JP2014523497A - 車両のドアを自動的に作動させるためのアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 電動駆動装置のギヤボックスから生じる雑音のレベルが低い、自動車の車両ドア、特にテールゲートを自動的に作動させるためのアクチュエータを提供する。
【解決手段】 このアクチュエータは、モータ（１４）およびこのモータ（１４）によって駆動されるギヤボックス（２０）を有している電動駆動装置と、電動駆動装置によって、入れ子式に伸縮することができるハウジング部品材（７、８）とを備えている。ギヤボックス（２０）は、揺動機構（３４、４６、６２、５６）を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガススプリングのような外観を呈し、望遠鏡式に伸縮することができる管状ハウジングを備えている、自動車のドアを自動的に作動させるためのアクチュエータに関する。

望遠鏡式の伸縮を可能にするために、このアクチュエータは、例えばスピンドルドライブ、およびスピンドルドライブに作用を及ぼす電動駆動装置を備えている。なお、以下において、車両ドアには、車両のサイドドアだけではなく、テールゲートやトランクリッドも含むものとする。

従来の一般的なアクチュエータは、望遠鏡式に伸縮することができる管状体を備えている。この管状体は、その内部に配置されているスピンドルドライブによって駆動される。詳しく述べると、スピンドルドライブは、軸方向に向いているスピンドルを回転させる電動駆動装置に接続されている。スピンドルが回転すると、ガイド内に配置されているスピンドルナットが、スピンドルの長手方向軸に沿って、基準位置である格納位置から、突出位置へ変位する。

電動駆動装置が作動していないときの、車両ドアの予期しない回転を防止するとともに、ほとんど手を加えることなく、車両ドアを手で作動させることができるように、電動駆動装置の出力軸は、制動装置に、接続解除可能として接続されている。

これらの公知のアクチュエータの１つの問題は、作動中に、モータおよびギヤボックスから発生する騒音である。さらに、この雑音が、ハウジングおよびスピンドルを通って、車両本体やテールゲートに直接伝わると、この問題は、さらに大となる場合がある。このようなアクチュエータが、本体またはテールゲートに固定されている場合には、自動車の他の構成要素によって生成されている聴感レベルが、さらに上昇する。

主な騒音源の１つは、ギヤボックスであることが分かっている。通常用いられているギヤボックスのほとんどは、遊星歯車装置から成っている。このようなギヤボックスは、非常に効率的ではあるが、噛み合う歯数が多く、噛み合いに伴う摩擦が大きいために、特に、そのような駆動装置が搭載されることが多い高級車においては、容認不可能なほどの高レベルの雑音が発生する。

ヨーロッパ特許公開第１９４００１２号公報

本発明は、雑音、特に、電動駆動装置のギヤボックスによって、車両に生じる雑音のレベルが低いアクチュエータを提供することを１つの目的としている。

この目的を達成するために、本発明は、自動車のドア、特にテールゲートを自動的に作動させるために、モータおよびモータによって駆動されるギヤボックスを有している電動駆動装置と、電動駆動装置によって、入れ子式に伸縮することができる管状ハウジング部材とを備えているアクチュエータにおいて、前記ギヤボックスは、揺動機構を有している。

このような揺動機構は、例えば減速機能を有する特殊な歯車装置である。この揺動機構は、減速部分、および揺動し、かつ回転する運動を、単純な回転運動に変換する変換部分を備えている。減速部分は、回転軸によって偏心支持されており、固定されて静止している歯付きリングと噛み合って、揺動し、かつ回転する歯車を有している。

したがって、この歯車は、回転軸の回転速度と同じ速度で往復運動を行う。歯車の歯数が、歯付きリングの歯数より少ない場合には、歯車の回転速度は、回転軸の回転速度よりも低くなる。歯車における往復運動し、かつ回転する運動を、専ら回転運動のみに変換する変換部分を、オルダム継手からなるものとすることができる。

歯車と歯付きリングとが噛み合う歯は、公知の遊星歯車装置において噛み合う歯の数より少なく、したがって発生する摩擦および摩擦雑音がより低くなり、このような揺動機構を用いることによって、発生する雑音を、公知の遊星歯車装置の場合よりも低くし、かつ公知の遊星歯車装置の場合と同じ効率を得ることができる。

さらに、この揺動機構は、非常にコンパクトにすることができる。したがって、駆動装置の直径を、公知の駆動装置の直径と等しいか、それより小さくすることができる。

従属請求項には、本発明のいくつかの有利な変形例を示してある。

本発明の一態様によれば、この揺動機構は、外歯を有する前面歯車を備え、かつモータによって回転駆動される偏心軸と、揺動前面歯車の外歯と噛み合う内歯を有する固定された外側歯車とを備えており、揺動前面歯車の外歯の数は、外側歯車の内歯の数より少ない。

揺動前面歯車は、例えばオルダム継手を介して、出力軸に連結されている。

このオルダム継手は、直径方向に対向する第１の凹みのセットと、第１の凹みのセットに対して角度的に９０°ずれており、かつ直径方向に対向し合う第２の凹みのセットとを有するオルダムディスクを備えており、第１の凹みのセットは、揺動前面歯車における直径方向に延在している突起のセットと組み合っており、第２の凹みのセットは、出力軸ディスクに設けられている突起のセットと組み合わされている。

さらに、偏心軸は、前面歯車、オルダムディスク、および出力軸ディスクを、回転可能に支持している。

さらに偏心シャフトは、揺動前面歯車から生じる振動を打ち消すための偏心質量を備えている場合がある。

別の一態様によれば、ギヤボックスは、内部に外側歯車が固定されているギヤボックスパイプを備えている。

さらに、このアクチュエータは、モータとギヤボックスとの間に、制動装置、例えば永久磁石で励磁されるヒステリシスブレーキを備えている。

最後に、ギヤボックスおよび制動装置は、ギヤボックスパイプ内に組み込まれている。

本発明によるアクチュエータが側部に縦方向配置されているテールゲートが開放されている自動車の後部の斜視図である。 図１のアクチュエータの要部分解図である。 図１のアクチュエータの詳細な縦断面図である。 図２および図３に示すギヤボックス偏心軸の縦断面図である。

添付図面を参照して、例示的な実施形態に関する以下の説明を読むことにより、本発明のさらなる詳細および利点が明らかになると思う。

全ての図面において、同じ要素には、同じ符号を付してある。

図１において、符号１は、アクチュエータ３によって、閉位置から開位置に、さらに必要に応じ、再度閉位置に回動することができるテールゲート２を有する自動車を示す。アクチュエータ３は、第１のアングル継手４を介して、自動車１の車体５に、また第２のアングル継手６を介して、テールゲート２に連結されている。したがって、アクチュエータ３は、自動車のテールゲート２を開くために通常設けられているガスばねに代わって、その機能を果たすことができる。

アクチュエータ３は、望遠鏡式に伸縮することができるハウジング部材７、８の配列体を備えている。

次に、図２および図３を参照して、アングル継手４からアングル接手６に向かう方向に沿って、アクチュエータ３について詳細に説明する。

ハウジング部材７の一端部の内部で、アングル継手４と一体をなす支持ディスク１０が支持されている。

支持ディスク１０に隣接して、弾性材料（例えばゴム）から成るモータダンパ１２が、ハウジング部材７内に固定されている。

モータダンパ１２の反対側に、モータ１４の内端が固定されている。

モータ１４の出力軸１６は、制動装置１８に連結されている。

制動装置１８は、ハウジング部材７、８の配列体を入れ子式に伸縮させるための、したがって、車両ドアまたはテールゲート２を開閉させるためのスピンドルドライブ２２を駆動する出力部を有するギヤボックス２０に連結されている。

より詳細には、制動装置１８は、例えば、参照のために本明細書に組み込まれる特許文献１に開示されているヒステリシスブレーキである。

しかしながら、他の型式の制動装置を、アクチュエータ３に組み込むこともできる。

制動装置１８は、例えばプラスチック材料から成るキャリア部材２４を不可欠な要素としている。キャリア部材２４は、モータ１４のハウジング部品に、回転固定式に結合されており、その内部に、環状のヒステリシス素子２６〔例えば軟質磁性材料、特にエルスタイト（oerstite（仏語）：チタンおよびコバルトを含有している、残留磁界の大きな鋼）から成る〕が取り付けられている。永久磁石から成り、ヒステリシス素子２６の内部に均等に分布するように配置されている、極性が交互に切り替わる４つの磁極を有するディスク２８が、ヒステリシス素子２６からあらかじめ定められた半径方向距離に設けられている。

ディスク２８の中心は、断面が概ねＨ形であり、両端がナットを形成している軸継手３０によって支持されている（図３を参照）。したがって、モータの出力軸１６（調整ナット３２を備えている場合がある）は、軸継手３０の一方の調整ナット３２と組み合わされている。

アクチュエータ３のギヤボックス２０は、揺動機構を備えている。

この揺動機構には、滑り軸受３６によって回転可能に支持されている偏心軸部３４が設けられている。

特に図３および図４に詳細に示すように、偏心軸部３４は、モータ１４および制動装置１８と対向している側の端部に、制動装置１８の軸継手３０の他方のナットと組み合わされている、より小さな直径を有する組み合わせ部３８を備えており、したがって、モータ１４によって、直接に回転駆動される。

組み合わせ部３８の直径より大きな直径を有する第１支持部４０が、組み合わせ部３８に隣接しており、制動装置１８のキャリア部材２４に接している、回転固定式に固定されているディスク状のリテーナ４２によって堅固に支持されている滑り軸受３６内に保持されている。

第１支持部４０は、滑り軸受３６を挟んで、揺動歯車４６を、自身と一緒に回転するように支持しているシャフト偏心部４４に隣接している。

特に図４に示すように、シャフト偏心部４４は、組み合わせ部３８および第１支持部４０の直径より大きな直径を有しており、かつモータ１４の出力軸１６と同心で同一直線上にある、偏心軸部３４の回転軸５０に対して偏心している中心軸４８を有している。

シャフト偏心部４４および揺動歯車４６の偏心運動によって生じる振動を打ち消すために、シャフト偏心部４４には、さらに、偏心質量５２が設けられている。この偏心質量５２は、回転軸５０に関して、シャフト偏心部４４の中心軸４８の反対側で、半径方向に延在する部分円形状に形作られている（図２を参照）。

オルダム継手５６（より詳細に後述する）を、自身と一緒に回転するように保持している第２支持部５４が、シャフト偏心部４４に隣接している。

したがって、偏心軸部３４が回転すると、揺動歯車４６は揺動する。

揺動歯車４６は、固定されている外側歯車６２の内歯６０と噛み合う外歯５８を有している。

ギヤ減速を可能にするために、揺動歯車４６の歯数は、外側歯車６２の歯数より少ない。一例として、揺動歯車４６の歯数は３８であり、外側歯車６２の歯数は４０である。このようにすると、１９：１のギヤ減速比を得ることができる。

図３に示すように、外側歯車６２は、固定されている。具体的には、リテーナ４２によって適所に保持されている。

したがって、ギヤ減速は、揺動歯車４６と外側歯車６２との協働によって達成される。

スピンドルドライブ２２を駆動するために、揺動歯車４６の、回転を出力する側の端には、オルダム継手５６と組み合っている、直径方向に延在する２つの突起６４が設けられている。

２つの突起６４は、偏心軸部３４の第２支持部５４によって回転可能に支えられ、滑り軸受３６によって、この第２支持部５４上に保持されているオルダムディスク６８の２つの第１の凹みのセット６６と組み合っている。

オルダムディスク６８は、直径方向に対向し合っているが、２つの第１の凹み６６に対して、角度的に９０°ずれている２つの第２の凹みのセット７０を有している。

これらの第２の凹みのセット７０は、出力軸ディスク７２の２つの突起（図面では見えない）のうちの対応する一方を受容している。この出力軸ディスク７２は、偏心軸部３４の第２支持部５４によって回転可能に支えられ、一方では滑り軸受３６によって、他方ではギヤボックスカバーハウジング７４によって、この第２支持部５４上に保持されている。

ギヤボックスカバーハウジング７４の、モータ１４に向く側は、ギヤボックスパイプ７６内に嵌まり込んでいる。

このギヤボックスパイプ７６は、ギヤボックスカバーハウジング７４の対応する凹み８０とそれぞれに組み合っている複数の保持突起７８を有している。

したがって、キャリア部材２４とギヤボックスカバーハウジング７４との間の全ての構成要素は、ギヤボックスパイプ７６内で非常にコンパクトに組み立てられており、互いに保持し合っている。

さらに、このような構成であるため、ギヤボックスパイプ７６を、その突起が下になるように垂直に置き、次に、その中にギヤボックスカバーハウジング７４を挿入し、次いで、出力軸ディスク７２などを挿入し、最後に、ギヤボックス２０とキャリア部材２４とを有する制動装置１８とを構成しているユニット全体を結合することによって、ギヤボックス２０と制動装置１８とを、一緒に容易に組み立てることができることは明らかである。

その後、ギヤボックス２０および制動装置１８のユニットとモータ１４とを、直接組み合わせることができる。

ギヤボックス２０およびモータ１４から伝播していく雑音および振動を少なくするために、ギヤボックスカバーハウジング７４は、ダンパ８２で覆われている。すなわち、ハウジング部材７とギヤボックスカバーハウジング７４との間に、ダンパ８２が配置されている。

ダンパ８２は、ゴムまたは軟質プラスチックなどの弾性材料から成っている。

したがって、ダンパ８２と、他方のモータダンパ１２とによって、モータ１４、制動装置１８、およびギヤボックス２０によって構成されているユニット全体が、わずかの間隙Ｇだけ、ハウジング部材７から弾性的に分離されている（図３を参照）。これによって、雑音および振動の伝播が減少する。

図２に示すように、出力軸ディスク７２は、スピンドルドライブ２２に向く側に、出力軸オルダムディスク８８の、直径方向に対向している２つの第１のスリット８６と組み合っている２つのリブ８４を有している。

この出力軸オルダムディスク８８は、反対側、すなわちスピンドルドライブ２２に向く側に、２つの第１のスリット８６に対して、角度的に９０°ずれており、スピンドルドライブ２２のスピンドル９４に固定されている突起体の２つの突起９２と組み合っている２つの第２のスリット９０を有している。

図２および図３に示すように、スピンドル９４の、ギヤボックス２０に向く端部は、ギヤボックスカバーハウジング７４を覆っているダンパ８２の複数の凹み１０４、および張り出し部１０６に組み合っている複数の外縁凹み１００、および外縁張り出し部１０２を有する軸受ハウジング９８を備えている軸受ユニット９６の内部に保持されている。

したがって、スピンドルドライブ２２のスピンドル９４は、ギヤボックス２０の揺動機構を介して、モータ１４の出力軸に接続されており、オルダム継手５６および出力軸オルダムディスク８８を通じて、揺動回転運動が、単純な回転運動に再変換される。

ハウジング部材８が、スピンドル９４の回転の向きに応じて、入れ子式にハウジング部材７に出入することができるように、スピンドル９４は、例えばハウジング部材８に固定されているナット（図示せず）内を通っている。

動作を概括すると、モータ１４の出力軸１６が回転して、偏心軸部３４を駆動する。それによって、揺動歯車４６の歯が、外側歯車６２の歯と噛み合う。

したがって、揺動歯車４６は、モータ１４の出力軸１６の回転速度と一致する速度で揺動する。同時に、揺動歯車４６は、ギヤボックスのギヤ減速比で減速された回転速度で、偏心軸部３４の回りを回転する。

揺動歯車４６のこの減速された回転速度は、オルダム継手５６に伝えられる。揺動運動は、オルダム継手５６によって抑制される。したがって、出力軸ディスク７２は、揺動歯車４６の減速された回転速度と同じ回転速度で回転する。

上述のように、ギヤボックス２０として、偏心軸部３４、揺動歯車４６、外側歯車６２、およびオルダム継手５６を有する揺動機構を用いることによって、部品数が少なく、減速が非常に効果的に行われる極めてコンパクトなギヤボックス２０を得ることができる。

さらに、公知のアクチュエータの、遊星歯車構造を有するギヤボックスにおける歯車より少ない歯の歯車と歯しか同時に噛み合わないから、摩擦雑音、したがって、総雑音を十分に減らすことができる。

上述の説明から、ギヤボックス２０の組み立ては全く容易であり、自動化することができ、それにより、原価削減に寄与しうることが明らかであると思う。

１ 自動車
２ テールゲート
３ アクチュエータ
４、６ アングル継手
５ 車体
７、８ ハウジング部材
９ 電動駆動装置
１０ 支持ディスク
１２ モータダンパ
１４ モータ
１６ 出力軸
１８ 制動装置
２０ ギヤボックス
２２ スピンドルドライブ
２４ キャリア部材
２６ ヒステリシス素子
２８ ディスク
３０ 軸継手
３２ 調整ナット
３４ 偏心軸部
３６ 滑り軸受
３８ 組み合わせ部
４０ 第１支持部
４２ リテーナ
４４ シャフト偏心部
４６ 揺動歯車
４８ 中心軸
５０ 回転軸
５２ 偏心質量
５４ 第２支持部
５６ オルダム継手
５８ 外歯
６０ 内歯
６２ 外側歯車
６４ 突起
６６ 第１の凹みのセット
６８ オルダムディスク
７０ 第２の凹みのセット
７２ 出力軸ディスク
７４ ギヤボックスカバーハウジング
７６ ギヤボックスパイプ
７８ 保持突起
８０ 凹み
８２ ダンパ
８４ リブ
８６ 第１のスリット
８８ 出力軸オルダムディスク
９０ 第２のスリット
９２ 突起
９４ スピンドル
９６ 軸受ユニット
９８ 軸受ハウジング
１００ 外縁凹み
１０２ 外縁張り出し部
１０４ 凹み
１０６ 張り出し部
Ｇ 間隙

Claims (10)

1. 自動車（１）のドア、例えばテールゲート（２）を自動的に作動させるために、モータ（１４）およびこのモータ（１４）によって駆動されるギヤボックス（２０）を備えている電動駆動装置（９）と、この電動駆動装置（９）によって、入れ子式に伸縮することができる管状ハウジング部材（７、８）とを備えているアクチュエータであって、前記ギヤボックス（２０）は、揺動機構（３４、４６、６２、５６）を有していることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記揺動機構（３４、４６、６２、５６）は、外歯（５８）を有する揺動歯車（４６）を支持しており、前記モータ（１４）によって回転駆動される偏心軸部（３４）と、前記揺動歯車（４６）の外歯（５８）と噛み合う内歯（６０）を有する、固定された外側歯車（６２）とを備えており、前記揺動歯車（４６）の外歯（５８）の数は、前記外側歯車（６２）の内歯（６０）の数より少ない、請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記揺動歯車（４６）は、オルダム継手（５６）を介して、出力軸ディスク（７２）に連結されている、請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記オルダム継手（５６）は、直径方向に対向し合う第１の凹みのセット（６６）と、この第１の凹みのセット（６６）に対して角度的に９０°ずれている、直径方向に対向し合う第２の凹みのセット（７０）とを有するオルダムディスク（６８）を備えており、前記第１の凹みのセット（６６）は、前記揺動歯車（４６）の、直径方向に延在している突起のセット（６４）と組み合っており、前記第２の凹みのセット（７０）は、前記出力軸ディスク（７２）に設けられている突起のセットと組み合っている、請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 前記偏心軸部（３４）は、前記揺動歯車（４６）、前記オルダムディスク（６８）、および前記出力軸ディスク（７２）を回転可能に支持している、請求項４に記載のアクチュエータ。
6. 前記偏心軸部（３４）は、さらに、前記揺動歯車（４６）から生じる振動を打ち消すための偏心質量（５２）を備えている、請求項２〜５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
7. 前記ギヤボックス（２０）は、内部に前記外側歯車（６２）を固定されているギヤボックスパイプ（７６）を有している、請求項２〜６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
8. 前記モータ（１４）と前記ギヤボックス（２０）との間に、さらに、制動装置（１８）を配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
9. 前記制動装置（１８）は、永久磁石で励磁されるヒステリシスブレーキである、請求項８に記載のアクチュエータ。
10. 前記ギヤボックス（２０）および前記制動装置（１８）は、前記ギヤボックスパイプ（７６）内に組み込まれている、請求項８または９に記載のアクチュエータ。

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