JP2016222034A - 車両用電動開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来に比べて意匠性を向上できる車両用電動開閉装置の提供。【解決手段】固定部材２０と、固定部材２０に対して閉位置３０ａと開位置３０ｂとに移動可能とされている蓋３０と、蓋３０の固定部材２０に対する位置を検知するセンサ４０と、モータ５１を備えておりモータ５１を駆動させて蓋３０の開閉動を行う駆動機構５０と、を有し、蓋３０を直接閉位置３０ａと開位置３０ｂの一方から他方側に手動で動かしたときに、センサ４０で蓋３０の動きを検知し、駆動機構５０のモータ５１が作動して蓋３０を前記他方の位置まで動かす、車両用電動開閉装置１０。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用グローブボックス等の蓋を電動で開閉する車両用電動開閉装置に関する。

グローブボックスは、自動車の内装部品の一つであり、助手席搭乗者の前方膝付近に設置される収納スペースと、該収納スペースの開口を覆う蓋からなる。グローブボックスが電動式でない場合（手動式の場合）、グローブボックスを開けるときは蓋に取付けられているロック機構を解除することで自重によって蓋が開く。その際に自由落下をさせて蓋を勢いよく開いてしまうと騒音問題による品質低下や内容物、グローブボックス本体の破損につながるので、ダンパを設けて蓋の開く速度を抑制している。閉じる際は、ロック機構によるロックがかかるまで蓋を手で持ち上げる。

従来のグローブボックスでは蓋を閉める場合は手でロック機構によるロックがかかる位置まで蓋を持ち上げる必要があり、操作性上で改善の余地があるだけでなく、操作の仕方によってはロックがかからずにまた蓋が開いてしまうという煩わしさが発生するおそれがある。

上記問題点を解消し得る技術として、特開平５−２９４１８６号公報開示の技術がある。該公報は、蓋を電動で開閉する技術を開示しており、具体的には、開閉スイッチを操作することで、モータを備える駆動機構を作動させて蓋を開閉する技術を開示している。
しかし、該公報開示の技術では、開閉スイッチを要するため、装置の意匠性を向上させる点において改善の余地がある。

特開平５−２９４１８６号公報

本発明の目的は、従来に比べて意匠性を向上できる車両用電動開閉装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） 開口を備える固定部材と、
前記固定部材に対して前記開口を閉塞する閉位置と該閉位置から移動して前記開口を解放する開位置とに移動可能とされている蓋と、
前記蓋の前記固定部材に対する位置を検知するセンサと、
モータを備えており該モータを駆動させて前記蓋の開閉動を行う駆動機構と、
を有し、
前記蓋を直接前記閉位置と前記開位置の一方の位置から他方の位置側に手動で動かしたときに、前記センサで前記蓋の動きを検知し、前記駆動機構のモータが作動して前記蓋を前記他方の位置まで動かす、車両用電動開閉装置。

上記（１）の車両用電動開閉装置によれば、蓋を直接閉位置と開位置の一方の位置から他方の位置側に手動で動かしたときに、センサで蓋の動きを検知し、駆動機構のモータが作動して蓋を前記他方の位置まで動かすため、従来と異なり開閉のためのスイッチは不要である。よって、従来に比べて部品点数を削減できるだけでなく、装置の意匠性を向上できる。

本発明実施例の車両用電動開閉装置の斜視図である。 本発明実施例の車両用電動開閉装置の概略断面図である。 本発明実施例の車両用電動開閉装置の、蓋とセンサとの関係を示す側面図である。 本発明実施例の車両用電動開閉装置の、マイコン基板、モータ、センサの回路構成図である。 本発明実施例の車両用電動開閉装置の、蓋の動きに伴い動くセンサとセンサ電圧の関係を示す関係図である。 本発明実施例の車両用電動開閉装置における、駆動機構のマイコンを実装した基板に書き込まれるプログラムである。 図５のアシスト機構制御のプログラムである。 本発明実施例の車両用電動開閉装置における、駆動機構の斜視図である。 本発明実施例の車両用電動開閉装置における、駆動機構の分解斜視図である。

以下に、本発明実施例の車両用電動開閉装置を、図面を参照して、説明する。なお、図において、ＦＲは車両前方を示し、ＵＰは上方を示す。

本発明実施例の車両用電動開閉装置（以下、単に開閉装置または装置ともいう）１０は、たとえば、車両の助手席前方でインストルメントパネル部位に配置される車両用グローブボックス装置である。ただし、開閉装置１０は、車両用グローブボックスの上方に配置される車両用アッパボックス装置であってもよく、車両の運転席と助手席の間に配置される車両用コンソールボックス装置であってもよく、その他の車両用カップホルダ装置や車両用小物入れ装置等の蓋を有する装置であってもよい。以下、本発明実施例と図示例では、開閉装置１０が車両用グローブボックス装置である場合を例にとって説明する。

開閉装置１０は、図１に示される固定部材２０、蓋３０を有し、図３に示されるセンサ４０を有し、図１に示される駆動機構５０を有する。

固定部材２０は、インストルメントパネルに固定される部材である。固定部材２０は、図２に示すように、車両後方（車室側）端に開口２１ａを有する収容部２１を備える。

蓋３０は、収容部２１の開口２１ａを開閉する。蓋３０は、小物類を収納可能な図示略のボックス部を備えていてもよい。蓋３０の固定部材２０に対する移動は回動である。ただし、蓋３０の固定部材２０に対する移動は、回動に限定されるものではなく、スライド動（直線動）であってもよい。以下、本発明実施例および図示例では、蓋３０の固定部材２０に対する移動が回動である場合を示す。蓋３０は、固定部材２０に対して、回動軸芯Ｐまわりに、開口２１ａを閉塞する閉位置３０ａと該閉位置３０ａから車室側に移動して開口２１ａを解放する開位置３０ｂとに、可動に支持されている

蓋３０は、図１に示すように、本体部３１と、本体部３１の左右方向両端部（幅方向両端部）から収容部２１の左右外側（装置幅方向外側）で固定部材２０側（車両前側）に延びるアーム部３２と、を備える。

本体部３１は、蓋３０の、収容部２１の開口２１ａを開閉する部分である。アーム部３２は、本体部３１に固定されており、本体部３１とともに動く。アーム部３２は、本体部３１に一体に形成されていてもよい。

センサ４０は、蓋３０の固定部材２０に対する開閉位置を検知するために設けられる。センサ４０は、図３に示すように、たとえばスライドセンサである。ただし、センサ４０は、回転式のボリュームセンサ、エンコーダ等であってもよい。センサ４０は、固定部材２０に固定して取付けられるセンサベース４１と、センサベース４１に摺動可能に支持される摺動ピン４２と、を備える。摺動ピン４２の一部は、蓋３０のアーム３２に設けられる溝３２ａ内に挿入されており、蓋３０が固定部材２０に対して移動すると、摺動ピン４２も連動してセンサベース４１に対して動くようになっている。このため、センサ４０で蓋３０の固定部材２０に対する動きを検知できる。

駆動機構５０は、図１に示すように、モータ５１を備えており、モータ５１を駆動させて蓋３０の開閉動を行う機構である。駆動機構５０は、図８、図９に示すように、モータ５１およびギア５２がセットになったギアボックス５３と、図４に示すように、制御基板５４と、マイコン５５と、モータ駆動ＩＣ５６と、を備える。

モータ５１は要求される力に応じて、１個のみ設けられていてもよく、２個以上設けられていてもよい。ギア５２は、図９に示すように、モータ５１の出力軸５１ａに取り付けられるウォームギア５２ａと、ギアボックス５３の出力軸５３ａに取付けられるボックス側ギア５２ｂと、ギアボックス５３の出力軸５３ａに取付けられており蓋３０のアーム部３２に形成されるアーム側ギア３２ｂ（図３参照）と噛合するギア５２ｃと、クラッチギア５２ｄと、を備える。なお、図９において、符号５２ｅ，５２ｆはスペーサであり、符号５２ｇはワッシャである。

モータ５１の出力軸５１ａの延び方向と、ギアボックス５３の出力軸５３ａの延び方向とは互いに直交している。クラッチギア５２ｄは、第１ギア５２ｄ１と、第１のギア５２ｄ１に対して所定の力以上の力がかかった際に相対回転する第２ギア５２ｄ２と、を備える。第１ギア５２ｄ１は、ウォームギア５２ａと噛合する。第２ギア５２ｄ２は、ボックス側ギア５２ｂと噛合する。

モータ５１を駆動させると、モータ出力軸５１ａが回転してウォームギア５２ａが回転する。これに伴い、ウォームギア５２ａとクラッチギア５２ｄの第１ギア５２ｄ１が噛合うため、クラッチギア５２ｄが回転し、クラッチギア５２ｄの第２ギア５２ｄ２と噛合うボックスギア５２ｂが回転する。ボックス側ギア５２ｂが回転すると、ギアボックス出力軸５３ａが回転し、ギアボックス出力軸５３ａに取付けられるギア５２ｃが回転する。よって、ギア５２ｃとアーム側ギア３２ｂが噛合うため、蓋３０が固定部材２０に対して回動（開閉）する。

ウォームギア５２ａをモータ出力軸５１ａに設定することで高い減速比を得ることができ、ギアボックス５３に設けられるギア５２の小型、小規模化を実現している。また、ウォームギア５２ａの設定によって、モータ出力軸５１ａの延び方向とギアボックス５３の出力軸５３ａの延び方向とを互いに直交させることができ、蓋３０の軸芯Ｐとモータ出力軸５１ａの軸芯とを互いに直交させることができる。これによって、ギアボックス５３の装置幅方向（車両左右方向）の寸法を小さくすることができる。

モータ５１の回転によってウォームギア５２ａは、歯車の出力ベクトルを変更して、クラッチギア５２ｄを介して回転軸が直交したギアボックス出力軸５３ａのボックス側ギア５２ｂおよびギア５２ｃを回すが、逆にギアボックス出力軸５３ａからの入力（蓋３０からの入力）はウォームギア５２ａを圧迫するだけでウォームギア５２ａを回転させることができないので、蓋３０を動かすことができず、車両の走行振動等で勝手に蓋３０が動くことを防止している（セルフロックしている）。
しかし、このままでは手動で直接蓋３０を開閉することができないので、クラッチギア５２が設けられている。クラッチギア５２ｄの第１、第２のギア５２ｄ１，５２ｄ２が互いに相対滑りするのに要する以上の力で手で蓋３０を開閉するときには、クラッチが外れて蓋３０が動くことができるようになっている。これによって、従来の手動式装置に存在していたロック機構を廃止することができている。

制御基板５４には、図４に示すように、モータ５１とセンサ４０が接続されている。マイコン５５と、モータ駆動ＩＣ５６は、制御基板５４に実装されている。マイコン５５には、スライドセンサ４０からの信号が送られる。マイコン５５でモータ駆動ＩＣを制御してモータ５１を駆動する。蓋３０を動かす（開閉させる）ために、マイコン５５を実装した制御基板５４にモータ５１の正転、逆転、停止動作、センサ４０の摺動ピン４２位置によって変化する電圧の読み取りと電圧変化の検出をするプログラムが書き込まれる（図６、図７参照）。

閉位置３０ａにある蓋３０を開く場合、蓋３０を手動で開き始めると、図５の実線の矢印にて示すように、蓋３０の動きに連動してセンサ４０の摺動ピン４２が動き、マイコン５５がセンサ４０から検出している電圧が上昇する。マイコン５５がセンサ４０から検出する電圧が上昇すると、図６に示すステップ１０１を経てステップ１０２に移り、マイコン５５は、図７に示す制御を行う。具体的には、センサ電圧上昇のため、ステップ２０１からステップ２０２に移りモータ５１正転判定する。これにより図６に示すステップ１０３でモータ５１正転回転させて蓋３０を開く。モータ５１正転中もマイコン５５はセンサ４０の電圧を監視しており、図７に示すステップ２０３，２０４でセンサ４０から検出される電圧が所定の上限(蓋３０が開位置３０ｂにあるときの値、たとえば４．５Ｖ）に達してモータ５１停止判定するまで、モータ５１を正転回転させる。検出される電圧が前記所定の上限を超えたら、ステップ２０３，２０４でモータ停止判定する。これにより図６に示すステップ１０３でモータ停止させて蓋３０のそれ以上の開動を止める。この時、蓋３０は完全に開いた状態になる（開位置３０ｂにある）。

逆に、開位置３０ｂにある蓋３０を閉じる場合、蓋３０を手動で閉じ始めると、図５の点線の矢印にて示すように、蓋３０の動きに連動してセンサ４０の摺動ピン４２が動き、マイコン５５がセンサ４０から検出している電圧が下降する。マイコン５５がセンサ４０から検出する電圧が下降すると、図６に示すステップ１０１を経てステップ１０２に移り、マイコン５５は、図７に示す制御を行う。具体的には、センサ電圧下降のため、ステップ２０１からステップ２０５を経てステップ２０６に移りモータ５１逆転判定する。これにより図６に示すステップ１０３でモータ５１逆転回転させて蓋３０を閉じる。モータ５１逆転中もマイコン５５はセンサ４０の電圧を監視しており、図７に示すステップ２０７，２０８でセンサ４０から検出される電圧が所定の下限(蓋３０が閉位置３０ａにあるときの値、たとえば１Ｖ）に達してモータ５１停止判定するまで、モータ５１を逆転回転させる。検出される電圧が前記所定の下限を下回ったら、ステップ２０７，２０８でモータ停止判定する。これにより図６に示すステップ１０３でモータ停止させて蓋３０のそれ以上の閉動を止める。この時、蓋３０は完全に閉じた状態になる（閉位置３０ａにある）。

蓋３０の開閉中に異物（人の手や物）が可動部に挟まるおそれがある。そのため、蓋３０の開閉中に異物が可動部に挟まったとき、モータ５１を停止させて噛み込みを防止し、蓋３０を所定量（たとえば５ｍｍ）逆方向に回転させることで蓋３０に異物が挟まった状態を解消し得る制御をマイコン５５で実施している。詳しくは、マイコン５５は一定時間ごとにセンサ４０の電圧を読み取っており、図５に示すように、モータ５１が正転もしくは逆転している時は読み取った電圧が絶えず増加もしくは減少している。マイコン５５は、モータ５１が正転もしくは逆転している時にセンサ４０の電圧が変動しなくなった時に、異物が挟まったと判断する。異物が挟まったと判断したマイコン５５は、モータ５１の回転を正転中なら逆転、逆転中なら正転に回転方向を変える。蓋３０が所定量（たとえば５ｍｍ）分動いたらモータ５１の回転を停止する。
また、センサ４０もしくはモータ５１に何らかの不具合があり、蓋３０の開閉中にモータ５１が回転し続ける状態で蓋３０に異物が挟まっても、クラッチギア５２が相対滑りすることで、モータ５２の回転を止める力を逃がし、モータ５２に過負荷がかかることを防止することができる。

つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
（Ａ）蓋３０を直接閉位置３０ａと開位置３０ｂの一方の位置から他方の位置側に手動で動かしたときに、センサ４０で蓋３０の動きを検知し、駆動機構５０のモータ５１が作動して蓋３０を前記他方の位置まで動かすため、従来と異なり開閉のためのスイッチは不要である。よって、従来に比べて部品点数を削減できるだけでなく、装置１０の意匠性を向上できる。

（Ｂ）本発明実施例では、従来の手動式の場合に設けられていたロック機構を廃止できるため、ロック機構のための部品、構造を廃止できる。また、ロック機構のロック・アンロック時の打音発生を抑制できる。

（Ｃ）本発明実施例では、蓋３０の開閉中に異物が可動部に挟まったとき、モータ５１を停止させて噛み込みを防止し、蓋３０を所定量（たとえば５ｍｍ）逆方向に回転させることで蓋３０に異物が挟まった状態を解消し得る制御をマイコン５５で実施している。そのため、装置１０や異物の破損、変形を抑制できる。

本発明実施例では、モータ５１の制御にマイコン５５を使用しているが、マイコン５５を使用せずにＩＣの組み合わせ回路でも同様の効果を得ることができる。

１０ 車両用電動開閉装置
２０ 固定部材
２１ 収容部
２１ａ 開口
３０ 蓋
３０ａ 閉位置
３０ｂ 開位置
３１ 本体部
３２ アーム部
３２ａ 溝
３２ｂ アーム側ギア
４０ センサ
４１ センサベース
４２ 摺動ピン
５０ 駆動機構
５１ モータ
５１ａ モータの出力軸
５２ ギア
５２ａ ウォームギア
５２ｂ ボックス側ギア
５２ｃ ギア
５２ｄ クラッチギア
５２ｄ１ 第１ギア
５２ｄ２ 第２ギア
５３ ギアボックス
５３ａ ギアボックスの出力軸
５４ 制御基板
５５ マイコン
５６ モータ駆動ＩＣ
Ｐ 回動軸芯

Claims (1)

1. 開口を備える固定部材と、
   前記固定部材に対して前記開口を閉塞する閉位置と該閉位置から移動して前記開口を解放する開位置とに移動可能とされている蓋と、
   前記蓋の前記固定部材に対する位置を検知するセンサと、
   モータを備えており該モータを駆動させて前記蓋の開閉動を行う駆動機構と、
   を有し、
   前記蓋を直接前記閉位置と前記開位置の一方の位置から他方の位置側に手動で動かしたときに、前記センサで前記蓋の動きを検知し、前記駆動機構のモータが作動して前記蓋を前記他方の位置まで動かす、車両用電動開閉装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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