JP2014105486A

JP2014105486A - ドア開閉装置

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Publication number: JP2014105486A
Application number: JP2012259021A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Sasaki; 一幸佐々木
Original assignee: Mitsui Kinzoku ACT Corp
Current assignee: Mitsui Kinzoku ACT Corp
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2014-06-09
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: JP5994152B2

Abstract

【課題】車両搭載性が高く、かつ様々な要求性能に対応可能なドア開閉装置を提供する。
【解決手段】モータ２と、出力軸３と、モータ２の動力を出力軸３に伝達する伝達機構４とを備え、出力軸３から出力する動力によりドアを開閉するドア開閉装置１において、モータ２の回転軸と出力軸３とは、動力が伝達する態様で嵌合可能であり、伝達機構４は、動力を入力する入力部材と動力を出力する出力部材とを有し、入力部材と出力部材とが同一の回転軸線で回転するよう構成し筒状の収容部材に収容してユニット化してあり、伝達機構４の入力部材とモータ２の回転軸とは、動力が伝達する態様で嵌合し、伝達機構４の出力部材と出力軸３とは、動力が伝達する態様で嵌合しており、伝達機構４の入力部材におけるモータ２の回転軸との嵌合部は、伝達機構４の出力部材における出力軸３との嵌合部に嵌合可能であるドア開閉装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドア開閉装置に関する。

車両のバックドアやスライドドア等には、手動による開閉に加え、ドア開閉装置による開閉が可能なものがある。ドア開閉装置は、モータと、モータの動力を出力する出力軸と、モータの動力を出力軸に伝達する伝達機構とを備える。このドア開閉装置は、車両本体又は車両本体に開閉可能に支持されたドアに設置され、出力軸から出力する動力によりドアを開方向又は閉方向に移動させる。

伝達機構には、減速機構、クラッチ機構等がある（例えば、特許文献１や特許文献２を参照。）。また、減速機構は、モータの動力を減速して出力するものであり、遊星歯車機構やサイクロイド減速機構等が用いられる。また、クラッチ機構は、出力軸が減速機構等を介してモータに接続された状態と切断された状態とを切り替えるものである。クラッチ機構の切り替えは制御手段により制御され、少なくとも手動でドアを開閉するときには出力軸がモータから切断される。これにより、手動でドアを開閉する際の出力軸の回転がモータに伝達しないようにでき、手動開閉時の操作力を軽減できる。

減速機構の減速比やクラッチ機構の有無等、ドア開閉装置における伝達機構の構成や組み合わせは、適用するドアに要求される性能に基づいて決定される。

特表２００５−５２６１９９号公報特開２００５−０８２０１９号公報

ところで、減速機構の減速比やクラッチ機構の有無等、伝達機構の構成や組み合わせは、ドア開閉装置を適用するドアに要求される性能により異なる。また、モータの回転軸の軸線方向と出力軸の軸線方向との関係がドア開閉装置の設置位置により異なる。そのため、これまでのドア開閉装置は、伝達機構の構成や設置位置に合わせて収容部材を設計している。

しかしながら、このようなドア開閉装置の外形は、適用車種に適した形状及び寸法になっている。そのため、これまでのドア開閉装置は、適用車種における設置位置の変更や、適用予定の車種以外の車種への設置を試みた場合に、設置スペースに収まらないことがあり、車両搭載性が低い。

さらに、適用するドアに要求される性能に合わせて伝達機構の構成を設計しているので、要求性能が異なるドアに適用することが難しい。そのため、これまでのドア開閉装置は、様々な要求性能に対応させることが難しい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両搭載性が高く、かつ様々な要求性能に対応可能なドア開閉装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るドア開閉装置は、モータと、前記モータの動力を出力する出力軸と、前記モータの動力を前記出力軸に伝達する伝達機構とを備え、車両本体又は車両本体に開閉可能に支持されたドアに設置され、出力軸から出力する動力によりドアを開閉するドア開閉装置において、前記モータの回転軸と前記出力軸とは、動力が伝達する態様で嵌合可能であり、前記伝達機構は、動力を入力する入力部材と動力を出力する出力部材とを有し、前記入力部材と前記出力部材とが同一の回転軸線で回転するよう構成し筒状の収容部材に収容してユニット化してあり、前記伝達機構の入力部材と前記モータの回転軸とは、動力が伝達する態様で嵌合し、前記伝達機構の出力部材と前記出力軸とは、動力が伝達する態様で嵌合しており、前記伝達機構の入力部材における前記モータの回転軸との嵌合部は、前記伝達機構の出力部材における前記出力軸との嵌合部に嵌合可能であることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るドア開閉装置は、上記請求項１に係るドア開閉装置において、前記伝達機構は、前記モータの動力を減速して出力する減速機構を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るドア開閉装置は、上記請求項１に係るドア開閉装置において、前記伝達機構は、前記モータの動力を減速して出力するサイクロイド減速機構と、前記出力軸が前記サイクロイド減速機構を介して前記モータに接続された状態と前記出力軸が前記モータから切断された状態とを切り替えるクラッチ機構とを備え、前記クラッチ機構は、前記サイクロイド減速機構と前記出力軸との間に設けてあり、少なくとも前記モータが動作していない状態で前記出力軸を回転させた場合に、前記出力軸が前記サイクロイド減速機構から切断された状態になるよう構成したことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係るドア開閉装置は、上記請求項１に係るドア開閉装置において、前記伝達機構は、前記出力軸が前記モータに接続された状態と前記出力軸が前記モータから切断された状態とを切り替えるクラッチ機構を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係るドア開閉装置は、上記請求項４に係るドア開閉装置において、前記伝達機構は、前記モータの動力を減速して出力する減速機構を備え、前記減速機構は、前記クラッチ機構と前記出力軸との間に設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係るドア開閉装置は、上記請求項１に係るドア開閉装置において、前記伝達機構は、開いたドアの位置を保持するブレーキ機構を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係るドア開閉装置は、上記請求項１乃至請求項６のいずれかに係るドア開閉装置において、前記伝達機構は、ドアの開閉状態を検出する開閉状態検出部を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項８に係るドア開閉装置は、上記請求項１乃至請求項７のいずれかに係るドア開閉装置において、前記収容部材に、当該収容部材を車両本体又はドアに固定するための固定部材が取り付けられていることを特徴とする。

本発明に係るドア開閉装置は、伝達機構を、入力部材と出力部材とが同一の回転軸線で回転するよう構成するとともに、筒状の収容部材に収容してユニット化してある。そのため、伝達機構の構成によらずドア開閉装置の外形が柱状になり、車両本体やドアの隅部等の車種による寸法差が小さいスペースへの設置が容易であるため、設置位置の変更や複数車種への適用が可能になる。したがって、ドア開閉装置の車両搭載性を高くできる。

また、伝達機構の入力部材におけるモータの回転軸との嵌合部は、伝達機構の出力部における出力軸との嵌合部に嵌合可能になっている。そのため、例えば複数のユニット化された伝達機構をモータと出力軸との間に設ける場合に、伝達機構同士の接続が容易でありかつ任意の並び順で接続することが可能となる。したがって、様々な要求性能に対応することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１であるドア開閉装置の外観を示す斜視図である。図２は、図１のドア開閉装置におけるサイクロイド減速機構の構成を示す分解斜視図である。図３は、図１のドア開閉装置におけるクラッチ機構及びブレーキ機構の構成を示す分解斜視図である。図４は、図１のドア開閉装置における遊星歯車機構の構成を示す分解斜視図である。図５は、本実施の形態のドア開閉装置をバックドアの開閉に用いる場合の設置例を示す模式図である。図６は、出力軸にユニバーサルジョイントを取り付けた例を示す模式図である。図７は、出力軸にベベルギアを取り付けた例を示す模式図である。図８は、出力軸にスピンドルを取り付けた例を示す模式図である。図９は、本実施の形態のドア開閉装置をスライドドアの開閉に用いる場合の設置例を示す模式図である。図１０は、図９を車両上方側から見た場合の模式図である。図１１は、本発明の実施の形態２であるドア開閉装置におけるモータの回転軸とサイクロイド減速機構のクランクシャフトとの接続部の構成を示す分解斜視図である。図１２は、本実施の形態のドア開閉装置におけるサイクロイド減速機構のプラネタリーキャリアとクラッチ機構の入力軸との接続部の構成を示す分解斜視図である。図１３は、本実施の形態のドア開閉装置における収容部材の構成例を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係るドア開閉装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１であるドア開閉装置の外観を示す斜視図である。図２は、図１のドア開閉装置におけるサイクロイド減速機構の構成を示す分解斜視図である。図３は、図１のドア開閉装置におけるクラッチ機構及びブレーキ機構の構成を示す分解斜視図である。図４は、図１のドア開閉装置における遊星歯車機構の構成を示す分解斜視図である。

本実施の形態のドア開閉装置は、車両のバックドアやスライドドア等を電動で開閉するためのものである。ドア開閉装置１は、図１に示すように、モータ２と、出力軸３と、伝達機構４とを備える。また、伝達機構４は、図１乃至図４に示すように、サイクロイド減速機構５と、クラッチ機構６と、ブレーキ機構７と、遊星歯車機構８とを備える。

モータ２は、ドアを開閉する動力を発生させるものであり、収容部材としての筒状のモータケース２０１内に図示しない回転子や電磁石等が収容されている。電磁石は、図示しない給電回路に接続している。出力軸３は、ドアを開閉する動力を出力するものであり、伝達機構４を介してモータ２の回転軸に接続している。出力軸３には、ドアを開閉するために出力する動力を、開閉部材を介してドア又は車両本体に伝達するためのレバー９０１（９０１ａ，９０１ｂ）が取り付けられている。レバー９０１は、図示しない取り付け孔にワッシャー９０２を介在させてネジ９０３を挿通し、ネジ９０３と出力軸３の取り付け孔（図示せず）とを螺合させて取り付けている。

伝達機構４は、モータ２の動力を出力軸３に伝達するものであり、モータ２側からサイクロイド減速機構５、クラッチ機構６、ブレーキ機構７、遊星歯車機構８の順にモータ２の回転軸の軸線方向に並んでいる。

サイクロイド減速機構５は、モータ２から入力された動力を減速して出力する第１の減速機構であり、図２に示すように、クランクシャフト５０１と、第１のプラネタリーギア５０２と、第２のプラネタリーギア５０３と、シャフト５０４と、プラネタリーキャリア５０５と、リングギア５０６と、第１のカバー５０７と、第２のカバー５０８とを備え、これらを収容部材としての筒状のギアケース５１０に収容してユニット化している。ギアケース５１０は、外周面に設けた固定用耳部５１０ａとモータケース２０１とをネジ止めすることで、モータケース２０１に固定されている。

クランクシャフト５０１は、モータ２からの動力を第１のプラネタリーギア５０２及び第２のプラネタリーギア５０３に伝達する回転軸である。クランクシャフト５０１と第１のプラネタリーギア５０２とは、第１のプラネタリーギア５０２の回転軸線がモータ２の回転軸線から偏心するよう接続している。クランクシャフト５０１と第２のプラネタリーギア５０３とは、第２のプラネタリーギア５０３の回転軸線がモータ２の回転軸線から偏心し、かつ偏心方向が第１のプラネタリーギア５０２とは異なる方向になるよう接続している。第１のプラネタリーギア５０２及び第２のプラネタリーギア５０３は、シャフト５０４を介してプラネタリーキャリア５０５に接続している。リングギア５０６は、第１のプラネタリーギア５０２及び第２のプラネタリーギア５０３と噛み合うギアである。第１のプラネタリーギア５０２、第２のプラネタリーギア５０３、及びプラネタリーキャリア５０５は、第１のカバー５０７及び第２のカバー５０８によりリングギア５０７との相対回転が可能な状態で保持される。この際、第２のカバー５０８をギアケース５１０に固定することで、リングギア５０６をギアケースに固定する。これにより、クランクシャフト５０１が回転すると、第１のプラネタリーギア５０２、第２のプラネタリーギア５０３、及びプラネタリーキャリア５０５が回転する。

なお、このサイクロイド減速機構５は、クランクシャフト５０１とプラネタリーキャリア５０５とが同一の回転軸線で回転するよう構成している。

クラッチ機構６は、出力軸３がモータ２に接続された状態と出力軸３がモータ２から切断された状態との切り替えを行うものであり、本実施の形態では電磁クラッチを用いている。このクラッチ機構６は、図３に示すように、入力部材としての入力軸（図示せず）と、出力部材としての出力軸６０１と、電磁石部６０２と、連結部６０３と、スペーサー６０４とを備え、これらを収容部材としての筒状のクラッチケース６１０に収容してユニット化している。クラッチケース６１０は、外周面に設けた固定用耳部６１０ａとサイクロイド減速機構５のギアケース５１０の外周面に設けた固定用耳部５１０ａとをネジ止めすることで、ギアケース５１０に固定している（図１を参照。）。この際、クラッチケース６１０とギアケース５１０との間には、ドア開閉装置１を車両本体又はドアに固定するための固定部材としてのブラケットＢ１を介在させている。

クラッチ機構６の入力軸は、サイクロイド減速機構５のプラネタリーキャリア５０５に接続している。また、クラッチ機構６の出力軸６０１は、後述するブレーキ機構７のブレーキプレート７０３に接続している。この際、入力軸には電磁石部６０２を設け、出力軸６０１には金属材料からなる連結部６０３を設ける。クラッチ機構６は、電磁石部６０２を図示しない制御回路に接続し、制御回路から電磁石部６０２に電流が加えられた場合に連結部６０３が電磁石部６０２に固定されるようにする。また、電磁石部６０２に電流を加えていない場合には連結部６０３が電磁石部６０２から離れるようにする。これにより、ドア開閉装置１における出力軸３（クラッチ機構６の出力軸６０２）がモータ２に接続された状態とドア開閉装置１における出力軸３がモータ２から切断された状態とを切り替えられる。本実施の形態のドア開閉装置１では、モータ２が動作していない場合には出力軸３がサイクロイド減速機構５及びモータ２から切断された状態になり、モータ２が動作した場合に出力軸３がモータ２に接続された状態になるようクラッチ機構６を制御する。

なお、このクラッチ機構６は、入力軸と出力軸６０１とが同一の回転軸線で回転するよう構成している。

ブレーキ機構７は、開いたドアを閉位置と最大開位置との間に保持するためのものであり、本実施の形態ではスプリング式のブレーキ機構を用いている。このブレーキ機構７は、図３に示すように、ベース７０１と、ブレーキブロック７０２と、ブレーキプレート７０３と、ブレーキスプリング７０４と、マグネットセンサー７０５，７０６とを備え、これらをベース７０１及び収容部材としての筒状のブレーキケース７１０に収容してユニット化している。ベース７０１及びブレーキケース７１０は、ベース７０１の外周に設けた固定用耳部７０１ａ及びブレーキケース７１０の外周面に設けた固定用耳部７１０ａと、クラッチ機構６のクラッチケース６１０の外周面に設けた固定用耳部６１０ｂ及び後述する遊星歯車機構８の第１のギアケース８１０の外周面に設けた固定用耳部８１０ａとをネジ止めすることで、クラッチケース６１０及び第１のギアケース８１０に固定している（図１を参照。）。

ベース７０１はブレーキスプリング７０４等を収容するカバー部材であり、非動作時にはブレーキスプリング７０４の外径部がベース７０１の内径部に接触している。ブレーキスプリング７０４の外径部とベース７０１の内径部とは、これらが接触することで、開いたドアの位置を保持可能な大きさの摩擦力が生じるように構成されている。また、ブレーキブロック７０２は後述する遊星歯車機構８における第１のサンギア８０１に接続しており、ブレーキプレート７０３はクラッチ機構６の出力軸６０１に接続している。ブレーキブロック７０２とブレーキプレート７０３とは、同一の回転軸線で回転する。

ブレーキ機構７は、モータ２を動作させるとクラッチ機構６の出力軸６０１に接続されたブレーキプレート７０３が回転し、ブレーキプレート７０３が回転することでブレーキブロック７０２が回転する。この際、ブレーキプレート７０３は、押圧部７０３ａ（又は７０３ｂ）でブレーキスプリング７０４の被押圧部７０４ａ（又は７０４ｂ）を押圧し、ブレーキスプリング７０４を径方向に縮むように変形させる。これにより、ブレーキスプリング７０４の外径部とベース７０１の内径部との摩擦力が低減するので、小さなモータ２の動力でドアを開閉させることができる。

一方、手動でドアを開閉させる場合、ブレーキ機構７は、ブレーキブロック７０２が回転し、ブレーキブロック７０２が回転することでブレーキプレート７０３が回転する。この際、ブレーキブロック７０２は、図示しない押圧部でブレーキスプリング７０４の被押圧部７０４ａ（又は７０４ｂ）を押圧し、ブレーキスプリング７０４を径方向に拡がるように変形させる。これにより、手動でドアを開閉させる場合には、ブレーキスプリング７０４の外径部とベース７０１の内径部との摩擦力が増大する。しかしながら、この摩擦力は、ドアが自重で閉方向に落下しない程度の大きさであるため、手動でドアを開閉する際の操作力が著しく重くなるようなことはない。しかも、手動でドアを開閉する際に摩擦力が働くことでドアの移動速度を抑制でき、ドアが閉位置又は最大開位置で停止する際の衝撃を小さくすることができる。

また、マグネットセンサー７０５，７０６は、ドアの開閉状態を検出する開閉状態検出部であり、一方のマグネットセンサー７０５はブレーキブロック７０２とともに回転し、他方のマグネットセンサー７０６はブレーキケース７１０に固定されている。マグネットセンサー７０５，７０６でドアの開閉状態を検出することにより、例えばモータ２の動力でドアを開閉する際にドアが閉位置又は最大開位置に近づくとドアの移動速度を落として、ドアを閉位置又は最大開位置で停止させる際の衝撃を小さくすることができる。

遊星歯車機構８は、クラッチ機構６及びブレーキ機構７を介してサイクロイド減速機構５から入力された動力を減速して出力する第２の減速機構であり、２段の遊星歯車機構で構成されている。この遊星歯車機構８は、図４に示すように、第１のサンギア８０１と、第１のプラネタリーギア８０２と、第１のリングギア８０３と、第２のサンギア８０４と、第２のプラネタリーギア８０５と、第２のプラネタリーキャリア８０６とを備え、これらを第１のギアケース８１０、第２のギアケース８１１、及び終端部材８１２からなる筒状の収容部材に収容してユニット化している。また、終端部材８１２には、ドア開閉装置１を車両本体又はドアに固定するための固定部材としてのブラケットＢ２を取り付けている。なお、図４では、遊星歯車機構８における上記各ギアの歯を省略している。

第１のサンギア８０１は、ブレーキ機構７のブレーキブロック７０２と接続されるとともに、第１のプラネタリーギア８０２と噛み合っている。第１のプラネタリーギア８０２は、第１のギアケース８１０に回転可能に支持されている。すなわち、第１のギアケース８１０は第１のプラネタリーギア８０２に対する第１のプラネタリーキャリアとしての機能を有する。第１のリングギア８０３は、第１のプラネタリーギア８０２と噛み合っており、第１のプラネタリーギア８０２が自転することで回転する。第１のリングギア８０３には、第２のサンギア８０４が接続している。

第２のサンギア８０４は、第１のリングギア８０３と接続されるとともに、第２のプラネタリーギア８０５と噛み合っている。第２のプラネタリーギア８０５は、第２のプラネタリーキャリア８０６に自転可能に支持されている。また、第２のプラネタリーギア８０５は、第２のギアケース８１１の内周面に設けた内歯車と噛み合っている。すなわち、第２のギアケース８１１は第２のプラネタリーギア８０５に対する第２のリングギアとしての機能を有する。また、第２のプラネタリーキャリア８０６にはドア開閉装置１における出力軸３が接続している。出力軸３は、ベアリング１０を介して終端部材８１２に支持されている。

第１のサンギア８０１が回転すると、第１のプラネタリーギア８０２が自転する。第１のプラネタリーギア８０２を支持する第１のギアケース８１０は、伝達機構４を収容する収容部材の１つであり、ブレーキケース７１０等を介してモータケース２０１に固定されている。そのため、第１のプラネタリーギア８０２が自転すると、第１のリングギア８０３及び第２のサンギア８０４が回転する。第２のサンギア８０４が回転すると、第２のプラネタリーギア８０５が自転する。第２のプラネタリーギア８０５と噛み合う第２のリングギアは第２のギアケース８１１に設けられている。第２のギアケース８１１は、伝達機構４を収容する収容部材の１つであり、第１のギアケース８１０等を介してモータケース２０１に固定されている。そのため、第２のプラネタリーギア８０５は自転とともに公転する。そのため、第２のサンギア８０１が回転すると、第２のプラネタリーキャリア８０６及びドア開閉装置１における出力軸３が回転する。したがって、第１のサンギア８０１が回転するとドア開閉装置１における出力軸３が回転する。

なお、この遊星歯車機構８は、第１のサンギア８０１と第２のプラネタリーキャリア８０６（ドア開閉装置１における出力軸３）とが同一の回転軸線で回転するよう構成している。

本実施の形態のドア開閉装置１では、上記のように、モータ２の動力を減速する減速機構の１つとしてサイクロイド減速機構５を用いている。そのため、ドア開閉装置１は、減速機構のすべてを遊星歯車機構で構成した場合に比べて、大きな減速比を得られるとともに、モータ２の回転軸における軸線方向及び径外方向の小型化が可能である。

また、本実施の形態のドア開閉装置１は、電動でドアを開閉する場合にはクラッチ機構６により出力軸３とモータ２とを接続し、モータ２の動力を出力軸３に伝達する。一方、モータ２が動作していない状態で出力軸３が回転した場合には、クラッチ機構６により出力軸３をサイクロイド減速機構５及びモータ２から切断する。そのため、手動でドアを開閉して出力軸３が回転した場合、その回転がサイクロイド減速機構５に伝わらない。そのため、手動でドアを開閉する際にサイクロイド減速機構５が出力軸３の回転の抵抗にならず、手動によるドア開閉操作の操作力を軽くできる。

なお、減速機構の１つとして減速比の大きいサイクロイド減速機構５を用いているので、クラッチ機構６とドア開閉装置１における出力軸３との間に設けた遊星歯車機構８の減速比は小さくできる。そのため、手動でドアを開閉する際の遊星歯車機能８による抵抗は小さく、手動によるドア開閉操作の操作力が重くなることを抑えられる。加えて、クラッチ機構６と出力軸３との間に遊星歯車機構８を設けたことで、遊星歯車機構８と出力軸３との間にクラッチ機構６を設けた場合に比べてクラッチ機構６の伝達力を小さくすることができる。そのため、クラッチ機構６の小型化が可能である。

さらに、クラッチ機構６とドア開閉装置１における出力軸３との間にブレーキ機構７を設けたため、出力軸３がモータ２から切断された状態であっても、ドアを閉位置と最大開位置との間で保持することができる。加えて、クラッチ機構６とブレーキ機構７とを隣り合うように設けているので、例えばドアの自重による閉方向の力やガスステーによる開方向の力等が出力軸３に作用したときにドアの位置を保持するのに必要な保持力が小さくても、ドアの位置を保持できる。そのため、ブレーキ機構７の小型化が可能である。

しかも、本実施の形態のドア開閉装置１は、モータ２及び伝達機構４を収容する収容部材が筒状をなし、モータ２、伝達機構４、及び出力軸３がモータ２の回転軸の軸線方向に並ぶように収容されている。そのため、ドア開閉装置１の外形が図１に示したように棒状になっている。このような外形形状のドア開閉装置１は、車両本体やドアの隅部等の車種による寸法差が小さいスペースに設置することが容易であるため、設置位置の変更や複数車種への適用が可能であり、車両搭載性が高い。また、車両本体やドアの隅部は、金属板の曲げ加工された部分であるため、平坦な部分に比べて強度が高い。そのため、ドア開閉装置１を車両本体又はドアに設置するためのブラケットＢ１，Ｂ２を小型化でき、車両搭載性がさらに高くなる。

次に、本実施の形態のドア開閉装置１の設置例を説明する。

図５は、本実施の形態のドア開閉装置をバックドアの開閉に用いる場合の設置例を示す模式図である。図６は、出力軸にユニバーサルジョイントを取り付けた例を示す模式図である。図７は、出力軸にベベルギアを取り付けた例を示す模式図である。図８は、出力軸にスピンドルを取り付けた例を示す模式図である。

本実施の形態のドア開閉装置１は、上記のように外形が柱状になっている。そのため、ドア開閉装置１をバックドアの開閉に用いる場合、例えば、図５に示した位置のいずれかを選択して設置することが可能である。すなわち、車両本体１００における屋根の隅部や、車両最後部の屋根から車両下方に向かって延在するリアピラー（ＣピラーやＤピラー）に、出力軸３の回転軸線が設置面に沿うように設置することが可能である。また、車両本体１００における屋根の隅部に沿って設置する場合、車両本体１００とバックドア１０１とを接続するヒンジ１０２の軸（ヒンジ軸）に沿った車両幅方向に限らず、車両前後方向に沿うように設置することも可能である。このようなドア開閉装置１にあっては、出力軸３を、図１に示したレバー９０１以外の部材も取り付け可能な構成にしておくことが好ましい。すなわち、本実施の形態のドア開閉装置１における出力軸３は、ドアを開閉するための開閉部材や、その開閉部材と出力軸３とを連結する連結機構（レバー９０１等）を、選択的に取り付け可能な構成にしておくことが好ましい。

出力軸３に、図１に示したようなレバー９０１を取り付けた場合、レバー９０１の回転軸線は出力軸３の回転軸線と一致している。そのため、レバー９０１を出力軸３に取り付けたドア開閉装置１は、出力軸３の回転軸線の方向がヒンジ１０２の軸に沿った車両幅方向になるよう設置するのに適している。

また、出力軸３は、レバー９０１の他に、図６に示すようなユニバーサルジョイント９０４を取り付け可能な構成にしておくとよい。ユニバーサルジョイント９０４は、第１の軸接続部９０４ａ，９０４ｂと第２の軸接続部９０４ｃとを連結部材９０４ｄで連結したものである。第１の軸接続部９０４ａ，９０４ｂと第２の軸接続部９０４ｃとは、互いの回転軸線の角度θを任意の値にすることができる。そのため、ユニバーサルジョイント９０４を出力軸３取り付けることで、出力軸３の回転を、出力軸３の回転軸線とは異なる方向の回転軸線での回転に変換できる。また、ユニバーサルジョイント９０４を２つ用いることで、出力軸３の回転軸線とヒンジ軸の回転軸線とを平行でありかつ所定の距離だけ離れた関係にすることができる。そのため、ドア開閉装置１をヒンジ１０２の軸に沿った車両幅方向に設置する際に、出力軸３とヒンジ軸とが同一の回転軸線で回転するように設置する必要がなくなり、設置位置の自由度が高くなる。

また、出力軸３は、図７に示すように、軸線方向変換機構９０５を取り付け可能な構成にしておくとよい。軸線方向変換機構９０５は、第１のベベルギア９０５ａと、第２のベベルギア９０５ｂと、回転軸９０５ｃとを備える。この軸線方向変換機構９０５は、第１のベベルギア９０５ａをドア開閉装置１の出力軸３に取り付け、回転軸９０５ｃを取り付けた第２のベベルギア９０５ｂを第１のベベルギア９０５ａと噛み合わせる。これにより、ドア開閉装置１の出力軸３が回転すると、第１のベベルギア９０５ａ及び第２のベベルギア９０５ｂを介して回転軸９０５ｃが回転する。この際、回転軸９０５ｃの回転軸線は、出力軸３の回転軸線と直交する方向に変換される。そのため、出力軸３が回転すると、回転軸９０５ｃに取り付けたレバー９０１は、出力軸３の回転軸線と直交する回転軸線で回転する。このような構成は、出力軸３の回転軸線の方向が車両前後方向又は車両上下方向になるように設置するのに適している。

また、出力軸３は、図８に示すように、運動変換機構９０６を取り付け可能な構成にしておくとよい。この運動変換機構９０６は、ドア開閉装置１の出力軸３から出力する回転運動を軸心方向に沿った直線運動に変換するものであり、スピンドル９０６ａ及びスピンドルナット９０６ｂを備える。運動変換機構９０６は、スピンドル９０６ａをドア開閉装置１の出力軸３に取り付け、スピンドルナット９０６ｂをヒンジ１１に取り付ける。ヒンジ１１は、ヒンジ軸１２により出力軸３の軸心方向と直交する方向で回転するよう支持し、ヒンジ軸１２で回転することによりドア連結部１１ａが旋回するようにしてある。ドア開閉装置１の出力軸３及びスピンドル９０６ａが回転すると、スピンドルナット９０６ｂがスピンドル９０６ａの回転軸線に沿って移動し、ヒンジ１１が回転する。これによりヒンジ１１のドア連結部１１ａが旋回し、ドアが開閉される。このような構成は、出力軸３の回転軸線の方向が車両前後方向又は車両上下方向になるように設置するのに適している。

さらに、本実施の形態のドア開閉装置は、バックドア１０１に限らず、車両本体１００の側部に設けられるスライドドアの開閉に用いることも可能である。

図９は、本実施の形態のドア開閉装置をスライドドアの開閉に用いる場合の設置例を示す模式図である。図１０は、図９を車両上方側から見た場合の模式図である。

スライドドア１０３は、車両本体１００に設けたガイドレール１０４に沿って車両前後方向に移動する。本実施の形態のドア開閉装置１をスライドドアの開閉に用いる場合、例えば、図９及び図１０に示すように、スライドドア１０３の内部にドア開閉装置１を設置する。ドア開閉装置１は、出力軸３の回転軸線の方向が車両上下方向になるように設置し、出力軸３には第１の回転ドラム９０７ａを取り付ける。第１の回転ドラム９０７ａは出力軸３の回転軸線で回転するように取り付ける。ドア開閉装置１を用いてスライドドア１０３を開閉するときには、第１の回転ドラム９０７ａ及び第２の回転ドラム９０７ｂにより、ガイドレール１０４に沿って設けられたケーブル１０５を巻き取る一方で送り出す。これにより、スライドドア１０３がガイドレール１０４に沿って移動する。なお、第１の回転ドラム９０７ａ及び第２の回転ドラム９０７ｂの回転軸線は、例えば上記の軸線方向変換機構９０５を用いて出力軸３の回転軸線と直交する方向に変換してもよい。

このように、本実施の形態のドア開閉装置１は、ドアを開閉するための開閉部材や、その開閉部材と出力軸３とを連結する連結機構（レバー９０１、ユニバーサルジョイント９０４、軸線方向変換機構９０５、運動変換機構９０６、回転ドラム９０７ａ，９０７ｂ等）を、出力軸３に選択的に取り付け可能な構成にすることで、車両搭載性がより一層高まる。

（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２であるドア開閉装置におけるモータの回転軸とサイクロイド減速機構のクランクシャフトとの接続部の構成を示す分解斜視図である。図１２は、本実施の形態のドア開閉装置におけるサイクロイド減速機構のプラネタリーキャリアとクラッチ機構の入力軸との接続部の構成を示す分解斜視図である。

本実施の形態では、実施の形態１のドア開閉装置１における伝達機構４を様々な要求性能に対応させるための構成について説明する。ここで様々な要求性能とは、ドア開閉装置１を適用するドアに要求される性能であり、例えば減速機構の構成、クラッチ機構６の有無、ブレーキ機構７の有無などがある。

本実施の形態のドア開閉装置１では、伝達機構４を様々な要求性能に対応させるために、サイクロイド減速機構５、クラッチ機構６、ブレーキ機構７、及び遊星歯車機構８のユニット化された機構の組み合わせを容易に変えることができるようにする。そのため、ユニット化された機構間における出力部材と入力部材との接続形態を一致させる。例えば、図１１に示すように、サイクロイド減速機構５における入力部材であるクランクシャフト５０１とモータ２の回転軸２０２とは、クランクシャフト５０１に設けた嵌合凸部５０１ａと回転軸２０２に設けた嵌合凹部２０２ａとを嵌合させて接続する。また、図１２に示すように、サイクロイド減速機構５における出力部材であるプラネタリーキャリア５０５とクラッチ機構６における入力部材である入力軸６０５とは、入力軸６０５に設けた嵌合凸部６０５ａとプラネタリーキャリア５０５の接続部５０５ａに設けた嵌合凹部５０５ｂとを嵌合させて接続する。またこのとき、プラネタリーキャリア５０５の嵌合凹部５０５ｂは、クランクシャフト５０１に設けた嵌合凸部５０１ａとも嵌合可能な形状にする。これにより、サイクロイド減速機構５のプラネタリーキャリア５０５の嵌合凹部５０５ｂと嵌合するクラッチ機構６の入力軸６０５の嵌合凸部６０５ａは、モータ２の回転軸２０２の嵌合凹部２０２ａとも嵌合可能となる。なお、上記の嵌合凸部と嵌合凹部とは、動力を伝達可能な態様で嵌合する形状をなす。

同様に、クラッチ機構６における出力部材である出力軸６０１には、図示しないブレーキ機構７における入力部材に設けた嵌合凸部及びクラッチ機構６の入力軸６０５の嵌合凸部６０５ａと嵌合可能な嵌合凹部６０１ａを設ける。これにより、ブレーキ機構７における入力部材に設けた嵌合凸部は、サイクロイド減速機構５のプラネタリーキャリア５０５の嵌合凹部５０５ｂ及びモータ２の回転軸２０２の嵌合凹部２０２ａとも嵌合可能になる。

このように、本実施の形態のドア開閉装置１では、ユニット化された各機構における入力部材に設けた嵌合凸部と出力部材に設けた嵌合凹部とを嵌合させて機構間を接続する。この際、ドア開閉装置１における出力軸３には、遊星歯車機構８における出力部材である第２のプラネタリーキャリア８０６の嵌合凹部、ブレーキ機構７における出力部材であるブレーキブロック７０２の嵌合凹部、クラッチ機構６における出力部材である出力軸６０１の嵌合凹部６０１ａ、サイクロイド減速機構５における出力部材であるプラネタリーキャリア５０５の嵌合凹部５０５ｂ、及びモータ２の回転軸２０２の嵌合凹部２０２ａのいずれとも嵌合可能な嵌合凸部が設けられる。また、ユニット化された各機構は入力部材と出力部材とが同一の回転軸線で回転するよう構成してあるとともに、入力部材の嵌合凸部と出力部材の嵌合凹部とが嵌合可能になっている。そのため、本実施の形態のドア開閉装置１では、例えばサイクロイド減速機構５、クラッチ機構６、ブレーキ機構７、及び遊星歯車機構８の並び順を容易に変えることができる。また、本実施の形態のドア開閉装置１では、伝達機構４の構成を変更すること、例えばサイクロイド減速機構５及びクラッチ機構６のみにすることなども容易になる。

図１３は、本実施の形態のドア開閉装置における収容部材の構成例を示す斜視図である。

本実施の形態のドア開閉装置１のようにユニット化された機構を組み合わせて伝達機構４を構成する場合、機構間における入力部材と出力部材との接続形態を一致させるだけでなく、収容部材同士の接続形態も一致させることが好ましい。例えばクラッチ機構６のクラッチケース６１０は、図１３に示すように、外周面における出力側の端部にも固定用耳部６１０ｃを設ける。クラッチケース６１０の固定用耳部６１０ｃは、終端部材８１２の固定用耳部８１２ａとのネジ止めが可能な態様で設ける。これにより、ドア開閉装置１の伝達機構４をサイクロイド減速機構５及びクラッチ機構６のみにすることができる。

また、図１３に示すように、ブレーキ機構７のブレーキケース７１０の外周面に終端部材８１２の固定用耳部８１２ａとネジ止め可能な固定用耳部７１０ｃを設ければ、伝達機構４を、サイクロイド減速機構５、クラッチ機構６、及びブレーキ機構７の３つの機構で構成することができる。さらに、図示は省略するが、遊星歯車機構８の第１のギアカバー８１０の外周面における入力側の端部に、クラッチ機構６のクラッチケース６１０の固定用耳部６１０ｃとネジ止め可能な固定用耳部を設ければ、伝達機構４を、サイクロイド減速機構５、クラッチ機構６、及び遊星歯車機構８の３つの機構で構成することができる。

このように、モータ２と出力軸３との間にユニット化した機構を並べて伝達機構４を構成する場合、伝達機構４が備える機構の数や構成によって回転軸線方向の寸法が変わる。伝達機構４をサイクロイド減速機構５及びクラッチ機構６のみで構成した場合、ドア開閉装置１は回転軸線方向の寸法が小さくなる。このような回転軸線方向の寸法が小さいドア開閉装置１を車両本体やドアの隅部に設置する場合、終端部材８１２に取り付けたブラケットＢ２のみでも十分なことがある。その場合、サイクロイド減速機構５のギアケース５１０とクラッチ機構６のクラッチケース６１０との間にブラケットＢ１を介在させなくてもよい。すなわち、伝達機構４をユニット化した機構を組み合わせて構成するとともに、収容部材とは別体の固定部材（ブラケットＢ１，Ｂ２）を収容部材に取り付けるようにしたことで、固定部材を選択的に設けることが可能になる。

さらに、本実施の形態のドア開閉装置１は、伝達機構４の構成に応じて回転軸線方向の寸法が変わるものの、径外方向の寸法はほとんど変わらない。そのため、図５や図９に示したように回転軸線が設置面に沿うようにドア開閉装置１を設置する場合、車両搭載性を損なうことなく、様々な要求性能に対応することが可能である。

以上、本発明に係るドア開閉装置１の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に示した構成に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であることはもちろんである。

例えば、サイクロイド減速機構５は、図２に示したような構成に限らず、他の構成であってもよい。また、モータ２に接続する減速機構は、サイクロイド減速機構５に限らず、遊星歯車機構であってもよい。

また、クラッチ機構６は、電磁クラッチに限らず、他の構成であってもよい。また、ブレーキ機構７は、図７に示したようなスプリング式に限らず、他の構成であってもよい。また、遊星歯車機構８の代わりに平歯車を用いた減速機構を用いてもよい。

さらに、実施の形態２では、ユニット化した機構における入力部材の嵌合凸部と出力部材の嵌合凹部とを嵌合させて機構同士を接続しているが、動力を伝達可能であれば、嵌合とは別の方法で接続してもよい。

１ドア開閉装置
２モータ
２０１モータケース
２０２回転軸
２０２ａ嵌合凹部
３出力軸
４伝達機構
５サイクロイド減速機構
５０１クランクシャフト
５０２第１のプラネタリーギア
５０３第２のプラネタリーギア
５０４シャフト
５０５プラネタリーキャリア
５０６リングギア
５０７第１のカバー
５０８第２のカバー
５１０ギアケース
５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃ固定用耳部
６クラッチ機構
６０１出力軸
６０２電磁石部
６０３連結部
６０４スペーサー
６１０クラッチケース
６１０ａ，６１０ｂ固定用耳部
７ブレーキ機構
７０１ベース
７０２ブレーキブロック
７０３ブレーキプレート
７０３ａ，７０３ｂ押圧部
７０４ブレーキスプリング
７０４ａ，７０４ｂ被押圧部
７０５，７０６マグネットセンサー
７１０ブレーキケース
７０１ａ，７１０ａ，７１０ｂ，７１０ｃ固定用耳部
８遊星歯車機構
８０１第１のサンギア
８０２第１のプラネタリーギア
８０３第１のリングギア
８０４第２のサンギア
８０５第２のプラネタリーギア
８０６第２のプラネタリーキャリア
８１０第１のギアケース
８１１第２のギアケース
８１２終端部材
８１０ａ，８１１ａ，８１２ａ固定用耳部
９０１レバー
９０２ワッシャー
９０３ネジ
９０４ユニバーサルジョイント
９０５軸線方向変換機構
９０５ａ第１のベベルギア
９０５ｂ第２のベベルギア
９０５ｃ回転軸
９０６運動変換機構
９０６ａスピンドル
９０６ｂスピンドルナット
９０７ａ第１の回転ドラム
９０７ｂ第２の回転ドラム
１０ベアリング
１１ヒンジ
１１ａドア連結部
１２ヒンジ軸
１００車両本体
１０１バックドア
１０２ヒンジ
１０３スライドドア
１０４ガイドレール
１０５ケーブル

Claims

モータと、前記モータの動力を出力する出力軸と、前記モータの動力を前記出力軸に伝達する伝達機構とを備え、
車両本体又は車両本体に開閉可能に支持されたドアに設置され、出力軸から出力する動力によりドアを開閉するドア開閉装置において、
前記モータの回転軸と前記出力軸とは、動力が伝達する態様で嵌合可能であり、
前記伝達機構は、動力を入力する入力部材と動力を出力する出力部材とを有し、前記入力部材と前記出力部材とが同一の回転軸線で回転するよう構成し筒状の収容部材に収容してユニット化してあり、
前記伝達機構の入力部材と前記モータの回転軸とは、動力が伝達する態様で嵌合し、
前記伝達機構の出力部材と前記出力軸とは、動力が伝達する態様で嵌合しており、
前記伝達機構の入力部材における前記モータの回転軸との嵌合部は、前記伝達機構の出力部材における前記出力軸との嵌合部に嵌合可能であることを特徴とするドア開閉装置。
前記伝達機構は、前記モータの動力を減速して出力する減速機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のドア開閉装置。
前記伝達機構は、前記モータの動力を減速して出力するサイクロイド減速機構と、前記出力軸が前記サイクロイド減速機構を介して前記モータに接続された状態と前記出力軸が前記モータから切断された状態とを切り替えるクラッチ機構とを備え、
前記クラッチ機構は、前記サイクロイド減速機構と前記出力軸との間に設けてあり、
少なくとも前記モータが動作していない状態で前記出力軸を回転させた場合に、前記出力軸が前記サイクロイド減速機構から切断された状態になるよう構成したことを特徴とする請求項１に記載のドア開閉装置。
前記伝達機構は、前記出力軸が前記モータに接続された状態と前記出力軸が前記モータから切断された状態とを切り替えるクラッチ機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のドア開閉装置。
前記伝達機構は、前記モータの動力を減速して出力する減速機構を備え、前記減速機構は、前記クラッチ機構と前記出力軸との間に設けたことを特徴とする請求項４に記載のドア開閉装置。
前記伝達機構は、開いたドアの位置を保持するブレーキ機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のドア開閉装置。
前記伝達機構は、ドアの開閉状態を検出する開閉状態検出部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のドア開閉装置。
前記収容部材に、当該収容部材を車両本体又はドアに固定するための固定部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のドア開閉装置。