JP4378296B2 - 車両用ドアの駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ドアを開閉方向へ駆動可能な車両用ドアの駆動装置に関する。
従来、車両用ドアの駆動装置は、モータの回転を減速する減速機構の出力側と、スライドドアに接続されるケーブルを作動させるための出力ギヤとの間の操作力伝達経路を断続可能な電磁クラッチを設け、モータを回転させるとともに、電磁クラッチにより操作力伝達経路を接続することによって、スライドドアをモータ駆動により開閉移動させ、また、電磁クラッチにより操作力伝達経路を切断することによって、スライドドアの移動による出力ギヤの回転が、減速機構及びモータへ伝達されないようにして、スライドドアの手動開閉操作を可能にしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１６０９３３号公報
しかし、上述のような従来の車両用ドアの駆動装置においては、電磁クラッチを減速機構の出力側とドアに連係する出力ギヤとの間の操作力伝達経路に設けているため、電磁クラッチの吸引力を、減速機構の出力に十分に耐え得るものにしなければならない。このため、電磁クラッチは、吸引力が大きい大型形状のものを使用することとなり、これに伴って、駆動装置が大型になる問題点を有する。
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、小型化を可能にした車両用ドア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）ドアを開閉方向へ駆動可能な車両用ドアの駆動装置において、ハウジング内に回転可能に枢支されたサンギヤと、該サンギヤと同心状に回転可能に枢支されたリングギヤと、前記サンギヤと同心状に枢支されたプラネタリキャリヤと、該プラネタリキャリヤに枢支され、前記サンギヤと前記リングギヤとの相互に噛合する複数のプラネタリギヤと、前記リングギヤに接続され、前記リングギヤを回転させるモータと、前記サンギヤの回転に制動力を付与可能な電磁ブレーキと、前記プラネタリキャリヤに接続されるとともに、前記ドアに連係され、前記ドアを開閉方向へ移動可能な作動部材とを備える。
（２）上記(１)項において、作動部材を、ドアに接続されるケーブルを巻き取り可能な回転ドラムとし、該回転ドラムをプラネタリキャリヤと同心状に枢支する。
（３）上記(１)または(２)項において、リングギヤ、サンギヤ及びプラネタリキャリヤを、電磁ブレーキにおける円筒状のコアに回転可能に枢嵌する。
（４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、リングギヤの外周に、モータの出力軸に設けられたウォームに噛合する外歯を設ける。
本発明によれば、次のような効果が奏せられる。
（ａ）請求項１記載の発明によると、電磁ブレーキによりサンギヤの回転に制動力を付与することにより、電動操作によりドアを開閉させることができ、また、制動力を解除して、サンギヤの回転を自在にすることにより、手動操作によりドアを軽快に開閉することができる。また、電動操作時には、サンギヤの回転を阻止する力で足りるため、電磁ブレーキは小型のもので良く、駆動装置の小型化を図ることができる。
さらには、電磁ブレーキの電気的制御をもって、サンギヤに付与する制動力を変化させることにより、ドアの移動に対して所望の制動力を付与することができ、ドアの速度を簡単かつ確実に制御することができる。
（ｂ）請求項２記載の発明によると、作動部材を、ドアに接続されるケーブルを巻き取り可能な回転ドラムとし、該回転ドラムをプラネタリキャリヤと同心状に枢支したことにより、プラネタリキャリヤの回転を回転ドラムに確実に伝達することができる。
（ｃ）請求項３記載の発明によると、リングギヤ、サンギヤ及びプラネタリキャリヤを、電磁ブレーキにおける円筒状のコアに回転可能に枢嵌することにより、リングギヤ、サンギヤ及びプラネタリキャリヤを枢支するための軸部をハウジングに形成する必要がないので、ハウジングの形状を簡単にすることができる。
（ｄ）請求項４記載の発明によると、リングギヤの外周に、モータの出力軸に設けられたウォームに噛合する外歯を設けたことにより、モータの回転をリングギヤに直接、伝達させることができるため、部品数を削減して構成の簡素化を図ることができる。
以下、本発明に係わる一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用されるスライドドア(１)を備えた車両の側面図を示す。
車両のスライドドア(１)は、車体(２)の側面に固定された前後方向を向くガイドレール(2b)(2c)(2d)により前後方向へ移動可能に支持されるとともに、手動操作及び車体(２)のパネル内に配置された駆動装置(３)の駆動による電動操作により開閉移動し、車体(２)の側面に設けられた乗降用のドア開口部(2a)を開閉する。なお、本発明は、スライドドア(１)以外のドア、例えば、スイングドアやバックドア等にも適用可能である。
図２は、駆動装置(３)の要部の縦断面拡大図を示す。駆動装置(３)は、正逆回転可能なモータ(４)と、車体(２)に固定されるハウジング(５)と、モータ(４)の回転を減速する減速手段(６)及びハウジング(５)内に収容される遊星歯車ユニット(７)と、電磁ブレーキ(８)と、作動部材をなす回転ドラム(９)とを備えて構成される。
遊星歯車ユニット(７)は、ハウジング(５)内に枢支されるサンギヤ(11)と、サンギヤ(11)と同心状に枢支されるリングギヤ(12)及びプラネタリキャリヤ(13)と、プラネタリキャリヤ(13)に軸(13a)により枢支され、サンギヤ(11)とリングギヤ(12)との間に相互に噛合する複数のプラネタリギヤ(14)とを有している。
モータ(４)及び電磁ブレーキ(８)は、スライドドア(１)に設けられた操作ハンドルの操作を検出する検知センサー、車内に設けられた操作スイッチまたはワイヤレスリモコンのいずれかの操作に基づいて駆動するように、制御回路装置（図示略）により制御される。
また、操作ハンドルを操作することなく、スライドドア(１)を半開位置から開方向または閉方向へ直接、手で押して、スライドドア(１)の移動を検出する速度計測装置（図示略）が所定速度以上を計測したときには、電磁ブレーキ(８)及びモータ(４)を駆動制御して、スライドドア(１)を安全な速度に減速して移動させることができる。
さらには、車両が傾斜地等の停車時に、スライドドア(１)が自重により、開方向または閉方向へ移動し、速度計測装置が所定速度以上を検出した際にも、電磁ブレーキ(８)及びモータ(４)を駆動制御して、スライドドア(１)を安全な速度に減速して移動させることができる。
電磁ブレーキ(８)は、ハウジング(５)内に螺子(83)により固定される磁性体のコア(81)と、コア(81)に収容され、かつ円周状に巻かれた環状のコイル(82)とを有し、コイル(82)に給電することによりコア(81)を励磁する。なお、コイル(82)に印加される電圧は、ＰＷＭ制御により、コア(81)に発生する励磁力を変化させることができる。
コア(81)は、ハウジング(５)内に回転ドラム(９)を枢支するための軸(15)と同心状の有底筒状に形成されるとともに、その中心寄りには、軸(15)が貫通し、かつ軸(15)と同心の円筒軸部(81b)が形成されている。
サンギヤ(11)は、コア(81)に設けられた円筒軸部(81b)に枢嵌されることにより、電磁ブレーキ(８)のコイル(82)に対向するようにハウジング(５)内に枢支されるとともに、電磁ブレーキ(８)のコイル(82)に対向する左側面には、磁性体により形成される環状の摩擦板(111)が螺子(112)により固定されている。摩擦板(111)は、コア(81)が非励磁のとき、コア(81)に対して僅かに離間し、また、コア(81)が励磁時のとき、コア(81)に吸引される。
電磁ブレーキ(８)は、非励磁のとき、サンギヤ(11)の回転を自在にし、また、励磁時のとき、摩擦板(111)を吸引することにより、サンギヤ(11)の回転に制動力を付与してサンギヤ(11)の回転を完全に阻止する。また、コイル(82)に印加する電圧を制御して、半ブレーキ、すなわち摩擦板(111)が吸引力に抗してコア(81)を摺動して回転し得るようにすることもできる。
リングギヤ(12)は、電磁ブレーキ(８)のコア(81)の外周部(81a)に回転可能に枢嵌されるとともに、その内周には、プラネタリギヤ(14)に噛合する内歯(12a)が設けられ、また、外周には、モータ(４)の出力軸(4a)に設けられたウォーム(41)に非可逆的に噛合する外歯(12b)が設けられ、モータ(４)の回転に基づいて所定の方向へ減速回転する。なお、本実施形態における減速手段(６)は、ウォーム(41)及びウォーム(41)に非可逆的に噛合する外歯(12b)からなるウォームギヤにより構成される。このように、リングギヤ(12)の外周に、モータ(４)の出力軸(4a)に設けられたウォーム(41)に噛合する外歯(12b)を設けたことにより、モータ(４)の回転をリングギヤ(12)に直接、伝達させることができ、減速手段(６)の構成を簡素化することができる。
プラネタリキャリヤ(13)は、コア(81)の円筒軸部(81b)に枢嵌されることにより、サンギヤ(11)の右側面に対向するようにハウジング(５)内に枢支されるとともに、回転ドラム(９)の側面に対向する右側面に設けられた凸部(13b)を回転ドラム(９)の凹部(9a)に係合することにより、回転ドラム(９)と一体的に回転しうるように接続される。
回転ドラム(９)は、プラネタリキャリヤ(13)と同心状、すなわち軸(15)によりハウジング(５)内に枢支されるとともに、外周に設けられた螺旋溝(9b)には、ケーブル(16)が巻き取り及び送り出し可能に掛け回されている。このように、回転ドラム(９)をプラネタリキャリヤ(13)と同心状に枢支したことにより、プラネタリキャリヤ(13)の回転を回転ドラム(９)に確実に伝達することができる。
なお、本実施形態においては、作動部材を、ケーブル(16)を巻き取り可能な回転ドラム(９)としたが、これに代えて、作動部材を、一端部がドア(１)に連係され、また他端部がプラネタリキャリヤ(13)に連結されて、プラネタリキャリヤ(13)と共に回転可能なアーム状部材とし、このアーム状部材の回転をもって、ドア(１)を開閉方向へ移動させるようにしても良い。この場合、アーム状部材は、プラネタリキャリヤ(13)に対して同心または偏心位置のいずれの位置に枢支しても良い。
ケーブル(16)は、ガイドレール(2c)に沿って配索されるとともに、スライドドア(１)の後端部に接続され、プラネタリキャリヤ(13)の回転による回転ドラム(９)の回転に伴って、螺旋溝(9b)に巻き取られることにより、スライドドア(１)を開方向及び閉方向へ移動させることができる。
また、回転ドラム(９)は、スライドドア(１)の移動に同期して回転するとともに、回転ドラム(９)と一体的に回転する軸(15)には、回転ドラム(９)の回転角度及び回転方向に応じたパルス信号を発生する回転センサ（図示略）が設けられ、この回転センサのパルス信号に基づいて、速度計測装置は、スライドドア(１)の移動速度及び移動方向を計測するようになっている。
上述により、電磁ブレーキ(８)を励磁してサンギヤ(11)の回転を完全に阻止した状態でモータ(４)を回転させることにより、リングギヤ(12)は、減速手段(６)を介して減速回転し、また、プラネタリギヤ(14)は、リングギヤ(12)の回転に伴って、自転しつつサンギヤ(11)の回りを公転する。これにより、プラネタリキャリヤ(13)は、円筒軸部(81b)を中心に回転し、回転ドラム(９)を回転させる。回転ドラム(９)は、プラネタリキャリヤ(13)の回転に伴って回転することにより、ケーブル(16)を巻き取り、スライドドア(１)を開方向または閉方向へ移動させる。
電磁ブレーキ(８)が非励磁のときには、サンギヤ(11)の回転が自在であるため、リングギヤ(12)の外歯(12b)がウォーム(41)に非可逆的に噛合して、リングギヤ(12)の回転が阻止されていても、プラネタリキャリヤ(13)は、プラネタリギヤ(14)が噛合しているサンギヤ(11)を回転させつつ円筒軸部(81b)回りを自在に回転することができる。したがって、スライドドア(１)の手動操作時に、モータ(４)を逆転させる負荷を受けることなく、回転ドラム(９)及びプラネタリキャリヤ(13)を回転させることができ、スライドドア(１)を軽快に開方向及び閉方向へ移動させることができる。
また、速度計測装置が所定速度以上を計測した場合には、電磁ブレーキ(８)の駆動により、サンギヤ(11)の回転を阻止し、回転ドラム(９)側からの入力に対するプラネタリキャリヤ(13)の回転に対して制動力を付与する。このとき、サンギヤ(11)の回転を阻止して、プラネタリキャリヤ(13)に急激な制動力を付与すると、スライドドア(１)を滑らかに減速させることができないだけでなく、各接続部分に過大が荷重が作用し、各接続部分が破損するおそれがある。このような場合には、電磁ブレーキ(８)のコイル(82)に印加する電圧をＰＷＭ制御により、スライドドア(１)の速度に応じて変化させ、スライドドア(１)が所定速度に減速されるまで、電磁ブレーキ(８)を半ブレーキ状態にする。そして、スライドドア(１)の所定速度に減速された時点で、モータ(４)を回転させるとともに、サンギヤ(11)の回転を電磁ブレーキ(８)により完全に阻止することにより、スライドドア(１)を滑らかに減速して安全な速度で移動させることができる。
以上のように、本実施形態においては、電磁ブレーキ(８)によりサンギヤ(11)の回転に制動力を付与することにより、電動操作によりスライドドア(１)を開閉させることができ、また、制動力を解除して、サンギヤ(11)の回転を自在にすることにより、手動操作によりスライドドア(１)を軽快に開閉することができる。また、電動操作時には、サンギヤ(11)の回転を阻止する力で足りるため、電磁ブレーキ(８)は小型のもので良く、駆動装置(３)の小型化を図ることができる。さらには、電磁ブレーキ(８)のコイル(82)に印加する電圧をＰＷＭ制御をもって、サンギヤ(11)に付与する制動力を変化させることにより、スライドドア(１)の移動に対して所望の制動力を付与することができ、スライドドア(１)の速度を簡単かつ確実に制御することができる。
また、サンギヤ(11)、リングギヤ(12)及びプラネタリキャリヤ(13)を、電磁ブレーキ(８)における円筒状のコア(81)に回転可能に枢嵌したことにより、サンギヤ(11)、リングギヤ(12)及びプラネタリキャリヤ(13)を枢支するための軸部をハウジング(５)に別途形成する必要がないので、ハウジング(５)の形状を簡単にすることができる。
本発明の一実施形態を適用した車両の側面図である。 駆動装置の要部の縦断面拡大図である。
符号の説明
(１)スライドドア（ドア）
(２)車体
(2a)ドア開口部
(2b)(2c)(2d)ガイドレール
(３)駆動装置
(４)モータ
(4a)出力軸
(５)ハウジング
(６)減速手段
(７)遊星歯車ユニット
(８)電磁ブレーキ
(９)回転ドラム（作動部材）
(9a)凹部
(9b)螺旋溝
(11)サンギヤ
(12)リングギヤ
(12a)内歯
(12b)外歯（減速手段）
(13)プラネタリキャリヤ
(13a)軸
(13b)凸部
(14)プラネタリギヤ
(15)軸
(16)ケーブル
(41)ウォーム（減速手段）
(81)コア
(81a)外周部
(81b)円筒軸部
(82)コイル
(83)螺子
(111)摩擦板
(112)螺子

Claims (4)

  1. ドアを開閉方向へ駆動可能な車両用ドアの駆動装置において、
    ハウジング内に回転可能に枢支されたサンギヤと、該サンギヤと同心状に回転可能に枢支されたリングギヤと、前記サンギヤと同心状に枢支されたプラネタリキャリヤと、該プラネタリキャリヤに枢支され、前記サンギヤと前記リングギヤとの相互に噛合する複数のプラネタリギヤと、前記リングギヤに接続され、前記リングギヤを回転させるモータと、前記サンギヤの回転に制動力を付与可能な電磁ブレーキと、前記プラネタリキャリヤに接続されるとともに、前記ドアに連係され、前記ドアを開閉方向へ移動可能な作動部材とを備えたことを特徴とする車両用ドアの駆動装置。
  2. 作動部材を、ドアに接続されるケーブルを巻き取り可能な回転ドラムとし、該回転ドラムをプラネタリキャリヤと同心状に枢支したことを特徴とする請求項１記載の車両用ドアの駆動装置。
  3. リングギヤ、サンギヤ及びプラネタリキャリヤを、電磁ブレーキにおける円筒状のコアに回転可能に枢嵌したことを特徴とする請求項１または２記載の車両用ドアの駆動装置。
  4. リングギヤの外周に、モータの出力軸に設けられたウォームに噛合する外歯を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用ドアの駆動装置。
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