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

自動車の開閉パネルのためのモータによる駆動装置 Download PDF

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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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