JP2013534396A - 自動車の開閉パネルのためのモータによる駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車の開閉パネルのための、電気機械アクチュエータを用いない、モータによる駆動装置を提供する。
【解決手段】 この駆動装置は、モータユニット（３）と、伝動素子（５）と、制動モジュール（７）とを備えている。制動モジュールは、制動モジュールに接続されている制動シャフト（２３）と摩擦接触している螺旋ばね（３５）と、機能的遊びを介して相互に係合している２つの連結素子（２５、２７）とを有して、伝動素子とモータユニットとの間に位置しているクラッチモジュール（９）によって支持されて伝動素子に接続されており、２つの連結素子のうちのどちらが駆動を行っており、どちらが駆動されているかに依存する、２つの連結素子の間の相対的な位置の変化によって、制動モジュールが係合位置と非係合位置との間を移行するように、螺旋ばねの端部（３７、３９）が作用を受ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のドアまたはトランク蓋などの開閉パネルのための、モータによる駆動装置に関する。

自動車の開閉パネルの開閉の自動的遂行、または支援のためにモータを用いることは、よく知られている。このモータは、開閉パネルを作動させるための伝動メカニズムを駆動する。モータと伝動メカニズムとの間には、開閉パネルの開閉の手順を制御するための諸要素が存在する。

これらの要素には、一般に、少なくとも１つのクラッチ、および制動モジュールが含まれる。例えば開閉パネルが、手で、またはそれ自身の重量によって駆動されるときには、クラッチは、制動モジュールの連結を可能にしていても、していなくても構わない。制動モジュールは、特に、ある一定の位置（一般には終端位置でない）での開閉パネルの静止が必要なときに作動させられる。例えばトランク蓋の場合には、制動モジュールは、開閉パネルの落下を防止するために、開閉パネルに作用する重力に抗するように働く必要がある。

制動装置とモータとは、相反する効果をもたらすことを考慮すると、モータが作動しているときに、制動モジュールを伝動メカニズムに連結させてはならない。この機能の遂行のために、モータが作動しているときに、制動装置が脱係合するようにクラッチを制御するために、電気機械アクチュエータを用いることは公知である。

しかしながら、このような電気機械アクチュエータは比較的高価であり、また、電子装置に固有の故障を生じがちである。さらに、自動車のバッテリが過放電状態にある場合には、このような電気機械アクチュエータは作動しなくなり、制動モジュールは、連結されている状態、または連結されていない状態に放置される危険性が生じる。

これらの欠点を克服するために、本発明は、自動車の開閉パネルのための、次のものを備えている、モータによる駆動装置を提供するものである。
− モータユニットと、
− モータユニットによって作動させられる伝動素子と、
− 伝動素子に対する制動モジュール。
制動モジュールは、制動モジュールに接続されている制動シャフトと摩擦接触している螺旋ばねと、互いの間に設けられた機能的遊びを介して相互に係合している２つの連結素子とを有し、伝動素子とモータユニットとの間に位置しているクラッチモジュールを介して、伝動素子に接続されており、２つの連結素子のうちのどちらが推進を行っており、どちらが推進されているかに依存する、２つの連結素子の間の相対的な位置の変化によって、制動モジュールが係合位置と非係合位置との間を移行するように、螺旋ばねの端部が作用を受ける。

したがって、制動モジュールを、伝動装置に選択的に連結することができる、完全に機械的な、自動車の開閉パネルのための、モータによる駆動装置が得られる。したがって、いかなる電力の供給も電気的制御も必要ない。また、制御電子部品に伴う費用も欠点も生じることはない。

自動車の開閉パネルのための、モータによるこの駆動装置は、さらに、次の特性の１つ以上を、単独で、または組み合わせて有する場合がある。

２つの連結素子は、相互に噛み合って係合している。

２つの連結素子のうちの一方は、軸方向スロットを有しており、他方は、形状が軸方向スロットに相補的であり、かつ機能的遊びが得られるように、横方向の寸法がより小さい爪を有し、螺旋ばねの２つの端部は、軸方向スロット内で、爪の一方および他方の側部に１つずつ配置されている。

螺旋ばねは、制動シャフトを囲んでいる。

螺旋ばねは、制動シャフトの内部に配置されている。

制動シャフトは、摩擦材料を被覆されている。

摩擦材料は、炭素、石灰華、またはモリブデンである。

伝動素子は、ウォームねじを有している。

クラッチモジュールは、モータユニットの出力シャフトに接続された動力伝達継ぎ手を有している。

動力伝達継ぎ手には、オルダム継ぎ手が含まれる。

動力伝達継ぎ手には、自在継ぎ手が含まれる。

制動モジュールは、制動シャフトに接続されている磁石、およびこの磁石の周囲に配置されている、磁気ヒステリシス特性を有する磁性材料を備えている。

制動モジュールは、摩擦を利用した制動手段を有している。

添付図面を参照して、以下の説明を読むことによって、本発明の他の特徴および利点が明らかになると思う。

本発明による駆動装置の一実施形態の斜視概要図である。 図１の駆動装置の縦断面概要図である。 モータユニットからトルクが伝達される場合の、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における、図１の駆動装置の螺旋ばねの周辺の横断面図である。 伝動素子からトルクが伝達される場合の、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における、図１の駆動装置の螺旋ばねの周辺の横断面図である。 本発明による駆動装置の一代替実施形態の縦断面概要図である。

全ての図面を通じて、同一の要素には、同一の符号を付してある。

本発明は、自動車の開閉パネルのための、モータによる駆動装置１を提供することを目的としている。このような駆動装置１は、自動車の開閉パネル、すなわちドア、トランク蓋、およびエンジンボンネットの領域に搭載されている。

このような駆動装置１が、図１に示されている。駆動装置１は、その一部分として、例えば車内の給電系統から電力を供給され、車載電子回路によって制御されるモータユニット３を備えている。

駆動装置１は、モータユニット３によって作動させられて回転する伝動素子５を備えている。この回転は、その回転の向きに応じて、開閉パネル（図示せず）の閉動作または開動作に対応している。

駆動装置１は、さらに、特に、開閉パネルが開位置と閉位置との間の中間位置にあるとき、およびモータユニット３に電力が供給されていないときに、伝動素子５に制動を与えるための制動モジュール７を備えている。

モータユニット３と伝動素子５との間には、モータユニット３、伝動素子５、および制動モジュール７に接続されているクラッチモジュール９が配置されている。

モータユニット３は、具体的には、モータ１１および出力シャフト１３を有している。一実施形態（図示せず）によれば、モータユニット３は、さらに、モータ１１から出力シャフト１３に伝達されるトルクを、駆動装置１に要求されるトルクの大きさに応じて調整するためのいくつかの出力調整要素を、モータ１１と出力シャフト１３との間に有している場合がある。このような出力調整要素には、例えば１つ以上の、遊星歯車装置を用いた減速装置が含まれる場合がある。モータ１１に電流が供給されると、モータ１１は、出力シャフト１３にトルクを伝達する。

伝動素子５は、軸受１７によって支持されているウォームねじ１５を有している。ウォームねじ１５は、中心部をくりぬかれており、それによって、実質的に管状の形状を呈している。

制動モジュール７は、磁気ヒステリシス特性を有する磁性材料２１の内側に配置されており、かつ制動シャフト２３に接続されている磁石１９を有している。制動シャフト２３は、伝動素子５を貫通している（特に図２を参照）。したがって、制動シャフト２３が回転すると、磁石１９も、磁気ヒステリシス特性を有する磁性材料２１の内側で回転する。それによって、制動シャフト２３の回転の向きと反対の向きに作用する制動トルクが発生する。

制動モジュール７の一代替実施形態（図示せず）において、摩擦を利用した制動手段、例えば制動板とそれに組み合わされる摩擦ブロックとが用いられる。

クラッチモジュール９は、連結スリーブ２５、２７の形態の２つの連結素子を有している。これらの連結スリーブのうちの一方の連結スリーブ２５は、伝動素子５に、伝動素子５と一緒に回転可能に固定されており、他方の連結スリーブ２７は、オルダム継ぎ手から成る動力伝達継ぎ手２９を介して、モータユニット１３の出力シャフト１３に、出力シャフト１３と一緒に回転可能に固定されている。一実施形態によれば、動力伝達継ぎ手２９は、さらに、または代替的に、モータユニット３から、モータユニット３に接続されている連結スリーブ２７へのトルクの伝達を可能にするための自在継ぎ手を有している。

２つの連結スリーブ２５、２７は、互いに噛み合って係合している。

伝動素子５に接続されている連結スリーブ２５には、矩形形状の軸方向スロット３１が設けられている。幅がより狭く、相補的な矩形形状を有する、連結スリーブ２７の爪３３が、この軸方向スロット３１と係合している。したがって、２つの連結スリーブ２５と２７との間には、回転方向に機能的遊びが存在する。

クラッチモジュール９は、さらに、螺旋ばね３５（図２を参照）を有している。図１においては、螺旋ばね３５の２つの端突出部３７、３９しか示されていない。これらの端突出部３７、３９は、軸方向スロット３１内で爪３３の各側部に１つずつ配置されている。

図２は、駆動装置１の縦断面図である。

図２から理解しうるように、制動シャフト２３は、動力伝達継ぎ手２９まで、伝動素子５および２つの連結スリーブ２５、２７を貫通している。制動シャフト２３は、伝動素子５、第１の連結スリーブ２５、および第２の連結スリーブ２７にそれぞれ配置されている３つの軸受４１、４３、４５によって支持されている。

螺旋ばね３５は、制動シャフト２３を囲んでおり、その２つの端突出部３７、３９に何らの作用も及ぼされていないときには、制動シャフト２３に摩擦接触している。

端突出部３７、３９は、幅広位置と幅狭位置との間を移行することができる。第１の位置（幅広位置）においては、端突出部３７と３９との間の幅が広いために、螺旋ばね３５の少なくともいくつかのターンの直径が増加する。これは、制動シャフト２３の脱係合状態に相当する。第２の位置（幅狭位置）においては、端突出部３７と３９との間の幅が狭いために、制動シャフト２３に対するばねの摩擦が強められる。これは、制動シャフト２３の係合状態に相当する。

図３および図４は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った、駆動装置１の螺旋ばね３５の近傍の横断面図である。螺旋ばね３５は、制動シャフト２３を囲んでおり、その２つの端突出部３７、３９は、第１の連結スリーブ２５の軸方向スロット３１の内側端と、第２の連結スリーブ２７の爪３３との間に配置されていることが示されている。

図３においては、モータユニット３に接続されている連結スリーブ２７が推進を行っており、伝動素子５に接続されている連結スリーブ２５が推進されている。これは、開閉パネルの自動的な開閉のために、モータ１１に電流が供給されて、伝動素子５が作動しているときの状態である。

爪３３がモータ１１によって駆動されて、矢印４７で示すように、螺旋ばね３５の端突出部３９に、端突出部３７と３９との間の幅を広げる働きをする推進力が伝達される。したがって、螺旋ばね３５の各ターンは制動シャフト２３を解放し、制動シャフト２３は脱係合する。

図４においては、伝動素子５に接続されている連結スリーブ２５が推進を行っており、モータユニット３に接続されている連結スリーブ２７が推進されている。これは、モータ１１に電流が供給されておらず、伝動素子５が、例えば開閉パネルの重量の作用下で、開閉パネルによって作動させられているときの状態である。

軸方向スロット３１を有する連結スリーブ２５が開閉パネルによって駆動されて、矢印４９で示すように、螺旋ばね３５の端突出部３７に、端突出部３７と３９との間の幅を狭める働きをする推進力が伝達される。したがって、螺旋ばね３５の各ターンは制動シャフト２３のまわりに収縮し、制動シャフト２３は係合する。

別の構成を有する一代替実施形態が、図５に、縦断面概要図として示されている。この構成においては、制動モジュール７は、クラッチモジュール９を囲んでいる。

連結スリーブ２５と２７とは、中心部で互いに係合しており、螺旋ばね３５は、連結スリーブ２５、２７のまわりに巻き付けられており、螺旋ばね３５の端突出部３７、３９は、連結スリーブ２５、２７と作用し合うように、内側に向いている。

制動シャフト２３は、これらの全ての要素、すなわち連結スリーブ２５、２７および螺旋ばね３５を囲む管状の形状に作られている。磁石１９も、制動シャフト２３の周囲に配置されている管状をなしており、制動シャフト２３に、制動シャフト２３と一緒に回転するように固定されている。磁気ヒステリシス特性を有する磁性材料２１は、それ自体も実質的に管状の形状を呈して、全体を囲んでいる。

この構成においては、螺旋ばね３５の端突出部３７と３９との間の幅が広いときに、制動シャフト１３は係合している。逆に、端突出部３７と３９との間の幅が狭いときに、制動シャフト１３は脱係合している。

この構造は、軸方向に、よりコンパクトであるという長所を有しており、一方、図１〜図４の構造は、半径方向に、よりコンパクトなモジュールを得ることができるという長所を有している。

制動シャフト１３に対する、螺旋ばね３５の摩擦を制御するために、制動シャフトの、少なくとも螺旋ばねを囲んでいる部分上に、摩擦材料を被覆することができる。

この摩擦材料は、さらに、使用中の制動シャフト１３の摩耗を遅らせるという働きをする。この摩擦材料として、特に炭素、石灰華、またはモリブデンを用いることができる。

上述より明らかなように、本発明により、伝動素子５が、モータユニット３によって作動させられているか否かに応じて、制動モジュール７を、伝動素子５に選択的に係合させることができる、完全に機械的で、かつコンパクトな構造を有するモジュールを用いた、自動車の開閉パネルのための、モータによる駆動装置１を得ることができる。

そのため、本発明によると、制御用や駆動用の電子部品の使用を回避することができる。それらの電子部品は費用を要し、また故障源となる可能性がある。

１ 駆動装置
３ モータユニット
５ 伝動素子
７ 制動モジュール
９ クラッチモジュール
１１ モータ
１３ 出力シャフト
１５ ウォームねじ
１７、４１、４３、４５ 軸受
１９ 磁石
２１ 磁気ヒステリシス特性を有する磁性材料
２３ 制動シャフト
２５、２７ 連結スリーブ
２９ 動力伝達継ぎ手
３１ 軸方向スロット
３３ 爪
３５ 螺旋ばね
３７、３９ 端突出部
４７、４９ 矢印

Claims (13)

1. − モータユニット（３）と、
   − 前記モータユニット（３）によって作動させられる伝動素子（５）と、
   − 前記伝動素子（５）に対する制動モジュール（７）と
   を備えている、自動車の開閉パネルのための、モータによる駆動装置（１）であって、
   前記制動モジュール（７）は、前記制動モジュール（７）に接続されている制動シャフト（２３）と摩擦接触している螺旋ばね（３５）と、互いの間に設けられた機能的遊びを介して相互に係合している２つの連結素子（２５、２７）とを有し、前記伝動素子（５）と前記モータユニット（３）との間に位置しているクラッチモジュール（９）により、支持されて、前記伝動素子（５）に接続されており、前記２つの連結素子（２５、２７）のうちのどちらが推進を行っており、どちらが推進されているかに依存する、前記２つの連結素子（２５、２７）の間の相対的な位置の変化によって、前記制動モジュール（７）が係合位置と非係合位置との間を移行するように、前記螺旋ばね（３５）の端部（３７、３９）が作用を受けるようになっていることを特徴とする駆動装置。
2. 前記２つの連結素子（２５、２７）は、相互に噛み合って係合していることを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記２つの連結素子（２５、２７）のうちの一方は、軸方向スロット（３１）を有しており、他方は、形状が該軸方向スロット（３１）に相補的であり、かつ機能的遊びが得られるように、横方向の寸法がより小さい爪（３３）を有していること、および前記螺旋ばね（３５）の２つの端部（３７、３９）は、前記軸方向スロット（３１）内で、前記爪（３３）の一方および他方の側部に１つずつ配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記螺旋ばね（３５）は、前記制動シャフト（２３）を囲んでいることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の駆動装置。
5. 前記螺旋ばね（３５）は、前記制動シャフト（２３）の内部に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の駆動装置。
6. 前記制動シャフト（２３）は、摩擦材料を被覆されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の駆動装置。
7. 前記摩擦材料は、炭素、石灰華、またはモリブデンであることを特徴とする、請求項６に記載の駆動装置。
8. 前記伝動素子（５）は、ウォームねじを有していることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載の駆動装置。
9. 前記クラッチモジュール（９）は、前記モータユニットの出力シャフト（１３）に接続された動力伝達継ぎ手（２９）を有していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１つに記載の駆動装置。
10. 前記動力伝達継ぎ手（２９）には、オルダム継ぎ手が含まれることを特徴とする、請求項９に記載の駆動装置。
11. 前記動力伝達継ぎ手（２９）には、自在継ぎ手が含まれることを特徴とする、請求項９または１０に記載の駆動装置。
12. 前記制動モジュール（７）は、前記制動シャフトに接続されている磁石（１９）、および該磁石の周囲に配置されている、磁気ヒステリシス特性を有する磁性材料（２１）を備えていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の駆動装置。
13. 前記制動モジュール（７）は、摩擦を用いた制動手段を有していることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の駆動装置。

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