JP6446715B2 - Clutchless power door opening and closing device - Google Patents

Description

本発明は、モータの動力によりドアを開閉作動させるようにしたクラッチレスパワードア開閉装置に関する。   The present invention relates to a clutchless power door opening / closing device that opens and closes a door by the power of a motor.

従来、パワードア開閉装置において、モータと、モータの回転を減速する減速機構と、当該減速機構の減速回転を自動車のドアに伝達することでドアを開閉作動させる出力部材と、作動時にモータの回転力を出力部材に伝達し、非作動時にモータから出力部材への回転力の伝達を遮断するクラッチ機構とを備える（例えば、特許文献１を参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a power door opening and closing device, a motor, a speed reduction mechanism that slows down the rotation of the motor, an output member that opens and closes the door by transmitting the speed reduction rotation of the speed reduction mechanism to the door of the automobile, A clutch mechanism that transmits force to the output member and interrupts transmission of rotational force from the motor to the output member during non-operation (see, for example, Patent Document 1).

特開２００５−８２０１９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-82019 特開２０１４−１０５４８６号公報JP 2014-105486 A

しかし、従来のパワードア開閉装置は、クラッチ機構を備えて大型であるが故に、自動車に対する設置位置が限定されたり、自動車における設置位置の形状変更が余儀なくされたりして、車両搭載性が低い。   However, since the conventional power door opening and closing device is large with a clutch mechanism, the installation position with respect to the automobile is limited, or the shape of the installation position in the automobile is forced to change, so that the vehicle mountability is low.

そこで、本出願人は、特許文献２に記載のように、モータと、モータの回転を減速する１段目の減速機構（サイクロイド減速機構）、当該１段目の減速機構から出力される回転をさらに減速する２段目の減速機構（遊星歯車機構）と、２段目の減速機構から出力される回転をさらに減速する３段目の減速機構（遊星歯車機構）と、３段目の減速機構から出力される駆動力を自動車のドアに伝達し、当該ドアを開閉作動させる出力部材とを備え、各減速機構を筒状のケース内に直列配列することで、装置全体の小型化を可能にして、車両搭載性を向上させたクラッチレスパワードア開閉装置を提案した。   Therefore, as described in Patent Document 2, the applicant of the present invention is the motor, the first stage reduction mechanism (cycloid reduction mechanism) that reduces the rotation of the motor, and the rotation output from the first stage reduction mechanism. Further, a second-stage reduction mechanism (planetary gear mechanism) that decelerates, a third-stage reduction mechanism (planetary gear mechanism) that further decelerates rotation output from the second-stage reduction mechanism, and a third-stage reduction mechanism And the output member that opens and closes the door, and each speed reduction mechanism is arranged in series in a cylindrical case, which enables downsizing of the entire device. A clutchless power door opening and closing device with improved vehicle mounting capability was proposed.

しかし、近年の自動車の高品質化に伴い、クラッチレスパワードア開閉装置を搭載した自動車にあっては、モータの動力によりドアを開閉作動させた際の作動音が、静粛性に優れ、かつ高級感のあるものが要求される。   However, with the recent improvement in quality of automobiles, in automobiles equipped with clutchless power door opening and closing devices, the operating noise when opening and closing the doors by the power of the motor is excellent in quietness and high quality. A feeling is required.

本発明は、上記課題に鑑み、静粛性に優れたクラッチレスパワードア開閉装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the clutchless power door opening / closing apparatus excellent in silence in view of the said subject.

本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
第１の発明は、車体に開閉可能に支持されるドアと、正逆回転可能なモータと、前記モータの回転軸と共に回転するサンギヤと、固定のプラネタリキャリアと、前記プラネタリキャリアに回転可能に支持されると共に、前記サンギヤに噛合するプラネタリギヤと、前記プラネタリギヤに噛合するリングギヤと、前記リングギヤの回転に伴って回転し当該回転を前記ドアに伝達して前記ドアを開閉作動させる出力機構とを備え、前記サンギヤの両端部を両持ち支持構造とし、前記モータを電圧１１．８〜１２．０ボルトの範囲で作動させて前記ドアを開閉作動させた場合、車内で測定した作動音の測定値が４６．３〜５１．６デシベルとなるクラッチレスパワードア開閉装置において、前記サンギヤの一端部を前記モータの回転軸に相対回転不能に嵌合することにより、前記サンギヤを前記モータの回転軸と共に回転可能とするとともに、前記サンギヤの他端部を前記プラネタリキャリアの中心孔に回転自在に挿入することにより、前記サンギヤを両持ち支持構造とし、前記リングギヤの中心部を、前記プラネタリキャリアの中心部に前記回転軸の軸方向で当接して嵌合させる。
According to the present invention, the above problem is solved as follows.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a door that can be opened and closed by a vehicle body, a motor that can rotate forward and backward, a sun gear that rotates together with a rotating shaft of the motor, a fixed planetary carrier, and a planetary carrier that is rotatably supported. A planetary gear that meshes with the sun gear, a ring gear that meshes with the planetary gear, and an output mechanism that rotates as the ring gear rotates and transmits the rotation to the door to open and close the door, When both ends of the sun gear have a both-end support structure and the motor is operated in a voltage range of 11.8 to 12.0 volts to open and close the door, the measured value of the operating sound measured in the vehicle is 46. in clutchless power door openers to be .3～51.6 decibels relative rotation not the end of the sun gear to the rotation shaft of the motor The sun gear can be rotated together with the rotation shaft of the motor, and the other end portion of the sun gear is rotatably inserted into the center hole of the planetary carrier, thereby supporting the sun gear on both ends. In this structure, the center portion of the ring gear is fitted in contact with the center portion of the planetary carrier in the axial direction of the rotating shaft.

第２の発明は、上記第１の発明において、前記プラネタリギヤ及び前記リングギヤのモジュールを略０．６とする。
According to a second aspect , in the first aspect , the planetary gear and the ring gear module is approximately 0.6.

本発明によると、サンギヤを両持ち支持構造とすることによって、静粛性に優れたクラッチレスパワードア開閉装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a clutchless power door opening and closing device with excellent quietness by using a sun gear with a both-end support structure.

本発明を適用した車両後部の側面図である。It is a side view of the vehicle rear part to which the present invention is applied. パワードア開閉装置の正面図である。It is a front view of a power door opening and closing device. 図２におけるIII−III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line in FIG. パワードア開閉装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a power door opening and closing device. 要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part. 図３におけるVI−VI線拡大断面図である。It is the VI-VI line expanded sectional view in FIG. 図３におけるVII−VII線拡大断面図である。It is the VII-VII line expanded sectional view in FIG. パワードア開閉装置における作動音の測定要領を説明するための車両の模式図である。It is a schematic diagram of the vehicle for demonstrating the measuring point of the operating sound in a power door opening / closing apparatus. パワードア開閉装置における作動音の測定要領を説明するための車両後部の側面図である。It is a side view of the vehicle rear part for demonstrating the measuring point of the operating sound in a power door opening / closing apparatus. 測定ポイントを示す表である。It is a table | surface which shows a measurement point. 各測定ポイントでの作動音を示す表である。It is a table | surface which shows the operation sound in each measurement point.

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、本発明に係るパワードア開閉装置４を備える車両後部の側面図を示す。 バックドア２は、車体１の後上部に左右１対のドアヒンジ３により上下方向に開閉可能に支持され、下部中央に設けられたドアラッチ装置ＤＬが車体１側のストライカ（図示略）に係合することにより、車体１の後部開口を閉塞する全閉位置（図１の実線で示す位置）と、後端部が跳ね上げられて後部開口を開放する全開位置（図１の２点鎖線で示す位置）とに移動可能である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a side view of a rear part of a vehicle provided with a power door opening and closing device 4 according to the present invention. The back door 2 is supported at the rear upper part of the vehicle body 1 by a pair of left and right door hinges 3 so as to be opened and closed in the vertical direction, and a door latch device DL provided at the lower center engages with a striker (not shown) on the vehicle body 1 side. Thus, a fully closed position (a position indicated by a solid line in FIG. 1) for closing the rear opening of the vehicle body 1 and a fully open position (a position indicated by a two-dot chain line in FIG. 1) where the rear end portion is flipped up to open the rear opening. ) And can be moved.

車体１とバックドア２との間には、一端部が車体１、他端部がバックドア２にそれぞれ枢着されるガススプリング２１が設けられ、このガススプリング２１の付勢力により、バックドア２は、開方向に付勢され、バックドア２を電動で開く際の駆動力や、手動で開く際の操作力が軽減されるようになっている。   Between the vehicle body 1 and the back door 2, there is provided a gas spring 21 having one end portion pivotally attached to the vehicle body 1 and the other end portion to the back door 2, and the urging force of the gas spring 21 causes the back door 2 Is urged in the opening direction so that the driving force when the back door 2 is opened electrically and the operation force when manually opening the back door 2 are reduced.

車体１における後部開口の上方、すなわちルーフ内には、バックドア２を電動で開閉作動させるためのパワードア開閉装置４が装着される。   A power door opening / closing device 4 for electrically opening and closing the back door 2 is mounted above the rear opening of the vehicle body 1, that is, in the roof.

図２〜４に示すように、パワードア開閉装置４は、クラッチレス構造であると共に、全体形状が横長のほぼ円筒状であって、モータ５と、モータ５の回転を減速する１段目の第１遊星歯車６と、第１遊星歯車６から出力される回転をさらに減速する２段目の第２遊星歯車７と、第２遊星歯車７から出力される回転をさらに減速する３段目の第３遊星歯車８と、第３遊星歯車８から出力される回転をバックドア２に伝達するための出力機構を構成する出力アーム９と、第１遊星歯車６と第２遊星歯車７との間にあって、バックドア２を任意の中間開位置に保持可能な制動力を付与するブレーキ機構１０と、ブレーキ機構１０と第２遊星歯車７との間にあって、所定のトルクを伝達可能なトルクリミッタ機構１１と、各要素を収容する円筒状のケーシング１２を備え、ケーシング１２が車両の左右方向を向くようにして車体１に取り付けられる。   As shown in FIGS. 2 to 4, the power door opening and closing device 4 has a clutchless structure, and the overall shape is a horizontally long and substantially cylindrical shape, and the motor 5 and the first stage that decelerates the rotation of the motor 5. The first planetary gear 6, the second stage planetary gear 7 that further decelerates the rotation output from the first planetary gear 6, and the third stage that further decelerates the rotation output from the second planetary gear 7. Between the third planetary gear 8, the output arm 9 that constitutes an output mechanism for transmitting the rotation output from the third planetary gear 8 to the back door 2, and between the first planetary gear 6 and the second planetary gear 7. The brake mechanism 10 for applying a braking force capable of holding the back door 2 at an arbitrary intermediate open position, and the torque limiter mechanism 11 between the brake mechanism 10 and the second planetary gear 7 and capable of transmitting a predetermined torque. And a cylindrical casing that houses each element. Comprising a single 12, the casing 12 is attached to the vehicle body 1 so as to face the lateral direction of the vehicle.

なお、ケーシング１２は、後述のギヤケース１２１、バネ受けケース１２２、中間ケース１２３、センサカバー１２４及びギヤケース１２５、１２６を分割して構成されるものであるが、これに限定されるものでなく、全体として円筒筒状であればどのように分割しても良い。   The casing 12 is configured by dividing a gear case 121, a spring receiving case 122, an intermediate case 123, a sensor cover 124, and gear cases 125 and 126, which will be described later. As long as it is cylindrical, it may be divided in any way.

モータ５は、車体に搭載される制御装置（図示略）のＰＷＭ制御によって制御される。   The motor 5 is controlled by PWM control of a control device (not shown) mounted on the vehicle body.

第１遊星歯車６は、モータケース５１に固定されるギヤケース１２１内に回転不能に固定されるプラネタリキャリア６１と、モータ５の回転軸５２に相対回転不能に連結されるサンギヤ６２と、サンギヤ６２に噛合する２個のプラネタリギヤ６３と、ギヤケース１２１内に回転自在に支持され、内周面に形成した内歯６４ａにプラネタリギヤ６３が噛合するリングギヤ６４とを有する。   The first planetary gear 6 is connected to a planetary carrier 61 fixed in a non-rotatable manner in a gear case 121 fixed to the motor case 51, a sun gear 62 connected non-rotatably to the rotating shaft 52 of the motor 5, and the sun gear 62. There are two planetary gears 63 that mesh with each other, and a ring gear 64 that is rotatably supported in the gear case 121 and meshes with the internal teeth 64a formed on the inner peripheral surface.

プラネタリギヤ６３は、サンギヤ６２に噛合する大径歯車６３ａと、リングギヤ６４の内歯６４ａに噛合する小径歯車６３ｂを有し、一端部がプラネタリキャリア６１、他端部がギヤケース１２１によりそれぞれ支持された左右方向の支持軸１３により回転自在に枢支される。   The planetary gear 63 has a large-diameter gear 63a that meshes with the sun gear 62 and a small-diameter gear 63b that meshes with the internal teeth 64a of the ring gear 64, with one end supported by the planetary carrier 61 and the other end supported by the gear case 121. It is pivotally supported by a directional support shaft 13.

第１遊星歯車６は、モータ５の回転軸５２の回転に伴ってサンギヤ６２が回転すると、プラネタリギヤ６３が支持軸１３を中心として自転し、プラネタリギヤ６３の小径歯車６３ｂに噛合しているリングギヤ６４がモータ５の回転軸線を中心として減速回転する。   In the first planetary gear 6, when the sun gear 62 rotates with the rotation of the rotation shaft 52 of the motor 5, the planetary gear 63 rotates around the support shaft 13, and the ring gear 64 meshed with the small-diameter gear 63 b of the planetary gear 63. The motor 5 decelerates and rotates around the rotation axis of the motor 5.

ブレーキ機構１０は、ギヤケース１２１に固定されるほぼ円筒形のばね受けケース１２２に回転不能で、かつ軸方向へ摺動可能に支持されるフリクリションプレート１０１と、ばね受けケース１２２とフリクションプレート１０１間に圧縮された状態で組み付けられるウェーブワッシャ１０２とを有する。   The brake mechanism 10 is supported by a substantially cylindrical spring receiving case 122 fixed to the gear case 121 so as not to rotate and to be slidable in the axial direction, and between the spring receiving case 122 and the friction plate 101. And a wave washer 102 assembled in a compressed state.

ウェーブワッシャ１０２は、弾性反発力によりフリクションプレート１０１をリングギヤ６４の左側面に所定の摩擦力で圧接させ、リングギヤ６４の回転に対して所定の抵抗力を付与することで、バックドア２を所定の制動力により中間開位置に保持する機能を有する。   The wave washer 102 presses the friction plate 101 against the left side surface of the ring gear 64 with a predetermined frictional force by an elastic repulsive force, and applies a predetermined resistance force to the rotation of the ring gear 64, whereby the back door 2 is It has a function of holding the intermediate open position by a braking force.

トルクリミッタ機構１１は、ブレーキ機構１０を挟んで第１遊星歯車６のリングギヤ６４に相対回転不能に連結される合成樹脂製の出力回転部材１１１と、出力回転部材１１１の回転力を第２遊星歯車７に伝達可能な金属製の中間出力軸１１２と、出力回転部材１１１の軸孔１１１ａに回転不能に嵌合されるカラー１１４と、中間出力軸１１２に相対回転不能に嵌合されると共に、出力回転部材１１１の軸孔１１１ａにカラー１１４を介して圧入される円筒状のトレランスリング１１３とを有し、中間出力軸１１２にトレランスリング１１３とカラー１１４との摩擦力を超える回転負荷（トルク）が入力された場合には、互いの接触部分に滑りが発生して、出力回転部材１１１と中間出力軸１１２とが相対回転することにより、第１遊星歯車６におけるリングギヤ６４の回転力が中間出力軸１１２に伝達不能とする。   The torque limiter mechanism 11 includes an output rotation member 111 made of synthetic resin that is coupled to the ring gear 64 of the first planetary gear 6 so as not to rotate relative to the brake mechanism 10, and the rotational force of the output rotation member 111 is transmitted to the second planetary gear. 7, a metal intermediate output shaft 112 that can be transmitted to 7, a collar 114 that is non-rotatably fitted in the shaft hole 111 a of the output rotating member 111, and a non-rotatably fitted non-rotatably fitted to the intermediate output shaft 112 and an output A cylindrical tolerance ring 113 is press-fitted into the shaft hole 111a of the rotating member 111 via the collar 114, and a rotational load (torque) exceeding the frictional force between the tolerance ring 113 and the collar 114 is applied to the intermediate output shaft 112. In the case of input, slip occurs at the contact portions of each other, and the output rotating member 111 and the intermediate output shaft 112 rotate relative to each other, whereby the first planetary gear The rotational force of the ring gear 64 is impossible transmitted to intermediate output shaft 112 in.

出力回転部材１１１の左側部には、リング状の磁気回転センサ１４が固定される。磁気回転センサ１４は、後述のセンサ基板１５とにより、バックドア２の開閉位置や開閉速度を検出する機能を有する。   A ring-shaped magnetic rotation sensor 14 is fixed to the left side of the output rotation member 111. The magnetic rotation sensor 14 has a function of detecting an opening / closing position and an opening / closing speed of the back door 2 with a sensor substrate 15 described later.

センサ基板１５は、磁気回転センサ１４の回転を検出するホール素子等のセンサ（図示略）を実装し、バネ受けケース１２２の左部に固定される中間ケース１２３と当該中間ケース１２３の左部に固定されるセンサカバー１２４との間に固定される。   The sensor board 15 is mounted with a sensor (not shown) such as a Hall element that detects the rotation of the magnetic rotation sensor 14, and is fixed to the left part of the spring receiving case 122 and the left part of the intermediate case 123. It is fixed between the sensor cover 124 to be fixed.

第２遊星歯車７は、第１遊星歯車６からトルクリミッタ機構１１を介して出力される回転をさらに減速するもので、トルクリミッタ機構１１の中間出力軸１１２と一体をなすサンギヤ７１と、サンギヤ７１に噛合する３個のプラネタリギヤ７２と、プラネタリギヤ７２をモータ５の回転軸線と平行な軸７４により回転自在に枢支するプラネタリキャリア７３と、プラネタリギヤ７２が噛合する内歯７５ａが内周面に形成されたリングギヤ７５とを含んで構成される。   The second planetary gear 7 further decelerates the rotation output from the first planetary gear 6 via the torque limiter mechanism 11, and includes a sun gear 71 integrated with the intermediate output shaft 112 of the torque limiter mechanism 11, and a sun gear 71. Three planetary gears 72 that mesh with each other, a planetary carrier 73 that pivotally supports the planetary gear 72 by a shaft 74 that is parallel to the rotational axis of the motor 5, and an inner tooth 75a that meshes with the planetary gear 72 are formed on the inner peripheral surface. And a ring gear 75.

第３遊星歯車８は、第２遊星歯車７から出力される回転をさらに減速するもので、プラネタリキャリア７３の中心孔７３ａに嵌合固定されるサンギヤ８１と、サンギヤ８１に噛合する３個のプラネタリギヤ８２と、プラネタリギヤ８２をモータ５の回転軸線と平行な軸８４により回転自在に枢支するプラネタリキャリア８３と、第２遊星歯車７と兼用のリングギヤ７５とを含んで構成される。   The third planetary gear 8 further reduces the rotation output from the second planetary gear 7, and includes a sun gear 81 fitted and fixed in the center hole 73 a of the planetary carrier 73, and three planetary gears meshed with the sun gear 81. 82, a planetary carrier 83 that pivotally supports the planetary gear 82 by a shaft 84 that is parallel to the rotation axis of the motor 5, and a ring gear 75 that also serves as the second planetary gear 7.

第２、３遊星歯車７、８は、センサカバー１２４の左側に固定される円筒状のギヤケース１２５と、当該ギヤケース１２５の左側に固定される有底筒状のギヤケース１２６内に収容される。   The second and third planetary gears 7 and 8 are accommodated in a cylindrical gear case 125 fixed to the left side of the sensor cover 124 and a bottomed cylindrical gear case 126 fixed to the left side of the gear case 125.

第２遊星歯車７は、第１遊星歯車６のリングギヤ６４の回転に伴ってサンギヤ７１が回転すると、プラネタリギヤ７２がサンギヤ７１及びリングギヤ７５の内歯７５ａに噛合しつつ自転しながら、モータ５の回転軸線を中心として公転する。プラネタリキャリア７３は、プラネタリギヤ７２の公転に基づいて減速回転し、当該回転を第３遊星歯車８のサンギヤ８１に伝達する。   When the sun gear 71 rotates with the rotation of the ring gear 64 of the first planetary gear 6, the second planetary gear 7 rotates while the planetary gear 72 rotates while meshing with the sun gear 71 and the internal teeth 75 a of the ring gear 75. Revolve around the axis. The planetary carrier 73 rotates at a reduced speed based on the revolution of the planetary gear 72 and transmits the rotation to the sun gear 81 of the third planetary gear 8.

第３遊星歯車８は、サンギヤ８１が回転すると、プラネタリギヤ８２がサンギヤ８１及びリングギヤ７５の内歯７５ａに噛合しつつ自転しながらモータ５の回転軸線を中心として公転する。これにより、プラネタリキャリア８３は、プラネタリギヤ８２の公転に伴って減速回転する。   When the sun gear 81 rotates, the third planetary gear 8 revolves around the rotation axis of the motor 5 while rotating while the planetary gear 82 meshes with the sun gear 81 and the internal teeth 75a of the ring gear 75. As a result, the planetary carrier 83 rotates at a reduced speed as the planetary gear 82 revolves.

プラネタリキャリア８３の減速回転は、プラネタリキャリア８３の中心孔８３ａに嵌合固定された出力軸１６、及びギヤケース１２６から突出した出力軸１６の端部にボルト１７により固定される出力アーム９に伝達され、当該出力アーム９の回転は、出力アーム９の遊端部に設けた球状ジョイント部９１及び当該球状ジョイント部９１に連結される連結アーム９２を介してバックドア２に伝達される。これにより、バックドア２は、ドアヒンジ３の軸を中心として上下方向へ開閉作動する。   The reduced speed rotation of the planetary carrier 83 is transmitted to the output shaft 16 fitted and fixed in the center hole 83a of the planetary carrier 83, and the output arm 9 fixed to the end of the output shaft 16 protruding from the gear case 126 by the bolt 17. The rotation of the output arm 9 is transmitted to the back door 2 through a spherical joint 91 provided at the free end of the output arm 9 and a connecting arm 92 connected to the spherical joint 91. As a result, the back door 2 opens and closes in the vertical direction around the axis of the door hinge 3.

次に、上記実施形態に係るパワードア開閉装置４の動作について説明する。
バックドア２が閉位置（または開位置）にあるとき、モータ５が起動すると、モータ５の回転軸５２の回転は、第１遊星歯車６のサンギヤ６２に入力され、サンギヤ６２と噛合するプラネタリギヤ６３を介してリングギヤ６４から減速されて出力される。なお、リングギヤ６４の回転に伴って、その左側面に接触しているフリクションプレート１０１は摺動するので、リングギヤ６４の回転は妨げられることはない。 Next, operation | movement of the power door opening / closing apparatus 4 which concerns on the said embodiment is demonstrated.
When the motor 5 is activated when the back door 2 is in the closed position (or open position), the rotation of the rotating shaft 52 of the motor 5 is input to the sun gear 62 of the first planetary gear 6 and is engaged with the sun gear 62. Through the ring gear 64 and output. Note that, as the ring gear 64 rotates, the friction plate 101 that is in contact with the left side surface thereof slides, so that the rotation of the ring gear 64 is not hindered.

第１遊星歯車６のリングギヤ６４から出力された回転力は、トルクリミッタ機構１１を介して、第２遊星歯車７のサンギヤ７１に伝達される。なお、この場合、トルクリミッタ機構１１の出力回転部材１１１と中間出力軸１１２とは、トレランスリング１１３の摩擦力により接続状態にあるので、リングギヤ６４の回転力は、中間出力軸１１２を介して第２遊星歯車７のサンギヤ７１に支障なく伝達される。   The rotational force output from the ring gear 64 of the first planetary gear 6 is transmitted to the sun gear 71 of the second planetary gear 7 via the torque limiter mechanism 11. In this case, since the output rotating member 111 of the torque limiter mechanism 11 and the intermediate output shaft 112 are connected by the frictional force of the tolerance ring 113, the rotational force of the ring gear 64 is transmitted via the intermediate output shaft 112. It is transmitted to the sun gear 71 of the two planetary gears 7 without any trouble.

第２遊星歯車７のサンギヤ７１の回転力は、プラネタリギヤ７２、プラネタリキャリア７３を介して、第３遊星歯車８のサンギヤ８１にさらに減速されて伝達される。第３サンギヤ８１に伝達された回転力は、プラネタリギヤ８２を介して、プラネタリキャリア８３にさらに減速されて伝達される。プラネタリキャリア８３に伝達された回転力は、出力軸１６を介して出力アーム９に伝達される。これにより、出力アーム９は、モータ５の回転軸線を中心に所定角度回転し、出力アーム９に連結された連結アーム９２を介してバックドア２を開作動（または閉作動）させる。   The rotational force of the sun gear 71 of the second planetary gear 7 is further decelerated and transmitted to the sun gear 81 of the third planetary gear 8 via the planetary gear 72 and the planetary carrier 73. The rotational force transmitted to the third sun gear 81 is further decelerated and transmitted to the planetary carrier 83 via the planetary gear 82. The rotational force transmitted to the planetary carrier 83 is transmitted to the output arm 9 via the output shaft 16. As a result, the output arm 9 rotates a predetermined angle around the rotation axis of the motor 5 and opens (or closes) the back door 2 via the connecting arm 92 connected to the output arm 9.

また、バックドア２を全閉位置と全開位置との間の中間開位置でモータ５を停止させた場合には、ブレーキ機構１０の制動力をもって、バックドア２を中間開位置に保持することができる。   Further, when the motor 5 is stopped at an intermediate open position between the fully closed position and the fully open position, the back door 2 can be held at the intermediate open position by the braking force of the brake mechanism 10. it can.

また、モータ５の動力によりバックドア２が開作動（または閉作動）している最中、バックドア２が障害物に接触する等して、バックドア２に対して開方向（または閉方向）の大きな外力が加わった場合には、トルクリミッタ機構１１が作動する。すなわち、バックドア２にモータ５の駆動力を超える開閉方向の過大な負荷が加わると、トルクリミッタ機構１１のトレランスリング１１３と出力回転部材１１１とに間にスリップトルクが作用し、出力回転部材１１１と中間出力軸１１２とが相対回転することにより、第１遊星歯車６の回転力が第２遊星歯車７に伝達不能となる。これにより、モータ５や、各遊星歯車６〜８の各ギヤに過大な負荷が加わることがなくなり、モータ５及び各ギヤの破損を防止することができる。   Further, while the back door 2 is opened (or closed) by the power of the motor 5, the back door 2 comes into contact with an obstacle or the like, so that the back door 2 is opened (or closed). When a large external force is applied, the torque limiter mechanism 11 operates. That is, when an excessive load in the opening / closing direction exceeding the driving force of the motor 5 is applied to the back door 2, slip torque acts between the tolerance ring 113 and the output rotating member 111 of the torque limiter mechanism 11, and the output rotating member 111. And the intermediate output shaft 112 rotate relative to each other, so that the rotational force of the first planetary gear 6 cannot be transmitted to the second planetary gear 7. Thereby, an excessive load is not applied to the motor 5 and each gear of the planetary gears 6 to 8, and the motor 5 and each gear can be prevented from being damaged.

また、バックドア２を手動で開閉操作した場合には、バックドア２の初動作動を即座に検出してモータ５を起動させることで、モータ５のアシスト力をもって、バックドア２を開閉操作することができる。この場合には、モータ５を制御するためのＰＷＭ制御を、バックドア２の手動開閉速度が速いほどデューティ比を大きくし、遅いほどデューティ比を小さくする補正制御を行う。これにより、バックドア２の手動開閉速度に応じたアシスト力を付与することができるため、追従性の高いアシスト制御を行うことができ、バックドア２を自然な操作で、かつ静粛に手動操作できる。なお、バックドア２の初動操作を即座に検出させることは、バックドア２の先端に、例えば、角速度センサを設けることで達成される。   When the back door 2 is manually opened / closed, the back door 2 is opened / closed with the assisting force of the motor 5 by immediately detecting the initial movement of the back door 2 and starting the motor 5. Can do. In this case, the PWM control for controlling the motor 5 is performed so that the duty ratio increases as the manual opening / closing speed of the back door 2 increases, and the duty ratio decreases as the back door 2 slows down. Thereby, since the assist force according to the manual opening and closing speed of the back door 2 can be applied, it is possible to perform assist control with high followability, and the back door 2 can be operated manually and silently. . In addition, to immediately detect the initial operation of the back door 2 is achieved by providing, for example, an angular velocity sensor at the tip of the back door 2.

（実施例）
本実施例においては、バックドア２の開閉操作時におけるパワードア開閉装置５の作動音を低減させるために、次のような改善策が織り込まれている。
（Ａ）第１遊星歯車６のサンギヤ６２を両持ち支持構造として、サンギヤ６２の回転時における軸振れを抑止することで、サンギヤ６２とプラネタリギヤ６３との噛合を確実して、作動音の静粛性向上を図っている。
詳細には、図３、５に明示されるように、サンギヤ６２の一端部６２ａをモータ５の回転軸５２の端部に相対回転不能に嵌合し、同じく他端部６２ｂをギヤケース１２１内に固定されたプラネタリキャリア６１の中心孔６１ａに回転自在に挿入することで、サンギヤ６２を両持ち支持構造を実現している。 (Example)
In the present embodiment, the following improvement measures are incorporated in order to reduce the operating noise of the power door opening / closing device 5 during the opening / closing operation of the back door 2.
(A) The sun gear 62 of the first planetary gear 6 is a double-sided support structure, and the shaft gear is prevented from rotating during rotation of the sun gear 62, so that the engagement between the sun gear 62 and the planetary gear 63 is ensured, and the operating noise is quiet. We are trying to improve.
Specifically, as clearly shown in FIGS. 3 and 5, one end portion 62 a of the sun gear 62 is fitted to the end portion of the rotating shaft 52 of the motor 5 so as not to be relatively rotatable, and the other end portion 62 b is similarly fitted in the gear case 121. By inserting the sun gear 62 into the center hole 61a of the fixed planetary carrier 61 so as to be rotatable, a dual-support structure for the sun gear 62 is realized.

（Ｂ）図５に示すように、第１遊星歯車６のリングギヤ６４の一部６４ｂを、ギヤケース１２１内に固定されるプラネタリキャリア６１の底面６１ｂに対して軸方向へ当接させることで、リングギヤ６４の回転時の軸振れを抑制する。これにより、プラネタリギヤ６３とリングギヤ６４との噛合を確実にして、作動音の静粛性向上を図っている。 (B) As shown in FIG. 5, the ring gear 64 is brought into contact with the bottom surface 61b of the planetary carrier 61 fixed in the gear case 121 in the axial direction by causing a part 64b of the ring gear 64 of the first planetary gear 6 to abut on the ring gear. The shaft runout during rotation of 64 is suppressed. Thereby, the meshing between the planetary gear 63 and the ring gear 64 is ensured, and the quietness of the operation sound is improved.

（Ｃ）第１遊星歯車６のプラネタリギヤ６３と小径歯車６３ｂと、当該小径歯車６３ｂに噛合するリングギヤ６４の内歯６４ａのモジュールを０．５〜０．７の範囲としている。最適には、モジュールを０．６とし、正面噛合率の向上を図り、リングギヤ６４の回転振動による振動音の発生を抑制して、作動音の静粛性向上を図っている。 (C) The module of the planetary gear 63 and the small diameter gear 63b of the first planetary gear 6 and the internal teeth 64a of the ring gear 64 that meshes with the small diameter gear 63b is in the range of 0.5 to 0.7. Optimally, the module is set to 0.6, the front meshing rate is improved, the generation of vibration noise due to the rotational vibration of the ring gear 64 is suppressed, and the silence of the operating sound is improved.

（Ｄ）第２遊星歯車７のサンギヤ７１と、当該サンギヤ７１に噛合するプラネタリギヤ７２のモジュールを０．５〜０．７の範囲としている。最適には、モジュールを０．６とし、正面噛合率の向上を図り、振動音の発生を抑制し、作動音の静粛性向上を図っている。
なお、上記（Ｃ）、（Ｄ）に記載のモジュールは、日本工業規格（JIS B 1701−2（円筒歯車−インボリュート歯車歯形 第２部：モジュール））に基づく。 (D) The module of the sun gear 71 of the second planetary gear 7 and the planetary gear 72 that meshes with the sun gear 71 is in the range of 0.5 to 0.7. Optimally, the module is set to 0.6, the front meshing rate is improved, the generation of vibration noise is suppressed, and the silence of the operating noise is improved.
The modules described in the above (C) and (D) are based on Japanese Industrial Standards (JIS B 1701-2 (cylindrical gear-involute gear tooth profile part 2: module)).

（Ｅ）モータ５の回転をバックドア２に伝達するまでの操作力伝達経路の途中にトルクリミッター機構１１を設け、各歯の損傷を防止可能としている。 (E) A torque limiter mechanism 11 is provided in the middle of the operation force transmission path until the rotation of the motor 5 is transmitted to the back door 2, and damage to each tooth can be prevented.

上記改善策（Ａ）〜（Ｅ）に加えて、さらに下記（Ｆ）、（Ｇ）の改善策を織り込むことで、より静粛性の向上を図ることが可能となる。   In addition to the improvement measures (A) to (E), by further incorporating the improvement measures (F) and (G) below, it is possible to further improve the quietness.

（Ｆ）第１遊星歯車６におけるサンギヤ６２及び当該サンギヤ６２に噛合するプラネタリギヤ６３の大径歯車６３ａのモジュールと、リングギヤ６４の内歯６４ａ及び当該内歯６４ａに噛合するプラネタリギヤ６３の小径歯車６３ｂのモジュールとを互いに異ならせる。これにより、第１遊星歯車６から発生する振動の周波数及び位相を異ならせて共振による騒音を低減することができる。 (F) of the sun gear 62 in the first planetary gear 6 and the module of the large diameter gear 63a of the planetary gear 63 meshing with the sun gear 62, the internal teeth 64a of the ring gear 64, and the small diameter gear 63b of the planetary gear 63 meshing with the internal teeth 64a. Make modules different from each other. Thereby, the frequency and phase of the vibration generated from the first planetary gear 6 can be varied to reduce noise due to resonance.

（Ｇ）パワードア開閉装置４の車体への取り付け位置を考慮して、モータ５のＰＷＭ周波数を予め設定するか、または可変可能とすることで、共振を抑制する。 (G) Considering the attachment position of the power door opening / closing device 4 to the vehicle body, the PWM frequency of the motor 5 is set in advance or made variable to suppress resonance.

次に、前記（Ａ）〜（Ｇ）の改善策を織り込んだパワードア開閉装置４によりバックドア２を開閉作動した場合の作動音について説明する。
なお、（Ａ）〜（Ｅ）の全ての改善策を必須とするものでなく、少なくとも（Ａ）〜（Ｄ）の改善策のうち、少なくとも一つの改善策を織り込むことで、従来の技術よりも作動音の静粛性向上の実現を可能にすることができる。 Next, the operation sound when the back door 2 is opened and closed by the power door opening and closing device 4 incorporating the improvement measures (A) to (G) will be described.
Note that not all the improvement measures (A) to (E) are essential, but by incorporating at least one improvement measure among the improvement measures (A) to (D), the conventional technique is improved. Also, it is possible to realize the improvement of the silence of the operation sound.

図１１に示す、パワードア開閉装置４における作動音の測定値は、図８〜図１０に示すような環境で実施された結果である。
測定機器Ｍ（株式会社小野測器製 広域帯精密騒音計 ＬＡ−５１１１を使用）を測定ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に据え付け、この状態で、パワードア開閉装置４のモータ５を電圧１１．８〜１２ボルトの範囲で起動させてバックドア２を開閉作動させたときの作動音の測定値である。 The measured value of the operating sound in the power door opening and closing device 4 shown in FIG. 11 is a result obtained in an environment as shown in FIGS.
Measuring device M (using Ono Sokki Co., Ltd. wide band precision sound level meter LA-5111) is installed at measurement points P1, P2, P3, and P4. In this state, the motor 5 of the power door opening and closing device 4 is set to a voltage of 11. It is a measured value of the operating sound when the back door 2 is opened and closed by starting in the range of 8 to 12 volts.

図８、１０に示すように、測定ポイントＰ１は、車内における左右のフロントシート間にあって、ミラーから６００ｍｍ、０Ｂから０ｍｍ、ルーフから２００ｍｍそれぞれ離れたポイントであり、測定ポイントＰ２は、車内におけるリヤシートの略中央部にあって、ミラーから１４５０ｍｍ、０Ｂから０ｍｍ、ルーフから２００ｍｍそれぞれ離れたポイントであり、測定ポイントＰ３は、車内における荷室内であって、ミラーから１７５０ｍｍ、０Ｂから３００ｍｍ、ルーフから３３０ｍｍそれぞれ離れたポイントであり、測定ポイントＰ４は、図９に示すように、車外にあって、地上から１６００ｍｍ、バックドア２を全開した状態で、バックドア２の先端から１００ｍｍ後方のポイントである。
なお、測定機器Ｍのマイクロホンの向きは、ポイントＰ１、２、４では車両前方向、ポイントＰ３では上向き方向である。 As shown in FIGS. 8 and 10, the measurement point P1 is located between the left and right front seats in the vehicle and is 600 mm away from the mirror, 0B from 0 mm, and 200 mm away from the roof, and the measurement point P2 is the rear seat in the vehicle. It is located at the approximate center, 1450mm from the mirror, 0B to 0mm, and 200mm from the roof, and the measurement point P3 is the cargo room in the car, 1750mm from the mirror, 0B to 300mm, and 330mm from the roof. As shown in FIG. 9, the measurement point P <b> 4 is a point that is outside the vehicle, 1600 mm from the ground, and 100 mm behind the front end of the back door 2 with the back door 2 fully opened.
Note that the direction of the microphone of the measuring device M is the forward direction of the vehicle at points P1, 2, and 4, and the upward direction at point P3.

上記の環境で測定した作動音の測定値は、図１１に示す本実施形態のように、ポイントＰ１においては、パワードア開閉装置４のオープン操作で４６．３ｄｂ、クローズ操作で４５．２ｄｂ、ポイントＰ２においては、オープン操作で５０．４ｄｂ、クローズ操作で４９．７ｄｂ、ポイントＰ３においては、オープン操作で５１．６ｄｂ、クローズ操作で５０．９ｄｂ、ポイントＰ４においては、オープン操作で４２．５ｄｂ、クローズ操作で４１．４ｄｂである。すなわち、車内に測定した作動音の測定値は、４６．３〜５１．６ｄｂの範囲を示す。   The measured value of the operating sound measured in the above environment is 46.3 db for the opening operation of the power door opening / closing device 4 and 45.2 db for the closing operation at the point P1, as in this embodiment shown in FIG. At P2, open operation is 50.4db, close operation is 49.7db, at point P3, open operation is 51.6db, close operation is 50.9db, at point P4, open operation is 42.5db, close The operation is 41.4 db. That is, the measured value of the operating sound measured in the vehicle shows a range of 46.3 to 51.6 db.

なお、参考までに、パワードア開閉装置における作動音のベンチマークテストの結果について説明すると、以下の通りであった。
図１１に示すように、改善策（Ａ）〜（Ｄ）が織り込まれていない他社１（減速機構が遊星歯車）のパワードア開閉装置は、ポイントＰ１においては、オープン操作で５３．０ｄｂ、クローズ操作で５０．６ｄｂ、ポイントＰ２においては、オープン操作で５４．６ｄｂ、クローズ操作で５２．９ｄｂ、ポイントＰ３においては、オープン操作で５６．３ｄｂ、クローズ操作で５２．６ｄｂ、ポイントＰ４においては、オープン操作で４９．０ｄｂ、クローズ操作で４６．５ｄｂを測定した。また、他社２（減速機構がスピンドルタイプ）のパワードア開閉装置は、ポイントＰ１においては、オープン操作で４９．３ｄｂ、クローズ操作で４９．３ｄｂ、ポイントＰ２においては、オープン操作で５４．７ｄｂ、クローズ操作で５４．２ｄｂ、ポイントＰ３においては、オープン操作で５８．８ｄｂ、クローズ操作で５７．２ｄｂ、ポイントＰ４においては、オープン操作で４９．４ｄｂ、クローズ操作で４８．４ｄｂを測定した。
このベンチマークテストの結果からも、本実施形態のパワードア開閉装置４における作動音が減少し静粛性に優れていることは容易に理解できる。 For reference, the result of the benchmark test of the operating sound in the power door opening and closing device is described as follows.
As shown in FIG. 11, the power door opening / closing device of the other company 1 (the speed reduction mechanism is a planetary gear) in which the improvement measures (A) to (D) are not woven is closed at the point P1 by 53.0 db. 50.6db for the operation, 54.6db for the open operation at the point P2, 52.9db for the close operation, 56.3db for the open operation at the point P3, 52.6db for the close operation, open at the point P4 49.0 db was measured by the operation and 46.5 db by the closing operation. Further, the power door opening / closing device of the other company 2 (the speed reduction mechanism is a spindle type) is closed at the point P1, 49.3db for the open operation, 49.3db for the close operation, and 54.7db for the open operation at the point P2. At the operation, 54.2 db, at the point P3, the open operation was 58.8 db, at the close operation, 57.2 db, at the point P4, the open operation was 49.4 db, and the close operation was 48.4 db.
Also from the result of this benchmark test, it can be easily understood that the operation sound in the power door opening and closing device 4 of the present embodiment is reduced and excellent in quietness.

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、本実施形態に対して、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）ドアを、バックドア２に代えて、上下方向の軸回りに開閉作動するサイドドア、または前後方向へスライド開閉するスライドドアとする。
（ii）モータ５の回転を、第１、２、３遊星歯車５、６、７で減速する３段減速に代えて、２段減速または４段減速以上とする。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the following various modifications and changes can be made to the present embodiment without departing from the gist of the present invention.
(I) Instead of the back door 2, the door is a side door that opens and closes around a vertical axis, or a sliding door that opens and closes in the front-rear direction.
(Ii) The rotation of the motor 5 is set to a two-stage reduction or a four-stage reduction or more instead of the three-stage reduction that is reduced by the first, second, and third planetary gears 5, 6, and 7.

１ 車体 ２ バックドア
３ ドアヒンジ ４ パワードア開閉装置
５ モータ ６ 第１遊星歯車
７ 第２遊星歯車 ８ 第３遊星歯車
９ 出力アーム（出力機構） １０ ブレーキ機構
１１ トルクリミッタ機構 １２ ケーシング
１３ 支持軸 １４ 磁気回転センサ
１５ センサ基板 １６ 出力軸
１７ ボルト ２１ ガススプリング
５１ モータケース ５２ 回転軸
６１ プラネタリキャリア ６１ａ 中心孔
６１ｂ 底面 ６２ サンギヤ
６２ａ 一端部 ６３ プラネタリギヤ
６３ａ 大径歯車 ６３ｂ 小径歯車
６４ リングギヤ ６４ａ 内歯
６４ｂ 一部 ７１ サンギヤ
７２ プラネタリギヤ ７３ プラネタリキャリア
７３ａ 中心孔 ７４ 軸
７５ リングギヤ ７５ａ 内歯
８１ サンギヤ ８２ プラネタリギヤ
８３ プラネタリキャリア ８４ 軸
９１ 球状ジョイント部 ９２ 連結アーム
１０１ フリクリションプレート １０２ ウェーブワッシャ
１１１ 出力回転部材 １１１ａ 軸孔
１１２ 中間出力軸 １１３ トレランスリング
１１４ カラー １２１ ギヤケース
１２２ バネ受けケース １２３ 中間ケース
１２４ センサカバー １２５ ギヤケース
１２６ ギヤケース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car body 2 Back door 3 Door hinge 4 Power door opening / closing device 5 Motor 6 1st planetary gear 7 2nd planetary gear 8 3rd planetary gear 9 Output arm (output mechanism) 10 Brake mechanism 11 Torque limiter mechanism 12 Casing 13 Support shaft 14 Magnetic Rotation sensor 15 Sensor substrate 16 Output shaft 17 Bolt 21 Gas spring 51 Motor case 52 Rotating shaft 61 Planetary carrier 61a Center hole 61b Bottom surface 62 Sun gear 62a One end portion 63 Planetary gear 63a Large diameter gear 63b Small diameter gear 64 Ring gear 64a Internal tooth 64b Part 71 Sun gear 72 Planetary gear 73 Planetary carrier 73a Center hole 74 Shaft 75 Ring gear 75a Internal tooth 81 Sun gear 82 Planetary gear 83 Planetary carrier 84 Shaft 91 Spherical joint portion 92 Connecting arm 101 Friction plate 102 Wave washer 111 Output rotating member 111a Shaft hole 112 Intermediate output shaft 113 Tolerance ring 114 Collar 121 Gear case 122 Spring receiving case 123 Intermediate case 124 Sensor cover 125 Gear case 126 Gear case

Claims (2)

車体に開閉可能に支持されるドアと、
正逆回転可能なモータと、
前記モータの回転軸と共に回転するサンギヤと、
固定のプラネタリキャリアと、
前記プラネタリキャリアに回転可能に支持されると共に、前記サンギヤに噛合するプラネタリギヤと、
前記プラネタリギヤに噛合するリングギヤと、
前記リングギヤの回転に伴って回転し当該回転を前記ドアに伝達して前記ドアを開閉作動させる出力機構とを備え、
前記サンギヤの両端部を両持ち支持構造とし、
前記モータを電圧１１．８〜１２．０ボルトの範囲で作動させて前記ドアを開閉作動させた場合、車内で測定した作動音の測定値が４６．３〜５１．６デシベルとなるクラッチレスパワードア開閉装置において、
前記サンギヤの一端部を前記モータの回転軸に相対回転不能に嵌合することにより、前記サンギヤを前記モータの回転軸と共に回転可能とするとともに、前記サンギヤの他端部を前記プラネタリキャリアの中心孔に回転自在に挿入することにより、前記サンギヤを両持ち支持構造とし、
前記リングギヤの中心部を、前記プラネタリキャリアの中心部に前記回転軸の軸方向で当接して嵌合させたことを特徴とするクラッチレスパワードア開閉装置。 A door supported to be openable and closable by the vehicle body;
A motor capable of rotating forward and reverse,
A sun gear that rotates with the rotating shaft of the motor;
A fixed planetary carrier,
A planetary gear that is rotatably supported by the planetary carrier and meshes with the sun gear;
A ring gear meshing with the planetary gear;
An output mechanism that rotates with the rotation of the ring gear and transmits the rotation to the door to open and close the door;
Both end portions of the sun gear have a dual-support structure,
When the motor is operated in a voltage range of 11.8 to 12.0 volts to open and close the door, the clutchless power at which the measured value of the operating sound measured in the vehicle is 46.3 to 51.6 decibels. In door opening and closing device,
By fitting one end portion of the sun gear to the rotation shaft of the motor so as not to be relatively rotatable, the sun gear can be rotated together with the rotation shaft of the motor, and the other end portion of the sun gear is connected to the center hole of the planetary carrier. By inserting the sun gear in a rotatable manner, the sun gear has a double-sided support structure,
A clutchless power door opening and closing device, wherein the center portion of the ring gear is fitted in contact with the center portion of the planetary carrier in the axial direction of the rotating shaft. 前記プラネタリギヤ及び前記リングギヤのモジュールを略０．６としたことを特徴とする請求項１に記載のクラッチレスパワードア開閉装置。 2. The clutchless power door opening and closing device according to claim 1, wherein the planetary gear and the ring gear module are approximately 0.6.

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