JP4216786B2

JP4216786B2 - 往復動用駆動装置

Info

Publication number: JP4216786B2
Application number: JP2004293656A
Authority: JP
Inventors: 良典三宅; 智史一瀬; 健一棟長; 順一毒島; 孝夫落合; 和典石原; 達也金子
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Mitsuba Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Mitsuba Corp
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2004-10-06
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2024-10-06
Also published as: JP2006104789A

Description

本発明は、例えば開閉体を駆動するのに用いられる往復動用駆動装置に関するものである。

従来、例えば自動車において被駆動体としての開閉体を駆動するために往復動用駆動装置が用いられている。そのような往復動用駆動装置にあって、正逆回転可能なモータとセクタギヤとを用い、モータの正逆回転動力によりセクタギヤを揺動運動させて、セクタギヤの軸を出力軸とし、その出力軸に結合したアーム部材を介して開閉体を開閉動作させるようにしたものがある（例えば特許文献１参照。）。
特開２００４−４４３６８号公報

開閉体としては上記特許文献１で示されている自動車のバックドアやトランクリッドがあり、それらの開閉にあっては、自動開閉以外に手動でも開閉可能とすることが望ましい。そのための１手段として、モータと出力軸との動力伝達経路の途中に動力断続機構としての例えば電磁クラッチを設けると良い。

一方、通常の開閉動作にあっては自動で行うことから、開閉体の全閉位置及び全開位置でモータを停止させる制御を行っている。それに対して手動で開閉する場合に、自動制御で設定している力よりも大きな力を加えてしまうと、自動制御時の全開位置を越えて開いてしまったり、全閉位置ではウェザーストリップが自動制御時よりも大きく変形して、開閉体ロック機構（例えばラッチ装置）の取り付け位置のずれがあったりすると自動制御時の全閉位置を越えてしまう虞がある。

したがって、手動操作時の全開全閉位置を制限する必要があり、従来、上記特許文献１のようにセクタギヤの両終端部にギヤの歯を形成せずにセクタギヤの外径のままとした円弧状のギヤ不形成部を設け、セクタギヤに噛み合わされている出力軸のギヤの歯がギヤ不形成部に乗り上げるように衝当することにより、それ以上のセクタギヤの回動を止めるようにしていた。

しかしながら、上記したように大きな力を加えて手動操作した場合に出力軸のギヤの歯がギヤ不形成部に衝当するとその歯面に傷が付くことが考えられる。ギヤの歯面が傷付いてしまった場合には、動作時に異音が発生したり、動作が滑らかでなくったりするという問題が生じる。また、動作範囲はセクタギヤの歯を形成した部分となり、その動作範囲外に上記ギヤ不形成部を設けているためセクタギヤ全体の揺動角度が大きくなり、装置の小型化が妨げられるという問題があった。

このような課題を解決して、セクタギヤを用いた往復動用駆動装置においてギヤの歯の傷付きを防止すると共に小型化し得ることを実現するために本発明に於いては、正逆転する駆動源により駆動される駆動軸と、前記駆動軸にギヤ結合されたセクタギヤと、前記セクタギヤに同軸に設けられた出力軸とを有し、前記出力軸に連結された被駆動体を往復動させるべく前記セクタギヤを所定の揺動角度で揺動運動させるようにした往復動用駆動装置であって前記セクタギヤの軸線方向一方の端面に対峙する底面部を有するケーシングが設けられ、前記ケーシングの前記底面部に、前記セクタギヤを前記所定の揺動角度を超えた揺動限界位置で止めるべく、前記所定の揺動角度の外側の各位置で前記セクタギヤの揺動方向の端縁が当接し得るストッパがそれぞれ設けられ、前記ストッパは、前記セクタギヤの前記端縁が点で当接し得るように、前記ケーシングを薄板材からプレス加工して形成する時に同時にボス出し加工により形成されているものとした。

特に、前記駆動源と前記駆動軸との間に両者の接続及び切断を外部操作可能な動力断続機構が設けられていると良い。

このように本発明によれば、セクタギヤに噛み合う駆動軸のギヤの歯をギヤ不形成部に衝当させてそれ以上の揺動を防止するのではないため、駆動軸のギヤの歯面傷が生じることがなく、常にセクタギヤとの噛み合い状態が良好なものとなる。また、セクタギヤにギヤ不形成部を設けてストッパとした場合には、止めたい位置（セクタギヤ角度）の設定が初期噛み合いの位置によるばらつきを持つことになる。それに対して、ギヤの歯のピッチとは関係なくストッパの位置を容易に設定することができるため、精度の高い停止位置を容易に設定することができる。

特に、薄板材をプレス加工してケーシングを形成する場合にはそのプレス加工と併せてボス出し加工してストッパを形成することができ、製造コストを低廉化し得ると共に、ストッパ位置も容易に高精度化し得る。また、モータと駆動軸との間に動力断続機構を設けた場合、自動制御時にはセクタギヤがストッパに衝当しないように制御し、手動操作時などにセクタギヤに所定の揺動角度を超えるような操作力が加わった場合には、セクタギヤがストッパに衝当し得るようにすることができるため、正規の作動状態ではストッパに衝当して異音が発生することを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された自動車のトランクルーム内を示す概略側面図である。被駆動体としてのトランクリッド１が図の矢印Ａに示されるように開閉可能に設けられており、その回動中心はトランクルーム２内の天井部分に設けられたリッド枢支軸３である。トランクリッド１の下面にはリッド枢支軸３により枢支されるヒンジアーム４が固設されている。

なお、ヒンジアーム４は、図に示されるようにトランクリッド１に固設された四半円弧状の湾曲アーム４ａと、その湾曲アーム４ａの延出端部にて半径方向内向きに延出されかつその延出端部を上記リッド枢支軸３により枢支された延長アーム４ｂとからなる。その延長アーム４ｂの中間部には、車両フレーム５にハウジング基端部を回動自在に支持されたダンパステー６のロッド６ａの先端部が連結されている。

また、本発明に基づく往復動用駆動装置としてのアクチュエータ７の出力軸７ａに第１リンク８の一端が固着され、第１リンク８の他端に第２リンク９の一端が連結されており、その第２リンク９の他端が上記延長アーム４ｂの中間部に連結されている。これら第１及び第２リンク８・９と延長アーム４ｂと車両フレーム５の固定リンクとなる部分とによりリンク機構が構成されている。このリンク機構にあっては、出力軸７ａの正逆回転により第１リンク８が揺動運動し、その揺動運動が第２リンク９を介して延長アーム４ｂに伝達され、延長アーム４ｂがリッド枢支軸３を回動中心として矢印Ａに示される向きに揺動運動するようになっている。

図２にアクチュエータ７の要部分解組立斜視図を示す。本アクチュエータ７にあっては、駆動源としてのモータ装置１１と、モータ装置１１の駆動軸１１ａに固着された小径ギヤ１１ｂに噛み合わされる大径ギヤ１２と、大径ギヤ１２に同軸かつ一体的に組み付けられるギヤ軸１３と、ギヤ軸１３に形成されたピニオン１３ａに噛み合わされるセクタギヤ１４と、セクタギヤ１４にその回動中心に同軸かつ一体的に組み付けられる出力軸７ａと、それら各ギヤ１１ｂ・１２・１４及び各軸１３・７ａを内蔵すると共に図において上下に半割された形状の上側ケーシング１６及び下側ケーシング１７とにより構成されている。

上記ギヤ軸１３及び出力軸７ａは各軸線方向両端部をそれぞれ両ケーシング１６・１７の所定位置に設けられた図示されない各軸受部材により軸支されている。出力軸７ａの一方の軸線方向端部が組立状態で上側ケーシング１６から外方に突出し、その突出端部に上記した第１リンク８の一端部がナット等の締結手段により固定されている。なお、モータ装置１１及び両ケーシング１６・１７が車両フレーム５に対してブラケット１８を介して固定される。

モータ装置１１にあっては、図３に示されるように、直流モータ１１ｃと、その回転軸に設けられたウォーム１１ｄと、ウォーム１１ｄに噛み合わされたホイールギヤ１１ｅと、ホイールギヤ１１ｅと上記駆動軸１１ａとの間に介装された動力断続機構としての電磁クラッチ１１ｆとからなる。図示されない制御装置からの信号によりモータ１１ｃが正逆回転すると共に、電磁クラッチ１１ｆが断続制御され、電磁クラッチ１１ｆの接続状態でホイールギヤ１１ｅと駆動軸１１ａとが結合され、電場クラッチ１１ｆの切断状態でホイールギヤ１１ｅと駆動軸１１ａとが互いに解放される。なお、本実施の形態においては、駆動源としてのモータ装置１１に直流モータを用いているが、これに限らず、ブラシレスモータや他の駆動手段を用いてもよい。

本アクチュエータ７にあっては、セクタギヤ１４の揺動運動に応じて所定の角度範囲で出力軸７ａが正逆転し、出力軸７ａに固着された第１リンク８も揺動する。その第１リンク８の揺動運動に応じてトランクリッド１が開閉動作する。トランクリッド１は、その全閉位置及び全開位置が決められており、全閉位置はロック装置によるラッチ位置であり、全開位置は例えば車種に応じて任意に設定される位置である。通常の自動開閉制御にあっては、例えばモータ１１ｃの回転パルス数を加算して開閉位置を検出し、上記各位置に応じたパルス数に達したらモータ１１ｃの回転制御を停止することで所望の位置でトランクリッド１を停止させることができる。

自動開閉制御時には、電磁クラッチ１１ｆが接続状態であり、上記ウォームギヤ構造によりトランクリッド１の自重などによる荷重に対して任意の位置で止めておくことができる。それに対して、従来通り手動でもトランクリッド１を開閉し得るようにするため、電磁クラッチ１１ｆを切断状態とすることで、上記ウォームギヤによる停止保持力は発揮されなくなる。ここで、手動開閉時に全開または全閉位置まで最大開放量だけ開閉したときに、全開又は全閉位置でトランクリッド１からアクチュエータ７に大きな力が作用した場合、上記自動制御停止位置を越えてしまう虞がある。そのような場合の停止位置を制限するための機械的なストッパ機構となる本発明による構造を以下に示す。

図４（ａ）に示されるように、自動開閉制御時の全閉位置の基準としてセクタギヤ１４の閉側端縁１４ａの位置が図における自動全閉位置Ｃ１に設定されているとすると、その位置よりも若干さらに閉側の位置に凸形状の全閉ストッパ１６ａが設けられている。この全閉ストッパ１６ａは、薄板材をプレス加工して上側ケーシング１６を所定の形状に形成する時に同時にボス出し加工するようにして突出形成されている。また、図４（ｂ）に示されるように、自動開閉制御時の全開位置の基準としてセクタギヤ１４の開側端縁１４ｂの位置が図における自動全開位置Ｏ１に設定されているとすると、それよりも開側の位置に全開ストッパ１６ｂが上記と同様に突出形成されている。

図５にトランクリッド１の全閉状態において、さらにトランクリッド１を閉じようとした場合、セクタギヤ１４の閉側端縁１４ａが全閉ストッパ１６ａに衝当した状態を示す。このように、自動開閉制御時の全閉位置Ｃ１を越えてセクタギヤ１４が回動しても、その閉側端縁１４ａが図の矢印に示されるように全閉ストッパ１６ａに衝当してそれ以上のセクタギヤ１４の回動が防止される。その機械的停止位置Ｃ２でもセクタギヤ１４とピニオン１３ａとの噛み合いが保持されるようにセクタギヤ１４のギヤ形成範囲が設定されている。これは全開位置Ｏ１側の機械的停止位置Ｏ２でも同様である。

このように、セクタギヤ１４の閉側端縁１４ａまたは開側端縁１４ｂを各ストッパ１６ａ・１６ｂに当接させることから、従来のようにピニオン１３ａの歯の一部がギヤ不形成部に衝当して歯面傷が生じる虞がない。したがって、歯面傷による異音などが発生することのない高品位なアクチュエータを実現し得る。また、従来のようにセクタギヤにギヤ不形成部を設ける必用が無いため、セクタギヤ１４の外形における扇状の広がり角度を揺動角度とほぼ同一にすることができる。これにより、セクタギヤ１４を必要最小限の大きさまで小型化することができ、アクチュエータ全体でのコンパクト化を促進し得る。

なお、通常制御における停止位置Ｃ１（Ｏ１）に対する機械的停止位置Ｃ２（Ｏ２）までの距離（角度）にあっては、従来のギヤ不形成部を設けたものにおいても通常制御停止位置におけるピニオンの歯の逃げとして必要なものである。したがって、本発明によれば、少なくとも従来のギヤ不形成部の長さ（角度）以上のコンパクト化を実現し得る。

また、セクタギヤ１４の揺動方向端面（線）をストッパ１６ａ・１６ｂの一部（点）に当接させて揺動限界位置が決まる。セクタギヤ１４の揺動方向端面を直線とする加工の高精度化は容易であり、ストッパ１６ａ・１６ｂの位置精度も下側ケーシング１６のプレス加工時のボス出し加工により高精度化が容易であるため、精度の高い停止位置を容易に実現することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば本実施の形態としては、ストッパをセクタギヤ１４の揺動方向両端縁１４ａ・１４ｂを衝当させるように設けたが、これに限定されず、例えば図６に示されるように、セクタギヤ１４の中間部に揺動軸を中心とする円弧状スロット２１を形成し、その円弧状スロット２１の周方向端部が衝当し得るように円弧状スロット２１内に突出するストッパ１６ｃを上記ストッパ１６ａ（１６ｂ）と同様にボス出し加工して設けることもできる。この変形例の場合、ストッパ１６ｃの位置はセクタギヤ１４の揺動角度の中間点とし、円弧状スロット２１を設ける周方向角度は、手動時の全閉位置Ｃ１及び全開位置Ｏ１までセクタギヤ１４が揺動してストッパ１６ｃに円弧状スロット２１の対応する周方向端部が衝当するように設定すれば良い。

図６の場合には、セクタギヤ１４の揺動範囲の外側にストッパを設けないことから、そのスペースの確保をする必要が無く、その分さらにコンパクト化し得る。なお、円弧状スロット２１がセクタギヤ１４の周方向ほぼ全体に渡って延在することになるため、ストッパ１６ｃの突出端が摺接し始める限度一杯まで掘り下げた円弧状溝とすることが考えられる。その場合には、溝の幅及び周方向長さを円弧状スロット２１と同じにすれば良い。その溝の底部となる部分によりセクタギヤ１４の軸線方向一方の端面に欠けた部分が存在しなくなるため強度が確保される。

また、上記図示例ではケーシング１６にそのプレス加工時にボス出し加工してストッパを形成するようにしたが、本発明によれば、ケーシング１６を加工して設けることに限らない。例えば別部材によりボス状またはブロック状のストッパとなる部品を形成し、ねじ止めあるいは溶着などでストッパ部品をケーシングの所定位置に固設してストッパを設けるようにしても良い。

また、ストッパ１６ａ・１６ｂを全閉位置Ｃ１及び全開位置Ｏ１に対応させてセクタギヤ１４の揺動方向両側に設けたが、いずれか一方のみであっても良い。例えば全閉側にあってはトランクリッド１がウェザーストリップを介してトランクルーム２の縁部に当接し得るため、それ以上は力を加えても機械的に停止した状態になり、ロック装置のラッチ範囲で許容されれば全閉側のストッパを省略し得る。その場合には全開側のみストッパを設ければ良い。また、ダンパステー６におけるロッド６ａの出没長さが決められており、ロッド６ａの出没方向ストッパ機構のいずれかを利用することにより片方を省略し得る。

本発明にかかる往復動用駆動装置は、セクタギヤの揺動運動により被駆動体を往復動させる駆動装置におけるギヤの歯の傷付きを防止すると共に小型化し得る効果を有し、図示例の自動車のトランクリッドの開閉に限られるものではなく、例えば、自動車にあってはドアの開閉装置、建築物における扉などを開閉する駆動装置、工作機械などの往復運動する部材に対する自動往復駆動装置等の用途にも適用できる。

本発明が適用された自動車のトランクリッドを自動開閉するための装置を示す概略側面図である。アクチュエータの要部分解組立斜視図である。モータ装置の要部縦断面図である。（ａ）は全閉時のセクタギヤ部分を示す要部破断平面図であり、（ｂ）は全開時を示す同様の図である。図４（ａ）の矢印Ｖ線から見たセクタギヤのストッパ衝当状態を示す要部拡大側面図である。第２の例を示す要部拡大平面図である。

符号の説明

１トランクリッド
４ヒンジアーム、４ａ湾曲アーム、４ｂ延長アーム
７アクチュエータ、７ａ出力軸
８第１リンク
９第２リンク
１１モータ装置、１１ａ駆動軸
１２大径ギヤ
１３ａピニオン
１４セクタギヤ
１６上側ケーシング
１６ａ・１６ｂ・１６ｃストッパ
１７下側ケーシング

Claims

正逆転する駆動源により駆動される駆動軸と、前記駆動軸にギヤ結合されたセクタギヤと、前記セクタギヤに同軸に設けられた出力軸とを有し、
前記出力軸に連結された被駆動体を往復動させるべく前記セクタギヤを所定の揺動角度で揺動運動させるようにした往復動用駆動装置であって、
前記セクタギヤの軸線方向一方の端面に対峙する底面部を有するケーシングが設けられ、
前記ケーシングの前記底面部に、前記セクタギヤを前記所定の揺動角度を超えた揺動限界位置で止めるべく、前記所定の揺動角度の外側の各位置で前記セクタギヤの揺動方向の端縁が当接し得るストッパがそれぞれ設けられ、
前記ストッパは、前記セクタギヤの前記端縁が点で当接し得るように、前記ケーシングを薄板材からプレス加工して形成する時に同時にボス出し加工により形成されていることを特徴とする往復動用駆動装置。
前記駆動源と前記駆動軸との間に両者の接続及び切断を外部操作可能な動力断続機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の往復動用駆動装置。