JP4387486B2

JP4387486B2 - 車両ドアロック機構用アクチュエータ

Info

Publication number: JP4387486B2
Application number: JP8145399A
Authority: JP
Inventors: 正己新川; 浩之前田
Original assignee: Harada Industry Co Ltd
Current assignee: Harada Industry Co Ltd
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: JP2000274130A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば「ミニバン」と称される小型の乗用・貨物兼用車等に使用されているスライド式車両ドアのドアロック機構用として好適な車両ドアロック機構用アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型の乗用・貨物兼用車等に使用されているスライド式車両ドアのドアロック機構は、周知の如くドアを沈めるように掴んで固定する構造を有している。このためドアロック機構用アクチュエータとしては、電源をＯＮにした通電時においては、強力なパワーによる自動操作が可能であると共に、電源をＯＦＦにした非通電時においては、小さな力で簡単に手動操作できることが要求される。
【０００３】
従来のこの種の車両ドアロック機構用アクチュエータとして、駆動モータの回転をウォームギヤおよびウォームホィールを含む減速ギヤ機構によって減速すると共に、電磁クラッチ機構を介して出力軸に伝えるようにしたものがある。このアクチュエータによれば、通電時においてはウォームギヤおよびウォームホィールを含む減速ギヤ機構により高出力トルクが得られるため、強力なパワーによる自動操作が可能である。また非通電時においては上記減速ギヤ機構が電磁クラッチ機構によって出力軸から切り離されるため、比較的小さな力で手動操作することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の従来の車両ドアロック機構用アクチュエータでは、出力パワーの点では問題がない。しかしながら電磁クラッチ機構による減速ギヤ機構と出力軸との間の切り離し動作における信頼性が低いという難点がある。すなわち、電磁クラッチ機構におけるクラッチ板の接合面どうしの噛み合いが悪いと、電源をＯＦＦにしてもクラッチが外れないことがある。このような事態が発生すると、減速ギヤ機構が出力軸から切り離されないため、非通電時におけるドアロック機構の手動操作が困難となる。また電磁クラッチ機構は、比較的高価格であるため、アクチュエータ全体の価格もかなり高いものとなる。
【０００５】
本発明の目的は、車両ドアロック機構を、通電時においては強力なパワーで自動操作できると共に、非通電時においては小さな力で確実に手動操作することができ、しかも比較的安価に製作可能であり、スライド式車両ドアのドアロック機構用等として極めて好適な車両ドアロック機構用アクチュエータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の車両ドアロック機構用アクチュエータは下記の如く構成されている。なお下記以外の本発明の特徴ある構成については実施形態の中で明らかにする。
【０００７】
本発明の車両ドアロック機構用アクチュエータは、駆動モータと、この駆動モータの回転を減速する減速ギヤ機構と、この減速ギヤ機構により減速された回転をドアロック機構に伝える出力軸と、前記減速ギヤ機構に介在し回転力伝達動作に連動してモータ側に位置するＡギヤと出力軸側に位置するＢギヤとの間を結合または分離する如く設けられたギヤ連結機構とを備え、前記ギヤ連結機構は、前記Ａギヤと同心的に配置され、且つ前記Ａギヤの回転とは無関係に回転自在な如く設けられた回転板と、この回転板の同一回転軌跡上の所定角度を隔てた二点に、それぞれ回転可能で且つ前記Ａギヤに対しそれぞれ噛合状態となるように軸支され、前記Ａギヤの正回転または逆回転に伴って前記回転板を当該Ａギヤの軸心を中心として正方向または逆方向に回転させながら上記Ａギヤの周囲を公転し、この公転による位置移動の過程で一方または他方が前記Ｂギヤに対して選択的に接して噛合し、前記Ａギヤの回転を前記Ｂギヤに伝達する如く設けられた同一径および同一歯数を有する一対の可動ギヤと、前記可動ギヤが、前記Ｂギヤに対して噛合する深さを規制する如く、前記回転板の回転角範囲を制限する回転角制限機構と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
「構成」
図１は本発明の第１実施形態に係る車両ドアロック機構用アクチュエータの主要部の構成を示す図で、（ａ）は一部を仮想線で示した上面図、（ｂ）は側面図である。図２は同実施形態に係る車両ドアロック機構用アクチュエータにおけるギヤ連結機構の構成および動作説明図である。図３は同実施形態に係る車両ドアロック機構用アクチュエータにおけるイナーシャスプリング機構の構成を示す斜視図である。
【０００９】
図１の左端部に示す駆動モータ１は、正回転または逆回転が可能なＤＣモータである。上記駆動モータ１の回転は、多数のギヤ群からなる減速ギヤ機構２によって減速され、出力軸３に伝えられる。出力軸３は減速ギヤ機構２によって減速された回転を、車両ドアロック機構（不図示）に伝え、同ロック機構をロック操作またはアンロック操作するためのものである。
【００１０】
前記減速ギヤ機構２は、第１ギヤ１１〜第７ギヤ１７からなる。第１ギヤ（小歯車）１１は後述するイナーシャスプリング機構３０を介して、前記駆動モータ１の回転軸１ａに取付けられている。この第１ギヤ１１は第２ギヤ１２（二段ギヤ）の大歯車部１２ａに噛合している。この第２ギヤ１２の小歯車部１２ｂは第３ギヤ１３（二段ギヤ）の大歯車部１３ａに噛合している。第３ギヤ１３の小歯車部１３ｂは、後述するギヤ連結機構２０の構成要素でもある第４ギヤ１４および第５ギヤ１５と噛合している。第４ギヤ１４および第５ギヤ１５は、後述するように第６ギヤ１６（二段ギヤ）の大歯車部１６ａに対し、いずれか一方が選択的に噛合可能となっている。第６ギヤ１６の小歯車部１６ｂは第７ギヤ１７（二段ギヤ）の大歯車部１７ａに噛合している。第７ギヤ１７の小歯車部１７ｂは、前記出力軸３となっている。
【００１１】
次に図２を適時参照しながら、上記減速ギヤ機構２に介在している前記ギヤ連結機構２０について説明する。このギヤ連結機構２０は、モータ側に位置するＡギヤとしての第３ギヤ１３の小歯車部１３ｂと出力軸側に位置するＢギヤとしての第６ギヤ１６の大歯車部１６ａとの間を、回転力伝達動作に連動して、結合または分離する如く設けられたものである。
【００１２】
すなわちこのギヤ連結機構２０は、図１に示す如く第３ギヤ１３と一体的に形成されている軸２３に対して回転自在に嵌め込まれている第１，第２の回転円板２１，２２と、これら第１，第２の回転円板２１，２２どうしを互いに連結する如く設けられた一対の軸２４，２５と、これらの一対の軸２４，２５にそれぞれ回転自在に嵌め込まれ且つ前記小歯車部１３ｂと噛合する如く設けられた同一径および同一歯数を有する一対の可動ギヤとしての第４ギヤ１４および第５ギヤ１５とからなっている。
【００１３】
第１の回転円板２１は、前記軸２３における大歯車部１３ａと小歯車部１３ｂとの間に存在している若干大径な部分Ｍに対して回転自在に嵌め込まれている。また第２の回転円板２２は、前記軸２３における先端部すなわち図１の（ｂ）の上端部に存在している若干小径な部分Ｎに対して回転自在に嵌め込まれている。つまり第１，第２の回転円板２１，２２は、Ａギヤとしての小歯車部１３ｂと同心的に配置され、且つ上記小歯車部１３ｂの回転とは無関係に回転自在な如く設けられている。
【００１４】
可動ギヤとしての第４ギヤ１４および第５ギヤ１５は、第１，第２の回転円板２１，２２における同一回転軌跡上の所定角度θを隔てた二点に設けられた前記軸２４，２５にそれぞれ回転自在に嵌め込まれており、且つその歯部が前記Ａギヤとしての小歯車部１３ｂと噛合する如く設けられている。
【００１５】
したがって第４ギヤ１４および第５ギヤ１５は、図２の（ａ）（ｂ）に示すように、Ａギヤとしての小歯車部１３ｂの正回転または逆回転に伴って、回転円板２１，２２（図２では図示省略）を当該小歯車部１３ｂの軸心を中心として正方向または逆方向に回転させながら上記小歯車部１３ｂの周囲を公転する。そしてこの公転による位置移動の過程で、一方または他方のギヤが前記Ｂギヤとしての第６ギヤ１６の大歯車部１６ａに対して選択的に接して噛合する。かくして前記Ａギヤ（１３ｂ）の回転が、上記第４ギヤ１４又は第５ギヤ１５を介してＢギヤ（１６ａ）に伝達されるものとなる。
【００１６】
前記ギヤ連結機構２０には、一対の可動ギヤとしての第４ギヤ１４および第５ギヤ１５が、Ｂギヤとしての大歯車部１６ａに対して噛合する深さを規制するための機構、すなわち前記回転円板２１，２２の回転角範囲を制限するための回転角制限機構２６が付設されている。この回転角制限機構２６は、第２の回転円板２２の中心部から所定角度をもって半径方向に延びる如く植設された一対のアーム２７，２８が、前記第２ギヤ１２の軸心に設けたストッパーピン２９の両側に位置する如く配置されたものとなっている。かくして図２の（ａ）（ｂ）に示す如く、Ａギヤとしての小歯車部１３ｂの正回転または逆回転に伴ってアーム２７または２８がストッパーピン２９に衝接したところで、第２の回転円板２２および第１の回転円板２１の回転が停止される。このため第４ギヤ１４および第５ギヤ１５が大歯車部１６ａに対して噛合する深さが適切な状態に規制される。
【００１７】
次に、図３を参照してイナーシャスプリング機構３０について説明する。このイナーシャスプリング機構３０は、駆動モータ１の回転軸１ａに固定された固定プーリ３１と、駆動モータ１の回転軸１ａに対し回転自在に嵌め込まれた第１ギヤ１１の一端部に形成されているフランジ部３２とが対向している領域に、コイルスプリングからなるイナーシャスプリング３３を介在させ、このイナーシャスプリング３３の両端を上記固定プーリ３１およびフランジ部３２の各爪部Ｖ，Ｗに対して以下述べるような手段を用いて係止したものである。
【００１８】
図３に示す如く、イナーシャスプリング３３の両端は、コイル巻回方向に対して反対方向へそれぞれＵターンする如く屈曲された引っ掛け部３３ａ，３３ｂとなっている。また固定プーリ３１及びフランジ部３２の対向面には、それぞれ爪部ＶおよびＷが突設されている。これらの爪部ＶおよびＷはいずれも回転軸１ａと平行に設けられており、且つ互いに微小間隙をもって重なり合う態様をとり得るように形成されている。そこで上記態様をとっている爪部Ｖ，Ｗを一緒に抱き込むような形態で前記引っ掛け部３３ａ，３３ｂを取付ける。こうすることにより、イナーシャスプリング３３の両端が、固定プーリ３１およびフランジ部３２の各爪部Ｖ，Ｗに対して係止された状態となる。
【００１９】
「動作」
次に上記の如く構成された車両ドアロック機構用アクチュエータの動作を説明する。
【００２０】
［ロック操作］
車両ドアをロック状態となすべく、電源をＯＮとなし、駆動モータ１を正回転させると、同モータ１の回転力がイナーシャスプリング機構３０により緩衝されて、比較的ソフトな形で減速ギヤ機構２に伝達される。すなわち駆動モータ１が正回転を始めると、回転軸１ａと共に固定プーリ３１が回転を始める。このとき第１ギヤ１１には、減速ギヤ機構２の少なくとも一部が負荷として結合されているため、第１ギヤ１１及びそのフランジ部３２は回転しにくい状態に保たれている。このため駆動モータ１の回転初期において、まず固定プーリ３１に設けてある爪部Ｖとフランジ部３２に設けてある爪部Ｗとの重なり状態に相対的なずれが生じる。そうするとイナーシャスプリング３３の一方の引っ掛け部３３ａと他方の引っ掛け部３３ｂとが、上記爪部ＶとＷとによって引き離されることになる。この時、イナーシャスプリング３３自体としては、そのコイル径が絞られ圧縮される方向に変形する。この圧縮変形によって発生する反発力が減速ギヤ機構２の負荷の大きさを上回ると、第１ギヤ１１〜第３ギヤ１３が回転を始めることになる。この結果、駆動モータ１に加わる負荷の急峻な立上がりが緩和されることになる。
【００２１】
Ａギヤである第３ギヤ１３の小歯車部１３ｂが正回転を始めると、第４ギヤ１４及び第５ギヤ１５が回転円板２１，２２を回転させながら小歯車部１３ｂの周囲を図２において右回りに公転する。この公転によりギヤ位置が移動する過程で例えば図２の（ａ）に示す如く、第４ギヤ１４がＢギヤである第６ギヤ１６の大歯車部１６ａに接触して噛合状態となる。この時の噛合の深さは、アーム２８がストッパーピン２９に衝接することによって回転円板２１，２２の回転角範囲が制限されるため、適切な深さに規制されることになる。
【００２２】
駆動モータ１の回転が継続することにより、Ａギヤである第３ギヤ１３の小歯車部１３ｂの回転が可動ギヤである第４ギヤ１４を介してＢギヤである大歯車部１６ａに伝えられ、更に第７ギヤ１７に伝えられて出力軸３を回転させる。その結果、ドアロック機構がロック操作され、車両ドアがロック状態となる。
【００２３】
このような状態になると同時に或いはその直前に、例えばリミットスイッチ等の働きにより、駆動モータ１の電源が断たれる。このため同モータ１は回転を停止する。駆動モータ１が回転を停止すると、圧縮状態とされたイナーシャスプリング３３の復元力が駆動モータ１に伝達される。このため駆動モータ１が逆回転する。これに伴い、減速ギヤ機構２も若干逆回転する。したがって第４ギヤ１４は第６ギヤ１６の大歯車部１６ａから分離する方向へ移動する。
【００２４】
ここで出力軸３をマニュアル操作により逆回転させると、第７ギヤ１７及び第６ギヤ１６が逆回転する。この結果、第４ギヤ１４が第６ギヤ１６の大歯車部１６ａから完全に分離された状態になる。このため出力軸側が駆動モータ側とは切り離され、フリーな状態となる。従って外部からドアロック機構の手動操作を簡単に行なうことが可能となる。
【００２５】
「アンロック操作」
次に車両ドアをアンロック状態となすべく、駆動モータ１を逆回転させると、その回転力はロック操作の場合と同様にイナーシヤスプリング機構３０を介して減速ギヤ機構２に伝わる。この結果、第１ギヤ１１〜第３ギヤ１３が前述の場合とは逆の方向へ回転する。
【００２６】
Ａギヤである第３ギヤ１３の小歯車部１３ｂが逆回転を始めると、第４ギヤ１４及び第５ギヤ１５が回転円板２１，２２を回転させながら小歯車部１３ｂの周囲を図２において左回りに公転する。この公転によりギヤ位置が移動する過程で例えば図２の（ｂ）に示す如く、第５ギヤ１５がＢギヤである第６ギヤ１６の大歯車部１６ａに接触して噛合状態となる。この時の噛合の深さは、アーム２７がストッパーピン２９に衝接することによって回転円板２１，２２の回転角範囲が制限されるため、適切な深さに規制されることになる。
【００２７】
引き続いて駆動モータ１の回転が続くことにより、Ａギヤである第３ギヤ１３の小歯車部１３ｂの回転が、可動ギヤである第５ギヤ１５を介してＢギヤである第６ギヤ１６の大歯車部１６ａに伝達され、さらに第７ギヤ１７に伝わり、出力軸３を回転させる。その結果、ドアロック機構がアンロック操作され、車両ドアがアンロック状態となる。
【００２８】
このような状態になると同時に或いはその直前に、前述の場合と同様に、例えばリミットスイッチ等が働いて、駆動モータ１の電源が断たれる。このため同モータ１は回転を停止する。駆動モータ１が回転を停止すると、前述の場合と同様に圧縮状態とされたイナーシャスプリング３３の復元力が駆動モータ１に伝達され、同モータ１が逆回転する。これに伴い、減速ギヤ機構２も若干逆回転する。したがって第５ギヤ１５は第６ギヤ１６の大歯車部１６ａから分離する方向へ移動する。
【００２９】
ここで出力軸３をマニュアル操作により正回転させると、第７ギヤ１７及び第６ギヤ１６が正回転する。この結果、第４ギヤ１４が第６ギヤ１６の大歯車部１６ａから完全に分離された状態になる。このため出力軸側が、駆動モータ側とは切り離され、フリーな状態となる。従って外部からドアロック機構の手動操作を簡単に行なうことが可能となる。
【００３０】
（変形例）
実施形態に示された車両ドアロック機構用アクチュエータは、下記の変形例を含んでいる。
【００３１】
・ロック操作専用またはアンロック操作専用の可動ギヤを１個だけ設け、ロック操作またはアンロック操作については自動操作し、その復帰操作はマニュアル操作で行なうようにしたもの。
【００３２】
・ギヤ連結機構２０を第６ギヤ１６と第７ギヤ１７との間に設けたもの。
【００３３】
・第１ギヤ１１及びこれに噛合する第２ギヤの大歯車部１２ａ等を斜歯ギヤで形成することにより、強度の増加をはかったもの。
【００３４】
（実施形態における特徴点）
［１］実施形態に示された車両ドアロック機構用アクチュエータは、
駆動モータ(1) と、
この駆動モータ(1) の回転を減速する減速ギヤ機構(2) と、
この減速ギヤ機構(2) により減速された回転をドアロック機構に伝える出力軸(3) と、
前記減速ギヤ機構(2) に介在し、回転力伝達動作に連動して、モータ(1) 側に位置するＡギヤ(13b) と出力軸(3) 側に位置するＢギヤ(16a) との間を結合または分離する如く設けられたギヤ連結機構(20)と、
を備え、前記ギヤ連結機構(20)は、
前記Ａギヤ(13b) と同心的に配置され、且つ前記Ａギヤ(13b) の回転とは無関係に回転自在な如く設けられた回転板(21,22) と、
この回転板(21,22) に、回転可能で且つ前記Ａギヤ(13b) に対して噛合状態となるように軸支され、前記Ａギヤ(13b) の回転に伴って前記回転板(21,22) を当該Ａギヤ(13b) の軸心を中心として回転させながら上記Ａギヤ(13b) の周囲を公転し、この公転による位置移動の過程で前記Ｂギヤ(16a) に接して噛合し、前記Ａギヤ(13b) の回転を前記Ｂギヤ(16a) に伝達する如く設けられた可動ギヤ(14 又は15) と、
からなることを特徴としている。
【００３５】
［２］実施形態に示された車両ドアロック機構用アクチュエータは、
駆動モータ(1) と、
この駆動モータ(1) の回転を減速する減速ギヤ機構(2) と、
この減速ギヤ機構(2) により減速された回転をドアロック機構に伝える出力軸(3) と、
前記減速ギヤ機構(2) に介在し、回転力伝達動作に連動して、モータ(1) 側に位置するＡギヤ(13b) と出力軸(3) 側に位置するＢギヤ(16a) との間を結合または分離する如く設けられたギヤ連結機構(20)と、
を備え、前記ギヤ連結機構(20)は、
前記Ａギヤ(13b) と同心的に配置され、且つ前記Ａギヤ(13b) の回転とは無関係に回転自在な如く設けられた回転板(21,22) と、
この回転板(21,22) の同一回転軌跡上の所定角度（θ）を隔てた二点に、それぞれ回転可能で且つ前記Ａギヤ(13b) に対しそれぞれ噛合状態となるように軸支され、前記Ａギヤ(13b) の正回転または逆回転に伴って前記回転板(21,22) を当該Ａギヤ(13b) の軸心を中心として正方向または逆方向に回転させながら上記Ａギヤ(13b) の周囲を公転し、この公転による位置移動の過程で一方または他方が前記Ｂギヤ(16a) に対して選択的に接して噛合し、前記Ａギヤ(13b) の回転を前記Ｂギヤ(16a) に伝達する如く設けられた同一径および同一歯数を有する一対の可動ギヤ(14,15) と、
からなることを特徴としている。
【００３６】
［３］実施形態に示された車両ドアロック機構用アクチュエータは、前記［１］または［２］に記載したアクチュエータであって、
前記駆動モータ(1) の回転軸(1a)と、この回転軸(1a)の回転を伝えられる前記減速ギヤ機構(2) における第１ギヤ(11)との間を、イナーシャスプリング(33)を介して結合したことを特徴としている。
【００３７】
［４］実施形態に示された車両ドアロック機構用アクチュエータは、前記［１］または［２］に記載したアクチュエータであって、
前記可動ギヤ(14,15) が、前記Ｂギヤ(16a) に対して噛合する深さを規制する如く、前記回転板(21,22) の回転角範囲を制限する回転角制限機構(26)を備えたことを特徴としている。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、車両ドアロック機構を、通電時においては強力なパワーで自動操作できると共に、減速ギヤ機構に介在させたギヤ連結機構等により、回転力伝達動作に連動してギヤ間の結合又は分離を行なうようにしたので、非通電時においては非常に小さな力で確実に手動操作することができ、しかも従来のような電磁クラッチ機構を用いないので比較的安価に製作可能であり、スライド式車両ドアのドアロック機構用等として極めて好適な車両ドアロック機構用アクチュエータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両ドアロック機構用アクチュエータの主要部の構成を示す図で、（ａ）は一部を仮想線で示した上面図、（ｂ）は側面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両ドアロック機構用アクチュエータにおけるギヤ連結機構の構成および動作説明図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る車両ドアロック機構用アクチュエータにおけるイナーシャスプリング機構の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１…駆動モータ
２…減速ギヤ機構
３…出力軸
１１〜１３…第１〜第３ギヤ
１３ｂ…第３ギヤの小歯車部（Ａギヤ）
１４，１５…第４，第５ギヤ（可動ギヤ）
１６，１７…第６，第７ギヤ
１６ａ…第６ギヤの大歯車部（Ｂギヤ）
２０…ギヤ連結機構
２１，２２…第１，第２の回転円板
２３，２４，２５…軸
２７，２８…アーム
２９…ストッパーピン
３０…イナーシャスプリング機構
３１…固定プーリ
３２…フランジ部
３３…イナーシャスプリング

Claims

駆動モータと、
この駆動モータの回転を減速する減速ギヤ機構と、
この減速ギヤ機構により減速された回転をドアロック機構に伝える出力軸と、
前記減速ギヤ機構に介在し、回転力伝達動作に連動して、モータ側に位置するＡギヤと出力軸側に位置するＢギヤとの間を結合または分離する如く設けられたギヤ連結機構と、
を備え、前記ギヤ連結機構は、
前記Ａギヤと同心的に配置され、且つ前記Ａギヤの回転とは無関係に回転自在な如く設けられた回転板と、
この回転板の同一回転軌跡上の所定角度を隔てた二点に、それぞれ回転可能で且つ前記Ａギヤに対しそれぞれ噛合状態となるように軸支され、前記Ａギヤの正回転または逆回転に伴って前記回転板を当該Ａギヤの軸心を中心として正方向または逆方向に回転させながら上記Ａギヤの周囲を公転し、この公転による位置移動の過程で一方または他方が前記Ｂギヤに対して選択的に接して噛合し、前記Ａギヤの回転を前記Ｂギヤに伝達する如く設けられた同一径および同一歯数を有する一対の可動ギヤと、
前記可動ギヤが、前記Ｂギヤに対して噛合する深さを規制する如く、前記回転板の回転角範囲を制限する回転角制限機構と、
を備えたことを特徴とする車両ドアロック機構用アクチュエータ。
前記駆動モータの回転軸と、この回転軸の回転を伝えられる前記減速ギヤ機構における第１ギヤとの間を、イナーシャスプリングを介して結合したことを特徴とする請求項１に記載の車両ドアロック機構用アクチュエータ。
前記回転角制限機構は、前記回転板の中心部から所定角度をもって半径方向に延びる如く植設された一対のアームが、ストッパーピンの両側に位置する如く配置されたものであることを特徴とする請求項１に記載の車両ドアロック機構用アクチュエータ。