JP4009272B2 - ドア開閉装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両本体に対して開閉可能に配設されたドアを開閉するためのドア開閉装置に関するものである。
車両本体に対してドアを開閉するためのドア開閉装置としては、駆動モータとドア開閉機構との間の出力軸にクラッチ手段を構成し、クラッチ手段をＯＮした状態で駆動モータを駆動した場合にドア開閉機構に駆動力を与えてドアを開閉移動させる一方、クラッチ手段をＯＦＦした場合に手動でドアを開閉移動できるように構成してあるのが一般的である。クラッチ手段は、クラッチ駆動部である電磁コイル体のコイルに給電した場合にＯＮとなる電磁式のものであり、駆動モータの駆動軸に連係したアーマチュアと、ドア開閉機構に連係したロータとを電磁吸着力によって相互に接合させ、駆動モータの駆動力をドア開閉機構に伝達するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
上記のようにクラッチ手段を備えたドア開閉装置では、ドア開閉機構を安定動作させる場合、出力軸の回転を支持するクラッチ駆動部を如何に強固に保持できるかが重要となる。すなわち、アーマチュアとロータとを確実に接合し、両者の間に回転力を伝達してドア開閉機構を動作させるためには、これらアーマチュア及びロータの回転軸となる出力軸を所定の軸心に沿って確実に保持させる必要があり、出力軸の軸受体となるクラッチ駆動部を可及的に強固に保持させる必要がある。
このため従来では、駆動モータの出力軸を覆うモータブラケットに対して、クラッチ駆動部の一端面および外周面を覆うクラッチハウジングを設け、このクラッチハウジングの一端面にクラッチ駆動部を固定させるようにしている。こうしたドア開閉装置によれば、モータブラケット及びクラッチハウジングによって高強度の構造体を構成することができるため、クラッチ駆動部を強固に保持することができ、ドア開閉機構を安定動作させることが可能となる。
しかしながら、モータブラケットに加えてクラッチハウジングを設けたドア開閉装置にあっては、重量的にきわめて不利となり、取り付け場所に著しい制限が加えられることになる等の問題を招来する虞れがある。
本発明は、上記実情に鑑みて、重量が著しく増大する事態を招来することなくドア開閉機構を安定動作させることのできる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、クラッチ手段を介して駆動モータの駆動力を支持ブラケットに構成したドア開閉機構に伝達し、このドア開閉機構の動作によりアーム部材を揺動させることで車両本体に対してドアを開閉移動させるドア開閉装置であって、駆動モータの駆動軸を覆い、かつ駆動モータを支持ブラケットに保持させるためのモータブラケットと、モータブラケットから駆動軸の延在方向に交差する態様で支持ブラケットに向けて配設した出力軸と、駆動モータの駆動軸に連係した第１の回転要素を出力軸に配設するとともに、ドア開閉機構に連係した第２の回転要素を出力軸において第１の回転要素と支持ブラケットとの間に配設し、さらに出力軸の回転を支持するクラッチ駆動部を支持ブラケットに保持させることによって構成したクラッチ手段と、モータブラケットと支持ブラケットとの間に位置する構成要素を覆う態様で設けた樹脂製のカバー部材とを備え、前記モータブラケットは、支持ブラケットに向けて突設し、該支持ブラケットとの間に前記カバー部材を介在させた状態で支持ブラケットに連結する柱状部材を備えたものであり、前記アーム部材は、連結ロッドを介してドアに連係し、かつドアが車両本体に対して全閉状態にある場合に支持ブラケットの外表面投影域内において重合する態様で配設したものであり、前記駆動モータは支持ブラケットの表面投影域内に保持させたものであり、前記クラッチ駆動部の駆動によって第１の回転要素及び第２の回転要素を互いに接合させた場合に駆動モータの駆動によってドア開閉機構を動作させることを特徴とする。
本発明によれば、クラッチ駆動部をドア開閉機構の支持ブラケットに保持させるようにしているため、個別に保持させるための構成要素を別途設けずともクラッチ駆動部を強固に保持させることができる。従って、重量が著しく増大する事態を招来することなくドア開閉機構を安定動作させることが可能となる。
以下に添付図面を参照して、本発明に係るドア開閉装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１〜図９は、本発明の実施の形態であるドア開閉装置を示したものである。ここで例示するドア開閉装置は、図１０に示すように、四輪自動車等の車両において車両本体Ｂの後端開口に設けた上方ヒンジのバックドアＢＤを開閉移動するためのもので、支持ブラケット１及び駆動モータ１０を備えている。
支持ブラケット１は、図１〜図９に示すように、ドア開閉装置のベースとなるプレート状部材であり、鋼板等、十分に剛性を有した部材によって構成してある。この支持ブラケット１には、カバープレート２との間に画成した収容空間３にアーム軸２０及びアイドル軸２１が互いに平行となる態様で設けてある。
アーム軸２０は、支持ブラケット１の一端部側においてカバープレート２との間に回転可能に配設したもで、セクタギア２２及びアーム部材２３を備えている。セクタギア２２は、円弧面に歯を有した扇形状を成すもので、収容空間３の内部においてアーム軸２０と一体に回転するように取り付けてある。アーム部材２３は、アーム軸２０においてカバープレート２から突出する端部に取り付けてあり、アーム軸２０が回転した場合にアーム軸２０を中心として揺動するものである。このアーム部材２３の先端部には、バックドアＢＤとの間を連係する連結ロッドＣＲが揺動可能に支持させてある。
アイドル軸２１は、支持ブラケット１の中間部に取り付けたもので、第１アイドルギア２４及び第２アイドルギア２５を備えている。第１アイドルギア２４は、比較的小径の平歯車であり、セクタギア２２に歯合している。第２アイドルギア２５は、第１アイドルギア２４よりも大径の平歯車であり、中心軸が互いに合致する態様で第１アイドルギア２４と一体に成形してある。これら第１アイドルギア２４及び第２アイドルギア２５は、アイドル軸２１に対して回転可能に配設してある。
駆動モータ１０は、駆動軸１１にウォームギア１２を備えた電動モータであり、モータブラケット３０及びカバー部材４０を介して支持ブラケット１の他端部側に取り付けてある。
モータブラケット３０は、軸収容部３１と、ギア収容部３２と、ボルト挿通部３３と、柱状部材３４とを有したもので、アルミニウム等の比較的剛性を有した金属を材料とするダイカスト成形によって一体に構成してある。軸収容部３１は、駆動モータ１０のモータハウジング１３から突出した駆動軸１１及びウォームギア１２を覆う部分であり、駆動モータ１０のモータハウジング１３に取り付けてある。ギア収容部３２は、後述するウォームホイール５０を収容するためのもので、軸収容部３１の側方において有底の筒状に形成してある。ボルト挿通部３３は、ギア収容部３２の外周部に設けた円筒状部分であり、ギア収容部３２と同じ高さを有するように形成してある。このボルト挿通部３３には、その中心部にボルト挿通孔３３ａが設けてある。柱状部材３４は、ギア収容部３２の外周域となる部位から駆動モータ１０の駆動軸１１に直交する方向に沿って延設してあり、それぞれの先端面がギア収容部３２の端面から同一の長さだけ突出している。それぞれの柱状部材３４には、軸心部分にボルト装着孔３４ａが形成してある。
カバー部材４０は、筒状部４１及びボルト貫通部４２を有したもので、ＰＢＴ樹脂(ポリブチレンテレフタレート:Polybutylene terephthalate)等、硬質の合成樹脂によって一体に成形してある。筒状部４１は、モータブラケット３０のギア収容部３２と同等の中心孔４１ａを有し、かつ一端の外周部に外向きのフランジ４１ｂを有した筒状を成すものである。ボルト貫通部４２は、筒状部４１の外周部に設けた円筒状部分であり、モータブラケット３０のボルト挿通部３３に対応する部位に設けてある。このボルト貫通部４２には、その中心部にボルト貫通孔４２ａが設けてある。
上述した駆動モータ１０は、モータブラケット３０と支持ブラケット１との間にカバー部材４０を介在させた状態でモータブラケット３０のボルト挿通部３３に設けたボルト挿通孔３３ａからカバー部材４０のボルト貫通部４２に設けたボルト貫通孔４２ａに締結ボルトＦＢを挿通させ、さらにモータブラケット３０の柱状部材３４に設けたボルト装着孔３４ａに締結ボルトＦＢを挿通させ、それぞれを締結させることにより、駆動軸１１の軸心を支持ブラケット１の延在方向に沿って配置し、かつモータハウジング１３を支持ブラケット１の外表面投影域内に配置させる態様で支持ブラケット１に取り付けてある。
一方、上記ドア開閉装置には、モータブラケット３０のギア収容部３２及びカバー部材４０の筒状部４１によって覆われる部位に出力軸５１が設けてある一方、支持ブラケット１の外表面において出力軸５１の周囲となる部位にステータ５２が設けてある。
出力軸５１は、モータブラケット３０から駆動軸１１の延在方向に直交し、かつアーム軸２０及びアイドル軸２１と平行となる態様で支持ブラケット１に向けて配設したもので、一端部がモータブラケット３０におけるギア収容部３２の底壁に回転可能に支持してある一方、他端部が支持ブラケット１に回転可能に支持してある。
この出力軸５１は、ウォームホイール５０、ロータ５３及びドライブピニオン５４を備えている。ウォームホイール５０は、出力軸５１に回転可能に挿通してあり、モータブラケット３０のギア収容部３２において駆動モータ１０の駆動軸１１に設けたウォームギア１２に歯合している。このウォームホイール５０には、支持ブラケット１に対向する端面にアーマチュア５５が設けてある。アーマチュア５５は、磁性体によって形成した円板状部材であり、出力軸５１に回転可能に挿通する一方、ウォームギア１２から突設した突起に係合しており、ウォームギア１２とともに出力軸５１に対して回転することが可能である。ロータ５３は、円筒状を成す軸部５３ａの一端部外周にフランジ状の円盤部５３ｂを有したもので、磁性体によって一体に成形してある。このロータ５３は、円盤部５３ｂがアーマチュア５５とほぼ同一の外径を有した円板状を成しており、円盤部５３ｂをアーマチュア５５に近接させた状態で軸部５３ａの中心孔を介して出力軸５１の中間部に固着してある。円盤部５３ｂの外周縁部には、軸部５３ａの延在方向に沿って円筒状のオーバーラップ部５３ｃが突設してある。ドライブピニオン５４は、出力軸５１において支持ブラケット１から突出した部分に固着したもので、上述した収容空間３において第２アイドルギア２５に歯合している。
また、出力軸５１の一端部には、回転センサ６０が構成してある。回転センサ６０は、センサギア６１、マグネット円板６２及びホール素子６３によって構成したもので、モータブラケット３０に装着した樹脂製のセンサケース６４によって覆ってある。センサギア６１は、互いの軸心を合致させる態様で出力軸５１の端部に設けた合成樹脂製の歯車である。マグネット円板６２は、センサギア６１の回転によって回転駆動される円板であり、一端部の外周縁部に磁性帯６２ａを備えている。磁性帯６２ａは、周方向に沿ってＮ極とＳ極とを順次並設した環状の永久磁石である。ホール素子６３は、マグネット円板６２の磁性帯６２ａに対向する部位に配設してあり、磁極の変化に基づき、マグネット円板６２を通じて出力軸５１の回転方向や回転数等の回転状態を検出するものである。
ステータ５２は、環状を成す底板５２ａの内周部に内筒部５２ｂを有するとともに、底板５２ａの外周部に外筒部５２ｃを有し、これら内筒部５２ｂと外筒部５２ｃとの間に電磁コイル５６を収容したもので、底板５２ａを介して支持ブラケット１に固定してある。ステータ５２の内筒部５２ｂは、ロータ５３の軸部５３ａとほぼ同等の長さを有し、かつ軸部５３ａを摺動可能に嵌合する内径を有している。ステータ５２の外筒部５２ｃは、ロータ５３に設けたオーバーラップ部５３ｃの内壁面に摺動可能に嵌合する外径に形成してある。
上記のように構成したドア開閉装置では、ウォームホイール５０を第１の回転要素とするとともに、ロータ５３を第２の回転要素とし、さらに電磁コイル５６を備えたステータ５２をクラッチ駆動部とした電磁クラッチ手段が構成されることになる。つまり、通常状態においては、ウォームホイール５０とロータ５３とは相対的に回転可能であり、両者の間に動力を伝達することができない。一方、電磁コイル５６へ通電を行うと、磁力の作用によってアーマチュア５５がステータ５２に吸着されるため、ウォームホイール５０のアーマチュア５５とロータ５３とが摩擦力によって相互に接合状態となり、両者の間に動力を伝達することが可能となる。
いま、上述したドア開閉装置を図１及び図３に示す縮退状態、つまり支持ブラケット１の外表面投影域内にアーム部材２３を配置させた状態に保持させ、図１０中の実線で示すように、アーム部材２３を室内側に配置する一方、支持ブラケット１及び駆動モータ１０をそれぞれピラーＰの内部に収容し、アーム軸２０が上方となる態様で支持ブラケット１を介してドア開閉装置をピラーＰに固定設置する。室内側に配置したアーム部材２３には、連結ロッドＣＲを介してバックドアＢＤを連係させる。
上述した状態から電磁コイル５６へ通電を行うとともに、駆動モータ１０を一方方向に向けて回転駆動すると、駆動軸１１の回転がウォームギア１２を通じてウォームホイール５０に伝達され、さらにウォームホイール５０とともに回転するアーマチュア５５の回転がロータ５３を通じて出力軸５１に伝達されることになる。出力軸５１の回転は、ドライブピニオン５４を介してドア開閉機構へ伝達され、つまり第２アイドルギア２５、第１アイドルギア２４、セクタギア２２、アーム軸２０に順次伝達され、図１０中の二点鎖線で示すように、アーム軸２０に固着したアーム部材２３を車両後方に向けて揺動させることになる。この結果、ラッチ（図示せず）を解除したバックドアＢＤは、連結ロッドＣＲを介して車両後方に向けて揺動し、車両本体Ｂの後端開口が開成されることになる。
この状態から電磁コイル５６へ通電を行うとともに、駆動モータ１０を他方方向に向けて回転駆動すると、駆動軸１１の回転がウォームギア１２、ウォームホイール５０、アーマチュア５５、ロータ５３、出力軸５１、ドライブピニオン５４、第２アイドルギア２５、第１アイドルギア２４、セクタギア２２、アーム軸２０に順次伝達され、図１０中の実線で示すように、アーム軸２０に固着したアーム部材２３が車両前方に向けて揺動することになる。この結果、バックドアＢＤは、連結ロッドＣＲを介して車両前方に向けて揺動し、車両本体Ｂの後端開口が閉成されることになる。
この間、出力軸５１の回転に伴うマグネット円板６２の回転によりホール素子６３を通じてバックドアＢＤの開閉状態を検出することが可能であり、この検出結果に基づいて駆動モータ１０の駆動が適宜制御されることになる。
バックドアＢＤが全開状態、もしくは全閉状態にある場合には、電磁コイル５６への通電が停止されており、アーマチュア５５とロータ５３との間の動力伝達が断たれている。このため、連結ロッドＣＲを介してアーム部材２３に伝達される揺動力が駆動モータ１０へ伝達されることはなく、比較的軽い操作によってバックドアＢＤを手動により開閉操作することが可能となる。
ここで、上記のようにロータ５３の軸部５３ａを介して出力軸５１の回転を支持するステータ５２を支持ブラケット１に保持させるようにしたドア開閉装置によれば、出力軸５１が軸心回りに確実に回転することになり、電磁コイル５６に通電した場合にアーマチュア５５とロータ５３とを確実に接合させることが可能となる。この結果、ドア開閉機構を安定動作させることが可能となり、バックドアＢＤを確実に開閉移動させることができるようになる。
この場合、上記ドア開閉装置では、ステータ５２を保持するための構成要素を別途設けることなく、ドア開閉機構のベースとなる支持ブラケット１にステータ５２を保持させるようにしているため、重量が著しく増大することもない。しかも、モータブラケット３０と支持ブラケット１との間に位置するステータ５２やロータ５３の外周部を合成樹脂製のカバー部材４０によって覆うようにしているため、さらには出力軸５１の軸方向端部にその回転状態を検出するための回転センサ６０を構成してモータブラケット３０やカバー部材４０の大径化を招来することがないため、軽量化を図ることすら可能である。また、ドア開閉機構を構成した支持ブラケット１に対して駆動モータ１０をその外表面投影域内に配置するようにしているため、支持ブラケット１に沿った長さ方向の大型化を招来することもない。これらの結果、ドア開閉装置の小型軽量化を具現化することが可能となり、車両本体Ｂに取り付ける際の制限もきわめて小さいものとなる。
尚、上述した実施の形態では、車両本体Ｂの後端開口に設けた上方ヒンジのバックドアＢＤを開閉移動するためのドア開閉装置を例示しているが、その他の態様で開閉するドアにももちろん適用することが可能である。
また、モータブラケット３０に設けた柱状部材３４によって支持ブラケット１との間に間隙を確保するようにしているが、必ずしもモータブラケット３０に柱状部材３４を設ける必要はなく、支持ブラケット１に柱状部材３４を設けても良いし、別体に設けた柱状部材３４をモータブラケット３０と支持ブラケット１との間に介在させるようにしても構わない。
１ 支持ブラケット
２ カバープレート
３ 収容空間
１０ 駆動モータ
１１ 駆動軸
１２ ウォームギア
１３ モータハウジング
２０ アーム軸
２１ アイドル軸
２２ セクタギア
２３ アーム部材
２４ 第１アイドルギア
２５ 第２アイドルギア
３０ モータブラケット
３１ 軸収容部
３２ ギア収容部
３３ ボルト挿通部
３３ａ ボルト挿通孔
３４ 柱状部材
３４ａ ボルト装着孔
４０ カバー部材
４１ 筒状部
４１ａ 中心孔
４１ｂ フランジ
４２ ボルト貫通部
４２ａ ボルト貫通孔
５０ ウォームホイール
５１ 出力軸
５２ ステータ
５２ａ 底板
５２ｂ 内筒部
５２ｃ 外筒部
５３ ロータ
５３ａ 軸部
５３ｂ 円盤部
５３ｃ オーバーラップ部
５４ ドライブピニオン
５５ アーマチュア
５６ 電磁コイル
６０ 回転センサ
６１ センサギア
６２ マグネット円板
６２ａ 磁性帯
６３ ホール素子
６４ センサケース
Ｂ 車両本体
ＢＤ バックドア
ＣＲ 連結ロッド
ＦＢ 締結ボルト
Ｐ ピラー
２ カバープレート
３ 収容空間
１０ 駆動モータ
１１ 駆動軸
１２ ウォームギア
１３ モータハウジング
２０ アーム軸
２１ アイドル軸
２２ セクタギア
２３ アーム部材
２４ 第１アイドルギア
２５ 第２アイドルギア
３０ モータブラケット
３１ 軸収容部
３２ ギア収容部
３３ ボルト挿通部
３３ａ ボルト挿通孔
３４ 柱状部材
３４ａ ボルト装着孔
４０ カバー部材
４１ 筒状部
４１ａ 中心孔
４１ｂ フランジ
４２ ボルト貫通部
４２ａ ボルト貫通孔
５０ ウォームホイール
５１ 出力軸
５２ ステータ
５２ａ 底板
５２ｂ 内筒部
５２ｃ 外筒部
５３ ロータ
５３ａ 軸部
５３ｂ 円盤部
５３ｃ オーバーラップ部
５４ ドライブピニオン
５５ アーマチュア
５６ 電磁コイル
６０ 回転センサ
６１ センサギア
６２ マグネット円板
６２ａ 磁性帯
６３ ホール素子
６４ センサケース
Ｂ 車両本体
ＢＤ バックドア
ＣＲ 連結ロッド
ＦＢ 締結ボルト
Ｐ ピラー
Claims (1)
- クラッチ手段を介して駆動モータの駆動力を支持ブラケットに構成したドア開閉機構に伝達し、このドア開閉機構の動作によりアーム部材を揺動させることで車両本体に対してドアを開閉移動させるドア開閉装置であって、
駆動モータの駆動軸を覆い、かつ駆動モータを支持ブラケットに保持させるためのモータブラケットと、
モータブラケットから駆動軸の延在方向に交差する態様で支持ブラケットに向けて配設した出力軸と、
駆動モータの駆動軸に連係した第１の回転要素を出力軸に配設するとともに、ドア開閉機構に連係した第２の回転要素を出力軸において第１の回転要素と支持ブラケットとの間に配設し、さらに出力軸の回転を支持するクラッチ駆動部を支持ブラケットに保持させることによって構成したクラッチ手段と、
モータブラケットと支持ブラケットとの間に位置する構成要素を覆う態様で設けた樹脂製のカバー部材と
を備え、
前記モータブラケットは、支持ブラケットに向けて突設し、該支持ブラケットとの間に前記カバー部材を介在させた状態で支持ブラケットに連結する柱状部材を備えたものであり、
前記アーム部材は、連結ロッドを介してドアに連係し、かつドアが車両本体に対して全閉状態にある場合に支持ブラケットの外表面投影域内において重合する態様で配設したものであり、
前記駆動モータは支持ブラケットの表面投影域内に保持させたものであり、
前記クラッチ駆動部の駆動によって第１の回転要素及び第２の回転要素を互いに接合させた場合に駆動モータの駆動によってドア開閉機構を動作させる
ことを特徴とするドア開閉装置。
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004140256A JP4009272B2 (ja) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | ドア開閉装置 |
| US11/119,855 US7429073B2 (en) | 2004-05-10 | 2005-05-03 | Door operating apparatus, electromagnetic clutch, and coupling mechanism |
| GB0612940A GB2427903B (en) | 2004-05-10 | 2005-05-06 | Electromagnetic clutch comprising a cover member integrally formed with transmission gear and magnetic member |
| GB0612943A GB2427894B (en) | 2004-05-10 | 2005-05-06 | Door operator comprising electromagnetic clutch and Hall element |
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