開閉位置を検出するために、モータの回転軸の回転位置を検出するセンサが備えられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３４２０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の開閉駆動装置は、ウォームギヤとウォームホイールを用いてモータの回転力を高い減速比に応じて効率よく増大できるものの、手動による開閉体の開閉を阻止する構成であるため、その使用分野が制限されてしまい、モータと手動の双方による開閉体の開閉を実現することができなかった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、モータの回転力を高い減速比に応じて効率よく増大させて装置自体の小型軽量化を図りつつ、モータと手動の双方による開閉体の開閉を可能とする車両用開閉体の開閉駆動装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明の車両用開閉体の開閉駆動装置は、車両に備わる開閉体を駆動するために、モータによって回転される回転軸の回転をウォームギヤとウォームホイールを介して出力する車両用開閉体の開閉駆動装置において、それぞれの軸線が一致する前記回転軸と前記ウォームギヤとの間の接続および遮断が可能であって、接続状態のときに前記モータによる前記開閉体の開閉駆動を可能とし、かつ遮断状態のときに前記開閉体の手動開閉に伴う前記ウォームギヤの回転を許容するクラッチと、前記開閉体の開閉位置に対応する前記ウォームギヤの回転位置を検出する検出手段とを備え、前記クラッチは、前記回転軸の端部と前記ウォームギヤの端部のそれぞれに備えられて前記軸線方向において対向する第１および第２ディスク板と、前記第１および第２ディスク板を前記軸線方向に沿って弾性的に離間させるばねと、前記回転軸の周囲に位置し、通電されたときに生じる電磁力によって、前記ばねに抗して前記第１および第２ディスク板を前記軸線方向に沿って圧接させる電磁コイルと、を含み、前記検出手段は、前記ウォームギヤに取り付けられた被検出部材の回転位置を検出するものであり、前記軸線方向における前記被検出部材と前記クラッチとの間に、前記ウォームギヤを回転自在に軸支する軸受部材を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の本発明の車両用開閉体の開閉駆動装置は、請求項１において、前記回転軸はハウジング内に回転自在に備えられ、前記電磁コイルは、前記ハウジングの内部定位置に備えられることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の車両用開閉体の開閉駆動装置は、請求項１または２において、前記ウォームギヤに、前記ウォームホイールと噛合する複数条のウォームを設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用バックドア（車両用開閉体）を開閉駆動するための開閉駆動装置としての適用例である。
【００１２】
図１は、本例の開閉駆動装置１０によって開閉される自動車のバックドア１の説明図である。本例の開閉駆動装置１０は車体２の後部屋根の内側に装着され、後述するように、可逆転モータの回転軸の回転をウォームギヤとウォームホイールを介して出力する構成となっている。３はリンク機構であり、ウォームホイールが一方に回転したときにバックドア１を開き、それが他方に回転したときにバックドア１を閉じる構成となっている。
【００１３】
図２は開閉駆動装置１０の外観図、図３は図２のＩＩＩ矢視図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【００１４】
これらの図において、ハウジング１１内には、ウォームホイール１２が軸線Ｏ１を中心として回転可能に設けられている。ウォームホイール１２の回転中心からは出力軸１２Ａが突出しており、この出力軸１２Ａの先端が出力伝達機構としてのリンク機構３の入力部に差し込まれるようになっている。ハウジング１１内には、ウォームホイール１２と噛合するウォームギヤ１３が軸線Ｏ２を中心として回転可能に設けられている。１４および１５は、ウォームギヤ１３の一端１３Ａおよび他端１３Ｂをハウジング１１内に回転自在に軸支するための軸受部材である。ウォームギヤ１３には、ウォームホイール１２と噛合する複数条（例えば、２から４条）のウォームが形成されており、これにより、ウォームギヤ１３からウォームホイール１２への方向の回転力の伝達のみならず、それとは逆のウォームホイール１２からウォームギヤ１３への方向の回転力の伝達も可能となっている。
【００１５】
ハウジング１１の図中右側には駆動源としての可逆転モータ１６が取り付けられており、その回転軸１６Ａの軸線は軸線Ｏ２と一致している。回転軸１６Ａの先端とウォームギヤ１３の他端１３Ｂとの間には、クラッチ１７が介在されている。
【００１６】
クラッチ１７は、軸線Ｏ２方向において互いに対向する第１，第２ディスク板１７Ａ，１７Ｂを備えており、第１ディスク板１７Ａは回転軸１６Ａに固定されている。第２ディスク板１７Ｂは板ばね１７Ｃを介してベース１７Ｅに取り付けられ、そのベース１７Ｅはウォームギヤ１３の他端１３Ｂに固定されている。板ばね１７Ｃは、第２ディスク板１７Ｂを第１ディスク板１７Ａから矢印Ａ１方向に離間させる位置に弾性的に保持している。ハウジング１１の内部定位置には、電磁石を構成する電磁コイル１７Ｄが備えられており、この電磁コイル１７Ｄに通電したときの電磁力によって、第２ディスク板１７Ｂが板ばね１７Ｃの弾性変形を伴って矢印Ａ２方向に吸引されて、第１ディスク板１７Ａに圧接するようになっている。したがって、電磁コイル１７Ｄが通電されていないときは、板ばね１７Ｃによって第２ディスク板１７Ｂが第１ディスク板１７Ａから離間する位置に保持されて、クラッチ１７が遮断状態となっている。そして、電磁コイル１７Ｄが通電されたときに、第２ディスク板１７Ｂの摩擦面が第１ディスク板１７Ａの摩擦面に圧接することによって、クラッチ１７は、第１ディスク板１７Ａ，第２ディスク板１７Ｂ，板ばね１７Ｃ，ベース１７Ｅを介して回転軸１６Ａとウォームギヤ１３とを接続する接続状態となる。
【００１７】
ハウジング１１には、ウォームギヤ１３の回転位置を検出するためのセンサ（検出手段）１８が備えられている。本例のセンサ１８は、ウォームギヤ１３に取り付けられたマグネット（被検出部材）１８Ａと、ハウジング１１の内側定位置に取り付けられたホールＩＣ１８Ｂによって構成されている。マグネット１８Ａはウォームギヤ１３の周方向に沿って複数極に着磁されており、ホールＩＣ１８Ｂに組み込まれたホール素子は、ウォームギヤ１３が１回転する毎に、マグネット１８Ａの磁極数に応じた検出パルスを出力する。このパルスにはウォームギヤ１３の回転方向が反映される。したがって、ウォームギヤ１３の回転方向に応じてパルスをカウントアップおよびカウントダウンすることによって、ウォームギヤ１３の回転位置を検出することができる。
【００１８】
次に、動作について説明する。
開閉駆動機構１０の駆動力によってバックドア１を開閉する場合には、電磁コイル１７Ｄに通電してクラッチ１７を接続状態としてから、バックドア１の開閉方向に応じてモータ１６を一方向または他方向に駆動させる。モータ１６の回転軸１６Ａの回転力は、クラッチ１７を介してウォームギヤ１３に伝達されてから、ウォームギヤ１３とウォームホイール１２の減速比に応じて増大されて、ウォームホイール１２の出力軸１２Ａから出力される。そして、その出力軸１２Ａの回転方向に応じてリンク機構３が動作することによって、バックドア１が開閉される。バックドア１の開閉位置はウォームギヤ１３の回転位置に対応するため、そのウォームギヤ１３の回転位置をセンサ１８によって検出することにより、バックドア１の開閉位置を検出することができる。その検出結果は、例えば、バックドア１を所定位置まで開閉させる等の開閉制御に利用することができる。
【００１９】
ウォームギヤ１３とウォームホイール１２の減速比を１：Ｎとした場合には、バックドア１の開閉量に対応するウォームホイール１２の回転量に対して、ウォームギヤ１３の回転量はＮ倍となる。そのため、回転量の比較的多いウォームギヤ１３の回転をセンサ１８によって検出することは、バックドア１の開閉量を高精度に検出できることになる。仮に、回転量が比較的少ないウォームホイール１２の回転をセンサ１８によって検出し、それに基づいてバックドア１の開閉量を検出した場合には、その検出精度が劣ることになる。より具体的には、ウォームホイール１２の１回転に対応するバックドア１の開閉量に対して、Ａパルスの読み取り精度がセンサに要求される場合、本例のように、ウォームホイール１２のＮ倍の回転量となるウォームギヤ１３の回転をセンサ１８によって検出することにより、そのセンサ１８に要求される読み取り精度を１回転当たりＡ／Ｎパルスとすることができる。勿論、センサによってウォームホイール１２の回転を検出した場合には、そのセンサには、１回転当たりＡパルスの読み取り精度が要求されることになる。
【００２０】
したがって、本例のようにウォームギヤ１３の回転をセンサ１８によって検出することは、ウォームホイール１２の回転を検出する場合に比して、バックドア１の開閉位置の検出精度を高めることができると共に、センサに要求される１回転当たりのパルスの読み取り精度をＡパルスからＡ／Ｎパルスに下げることができる。しかも、そのパルスの読み取り精度に応じてセンサ１８におけるマグネット１８Ａの磁極数も１／Ｎとして、センサ１８自体の小型軽量化を図ることができる。また、本例においては、センサ１８のマグネット１８Ａとクラッチ１７との間に軸受部材１５が位置しているため、ウォームギヤ１３におけるセンサ１８の検出部位およびクラッチ１７の動力伝達部位を確実に保持して、それらを安定的に作動させることができる。さらに、ウォームホイール１２とウォームギヤ１３によって構成される減速段の入力側にクラッチ１７を備えているため、そのクラッチ１７に要求される伝達トルクを小さくすることができ、クラッチ１７の小型軽量化、ひいては開閉駆動装置１０全体の小型軽量化を図ることができる。
【００２１】
一方、手動によってバックドア１を開閉する場合には、クラッチ１７を遮断状態としたまま、バックドア１を開動方向または閉動方向に操作すればよい。ウォームホイール１２とウォームギヤ１３は、バックドア１に加わる操作力の方向に応じて自由回転する。その際、ウォームギヤ１３に複数条のウォームが形成されているため、ウォームホイール１２の回転に応じてウォームギヤ１３がスムーズに回転し、手動によるバックドア１の操作抵抗が軽減されることになる。また、バックドア１の操作抵抗を軽減するためには、ウォームホイール１２とウォームギヤ１３との摩擦係数にもよるがウォームギヤ１３の進み角度を２０度前後に設定することも有効である。
【００２２】
また、ウォームギヤ１３の回転位置をセンサ１８によって検出することにより、手動によるバックドア１の開閉位置も検出することができる。ウォームギヤ１３とウォームホイール１２の減速比を１：Ｎとした場合、センサ１８は、ウォームホイール１２のＮ倍の回転量となるウォームギヤ１３の回転を検出することになるため、手動によるバックドア１の開閉位置も高精度に検出できることになる。
【００２３】
（他の実施形態）
センサ１８は、ウォームギヤ１３の回転を検出できる位置に備えればよく、例えば、ウォームギヤ１３の一端１３Ａ側の位置に備えてもよい。また、センサ１８としては、本例のような磁気的な検出方式のみに限定されず、例えば、フォトインタラプタを用いた光学的な検出方式等、種々の検出方式のセンサを用いることができる。
【００２４】
また、本発明の開閉駆動装置は、自動車のバックドア１の開閉駆動用としてのみならず、自動車のスライドドア等、種々の車両用開閉体の開閉駆動装置として広く適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車両用開閉体の開閉駆動装置は、モータの回転軸の回転をウォームギヤとウォームホイールを介して出力する構成において、回転軸とウォームギヤとの間にクラッチを介在させ、クラッチの接続状態のときにモータによる開閉体の開閉駆動を可能とし、かつクラッチの遮断状態のときにウォームギヤの回転を許容することにより、モータの回転力を高い減速比に応じて効率よく増大させて装置自体の小型軽量化を図りつつ、モータと手動の双方による開閉体の開閉を可能とすることができる。しかも、ウォームギヤとウォームホイールによって構成される減速段の入力側であるウォームギヤと、モータの回転軸との間にクラッチが介在するため、そのクラッチに要求される伝達トルクを小さくして、クラッチの小型軽量化ひいては開閉駆動装置全体の小型軽量化を図ることができる。さらに、ウォームギヤとウォームホイールによって構成される減速段の高速回転側であるウォームギヤの回転位置を検出することによって、開閉体の開閉位置を高精度に検出することができると共に、そのウォームギヤの回転位置を検出するための検出手段に要求される読み取り精度を下げて、その検出手段の小型軽量化を図ることができる。
【００２６】
また、本発明の車両用開閉体の開閉駆動装置は、検出手段として、ウォームギヤに取り付けられた被検出部材の回転位置を検出する手段を用い、さらに、その被検出部材とクラッチとの間にウォームギヤの軸受部材を備えることにより、ウォームギヤにおける検出手段の検出部位およびクラッチの動力伝達部位を確実に保持して、それらの検出手段とクラッチを安定的に作動させることができる。
【００２７】
また、本発明の車両用開閉体の開閉駆動装置は、ウォームギヤに、ウォームホイールと噛合する複数条のウォームを設けることにより、手動による開閉体の開閉時に、ウォームホイールとウォームギヤをスムーズに自由回転させて、開閉体の操作抵抗を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能な自動車のバックドアの説明図である。
【図２】本発明の一実施形態の開閉駆動装置の外観図である。
【図３】図２のＩＩＩ矢視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１バックドア（車両用開閉体）
１０開閉駆動装置
１１ハウジング
１２ウォームホイール
１３ウォームギヤ
１４，１５軸受部材
１６モータ
１６Ａ回転軸
１７クラッチ
１８センサ（検出手段）

Claims

車両に備わる開閉体を駆動するために、モータによって回転される回転軸の回転をウォームギヤとウォームホイールを介して出力する車両用開閉体の開閉駆動装置において、
それぞれの軸線が一致する前記回転軸と前記ウォームギヤとの間の接続および遮断が可能であって、接続状態のときに前記モータによる前記開閉体の開閉駆動を可能とし、かつ遮断状態のときに前記開閉体の手動開閉に伴う前記ウォームギヤの回転を許容するクラッチと、
前記開閉体の開閉位置に対応する前記ウォームギヤの回転位置を検出する検出手段と
を備え、
前記クラッチは、
前記回転軸の端部と前記ウォームギヤの端部のそれぞれに備えられて前記軸線方向において対向する第１および第２ディスク板と、前記第１および第２ディスク板を前記軸線方向に沿って弾性的に離間させるばねと、前記回転軸の周囲に位置し、通電されたときに生じる電磁力によって、前記ばねに抗して前記第１および第２ディスク板を前記軸線方向に沿って圧接させる電磁コイルと、を含み、
前記検出手段は、前記ウォームギヤに取り付けられた被検出部材の回転位置を検出するものであり、
前記軸線方向における前記被検出部材と前記クラッチとの間に、前記ウォームギヤを回転自在に軸支する軸受部材を備える
ことを特徴とする車両用開閉体の開閉駆動装置。
前記回転軸をハウジング内に回転自在に備え、
前記電磁コイルを前記ハウジングの内部定位置に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用開閉体の開閉駆動装置。
前記ウォームギヤに、前記ウォームホイールと噛合する複数条のウォームを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用開閉体の開閉駆動装置。