JP4828768B2 - コアレスモーター式ドア閉鎖装置 - Google Patents

Description

【０００１】
〔発明の分野〕
本発明は、自動車の構成部品を移動させるための装置に関する。更に詳細には、本発明は、自動車の囲み部へのアクセスを選択的に提供するのに使用されるアクチュエータに関する。
【０００２】
〔関連技術の説明〕
利便性によって特徴づけられる自動車を選択すること主流になっているので、購入者は、固有のデザイン及び／又は寸法による、主として乗用車と関連した一定の贅沢さを要求する。購入者が望む特徴の１つは、スライドドア及びリフトゲートの自動化された動きである。自動化された動きを提供する特徴は入手可能であるけれども、補助的な手動装置を収容するのに使用される機構のデザインは、性能及び機能性に欠けている。
【０００３】
米国特許第 5,144,769号は、自動ドア作動装置を開示している。この装置は、電気コントローラと自動車のオペレーターの両方による多くの制御を必要とする。手動操作による力を抑えるために、オペレーターがドアを電気的に作動させるのに使用する手動操作式シーソースイッチが開状態にあり、電流がモーターの中を流れることを防止する。この装置は、電流を発生させることはできないけれども、モーターの電機子の鉄芯が移動しなければならず、このことは、克服しなければならない慣性力及び磁気損失を生じさせよう。更に、ベルト及びモーターを使用する伝動装置によって発生した摩擦力に打ち勝つ考えはない。
【０００４】
〔発明の概要〕
自動化組立体が、自動車のドア装置に連結されるようになっている。自動化組立体は、自動車に固定されたフレームを含む。モーターが、フレームに固定され、動力を受入れるようになっている。モーターは、この動力を回転出力に変換する。モーターは、鉄を含まないコアを含む。一組のローラーが、予め決められた位置のところでフレームに固定される。連続ベルトが、一組のローラー及びモーターの周りに延びる。ベルトは、モーターが連続ベルト及びドア装置を開位置と閉位置との間で双方向に移動させるように、ドア装置に固定される。
【０００５】
本発明を、以下の詳細な説明を参照し且つ添付図面と関連して考えることによって理解するとき、本発明の利点は容易に認識されよう。
【０００６】
〔好ましい実施形態の詳細な説明〕
本発明の種々の実施形態を通じてプライム付きの同様の符号が同様の要素を表している図面を参照すれば、本発明１０は、概略的には、自動車１２用の閉鎖装置組立体である。ミニバン型自動車のスライドドア１４に組込まれ且つ／又はそれと関連して作動する本発明１０を説明するけれども、本発明１０がこの型式の閉鎖装置及び自動車に限定されないことを当業者は認識すべきである。
【０００７】
図２及び図３を参照すれば、コアレスモーターが全体的に符号１８で指示されている。コアレスモーター１８は、スライドドア１４を特定の基準フレーム即ちドア開口２０に対して自動的に移動させる組立体の中で使用されている。コアレスモーター１８は、ハウジング２２を含み、このハウジング２２内には、鉄を含まないディスク２４が収容されている。モーターブラシ(図示せず)が、電気リード(図示せず)を経て電流源に接続されている。ディスク２４は、モーター出力シャフト２６に固着されている。ピニオン歯車２８がモーター出力シャフト２６にとりつけられ、ピニオン歯車２８は、モーター出力シャフト２６と共に回転する。
【０００８】
ピニオン歯車２８は、駆動歯車３０を回転させる。ピニオン歯車２８と駆動歯車３０との比は、１：６乃至１：８である。これにより、ディスクの直径を、駆動歯車３０の直径とピニオン歯車２４の直径とが近似する場合にあり得るディスクの直径よりも小さい直径にすることを可能にする。好ましい実施形態では、ディスク２４は、約１０ｍｍの直径を有する。プーリ３２が駆動歯車３０に、両者の間に遅れ運動がないように固着される。プーリ３２は、引続いて説明するベルト３４を駆動する。
【０００９】
コアレスモーター１８は、磁束のための鉄材料を使用することなしに、磁気エアギャップ内に電機子コイル−ターン巻き部(図示せず)を備えた直流(ＤＣ)電動機である。磁束のための鉄芯がないことは、そうでないときに必要とされるディスクの直径よりも大きいディスクの直径を必要とする。しかしながらコアレスモーター１８を手動で、ブラシを通して流れる電流によって定まる方向と反対の方向に回転させるとき、コアレスモーター１８は、より少ない電流しか発生させない。同様に、コアレスモーター１８を作動させていないとき、より少ない電流しかコアレスモーター１８内に発生させない。従って、スライドドア１４を、自動開口の特徴を使用することなしに手動で移動させるのに、より小さい力しか必要としない。ブラシ式整流モーターについては、電機子はローターであり、界磁はステーターである。ブラシ無しモーターについては、界磁が回転し、電機子はステーターである。
【００１０】
電気コントローラ３６が、コアレスモーター１８を制御する。電気コントローラ３６は、自動車１２に対するベルト３４及びスライドドア１４の位置を決定するモーターエンコーダーセンサ３８からの入力を受け取ることによって、コアレスモーター１８を制御する。
【００１１】
スライドドアを手動で移動させるときのたるみをとるテンション装置４０が使用される。図２に示す実施形態では、テンション装置４０は、スプリング負荷を受けたプランジャー４２を備えたプーリである。図３に示す実施形態では、スプリング４２’は、２つのプーリ４４’間に延びている。スプリング４２’内に蓄積されたポテンシャルの量を特定するポテンショメータセンサ４６’が使用されている。スプリング４２’が釣り合い状態にないならば、電気コントローラ３６’は、スプリング４２’が釣り合い状態に戻るようにコアレスモーター１８’を作動させる。
【００１２】
戻り駆動力の存在を、インターフェース伝動装置、即ち、ピニオン歯車２８’、駆動歯車３０’及びプーリ３２’で感知するのが良い。その存在をいったん感知したら、その情報をフィードバックと同様の仕方で電気コントローラ３６’に戻すように伝え、それにより、電気コントローラ３６’がコアレスモーター１８’を作動させることを可能にする。このように、コアレスモーター１８’を、スライドドア１４’の運きに遅れないように作動させ、コアレスモーター１８’及びインターフェース伝動装置による損失にオペレータが手動で打ち勝つ必要をなくす。かかる運きを感知することが、図３に示すベルト経路を使用して達成される。ベルト経路の実施形態は、中央スプリング４１及びポテンショメータセンサ４６’を含む。ベルト３４’が１つの方向又は他の方向に押しやられるとき、中央スプリング４１は、釣り合い状態にない。この不釣り合いをポテンショメータセンサ４６’によって感知し、次いで、それを電気コントローラ３６’に伝えると、電気コントローラ３６’は、コアレスモーター１８’を作動させ、中央スプリング４１を釣り合い状態に戻そうとする。典型的にはオペレーターがスライドドア１４’を移動させることを止めることによって、いったん中央スプリング４１が落ち着いた状態に戻ったら、電気コントローラ３６’は、コアレスモーター１８’を停止させる。
【００１３】
図４乃至図６を参照すれば、本発明の第３の実施形態１０''が示されている。本発明は、自動車のスライドドア１４''を作動させるようになっている自動化組立体１０''である。自動化組立体１０''は、フレーム４８を含んでいる。フレーム４８は、スライドドア１４''が開位置と閉位置との間を移動するのに使用するトラック５０に対して可動である。フレーム４８は、ローラ(図示せず)を使用して、トラック５０に沿って摺動する。
【００１４】
コアレスモーター１８''は、フレーム４８に固定されている。コアレスモーター１８''は、その出力シャフト２６''を回転させてプーリ(図示せず)を移動させることによって、フレーム４８を移動させる。プーリは、フレーム４８がベルト３４''に沿って移動するようにフレーム４８を押しやる。この実施形態のベルト３４''は、連続ではない。ベルト３４''は、第１端部５２と、図４に符号５４で図式的に示す第２端部との間を湾曲した経路に沿って延びている。この実施形態では、ベルト３４''の湾曲した経路を通るようにベルト３４''を差し向ける３つの案内プーリ５６が図示されている。
【００１５】
図５を参照すれば、コアレスモーター１８''がフレーム４８に固着され、ピニオン歯車２８''を駆動している。ピニオン歯車２８''は、中間平歯車セット５８を駆動する。中間平歯車セット５８は、平歯車６０及び傘歯車６２を駆動する。
【００１６】
図６を参照すれば、下側ヒンジを有するスライドドア１４''が図示され、即ち、フレーム４８がスライドドア１４''に取付けられている。歯付き駆動プーリ６４自体をベルト３４''に沿って強制的に回転させることによって、歯付き駆動プーリ６４がスライドドア１４''を開位置と閉位置との間で駆動する。傘歯車６２は、第２の傘歯車６６を回転させ、この第２の傘歯車６６は、駆動シャフト６８を回転させ、この駆動シャフト６８は、歯付き駆動プーリ６４を駆動する。
【００１７】
図７乃至図１０を参照すれば、本発明の第４の実施形態'''が示されている。この実施形態のベルト３４'''は、第１及び第２の実施形態のように連続である。ベルト３４'''は、プーリ７０及びローラ７２に沿って走行する。取付けクリップ７４がスライドドア１４'''をベルト３４'''に対して単一の位置に固着する。従って、ベルト３４'''がその終端位置の間を移動するとき、スライドドア１４'''は、ベルト３４'''に追従する。
【００１８】
フレーム４８'''が、プーリ７０及びローラ７２を位置決めし、フレーム４８'''は、コアレスモーター１８'''に固着されている。フレーム４８'''及びコアレスモーター１８'''は、中間ブラケット７６及びモーターハウジング７８を経て互いに固着されている。中間ブラケット７６は、細長い開口８０を含み、この開口８０により、ベルト３４'''をコアレスモーター１８'''の周りに且つフレーム４８'''の周りに移動させる。
【００１９】
図１０は、ベルト３４'''を図示し、このベルト３４'''がどのようにフレーム４８'''に固着されているかを図示する。コアレスモーター１８'''がベルト３４'''をコアレスモーター１８'''の周りに移動させるとき、ベルト３４'''は、フレーム４８'''のチャンネル８４の中を通って移動する。位置決めクリップ７４'''は、上側クリップ８６と、下側クリップ８８とを含む。位置決めクリップ７４'''は、ベルト３４'''の一部分をクランプ止めする。スライドドア１４'''が開位置と閉位置との間を移動するとき、案内ローラー９０が、スライドドア１４'''を案内するのを助けるようにトラック５０'''の中を通って移動する。
【００２０】
ここに説明した実施形態の全てにおいて、本発明１０、１０’、１０''及び１０'''は、モジュールになるように設計されている。更に詳細には、自動化組立体１０、１０’、１０''及び１０'''は、スライドドア１４が自動で駆動されるようになっているか、または、スライドドア１４が正確に手動で操作されるようになっているかの選択肢を有するように設計された自動車の中に収まるように設計されている。これらの実施形態のいくつかのベルトを除いて、組立体全体が単一の存在として自動車に固着されるように設計されている。これにより、自動車１２への本発明１０の組立を簡単にする。
【００２１】
本発明を例示の仕方で説明した。使用した用語は、限定ではなく、本質的に
説明のための用語であることを理解すべきである。本発明の多くの変更例及び変形例が、上述の教示に照らして可能である。従って、特許請求の範囲の範囲内において、本発明が、特に説明した以外の発明として実施され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 側面スライドドアが開位置にある自動車の側面図である。
【図２】 本発明の第１の実施形態の平面図である。
【図３】 本発明の第２の実施形態の平面図である。
【図４】 本発明の第３の実施形態の、部分的に破断した平面図である。
【図５】 本発明の第３の実施形態を利用したフレームとモーターの側面断面図である。
【図６】 本発明の第３の実施形態を利用した、トラック内のフレームの一部分の側面断面図である。
【図７】 本発明の第４の実施形態の平面図である。
【図８】 本発明の第４の実施形態の分解斜視図である。
【図９】 本発明の第４の実施形態に組込んだモーターの分解斜視図である。
【図１０】 本発明の第４の実施形態に組込んだフレームの一部分の側面断面図である。

Claims (5)

1. ドア及びドア装置移動用のトラックを有する自動車のドア装置に連結されるように構成された自動化組立体であって、
   前記ドアに固定され且つ前記ドア装置のトラックと摺動自在に係合したフレームと、
   前記フレームに固定され、動力を受入れてこの動力を回転出力に変換するように構成されたモーターと、を有し、前記ドアが移動するとき、前記モーターは、前記ドアと一緒に移動可能であり、
   更に、前記フレームに沿う予め決められた位置で前記フレームに固定された一組の案内プーリと、
   第１端部と第２端部の間を延び且つ湾曲した経路を通るベルトと、を有し、前記第１端部及び前記第２端部の各々は、自動車に固着され、前記一組の案内プーリは、前記ベルトを前記湾曲した経路を通るように差し向け、
   更に、前記モーターによって駆動される歯付き駆動プーリを有し、
   前記モーターによって発生させた回転出力により、前記歯付き駆動プーリを前記ベルトに沿って強制的に回転させ、前記フレーム及び前記ドアを前記ベルトに沿って移動させ、それにより、前記ドアを前記トラックに沿って開位置と閉位置との間で移動させる、自動化組立体。
2. 更に、前記ドアを手動で移動させるときに前記ベルトのテンションを吸収するテンション装置を含む、請求項１記載の自動化組立体。
3. 前記モーターは、ピニオン歯車を含む、請求項２記載の自動化組立体。
4. 更に、前記ピニオン歯車と係合可能な駆動歯車を含む、請求項３記載の自動化組立体。
5. 自動車を開閉するための閉鎖装置組立体であって、
   自動車の開口を覆うように寸法決めされた閉鎖パネルと、
   自動車に固定され且つ開口に沿って延びるように構成されたトラックと、
   閉鎖パネルに固定され且つ前記トラックと摺動可能に係合するフレームと、
   前記フレームに固定され、動力を受入れてこの動力を回転出力に変換するように構成されたモーターと、を有し、前記ドアが移動するとき、前記モーターは、前記閉鎖パネルと一緒に移動可能であり、
   更に、前記フレームに沿う予め決められた位置で前記フレームに固定された一組の案内プーリと、
   第１端部と第２端部の間を延び且つ湾曲した経路を通るベルトと、を有し、前記第１端部及び前記第２端部の各々は、自動車に固着され、前記一組の案内プーリは、前記ベルトを前記湾曲した経路を通るように差し向け、
   前記モーターによって発生させた回転出力により、前記歯付き駆動プーリを前記ベルトに沿って強制的に回転させ、前記フレーム及び前記閉鎖パネルを前記ベルトに沿って移動させ、それにより、前記閉鎖パネルを前記トラックに沿って開位置と閉位置との間で移動させる、閉鎖装置組立体。

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