JP5199790B2

JP5199790B2 - 車両用自動開閉装置

Info

Publication number: JP5199790B2
Application number: JP2008215443A
Authority: JP
Inventors: 岡田　　光弘
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-08-25
Also published as: JP2010048051A

Description

本発明は、車両に設けられるスライドドア等の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、ワゴンタイプやワンボックスタイプの車両では、その車体側部に車両前後方向に開閉移動するスライドドアを設け、車両側方からの乗降や荷物の積み下ろしなどを容易に行えるようにしている。スライドドアは、通常、手動で開閉操作されるようになっているが、近年では、車両に搭載された自動開閉装置によりスライドドアを自動的に開閉するようにした車両も多く見受けられる。このような自動開閉装置としては、車両前後方向からスライドドアに連結されたケーブル（索条体）を駆動ユニットにより牽引することでスライドドアを自動開閉操作するようにしたケーブル式のものが知られている。

自動開閉装置の駆動ユニットは、小型の電動モータから所望の駆動力を得ることができるように減速機構を備えている。減速機構としては小型で大きな減速比が得られるウォームギア機構が多く用いられており、このウォームギア機構は、電動モータの回転軸と一体的に設けられるウォームと、当該ウォームに噛み合うウォームホイールとにより構成されている。また、駆動ユニットは電動モータの回転軸と出力軸との間の動力伝達を断続するクラッチ機構を備えており、スライドドアが手動で開閉操作される際には、クラッチ機構によりこれらの間の動力伝達を遮断して手動操作力を低減させている。

このように、駆動ユニットは減速機構とクラッチ機構とを有しており、回転軸の回転駆動を減速機構とクラッチ機構とを介して出力軸に伝達し、当該出力軸に固定された駆動回転体によりケーブルを牽引してスライドドアを開閉するようにしている。これら減速機構、クラッチ機構および駆動用回転体は駆動ユニットのケース内に内蔵されるようになっている。例えば、特許文献１には、ケース内に減速機構とクラッチ機構と駆動回転体とを組み込んだ駆動ユニットが記載されている。
特開２０００−１７９２３３号公報

ところで、車両用自動開閉装置の駆動ユニットは、車体の内部やスライドドア等の開閉体の内部に装着されるようになっており、厚型の駆動ユニットの場合には車体の側部や開閉体の内部への装着が困難となる。そのため、駆動ユニットの出力軸の軸方向長さを短くして駆動ユニットを薄型化（小型化）することが望まれている。

特許文献１に示す駆動ユニットは、減速機構とクラッチ機構との間に伝達機構を配置し、電動モータの回転駆動が減速機構、伝達機構、クラッチ機構、駆動回転体の順に伝達されるようになっている。つまり、ケース内の出力軸側には伝達機構、クラッチ機構、駆動用回転体が同一軸上に配置されており、ある程度の出力軸の軸方向（厚み方向）長さを必要とするため、この駆動ユニットの薄型化（小型化）が困難であるという課題があった。

本発明の目的は、駆動ユニットを薄型化（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、車体または前記開閉体のいずれか一方に設けられる駆動源と、前記駆動源に取り付けられるケースと、前記駆動源の動力が伝達される回転軸に一体的に設けられるウォームと、当該ウォームと噛み合うとともに前記ケースに回転自在に支持されるウォームホイールとを備え、前記ケースに収容される減速機構と、前記ウォームホイールと一体に回転する第１回転体と、軸方向において当該第１回転体と係脱自在に配される第２回転体とを備え、前記第１回転体と前記第２回転体との間の動力伝達を断続するとともに、前記ウォームホイールと同軸で前記ケースに収容されるクラッチ機構と、前記第２回転体と一体回転可能に設けられ、かつ、前記第２回転体と同一の軸心上に設けられた伝達部材と、前記ケースに回転自在に支持されるとともに前記伝達部材の軸心と平行な軸心回りに回転自在に設けられ、前記伝達部材に動力伝達可能に連結される被伝達部材とを備え、前記ケースに収容される伝達機構と、前記被伝達部材と同一の軸心上に設けられ、かつ、前記被伝達部材と一体回転可能に設けられる駆動回転体と、前記駆動回転体の動力を前記開閉体に伝達する作動部材とを有し、前記クラッチ機構は前記第１回転体と前記第２回転体とを磁気力によって連結する電磁クラッチであり、前記第１回転体における前記第２回転体との軸方向反対側には前記磁気力を発生させるクラッチコイルが配置されていることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記伝達機構は、前記伝達部材の回転駆動を前記被伝達部材に減速して伝達することを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記ウォームホイールは、前記第１回転体の外周部に一体的に設けられることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記伝達部材は前記第２回転体における前記第１回転体との軸方向反対側に配されていることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記被伝達部材には前記駆動回転体と対向する側に環状の凹部が形成されて、当該凹部内に前記出力軸と一体に回転するマグネットが配され、前記ケース内には、前記被伝達部材と前記駆動回転体との間に延在するとともに前記マグネットに対向するセンサが設けられたセンサ基板が収容されていることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記作動部材は一端が前記駆動回転体に巻回され、他端が前記車体または前記開閉体のいずれか他方に連結された索条体であって、前記ケース内には、前記駆動回転体の側方に位置して前記出力軸と平行な軸心回りに回転自在であるとともに前記索条体が掛け回されるプーリと、当該プーリを付勢することで前記索条体に所定の張力を付与する付勢手段とを備えるテンショナ機構が収容されていることを特徴とする。

本発明によれば、ケースに伝達部材の軸心と被伝達部材の軸心とを相互に平行に設けてこれらを動力伝達可能に連結し、伝達部材側の軸心の軸方向一端側に減速機構およびクラッチ機構を配置するとともに被伝達部材側と一体回転自在に駆動回転体を配置するようにしたので、クラッチ機構と駆動回転体とを軸方向に積み重ねる必要がなく、伝達部材の軸心と被伝達部材の軸心の軸方向長さを短くして駆動ユニットを薄型化することができる。

本発明によれば、伝達部材の回転駆動を被伝達部材に減速して伝達する伝達機構としたので、この減速によって必要トルクを増加させることができるため、クラッチ機構の保持トルクを低減させたクラッチ機構を構成することが可能となる。また、これによってクラッチの小型化が可能となり、ウォームホイールを大型化することなく、第１回転体の外周部にウォームホイールを一体的に設けることができる。これにより、ウォームホイールと第１回転体とを軸方向に積み重ねる必要がなくなるため、駆動ユニットを更に薄型化（小型化）することができる。

本発明によれば、クラッチ機構を電磁クラッチから構成し、磁気力を発生させるクラッチコイルを第１回転体における第２回転体との軸方向反対側に設け、伝達部材を第２回転体における第１回転体との軸方向反対側に配したので、第１回転体の外周部に一体的に設けられたウォームホイールをその回転軸心の軸方向中間部、つまり、ケースの厚さ方向中央部に位置させることができ、これにより、駆動源がその軸心をケースの厚さ方向中央部に位置させて配置されるため、ケースに対する駆動源の厚さ方向への突出が抑制されて、駆動ユニットを更に薄型化（小型化）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はスライドドアを備えた車両を示す側面図であり、図２は図１に示すスライドドアの車体への取り付け構造を示す平面図である。

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の側部には開口部１３を開閉するための開閉体としてのスライドドア１４が設けられている。車体１２の側部であって開口部１３の車両後方（図１中右側）には車両前後方向に延びるガイドレール１５が固定されており、スライドドア１４はこのガイドレール１５に沿って車両前後方向に移動されて開口部１３を開閉自在であり、乗員の乗り降り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１４の車両後方側の端部であって車両上下方向の略中央部にはローラユニット１６が設けられている。このローラユニット１６はガイドレール１５に移動自在に装着されており、ローラユニット１６がガイドレール１５に沿って移動されることより、スライドドア１４はガイドレール１５に沿って車両前後方向にスライドされるようになっている。

ガイドレール１５は車体１２の側部に沿って車両前後方向に延びる直線部１５ａと、直線部１５ａの車両前方側の端部から車両内方側に向けて湾曲する引き込み部１５ｂとを備えている。ローラユニット１６がガイドレール１５の車両後方側（直線部１５ａ側）の端部に案内されると、スライドドア１４は車体１２の側面よりも車両外方に配置されて図１中に二点鎖線で示す全開位置となる。一方、ローラユニット１６がガイドレール１５の車両前方側（引き込み部１５ｂ側）の端部に案内されると、スライドドア１４はその側面が車体１２の側面と同一面に収まるように車両内方に引き込まれて図１中に実線で示す全閉位置となる。

なお、図示はしないが、ローラユニット１６は図示する部位（センター部）以外にスライドドア１４の車両前方側の上下端部（アッパー部・ロワー部）にも設けられており、これらに対応して車体１２の開口部１３の上下縁部にもそれぞれアッパー部・ロワー部に対応するガイドレール１５が設けられ、スライドドア１４は合計３カ所において車体１２に開閉自在に支持されている。

この車両１１には、スライドドア１４を自動的に開閉移動するために、車両用自動開閉装置としてのスライドドア開閉装置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は所謂ケーブル式となっており、ガイドレール１５の車両前後方向の略中央部に隣接して車体１２の内部に配置される駆動ユニット２２と、駆動ユニット２２によりスライドドア１４を牽引するための作動部材（索条体）としての閉側ケーブル２３ａおよび開側ケーブル２３ｂとを備えている。閉側ケーブル２３ａはガイドレール１５の車両前方側の端部に設けられる反転プーリ２４ａを介して閉側（車両前方側）からローラユニット１６に導かれており、その一端において当該ローラユニット１６（スライドドア１４）に連結されている。一方、開側ケーブル２３ｂはガイドレール１５の車両後方側の端部に設けられる反転プーリ２４ｂを介して開側（車両後方側）からローラユニット１６に導かれており、その一端において当該ローラユニット１６（スライドドア１４）に連結されている。各ケーブル２３ａ，２３ｂの他端側はそれぞれ駆動ユニット２２に接続されており、閉側ケーブル２３ａを駆動ユニット２２で牽引することによりスライドドア１４を自動閉動作させ、開側ケーブル２３ｂを駆動ユニット２２で牽引することによりスライドドア１４を自動開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一部切り欠き断面図であり、図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。また図４は図３におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

図３に示すように、この駆動ユニット２２は、車体１２に配置される樹脂製のケース２６と、当該ケース２６に取り付けられる駆動源としての電動モータ（駆動モータ）２７とを有している。電動モータ２７にはブラシ付直流モータが用いられており、電動モータ２７に設けられる回転軸（アーマチュア軸）２８が正逆両方向に回転可能となっている。

電動モータ２７はケース２６に設けられたウォーム収容部３０に取り付けられている。ウォーム収容部３０は回転軸２８の軸方向に延びるとともに電動モータ２７側に開口しており、電動モータ２７はウォーム収容部３０の開口側の端面に固定されて、回転軸２８の軸方向一端側（図３中左側）がウォーム収容部３０の内部に形成されたウォーム収容室３０ａに突出している。ウォーム収容室３０ａの開口部には図示しないブラシホルダが装着されており、当該ブラシホルダを介して電動モータ２７に駆動電流が供給されて、回転軸２８が正方向または逆方向に回転駆動されるようになっている。

なお、電動モータ２７としてはブラシ付直流モータに限らず、回転軸２８が正逆両方向に回転する電動モータであれば、例えばブラシレスモータ等の他の電動モータを用いてもよい。

この回転軸２８の回転駆動は、ケース２６内に組み込まれた減速機構としてのウォームギア機構３２により減速して伝達される。ウォームギア機構３２は、ウォーム収容室３０ａに突出する回転軸２８の当該突出部分に一体的に設けられて回転軸２８とともに回転するウォーム２８ａと、ウォーム２８ａに噛み合うギア部３３ａが外周面に形成された環状のウォームホイール３３とを備えている。

ケース２６にはウォーム収容部３０の図４中左側にこれと隣接してウォームホイール収容部３４が設けられており、ウォームホイール３３はこのウォームホイール収容部３４の内部に形成されたウォームホイール収容室３４ａに収容されている。ウォームホイール収容部３４は回転軸２８に直交する方向つまりケース２６の厚さ方向（図４中上下方向）を軸方向とする略円筒形状となっており、ケース２６内を区画する隔壁３５ａと、隔壁３５ａから軸方向一端側（図４中下側）に延びる円筒壁部３５ｂと、円筒壁部３５ｂの開口部に着脱自在に装着されるカバー３５ｃとにより、その内部にウォームホイール収容室３４ａが形成されている。

ケース２６のウォームホイール収容部３４の裏側（図４中上側）には、これと隣接してギア収容部５０が設けられており、このギア収容部５０には後述する伝達歯車４３が収容されている。ギア収容部５０は、ウォームホイール収容部３４と同軸かつ反対方向に開口する略円筒形状となっており、隔壁３５ａから軸方向他端側（図４中上側）に延びる円筒壁部３５ｄと、円筒壁部３５ｄの開口部に着脱自在に取り付けられるカバー３５ｅとにより、その内部にギア収容室５０ａが形成されている。

ウォームホイール収容室３４ａにおける隔壁３５ａの中央部にはギア収容部５０と連通する貫通孔が形成され、この隔壁３５ａを貫通して支軸３６の軸方向他端側がカバー３５ｅに回転自在に支持されている。ウォームホイール収容室３４ａの軸心には、隔壁３５ａを貫通する支軸３６の軸方向一端側が回転自在に支持されており、ウォームホイール３３はクラッチロータ３７を介してこの支軸３６に相対回転自在に支持されている。また、円筒壁部３５ｂのウォーム収容部３０側には、ウォーム収容室３０ａとウォームホイール収容室３４ａとを連通する連通孔３８が形成されており、ウォーム２８ａとウォームホイール３３のギア部３３ａとは連通孔３８を介して噛み合っている。このウォームギア機構３２により、回転軸２８の回転駆動が所定の速度にまで減速され、高トルク化された回転がクラッチ機構としての電磁クラッチ４１を介して支軸３６に伝達されるようになっている。

図５（Ａ）は電磁クラッチの動力遮断状態を示す断面図であり、図５（Ｂ）は電磁クラッチの動力伝達状態を示す断面図である。ウォームホイール３３と支軸３６との間の動力伝達を断続するこの電磁クラッチ４１は、ウォームホイール収容室３４ａに組み込まれている。電磁クラッチ４１は所謂摩擦式となっており、第１回転体としてのクラッチロータ３７と第２回転体としてのアーマチュア４２とを備えている。

図５に示すように、クラッチロータ３７は鋼材により断面略コの字の円環状に形成されており、その径方向中央部に形成された凹部３７ａをカバー３５ｃ側に向けて配置されている。クラッチロータ３７はその軸心に設けられたボス部３７ｂにおいて支軸３６の軸方向一端部に相対回転自在に支持されている。クラッチロータ３７の外径はウォームホイール３３の内径に対応しており、クラッチロータ３７の外周部にウォームホイール３３が一体的に固定されて、クラッチロータ３７はウォームホイール３３と一体に回転される。

一方、アーマチュア４２は鋼材によりクラッチロータ３７とほぼ同径の円環状に形成されており、クラッチロータ３７と隔壁３５ａの間にこれらと同軸上に配置されている。アーマチュア４２は支軸３６に固定された伝達歯車４３に装着されており、アーマチュア４２は伝達歯車４３とともに支軸３６と一体に回転される。これらクラッチロータ３７とアーマチュア４２の相互に対向する軸方向端面にはそれぞれ摩擦面３７ｃ，４２ａが形成されており、図５（Ａ）に示すように電磁クラッチ４１の動力遮断状態においては、アーマチュア４２の摩擦面４２ａはクラッチロータ３７の摩擦面３７ｃに対して僅かな隙間をあけて対向している。

アーマチュア４２はその内周部において、伝達歯車４３の軸方向一端の外周部にスプライン係合により装着されており、アーマチュア４２は伝達歯車４３に対してクラッチロータ３７側に向けて軸方向一端側（図５中下側）に移動自在、かつ伝達歯車４３を介して支軸３６と一体に回転するように連結されている。これにより、アーマチュア４２は、図５（Ｂ）に示すようにアーマチュア４２がクラッチロータ３７側に移動されてこれらの摩擦面３７ｃ，４２ａが係合する係合位置と、図５（Ａ）に示すようにアーマチュア４２の摩擦面４２ａがクラッチロータ３７の摩擦面３７ｃから離れてこれらの係合が解除される解除位置との間で軸方向に移動し、クラッチロータ３７と係脱自在となっている。

このアーマチュア４２にクラッチロータ３７側に向かう方向の付勢力（磁気力）を加えて、アーマチュア４２を解除位置から係合位置に切り換えるために、ウォームホイール収容室３４ａには環状のクラッチコイル４４が組み込まれている。クラッチコイル４４はクラッチロータ３７におけるアーマチュア４２との軸方向反対側に配置されており、クラッチロータ３７の凹部３７ａ内に突出するようにカバー３５ｃの内面に固定されている。このクラッチコイル４４に通電されると、当該クラッチコイル４４が生じる磁気吸引力によりアーマチュア４２が解除位置から係合位置に移動され、電磁クラッチ４１が動力伝達状態に切り換えられる。また、アーマチュア４２の係合位置と解除位置との間の移動距離は僅かであるため、クラッチコイル４４への通電が解除されると、アーマチュア４２に隔壁３５ａ側に向かう方向の付勢力を加えなくても、アーマチュア４２は自ずと係合位置から解除位置に移動されて、電磁クラッチ４１は動力遮断状態に切り換えられる。このような電磁クラッチ４１が動力伝達状態に切り換えられると、回転軸２８の回転駆動がウォームギア機構３２および電磁クラッチ４１を介して支軸３６（伝達歯車４３）に伝達されるようになっている。

図６は図４におけるＣ−Ｃ線に沿う一部切り欠き断面図である。駆動ユニット２２には、支軸３６の回転駆動を当該支軸３６の軸心と平行な軸心を有する出力軸４７に伝達する伝達機構としてのスパーギア４８が組み込まれている。このスパーギア４８は伝達部材としての伝達歯車４３と被伝達部材としての被伝達歯車４９とを備えている。

伝達歯車４３はアーマチュア４２におけるクラッチロータ３７との軸方向反対側に配され、支軸３６に固定されて支軸３６と一体に回転される。伝達歯車４３は平歯車であり、その外周部には複数の歯が形成されている。また、前述したように、伝達歯車４３の軸方向一端側は支軸３６とともに隔壁３５ａを貫通してウォームホイール収容室３４ａに突出しており、その軸方向一端の外周部においてアーマチュア４２とスプライン係合されている。

一方、ケース２６にはギア収容部５０の図４中左側にこれと隣接させてギア収容部５１が設けられており、被伝達歯車４９はこのギア収容部５１の内部に形成されたギア収容室５１ａに収容されている。ギア収容部５１はギア収容部５０よりも大径かつ当該ギア収容部５１と同一方向に開口する略円筒形状となっており、ケース２６内を区画する隔壁３５ｆと、隔壁３５ｆから軸方向他端側に延びる円筒壁部３５ｇと、円筒壁部３５ｇの開口部に着脱自在に取り付けられるカバー３５ｅとにより、その内部にギア収容室５１ａが形成されている。なお、本実施の形態においては、各ギア収容部５０，５１の開口部に取り付けられるカバー３５ｅは一部品から構成されており、各ギア収容部５０，５１を同時に閉塞するようになっている。

ギア収容室５１ａにおける隔壁３５ｆの中央部には出力軸４７の軸方向他端側が回転自在に支持されており、被伝達歯車４９はこの出力軸４７の軸方向他端側に固定されて出力軸４７と一体に回転される。被伝達歯車４９は伝達歯車４３よりも大径の平歯車であり、その外周部には伝達歯車４３の歯数よりも多い複数の歯が形成されている。つまり、このスパーギア４８は伝達歯車４３の回転駆動を被伝達歯車４９に減速して伝達する減速ギアとなっている。

図６に示すように、これらギア収容部５０，５１の円筒壁部３５ｄ，３５ｇは、相互に対向する側が一部切り欠かれて一体となっており、ギア収容室５０ａ，５１ａを連通する連通孔５２が形成されている。伝達歯車４３と被伝達歯車４９とはこの連通孔５２を介して噛み合っており、このスパーギア４８により、支軸３６の回転駆動が所定の速度まで減速され、高トルク化された回転が出力軸４７に伝達されるようになっている。

この出力軸４７の軸方向一端側には、各ケーブル２３ａ，２３ｂを牽引する駆動回転体としての駆動用ドラム５５が固定されている。

ケース２６にはギア収容部５１の裏側（図４中下側）つまりウォームホイール収容部３４の図４中左側にこれらと隣接してドラム収容部５６が設けられており、駆動用ドラム５５はこのドラム収容部５６の内部に形成されたドラム収容室５６ａに収容されている。ドラム収容部５６はギア収容部５１と同軸かつ反対方向に開口する略円筒形状となっており、ドラム収容室５６ａとギア収容室５１ａとを区画する隔壁３５ｆと、隔壁３５ｆから軸方向一端側（図４中下側）に延びる円筒壁部３５ｈと、円筒壁部３５ｈの開口部に着脱自在に取り付けられるカバー３５ｃとにより、その内部にドラム収容室５６ａが形成されている。

ドラム収容室５６ａの軸心には、隔壁３５ｆを貫通する出力軸４７の軸方向一端側が回転自在に支持されており、駆動用ドラム５５はこの出力軸４７の軸方向一端側に固定されて出力軸４７と一体に回転される。駆動用ドラム５５は略円柱状に形成されており、その外周には駆動ユニット２２内に導かれた閉側ケーブル２３ａと開側ケーブル２３ｂの他端側が互いに逆方向に巻き付けられている。この駆動用ドラム５５にウォームギア機構３２、電磁クラッチ４１およびスパーギア４８を介して減速された回転が伝達されると、その回転方向に応じて一方のケーブル２３ａ，２３ｂが駆動用ドラム５５に巻き取られるとともに他方のケーブル２３ａ，２３ｂが駆動用ドラム５５から送り出されて、スライドドア１４は当該ケーブル２３ａ，２３ｂに牽引されて自動開閉動作されるようになっている。

なお、図４に示すように、支軸３６とクラッチロータ３７とは、支軸３６の軸方向他端部に形成された段差により相互に対向する軸方向への移動が規制されており、支軸３６の軸方向他端側がカバー３５ｅに軸受５８を介して回転自在に支持されるとともに、一端側においてクラッチロータ３７がクラッチコイル４４に軸受５９を介して回転自在に支持されることにより、これらはケース２６内に相互に相対回転自在に収容されている。また、出力軸４７は、その軸方向中央部において隔壁３５ｆに軸受６０を介して回転自在に支持されるとともに、その軸方向他端側においてカバー３５ｃに軸受６１および駆動用ドラム５５を介して回転自在に支持されている。

このように、相互に平行な支軸３６と出力軸４７とをケース２６内に回転自在に設けてこれらをスパーギア４８により動力伝達可能に連結し、支軸３６の軸方向一端側にウォームギア機構３３および電磁クラッチ４１を配置するとともに出力軸４７の軸方向一端側に駆動用ドラム５５を配置するようにしたので、電磁クラッチ４１と駆動用ドラム５５とを軸方向に積み重ねる必要がなく、支軸３６および出力軸４７の軸方向長さを短くして駆動ユニット２２を薄型化することができる。

また、駆動用ドラム５５と電磁クラッチ４１とをケース２６の厚さ方向に直交する方向（図４中左右方向）に並べて配置するようにしたので、駆動ユニット２２を厚型化することなく駆動用ドラム５５を小径化することができる。つまり、通常、駆動用ドラム５５を小径化すると、各ケーブル２３ａ，２３ｂの所定の巻き取り量を確保するために駆動用ドラム５５の厚さを増加する必要があり駆動用ユニット２２の厚型化につながるが、本発明のように駆動用ドラム５５と電磁クラッチ４１とを並べて配置することで、駆動用ドラム５５（出力軸４７側）が電磁クラッチ４１（支軸３６側）よりも厚くならない範囲において、駆動ユニット２２を厚型化することなく駆動用ドラム５５を小径化することができる。これにより、各ケーブル２３ａ，２３ｂを牽引する際の駆動トルクが低減されるため、各部材（電磁クラッチ４１やスパーギア４９等）の小型化が可能となり、駆動ユニット２２を小型化することができる。なお、本実施の形態においては、駆動用ドラム５５を各ケーブル２３ａ，２３ｂの巻き掛けを案内する案内溝を備えないタイプのものとし、駆動用ドラム５５に巻回された隣り合うケーブルの側面をガイドとして順次ケーブルが巻回されるものとしたので、駆動用ドラム５５の外周に各ケーブル２３ａ，２３ｂを密に巻き掛けることができ、駆動用ドラム５５の更なる小径化が可能となっている。

さらに、伝達機構としてのスパーギア４８に減速ギアを用いて駆動ユニット２２を構成したので、電磁クラッチ４１の保持トルクが低減されて電磁クラッチ４１の小型化が可能となり、ウォームホイール３３を大型化することなく、クラッチロータ３７の外周部にウォームホイール３３を配置することができる。これにより、ウォームホイール３３とクラッチロータ３７とを軸方向に積み重ねる必要がなくなるため、駆動ユニット２２を更に薄型化（小型化）することができる。

さらに、クラッチロータ３７の外周部にウォームホイール３３を一体的に設けたので、支軸３６の軸方向他端側に配置されるウォームギア機構３２および電磁クラッチ４１の厚さを小さくすることができる。

さらに、クラッチ機構４１を電磁クラッチから構成し、磁気力を発生させるクラッチコイル４４をクラッチロータ３７におけるアーマチュア４２との軸方向反対側に設け、伝達歯車４３をアーマチュア４２におけるクラッチロータ３７との軸方向反対側に配したので、クラッチロータ３７の外周部に一体的に設けられたウォームホイール３３をその回転軸心である支軸３６の軸方向の略中間部、つまり、ケース２６の厚さ方向中央部に位置させることができ、これにより、電動モータ２７がその軸心をケース２６の厚さ方向中央部に位置させて配置されるため、ケース２６に対する電動モータ２７の厚さ方向への突出が抑制されて、駆動ユニット２２を更に薄型化（小型化）することができる。

なお、前記実施の形態においては、アーマチュア４２を支軸３６に固定された伝達歯車４３にスプライン係合により装着しているが、例えば、アーマチュア４２を支軸３６にスプライン係合により装着したり、アーマチュア４２を伝達歯車４３または支軸３６と板ばね部材を介して装着したりすることで、アーマチュア４２をクラッチロータ３７側に向けて軸方向一端側に移動自在かつ支軸３６と一体に回転するようにしてもよい。また、第１の回転体としてのアーマチュア４２をクラッチロータ３７側に向けて軸方向に移動自在かつウォームホイール３３と一体に回転するように設けるとともに、第２回転体としてのクラッチロータ３７を支軸３６と一体に回転するように設けるようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、ギア部３３ａを備えるウォームホイール３３をクラッチロータ３７の外周部に一体的に固定するようにしたが、クラッチロータ３７の外周にギア部３３ａを形成し、ウォームホイール３３とクラッチロータ３７とを一体的に設けるようにしてもよい。

図３に示すように、駆動ユニット２２には、駆動用ドラム５５からケース２６の外部に延出される各ケーブル２３ａ，２３ｂに所定の張力を付与するために、一対のテンショナ機構６４が設けられている。各テンショナ機構６４は各ケーブル２３ａ，２３ｂが掛け渡されるテンショナプーリ６５と、当該テンショナプーリ６５を付勢して各ケーブル２３ａ，２３ｂに所定の張力を付与する付勢手段としてのコイルばね６６とを備えている。

ケース２６にはドラム収容部５６の図３中左右両側にこれと隣接して一対のテンショナ収容部６７が設けられており、各テンショナ機構６４はこのテンショナ収容部６７の内部に形成されたテンショナ収容室６７ａに収容されている。テンショナ収容部６７はドラム収容部５６と同一方向に開口するケース状となっており、開口部にカバー３５ｃが着脱自在に取り付けられてその内部にテンショナ収容室６７ａが形成されている。各テンショナ収容室６７ａは、ドラム収容部５６の円筒壁部３５ｈに設けられたケーブル引き出し部６８を介してドラム収容室５６ａに連通するとともに、テンショナ収容部６７に設けられたケーブル出入り部６９を介してケース２６の外部に連通している。駆動用ドラム５５に一端が連結された各ケーブル２３ａ，２３ｂは、ケーブル引き出し部６８介してテンショナ収容室６７ａに引き込まれ、当該テンショナ収容室６７ａに収容されたテンショナプーリ６５に巻き掛けられて、ケーブル出入り部６９を介してケース２６の外部に引き出されている。

テンショナプーリ６５はホルダ７０に設けられた支軸７１に回転自在に支持されており、このホルダ７０はコイルばね６６により各ケーブル２３ａ，２３ｂの移動経路を増加させる方向（図３中上側方向）に付勢されている。これにより、各ケーブル２３ａ，２３ｂはテンショナ機構６４により付勢されて所定の張力が付与され、ローラユニット１６がガイドレール１５の引き込み部１５ｂに案内されること等によりケーブル２３ａ，２３ｂの移動経路長が変化しても、その張力が一定に保たれるようになっている。

なお、ケース２６と各反転プーリ２４ａ，２４ｂとは可撓性を有するアウターチューブ７２ａ，７２ｂにより連結されており、ケース２６と各反転プーリ２４ａ，２４ｂとの間においては、各ケーブル２３ａ，２３ｂはアウターチューブ７２ａ，７２ｂに挿通されて当該アウターチューブ７２ａ，７２ｂに沿って移動されるようになっている。

図４に示すように、駆動ユニット２２には、出力軸４７の回転を検出するためのセンサユニット７５が設けられている。このセンサユニット７５は出力軸４７と一体に回転するマグネット７６と、当該マグネット７６の磁気を検出する回転センサ７７とを備えている。

被伝達歯車４９には駆動用ドラム５５と対向する側の軸方向端面に環状の凹部４９ａが形成されており、マグネット７６はこの凹部４９ａ内に位置して被伝達歯車４９に固定されている。マグネット７６は、出力軸４７を中心とした環状に形成されており、周方向に複数の磁極が並べて着磁された多極着磁磁石となっている。

一方、ケース２６の隔壁３５ｆにはケース２６の外部側から没設形成された基板収容室７８ａが設けられており、回転センサ７７はこの基板収容室７８ａに位置決め収容されたセンサ基板としての制御基板７９に装着されている。制御基板７９は被伝達歯車４９と駆動用ドラム５５との間に延在されており、回転センサ７７はマグネット７６に軸方向から対向するように装着されている。この回転センサ７７はホール素子となっており、出力軸４７とともにマグネット７６が回転すると、その回転数に反比例した周期のパルス信号を出力するようになっている。回転センサ７７の出力は制御基板７９に入力され、制御基板７９は入力されたパルス信号に基づいて出力軸４７の回転数つまりスライドドア１４の開閉速度を認識するようになっている。

なお、前記実施の形態においては、センサユニット７５のマグネット７６を被伝達歯車４９に装着して出力軸４７の回転を検出するようにしたが、マグネット７６を駆動用ドラム５５に装着するようにしてもよいことはもちろんである。また、センサユニット７５を支軸３６側に配置して支軸３６の回転を検出するようにしてもよい。さらに、回転センサ７７としてはホール素子に限らず、マグネット７６等の被検出体と対となって出力軸４７または支軸３６の回転を検出できるものであれば他のセンサを用いるようにしてもよい。

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、前記実施の形態においては、スライドドア開閉装置２１に本発明を適用しているが、これに限らず、例えば、車両のバックドアを自動的に開閉するバックドア開閉装置など、他の用途に用いられる車両用自動開閉装置に本発明を適用するようにしてもよい。

また、前記実施の形態においては、駆動ユニット２２を車体１２の内部に配置して各ケーブル２３ａ，２３ｂをスライドドア１４に接続するようにしているが、これに限らず、駆動ユニット２２をスライドドア１４内に配置し、各ケーブル２３ａ，２３ｂをスライドドア１４のローラユニット１６部位を経由させてガイドレール１５の両端部に固定する構造としてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、スパーギア４８を伝達歯車４３と被伝達歯車４９との２つの歯車により構成するようにしたが、３つ以上の歯車により構成するようにしてもよい。さらに、伝達機構としてはスパーギア４８に限定されず、例えばベルト車を用いるようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、支軸３６とウォームホイール３３とを相対回転自在とし、伝達部材としての伝達歯車４３を支軸３６に固定するようにしたが、これに限らず、支軸３６にウォームホイール３３を固定子、伝達歯車４３と支軸３６とを相対回転自在としたり、ウォームホイール３３と伝達歯車４３とを、ケース２６に直に回転自在に支持することで支軸３６を省略するようにしてもよい。

同様に、前記実施の形態においては、出力軸４７に被伝達部材としての被伝達歯車４９と駆動回転体としての駆動用ドラム５５を固定するようにしたが、これに限らず、被伝達歯車４９と駆動用ドラム５５とを一体回転可能に連結するとともに、被伝達歯車４９と駆動用ドラム５５とを、ケース２６に直に回転自在に支持することで出力軸４７を省略するようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、駆動回転体として駆動用ドラム５５、作動部材として索条体を用いるようにしたが、これに限らず、例えば、駆動回転体を駆動ギアとし、作動部材を駆動ギアに噛み合う出力ギアやラックとしてもよい。

ワンボックスタイプの車両の側面図である。図１に示すスライドドアの車体への取り付け構造を示す平面図である。図２に示す駆動ユニットの一部切り欠き断面図である。図３におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。（Ａ）は電磁クラッチの動力遮断状態を示す断面図であり、（Ｂ）は電磁クラッチの動力伝達状態を示す断面図である。図４におけるＣ−Ｃ線に沿う一部切り欠き断面図である。

符号の説明

１１車両
１２車体
１３開口部
１４スライドドア（開閉体）
１５ガイドレール
１５ａ直線部
１５ｂ引き込み部
１６ローラユニット
２１スライドドア開閉装置（車両用自動開閉装置）
２２駆動ユニット
２３ａ閉側ケーブル（作動部材・索条体）
２３ｂ開側ケーブル（作動部材・索条体）
２４ａ，２４ｂ反転プーリ
２６ケース
２７電動モータ（駆動モータ）
２８回転軸
２８ａウォーム
３０ウォーム収容部
３０ａウォーム収容室
３２ウォームギア機構（減速機構）
３３ウォームホイール
３３ａギア部
３４ウォームホイール収容部
３４ａウォームホイール収容室
３５ａ隔壁
３５ｂ円筒壁部
３５ｃカバー
３５ｄ円筒壁部
３５ｅカバー
３５ｆ隔壁
３５ｇ円筒壁部
３５ｈ円筒壁部
３６支軸
３７クラッチロータ（第１回転体）
３７ａ凹部
３７ｂボス部
３７ｃ摩擦面
３８連通孔
４１電磁クラッチ（クラッチ機構）
４２アーマチュア（第２回転体）
４２ａ摩擦面
４３伝達歯車（伝達部材）
４４クラッチコイル
４７出力軸
４８スパーギア（伝達機構）
４９被伝達歯車（被伝達部材）
４９ａ凹部
５０ギア収容部
５０ａギア収容室
５１ギア収容部
５１ａギア収容室
５２連通孔
５５駆動用ドラム（駆動回転体）
５６ドラム収容部
５６ａドラム収容室
５８〜６１軸受
６４テンショナ機構
６５テンショナプーリ（プーリ）
６６コイルばね（付勢手段）
６７テンショナ収容部
６７ａテンショナ収容室
６８ケーブル引き出し部
６９ケーブル出入り部
７０ホルダ
７１支軸
７２ａ，７２ｂアウターチューブ
７５センサユニット
７６マグネット
７７回転センサ
７８ａ基板収容室
７９制御基板（センサ基板）

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、
車体または前記開閉体のいずれか一方に設けられる駆動源と、
前記駆動源に取り付けられるケースと、
前記駆動源の動力が伝達される回転軸に一体的に設けられるウォームと、当該ウォームと噛み合うとともに前記ケースに回転自在に支持されるウォームホイールとを備え、前記ケースに収容される減速機構と、
前記ウォームホイールと一体に回転する第１回転体と、軸方向において当該第１回転体と係脱自在に配される第２回転体とを備え、前記第１回転体と前記第２回転体との間の動力伝達を断続するとともに、前記ウォームホイールと同軸で前記ケースに収容されるクラッチ機構と、
前記第２回転体と一体回転可能に設けられ、かつ、前記第２回転体と同一の軸心上に設けられた伝達部材と、前記ケースに回転自在に支持されるとともに前記伝達部材の軸心と平行な軸心回りに回転自在に設けられ、前記伝達部材に動力伝達可能に連結される被伝達部材とを備え、前記ケースに収容される伝達機構と、
前記被伝達部材と同一の軸心上に設けられ、かつ、前記被伝達部材と一体回転可能に設けられる駆動回転体と、
前記駆動回転体の動力を前記開閉体に伝達する作動部材とを有し、
前記クラッチ機構は前記第１回転体と前記第２回転体とを磁気力によって連結する電磁クラッチであり、
前記第１回転体における前記第２回転体との軸方向反対側には前記磁気力を発生させるクラッチコイルが配置されてい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、前記伝達機構は、前記伝達部材の回転駆動を前記被伝達部材に減速して伝達することを特徴とする車両用自動開閉装置。
請求項２記載の車両用自動開閉装置において、前記ウォームホイールは、前記第１回転体の外周部に一体的に設けられることを特徴とする車両用自動開閉装置。
請求項３記載の車両用自動開閉装置において、前記伝達部材は前記第２回転体における前記第１回転体との軸方向反対側に配されていることを特徴とする車両用自動開閉装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用自動開閉装置において、前記被伝達部材には前記駆動回転体と対向する側に環状の凹部が形成されて、当該凹部内に前記出力軸と一体に回転するマグネットが配され、前記ケース内には、前記被伝達部材と前記駆動回転体との間に延在するとともに前記マグネットに対向するセンサが設けられたセンサ基板が収容されていることを特徴とする車両用自動開閉装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用自動開閉装置において、前記作動部材は一端が前記駆動回転体に巻回され、他端が前記車体または前記開閉体のいずれか他方に連結された索条体であって、前記ケース内には、前記駆動回転体の側方に位置して前記出力軸と平行な軸心回りに回転自在であるとともに前記索条体が掛け回されるプーリと、当該プーリを付勢することで前記索条体に所定の張力を付与する付勢手段とを備えるテンショナ機構が収容されていることを特徴とする車両用自動開閉装置。