JP2006349146A

JP2006349146A - 駆動装置

Info

Publication number: JP2006349146A
Application number: JP2005179455A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ogura; 光雄小倉
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2006-12-28
Also published as: US7321208B2; US20060283668A1

Abstract

【課題】機能体の動作を自動的に駆動でき、安価に製造でき、機能体に駆動力を蓄積する際に乗員に過大な負担を強いない駆動装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載される機能体を駆動する駆動装置であって、電源から給電されて起動する電動モータと、スプリングモータを持ち、該電動モータと該機能体とに接続され、該スプリングモータが該電動モータにより巻き上げられて付勢力を蓄積するとともに、該付勢力で該機能体を駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される各種機能体の動作を自動的に駆動する駆動装置に関する。

車両に搭載される各種機能体の動作を自動的に駆動する駆動装置としては、電動モータを駆動源として用いたものが一般的である（例えば、特許文献１〜５）。しかし、電動モータを駆動源として用いて機能体の動作全てを駆動する場合には、制御回路等に要するコストが非常に高くなる問題がある。したがって、電動モータ以外の駆動源によって機能体の動作を自動的に駆動できる駆動装置が望まれている。

一方、駆動源としてスプリングモータ（所謂ゼンマイ）を用い、スプリングモータの付勢力によって機能体を駆動する駆動装置もある（例えば特許文献６）。

特許文献６に開示される駆動装置は、乗員が手動で機能体（コンソールボックスのドア）を閉じる動作を用いて、機能体に接続されているスプリングモータを巻き上げ、スプリングモータに付勢力を蓄積する。そして、スプリングモータに蓄積された付勢力で、機能体を開く動作を自動的に駆動する。

ところで、特許文献６に開示される駆動装置では、機能体の閉動作によってスプリングモータを巻き上げている。したがって、機能体の閉動作時に要する荷重が大きくなり、機能体やスプリングモータの形状等によっては、乗員に負担を強いる場合がある。また、機能体の開動作のみしかスプリングモータで駆動できない問題もあった。
特開２００３−１６００００号公報特開２００３−１５９９９９号公報特開２００１−１６４８２７号公報特開２００５−２２６２９号公報特開平１０−１５９４３９号公報実開平５−７４９９９号公報

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、機能体の動作を自動的に駆動でき、安価に製造でき、機能体に駆動力を蓄積する際に乗員に負担を強いない駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の駆動装置は、車両に搭載される機能体を駆動する駆動装置であって、電源と、該電源に接続され、該電源から給電されて起動する電動モータと、スプリングモータを持ち、該電動モータと該機能体とに接続され、該スプリングモータが該電動モータにより巻き上げられて付勢力を蓄積するとともに該付勢力で該機能体を駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の駆動装置は、以下の（１）〜（４）の何れかの構成を持つことが好ましい。
（１）前記電源は前記車両を使用する際に必然的な乗員の動作によってオン／オフされる。
（２）（１）の場合、前記電源は、アクセサリ電源、イグニッション電源、イルミネーション電源、ルームランプ電源、シートベルト装着警告ランプ電源、ドアロック解除電源から選ばれる少なくとも１種である。
（３）（１）の場合、前記電源と前記電動モータとに接続され、前記スプリングモータが所定量巻き上げられると前記電源と前記電動モータとの接続を遮断する遮断手段を備える。
（４）（３）の場合、前記遮断手段は、前記給電が開始してから所定時間が経過すると前記電源と前記電動モータとの接続を遮断するタイマである。

本発明の駆動装置では、スプリングモータに蓄積された付勢力で機能体を駆動する。よって、電動モータを駆動源として用いて機能体の動作全てを駆動する場合とは異なり、制御回路等に要するコストが低減できる。

また、スプリングモータを電動モータで巻き上げて付勢力を蓄積するために、機能体の開動作と閉動作との両方を自動的に駆動できる。さらに、機能体の閉動作（あるいは開動作）によってスプリングモータを巻き上げる場合と異なり、閉動作や開動作時に乗員に過大な負担を強いることもない。

本発明の駆動装置では、電源がオン状態になると電源から電動モータに給電され、電源がオフ状態になると電源から電動モータへの電源が停止する。電源は手動でオン／オフしても良いが、所定のタイミングで自動的にオン／オフすることが好ましい。乗員が手動で電源をオン／オフする場合には、煩雑な操作を乗員に強いるためである。本発明の駆動装置が上記構成（１）を備える場合には、電源を自動的にオン／オフできるため、乗員に負担を強いることがない。また、電源は車両を使用する際に必然的な乗員の動作に伴ってオン／オフされるために、電源のオン／オフ回路等を別途設ける必要がない。よって、駆動装置を安価に製造できる。

本発明の駆動装置が上記構成（２）を備える場合には、電源がオン状態になる頻度が高い。よって、電動モータによりスプリングモータを確実かつ充分に巻き上げることができる。

本発明の駆動装置が上記構成（３）を備える場合には、スプリングモータが所定量巻き上げられると、電源と電動モータとの接続が遮断されて電動モータが停止する。よって、電動モータを駆動するのに要する電気量を低減できる。

本発明の駆動装置が上記構成（４）を備える場合には、電動モータが所定時間給電され所定時間駆動した後に電源と電動モータとの接続が遮断される。したがって、スプリングモータは、電動モータが駆動した時間に応じた所定量巻き上げられる。このとき、スプリングモータの巻き上げ量はタイマによって制御される。よって、簡単な構造や回路でスプリングモータの巻き上げ量を制御でき、駆動装置を安価に製造できる。

本発明の駆動装置において、車両を使用する際に必然的な乗員の動作とは、車両への乗降の際に必然的な動作や、車両を運転するのに必然的な動作などを指す。

車両への乗降の際に必然的な動作としては、ドアの開閉操作、座席への着座動作、シートベルトの引出し操作等が挙げられる。ドアの開閉操作によってオン／オフされる電源としては、ルームランプ電源やドアロック解除電源等が挙げられる。座席への着座動作やシートベルトの引出し操作によってオン／オフされる電源としては、シートベルト装着警告ランプ電源等が挙げられる。

車両を運転するのに必然的な動作としては、エンジンの始動／停止動作、ヘッドライトの点灯動作等が挙げられる。エンジンの始動／停止動作によってオン／オフされる電源としては、アクセサリ電源、イグニッション電源等が挙げられる。ヘッドライトの点灯動作によってオン／オフされる電源としては、イルミネーション電源等が挙げられる。

本発明の駆動装置において、機能体としては、収納構造体の蓋体、収容構造体の高さ調整手段、収容構造体の引出し手段、表示構造体の蓋体、レジスタのフィン、レジスタのダンパ、座席の位置調整手段等を選択できる。

収容構造体としては、物品を収容するための構造体が挙げられる。例えば、コンソールボックス、グラブボックス、ドリンクホルダなどである。収容構造体の蓋体は収容構造体を開閉する蓋体を指す。収容構造体の高さ調整手段は、収容構造体の底板を昇降させて収容構造体の内部高さを調整する手段を指す。収容構造体の引出し手段は引出し展開式の収容構造体において収容構造体を出入させる手段を指す。表示構造体としては、ナビゲーションシステムのモニタや操作パネル、オーディオの表示パネルや操作パネルなどが挙げられる。座席の調整手段は、座席の位置、高さ、角度を調整する手段を指す。

以下、本発明の駆動装置を図面を基に説明する。

実施例の駆動装置は、コンソールボックスに埋設されているドリンクホルダの蓋体の開閉動作を駆動する。機能体はドリンクホルダの蓋体である。また、実施例の駆動装置は、上記構成（１）から（４）を備える。実施例の駆動装置の動作を模式的に表す説明図を図１〜２および図４〜５に示す。実施例の駆動装置を模式的に表す要部拡大分解斜視図を図３に示す。図１および２は、実施例の駆動装置を模式的に表す全体図である。図４および５は、スプリングモータに蓄積された付勢力で機能体を駆動している様子を表す要部拡大説明図である。以下、時計回り、反時計回りとは、図１における時計回り、反時計回りを指す。

実施例の駆動装置は、電源（図示せず）と、電動モータ１と、駆動手段２とを備える。電源はアクセサリ電源であり、乗員がエンジンを始動させるときにオンされ、乗員がエンジンを停止させるときにオフされる。電源は電動モータ１に接続されている。電動モータ１は、電源をオンすると電源から給電され、電源をオフすると電源からの給電が停止する。電源と電動モータ１とを接続する回路（図示せず）にはタイマ（図示せず）が設けられている。すなわち、タイマは電源と電動モータ１とに電気的に接続されている。タイマは、電源がオンされてから（電源から電動モータ１への給電が開始してから）所定時間が経過すると、電源と電動モータ１との接続を遮断するように設定されている。すなわち、本実施例においてはタイマが遮断手段となり、給電開始後の経過時間が電源と電動モータ１との接続を遮断する際のトリガーとなる。図３に示すように、電動モータ１の回転軸１０には巻き上げ駆動ギア２０が固定されている。

駆動手段２は、巻き上げ駆動ギア２０と、巻き上げギア２１と、スプリングモータ２２と、駆動ギア２３と、接続ギア部材２４と、連絡ギア部材２５と、従動ギア２６と、をもつ。

スプリングモータ２２は、図３に示すように、長尺の金属板が時計回りに巻回されてなるゼンマイバネからなる。スプリングモータ２２は巻き上げギア２１と駆動ギア２３との間に形成されている中空内部に収納されている。駆動ギア２３は箱状に形成されてなる。巻き上げギア２１は箱状に形成され、箱内面を駆動ギア２３の箱内面に対面させて、駆動ギア２３と同軸的に配されている。スプリングモータ２２の外端２２ａは、駆動ギア２３の内周面に連結されている。スプリングモータ２２の内端２２ｂは巻き上げギア２１に固定されている。スプリングモータ２２と駆動ギア２３と巻き上げギア２１とは、所謂香箱構造をなす。スプリングモータ２２の外端２２ａ側の部分はＳ字状に逆巻きされている。そして、外端２２ａは外方に屈曲している。外端２２ａは、駆動ギア２３の内周面に形成されている凹部２３ａに圧接している。スプリングモータ２２が巻き上げられるとスプリングモータ２２の外形が小さくなり、外端２２ａが凹部２３ａ表面を押す押圧力が小さくなる。スプリングモータ２２が過剰に巻き上げられると、外端２２ａの押圧力が過小になり、外端２２ａが凹部２３ａの表面を滑る。よって、スプリングモータ２２には、巻き上げによる過剰な負荷が加わらないようになっている。駆動ギア２３および巻き上げギア２１は、コンソールボックス９の側壁に軸支されている。巻き上げギア２１にはワンウェイクラッチからなる逆転防止ギア２７が噛合している。

巻き上げギア２１は巻き上げ駆動ギア２０と噛合している。したがって、スプリングモータ２２と電動モータ１とは、巻き上げ駆動ギア２０および巻き上げギア２１を介して接続されている。電動モータ１が起動すると、図４および５に示すように、巻き上げ駆動ギア２０が時計回りに回転し、巻き上げ駆動ギア２０と噛合している巻き上げギア２１が反時計回りに回転する。すると、内端２２ｂが巻き上げギア２１に固定されているスプリングモータ２２が巻き上げられ、スプリングモータ２２に付勢力が蓄積される。

機能体９０は、ドリンクホルダ９１の蓋体からなる。機能体９０は、コンソールボックス９の上面に形成されているドリンクホルダ９１の開口９２を開閉する。機能体９０はコンソールボックス９の側壁に枢支されて、コンソールボックス９に対して回動する。機能体９０は、時計回りと反時計回りとに回動する。従動ギア２６は扇形をなし、機能体９０に固着されている。従動ギア２６にはオイルダンパ２８が接続されている。

連絡ギア部材２５は、第１連絡ギア２５ａと第２連絡ギア２５ｂとを持つ。第２連絡ギア２５ｂは第１連絡ギア２５ａよりも小径に形成されている。第２連絡ギア２５ｂは、第１連絡ギア２５ａの回転軸に第１連絡ギア２５ａと同軸的に固着されている。第２連絡ギア２５ｂは従動ギア２６と噛合している。

接続ギア部材２４は、図４に示すように、平板状の支持板３０と、第１接続ギア３１と、第２接続ギア３２と、第３接続ギア３３と、第４接続ギア３４とを持つ。第１接続ギア３１、第２接続ギア３２、第３接続ギア３３および第４接続ギア３４は支持板３０に軸支されている。支持板３０はコンソールボックス９の側壁に枢支されている。第１接続ギア３１は駆動ギア２３と噛合している。第１接続ギア３１の回転軸は支持板３０の回転軸と同軸である。第２接続ギア３２は第１接続ギア３１と噛合している。第３接続ギア３３は第１接続ギア３１と噛合している。第４接続ギア３４は、第３接続ギア３３と噛合している。支持板３０は、第２接続ギア３２が第１連絡ギア２５ａと噛合する逆接続位置（図１、４に示す）と、第４接続ギア３４が第１連絡ギア２５ａと噛合する正接続位置（図２、５に示す）との間で揺動する。支持板３０には、図示しないターンオーバースプリングの一端が固定されている。ターンオーバースプリングの他端はコンソールボックス９の側壁に固定されている。よって、接続ギア部材２４はターンオーバースプリングによって正接続位置と逆接続位置とに付勢されている。第１接続ギア３１と第２接続ギア３２とで構成されるギア群を第１接続ギア群と呼ぶ。第１接続ギア３１と第３接続ギア３３と第４接続ギア３４とで構成されるギア群を第２接続ギア群と呼ぶ。

接続ギア部材２４には、図１および２に示すように、スイッチ手段４が接続されている。スイッチ手段４は、スイッチ体４０と、連結部材４１と、回転部材４２と、伝達部材４３と持つ。スイッチ体４０は略柱状をなす。スイッチ体４０は、コンソールボックス９の上壁に形成されている貫通孔内９５に収容され上端がコンソールボックス９の上面に突出している。スイッチ体４０には、バネからなる付勢手段（図示せず）が取り付けられている。スイッチ体４０は付勢手段によって上方向に付勢されている。さらに、スイッチ体４０には図示しないプッシュロック手段が取り付けられている。スイッチ体４０は、プッシュロック手段によって、オフ位置とオン位置とにロックされる。スイッチ体４０がオフ位置に配されると、スイッチ体４０の上端がコンソールボックス９の上面に大きく突出する。スイッチ体４０がオン位置に配されると、スイッチ体４０の突出量は小さくなる。

連結部材４１は短冊状をなす。連結部材４１の一端はスイッチ体４０の下端に枢支されている。回転部材４２は円盤状をなす。回転部材４２はコンソールボックス９の側壁に軸支されている。回転部材４２には連結部材４１の他端が枢支されている。伝達部材４３は長尺の棹状をなす。伝達部材４３の一端は回転部材４２に枢支されている。伝達部材４３の他端は接続ギア部材２４の支持板３０に枢支されている。

スイッチ体４０がオフ位置に配されている状態（図１に示す）で、乗員がスイッチ体４０を押圧すると、スイッチ体４０はオフ位置に配される（図２に示す）。このとき、スイッチ体４０に枢支されている連結部材４１は、スイッチ体４０に押圧されて回転部材４２を押圧する。すると、回転部材４２が時計回りに回転する。回転部材４２の回転に伴って、回転部材４２に枢支されている伝達部材４３の一端が変位する。そして、伝達部材４３は、支持板３０を図２中左方向に引っ張る。したがって、接続ギア部材２４が時計回りに揺動して逆接続位置に配される。また、スイッチ手段４を再度押圧してオフ位置に配すると、接続ギア部材２４が反時計回りに揺動して正接続位置に配される。

コンソールボックス９の側壁のうち機能体９０の枢支軸９４側には、従動ギア２６方向に突起する第１ストッパ（図示せず）が形成されている。コンソールボックス９の側壁のうち第１ストッパの下方には、従動ギア２６方向に突起する第２ストッパ（図示せず）が形成されている。第１ストッパは、機能体９０がドリンクホルダ９１の開口９２を開く開位置（図２および４に示す）に配されているときに従動ギア２６と係合する。第２ストッパは、機能体９０がドリンクホルダ９１の開口９２を閉じる閉位置（図１および５に示す）に配されているときに従動ギア２６と係合する。

実施例の駆動装置の動作を以下に説明する。

乗員がエンジンを始動させると、電源（アクセサリ電源）がオンされる。すると電源から電動モータ１への給電が開始し、電動モータ１が起動する。また、このとき、タイマが始動する。電動モータ１が起動すると、電動モータ１の回転が巻き上げ駆動ギア２０および巻き上げギア２１を介してスプリングモータ２２に伝達され、スプリングモータ２２が巻き上げられる。スプリングモータ２２が巻き上げられるとスプリングモータ２２に付勢力が蓄積される。所定時間が経過すると、タイマによって電源と電動モータ１との電気的接続が遮断され、電動モータ１が停止する。よって、スプリングモータ２２の巻き上げが停止する。

スプリングモータ２２に付勢力が蓄積されると、駆動ギア２３は反時計回りに回転する。図１に示すように、接続ギア部材２４が正接続位置に配されている状態では、機能体９０が閉位置に配される。このとき、スイッチ体４０を押圧すると、図２に示すように接続ギア部材２４が逆接続位置に配される。すると、駆動ギア２３と従動ギア２６とが第２接続ギア群と連絡ギア部材２５とで接続される。図５に示すように、スプリングモータ２２の付勢力により駆動ギア２３が反時計回りに回転すると、第１接続ギア３１が時計回りに回転し、第３接続ギア３３が反時計回りに回転し、第４接続ギア３４が時計回りに回転する。第４接続ギア３４と噛合する第１連絡ギア２５ａと、第１連絡ギア２５ａに同軸的に固着されている第２連絡ギア２５ｂとが反時計回りに回転する。すると、第２連絡ギア２５ｂと噛合する従動ギア２６が時計回りに回転し、従動ギア２６に接続されている機能体９０が時計回りに回動してドリンクホルダ９１の開口９２を開く。機能体９０が開位置にまで回動すると、従動ギア２６と第１ストッパとが係合して、従動ギア２６の回転と機能体９０との回動とが停止する。

なお、巻き上げギア２１には逆転防止ギア２７が噛合している。このため、巻き上げギア２１は時計回りには回転しない。したがって、スプリングモータ２２の付勢力により駆動ギア２３が反時計回りに回転する。

図２に示す状態（機能体９０が開位置に配置され、接続ギア部材２４が逆接続位置に配置されている状態）でスイッチ体４０を押圧すると、図４に示すように、接続ギア部材２４が反時計回りに揺動して正接続位置に配される。このとき、駆動ギア２３と従動ギア２６とは、第１接続ギア群および連絡ギア部材２５で接続される。スプリングモータ２２の付勢力により駆動ギア２３が反時計回りに回転すると、第１接続ギア３１が時計回りに回転し、第２接続ギア３２が反時計回りに回転する。よって、第１連絡ギア２５ａおよび第２連絡ギア２５ｂが時計回りに回転し、従動ギア２６は反時計回りに回転する。従動ギア２６が反時計回りに回転すると、機能体９０が反時計回りに回動してドリンクホルダ９１の開口９２を閉じる。機能体９０が閉位置にまで回動すると、従動ギア２６と第２ストッパとが係合して、従動ギア２６の回転と機能体９０の回動とが停止する。

なお、接続ギア部材２４が正接続位置と逆接続位置との何れに配されている場合にも、図４および５に示すように、乗員により電源がオンされると電動モータ１が起動してスプリングモータ２２が巻き上げられる。

本実施例の駆動装置では、スプリングモータ２２に蓄積された付勢力で機能体９０を駆動している。また、電動モータ１によってスプリングモータ２２を巻き上げている。よって、実施例の駆動装置は安価に製造でき、かつ、開動作や閉動作時に乗員に過大な負担を強いることがない。

なお、実施例の駆動装置では、電動モータ１のみでスプリングモータ２２を巻き上げているが、本発明の駆動装置においては電動モータ１以外のスプリングモータ巻き上げ手段を併用しても良い。例えば、車両を使用する際に必然的な乗員の動作によって動く入力手段をスプリングモータ巻き上げ手段としても良いし、車両の走行動作に由来する加速度に応じて動く入力手段をスプリングモータ巻き上げ手段としても良い。

本発明の駆動装置において、駆動手段２（スプリングモータ２２）に蓄積された駆動力で機能体９０を駆動する機構は実施例の機構に限定されない。

実施例の駆動装置では、遮断手段としてタイマを用いているが、例えば、スプリングモータ２２の巻き上げ量を検知するセンサなどを遮断手段として用いてもよい。この場合には、遮断手段であるセンサを電源と電動モータ１とを接続する回路に電気的に接続し、センサから伝送された信号をトリガーとして電源と電動モータ１との接続を遮断すればよい。

実施例の駆動装置を模式的に表す全体図である。実施例の駆動装置を模式的に表す全体図である。実施例の駆動装置を模式的に表す要部拡大分解斜視図である。図１の要部拡大図である。図２の要部拡大図である。

符号の説明

１：電動モータ、２：駆動手段、２２：スプリングモータ、２３：駆動ギア、９０:機能体

Claims

車両に搭載される機能体を駆動する駆動装置であって、
電源と、
該電源に接続され、該電源から給電されて起動する電動モータと、
スプリングモータを持ち、該電動モータと該機能体とに接続され、該スプリングモータが該電動モータにより巻き上げられて付勢力を蓄積するとともに該付勢力で該機能体を駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする駆動装置。
前記電源は前記車両を使用する際に必然的な乗員の動作によってオン／オフされる請求項１に記載の駆動装置。
前記電源は、アクセサリ電源、イグニッション電源、イルミネーション電源、ルームランプ電源、シートベルト装着警告ランプ電源、ドアロック解除電源から選ばれる少なくとも１種である請求項２に記載の駆動装置。
前記電源と前記電動モータとに接続され、前記スプリングモータが所定量巻き上げられると前記電源と前記電動モータとの接続を遮断する遮断手段を備える請求項２に記載の駆動装置。
前記遮断手段は、前記給電が開始してから所定時間が経過すると前記電源と前記電動モータとの接続を遮断するタイマである請求項４に記載の駆動装置。