JP2007176464A

JP2007176464A - 移動体用の動力ユニット

Info

Publication number: JP2007176464A
Application number: JP2005380448A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Kita; 真一郎北
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12
Also published as: US20080137322A1; US8839560B2

Abstract

【課題】べースプレート２０の厚みを有効利用して電磁コイル部３７のリード線５７を外部に引き出す。
【解決手段】環状コイル部３７が固定されるベースプレート２０に環状コイル部３７に対して放射方向に伸びるスロット状の挿通孔５８を設け、環状コイル部３７のリード線５７は前記ベースプレート２０の前記環状コイル部３７が設けられている一方側から前記挿通孔５８に挿入させた後、前記挿通孔５８に沿って前記放射方向に伸ばし、ついで、前記リード線５７を前記ベースプレート２０の他方側に引き出す。挿通孔５８の端部には断面半円状のカバー５９を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、移動体用の動力ユニットに関するものであり、特に、動力ユニットのハウジングの改良に関するものである。

従来、車両のスライド扉や窓ガラス等の移動体を移動させる動力ユニットは多数提案されており、回転すると移動体を移動させる回転体と、前記回転体を駆動させるモータと、前記モータの回転を前記回転体に伝達する連結状態と伝達しない非連結状態とに切り替る電磁式クラッチ機構と、前記電磁式クラッチ機構の環状コイル部に電力を供給するリード線とを有している。

前記リード線は、動力ユニットのハウジングに形成した挿通孔若しくは開口部を介してハウジング内部からハウジング外部に引き出され、動力ユニットの制御回路等に接続されるが、リード線の引出方向は前記環状コイル部の軸心方向（回転体の軸芯方向と同一）に設定したものと（特許文献１）、放射方向に設定したものと（特許文献２）、軸心方向に伸びた後放射方向に屈曲するように設定したものとがある（特許文献３）。
特開昭５７−７２７２８号公報特開２００３−８２９２６号公報特開２００５−２１３７６２号公報

従来のリード線は、何れの方向に引き出される場合でも、ハウジングの壁面に対して直交する角度でハウジングを貫通している構成に課題があり、この構成では、リード線と回転体との干渉を避けるため、リード線の近傍に回転体を配置できない大きなデッドスペースが生じてしまう。

具体的に指摘すると、特許文献１においては、リード線(13a) はハウジングの上壁に形成した挿通孔を介して外部に引き出されているため、上壁近傍に配置した２つの回転体(10, 23)とリード線(13a) との干渉が問題となり、回転体の大きさ・形状・取付位置等に大きな制約がもたらされる。

また、特許文献２では、放射方向に伸びたリード線(57a) とコイル部の外周に配設された回転体(53)の外側筒部との干渉を避けるため、外側筒部をリード線から軸心方向に離間させねばならず、コイル部の軸心方向における動力ユニットの小型化の妨げになっている。

また、特許文献３では、リード線(38)とモータ(39)との干渉を避けるため、モータをリード線から軸心方向に離間させねばならず、特許文献２と同様の課題を備えることになる。

よって、本発明は、モータ２８と、前記モータ２８の動力で回転すると移動体１１を移動させる回転体１７と、前記モータ２８の回転を前記回転体１７に伝達する連結状態と伝達しない非連結状態とに切り替る電磁式クラッチ機構３５と、前記電磁式クラッチ機構３５の環状コイル部３７に電力を供給するリード線５７と、前記環状コイル部３７が固定されるベースプレート２０とを有し、前記ベースプレート２０には前記環状コイル部３７に対して放射方向に伸びるスロット状の挿通孔５８を設け、前記リード線５７は前記ベースプレート２０の前記環状コイル部３７が設けられている一方側から前記挿通孔５８に挿入させた後、前記挿通孔５８に沿って前記放射方向に伸ばし、ついで、前記リード線５７を前記ベースプレート２０の他方側に引き出すように構成した移動体用の動力ユニットとしたものである。

本発明によれば、電磁コイル部３７のリード線５７は、ベースプレート２０に形成したスロット状の挿通孔５８に沿って伸びることにより、ハウジングの内部から外部に引き出すことが可能となるため、べースプレート２０の厚みを有効利用でき、リード線５７による回転体（ケーブルドラム１７やロータ５５）に対するデッドスペースの形成は従来に比べて格段に少なくなり、持って、動力ユニット１６のドラム軸２５の軸心方向における小型化を期待できる。

また、挿通孔５８内のリード線５７のふらつきは、ベースプレート２０の取付けられるケース２２（及び／又はケース２７）により抑えることが可能となり、これにより、リード線５７のふらつきによるデッドスペースの大型化を抑制できる。

本発明による動力ユニットの実施例を図により説明する。図１には、車体１０と、移動体の一例としてスライド扉１１が示されている。移動体の他例としてはバックドア等が挙げられる。スライド扉１１は車体１０にスライド自在に取付けられ、車体１０にはスライド扉１１により閉塞されうるドア開口１２が設けられる。車体１０には、スライド扉１１に設けられた複数のガイドローラー１３がそれぞれスライド自在に係合する複数のガイドレール１４が設けられ、ガイドローラー１３とガイドレール１４との係合によりスライド扉１１は車体１０にスライド自在に取付けられる。

前記車体１０のクオータパネル１５の車内側空間には動力ユニット１６が設けられる。動力ユニット１６には、図２、３のように、回転体としてのケーブルドラム１７が設けられ、ケーブルドラム１７には開扉用ケーブル１８と閉扉用ケーブル１９の基端側がそれぞれ連結される。ケーブル１８、１９の先端側はそれぞれスライド扉１１に連結され、ケーブルドラム１７が開扉方向に回転すると、開扉用ケーブル１８は巻き取られると共に閉扉用ケーブル１９は引き出されてスライド扉１１は開扉方向に移動し、ケーブルドラム１７が閉扉方向に回転すると、開扉用ケーブル１８は引き出されると共に閉扉用ケーブル１９は巻き取られてスライド扉１１は閉扉方向に移動する。

なお、動力ユニット１６の配置位置は、クオータパネル１５の車内側空間に限られず、また、特開２００４−３６１９３公報に詳細に説明されているように、スライド扉１１の内部空間に配置することもでき、この場合には、ケーブル１８、１９の先端側はそれぞれ車体１０に連結される。

図３に示したように、前記動力ユニット１６は、前記車体１０（又はスライド扉１１）にボルト等により固定される縦板状の金属ベースプレート２０を備え、ベースプレート２０の一方側には第１収納室２１を区画する樹脂製のドラム側（回転体側）ケース２２が固定され、第１収納室２１には前記ケーブルドラム１７を収納させる。

前記ケーブルドラム１７はその一方側側面にドラムリム体２３を備えた円筒状を呈し、ドラム１７の他方側は外部に開放させている。ケーブルドラム１７の外周面には前記ケーブル１８、１９が巻回されるケーブル溝２４を形成する。ケーブルドラム１７は樹脂製であり、その中心には一体的にドラム軸２５が形成され、ドラム軸２５の一方側端部は、ドラムリム体２３より外側に突出させて前記ドラム側ケース２２に回転自在に支持させる。前記ドラム軸２５の他方側端部は、前記ベースプレート２０の連通孔２６（図４）を介して他方側に突出させ、前記ベースプレート２０の他方側に固定したギア側ケース２７に回転自在に支持させる。なお、本発明では、ベースプレート２０とケース２２、２７とを総称してハウジング５６と称する

前記ベースプレート２０の他方側には、前記動力ユニット１６の正逆転モータ２８が配置され、モータ２８の出力軸には円筒ウオーム２９を取付け、円筒ウオーム２９には、前記ギア側ケース２７により区画された第２収納室３０に配設したウオームホイール３１を噛合させる。ウオームホイール３１は、その軸芯が前記ドラム軸２５の軸芯と一致するように、ギア側ケース２７の内側面に形成したボス部３２に回転自在に支持させる。ウオームホイール３１の一方側近傍にはウオームホイール３１と一体的に回転する環状伝動体３３が配設される。

前記ケーブルドラム１７の外周面５０で囲まれた内部空間３４には、前記動力ユニット１６の電磁式クラッチ機構３５の主要部が配置される。クラッチ機構３５は連結状態に切り替ると、前記ウオームホイール３１（環状伝動体３３）の回転をケーブルドラム１７に伝達するが、非連結状態に復帰すると、ケーブルドラム１７はウオームホイール３１（モータ２８）との連結は解除され、ケーブルドラム１７はウオームホイール３１に対して自由に回転できる状態となる。

前記電磁式クラッチ機構３５は、前記ドラム軸２５の中央部外周に配設された比較的長いスリーブ３６を備えたロータ５５と、スリーブ３６の外周部に配置された環状の電磁コイル部３７と、前記ドラムリム体２３の内面近傍に配置された環状アーマチュア３８とを備える。

前記ロータ５５はＥ−リング等の留め具４５により前記ドラム軸２５に止着されてドラム軸２５の軸方向には移動しない構成であるが、ドラム軸２５に対して相対回転は自在であり、ロータ５５のスリーブ３６の他方側端部は前記環状伝動体３３に対してキー溝係合させ、これにより、ロータ５５は環状伝動体３３とウオームホイール３１を介してモータ２８側に常時連結される。

前記ロータ５５の一方側端部には環状フランジ３９を一体的に形成し、環状フランジ３９は、前記ドラム軸２５の軸方向において、前記アーマチュア３８と前記電磁コイル部３７との間に配設する。

前記環状フランジ３９と前記電磁コイル部３７との間にはスペーサー５３により極狭い隙間を設けると共に、前記スリーブ３６に止着したＥ−リング等の留め具５１（図４）により電磁コイル部３７をスリーブ３６に対して軸方向には移動しないように取付ける。

前記アーマチュア３８は、アーマチュア３８と環状フランジ３９との間に設けた皿バネ５４の弾力で環状フランジ３９から離間するように一方側に付勢される。環状フランジ３９の一方側側面は高い摩擦係数を備えた当接面に形成され、アーマチュア３８は電磁コイル部３７の磁力により皿バネ５４の弾力に抗して他方側に引き寄せられると、アーマチュア３８は環状フランジ３９に対して高い摩擦係数をもって当接し、これにより、環状フランジ３９（モータ２８）の回転がアーマチュア３８に伝達される。

前記アーマチュア３８にはドラム軸２５の軸芯方向の係合孔４０を複数形成し、係合孔４０には前記ドラムリム体２３から他方側に突出させた複数のドラムピン４１をスライド自在に係合させる。ドラムピン４１と係合孔４０との係合は、アーマチュア３８が電磁コイル部３７の磁力によりドラム軸２５の軸方向に移動しても解除されず、従って、アーマチュア３８はケーブルドラム１７に対して常時一体的に回転するように連結され、アーマチュア３８が電磁コイル部３７の磁力でフランジ３９と密着すると、クラッチ機構３５は連結状態となって、モータ２８の動力がケーブルドラム１７に伝達され、電磁コイル部３７がオフになると、アーマチュア３８とフランジ３９との摩擦接触は解除されて、クラッチ機構３５は非連結状態となり、モータ２８とケーブルドラム１７との連結は解除される。

上記構成により、アーマチュア３８はケーブルドラム１７のドラムリム体２３の他方側の側面に近接配置させることができ、ドラムリム体２３の側方スペースを有効利用できる。そして、ドラム軸２５を介さずにアーマチュア３８をケーブルドラム１７に連結できるから、アーマチュア３８をドラム軸２５に連結するための加工処理が不要となると共に、ドラム軸２５は、この加工処理による強度低下から開放されるから、ドラム軸２５をケーブルドラム１７と一体的に樹脂で形成できる。

前記クラッチ機構３５は、アーマチュア３８とフランジ３９と電磁コイル部３７とを、ドラムリム体２３から他方側に順番に並設しているため、ドラム軸２５（ケーブルドラム１７）に対して予め組み付けることができ、先ず、ドラム軸２５に対してアーマチュア３８及び皿バネ５４を挿入し、ついで、ロータ５５をドラム軸２５に差込み留め具４５でドラム軸２５に取付け、ロータ５５のスリーブ３６の外周にコイル部３７を取付け、留め具５１でコイル部３７をスリーブ３６に取付ける。これにより、クラッチ機構３５とケーブルドラム１７とをアッセンブリーとして準備することが可能となる。なお、この組付順番は変更可能である。

前記電磁コイル部３７のコイル４３の外周のフィールド４４は、前記ベースプレート２０の一方側側面に螺子５２等で固定される。前記ベースプレート２０の前記連通孔２６は、前記スリーブ３６が通過できる程度の大きさとし、電磁コイル部３７の他方側側面に金属製のベースプレート２０を可能の限り広範囲に配置させる。これにより、金属製ベースプレート２０は、電磁コイル部３７の発生磁力に対する磁気シールドとして作用し、電磁コイル部３７の磁界がベースプレート２０より他方側に及ぶことを大幅に減少できる。

また、電磁コイル部３７を金属製ベースプレート２０に直接固定することにより、金属製ベースプレート２０を電磁コイル部３７のヒートシンクに使用でき、電磁コイル部３７の発熱による効率低下を低減できる。更には、留め具５１とフランジ３９との間に配置された電磁コイル部３７に多少のガタ付きがあっても、電磁コイル部３７をベースプレート２０に固定することで、電磁コイル部３７のロータ５５に対する軸方向のブレは防止され、振動音等の発生が抑えられる。

前記ドラム軸２５の他方側端部は前記ギア側ケース２７を越えて他方側外方に突出し、その突出部に、ドラム軸２５（ケーブルドラム１７）の回転速度や回転方向や回転量を測定するためのセンサーユニット４２を取付ける。センサーユニット４２は、好適には、磁石とホールＩＣとからなる磁気式センサーであるが、センサーユニット４２に悪影響をもたらす電磁コイル部３７の磁界は、ベースプレート２０より大幅にシールドされているため、センサーユニット４２は電磁コイル部３７に対して特別に距離を置く必要はなく、このため、ドラム軸２５の他方側への突出量を短くできる。

しかして、本発明では、車体１０又はスライド扉１１にボルト等で固定される金属製ベースプレート２０の一方側に電磁コイル部３７を他方側にモータ２８をそれぞれ配置している。これにより、ベースプレート２０の一方側と他方側との重量アンバランスを少なくでき、車両走行時の振動により加わる金属製ベースプレート２０への金属疲労を低減できる。そして、ベースプレート２０の一方側と他方側とに重量物を分散配置したから、動力ユニット１６の重心を、ドラム軸２５の軸芯方向において、ベースプレート２０の近傍に近づけることができ、これにより、ベースプレート２０の一方側と他方側の厚みの差も小さくなり、もって、動力ユニット１６は、上下反転配置・左右反転配置・表裏反転配置等を自由に行えるようになり、設置スペースの形状に応じたレイアウト性に優れたものとなる。

図３、５のように、前記電磁コイル部３７のリード線５７は、前記ベースプレート２０に向かって伸びており、ベースプレート２０にはリード線５７をハウジング５６の外部に導くための挿通孔５８が形成される。挿通孔５８はドラム軸２５（コイル部３７）の放射方向に伸びる長いスリット状を呈している（図２参照）。ベースプレート２０の一方側（コイル部３７が設けられている側）からスリット状挿通孔５８に挿入させたリード線５７は、スリット状挿通孔５８内を長さ方向に横たわり、その後、挿通孔５８からベースプレート２０の他方側に引き出される。ケース２２、２７の各端部は、好適には、挿通孔５８の近傍の両側に配置させ、ケース２２、２７によりリード線５７が挿通孔５８から脱落するのを防止させる。

このように、リード線５７を挿通孔５８内に横たわせることにより、べースプレート２０の厚みを利用してリード線５７をハウジング５６の外部に引き出すことができるから、リード線５７による回転体（ケーブルドラム１７やロータ５５）に対するデッドスペースの形成は従来に比べて格段に少なくなり、動力ユニットのドラム軸２５の軸心方向における小型化が図れる。

図６〜８は、挿通孔５８の第２実施例を示しており、第２実施例では、ベースプレート２０にスリット状挿通孔５８を形成する際のプレス加工により、挿通孔５８の端部に断面半円状のリード線カバー５９を形成している。カバー５９は、好適には、挿通孔５８の前記環状コイル部３７に近接する側の第１端部に形成された入口側カバー５９Ａと、挿通孔５８の環状コイル部３７から離間した側の第２端部に形成された出口側カバー５９Ｂと備えるが、これらは必ずしも一対で設ける必要はなく、いずれか一方の端部のみに形成しても良い。

前記入口側カバー５９Ａは、電磁コイル部３７から伸びるリード線５７を挿通孔５８に受け入れるために、ベースプレート２０の他方側に膨出しており、前記出口側カバー５９Ａは、リード線５７をベースプレート２０の他方側に引き出せるようにベースプレート２０の一方側に膨出している。

前記カバー５９は、挿通孔５８の近傍にケーブルドラム１７や環状伝動体３３等の回転体を配置する場合に形成され、リード線５７と回転体との間にカバー５９を配置することで、リード線５７と回転体との誤接触を招くことなく、回転体をベースプレート２０に対して軸方向に近接配置させることができ、動力ユニット１６のドラム軸２５の軸心方向における小型化が図れる。

また、カバー５９で覆われていない側のリード線５７には、ケース２２（又は２７）の端部を近接若しくは当接させると、リード線５７のバタツキを効果的に防止できる。

車体とスライド扉と動力ユニットの関係を示す側面図。前記動力ユニットの側面図。前記動力ユニットの断面図。前記動力ユニットの拡大断面図。前記動力ユニットのベースプレートに形成した挿通孔を示す拡大断面図。第２実施例の挿通孔を備えた前記動力ユニットの断面図。第２実施例の挿通孔を示す拡大断面図。第２実施例の挿通孔を示す拡大断面図。

符号の説明

１０…車体、１１…スライド扉、１２…ドア開口、１３…ガイドローラー、１４…ガイドレール、１５…クオータパネル、１６…動力ユニット、１７…ケーブルドラム、１８…開扉用ケーブル、１９…閉扉用ケーブル、２０…ベースプレート、２１…第１収納室、２２…ドラム側ケース、２３…ドラムリム体、２４…ケーブル溝、２５…ドラム軸、２６…連通孔、２７…ギア側ケース、２８…モータ、２９…円筒ウオーム、３０…第２収納室、３１…ウオームホイール、３２…ボス部、３３…環状伝動体、３４…内部空間、３５…電磁式クラッチ機構、３６…スリーブ、３７…電磁コイル部、３８…環状アーマチュア、３９…環状フランジ、４０…係合孔、４１…ドラムピン、４２…センサーユニット、４３…コイル、４４…フィールド、４５…留め具、５０…外周面、５１…留め具、５２…螺子、５３…スペーサー、５４…皿バネ、５５…ロータ、５６…ハウジング、５７…リード線、５８…挿通孔、５９…リード線カバー、５９Ａ…入口側カバー、５９Ｂ…出口側カバー。

Claims

モータ２８と、前記モータ２８の動力で回転すると移動体１１を移動させる回転体１７と、前記モータ２８の回転を前記回転体１７に伝達する連結状態と伝達しない非連結状態とに切り替る電磁式クラッチ機構３５と、前記電磁式クラッチ機構３５の環状コイル部３７に電力を供給するリード線５７と、前記環状コイル部３７が固定されるベースプレート２０とを有し、前記ベースプレート２０には前記環状コイル部３７に対して放射方向に伸びるスロット状の挿通孔５８を設け、前記リード線５７は前記ベースプレート２０の前記環状コイル部３７が設けられている一方側から前記挿通孔５８に挿入させた後、前記挿通孔５８に沿って前記放射方向に伸ばし、ついで、前記リード線５７を前記ベースプレート２０の他方側に引き出すように構成した移動体用の動力ユニット。
請求項１において、前記ベースプレート２０の前記一方側には内部に前記回転体１７を収納する第１収納室２１を区画する回転体側ケース２２を固定し、前記ケース２２の端部は前記挿通孔５８に臨ませて、前記ケース２２により前記リード線５７の前記挿通孔５８から前記一方側への脱落を防止させた移動体用の動力ユニット。
請求項１において、前記ベースプレート２０の前記他方側には内部に前記モータ２８の減速機構を収納する第２収納室３０を区画するギア側ケース２７を固定し、前記ケース２７の端部は前記挿通孔５８に臨ませて、前記ケース２７により前記リード線５７の前記挿通孔５８から前記他方側への脱落を防止させた移動体用の動力ユニット。
請求項１において、前記ベースプレート２０の前記一方側には内部に前記回転体１７を収納する第１収納室２１を区画する回転体側ケース２２を固定し、前記ベースプレート２０の前記他方側には内部に前記モータ２８の減速機構を収納する第２収納室３０を区画するギア側ケース２７を固定し、前記回転体側ケース２２の端部は前記挿通孔５８の一方側に臨ませ、前記ギア側ケース２７の端部は前記挿通孔５８の前記他方側に臨ませて、前記両ケース２２、２７の各端部により前記リード線５７の前記挿通孔５８からの脱落を両側から防止させた移動体用の動力ユニット。
請求項１において、前記挿通孔５８の前記環状コイル部３７に近接する側の第１端部には断面半円状で前記他方側に膨出する入口側カバー５９Ａを設けた移動体用の動力ユニット。
請求項１において、前記挿通孔５８の前記環状コイル部３７から離間した側の第２端部には断面半円状で前記一方側に膨出する出口側カバー５９Ｂを設けた移動体用の動力ユニット。
請求項１において、前記挿通孔５８の前記環状コイル部３７に近接する側の第１端部には断面半円状で前記他方側に膨出する入口側カバー５９Ａを設け、前記挿通孔５８の前記環状コイル部３７から離間した側の第２端部には断面半円状で前記一方側に膨出する出口側カバー５９Ｂを設けた移動体用の動力ユニット。
請求項５又は請求項７において、前記ベースプレート２０の前記他方側には内部に前記モータ２８の減速機構を収納する第２収納室３０を区画するギア側ケース２７を固定し、前記入口側カバー５９Ａで覆われていない側のリード線５７には、前記ギア側ケース２７の端部を近接若しくは当接させた移動体用の動力ユニット。
請求項６又は請求項７において、前記ベースプレート２０の前記一方側には内部に前記回転体１７を収納する第１収納室２１を区画する回転体側ケース２２を固定し、前記出口側カバー５９Ｂで覆われていない側のリード線５７には、前記回転体側ケース２２の端部を近接若しくは当接させた移動体用の動力ユニット。