JP4533657B2

JP4533657B2 - ドア開閉装置

Info

Publication number: JP4533657B2
Application number: JP2004140257A
Authority: JP
Inventors: 寛文渡辺; 卓也覚前
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2024-05-10
Also published as: JP2005320785A

Description

本発明は、ドア開閉装置に関し、特に駆動源に係る回転を検出するための検出手段を備えたドア開閉装置に関するものである。

例えば、車両本体の側方に設けたスライドドアを開閉する開閉装置が構成してある。開閉装置は、駆動部に係り、モータの駆動力がクラッチ機構を介して回転シャフトに伝達される。そして、回転シャフトが回転することによってスライドドアをスライド動作させる。この開閉装置は、回転シャフトをケースに回転自在に支持してある。ケース内において、回転シャフトには、一体回転する出力ギアおよびロータが支持してある。また、ケース内において、回転シャフトには、当該回転シャフトに相対回転自在であってロータと係脱自在な可動プレートが支持してある。可動プレートには、アーマチュアが固定してある。また、ケース内には、ロータを挟んでアーマチュアと対向配置されてアーマチュアおよびロータとで磁気的な閉ループを形成してアーマチュアをロータに向かって吸引して可動プレートをロータと係合させる電磁コイル体が固定してある。さらに、駆動装置は、ケース内において、ロータの外周縁の閉ループ外に固定配置された環状の磁性体と、磁性体の外周面と対向するホール素子とを備えてロータの回転を検出する回転センサを有している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１７９２３３号公報

従来のドア開閉装置では、磁性体がロータの外周縁に固定配置してあるために、当該磁性体が駆動部の最も外周位置に配置されて大きな環状を呈することになる。また、回転センサは、磁性体の外周面に対向するホール素子によってロータの回転を検出する。このため、従来のドア開閉装置では、ロータの回転に際して回転シャフトの軸方向あるいは径外方向に磁性体とホール素子との距離が可変し易くなって、ロータの回転を検出する精度が低下してしまうという問題がある。

また、従来のドア開閉装置では、磁性体がロータの外周縁の閉ループ外に固定配置されているとしてあるが、閉ループは、電磁コイル体によってアーマチュアおよびロータとで形成するものである。すなわち、ロータに磁性体を設ける以上、実質的に当該磁性体が閉ループの影響を受ける位置にある。このため、従来のドア開閉装置では、磁気的な閉ループによって磁性体の磁束が変化して、ロータの回転を検出する精度が低下してしまうという問題がある。

また、従来のドア開閉装置では、駆動部の主構成をケース内に設けてモータと一体にした駆動ユニットを構成してあり、ケースがブラケットを介して車両のボディに固定してある。すなわち、ケースは、必然的に剛性を有した金属製のものとなる。さらに、従来の駆動装置では、上述したように磁性体をロータの外周縁に固定配置して、当該磁性体の外周面に対向するホール素子をケース内に設けてある。このため、従来のドア開閉装置では、金属製のケースが回転シャフトの径外方向に大型となって装置全体の重量が嵩んでしまうという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みて、回転センサの検出精度を向上することができ、また装置全体を小型化しつつ軽量化を図ることが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、回転軸の周囲に電磁クラッチを配置してあり、駆動モータの駆動力が前記電磁クラッチを介して前記回転軸に伝達した当該回転軸の回転によってドアを動作させるドア開閉装置において、
前記電磁クラッチとは前記回転軸の軸方向に所定の間隔を空けて設けてあり当該回転軸の回転に伴って回転する盤状をなすマグネット盤と、前記マグネット盤の盤面に所定間隔をおいて対向配置したホール素子とを有した回転センサを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項２に係るドア開閉装置は、上記請求項１において、前記回転センサは、センサケースに内装され、前記ホール素子は、前記センサケースに対して固定され、前記センサケース内には、該センサケースの内壁面に設けられ、前記ホール素子と対向する前記マグネット盤の盤面に当接される支持突起と、前記マグネット盤と前記センサケースとの間に設けられ、前記マグネット盤を前記支持突起に当接する方向に付勢する圧縮バネと、を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項３に係るドア開閉装置は、上記請求項１または２において、前記駆動モータを装置基部に固定するモータベースと、前記回転センサを内装するセンサケースとを有し、前記モータベースの外部に前記回転軸の端部を延出して、当該回転軸の端部側に前記回転センサを配置する態様で前記センサケースを前記モータベースに取り付けてなることを特徴とする。

本発明に係るドア開閉装置は、回転センサについて、回転軸の一端部側に当該回転軸の回転に伴って回転する盤状をなす磁気部材を設けてあり、磁気部材の盤面に所定間隔をおいてホール素子を対向配置してある。このため、電磁クラッチが励磁されたときの磁界の影響を受けない位置に磁気部材およびホール素子を配置できる。この結果、回転センサの検出精度を向上することができる。

さらに、回転センサについて、磁気部材の盤面に所定間隔をおいてホール素子を対向配置してある。このため、磁気部材の回転軌跡が回転中心の径外方向に可変する事態が生じても、磁気部材とホール素子との相対距離が可変することがない。この結果、回転センサの検出精度を向上することができる。

本発明に係るドア開閉装置は、回転センサについて、支持手段によって磁気部材の位置がホール素子の位置に対して弾性を伴って支持される。このため、永久磁石とホール素子との相対距離が可変することがない。この結果、回転センサの検出精度を向上することができる。

本発明に係るドア開閉装置は、駆動モータを装置基部に固定するモータベースの外部に回転軸の端部を延出し、当該回転軸の端部側に回転センサを配置する態様で回転センサを内装したセンサケースをモータベースに取り付けてある。このため、装置基部に対して駆動モータを固定するために剛性および重量を有したモータベースの内部に回転センサを設ける構成と比較してモータベースが小型化される。この結果、ドア開閉装置を小型化しつつ軽量化を図ることができる。

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例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本発明に係るドア開閉装置の一実施例を示す概略図、図２はドア開閉装置を示す正面図、図３はドア開閉装置を示す背面図、図４はドア開閉装置を示す側面図、図５はドア開閉装置を示す断面図、図６は回転センサを示す拡大断面図である。

図１に示すように、本実施例におけるドア開閉装置は、自動車の車両本体（躯体）１と、車両本体１に形成した開口部１ａを閉塞する開閉体としてのドア（例えば跳ね上げ式バックドア）２との間に取り付けて、ドア２を開閉操作するものである。このドア開閉装置３は、駆動部３０とドア２との間に伝達部としての伝達ロッド４を介在してなる。そしてドア開閉装置３は、伝達ロッド４を介して駆動部３０の動力をドア２に伝達することによって当該ドア２を開閉する。

駆動部３０は、図２〜図５に示すようにドア開閉装置３の装置基部を構成するケーシング３Ａに、駆動源としての駆動モータ３１と、クラッチ３２と、駆動歯車群３３と、アーム３４と、回転センサ３５とを設けてなる。ケーシング３Ａは、板金を折り曲げ加工した正面カバー３Ａａと背面カバー３Ａｂとを合わせて形成してある。

駆動モータ３１は、図３〜図５に示すようにケーシング３Ａの外部であって、背面カバー３Ａｂ側に取り付けてある。駆動モータ３１は、背面カバー３Ａｂの板金の略中央部において出力軸（図示せず）を下方に向けて配置してある。駆動モータ３１の出力軸には、ウォームギア３１Ａが設けてある。この駆動モータ３１は、出力軸およびウォームギア３１Ａを内装する金属（例えばアルミ合金）製のモータベース３６を有している。モータベース３６は、ボルト３６Ａによってケーシング３Ａの背面カバー３Ａｂに固定してある。

クラッチ３２は、図５に示すように電磁クラッチとして構成してある。クラッチ３２は、合成樹脂製のクラッチケース３７に内装してある。クラッチケース３７は、モータベース３６と背面カバー３Ａｂとの間に介在してあって、モータベース３６とともに背面カバー３Ａｂに固定してある。

このクラッチ３２は、回転軸３２Ａと、ウォームホイール３２Ｂと、アーマチュア３２Ｃと、ロータ３２Ｄと、コイル部３２Ｅとからなる。回転軸３２Ａは、駆動モータ３１の出力軸に対して直交する形態で一端側がモータベース３６に対して回転可能に支承してあり、他端側がケーシング３Ａの背面カバー３Ａｂに対して回転可能に支承してある。ウォームホイール３２Ｂは、回転軸３２Ａに対して相対的に回転可能に挿通してあり、駆動モータ３１のウォームギア３１Ａと噛合してある。アーマチュア３２Ｃは、磁性体によって円盤状に形成してあり、回転軸３２Ａに対して相対的に回転可能に挿通してある。アーマチュア３２Ｃは、回転軸３２Ａの軸線方向に移動し、かつ、ウォームホイール３２Ｂと一体に回転する態様でウォームホイール３２Ｂに係合して設けてある。ロータ３２Ｄは、回転軸３２Ａに対して固定してあり、アーマチュア３２Ｃと対峙して設けてある。コイル部３２Ｅは、回転軸３２Ａの周りに配置してあり、アーマチュア３２Ｃとの間にロータ３２Ｄを挟む態様で設けてある。また、回転軸３２Ａの一端は、モータベース３６から延出してあり、回転軸３２Ａの他端は、ケーシング３Ａの内部に延在してある。このように、クラッチ３２は、回転軸３２Ａの周囲に配置してある。

上記クラッチ３２は、コイル部３２Ｅが励磁されると、当該コイル部３２Ｅ側にアーマチュア３２Ｃが吸引されてロータ３２Ｄと摩擦係合する。これにより、ウォームギア３１Ａおよびウォームホイール３２Ｂを介した駆動モータ３１の駆動力がロータ３２Ｄを介して回転軸３２Ａに伝達されて当該回転軸３２Ａが回転することになる。一方、コイル部３２Ｅの励磁が開放されると、アーマチュア３２Ｃとロータ３２Ｄとが離間する。これにより、駆動モータ３１と回転軸３２Ａとの相対的な動力の伝達が解かれることになる。

駆動歯車群３３は、図３に示すように出力ギア３３Ａと、中間ギア３３Ｂと、駆動ギア３３Ｃとからなる。出力ギア３３Ａは、ケーシング３Ａの内部において回転軸３２Ａの他端に固定してある。中間ギア３３Ｂは、ケーシング３Ａの内部に支承してあり、２つの歯車３３Ｂａ，３３Ｂｂを重合して設けてある。一方の歯車３３Ｂａは、出力ギア３３Ａに噛合してある。他方の歯車３３Ｂｂは、駆動ギア３３Ｃに噛合してある。駆動ギア３３Ｃは、ケーシング３Ａの内部に駆動軸３８を介して支承してある。駆動ギア３３Ｃは駆動軸３８に対して固定してある。この駆動軸３８は、ケーシング３Ａの正面側に延出してある。

上記駆動歯車群３３は、駆動モータ３１の駆動力がクラッチ３２を介して回転軸３２Ａに伝達されたときに、回転軸３２Ａの回転にしたがって出力ギア３３Ａ、中間ギア３３Ｂの一方の歯車３３Ｂａ、中間ギアの他方の歯車３３Ｂｂ、駆動ギア３３Ｃを介して駆動軸３８が回転する。

アーム３４は、図２、図４および図５に示すようにその基端３４Ａが、ケーシング３Ａの正面側に延出した駆動軸３８に固定してある。すなわち、アーム３４は、駆動軸３８の回転に応じて回動することになる。アーム３４の回動端３４Ｂには、伝達ロッド４が取り付けてある。伝達ロッド４は、図１、図２および図４に示すように長手棒状に形成してあり、一端４Ａがアーム３４の回動端３４Ｂに取り付けてあり、他端４Ｂがドア２に取り付けてある。この伝達ロッド４は、駆動部３０のアーム３４の回動に伴い、ドア２を開方向あるいは閉方向に移動させる。

回転センサ３５は、図５および図６に示すようにモータベース３６の背面側に取り付けた合成樹脂製のセンサケース３９に内装してある。図６に示すようにセンサケース３９は、上側ケース３９Ａと、下側ケース３９Ｂとに分割形成してあり、その間の収容空間に、回転センサ３５を構成するセンサギア３５Ａと、マグネット盤３５Ｂと、センサ部３５Ｃとを内装してある。

センサギア３５Ａは、モータベース３６の外部に延出した回転軸３２Ａの一端部に固定してある。

マグネット盤３５Ｂは、センサケース３９に対して回転可能に支承された支持軸３５Ｂａを有している。支持軸３５Ｂａは、上側ケース３９Ａに上端部を支持され、下側ケース３９Ｂに下端部を支持されている。支持軸３５Ｂａには、センサギア３５Ａと噛合する噛合歯３５Ｂｂが設けてある。さらに、図６に示すように支持軸３５Ｂａの下端部には、下側ケース３９Ｂとの間に圧縮バネ３５Ｂｃが介在してある。すなわち、マグネット盤３５Ｂは、圧縮バネ３５Ｂｃによって上方に弾性付勢されている。また、マグネット盤３５Ｂは、支持軸３５Ｂａの径外方向に延在して円盤状に形成してある磁気部材としての永久磁石３５Ｂｄを有している。永久磁石３５Ｂｄは、支持軸３５Ｂａの径外方向に延在する円盤状の少なくとも外周部分をなす形態で設けてある。

センサ部３５Ｃは、上側ケース３９Ａに固定されたセンサ基板３５Ｃａを有している。センサ基板３５Ｃａの下面には、２個のホール素子（ホールＩＣ）３５Ｃｂが設けてある。各ホール素子３５Ｃｂは、マグネット盤３５Ｂにおける永久磁石３５Ｂｄの盤面（上面）にそれぞれ対向配置してある。

ここで、上側ケース３９Ａの内壁面には、支持突起３９Ａａが設けてある。支持突起３９Ａａは、圧縮バネ３５Ｂｃによって弾性付勢されたマグネット盤３５Ｂの円盤状の部位に当接している。このため、永久磁石３５Ｂｄとホール素子３５Ｃｂとが所定間隔をおいて互いに対向配置されることになる。この所定間隔とは、ホール素子３５Ｃｂが永久磁石３５Ｂｄの磁束の通過を検出して電圧として出力するために適した間隔である。このように、圧縮バネ３５Ｂｃと支持突起３９Ａａとによりホール素子３５Ｃｂの位置に対して永久磁石３５Ｂｄの位置を弾性的に支持する支持手段を構成してある。

上記回転センサ３５は、下側ケース３９Ｂにセンサギア３５Ａを通す開口穴３９Ｂａが設けてある。センサケース３９は、開口穴３９Ｂａを介してセンサギア３５Ａを内部に挿通する態様でモータベース３６の上面に対して固定ネジ３９Ｃ（図３参照）によって固定される。このとき、センサギア３５Ａは、マグネット盤３５Ｂの噛合歯３５Ｂｂと互いに噛合する。そして、回転センサ３５は、駆動モータ３１の駆動力がクラッチ３２を介して回転軸３２Ａに伝達されたときに、回転軸３２Ａの回転にしたがってセンサギア３５Ａが回転する。そして、センサギア３５Ａの回転に伴ってマグネット盤３５Ｂが回転し、この回転をセンサ部３５Ｃの各ホール素子３５Ｃｂによって検出する。各ホール素子３５Ｃｂは、それぞれ位相の異なるパルスを得る。これにより、回転センサ３５では、ドア２の開閉位置、開閉速度、開閉方向を検出することができる。なお、本ドア開閉装置３を用いず手動でドア２の開閉を行う場合でも、アーム３４が回動して駆動歯車群３３を介して回転軸３２Ａが回転し、マグネット盤３５Ｂが回転する。これにより、手動によるドア２の開閉時でもドア２の開閉位置、開閉速度、開閉方向を検出することができる。このように手動によるドア２の開閉でドア２の開閉位置、開閉速度、開閉方向を検出することにより、例えば手動で開放したドア２をドア開閉装置３で閉塞するときにドア２の状態が認識できる。その他、手動によってドア２を途中開放位置にした状態からドア開閉装置３で追従して開閉するときにもドア２の状態が認識できる。さらに、ドア２の開閉位置、開閉速度、開閉方向の検出は、挟み込み時の反転、デューティー制御（ＰＷＭ制御）にも用いることができる。

したがって、上述したドア開閉装置３では、回転センサ３５について、マグネット盤３５Ｂが回転軸３２Ａの一端部側に設けてあって、当該回転軸３２Ａの回転に伴って回転する盤状をなす永久磁石３５Ｂｄを有している。そして、回転センサ３５は、永久磁石３５Ｂｄの盤面に所定間隔をおいて対向配置したホール素子３５Ｃｂを有している。このため、クラッチ３２におけるコイル部３２Ｅが励磁されたときの磁界の影響を受けない位置にマグネット盤３５Ｂおよびホール素子３５Ｃｂを配置することが可能になる。この結果、回転センサ３５の検出精度が向上することになる。

また、回転センサ３５は、永久磁石３５Ｂｄの盤面に所定間隔をおいて対向配置したホール素子３５Ｃｂを有している。このため、マグネット盤３５Ｂが支持軸３５Ｂａを中心として回転する際に、永久磁石３５Ｂｄの回転軌跡が支持軸３５Ｂａの径外方向に可変する事態が生じても、永久磁石３５Ｂｄとホール素子３５Ｃｂとの相対距離が可変することがない。この結果、回転センサ３５の検出精度が向上することになる。

また、回転センサ３５は、永久磁石３５Ｂｄとホール素子３５Ｃｂとが、圧縮バネ３５Ｂｃの弾性付勢力によって所定間隔をおいて配置される。このため、支持軸３５Ｂａの軸方向に対して永久磁石３５Ｂｄとホール素子３５Ｃｂとの相対距離が可変することがない。この結果、回転センサ３５の検出精度が向上することになる。

また、回転センサ３５は、駆動モータ３１におけるモータベース３６の外部に延出した回転軸３２Ａの一端部側に配置してあり、合成樹脂製のセンサケース３９に内装されてモータベース３６に取り付けてある。このため、ドア開閉装置３の装置基部を構成するケーシング３Ａに対して駆動モータ３１を固定する金属製のモータベース３６が小型化される。この結果、ドア開閉装置３を小型化しつつ軽量化を図ることが可能になる。

また、回転センサ３５は、駆動モータ３１におけるモータベース３６の外部に延出した回転軸３２Ａの一端部側に配置してあり、合成樹脂製のセンサケース３９に内装されてモータベース３６に取り付けてある。このため、センサケース３９に内装してあるセンサ基板３５Ｃａにドア開閉装置３を制御するためのコントローラ（図示せず）を搭載することが可能になる。すなわち、金属製のモータベース３６を大型化することなくコントローラをドア開閉装置３の構成要素内に配置できる。この結果、ドア開閉装置３を小型化しつつ軽量化を図ることが可能になる。

なお、上述した実施例では、回転軸３２Ａの一端部にセンサギア３５Ａを設けて、当該センサギア３５Ａにマグネット盤３５Ｂを噛合して、センサギア３５Ａを介して回転軸３２Ａの回転をマグネット盤３５Ｂの回転として得ている。これに限らず、回転軸３２Ａの回転にマグネット盤３５Ｂを設けてもよい。

本発明に係るドア開閉装置の一実施例を示す概略図である。ドア開閉装置を示す正面図である。ドア開閉装置を示す背面図である。ドア開閉装置を示す側面図である。ドア開閉装置を示す断面図である。回転センサを示す拡大断面図である。

符号の説明

１車両本体
１ａ開口部
２ドア
３ドア開閉装置
３Ａケーシング
３Ａａ正面カバー
３Ａｂ背面カバー
３０駆動部
３１駆動モータ
３１Ａウォームギア
３２クラッチ
３２Ａ回転軸
３２Ｂウォームホイール
３２Ｃアーマチュア
３２Ｄロータ
３２Ｅコイル部
３３駆動歯車群
３３Ａ出力ギア
３３Ｂ中間ギア
３３Ｂａ，３３Ｂｂ歯車
３３Ｃ駆動ギア
３４アーム
３４Ａ基端
３４Ｂ回動端
３５回転センサ
３５Ａセンサギア
３５Ｂマグネット盤
３５Ｂａ支持軸
３５Ｂｂ噛合歯
３５Ｂｃ圧縮バネ
３５Ｂｄ永久磁石
３５Ｃセンサ部
３５Ｃａセンサ基板
３５Ｃｂホール素子
３６モータベース
３６Ａボルト
３７クラッチケース
３８駆動軸
３９センサケース
３９Ａ上側ケース
３９Ａａ支持突起
３９Ｂ下側ケース
３９Ｂａ開口穴
３９Ｃ固定ネジ
４伝達ロッド
４Ａ一端
４Ｂ他端

Claims

回転軸（３２Ａ）の周囲に電磁クラッチ（３２）が配置され、駆動モータ（３１）の駆動力が前記電磁クラッチ（３２）を介して伝達される前記回転軸（３２Ａ）の回転によってドア（２）を動作させるドア開閉装置において、
センサケース（３９）に内装され、
前記電磁クラッチ（３２）とは前記回転軸（３２Ａ）の軸方向に所定の間隔を空けて設けられ、前記回転軸（３２Ａ）の回転に伴って回転するマグネット盤（３５Ｂ）と、
前記センサケース（３９）に対して固定され、前記マグネット盤（３５Ｂ）の盤面に所定間隔をおいて対向配置したホール素子（３５Ｃｂ）と、
前記センサケース（３９）の内壁面に設けられ、前記ホール素子（３５Ｃｂ）と対向する前記マグネット盤（３５Ｂ）の盤面に当接される支持突起（３９Ａａ）と、
前記マグネット盤（３５Ｂ）と前記センサケース（３９）との間に設けられ、前記マグネット盤（３５Ｂ）を前記支持突起（３９Ａａ）に当接する方向に付勢する圧縮バネ（３５Ｂｃ）と、
を有した回転センサ（３５）を備えたことを特徴とするドア開閉装置。
回転軸（３２Ａ）の周囲に電磁クラッチ（３２）が配置され、駆動モータ（３１）の駆動力が前記電磁クラッチ（３２）を介して伝達される前記回転軸（３２Ａ）の回転によってドア（２）を動作させるドア開閉装置において、
前記電磁クラッチ（３２）とは前記回転軸（３２Ａ）の軸方向に所定の間隔を空けて設けられ、前記回転軸（３２Ａ）の回転に伴って回転するマグネット盤（３５Ｂ）と、前記センサケース（３９）に対して固定され、前記マグネット盤（３５Ｂ）の盤面に所定間隔をおいて対向配置したホール素子（３５Ｃｂ）とを有する回転センサ（３５）と、
前記駆動モータ（３１）を装置基部（３Ａ）に固定するモータベース（３６）と、
前記回転センサ（３５）を内装するセンサケース（３９）と、
を備え、前記モータベース（３６）の外部に延出した前記回転軸（３２Ａ）の端部側に前記回転センサ（３５）を配置する態様で前記センサケース（３９）を前記モータベース（３６）に取り付けてなることを特徴とするドア開閉装置。