JP3955013B2 - 動力装置のクラッチ機構 - Google Patents

Description

本発明は、動力装置のクラッチ機構に関するものであり、特に、小型の電磁コイル部で大きなトルクを伝達できるクラッチ機構に関するものであり、また、電磁コイルをオフにした状態でもクラッチ連結状態を保持できるクラッチ機構に関するものである。本発明のクラッチ機構が使用される動力装置の、一例としては、車両スライド扉を開扉方向及び閉扉方向にスライドさせるパワースライド装置が挙げられる。

従来の車両スライド扉には、モータ動力でスライド扉を開扉方向及び閉扉方向にスライドさせるパワースライド装置や、モータ動力でハーフラッチ位置のスライド扉をフルラッチ位置に移動させるパワークローズ装置や、モータ動力でスライド扉のドアラッチ装置をアンラッチさせるパワーリリース装置等の動力装置が設けられている。
前記動力装置、特に、パワースライド装置として用いられる動力装置には、モータの動力をスライド扉に伝達するクラッチ機構が設けられいる。クラッチ機構は、機械式クラッチ機構と、電磁式クラッチ機構とに大別され、それぞれ長所短所を備えている。
機械式クラッチ機構の長所は、電装部品が少なく安価に製造できることであるが、クラッチの連結と切断にタイムラグが生じると共に、このタイムラグにより制御システムが複雑になる短所を備える。

これに対して、電磁式クラッチ機構では、制御が単純で、連結及び切断を瞬時に行える利点を備えるが、パワースライド装置のように高出力の動力装置に適用できる電磁式クラッチ機構はその電磁コイル部が大型で高価なものになる欠点を備えている。
電磁コイル部が大型化する理由について説明する。電磁式クラッチ機構にも種類があり、摩擦式と噛合式とに分別できる。摩擦式クラッチでは、電磁コイル部の磁力でアーマチュアを摩擦回転板に接触させることでクラッチが接続され、アーマチュアと摩擦回転板との間の摩擦係数の大小で伝達できる出力の大きさが左右される。このため、パワースライド装置のように大出力の動力装置では、大きな摩擦係数が得られるように強力な電磁コイル部が必要となる。

これに対して、噛合式クラッチでは、電磁コイル部の磁力でアーマチュアの凹凸状の噛合部を、同様に凹凸状に形成した回転板に噛合わせることでクラッチが接続される。このように凹凸噛合であれば、伝達出力が噛合力によって左右されることはないが、噛合式ではアーマチュアの移動距離が格段に長くなる。摩擦式のアーマチュアが電磁コイル部の磁力で引き寄せられる距離は１mm以下と短いが、噛合式のアーマチュアの場合には移動距離が３〜５mm位と長くなるところ、磁力は距離が長くなると極端に低下するから、噛合式のアーマチュアを移動させうる電磁コイル部も、やはり大型化が避けられなかった。
本出願人は上記問題を解決するために、機械式クラッチ機構と電磁式クラッチ機構とを融合させた合理的なクラッチ機構を備えた動力装置を提案している（特許文献１）。
特願２００２−１９４０１４（特開２００４−０３６１９３号公報）

前記先願発明のものは、電磁コイル部がオフになるとクラッチが切断される構造であったため、操作性・利便性に課題があった。
そこで、本発明は、電磁コイル部をオフにしてもクラッチ連結状態を継続させることが可能となる動力装置のクラッチ機構を提供し、このクラッチ機構におけるクラッチ連結状態の解除方法を提供する。

よって、本発明は、モータ２４の動力で支持軸２８を中心に回転するホイール２６と、前記支持軸２８に支持された固定歯車体６９と、通常クラッチ連結位置に移動すると前記固定歯車体６９と噛合って前記ホイール２６の回転を前記固定歯車体６９に伝達できクラッチ切断位置に移動すると前記固定歯車体６９との噛合が外れる移動歯車体６５と、前記移動歯車体６５を前記クラッチ切断位置に向けて付勢するクラッチ解除バネ７０とを備えたクラッチ機構３１において、前記移動歯車体６５はクラッチ連結方向及びクラッチ切断方向のいずれの方向に移動しても前記ホイール２６を介して前記モータ２４の回転力を受けられるように前記ホイール２６に係合させ、前記クラッチ機構３１には、更に、前記移動歯車体６５に対して相対的に回転すると前記クラッチ解除バネ７０の弾力に抗して前記移動歯車体６５を前記クラッチ連結位置に変位させ得るアーマチュア６１と、前記アーマチュア６１を磁力により引き寄せることで前記アーマチュア６１にブレーキ抵抗を付与して前記アーマチュア６１と前記移動歯車体６５との共回り状態を規制できる電磁コイル部６０とを備え、前記モータ２４及び前記電磁コイル部６０が共にオンになると前記移動歯車体６５は前記通常クラッチ連結位置に変位して前記クラッチ機構３１は前記モータ２４の回転を前記固定歯車体６９に伝達する通常クラッチ連結状態となり、前記アーマチュア６１には前記クラッチ解除バネ７０の弾力で前記通常クラッチ連結位置から前記クラッチ切断方向に戻される途中で且つ前記固定歯車体６９との噛合が外れる前の前記移動歯車体６５と当接して前記移動歯車体６５を、前記移動歯車体６５と前記固定歯車体６９との噛合が継続されるブレーキクラッチ連結位置に保持して前記クラッチ機構３１をブレーキクラッチ連結状態にできるクラッチ保持面６４Ｄを設け、前記クラッチ保持面６４Ｄと前記移動歯車体６５との当接は前記電磁コイル部６０がオフのときに前記移動歯車体６５が回転すると前記アーマチュア６１を共回りさせる構成とし、前記モータ２４と前記電磁コイル部６０を制御する制御部８８には、前記電磁コイル部６０のオンを継続させて前記移動歯車体６５と前記アーマチュア６１との共回り状態を規制させた状態で前記モータ２４を逆回転させて前記移動歯車体６５と前記クラッチ保持面６４Ｄとの当接を解除しその後前記電磁コイル部６０と前記モータ２４をオフにする通常クラッチ連結動力解除制御を設け、前記固定歯車体６９は回転するとワイヤーケーブルを介して車両スライド扉１１をスライド移動させるワイヤードラム３０に連結させた動力装置のクラッチ機構としたものである。
また、本発明は、モータ２４の動力で支持軸２８を中心に回転するホイール２６と、前記支持軸２８に支持された固定歯車体６９と、通常クラッチ連結位置に移動すると前記固定歯車体６９と噛合って前記ホイール２６の回転を前記固定歯車体６９に伝達できクラッチ切断位置に移動すると前記固定歯車体６９との噛合が外れる移動歯車体６５と、前記移動歯車体６５を前記クラッチ切断位置に向けて付勢するクラッチ解除バネ７０とを備えたクラッチ機構３１において、前記移動歯車体６５はクラッチ連結方向及びクラッチ切断方向のいずれの方向に移動しても前記ホイール２６を介して前記モータ２４の回転力を受けられるように前記ホイール２６に係合させ、前記クラッチ機構３１には、更に、前記移動歯車体６５に対して相対的に回転すると前記クラッチ解除バネ７０の弾力に抗して前記移動歯車体６５を前記クラッチ連結位置に変位させ得るアーマチュア６１と、前記アーマチュア６１を磁力により引き寄せることで前記アーマチュア６１にブレーキ抵抗を付与して前記アーマチュア６１と前記移動歯車体６５との共回り状態を規制できる電磁コイル部６０とを備え、前記モータ２４及び前記電磁コイル部６０が共にオンになると前記移動歯車体６５は前記通常クラッチ連結位置に変位して前記クラッチ機構３１は前記モータ２４の回転を前記固定歯車体６９に伝達する通常クラッチ連結状態となり、前記移動歯車体６５には前記移動歯車体６５が前記クラッチ解除バネ７０の弾力で前記通常クラッチ連結位置から前記クラッチ切断方向に戻される途中で且つ前記固定歯車体６９との噛合が外れる前に前記アーマチュア６１と当接して前記移動歯車体６５を前記移動歯車体６５と前記固定歯車体６９との噛合が継続されるブレーキクラッチ連結位置に保持できもって前記クラッチ機構３１をブレーキクラッチ連結状態にできるクラッチ保持面７２Ｄを設け、前記クラッチ保持面７２Ｄと前記アーマチュア６１との当接は前記電磁コイル部６０がオフのときに前記移動歯車体６５が回転すると前記アーマチュア６１を共回りさせる構成とし、前記モータ２４と前記電磁コイル部６０を制御する制御部８８には、前記電磁コイル部６０のオンを継続させて前記移動歯車体６５と前記アーマチュア６１との共回り状態を規制させた状態で前記モータ２４を逆回転させて前記アーマチュア６１と前記クラッチ保持面７２Ｄとの当接を解除しその後前記電磁コイル部６０と前記モータ２４をオフにする通常クラッチ連結動力解除制御を設け、前記固定歯車体６９は回転するとワイヤーケーブルを介して車両スライド扉１１をスライド移動させるワイヤードラム３０に連結させた動力装置のクラッチ機構としたものである。

本発明のクラッチ機構によれば、電磁コイル部６０をオフにしてもクラッチ連結状態を継続させることが可能となる。このため、例えば、本発明の動力装置をパワースライド装置に用いたときには、被駆動部材となるスライド扉１１をモータ２４の減速機構に連結した状態に保持できるから、減速機構の強い抵抗力によりスライド扉を所望の位置に保持することが可能となる。そして、このクラッチ連結状態は、制御部の制御により解除可能となる。

本発明の実施例を図により説明すると、１０は車体、１１は車体１０にスライド自在に取付けられたスライド扉であり、車体１０のドア開口１２を塞ぐ閉扉位置と開扉位置との間をスライド移動する。なお、本発明ではスライド扉１１の開扉位置を、スライド扉１１をフルに開いた位置（以下、完全開扉位置というが、通常数センチメートルの幅がある。）と、閉扉位置と開扉位置の途中の中間開扉位置（図１参照）の２種類に区別している。

ドア開口１２の上部近傍の車体１０にはアッパーレール１３が固定され、ドア開口１２の下部近傍の車体１０にはロワーレール１４が固定され、車体１０の後部側面であるクオータパネル１５にはセンターレール１６が固定される。スライド扉１１には、アッパーレール１３にスライド自在に係合するアッパーブラケット１７と、ロワーレール１４にスライド自在に係合するロワーブラケット１８と、センターレール１６にスライド自在に係合するセンターブラケット１９とが設けられる。各ブラケット１７、１８、１９は、好適にはスライド扉１１に揺動自在に軸止され、これらのブラケットとレールとの係合によりスライド扉１１は開扉方向及び閉扉方向にスライド自在となる。

前記スライド扉１１の内部空間５０（図２）にはモータ動力を備えた動力ユニット２０が設けられる。動力ユニット２０には、図６、７のように、ワイヤーケーブルの牽引及び引き出しを司るワイヤードラム３０が設けられ、ワイヤードラム３０には２本のワイヤーケーブル、即ち、開扉用ケーブル２１’と閉扉用ケーブル２１”の基端側がそれぞれ連結される。ワイヤードラム３０が開扉方向に回転すると、開扉用ケーブル２１’は巻き取られ閉扉用ケーブル２１”は引き出され、ワイヤードラム３０が閉扉方向に回転すると、開扉用ケーブル２１’は引き出され閉扉用ケーブル２１”は巻き取られる関係になっている。

前記開扉用ケーブル２１’は、図４のように、スライド扉１１の前側下部位置、即ち、前記ロワーブラケット１８の近傍位置から、スライド扉１１の外部に車体側（ロワーブラケット１８側）に向けて引き出される。ロワーブラケット１８には垂直軸芯のプーリー２２が設けられ、スライド扉１１から引き出された開扉用ケーブル２１’はプーリー２２の前側を経由した後、ロワーレール１４内を後方に伸びてロワーレール１４の後端部若しくはその近傍の車体１０に固定される。これにより、閉扉状態で開扉用ケーブル２１’が巻き取られると、ロワーブラケット１８を介してスライド扉１１は後方に（開扉方向に）スライドする。

前記閉扉用ケーブル２１”は、図５のように、スライド扉１１の後側の上下の中央部、即ち、前記センターブラケット１９の近傍位置から、スライド扉１１の外部に車体側（センターブラケット１９側）に向けて引き出される。センターブラケット１９には垂直軸芯のプーリー２３が設けられ、スライド扉１１から引き出された閉扉用ケーブル２１”はプーリー２３の後側を経由した後、センターレール１６内を前方に伸びてセンターレール１６の前端部若しくはその近傍の車体１０に固定される。これにより、開扉状態で閉扉用ケーブル２１”が巻き取られると、センターブラケット１９を介してスライド扉１１は前方に（閉扉方向に）スライドする。

図８はワイヤーケーブル３０のテンションを適正圧に維持するテンション機構１００を示しており、好適には、動力ユニット２０に設けられる。テンション機構１００のケース１０１内にはケーブル２１’、２１”が当接する一対のテンションローラ１０２、１０３が設けられる。テンションローラ１０２、１０３は、テンション軸１０４、１０５で軸止され、テンションバネ１０６の弾力で互いに接近するように付勢される。１０７はテンションセンサーであり、テンションローラ１０２、１０３の移動量を検出する。

図６、７において、高出力モータ２４の出力軸には円筒ウオーム２５が取付けられており、円筒ウオーム２５の軸芯の両側には第１ウオームホイール２６と、第２ウオームホイール２７とがそれぞれ円筒ウオーム２５に噛合するように設けられている。第１ウオームホイール２６は、第１支持軸２８により動力ユニット２０のケース２９内に軸止され、第１支持軸２８には前記ワイヤードラム３０も軸止されている。第１ウオームホイール２６とワイヤードラム３０との間には、後に詳細に説明する第１クラッチ機構３１が設けられ、第１クラッチ機構３１がオンになると第１ウオームホイール２６の回転がワイヤードラム３０に伝達され、オフになるとワイヤードラム３０は第１ウオームホイール２６に対して自由となる。このため、図６において、モータ２４の正転により第１ウオームホイール２６が時計回転している最中に第１クラッチ機構３１がオンになると、ワイヤードラム３０も時計回転して開扉用ケーブル２１’は引き出され閉扉用ケーブル２１”は巻き取られ、反対にモータ２４の逆転により第１ウオームホイール２６が反時計回転している最中に第１クラッチ機構３１がオンになると、ワイヤードラム３０も反時計方向に回転して開扉用ケーブル２１’は巻き取られ閉扉用ケーブル２１”は引き出されることになる。モータ２４の動力によりワイヤードラム３０を回転させてケーブル２１’、２１”の巻き取り引き出しを行う機能が、動力ユニット２０のパワースライド機能（装置）となる。

前記円筒ウオーム２５と前記第１ウオームホイール２６との関係では、第１ウオームホイール２６に加えられる回転力では円筒ウオーム２５は実用的には回転しない関係になっているが、フェールセーフの観念から、かなり強い力を第１ウオームホイール２６に加えれば円筒ウオーム２５を回転させることが可能であることが望ましい。

前記第２ウオームホイール２７は、第２支持軸３２により動力ユニット２０のケース２９内に軸止される。第２支持軸３２の一方の端部はケース２９を貫通して外方に突出させ、その突出端には揺動アーム３３を固定する。第２ウオームホイール２７と第２支持軸３２との間には第２クラッチ機構３４を設け、第２クラッチ機構３４がオンになると第２ウオームホイール２７の回転が第２支持軸３２を介して揺動アーム３３に伝達され、オフになると揺動アーム３３は第２ウオームホイール２７に対して自由となる。

前記揺動アーム３３の回動端にはリリースケーブル３５の一端を係止させる。リリースケーブル３５の他端側は、前記スライド扉１１のドアラッチユニット３６（図１、９）に連結し、揺動アーム３３の揺動でリリースケーブル３５が矢印Ａ方向に牽引されると、ドアラッチユニット３６が解放されるように構成する。ドアラッチユニット３６の一例は、図９に示してあり、ドアラッチユニット３６は、前記車体１０に固定されたストライカ３７と係合するラッチ３８と、ラッチ３８と係合するラチェット３９とを備え、ラッチ３８はラッチバネ４０の弾力で時計回転方向に付勢され、ラチェット３９はラチェットバネ４１の弾力で反時計回転方向に付勢される。スライド扉１１が閉扉方向に移動すると、ラッチ３８はストライカ３７に当接して、実線で示された開扉位置（アンラッチ位置）からラチェット３９がラッチ３８のハーフラッチ段部４２に係合するハーフラッチ位置を介してラチェット３９がラッチ３８のフルラッチ段部４３に係合するフルラッチ位置（点線で示された位置）まで回転し、ラッチ３８がフルラッチ位置になるとスライド扉１１は完全に閉扉される。前記リリースケーブル３５はラチェット３９に関連的に連結され、リリースケーブル３５が矢印Ａ方向に牽引されると、ラチェット３９がラッチ３８から離脱してドアラッチユニット３６はアンラッチされ、スライド扉１１は開扉可能状態になる。モータ２４の動力により揺動アーム３３を揺動させてドアラッチユニット３６をアンラッチさせる機能が、動力ユニット２０のパワーリリース機能となる。

図７に示した前記第１クラッチ機構３１は、電気制御でオンオフする電磁コイル部６０を備えたクラッチであり、概略的には、電磁コイル部６０がオンになると第１クラッチ機構３１は連結状態となり、オフになると切断状態となるが、後述するように電磁コイル部６０がオフの時でもクラッチ連結状態（ブレーキクラッチ連結状態）を維持できる特徴を備えている。電磁コイル部６０は前記第１支持軸２８周りに配置した円筒状であり、電磁コイル部６０はケース２９に対して固定され、第１支持軸２８は電磁コイル部６０に対して回転自在となっている。第１ウオームホイール２６は電磁コイル部６０の外周に回転自在に支持される。図７において、電磁コイル部６０の左方には環状アーマチュア６１が近接配置され、アーマチュア６１は第１支持軸２８に回転自在に軸止され、且つその軸方向に移動自在となっている。アーマチュア６１はブレーキ解除バネ６２の弱い弾力で電磁コイル部６０から離れるように左方に付勢され、第１支持軸２８の段部に当接している。アーマチュア６１の右面は、電磁コイル部６０がオンになるとブレーキ解除バネ６２の弾力に抗して電磁コイル部６０の磁力で引き寄せられて電磁コイル部６０の左面に密着する。この密着により生じる摩擦抵抗がクラッチ連結に必要なブレーキ抵抗となるが、第１に、必要なブレーキ抵抗が少ないこと、第２に、アーマチュア６１を電磁コイル部６０に近接配置できることから、本発明における電磁コイル部６０の発生磁力は弱くて済み、もって、軽量小型で安価な電磁コイル部を使用できる。

前記アーマチュア６１の左面にはカム体６３を固定する。アーマチュア６１とカム体６３とは一体的に動くもので、一体形成しても良い。カム体６３のカム面６４は、図１０のように、第１支持軸２８の軸芯方向の左方に膨らむ頂部６４Ａと、切欠により形成した底部６４Ｂと、これらを繋げる斜面６４Ｃを備えた規則性のある環状凹凸面である。斜面６４Ｃは、中腹にクラッチ保持面６４Ｄを備えた２段斜面で、中腹のクラッチ保持面６４Ｄは、電磁コイル部６０がオフの時に第１クラッチ機構３１をブレーキクラッチ連結状態に維持する機能を備える。図１２はカム面６４の詳細な形状を示し、斜面６４Ｃは第１支持軸２８の軸芯Ｘに対して好適には約３０度の斜面であり、また、クラッチ保持面６４Ｄは軸芯Ｘに対して直交する平坦面でも良いが、好適には約１０度の後退面に形成される。

図７において、前記カム体６３の左方には移動歯車体６５（図１１）が設けられる。移動歯車体６５は第１支持軸２８に回転自在で且つその軸方向に移動自在に軸止されており、その外周部には右方の第１ウオームホイール２６に向かって伸びる複数の脚部６６が形成されている。脚部６６の右方先端部は、図７、１３のように、前記第１ウオームホイール２６の係合溝６７に係合させ、第１ウオームホイール２６の回転で移動歯車体６５も連動して回転するようになっている。脚部６６は係合溝６７に対して第１支持軸２８の軸方向においてスライド自在であるが、移動歯車体６５が最大に左方に移動しても脚部６６と係合溝６７との係合は外れず、従って、移動歯車体６５と第１ウオームホイール２６とは常時一体的に回転する。また、脚部６６と係合溝６７との間には、図１４のように、回転方向における隙間Ｙが形成され、脚部６６（移動歯車体６５）は係合溝６７（第１ウオームホイール２６）に対して約６度程度だけ自由に回転できる設定にする。移動歯車体６５の左面には、第１支持軸２８を中心とする移動環状ギア部６８が設けられる。

前記移動歯車体６５の左方には、固定歯車体６９が配置され、移動歯車体６５と固定歯車体６９との間には移動歯車体６５を右方に押圧するクラッチ解除バネ７０が設けられる。固定歯車体６９の左面は前記ワイヤードラム３０に固定され、両者は一体的に回転する。ワイヤードラム３０は第１支持軸２８と一体回転するように第１支持軸２８の左端に固定される。固定歯車体６９の右面には固定環状ギア部７１が設けられ、移動歯車体６５がクラッチ解除バネ７０の弾力に抗して第１支持軸２８に対して左方にスライドすると、移動環状ギア部６８は固定環状ギア部７１に噛合する。ギア部６８とギア部７１とが噛合した状態が、第１クラッチ機構３１の通常クラッチ連結状態となり、第１ウオームホイール２６の回転はワイヤードラム３０に伝達される。反対に、移動歯車体６５がクラッチ解除バネ７０の弾力で第１支持軸２８に対して右方にスライドすると、移動環状ギア部６８は固定環状ギア部７１から離脱してクラッチ切断状態となり、第１ウオームホイール２６の回転はワイヤードラム３０に伝達されなくなる。

前記移動歯車体６５には、前記カム体６３のカム面６４と協同して移動歯車体６５を前記クラッチ解除バネ７０の弾力に抗して左方にスライドさせるカム面７２が形成される。カム面７２は、図１１のように、第１支持軸２８の軸芯方向において右方に膨らむ頂部７２Ａと、底部７２Ｂと、これらを繋げる斜面７２Ｃを備えた規則性のある環状凹凸面である。カム面７２はカム面６４に対して略対称の構造を備えているが、本実施例では、クラッチ保持面は備えていない。しかし、クラッチ保持面はカム面６４とカム面７２のいずれか一方側に形成すれば所期の効果を奏するものであり、図１５のように、カム面７２の斜面７２Ｃをクラッチ保持面７２Ｄを備えた２段斜面にしても良い。

前記移動歯車体６５がクラッチ解除バネ７０の弾力で右方にスライドすると、通常は図１７、１８のように、カム面７２の頂部７２Ａがカム面６４の底部６４Ｂにぴったり合致し、移動環状ギア部６８は固定環状ギア部７１から離脱してクラッチ切断状態となる。このクラッチ切断状態において、電磁コイル部６０をオンにするとアーマチュア６１の右面はブレーキ解除バネ６２の弾力に抗して電磁コイル部６０の左面（摩擦面）に磁力で引き寄せられて密着し、アーマチュア６１及びカム体６３にはブレーキ抵抗が付与される。ついで、モータ２４の動力で移動歯車体６５（カム面７２）を回転させると、ブレーキ抵抗によりカム体６３は回転が規制された状態にあるから、図１９のようにカム面同士による楔効果でカム面７２とカム体６３のカム面６４とは位相がずれて、移動歯車体６５はクラッチ解除バネ７０の弾力に抗して左方に押し出され、図２０のように、移動環状ギア部６８は固定環状ギア部７１に噛合し通常クラッチ連結状態になる。

図１９、２０の通常クラッチ連結状態でモータ２４及び電磁コイル部６０を共にオフにすると、アーマチュア６１及びカム体６３はブレーキ抵抗から解放される。すると、クラッチ解除バネ７０の弾力により移動歯車体６５は、カム体６３を逃げ方向（図１９において下方）に回転させながら右方へ移動し、移動歯車体６５は、固定歯車体６９との噛合状態が外れる前に、図２１、２２のように、移動歯車体６５の頂部７２Ａがカム体６３のクラッチ保持面６４Ｄに当接し、これにより、移動歯車体６５はカム体６３を回転させることができなくなると共に右方への移動も規制される。このため、電磁コイル部６０がオフの状態であっても、移動歯車体６５と固定歯車体６９との噛合が維持され第１クラッチ機構３１はブレーキクラッチ連結状態となる。

図２１、２２のブレーキクラッチ連結状態では、頂部７２Ａとクラッチ保持面６４Ｄとの当接による抵抗で、移動歯車体６５とアーマチュア６１及びカム体６３とは、一体的に回転する状態に維持される。従って、移動歯車体６５を図２２において上方に移動させるために固定歯車体６９を上方に回転させても、アーマチュア６１及びカム体６３も連動して上動することになるから、ブレーキクラッチ連結状態は解除されない。なお、移動歯車体６５とカム体６３との一体状態に保つために必要な頂部７２Ａとクラッチ保持面６４Ｄとの間の摩擦力は、クラッチ保持面６４Ｄが第１支持軸２８の軸芯Ｘに対して直交する平坦面であっても確保できるが、クラッチ保持面６４Ｄを約１０度程度の後退面にすると良好な摩擦が得られる。

前記頂部７２Ａと前記クラッチ保持面６４Ｄとの当接は、後述する「ブレーキクラッチ連結状態の手動解除操作」のように、電磁コイル部６０をオンにしてから移動歯車体６５をアーマチュア６１及びカム体６３に対して相対的に図１７、１８において上方に移動させると解除できる。このときに必要な移動歯車体６５の回転角度は約５度であり、脚部６６と係合溝６７との間に形成された前記隙間Ｙにより得られる移動歯車体６５の自由な回転角度（約６度）より小さく設定される。

前記第２クラッチ機構３４は、前記第１クラッチ機構３１と略同じ構造であり、７３は円筒状の電磁コイル部、７４は環状アーマチュア、７５はブレーキ解除バネ、７６はカム体、７７はカム体７６のカム面、７８は移動歯車体、７９は脚部、８０は係合溝、８１は環状移動ギア部、８２は固定歯車体、８３はクラッチ解除バネ、８４は固定環状ギア部、８５は移動歯車体７８のカム面である。第２クラッチ機構３４の固定歯車体８２は、第２支持軸３２の左端に固定した受部材８６に固定される。なお、第２クラッチ機構３４はブレーキクラッチ連結状態を備えていない。

図９において、４４は前記スライド扉１１の内部に取付けらるパワークローズ装置であり、パワークローズ装置４４のモータ動力は、クローズケーブル４５を介して前記ドアラッチユニット３６のラッチ３８に伝達される。図示の実施例では、パワークローズ装置４４は動力ユニット２０とは別個の装置になっている。パワークローズ装置４４は、スライド扉１１の閉扉方向への移動によりラッチ３８がハーフラッチ位置になると、クローズケーブル４５を牽引して、ラッチ３８をハーフラッチ位置からフルラッチ位置に回転させ、スライド扉１１を完全に閉扉させる。

図７において、前記第１支持軸２８の一方の端部は前記ケース２９を貫通して外方に突出させ、その突出端には歯車５１を固定し、歯車５１には回転体５２を噛合させる。回転体５２は前記ワイヤードラム３０の回転で第１支持軸２８が回転すると、これに連動して回転する。５３は動力ユニット２０の制御基板であり、制御基板５３には回転体５２（ワイヤードラム３０）の回転（及び回転方向、回転速度）を検出するドラム回転センサー５４が直接取付けられている。回転体５２とセンサー５４とに、回転体５２の好適な実施例は、Ｓ極磁性体とＮ極磁性体を円周方向に間隔を置いて配置したもので、センサー５４は磁気を検出するホールＩＣである。センサー５４を制御基板５３に直接取付けると、ハーネスが不要になって外部からの電気のノイズに対して有利になる。

図１において、８７はスライド扉１１の開扉ハンドルであり、開扉ハンドル８７は前記ドアラッチユニット３６のラチェット３９に関連的に連結され、ラチェット３９をラッチ３８から解放させる。

図１６において、８８は制御部、８９は前記開扉ハンドル８９の開扉操作を検出するハンドルスイッチ、９０は前記モータ２４の回転を検出する回転検出センサーであり、好適には、モータ脈派を検出する。

図６、７に示した動力ユニット２０は、パワースライド機能とパワーリリース機能を備えており、両機能で１個のモータ２４を共用する構成になっている。

（作用）
第１クラッチ機構３１の作用を説明する。電磁コイル部６０がオフの状態では、アーマチュア６１と電磁コイル部６０との間には実質的な摩擦抵抗は発生しない。この状態で、モータ２４の正転により、円筒ウオーム２５を回転させると、第１ウオームホイール２６は図６において時計回転し、移動歯車体６５も脚部６６と係合溝６７との係合により時計回転する。このとき、移動歯車体６５はクラッチ解除バネ７０の弾力で右方に移動していて、図７、１８のように、移動歯車体６５の移動ギア部６８は固定歯車体６９の固定ギア部７１から離脱しており（クラッチ切断状態）、また、移動歯車体６５のカム面７２は、図１７のように、カム体６３のカム面６４と互いに近接する状態で接面している。従って、この状態でモータ２４を正転させると、移動歯車体６５と、カム体６３と、カム体６３と一体のアーマチュア６１とが共に回転するだけで、移動歯車体６５は固定歯車体６９に向けて移動しない。。

上記状態（図１７、１８）で、電磁コイル部６０をオンにすると、アーマチュア６１はブレーキ解除バネ６２の弾力に抗して発生磁力により電磁コイル部６０に引き寄せられて電磁コイル部６０とアーマチュア６１との間に所定のブレーキ抵抗が発生し、これにより、アーマチュア６１及びカム体６３の共回り回転が規制され、移動歯車体６５はカム体６３に対して第１支持軸２８を中心に相対的に回転する。すると、カム面７２とカム面６４とは図１９のように位相がずれて、移動歯車体６５はクラッチ解除バネ７０の弾力に抗して固定歯車体６９に向かって押し出され、図２０のように、移動歯車体６５の移動環状ギア部６８は固定歯車体６９の固定ギア部７１に係合して通常クラッチ連結状態となる。これにより、モータ２４の回転は固定歯車体６９を介してワイヤードラム３０に伝達され、閉扉用ケーブル２１”が巻き取られてスライド扉１１は閉扉方向に移動する。なお、クラッチが連結された後は、アーマチュア６１及びカム体６３も移動歯車体６５と共に回転する。

スライド扉１１が閉扉方向に移動している最中に、モータ２４及び電磁コイル部６０をオフにすると、第１ウオームホイール２６に係合している移動歯車体６５は回転停止し、アーマチュア６１及びカム体６３はブレーキ抵抗から解放され、クラッチ解除バネ７０の弾力により移動歯車体６５は、カム体６３を逃げ方向（図１９、２０において下方）に回転させながら右方へ戻される。すると、移動歯車体６５は、固定歯車体６９との噛合状態が外れる前に、図２１、２２のように、移動歯車体６５の頂部７２Ａがカム体６３のクラッチ保持面６４Ｄに当接し、これにより、移動歯車体６５はカム体６３を回転させることができなくなると共に右方への移動も規制された状態になる。このため、電磁コイル部６０がオフの状態であっても、移動歯車体６５が固定歯車体６９と噛合するブレーキクラッチ連結状態が維持される。このようなブレーキクラッチ連結状態では、スライド扉１１はモータ２４側の減速機構に直結されるため、実質的に不動状態に保たれる。従って、利用者が意図的にモータ２４及び電磁コイル部６０をオフにすれば、スライド扉１１を所望の中間開扉位置に保持させることができる。また、この途中停止を制御部８８による自動制御で行うようにすると、スライド扉１１を自動操作で半分程度開いた状態を簡単に停止保持させることもできる。

制御部８８による通常の閉扉制御でスライド扉１１が閉扉位置まで移動したら（このとき、第１クラッチ機構３１は図１９、２０の通常クラッチ連結状態にある）、モータ２４を所定時間（所定量）だけ逆転させる。すると、電磁コイル部６０のオンが継続されているからアーマチュア６１及びカム体６３を残して、移動歯車体６５が所定量だけ図２０において上方に移動し、図２３、２４のように、移動歯車体６５の頂部７２Ａがカム体６３のクラッチ保持面６４Ｄより上方に移動する。この状態になったら電磁コイル部６０とモータ２４をオフにする。これにより、移動歯車体６５はクラッチ解除バネ７０の弾力により頂部７２Ａがカム体６３のクラッチ保持面６４Ｄに当接することなく右方に移動し、図１７、１８のクラッチ切断状態に復帰する。

次に、第１クラッチ機構３１のブレーキクラッチ連結状態（図２１、２２）の解除について説明する。ブレーキクラッチ連結状態をクラッチ切断状態に切り替えるには、まず、電磁コイル部６０をオンさせる。すると、アーマチュア６１及びカム体６３は電磁コイル部６０に引き寄せられてブレーキ抵抗が付与される。この段階では、移動歯車体６５もクラッチ解除バネ７０の弾力により僅かに右動するが固定歯車体６９との噛合は継続されている。次ぎに、動力によるときは、モータ２４を回転させて移動歯車体６５を図２２の場合であれば上方に回転させ、移動歯車体６５の頂部７２Ａがカム体６３のクラッチ保持面６４Ｄより上方に移動したら電磁コイル部６０とモータ２４をオフにする。すると、移動歯車体６５はクラッチ解除バネ７０の弾力により頂部７２Ａがカム体６３のクラッチ保持面６４Ｄに当接することなく右方に移動し、図１７、１８のクラッチ切断状態に復帰する。

モータ２４の動力ではなく手動でブレーキクラッチ連結状態を解除するときには、電磁コイル部６０がオンになった後、スライド扉１１を手動で移動させる。すると、ワイヤードラム３０が回転して固定歯車体６９を介して移動歯車体６５も回転する。このとき、ブレーキクラッチ連結状態では、ワイヤードラム３０はモータ２４側に連結されていることになるが、脚部６６と係合溝６７との間に形成された隙間Ｙにより移動歯車体６５は約６度程度第１ウオームホイール２６に対して自由に回転できるから、スライド扉１１は第１ウオームホイール２６を回転させることなく軽い操作力で移動して移動歯車体６５を回転させることができる。ついで、移動歯車体６５の回転により移動歯車体６５の頂部７２Ａがカム体６３のクラッチ保持面６４Ｄから外れたら、移動歯車体６５はクラッチ解除バネ７０の弾力により右動して、図１７、１８のクラッチ切断状態に復帰する。

上記手動によるブレーキクラッチ連結状態の解除では、制御部８８がクラッチ手動解除操作を検出するとブレーキクラッチ連結手動解除制御として、一定時間だけ電磁コイル部６０オンにする。クラッチ手動解除操作には、多数のものが考えられるが、本発明では、第１として、スライド扉１１の開扉ハンドル８７の開扉操作をクラッチ手動解除操作と見做す。第２として、スライド扉１１が手動力により所定量の移動としたときもクラッチ手動解除操作と見做すようにしても良い。スライド扉１１の所定量の移動は、ワイヤードラム３０の回転量から検出することで可能となるが、この場合には、脚部６６と係合溝６７との間に形成された隙間Ｙにより軽い操作で移動できる距離を超えた移動量に設定することが望ましい。設定した移動量が少ないと、スライド扉１１に寄りかかったりすることで意に反してブレーキクラッチ連結手動解除制御が行われる可能性がある。また、スライド扉１１の所定量の移動は、テンション機構１００のセンサー１０７で検出することも可能であり、スライド扉１１が強い力で動かされると、テンションローラ１０２、１０３がテンションバネ１０６の弾力に抗して移動するから、この移動をセンサー１０７で検出すればよい。第３として、手動力によるスライド扉１１の所定回数の開扉方向及び閉扉方向への反復移動をクラッチ手動解除操作と見做すようにしても良い。スライド扉１１の操作法に不慣れな人は、スライド扉１１が途中で動かない状況に直面したとき、スライド扉１１を開扉方向及び閉扉方向に直感的に動かすことが予想される。このため、スライド扉１１の移動量が、脚部６６と係合溝６７との間に形成された隙間Ｙにより軽い操作で移動できる移動量以内であっても、反復して開扉方向及び閉扉方向に動いたときにはブレーキクラッチ連結手動解除制御を行うようにする。

本発明によるクラッチ機構３１のブレーキクラッチ連結状態は、上述のように、電磁コイル部６０がオフの状態でも維持され、ブレーキクラッチ連結状態を長期間維持してもこの機能による消費電力は実質的にゼロとなる。このため、この機能を利用してスライド扉１１を完全開扉位置に保持する利用法が実施可能となる。そこで、本発明では、制御部８８による通常の開扉制御でスライド扉１１が完全開扉位置まで移動したら（このとき、第１クラッチ機構３１は図１９、２０の通常クラッチ連結状態にある）、モータ２４及び電磁コイル部６０をオフにする。すると、第１ウオームホイール２６に係合している移動歯車体６５は回転停止し、アーマチュア６１及びカム体６３はブレーキ抵抗から解放され、クラッチ解除バネ７０の弾力により移動歯車体６５は、カム体６３を逃げ方向（図１９、２０において下方）に回転させながら右方へ戻される。そして、移動歯車体６５は、固定歯車体６９との噛合状態が外れる前に、図２１、２２のように、移動歯車体６５の頂部７２Ａがカム体６３のクラッチ保持面６４Ｄに当接し、クラッチ機構３１はブレーキクラッチ連結状態に維持される。このブレーキクラッチ連結状態では、円筒ウオーム２５と第１ウオームホイール２６との噛合による強力な抵抗がスライド扉１１に作用し、スライド扉１１の保持に必要な保持力を十分に満たせ、従来用いられていた所謂「全開位置ホルダー」を不要にできる。また、円筒ウオーム２５と第１ウオームホイール２６との噛合による抵抗を弱めに設定して、「全開位置ホルダー」と共同してスライド扉１１を完全開扉位置に保持するようにしても良く、この場合には、円筒ウオーム２５と第１ウオームホイール２６との噛合による抵抗を弱めに設定できるため、動力ユニット２０の故障時にスライド扉１１を手動で動かすのが比較的容易となる。

スライド扉を備えた車両の後部側面を示した側面図。 閉扉状態の略図。 開扉状態の略図。 ロワーブラケットの平面図。 センターブラケットの平面図。 動力ユニットの側面図。 前記動力ユニットの断面図。 前記動力ユニットのテンション機構の平面図。 ドアラッチユニットの断面図。 カム体の斜視図。 移動歯車体の斜視図。 カム体のカム面の詳細図。 第１ウオームホイールの係合溝と移動歯車体の脚部との係合状態を示す断面図。 前記係合溝と前記脚部との間の隙間を示す略図。 移動歯車体のクラッチ保持面を示す断面図。 ブロック回路図。 クラッチ切断状態時のカム体のカム面と移動歯車体のカム面とを示す側面図。 図１７に対応したクラッチ切断状態の移動歯車体と固定歯車体を示す略図。 クラッチ連結状態時のカム体のカム面と移動歯車体のカム面とを示す側面図。 図１９に対応したクラッチ連結状態の移動歯車体と固定歯車体を示す略図。 電磁コイル部がオフ状態におけるブレーキクラッチ連結状態のカム体のカム面と移動歯車体のカム面とを示す側面図。 図２１に対応したブレーキクラッチ連結状態の移動歯車体と固定歯車体を示す略図。 ブレーキクラッチ連結状態を解除する途中のカム体のカム面と移動歯車体のカム面とを示す側面図。 図２３に対応したクラッチ連結状態を解除する途中の移動歯車体と固定歯車体を示す略図。

符号の説明

１０…車体、１１…スライド扉、１２…ドア開口、１３…アッパーレール、１４…ロワーレール、１５…クオータパネル、１６…センターレール、１７…アッパーブラケット、１８…ロワーブラケット、１９…センターブラケット、２０…動力ユニット、２１’…開扉用ケーブル、２１”…閉扉用ケーブル、２２…プーリー、２３…プーリー、２４…モータ、２５…円筒ウオーム、２６…第１ウオームホイール、２７…第２ウオームホイール、２８…第１支持軸、２９…ケース、３０…ワイヤードラム、３１…第１クラッチ機構、３２…第２支持軸、３３…揺動アーム、３４…第２クラッチ機構、３５…リリースケーブル、３６…ドアラッチユニット、３７…ストライカ、３８…ラッチ、３９…ラチェット、４０…ラッチバネ、４１…ラチェットバネ、４２…ハーフラッチ段部、４３…フルラッチ段部、４４…パワークローズ装置、４５…クローズケーブル、５０…内部空間、５１…歯車、５２…回転体、５３…制御基板、５４…ドラム回転センサー、６０…電磁コイル部、６１…アーマチュア、６２…ブレーキ解除バネ、６３…カム体、６４…カム面、６４Ａ…頂部、６４Ｂ…底部、６４Ｃ…斜面、６４Ｄ…クラッチ保持面、６５…移動歯車体、６６…脚部、６７…係合溝、６８…移動環状ギア部、６９…固定歯車体、７０…クラッチ解除バネ、７１…固定環状ギア部、７２…カム面、７２Ａ…頂部、７２Ｂ…底部、７２Ｃ…斜面、７２Ｄ…クラッチ保持面、７３…電磁コイル部、７４…アーマチュア、７５…ブレーキ解除バネ、７６…カム体、７７…カム面、７８…移動歯車体、７９…脚部、８０…係合溝、８１…移動環状ギア部、８２…固定歯車体、８３…クラッチ解除バネ、８４…固定環状ギア部、８５…カム面、８６…受部材、８７…開扉ハンドル、８８…制御部、８９…ハンドルスイッチ、９０…回転検出センサー、１００…テンション機構、１０１…ケース、１０２、１０３…テンションローラ、１０４、１０５…テンション軸、１０６…テンションバネ、１０７…テンションセンサー、Ｘ…軸芯、Ｙ…隙間。

Claims (2)

1. モータ２４の動力で支持軸２８を中心に回転するホイール２６と、前記支持軸２８に支持された固定歯車体６９と、通常クラッチ連結位置に移動すると前記固定歯車体６９と噛合って前記ホイール２６の回転を前記固定歯車体６９に伝達できクラッチ切断位置に移動すると前記固定歯車体６９との噛合が外れる移動歯車体６５と、前記移動歯車体６５を前記クラッチ切断位置に向けて付勢するクラッチ解除バネ７０とを備えたクラッチ機構３１において、前記移動歯車体６５はクラッチ連結方向及びクラッチ切断方向のいずれの方向に移動しても前記ホイール２６を介して前記モータ２４の回転力を受けられるように前記ホイール２６に係合させ、前記クラッチ機構３１には、更に、前記移動歯車体６５に対して相対的に回転すると前記クラッチ解除バネ７０の弾力に抗して前記移動歯車体６５を前記クラッチ連結位置に変位させ得るアーマチュア６１と、前記アーマチュア６１を磁力により引き寄せることで前記アーマチュア６１にブレーキ抵抗を付与して前記アーマチュア６１と前記移動歯車体６５との共回り状態を規制できる電磁コイル部６０とを備え、前記モータ２４及び前記電磁コイル部６０が共にオンになると前記移動歯車体６５は前記通常クラッチ連結位置に変位して前記クラッチ機構３１は前記モータ２４の回転を前記固定歯車体６９に伝達する通常クラッチ連結状態となり、前記アーマチュア６１には前記クラッチ解除バネ７０の弾力で前記通常クラッチ連結位置から前記クラッチ切断方向に戻される途中で且つ前記固定歯車体６９との噛合が外れる前の前記移動歯車体６５と当接して前記移動歯車体６５を前記移動歯車体６５と前記固定歯車体６９との噛合が継続されるブレーキクラッチ連結位置に保持できもって前記クラッチ機構３１をブレーキクラッチ連結状態にできるクラッチ保持面６４Ｄを設け、前記クラッチ保持面６４Ｄと前記移動歯車体６５との当接は前記電磁コイル部６０がオフのときに前記移動歯車体６５が回転すると前記アーマチュア６１を共回りさせる構成とし、前記モータ２４と前記電磁コイル部６０を制御する制御部８８には、前記電磁コイル部６０のオンを継続させて前記移動歯車体６５と前記アーマチュア６１との共回り状態を規制させた状態で前記モータ２４を逆回転させて前記移動歯車体６５と前記クラッチ保持面６４Ｄとの当接を解除しその後前記電磁コイル部６０と前記モータ２４をオフにする通常クラッチ連結動力解除制御を設け、前記固定歯車体６９は回転するとワイヤーケーブルを介して車両スライド扉１１をスライド移動させるワイヤードラム３０に連結させた動力装置のクラッチ機構。
2. モータ２４の動力で支持軸２８を中心に回転するホイール２６と、前記支持軸２８に支持された固定歯車体６９と、通常クラッチ連結位置に移動すると前記固定歯車体６９と噛合って前記ホイール２６の回転を前記固定歯車体６９に伝達できクラッチ切断位置に移動すると前記固定歯車体６９との噛合が外れる移動歯車体６５と、前記移動歯車体６５を前記クラッチ切断位置に向けて付勢するクラッチ解除バネ７０とを備えたクラッチ機構３１において、前記移動歯車体６５はクラッチ連結方向及びクラッチ切断方向のいずれの方向に移動しても前記ホイール２６を介して前記モータ２４の回転力を受けられるように前記ホイール２６に係合させ、前記クラッチ機構３１には、更に、前記移動歯車体６５に対して相対的に回転すると前記クラッチ解除バネ７０の弾力に抗して前記移動歯車体６５を前記クラッチ連結位置に変位させ得るアーマチュア６１と、前記アーマチュア６１を磁力により引き寄せることで前記アーマチュア６１にブレーキ抵抗を付与して前記アーマチュア６１と前記移動歯車体６５との共回り状態を規制できる電磁コイル部６０とを備え、前記モータ２４及び前記電磁コイル部６０が共にオンになると前記移動歯車体６５は前記通常クラッチ連結位置に変位して前記クラッチ機構３１は前記モータ２４の回転を前記固定歯車体６９に伝達する通常クラッチ連結状態となり、前記移動歯車体６５には前記移動歯車体６５が前記クラッチ解除バネ７０の弾力で前記通常クラッチ連結位置から前記クラッチ切断方向に戻される途中で且つ前記固定歯車体６９との噛合が外れる前に前記アーマチュア６１と当接して前記移動歯車体６５を前記移動歯車体６５と前記固定歯車体６９との噛合が継続されるブレーキクラッチ連結位置に保持できもって前記クラッチ機構３１をブレーキクラッチ連結状態にできるクラッチ保持面７２Ｄを設け、前記クラッチ保持面７２Ｄと前記アーマチュア６１との当接は前記電磁コイル部６０がオフのときに前記移動歯車体６５が回転すると前記アーマチュア６１を共回りさせる構成とし、前記モータ２４と前記電磁コイル部６０を制御する制御部８８には、前記電磁コイル部６０のオンを継続させて前記移動歯車体６５と前記アーマチュア６１との共回り状態を規制させた状態で前記モータ２４を逆回転させて前記アーマチュア６１と前記クラッチ保持面７２Ｄとの当接を解除しその後前記電磁コイル部６０と前記モータ２４をオフにする通常クラッチ連結動力解除制御を設け、前記固定歯車体６９は回転するとワイヤーケーブルを介して車両スライド扉１１をスライド移動させるワイヤードラム３０に連結させた動力装置のクラッチ機構。

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