JP2016204885A - 駆動装置およびバックドア開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動部による動力と、外力との、２種類の手段で従動部材を動かすことができ、さらに、従動部材の停止時に複雑な制御なく適宜なロックを掛けることができる駆動装置、および、バックドア開閉装置を提供すること。【解決手段】従動部材と、駆動軸と従動部材との間の動力伝達経路における遊星ギヤ機構２０と、駆動部の動力を遊星ギヤ機構から従動部材に伝達する伝達部材３０、４０と、駆動部の動力により回転する回転体１０と、コイルバネ９と、第１規制部材４と、第２規制部材５と、第３規制部材６と、コイルバネ９の第１端部９ａを周方向へ移動させることが可能、且つ、第２端部９ｂを周方向へ移動させることが可能な可動部材７とを有し、伝達部材３０、４０または駆動軸２ａの回転により、可動部材７が第１端部９ａまたは第２端部９ｂを移動させてコイルバネ９による回転体１０の締付解除を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置およびバックドア開閉装置に関する。

以前より、回転部に所定の外力が加わっても回転部が回転しないように停止状態が保持されるロック機構を有するものがある。

例えば、特許文献１には、回転体に遠心力により揺動する揺動部材を設け、回転体が停止しているとき、揺動部材が回転体と同軸の軸部に摩擦係合して、回転体を停止状態に保持し、回転体が回転すると揺動部材が遠心力により軸部と離間して、回転体の回転運動を許容する構造の切換機構が開示されている。

特開２０１４−０８０８４８号公報

回転部を回転させるのに、動力を発生する駆動部（モータ等）による回転駆動と、外力による回転との、２種類の手段が利用できる機構が求められることがある。さらに、このような構成においても、回転部の停止時に回転体の停止状態が保持されるロック機構が望まれることがある。

本発明の目的は、駆動部による動力と、従動部材に直接働く外力との、２種類の手段で従動部材を動かすことができ、さらに、従動部材の停止時に複雑な制御なく適宜なロックを掛けることのできる駆動装置、ならびに、このような駆動装置を用いてバックドアを開閉する開閉装置を提供することである。

本発明の一態様に係る駆動装置は、
従動部材と、
駆動軸を有し、動力を発生する駆動部と、
前記駆動軸と前記従動部材との間の動力伝達経路における前記駆動軸側に接続される太陽ギヤと、前記太陽ギヤと歯合する遊星ギヤと、前記遊星ギヤと歯合する内歯ギヤとを備えた第１遊星ギヤ機構と、
前記駆動軸と前記従動部材との間の動力伝達経路で、前記駆動部の動力を前記第１遊星ギヤ機構から前記従動部材に伝達する伝達部材と、
前記駆動軸と前記従動部材との間に介在し、前記駆動部の動力により回転する回転体と、
線材が螺旋状に巻回され、前記回転体の周面に沿って配置されたコイル部、および、前記コイル部より前記回転体の周面より外方に突出する前記線材の第１端部と第２端部とを有し、径の縮拡によって前記回転体の締付と締付解除とが可能なコイルバネと、
前記回転体の周方向における前記コイルバネの前記第１端部と前記第２端部との間に存在して、前記第１端部と前記第２端部とが前記周方向で交差しないように、前記第１端部と前記第２端部との移動を規制する第１規制部材と、
前記第１端部が前記第１規制部材から離間する方向の移動可能範囲を制限する第２規制部材と、
前記第２端部が前記第１規制部材から離間する方向の移動可能範囲を制限する第３規制部材と、
前記伝達部材または前記駆動軸の回転により移動して、前記第１端部を前記周方向へ移動させることが可能、且つ、前記第２端部を前記周方向へ移動させることが可能な可動部材と、
を有し、
前記第１端部が前記周方向における前記第１規制部材と前記第２規制部材との間に配置され、前記第２端部が前記周方向における前記第１規制部材と前記第３規制部材との間に配置され、
前記可動部材は、前記第１遊星ギヤ機構の前記内歯ギヤに接続され、前記周方向における前記第１端部と前記第２端部との間に配置され、
前記伝達部材または前記駆動軸の回転により、前記可動部材が前記第１端部または前記第２端部を移動させて前記回転体の前記締付解除を行う、
構成を採る。

本発明によれば、駆動部による動力と、外力との、２種類の手段で従動部材を動かすことができ、さらに、従動部材の停止時に複雑な制御なく適宜なロックを掛けることができる。

本発明の実施の形態１に係る駆動装置を示す構成図 本発明の実施の形態１に係る駆動装置を示す側面図 図１のコイルバネを示す斜視図 停止状態（ａ）、時計回転状態（ｂ）、反時計回転状態（ｃ）の各状態において、実施の形態１のコイルバネと位置規制部材と、可動部材との関係を示す図 停止状態（ａ）、通常負荷状態（ｂ）、過負荷状態（ｃ）の各状態において、実施の形態１の押圧ノッチピンと回転カムとの関係を示す図 実施の形態１に係る駆動装置を適用したバックドア開閉装置の一例を示す斜視図 本発明の実施の形態２に係る駆動装置を示す構成図 本発明の実施の形態３に係る駆動装置を示す構成図 本発明の実施の形態３に係る駆動装置を示す側面図 停止状態（ａ）、時計回転状態（ｂ）、反時計回転状態（ｃ）の各状態において、実施の形態２のコイルバネと可動部材との関係を示す図

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る駆動装置を示す構成図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る駆動装置を示す側面図である。図３は、図１のコイルバネを示す斜視図である。

実施の形態１の駆動装置１は、装置を支えるフレームＦと、従動部材に動力を出力する出力軸４５と、駆動部としてのモータ２と、位置規制部材３と、可動部材７と、回転体１０と、制御部１５と、駆動回路１６と、電流検出部１７と、複数の遊星ギヤ機構２０、３０、４０と、ノッチ機構５０とを備えている。フレームＦは、例えば、内部に中空部を有する円筒状の部材を用いることができ、出力軸４５が円筒状の部材の一端部から突出した状態で、モータ２と、位置規制部材３と、可動部材７と、回転体１０と、複数の遊星ギヤ機構２０、３０、４０と、ノッチ機構５０とを中空部に収容しても良い。

これらのうち、モータ２と、位置規制部材３と、中央の遊星ギヤ機構３０の内歯ギヤ３３とが、フレームＦに固定されている（図２の固定部ｆ１、ｆ２、ｆ３を参照）。回転体１０、および、遊星ギヤ機構２０、３０、４０の遊星キャリア２４、３４、４４は、回転可能な状態で、直接、又は間接的にフレームＦに支持されている。モータ２、回転体１０、遊星ギヤ機構２０、３０、４０の各回転軸は、同軸上に並んでいる。

実施の形態１では、複数の遊星ギヤ機構２０、３０、４０のうち、可動部材７が接続されている駆動側の遊星ギヤ機構２０が第１遊星ギヤ機構の一例に相当し、ノッチ機構５０と係合される出力側の遊星ギヤ機構４０が第２遊星ギヤ機構の一例に相当する。また、出力側の遊星ギヤ機構４０と中央の遊星ギヤ機構３０とは、モータ２の動力を駆動側の遊星ギヤ機構２０から従動部材へ伝達する伝達部材の一例に相当する。また、出力軸４５を従動部材と見なしてもよい。

モータ２は、駆動軸２ａを有し、駆動回路１６から出力される電力により駆動軸２ａを回転駆動する。駆動軸２ａは、一体回転可能とされるなど、駆動力を伝達可能に、回転体１０と固定的に接続されている。モータ２は、駆動時或いは外力により駆動軸２ａが回転することで生じる電気的なパルス（回転パルスと記す）を出力するパルス発生機構を有している。

回転体１０は、軸方向の所定の幅で回転方向に沿って連続的に形成された周面を有し、中央を通る回転軸を中心に回転する。回転体１０の周面の周囲には、コイルバネ９が外嵌するように配置される。回転体１０は、回転軸方向の一端がモータ２の駆動軸２ａに固定的に接続され、回転軸方向の他端が連結軸１１を介して遊星ギヤ機構２０の太陽ギヤ２１に固定的に接続されている。回転体１０は、遊星ギヤ機構２０の遊星ギヤ２２とは、遊星ギヤ機構２０の太陽ギヤ２１と遊星ギヤ２２との歯合を介して接続されている。

位置規制部材３は、回転体１０の周面の周囲に配置される第１規制部材４、第２規制部材５、および、第３規制部材６を有する。これらの配置関係については後述する。位置規制部材３は、第１規制部材４、第２規制部材５、および、第３規制部材６を、所定の位置となるように、固定的に保持する。位置規制部材３は、回転体１０が第１規制部材４、第２規制部材５、および、第３規制部材６に対して移動するように回転体１０及び駆動軸２ａとは独立に設けられ、例えばフレームＦに固定されている。

コイルバネ９は、図３にも示すように、線材を巻回した螺旋状であって内径が拡縮可能なコイル部９ｃと、線材の一端を半径方向の外方へ突出させた第１端部９ａと、線材の他端を半径方向の外方へ突出させた第２端部９ｂとを有する。第１端部９ａと第２端部９ｂとは、周方向に異なる位置に配置されている。第１端部９ａと第２端部９ｂとがコイル部９ｃの軸を中心とする離間角度を大きくする方向に離間するように相対移動することで、コイル部９ｃが拡径する。第１端部９ａと第２端部９ｂとが前記離間角度を小さくする方向に近接するように相対移動することで、コイル部９ｃが縮径する。周方向とは、コイル部９ｃの巻回方向を示し、半径方向とは、巻回方向の一周を円と見なしたときの半径方向を示す。

コイルバネ９は、外力を加えない状態で、回転体１０とコイルバネ９との間に摩擦力を生じるように設けられ、回転体１０の外径よりコイル部９ｃの内径が小さくなるようにされている。コイルバネ９は、コイル部９ｃが拡径した状態で、コイル部９ｃの内面が回転体１０の周面に沿うように配置され、外力が加わらないときに、コイル部９ｃは回転体１０の周面を締め付ける。コイルバネ９の第１端部９ａおよび第２端部９ｂと、位置規制部材３の各要素と可動部材７との配置関係については後述する。

駆動側の遊星ギヤ機構２０は、太陽ギヤ２１と、太陽ギヤ２１の周囲を公転する複数の遊星ギヤ２２と、複数の遊星ギヤ２２を各々自転可能に支持して遊星ギヤ２２の公転に伴い回転する遊星キャリア２４と、複数の遊星ギヤ２２を内包し内側にギヤ部２３ａを有する内歯ギヤ２３と、を備える。複数の遊星ギヤ２２は、太陽ギヤ２１と内歯ギヤ２３とに歯合している。遊星キャリア２４は、複数の支軸２４ａにより複数の遊星ギヤ２２をそれぞれ支持している。上記の自転とは、各遊星ギヤ２２の各支軸２４ａを中心とする回転のことを意味し、公転とは、各遊星ギヤ２２の太陽ギヤ２１を中心とする回転を意味する。他の遊星ギヤ機構３０、４０においても同様である。図１において、太陽ギヤ２１と、遊星ギヤ２２と、内歯ギヤ３３のギヤの歯の図示を省略している。

太陽ギヤ２１は、連結軸１１を介して回転体１０と固定的に接続されている。遊星キャリア２４は、連結軸２４ｂを介して中央の遊星ギヤ機構３０の太陽ギヤ３１と駆動力を伝達可能に固定的に接続されている。

遊星ギヤ機構２０の内歯ギヤ２３には、可動部材７が設けられている。可動部材７は、内歯ギヤ２３の回転軸方向のうち回転体１０が配置される側に、当該回転軸と平行に突出している。可動部材７は、回転体１０の周面よりも径方向に所定量離れて配置されている。回転体１０の径方向とは、回転体１０の回転軸を中心とした当該回転軸に垂直な放射方向を意味する。

内歯ギヤ２３は、詳細は後述するが、所定角度だけ回転可能にされている。太陽ギヤ２１が回転すると、複数の遊星ギヤ２２が自転して内歯ギヤ２３に回転が伝達される。内歯ギヤ２３の回転が制止されて、太陽ギヤ２１が回転すると、複数の遊星ギヤ２２が公転して遊星キャリア２４に所定の減速比で回転が伝達される。

中央の遊星ギヤ機構３０は、太陽ギヤ３１と、太陽ギヤ３１の周囲を公転する複数の遊星ギヤ３２と、複数の遊星ギヤ３２を各々自転可能に支持して遊星ギヤ３２の公転に伴い回転する遊星キャリア３４と、複数の遊星ギヤ３２を内包し内側にギヤ部３３ａを有する内歯ギヤ３３と、を備える。複数の遊星ギヤ３２は、太陽ギヤ３１と内歯ギヤ３３とに歯合している。遊星キャリア３４は、複数の支軸３４ａにより複数の遊星ギヤ３２をそれぞれ支持している。図１では、太陽ギヤ３１と、遊星ギヤ３２と、内歯ギヤ３３のギヤの歯の図示を省略している。

太陽ギヤ３１は、駆動側の遊星キャリア２４と連結軸２４ｂを介して駆動可能に接続されている。遊星キャリア３４は、連結軸３４ｂを介して出力側の遊星ギヤ機構４０の太陽ギヤ４１と固定的に接続され、例えば一体で回転するように接続されるなど、駆動力を伝達可能に接続されている。

遊星ギヤ機構３０の内歯ギヤ３３は、フレームＦに固定されているので、太陽ギヤ３１が回転すると、複数の遊星ギヤ３２が公転して、遊星キャリア３４に所定の減速比で回転が伝達される。

出力側の遊星ギヤ機構４０は、太陽ギヤ４１と、太陽ギヤ４１の周囲を公転する複数の遊星ギヤ４２と、複数の遊星ギヤ４２を各々自転可能に支持して遊星ギヤ４２の公転に伴い回転する遊星キャリア４４と、複数の遊星ギヤ４２を内包し内側にギヤ部４３ａを有する内歯ギヤ４３と、を備える。複数の遊星ギヤ４２は、太陽ギヤ４１と内歯ギヤ４３とに歯合している。遊星キャリア４４は、複数の支軸４４ａにより複数の遊星ギヤ４２をそれぞれ支持している。図１では、太陽ギヤ４１と、遊星ギヤ４２と、内歯ギヤ４３のギヤの歯の図示を省略している。

太陽ギヤ４１は、駆動側の遊星キャリア４４と連結軸３４ｂを介して固定的に接続されている。遊星キャリア４４は、出力軸４５と固定的に接続されている。

遊星ギヤ機構４０の内歯ギヤ４３の外周面にはノッチ機構５０と係合する係合部としてのカム４３ｂ（図５参照、図１ではカムの形状を省略している）が形成されている。カム４３ｂはノッチ機構５０と係合することで、通常時、内歯ギヤ４３の回転を制限している。内歯ギヤ４３の回転が制限され、太陽ギヤ４１が回転すると、複数の遊星ギヤ４２が公転して、遊星キャリア４４に所定の減速比で回転が伝達される。

ノッチ機構５０は、押圧ノッチピン５１と、バネ５２とを有する。ノッチ機構５０は、バネ５２の付勢力により押圧ノッチピン５１がカム４３ｂを押圧した状態で、フレームＦに固定されている。ノッチ機構５０およびカム４３ｂは、過負荷吸収機構の一例に相当する。

制御部１５は、駆動回路１６からモータ２へ駆動電圧を出力させ、モータ２を駆動する。制御部１５は、モータ２から出力される回転パルスを計数して、駆動軸２ａの回転量を検出する。

電流検出部１７は、モータ２への出力電流を検出して、検出信号を制御部１５へ出力する。

＜コイルバネと位置規制部材と可動部材との関係＞
図４は、停止状態（ａ）、時計回転状態（ｂ）、反時計回転状態（ｃ）の各状態において、コイルバネと位置規制部材と可動部材との関係を示す図である。図４は、各状態を図２の矢印Ａ−Ａ線の断面部分により示したものである。

図４（ａ）に示すように、第１規制部材４と、第２規制部材５と、第３規制部材６とは、回転体１０の周方向において異なる位置に配置され、本実施形態においては、位置規制部材３から回転体１０の軸と平行に延びる凸部として設けられている。第２規制部材５は、第１規制部材４から図４の時計方向に、回転体１０の回転軸を中心とした第１角度だけ離間した位置に配置されている。第３規制部材６は、第１規制部材４から図４の反時計方向に、回転体１０の回転軸を中心とした第２角度だけ離間した位置に配置されている。例えば、第１角度と第２角度とは等しく設定されてもよい。

また、第１規制部材４と、第２規制部材５と、第３規制部材６との回転体１０の半径方向の位置は、次のように設定されている。すなわち、図４（ａ）に示すように、第１規制部材４は、回転体１０の半径方向に第１規制部材４と可動部材７とが並んだときに、第１規制部材４と可動部材７とが離間する位置に配置されている。また、図４（ｂ）と図４（ｃ）とに示すように、第２規制部材５と第３規制部材６とは、可動部材７が回転体１０の回転軸を中心とした回転移動をしたときに、可動部材７が当たる位置に配置されている。

コイルバネ９の第１端部９ａは、可動部材７によって回転体１０の回転軸を中心とした回動をしたときに、第１規制部材４と、第２規制部材５と、可動部材７とに、それぞれ当接する長さを有している。コイルバネ９の第２端部９ｂは、回動したときに、第１規制部材４と、第３規制部材６と、可動部材７とに、それぞれ当接する長さを有している。

コイルバネ９の第１端部９ａは、回転体１０の周方向において、第１規制部材４と第２規制部材５との間に配置されている。コイルバネ９の第２端部９ｂは、回転体１０の周方向において、第１規制部材４と第３規制部材６との間に配置されている。

＜動作説明１：停止状態＞
駆動装置１が停止すると、図４（ａ）に示すように、コイル部９ｃの弾性力によって、コイルバネ９の第１端部９ａと第２端部９ｂとが近づき、互いに近接した初期位置に位置する。第１端部９ａと第２端部９ｂとが、この初期位置に位置するときには、コイル部９ｃは、回転体１０の周面を締め付けて、回転体１０の回転を抑制する摩擦力を発生させることとなる。可動部材７がコイルバネ９の第１端部９ａまたは第２端部９ｂに押されたときには、回転体１０の周方向に移動する。そして、可動部材７と第１規制部材４とが回転体１０の半径方向に並んだ状態で停止する。また、コイル部９ｃは縮径し、コイル部９ｃの復元力により、コイル部９ｃは回転体１０の周面を締め付ける。

このとき、可動部材７は、コイルバネ９の第１端部９ａと第２端部９ｂとのいずれかを押す力が与えられないと回転方向に移動しない。また、回転体１０は、コイル部９ｃの締め付けによる摩擦力に抗する力が生じないと回転しない。

ここで、例えば、従動部材に加わる重力など、出力軸４５または出力軸４５に接続された従動部材に力が加わっても停止状態で保持したいと想定される最大の力を、回転体１０のトルクに換算したものを「途中保持トルク」と呼ぶ。従動部材から回転体１０までには、減速比を有する動力伝達部材が介在するので、想定される最大の力を、これらの減速比により増減してトルクに換算した値が「途中保持トルク」となる。

また、コイル部９ｃの締め付けに抗して回転体１０を回転可能な最小のトルクを、「ブレーキスプリングトルク」と呼ぶ。途中保持トルクとブレーキスプリングトルクとの関係は、次式（１）のように設定される。

ブレーキスプリングトルク ＞ 途中保持トルク ・・・（１）

このような設定により、コイルバネ９により回転体１０の回転が制限され、可動部材７を有する内歯ギヤ２３の回転も制限されていると、遊星ギヤ機構２０は回転せず、他の遊星ギヤ機構３０、４０も同様に回転しない。この状態により、出力軸４５の回転が制限されたロック状態が達成される。この状態では、出力軸４５および／または出力軸４５に接続された従動部材に力が加えられることで回転体１０に途中保持トルクに対応する力が加えられても、コイルバネ９が回転体１０を締め付ける力の方が大きくなるので、出力軸４５は回転しない。ここで、途中保持トルクに対応する力とは、従動部材に対して途中保持トルクを発生させることができる回転体１０の回転によって生じる力を意味する。

なお、出力軸４５の回転は、複数の遊星ギヤ機構２０、３０、４０の減速比により回転速度を増して回転体１０または内歯ギヤ２３に伝達される。よって、途中保持トルクがブレーキスプリングトルクより小さくても、途中保持トルクに対応する出力軸４５のトルクはブレーキスプリングトルクと比較しても非常に大きなトルクとなる。途中保持トルクに対応する出力軸４５のトルクとは、回転体１０に途中保持トルクを生じさせる出力軸４５のトルクを意味する。よって、ブレーキスプリングトルクが小さくても、出力軸４５または出力軸４５に接続される従動部材を途中の位置で保持する力は大きくなる。

＜動作説明２：モータ駆動＞
ここで、モータ２により駆動軸２ａに生じる駆動トルクを「モータトルク」と呼ぶ。

モータトルクは、次式（２）のような関係に設定される。
モータトルク ＞ ブレーキスプリングトルク ＞ 途中保持トルク ・・・（２）

このような設定により、モータ２が駆動されると、図４（ａ）に示すように、コイルバネ９が回転体１０を締め付けている状態で、コイル部９ｃと回転体１０とが摺動して、回転体１０が回転する。

モータ２の駆動の開始時、駆動軸２ａには回転体１０とコイル部９ｃとの摺動抵抗が発生し、駆動軸２ａの回転速度は低くなる。よって、制御部１５は、モータ２に出力される電流を監視しながら、駆動軸２ａの回転角度に応じてモータ２への出力を調整する制御を行うことができる。この制御により、電力効率を上げて、回転体１０の回転始動を行うことができる。制御部１５は、電流の代わりに電圧を監視しながら、出力の調整を行ってもよい。

モータ２が時計方向に回転すると、上述のように、回転体１０の回転運動が、遊星ギヤ機構２０に伝わって、内歯ギヤ２３が図４に示すような反時計方向に回転する。これにより、可動部材７がコイルバネ９の第２端部９ｂを、第３規制部材６のところまで移動させる。また、第１端部９ａは、第１規制部材４によって移動が規制されている。これにより、コイルバネ９の第１端部９ａと第２端部９ｂとの間隔が大きく開いて、コイル部９ｃが拡径する。コイル部９ｃが拡径すると、コイルバネ９による回転体１０の締め付けが解除され、出力軸４５のロックが解除される。これにより、先行技術のような揺動部材に当接した状態で出力軸が回転する場合に比べて、従動部材の作動中における軸やモータへの負荷が低く、出力軸と揺動部材とを離間させて、その離間の間隔の精度が要求されることもない。

図４（ｂ）の状態では、可動部材７が第３規制部材６により移動が制限されるので、内歯ギヤ２３は、それ以上、反時計方向に回転しない。すると、回転体１０の回転が太陽ギヤ２１から複数の遊星ギヤ２２に伝達されて、遊星ギヤ２２の公転が生じ、遊星キャリア２４の回転運動が発生する。

モータ２が駆動して遊星キャリア２４が回転している間には、内歯ギヤ２３に反時計方向の力が加えられているので、コイルバネ９と可動部材７との配置は、図４（ｂ）の位置を維持する。

従って、図４（ｂ）の状態になった後、モータ２の時計方向の回転が続く間、コイルバネ９による回転体１０の抵抗が略ゼロに抑制され、且つ、モータ２の駆動力が、遊星ギヤ機構２０、３０、４０に伝達されて、出力軸４５に出力される。

モータ２が反時計方向に回転する場合は、図４（ｃ）に示すように、回転体１０の回転方向が反時計方向になり、可動部材７の移動方向が時計方向になるというように、回転方向が逆になるだけで、その他の作用は、上述したモータ２が時計方向に回転する場合と同様である。そして、出力軸４５が所定の回転をした場合に、コイルバネ９の端部９ａ、９ｂによる付勢力及び従動部材に加わる力によって、図４（ａ）に示す状態のロック状態となり、従動部材の途中保持がなされる。

＜動作説明３：外力による回転＞
ここで、従動部材を所定の方向に移動させて従動部材の途中保持状態を解除する際に、従動部材に力が加わった場合に停止状態を解除したときの従動部材の移動を生じさせた力の最小の力を、太陽ギヤ２１が固定で内歯ギヤ２３に生じるトルクとして換算したものを「ロック解除トルク」と呼ぶ。また、コイルバネ９の端部９ａ、９ｂが可動部材７を抑える力を、内歯ギヤ２３のトルクとして換算したものを「スプリング端部トルク」と呼ぶ。

ロック解除トルクは、次式（３）のような関係に設定することができる。
ロック解除トルク ＞ スプリング端部トルク ・・・（３）

駆動装置１の停止状態において、出力軸４５または出力軸４５に接続された従動部材に、スプリング端部トルクに対応する力より小さい外力が加わった場合、出力軸４５も回転体１０も回転しない。

一方、駆動装置１の停止状態において、出力軸４５または出力軸４５に接続された従動部材に、ロック解除トルクに対応する力が加わった場合、この力が遊星ギヤ機構２０に伝達されて、駆動側の遊星ギヤ機構２０の遊星キャリア２４に回転力が生じる。遊星キャリア２４の回転力は、遊星ギヤ２２を公転させようとする力として複数の遊星ギヤ２２に力が働き、遊星ギヤ２２の公転により、内歯ギヤ２３は回転することとなる。遊星キャリア２４の回転力については、太陽ギヤ２１を回転させる力と、複数の遊星ギヤを自転および公転させる力と、内歯ギヤ２３を回転させる力とに分散されている。そして、内歯ギヤ２３を回転させる力が、コイルバネ９の第１端部９ａと第２端部９ｂとが可動部材７を制止している力を上回り、可動部材７が移動する。

可動部材７が移動すると、上述した動作説明２の場合と同様に、図４（ｂ）または図４（ｃ）に示したように、可動部材７が、コイルバネ９の回転体１０に対する締め付けを解除する。これにより、出力軸４５のロックが解除される。

その後、出力軸４５または出力軸４５に接続された従動部材に力が加わっていれば、遊星ギヤ機構２０、３０、４０および回転体１０と連動して出力軸４５が回転する。

＜動作説明４：過負荷発生時＞
ここで、モータ２が駆動して出力軸４５が回転している正常運転時における内歯ギヤ４３に生じるトルクを「モータ正常使用トルク」と呼ぶ。また、外力により出力軸４５を回転させている正常操作時における内歯ギヤ４３に生じるトルクを「ドア操作正常発生トルク」と呼ぶ。また、押圧ノッチピン５１の押圧に抗して、内歯ギヤ４３が回転するトルクを「トルクリミッター設定トルク」と呼ぶ。

モータ正常使用トルクと、ドア操作正常発生トルクと、トルクリミッター設定トルクとの関係は、次式（４）と（５）のように設定される。

トルクリミッター設定トルク ＞ モータ正常使用トルク ・・・（４）
トルクリミッター設定トルク ＞ ドア操作正常発生トルク ・・・（５）

図５は、停止状態（ａ）、通常負荷状態（ｂ）、過負荷状態（ｃ）の各状態において、実施の形態１の押圧ノッチピンと回転カムとの関係を示す図である。

出力側の遊星ギヤ機構４０の内歯ギヤ４３の外周面には、周方向に沿って凹凸が形成されたカム４３ｂが形成されている。図５（ａ）に示すように、駆動装置１の停止状態において、押圧ノッチピン５１は、カム４３ｂの凹部を押圧した状態で内歯ギヤ４３の回転が停止している。

モータ２が駆動して出力軸４５が回転する正常運転時、或いは、外力により出力軸４５が回転している正常操作時においては、内歯ギヤ４３には、モータ正常使用トルク、または、ドア操作正常発生トルクが生じる。しかし、図５（ｂ）に示すように、このトルクでは、押圧ノッチピン５１のカム４３ｂの凹部への押圧により、内歯ギヤ４３は回転しない。

一方、従動部材に大きな力が加えられた状態でモータ２が駆動するなど、異常時には、モータ２から出力軸４５の間の動力伝達経路に過負荷が生じる。そして、過負荷がトルクリミッター設定トルクを超えると、図５（ｃ）に示すように、押圧ノッチピン５１がカム４３ｂの凸部を超えて、内歯ギヤ４３が回転する。これにより、過負荷が逃げて、トルクリミッター設定トルク以上の過負荷が遊星ギヤ機構に生じないようになっている。

＜バックドア開閉装置＞
図６は、実施の形態１に係る駆動装置を適用したバックドア開閉装置の一例を示す斜視図である。

実施の形態１のバックドア開閉装置は、車両１００のバックドア１０１と、バックドア１０１のヒンジ部１０２に出力軸４５が接続された駆動装置１とを備えている。

駆動装置１は、図１に示したように、モータ２の駆動軸２ａの方向に長く、長さに比べて縦幅および横幅の小さい長尺形状に構成される。また、モータ２の駆動軸２ａと、出力軸４５とが同軸上に配置される一方、駆動軸２ａと出力軸４５との間に大きな減速比を設定することができる。

駆動装置１は、バックドア１０１のヒンジ部１０２の回動軸の方向に、長手方向を向けた配置で、バックドア１０１のヒンジ部１０２に出力軸４５が接続されている。さらに、駆動装置１は、車体カバーの中に配置されている。

このような構成により、駆動装置１のモータ２が駆動することで、バックドア１０１のヒンジ部１０２が回動して、バックドア１０１が開閉される。また、その途中でモータ２の駆動が停止して、バックドア１０１が停止したら、駆動装置１の出力軸４５にロックがかかり、バックドア１０１の停止が保持される。さらに、停止が保持された状態から、駆動装置１のモータ２が駆動するか、或いは、所定以上の力がバックドア１０１に加えられることで、駆動装置１のロックが解除されて、駆動装置１の出力軸４５が回転し、バックドア１０１が開閉する。

従来のロック機構とモータとを有する駆動装置では、ロックがかかっている状態で、外力により回転を許容する場合に、クラッチ等を用いてロックしている回転体と出力軸とを切断する構成が採用されている。この構成では、クラッチの接続を切断したときに出力軸４５とモータ２の駆動軸２ａとの接続が解除されるので出力軸の回転量とモータの駆動軸との回転量とが対応しなくなるため、モータの駆動軸回転による電気パルスの検出では、ドアの開閉位置を検出することができず、別途、回転量検出センサを設けてドアの開閉位置を検出する必要が生じる。

一方、実施の形態１の構成では、出力軸４５とモータ２の駆動軸２ａとの接続が維持されているので、バックドア１０１の開閉時、駆動装置１の制御部１５は、モータ２の駆動軸２ａの回転により生じる電気パルス（回転パルスと呼ぶ）を計数し、この計数値により、バックドア１０１の開閉位置を検出することができる。よって、別途回転量検出センサを設けずに、バックドア１０１の開閉位置を検出することができる。

なお、バックドア１０１のヒンジ部１０２の回動軸方向に対する駆動装置１の向きは、どのようにも変更可能である。例えば、出力軸４５とヒンジ部１０２との間に傘歯車を介在させることで、駆動装置１の向きを９０°変更できる。また、駆動装置１の動力を出力する部分は、バックドア１０１のヒンジ部１０２に限られず、例えば、バックドア１０１を回転方向に押し引きする構造を付加し、この構造に駆動装置１の動力が出力されて、バックドア１０１が開閉するようにしてもよい。

以上のように、実施の形態１の駆動装置１およびバックドア開閉装置によれば、モータ２の駆動により動力を伝達して出力軸４５を回転し、バックドア１０１を開閉することができる。さらに、出力軸４５を途中で停止し、バックドア１０１を開閉の途中で停止させることで、ロックがかかり、出力軸４５の停止とバックドア１０１の停止とを保持することができる。さらに、停止が保持された状態で、モータ２が駆動するか、外部から所定以上の力が加えられることで、出力軸４５およびバックドア１０１のロックが解除されて、出力軸４５が回転し、バックドア１０１を開閉することが可能になっている。

また、実施の形態１の駆動装置１によれば、コイルバネ９が駆動軸２ａに固定された回転体１０を締め付ける構成なので、コイルバネ９の締め付け力が小さくても、遊星ギヤ機構２０、３０、４０の減速比により、出力軸４５または従動部材をロックする力を容易に大きくすることができる。コイルバネ９の締め付け力が小さくてよいことから、位置規制部材３の大きさと強度とを小さく設定でき、部品コストの低減を図れる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る駆動装置を示す構成図である。

実施の形態２の駆動装置１Ａは、回転体１０を、駆動側の遊星ギヤ機構２０と、中央の遊星ギヤ機構３０との間に配置し、可動部材７を中間の遊星ギヤ機構３０の内歯ギヤ３３に固定している。また、回転体１０の位置に対応させて、位置規制部材３の配置も変更している。さらに、駆動側の遊星ギヤ機構２０の内歯ギヤ２３がフレームＦに固定され、中央の遊星ギヤ機構３０の内歯ギヤ３３が回転可能に支持されている。その他の構成は、実施の形態１と同様であり、同様の部分の詳細な説明は省略する。

実施の形態２では、複数の遊星ギヤ機構２０、３０、４０のうち、可動部材７が接続されている中央の遊星ギヤ機構３０が第１遊星ギヤ機構の一例に相当する。

実施の形態２の駆動装置１Ａでは、モータ２の駆動力が遊星ギヤ機構２０を介して減速されて回転体１０に伝わる。回転体１０に対するコイルバネ９の締め付けとその解除は、中央の遊星ギヤ機構３０の内歯ギヤ３３が回転して可動部材７が移動することで行われる。

実施の形態１と実施の形態２とから分かるように、可動部材７が内歯ギヤに設けられる遊星ギヤ機構は、駆動側の遊星ギヤ機構２０としてもよいし、中央の遊星ギヤ機構３０とすることもできる。さらに、ノッチ機構５０を省略するのであれば、可動部材７が内歯ギヤに設けられる遊星ギヤ機構は、出力側の遊星ギヤ機構４０としてもよい。

また、実施の形態２では、モータ２の駆動軸２ａと、回転体１０との間に、動力伝達機構として遊星ギヤ機構２０を設けているが、この間の動力伝達機構は、遊星ギヤ機構に限られず、他の伝達機構を適用してもよい。また、実施の形態２では、可動部材７が内歯ギヤに設けられる遊星ギヤ機構３０と、出力軸４５との間に、動力伝達機構として遊星ギヤ機構４０を設けているが、この間の動力電圧機構は、遊星ギヤ機構に限られず、他の伝達機構を適用してもよい。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る駆動装置を示す構成図である。図９は、本発明の実施の形態３に係る駆動装置を示す側面図である。

実施の形態３の駆動装置１Ｂは、コイルバネ９のコイル部９ｃの内側に配置される回転体として、遊星キャリア２４を採用している。つまり、遊星キャリア２４である回転体は、駆動部側に遊星ギヤ機構２０の遊星ギヤ２２の回転軸（支軸２４ａ）と接続されている。モータ２の駆動軸２ａは、駆動側の遊星ギヤ機構２０の太陽ギヤ２１に固定的に接続されている。

また実施の形態３では、回転体として遊星キャリア２４を採用したのに伴い、可動部材７が、内歯ギヤ２３の径方向に所定量離れ、第１端部９ａと第２端部９ｂとの当接可能な長さとして、遊星キャリア２４のある側に突出するように内歯ギヤ２３に設けられている。実施の形態３において、可動部材７が設けられる遊星ギヤ機構２０が、第１遊星ギヤ機構の一例に相当する。

また実施の形態３では、回転体として遊星キャリア２４を採用したのに伴い、位置規制部材３の第１規制部材４は、コイルバネ９の第１端部９ａと第２端部９ｂと接触するように、回転軸方向の遊星キャリア２４のある位置まで張り出すように位置規制部材３に設けられている。

さらに実施の形態３では、位置規制部材３の第２規制部材５と第３規制部材６とは、可動部材７が回動したときに可動部材７と接触する位置に設けられている。第２規制部材５と第３規制部材６とは、可動部材７の移動範囲を制限することで、コイルバネ９の第１端部９ａの移動範囲を制限し、また、コイルバネ９の第２端部９ｂの移動範囲を制限する。

また実施の形態３では、実施の形態１のノッチ機構５０を省略する代わりに、出力側の遊星ギヤ機構４０の内歯ギヤ４３がフレームＦに固定されている（図９の固定部ｆ４を参照）。

実施の形態３のその他の構成は、実施の形態１と同様であり、同様な部分の詳細な説明は省略する。

＜動作説明＞
図１０は、停止状態（ａ）、時計回転状態（ｂ）、反時計回転状態（ｃ）の各状態において、コイルバネと位置規制部材と可動部材との関係を示す図である。図１０は、各状態を図９の矢印Ｂ−Ｂ線の断面部分により示したものである。

＜動作説明１：停止状態＞
駆動装置１が停止すると、図１０（ａ）に示すように、コイル部９ｃの復元力によって、コイルバネ９の第１端部９ａと第２端部９ｂとが第１規制部材４に近づく。これにより、可動部材７がコイルバネ９の第１端部９ａまたは第２端部９ｂに押されて、遊星キャリア２４の周方向に移動する。そして、可動部材７と第１規制部材４とが遊星キャリア２４の半径方向に並んだ状態で停止する。また、コイル部９ｃは縮径し、コイル部９ｃの復元力により、コイル部９ｃは遊星キャリア２４の周面を締め付ける。

このとき、可動部材７は、コイルバネ９の第１端部９ａと第２端部９ｂとが押す力に抗する力が可動部材７に生じないと回転方向に移動しない。また、遊星キャリア２４は、コイル部９ｃの締め付けによる摩擦力に抗する力が生じないと回転しない。

コイルバネ９により遊星キャリア２４の回転が制限され、可動部材７を有する内歯ギヤ２３の回転も制限されていると、遊星ギヤ機構２０は回転せず、他の遊星ギヤ機構３０、４０も同様に回転しない。この状態により、出力軸４５の回転が制限されたロック状態が達成される。この状態では、出力軸４５または出力軸４５に接続された従動部材に停止状態を保持したい大きさの力が加えられても、コイルバネ９が遊星キャリア２４を締め付ける力の方が大きくなり、出力軸４５は回転しない。

＜動作説明２：モータ駆動＞
駆動装置１の停止状態において、モータ２が駆動すると、駆動側の遊星ギヤ機構２０に動力が伝達されて、太陽ギヤ２１と遊星ギヤ２２と内歯ギヤ２３とが回転する。

内歯ギヤ２３と可動部材７とが、図１０（ｂ）の反時計方向に回転すると、コイルバネ９の第２端部９ｂを、第３規制部材６のところまで移動させる。これにより、コイルバネ９の第１端部９ａと第２端部９ｂとの間隔が大きく開いて、コイル部９ｃが拡径する。コイル部９ｃが拡径すると、コイルバネ９による遊星キャリア２４の締め付けが解除される。これにより、出力軸４５のロックが解除される。

また、内歯ギヤ２３と可動部材７とが、図１０（ｃ）の時計方向に回転すると、コイルバネ９の第２端部９ｂを、第２規制部材６のところまで移動させる。これにより、コイルバネ９の第１端部９ａと第２端部９ｂとの間隔が大きく開いて、コイル部９ｃが拡径する。コイル部９ｃが拡径すると、コイルバネ９による遊星キャリア２４の締め付けが解除される。これにより、出力軸４５のロックが解除される。

図１０（ｂ）または図１０（ｃ）の状態では、可動部材７が第３規制部材６または第２規制部材５により移動が制限されるので、内歯ギヤ２３は、それ以上、回転しない。すると、太陽ギヤ２１の回転により遊星ギヤ２２が公転して、遊星キャリア２４が回転する。そして、この動力が中央の遊星ギヤ機構３０と出力側の遊星ギヤ機構４０とに伝達して、出力軸４５が回転する。

モータ２が駆動して遊星キャリア２４が回転している間には、内歯ギヤ２３に遊星キャリア２４の回転と反対方向の力が加えられる。このため、コイルバネ９と可動部材７との配置は、図１０（ｂ）または図１０（ｃ）の位置を維持する。

従って、ロックが解除された後、モータ２の回転が続く間、コイルバネ９による遊星キャリア２４の抵抗が略ゼロに抑制され、且つ、モータ２の駆動力が、遊星ギヤ機構２０、３０、４０に伝達されて、出力軸４５に出力される。

＜動作説明３：外力による回転＞
駆動装置１の停止状態において、出力軸４５または出力軸４５に接続された従動部材に所定以上の力が加えられると、この力が伝達されて、遊星キャリア２４に回転力が生じる。そして、この回転力が、コイルバネ９が遊星キャリア２４を締め付ける力を上回ると、コイル部９ｃと遊星キャリア２４とが摺動して、遊星キャリア２４が回転する。

遊星キャリア２４が回転すると、この運動は内歯ギヤ２３に伝達されて、可動部材７を移動させる。可動部材７が移動すると、上述した動作説明２の場合と同様に、図１０（ｂ）または図１０（ｃ）に示したように、可動部材７が、コイルバネ９の遊星キャリア２４に対する締め付けを解除する。これにより、ロックが解除される。

その後、出力軸４５または出力軸４５に接続された従動部材に力が加わっていれば、遊星ギヤ機構２０、３０、４０、駆動軸２ａが連動して回転し、出力軸４５の回転または従動部材の移動が許容される。

実施の形態３によれば、遊星キャリア２４とコイルバネ９とが摺動してロック解除される動作は、外力による回転が行われるときに生じ、モータ２の駆動によるときには生じない。よって、ロック解除がモータ２の駆動により多く発生する使用態様の場合に、遊星キャリア２４とコイルバネ９との摺動の発生頻度が少なくなって、遊星キャリア２４とコイルバネ９との耐久性を向上できる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、駆動部としてモータを例示したが、本発明の駆動部は、動力を発生できれば、どのような構成でもよく、例えば、手動で動力を加えられる構成を採用してもよい。また、上記実施の形態では、駆動部（モータ２）から従動部材が接続される出力軸まで動力を伝達する伝達部材に、複数の遊星ギヤ機構を採用した構成を例示した。しかしながら、本発明においては、１つの遊星ギヤ機構があれば、その前後の伝達部材の種類は制限されるものではない。

また、上記実施の形態では、位置規制部材が、第１規制部材、第２規制部材、第３規制部材を一体的に保持する構成を示したが、第１規制部材、第２規制部材、第３規制部材は、別々に固定されていてもよい。その他、実施の形態で具体的に説明した細部構造は、発明の趣旨に逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明は、駆部の動力を従動部材に伝達する駆動装置、ならびに、車両のバックドアを開閉する開閉装置に利用できる。

２ モータ
３ 位置規制部材
４ 第１規制部材
５ 第２規制部材
６ 第３規制部材
７ 可動部材
９ コイルバネ
９ａ 第１端部
９ｂ 第２端部
９ｃ コイル部
１０ 回転体
１５ 制御部
１６ 駆動回路
１７ 電流検出部
２０、３０、４０ 遊星ギヤ機構
２１、３１、４１ 太陽ギヤ
２２、３２、４２ 遊星ギヤ
２３、３３、４３ 内歯ギヤ
２４、３４、４４ 遊星キャリア
４３ｂ カム
４５ 出力軸
５０ ノッチ機構
５１ 押圧ノッチピン
１０１ バックドア

Claims (6)

1. 従動部材と、
   駆動軸を有し、動力を発生する駆動部と、
   前記駆動軸と前記従動部材との間の動力伝達経路における前記駆動軸側に接続される太陽ギヤと、前記太陽ギヤと歯合する遊星ギヤと、前記遊星ギヤと歯合する内歯ギヤとを備えた第１遊星ギヤ機構と、
   前記駆動軸と前記従動部材との間の動力伝達経路で、前記駆動部の動力を前記第１遊星ギヤ機構から前記従動部材に伝達する伝達部材と、
   前記駆動軸と前記従動部材との間に介在し、前記駆動部の動力により回転する回転体と、
   線材が螺旋状に巻回され、前記回転体の周面に沿って配置されたコイル部、および、前記コイル部より前記回転体の周面より外方に突出する前記線材の第１端部と第２端部とを有し、径の縮拡によって前記回転体の締付と締付解除とが可能なコイルバネと、
   前記回転体の周方向における前記コイルバネの前記第１端部と前記第２端部との間に存在して、前記第１端部と前記第２端部とが前記周方向で交差しないように、前記第１端部と前記第２端部との移動を規制する第１規制部材と、
   前記第１端部が前記第１規制部材から離間する方向の移動可能範囲を制限する第２規制部材と、
   前記第２端部が前記第１規制部材から離間する方向の移動可能範囲を制限する第３規制部材と、
   前記伝達部材または前記駆動軸の回転により移動して、前記第１端部を前記周方向へ移動させることが可能、且つ、前記第２端部を前記周方向へ移動させることが可能な可動部材と、
   を有し、
   前記第１端部が前記周方向における前記第１規制部材と前記第２規制部材との間に配置され、前記第２端部が前記周方向における前記第１規制部材と前記第３規制部材との間に配置され、
   前記可動部材は、前記第１遊星ギヤ機構の前記内歯ギヤに接続され、前記周方向における前記第１端部と前記第２端部との間に配置され、
   前記伝達部材または前記駆動軸の回転により、前記可動部材が前記第１端部または前記第２端部を移動させて前記回転体の前記締付解除を行う、
   駆動装置。
2. 前記駆動軸の回転または前記伝達部材の回転のうち、一方が生じた場合に、この回転が前記第１遊星ギヤ機構に伝達されて前記内歯ギヤを回転させ、前記可動部材が前記第１端部または前記第２端部を移動させて前記回転体の前記締付解除を行い、
   前記駆動軸の回転または前記伝達部材の回転のうち、他方が生じた場合に、この回転が、前記回転体と前記コイルバネとの摺動により、前記回転体から前記第１遊星ギヤ機構へ伝達され、前記可動部材が前記第１端部または前記第２端部を移動させて前記回転体の前記締付解除を行う、
   請求項１記載の駆動装置。
3. 前記回転体は、前記第１遊星ギヤ機構の前記遊星ギヤと独立して、前記駆動軸に接続されている、
   請求項１記載の駆動装置。
4. 前記回転体は、前記第１遊星ギヤ機構の前記遊星ギヤの軸と接続されている、
   請求項１記載の駆動装置。
5. 前記駆動軸と前記従動部材との間の動力伝達経路に設けられ、太陽ギヤと、前記太陽ギヤと歯合する遊星ギヤと、前記遊星ギヤと歯合する内歯ギヤとを備えた第２遊星ギヤ機構と、
   係合部材が前記第２遊星ギヤ機構の内歯ギヤの外面に係合する過負荷吸収機構と、
   をさらに備える、
   請求項１記載の駆動装置。
6. 請求項１から請求項５の何れか一項に記載の駆動装置と、
   前記従動部材として車両のバックドアと、
   を備える、
   バックドア開閉装置。

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