JP4906423B2

JP4906423B2 - 車両用自動開閉装置

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Publication number: JP4906423B2
Application number: JP2006201521A
Authority: JP
Inventors: 啓永井; 広樹黒岩; 隆久三浦
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2026-07-25
Also published as: JP2008025290A

Description

本発明は、車両に設けられる開閉体を自動的に開閉する車両用自動開閉装置に関する。

従来から、自動車等の車両に設けられるドア、ウインドガラス、サンルーフ、トランクリッド等の開閉体を電動モータを駆動源とする自動開閉装置により自動的に開閉するようにした技術が知られている。たとえば、車両の側部に設けられるスライドドアを自動的に開閉するようにした自動開閉装置では、スライドドアに接続されたケーブルをドラムに巻き付け、このドラムを電動モータで回転駆動することにより、当該スライドドアを自動開閉動作させるようにしている。

このような自動開閉装置に用いられる電動モータには、当該電動モータの回転を所望の回転数にまで減速するために減速機が取り付けられており、この減速機としてはギヤケースの内部にウォームギヤ機構を収容した構造のものが多く用いられている。ウォームギヤ機構は、電動モータにより回転駆動されるウォームとウォームに噛み合うウォームホイルとを備えており、ウォームホイルの回転はこれに同軸に配置される出力軸から出力される。出力軸の先端部はギヤケースから外部に突出し、その先端部には前述のドラム等の出力部材が取り付けられ、この出力部材を介して出力軸の動力がスライドドアに伝達される。また、ギヤケースの内部に、ウォームホイルと出力軸の間の動力伝達を断続する電磁クラッチを収容し、この電磁クラッチにより、自動開閉装置を自動開閉モードと手動開閉モードとに切替えるようにしたものも知られている。

一方、このような自動開閉装置では、出力軸の回転を回転センサにより検出し、当該回転センサにより検出された出力軸の回転に基づいて電動モータの作動を制御するようにしている。回転センサとしては、出力軸やこれとともに回転する部材に取り付けられる磁石等の被検出体と、被検出体に対向して配置される磁気センサ等の検出センサとを備えたものが知られている。例えば、特許文献１には、出力軸とともに回転するクラッチロータの外周部に被検出体であるマグネットを固定し、当該マグネットの移動経路の径方向外側に検出センサである磁気センサを配置するようにした自動開閉装置が記載されている。また、特許文献２には、出力軸に固定される被検出体をギヤケースの外側であって当該ギヤケースとドラムとの間に配置し、当該被検出体の外周側に検出センサを配置するようにした自動開閉装置が記載されている。

このような回転センサでは、検出センサは被検出体つまり出力軸の回転数に比例した周期のパルス信号を出力し、このパルス信号が制御装置に入力される。そして、制御装置は、入力されたパルス信号の周期から被検出体とともに回転する出力軸の回転数つまりスライドドアの移動速度を検出するとともにスライドドアが基準位置（例えば全閉位置）となったときを起点としてパルス信号を積算することによりスライドドアの開閉位置を検出し、これらの検出結果に基づいて電動モータの作動を制御するようになっている。
特開２０００−１７７３９１号公報特開２００６−２２５１３号公報

しかしながら、特許文献１に示される自動開閉装置では、被検出体や検出センサがギヤケースの内部に収容されるので、特別に防水処理を施す必要はないが、被検出体と検出センサがクラッチロータに対して径方向に並べて配置されているので、ギヤケースの径方向寸法が大きくなり、これにより、自動開閉装置が大型化することになる。

一方、特許文献２に示される自動開閉装置では、被検出体をクラッチ機構やドラム等に対して軸方向に並べて配置するようにしているので、ギヤケースの径方向寸法を小さくすることができるが、その分、出力軸の軸方向寸法が大きくなり、これにより、自動開閉装置が大型化することになる。また、被検出体や検出センサがギヤケースの外側に配置されるので、ケーブルを伝って侵入する雨水等に対する防水構造を設ける必要があり、この自動開閉装置の構造が複雑化することになる。さらに、特許文献２に開示されるような電磁クラッチにおいては、クラッチコイルへの通電により、クラッチヨーク、ロータ、アーマチュアを介して磁束経路が形成されることになるが、この構造においては、電磁クラッチのアーマチュアは出力軸の基端部（フランジ部）と磁性体同士によるスプライン結合構造となっており、この結合部位からの漏れ磁束が出力軸を介して被検出体へ影響することを考慮して、被検出体の被検出部（マグネット）を出力軸から離間させるようにしているが、これによっても被検出体の径方向寸法が大きくなって、自動開閉装置を小型化する上での課題となっていた。

本発明の目的は、出力軸の回転を検出するための被検出体と検出センサとを備えた車両用自動開閉装置を小型化することにある。

本発明の車両用自動開閉装置は、車両に設けられる開閉体を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、回転軸を備えた電動モータと、前記回転軸と一体回転可能に設けられたウォームと、外周に設けられるギヤ部において前記ウォームに噛み合うウォームホイルと、前記ウォームと前記ウォームホイルとにより構成される減速機構を収容するギヤケースと、前記ウォームホイルと同軸に前記ギヤケースに回転自在に支持され、前記ウォームホイルが相対回転自在に取り付けられた出力軸と、前記ギヤケースの内部に設けられ、かつ、前記ウォームホイルと前記出力軸との間の動力伝達を断続するクラッチ機構と、前記出力軸の前記ギヤケースの外側に突出する先端部に固定され、前記出力軸の動力を前記開閉体に伝達して前記開閉体を開閉させる出力部材と、前記ウォームホイルに設けられ、かつ、そのウォームホイルの軸心を中心として軸方向に凹む凹部と、前記凹部の内部に位置して前記出力軸に固定され、前記出力軸とともに回転する被検出体と、前記被検出体に対向して前記ギヤケースの内部に配置され、前記被検出体とともに回転する前記出力軸の回転を検出する検出センサと、前記電動モータと前記検出センサとに接続され、前記検出センサの検出信号に基づいて前記開閉体の開閉位置を検出する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記クラッチ機構が動力伝達状態になると、前記電動モータの動力により前記開閉体が自動開閉動作される自動開閉モードと、前記クラッチ機構が動力遮断状態になると、手動による前記開閉体の開閉操作が可能となる手動開閉モードとを切り替えることができることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記出力軸は前記ギヤケースに軸方向位置が規定された状態で支持され、前記被検出体は周方向に並ぶ複数の磁極を備えた円環状の磁石と前記磁石が固定される円板状の本体部とを備えるとともに前記出力軸に設けられる位置決め部により前記本体部の前記出力軸への固定位置が規定され、前記検出センサは前記ギヤケースの内面に固定されることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記クラッチ機構は、前記ウォームホイルと一体回転可能に設けられた駆動回転体と、該駆動回転体と選択的に結合するよう前記出力軸に設けられた被駆動回転体を備え、前記被駆動回転体は、その内径側に前記出力軸と一体回転する接続部材を有するとともに、該接続部材と前記被駆動回転体とは連結部材を介して一体回転自在かつ軸方向移動自在に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、出力軸に固定される被検出体をウォームホイルに設けられる凹部に配置するようにしたので、ギヤケース内における被検出体とウォームホイルの配置スペースを重複させて、ギヤケースの軸方向寸法を低減することができ、これにより、被検出体と検出センサとを備えた車両用自動開閉装置を小型化することができる。被検出体と検出センサとは共にギヤケースの内部に収容されるので、これらの部材に対する防水構造を別に設けることを不要として、この車両用自動開閉装置の構造を簡素化することができる。

また、本発明によれば、ギヤケースの内部にクラッチ機構を設けるようにしても、ギヤケース内における被検出体とウォームホイルの配置スペースを重複させることにより当該ギヤケースの軸方向寸法を低減させて、車両用自動開閉装置を小型化することができる。
さらに、本発明によれば、クラッチ機構が動力伝達状態になると、電動モータの動力により開閉体が自動開閉動作される自動開閉モードとなり、クラッチ機構が動力遮断状態になると、手動による開閉体の開閉操作が可能となる手動開閉モードとなる。

さらに、本発明によれば、出力軸の軸方向位置をギヤケースにより規定し、被検出体を出力軸に設けられる位置決め部により位置決めした状態で当該出力軸に固定し、検出センサをギヤケースの内面に固定するようにしたので、被検出体と検出センサとの位置関係を規定することができる。したがって、被検出体と検出センサとの間隔を規定の寸法に設定することができ、これにより、検出センサにより被検出体の検出性を高めることができる。また、被検出体と検出センサとの間隔を狭めることができるので、検出センサや被検出体として感度の低い安価なものを用いて車両用自動開閉装置のコストを低減させることができる。

さらに、本発明によれば、クラッチ機構をウォームホイルと一体回転可能に設けられた駆動回転体と、駆動回転体と選択的に結合するよう出力軸に設けられた被駆動回転体とから構成し、被駆動回転体をその内径側に前記出力軸と一体回転する接続部材を有するとともに、接続部材と被駆動回転体とは連結部材を介して一体回転自在かつ軸方向移動自在に構成したので、クラッチ機構として電磁式のものを用いた場合でも、被検出体に対してクラッチコイルの磁束の影響を小さくすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１はワンボックスタイプの車両を示す側面図であり、図２は本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置を示す上面図である。

図１に示す車両１１はワンボックスタイプの乗用車であり、その車体１２の側部には開閉体としてのスライドドア１３が設けられている。このスライドドア１３は、車体１２の側部に固定されたガイドレール１４に沿って移動して、図１中に実線で示す全閉位置と一点鎖線で示す全開位置との間で開閉自在となっており、乗員の乗降や荷物の積み下ろしなどを行う際には所望の開度にまで開けて使用される。

図２に示すように、スライドドア１３にはローラアッシー１５が設けられ、このローラアッシー１５がガイドレール１４に案内されることにより、スライドドア１３は車両１１の前後方向に移動自在となっている。また、ガイドレール１４の車両前方側には車室内側に湾曲する曲部１４ａが設けられ、ローラアッシー１５が曲部１４ａに案内されることにより、スライドドア１３は車体１２の側面と同一面に収まるように車体１２の内側に引き込まれた状態で閉じられるようになっている。図示はしないが、ローラアッシー１５は、図示する部位（センター部）以外にスライドドア１３の前端部の上下部分（アッパー部・ロア部）にも設けられ、これらに対応して車体１２の開口部の上下部位にもアッパー部・ロア部に対応する図示しないガイドレールが設けられており、スライドドア１３は車体１２に計３カ所において支持されている。

図２に示すように、この車両１１には、スライドドア１３を自動的に開閉するために、車両用自動開閉装置２１（以下、開閉装置２１とする。）が設けられている。この開閉装置２１はガイドレール１４の車両前後方向の略中央部に隣接して車体１２の内部に固定される駆動ユニット２２を有しており、この駆動ユニット２２から車両前方側に引き出される閉側ケーブル２３ａがガイドレール１４の前端に設けられた反転プーリ２４ａを介して車両前方側（閉側）からローラアッシー１５に接続され、駆動ユニット２２から車両後方側に引き出された開側ケーブル２３ｂがガイドレール１４の後端に設けられた反転プーリ２４ｂを介して車両後方側（開側）からローラアッシー１５に接続されている。そして、駆動ユニット２２は、閉側ケーブル２３ａまたは開側ケーブル２３ｂのいずれか一方を引くことにより、当該ケーブル２３ａ，２３ｂにより牽引してスライドドア１３を自動開閉動作させるようになっている。

図３は図２に示す駆動ユニットの詳細を示す正面図であり、図４は図３に示す駆動ユニットの出力軸に沿う断面図である。

図３、図４に示すように、駆動ユニット２２は減速機付きモータ２５を有し、この減速機付きモータ２５は電動モータ２６と電動モータ２６に固定される減速機２７とを備え、電動モータ２６の回転は減速機２７により所定の回転数にまで減速して出力軸２８から出力されるようになっている。電動モータ２６としては回転軸（アーマチュア軸）２６ａを備えた所謂ブラシ付き直流モータが用いられており、その回転軸２６ａは正逆両方向に回転可能となっている。また、電動モータ２６には制御手段としての制御装置２９が接続されており、電動モータ２６の作動制御は、図示しない開閉スイッチ等からの指令信号に基づいて、制御装置２９により行われるようになっている。

一方、減速機２７は、図４に示すように、バスタブ状に形成された樹脂製のケース本体３１ａとケース本体３１ａを閉塞する金属製のカバー３１ｂとからなるギヤケース３１と、当該ギヤケース３１の内部に収容される減速機構としてのウォームギヤ機構３２とを有している。図示する場合では、ウォームギヤ機構３２を構成するウォーム３３はギヤケース３１の内部に突出する電動モータ２６の回転軸２６ａの外周面に一体的に設けられており、回転軸２６ａが回転すると、ウォーム３３は回転軸２６ａとともに回転するようになっている。また、ギヤケース３１には、前述の出力軸２８が玉軸受３４ａ，３４ｂにより回転自在に支持されており、この出力軸２８には当該出力軸２８と同軸且つ相対回転自在にウォームホイル３５が装着されている。

このウォームホイル３５は樹脂材料により円板状に形成され、その一方の軸方向端面には凹部３５ａが設けられている。この凹部３５ａは、ウォームホイル３５の軸心を中心として軸方向に凹む円環状に形成されており、ウォームホイル３５が出力軸２８に装着されたときには、当該凹部３５ａはギヤケース３１の内面に対向するようになっている。また、ウォームホイル３５の外周にはギヤ部３５ｂが形成されており、ウォームホイル３５はこのギヤ部３５ｂにおいてウォーム３３に噛み合わされて当該ウォーム３３とによりウォームギヤ機構３２を構成している。これにより、電動モータ２６が作動すると、回転軸２６ａの回転はウォームギヤ機構３２により所定の回転数にまで減速されて出力軸２８から出力される。

ギヤケース３１の内部には、ウォームギヤ機構３２に隣接して、クラッチ機構としての電磁クラッチ３６が収容されており、ウォームホイル３５の回転はこの電磁クラッチ３６を介して出力軸２８に伝達されるようになっている。つまり、この電磁クラッチ３６により、回転軸２６ａと出力軸２８との間の動力伝達を断続することができるようになっており、電磁クラッチ３６が動力伝達状態になると電動モータ２６によりスライドドア１３が自動開閉動作される自動開閉モードとなり、電磁クラッチ３６が動力遮断状態になると手動によるスライドドア１３の開閉操作が可能となる手動開閉モードとなる。

この電磁クラッチ３６は所謂摩擦式となっており、駆動回転体としてのクラッチロータ３７と被駆動回転体としてのアーマチュア３８とを備えている。クラッチロータ３７は鋼材により断面略コの字形状の円環状に形成されており、そのウォームホイル３５側を向く軸方向端面は摩擦面３７ａとなっている。また、クラッチロータ３７の内周側にはボス部３７ｂが設けられており、クラッチロータ３７はこのボス部３７ｂにおいて滑り軸受４１を介して出力軸２８に相対回転自在に装着されている。アーマチュア３８はクラッチロータ３７とほぼ同径の円環状に形成され、その軸方向の一端面は摩擦面３８ａとなっており、この摩擦面３８ａがクラッチロータ３７の摩擦面３７ａと僅かな間隔を空けて対向するように、アーマチュア３８はウォームホイル３５とクラッチロータ３７の間にクラッチロータ３７に対して軸方向に並べて配置されている。また、アーマチュア３８の軸心に形成される貫通孔３８ｂの内側には円環状に形成された接続部材４２が配置され、この接続部材４２は出力軸２８の中間部に形成されたセレーション部２８ａに固定されており、アーマチュア３８と接続部材４２とは連結部材としての板ばね４３により連結され、板ばね４３とアーマチュア３８、接続部材４２とは、それぞれリベット等で固定されている。この板ばね４３は鋼板等を所定の形状に打ち抜いた円板状に形成されており、軸方向に弾性変形自在であるとともに周方向には所定の剛性を有している。これにより、アーマチュア３８は出力軸２８との間で板ばね４３により動力伝達可能つまり出力軸２８とともに回転するように連結されるとともに、その摩擦面３８ａがクラッチロータ３７の摩擦面３７ａと係合（接触）する係合位置と、その係合が解除される解除位置との間で軸方向に移動自在となっている。つまり、アーマチュア３８が解除位置にあるときには板ばね４３は弾性変形しない自然状態となり、アーマチュア３８が係合位置に移動したときに軸方向に弾性変形するように形成されている。これにより、係合位置にあるアーマチュア３８は板ばね４３のばね力により解除位置に向けて付勢され、解除位置にまで移動したときには板ばね４３により当該解除位置に保持される。一方、板ばね４３は、その周方向には所定の剛性を有しているので、アーマチュア３８と出力軸２８の間で、これらの間の回転動力を伝達することができる。つまり、アーマチュア３８が回転すると、その回転は板ばね４３を介して出力軸２８に伝達され、出力軸２８が回転すると、その回転は板ばね４３を介してアーマチュア３８に伝達される。

図５はロータリングのウォームホイルおよびクラッチロータとの連結構造を示す分解斜視図であり、ウォームホイル３５とクラッチロータ３７とはロータリング４４により連結されている。このロータリング４４は、所定の剛性を有する樹脂材により円筒状に形成されており、その軸方向の一端には周方向に並ぶ複数の係合突起４４ａが設けられ、軸方向の他端における内周面にはセレーション部４４ｂが形成されている。一方、ウォームホイル３５には円盤状のフランジ部４５が形成され、このフランジ部４５の外周縁部には当該フランジ部４５を軸方向に貫通する複数の係合孔４５ａが周方向に並べて形成されており、ロータリング４４は、各係合突起４４ａが対応するウォームホイル３５の係合孔４５ａに挿通されることにより、その一端側において出力軸２８と同軸となってウォームホイル３５の外周縁部に連結されるようになっている。また、クラッチロータ３７のウォームホイル３５側の外周縁部にはセレーション部３７ｃが形成されており、ロータリング４４は、セレーション部４４ｂがクラッチロータ３７のセレーション部３７ｃに係合することにより、その他端側において出力軸２８と同軸となってクラッチロータ３７の外周縁部に連結されるようになっている。これにより、ウォームホイル３５とクラッチロータ３７とはロータリング４４を介して連結され、ウォームホイル３５とクラッチロータ３７の間の動力伝達はロータリング４４を介して行われる。

図４に示すように、ギヤケース３１の内部には、クラッチロータ３７の背面側つまりクラッチロータ３７を挟んでアーマチュア３８と対向するように、クラッチコイル４６が収容されている。このクラッチコイル４６は断面コの字の円環状に形成されるクラッチヨーク４７に巻装されており、アーマチュア３８の全周に亘って当該アーマチュア３８に対向するようになっている。また、クラッチコイル４６は図示しない配線を介して制御装置２９に接続されており、制御装置２９から電力が供給されると磁気吸引力を発生して、アーマチュア３８をクラッチロータ３７に近づく方向に引きつけるようになっている。したがって、アーマチュア３８が解除位置にあるときにクラッチコイル４６に通電されると、アーマチュア３８は解除位置から係合位置にまで移動し、クラッチロータ３７とアーマチュ
ア３８の摩擦面３７ａ，３８ａが互いに圧着して電磁クラッチ３６は動力伝達状態に切り替えられ、電動モータ２６と出力軸２８との間で動力が伝達される。一方、クラッチコイル４６への通電が停止されると、アーマチュア３８は板ばね４３のばね力によりクラッチロータ３７から離間する方向に付勢され、クラッチロータ３７から離れた解除位置に保持される。これにより、クラッチロータ３７とアーマチュア３８との係合が解除され、電磁クラッチ３６は動力遮断状態となり、電動モータ２６と出力軸２８との間の動力伝達が遮断されることになる。

ケース本体３１ａにはユニットケース４８が一体に形成されており、このユニットケース４８の内部（ギヤケース３１の外側）には出力部材としてのドラム５１が収容されている。ドラム５１は出力軸２８のギヤケース３１の外側に突出する先端部にナット５２により固定されて出力軸２８とともに回転するようになっており、その外周面に形成される螺旋状の案内溝５１ａには閉側ケーブル２３ａと開側ケーブル２３ｂが互いに同一方向に複数回掛け渡され（巻き掛けられ）ている。各ケーブル２３ａ，２３ｂの端部はドラム５１に固定されており、ドラム５１が電動モータ２６により駆動されて正転または逆転すると、閉側ケーブル２３ａまたは開側ケーブル２３ｂのいずれか一方がドラム５１に巻き取られるとともにいずれか他方がドラム５１から巻き戻されるようになっている。つまり、ドラム５１は出力軸２８に固定されるとともに各ケーブル２３ａ，２３ｂを介してスライドドア１３に連結されることにより、出力軸２８の回転をスライドドア１３に伝達するようになっている。

なお、図３に示す符号５３ａ，５３ｂはそれぞれテンショナー機構であり、各ケーブル２３ａ，２３ｂにはこれらのテンショナー機構５３ａ，５３ｂにより所定の張力が付与され、当該ケーブル２３ａ，２３ｂに緩みが生じないようにされている。

図４に示すように、ギヤケース３１の内部には、出力軸２８の回転を検出するために、回転センサ６１が設けられ、制御装置２９は、この回転センサ６１により検出される出力軸２８の回転に基づいて電動モータ２６の作動を制御するようになっている。

図６は回転センサの詳細を示す斜視図であり、この回転センサ６１は出力軸２８に固定される被検出体としてのマグネットユニット６２と、検出センサとしての磁気センサ６３とを有している。

マグネットユニット６２は本体部６２ａとセンサマグネット（磁石）６２ｂとを有しており、本体部６２ａは鋼板等により円板状に形成され、この本体部６２ａにはその軸心を通る円筒部６２ｃが一体に設けられている。円筒部６２ｃは出力軸２８に軸方向から圧入され、これにより本体部６２ａつまりマグネットユニット６２は出力軸２８に固定される。出力軸２８には、円筒部６２ｃが圧入される部分とこれより大径の大径部分との間に、位置決め部としての段差面６４が設けられており、この段差面６４は軸方向に垂直な平面に形成され、円筒部６２ｃの軸方向端部がこの段差面６４に当接して、本体部６２ａの出力軸２８への固定位置が規定されるようになっている。つまり、円筒部６２ｃの軸方向端部が段差面６４に当接する位置まで本体部６２ａを出力軸２８に圧入することにより、本体部６２ａの出力軸２８への固定位置が規定される。これにより、センサマグネット６２ｂを出力軸２８の所定位置に固定することができる。そして、出力軸２８に固定された本体部６２ａつまりマグネットユニット６２は、出力軸２８が回転すると出力軸２８とともに回転するようになっている。

センサマグネット６２ｂは周方向に並ぶ複数の磁極が着磁された円環状の多極着磁磁石となっており、その軸心が本体部６２ａの軸心と一致するように本体部６２ａの一端面に接着等により固定されている。したがって、本体部６２ａが出力軸２８とともに回転すると当該センサマグネット６２ｂも出力軸２８とともに回転する。

一方、磁気センサ６３は、センサ基板６３ａ上に一対のホール素子６３ｂ，６３ｃを固定した構造となっており、図４に示すように、センサ基板６３ａはウォームホイル３５の軸方向端面と対向するようにギヤケース３１の内面に固定されている。センサ基板６３ａがギヤケース３１の内面に固定されると、各ホール素子６３ｂ，６３ｃはそれぞれセンサマグネット６２ｂに所定の間隔を空けて対向するようになっており、出力軸２８とともにセンサマグネット６２ｂが回転すると、その回転数に比例した周期のパルス信号が各ホール素子６３ｂ，６３ｃから出力されるようになっている。また、各ホール素子６３ｂ，６３ｃは互いに周方向にずれて配置されており、これにより、各ホール素子６３ｂ，６３ｃが出力するパルス信号の周期は互いに位相が９０度ずれるようになっている。各ホール素子６３ｂ，６３ｃは、センサ基板６３ａ上に設けられる配線等を介して制御装置２９に接続されており、各ホール素子６３ｂ，６３ｃのパルス信号つまり検出信号は制御装置２９に入力されるようになっている。つまり、センサマグネット６２ｂとともに回転する出力軸２８の回転を検出する磁気センサ６３の検出信号が制御装置２９に入力される。制御装置２９は、入力されたパルス信号の周期からセンサマグネット６２ｂとともに回転する出力軸２８の回転数つまりスライドドア１３の移動速度を検出するとともにスライドドア１３が基準位置（例えば全閉位置）となったときを起点としてパルス信号を積算することによりスライドドア１３の開閉位置を検出する。そして、制御装置２９は、これらの検出結果に基づいて電動モータ２６の作動を制御するようになっている。

図４に示すように、本体部６２ａはギヤケース３１の内部であってウォームホイル３５よりもドラム５１側において出力軸２８に固定され、当該本体部６２ａが出力軸２８の所定位置に固定されると、マグネットユニット６２はウォームホイル３５に設けられた凹部３５ａの内部に位置するようになっている。凹部３５ａの内部に位置するマグネットユニット６２は、電磁クラッチ３６が動力遮断状態となってウォームホイル３５が出力軸２８に対して相対回転自在となったときには、当該ウォームホイル３５に対して相対回転することができるようになっている。これにより、ギヤケース３１の内部にマグネットユニット６２を配置するようにしても、ウォームホイル３５の配置スペースの範囲内にマグネットユニット６２が配置、つまりマグネットユニット６２とウォームホイル３５の配置スペースを重複させて、出力軸２８やギヤケース３１の軸方向寸法を低減させることができる。したがって、回転センサ６１をギヤケース３１の内部に設けるようにしても、ギヤケース３１が大型化することなく、この開閉装置２１を小型化することができる。

このように、この開閉装置２１では、出力軸２８に固定されるマグネットユニット６２をウォームホイル３５に設けられる凹部３５ａに配置するようにしたので、ギヤケース３１の軸方向寸法を低減して、この開閉装置２１を小型化することができる。

また、この開閉装置２１では、回転センサ６１はギヤケース３１の内部に収容されるので、各ケーブル２３ａ，２３ｂやドラム５１等を伝ってユニットケース４８の内部に侵入した雨水等が回転センサ６１に掛かることを防止することができる。したがって、回転センサ６１に対する防水構造を別に設ける必要がなく、これにより、この開閉装置２１の構造を簡素化することができる。

また、この開閉装置２１では、ギヤケース３１の内部に電磁クラッチ３６を設けるようにしても、マグネットユニット６２とウォームホイル３５の凹部３５ａに収容することにより、ギヤケース３１の軸方向寸法を低減して、この開閉装置２１を小型化することができる。

出力軸２８は一対の玉軸受３４ａ，３４ｂにより挟み込まれた状態でギヤケース３１に支持されており、これにより、出力軸２８はギヤケース３１により軸方向位置が規定された状態となっている。また、マグネットユニット６２は段差面６４により出力軸２８に位置決めされており、さらに、磁気センサ６３はギヤケース３１の内面に固定されて出力軸２８に対する軸方向位置が規定されている。つまり、センサマグネット６２ｂと磁気センサ６３は、ギヤケース３１と出力軸２８とにより互いの軸方向位置が規定されている。したがって、磁気センサ６３のホール素子６３ｂ，６３ｃとセンサマグネット６２ｂとの間隔を規定の寸法に設定することができ、これにより、磁気センサ６３の検出性を高めることができる。

このように、この開閉装置２１では、出力軸２８の軸方向位置をギヤケース３１により規定し、マグネットユニット６２を出力軸２８に設けられる段差面６４により位置決めした状態で当該出力軸２８に固定し、磁気センサ６３をギヤケース３１の内面に固定するようにしたので、マグネットユニット６２と磁気センサ６３との軸方向の位置関係を正確に規定することができる。したがって、マグネットユニット６２と磁気センサ６３との間隔を狭める設定とすることができ、これにより、磁気センサ６３の検出性を高めることができる。また、マグネットユニット６２と磁気センサ６３との間隔を狭めることができるので、磁気センサ６３に感度の低い安価なホール素子６３ｂ，６３ｃを用い、あるいは、センサマグネット６２ｂとして磁力の弱い安価なものを用いて、この開閉装置２１のコストを低減させることができる。

次に、この開閉装置２１の作動について簡単に説明する。

例えば、図示しない開閉スイッチの閉側が操作されてスライドドア１３を閉方向へ作動させる指令信号が制御装置２９に入力されたときには、クラッチコイル４６に通電されてクラッチヨーク４７、クラッチロータ３７、アーマチュア３８を介して磁束経路が形成され、これによりアーマチュア３８がクラッチロータ３７に吸引され、電磁クラッチ３６は動力伝達状態に切り替えられる。このとき、アーマチュア３８と接続部材４２とは板ばね４３を介して連結しているため、この部位からの磁束の漏れを低減させることができる。次いで、電動モータ２６が正転方向に作動すると、ドラム５１が図３において反時計回り方向に回転し、閉側ケーブル２３ａがドラム５１に巻き取られてスライドドア１３は閉側ケーブル２３ａに牽引されて全閉位置へ向かって移動する。反対に、開閉スイッチの開側が操作されてスライドドア１３を開方向へ作動させる指令信号が制御装置２９に入力されたときには、電動モータ２６が逆転し、ドラム５１が図３において時計回り方向に回転して、開側ケーブル２３ｂがドラム５１に巻き取られてスライドドア１３は開側ケーブル２３ｂに牽引されて全開位置へ向かって移動する。スライドドア１３が全開位置あるいは全閉位置に到達し、あるいは開閉スイッチが停止操作されると、電動モータ２６が停止され、次いで電磁クラッチ３６が遮断状態に切り替られて、自動開閉動作が終了する。

一方、電動モータ２６が停止した状態のもとで電磁クラッチ３６が動力遮断状態に切り替えられると、開閉装置２１は手動開閉モードとなり、手動によるスライドドア１３の開閉操作力を低減させることができる。

図７は図４に示す開閉装置の変形例を示す断面図であり、本図においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。

図４に示す開閉装置２１では、ウォームホイル３５とクラッチロータ３７の外周縁部に円筒形状に形成されたロータリング４４を軸方向に移動自在に連結し、このロータリング４４を介してウォームホイル３５の動力をクラッチロータ３７に伝達するようにしている。これに対して、図７に示す車両用自動開閉装置７１（以下、開閉装置７１とする。）では、ロータリング７２は、ウォームホイル３５に軸方向に並べて配置される環状の円板部７２ａと、円板部７２ａの外周部分から軸方向に突出する円筒部７２ｂとが一体に形成された底付き円筒状に形成され、円板部７２ａに設けられた複数の環状の係合突起７２ｃがウォームホイル３５の軸方向端面に形成された係合凹部７３に軸方向から係合することにより、ウォームホイル３５と一体回転自在に連結されるようになっている。また、円筒部７２ｂはアーマチュア３８の外側に配置され、その軸方向端部に設けられたセレーション部７２ｄはクラッチロータ３７のセレーション部３７ｃに軸方向から係合しており、これによりロータリング７２はクラッチロータ３７の外周縁部に連結されている。このような構造により、ウォームホイル３５とクラッチロータ３７との間でロータリング７２を介してアーマチュア３８の外側から動力伝達が行われる。

そして、この開閉装置７１においても、ウォームホイル３５には軸心を中心として軸方向に凹む凹部３５ａが形成されており、回転センサ６１を構成するマグネットユニット６２は、この凹部３５ａの内部に位置するように出力軸２８に固定され。

本発明は前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いうまでもない。例えば、本実施の形態においては、開閉体はスライド式に開閉するスライドドア１３とされているが、これに限らず、乗降用のヒンジ式の横開きドアや車両後端部に設けられるバックドアなど、他の開閉体としてもよい。

また、本実施の形態においては、センサマグネット６２ｂとしては円環状に形成された多極着磁磁石が用いられ、磁気センサ６３は常にセンサマグネット６２ｂと対向するようになっているが、これに限らず、センサマグネット６２ｂとして矩形、円形その他の形状のものを用い、出力軸２８が所定の回転位置となったときにのみ当該センサマグネット６２ｂが磁気センサ６３と対向する構成としてもよい。

さらに、本実施の形態においては、被検出体としてマグネットユニット６２を備えるとともに検出センサとして磁気センサ６３を備えた回転センサ６１が用いられているが、これに限らず、例えば、スリットが設けられた円板と光学式のセンサ等を備えた回転センサなど、他の方式の回転センサを用いるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態においては、磁気センサ６３はウォームホイル３５の凹部３５ａ内に配置されたマグネットユニット６２のセンサマグネット６２ｂに対して軸方向に対向するようにギヤケース３１の内面に固定されているが、これに限らず、例えば、磁気センサ６３をウォームホイル３５の凹部３５ａ内においてセンサマグネット６２ｂの外周側に磁気センサ６３が位置するようにギヤケース３１の内面側から立設させるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態においては、ウォーム３３は電動モータ２６の回転軸２６ａの外周面に一体的に設けられているが、これに限らず、回転軸２６ａに圧入固定したり、また、回転軸２６ａとは別体のウォーム３３用の軸を設け、ウォーム３３をこの軸に設けるようにしてもよい。

ワンボックスタイプの車両を示す側面図である。本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置を示す上面図である。図２に示す駆動ユニットの詳細を示す正面図である。図３に示す駆動ユニットの出力軸に沿う断面図である。ロータリングのウォームホイルおよびクラッチロータとの連結構造を示す分解斜視図である。回転センサの詳細を示す斜視図である。図４に示す開閉装置の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１１車両
１２車体
１３スライドドア（開閉体）
１４ガイドレール
１４ａ曲部
１５ローラアッシー
２１車両用自動開閉装置
２２駆動ユニット
２３ａ閉側ケーブル
２３ｂ開側ケーブル
２４ａ，２４ｂ反転プーリ
２５減速機付きモータ
２６電動モータ
２６ａ回転軸
２７減速機
２８出力軸
２８ａセレーション部
２９制御装置（制御手段）
３１ギヤケース
３１ａケース本体
３１ｂカバー
３２ウォームギヤ機構
３３ウォーム
３４ａ，３４ｂ玉軸受
３５ウォームホイル
３５ａ凹部
３５ｂギヤ部
３６電磁クラッチ（クラッチ機構）
３７クラッチロータ
３７ａ摩擦面
３７ｂボス部
３７ｃセレーション部
３８アーマチュア
３８ａ摩擦面
３８ｂ貫通孔
４１滑り軸受
４２接続部材
４３板ばね
４４ロータリング
４４ａ係合突起
４４ｂセレーション部
４５フランジ部
４５ａ係合孔
４６クラッチコイル
４７クラッチヨーク
４８ユニットケース
５１ドラム（出力部材）
５１ａ案内溝
５２ナット
５３ａ，５３ｂテンショナー機構
６１回転センサ
６２マグネットユニット（被検出体）
６２ａ本体部
６２ｂセンサマグネット（磁石）
６２ｃ円筒部
６３磁気センサ（検出センサ）
６３ａセンサ基板
６３ｂ，６３ｃホール素子
６４段差面（位置決め部）
７１車両用自動開閉装置
７２ロータリング
７２ａ円板部
７２ｂ円筒部
７２ｃ係合突起
７２ｄセレーション部
７３係合凹部

Claims

車両に設けられる開閉体を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、
回転軸を備えた電動モータと、
前記回転軸と一体回転可能に設けられたウォームと、
外周に設けられるギヤ部において前記ウォームに噛み合うウォームホイルと、
前記ウォームと前記ウォームホイルとにより構成される減速機構を収容するギヤケースと、
前記ウォームホイルと同軸に前記ギヤケースに回転自在に支持され、前記ウォームホイルが相対回転自在に取り付けられた出力軸と、
前記ギヤケースの内部に設けられ、かつ、前記ウォームホイルと前記出力軸との間の動力伝達を断続するクラッチ機構と、
前記出力軸の前記ギヤケースの外側に突出する先端部に固定され、前記出力軸の動力を前記開閉体に伝達して前記開閉体を開閉させる出力部材と、
前記ウォームホイルに設けられ、かつ、そのウォームホイルの軸心を中心として軸方向に凹む凹部と、
前記凹部の内部に位置して前記出力軸に固定され、前記出力軸とともに回転する被検出体と、
前記被検出体に対向して前記ギヤケースの内部に配置され、前記被検出体とともに回転する前記出力軸の回転を検出する検出センサと、
前記電動モータと前記検出センサとに接続され、前記検出センサの検出信号に基づいて前記開閉体の開閉位置を検出する制御手段とを有することを特徴とする車両用自動開閉装置。
請求項１記載の車両用自動開閉装置において、
前記クラッチ機構が動力伝達状態になると、前記電動モータの動力により前記開閉体が自動開閉動作される自動開閉モードと、
前記クラッチ機構が動力遮断状態になると、手動による前記開閉体の開閉操作が可能となる手動開閉モードとを切り替えることができることを特徴とする車両用自動開閉装置。
請求項１または２記載の車両用自動開閉装置において、前記出力軸は前記ギヤケースに軸方向位置が規定された状態で支持され、前記被検出体は周方向に並ぶ複数の磁極を備えた円環状の磁石と前記磁石が固定される円板状の本体部とを備えるとともに前記出力軸に設けられる位置決め部により前記本体部の前記出力軸への固定位置が規定され、前記検出センサは前記ギヤケースの内面に固定されることを特徴とする車両用自動開閉装置。
請求項２または３記載の車両用自動開閉装置において、前記クラッチ機構は、前記ウォームホイルと一体回転可能に設けられた駆動回転体と、該駆動回転体と選択的に結合するよう前記出力軸に設けられた被駆動回転体を備え、
前記被駆動回転体は、その内径側に前記出力軸と一体回転する接続部材を有するとともに、該接続部材と前記被駆動回転体とは連結部材を介して一体回転自在かつ軸方向移動自在に構成されていることを特徴とする車両用自動開閉装置。