JP5980336B2 - 自動車の調節エレメント用の駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の上位概念に記載の形式の自動車の調節エレメント用の駆動装置及び、請求項１３記載の、調節エレメントと該調節エレメント用の駆動装置とを備えた調節エレメント装置に関する。

「調節エレメント」という概念はこの明細書では広範囲の意味を持つ。この概念には、自動車のテールゲート、トランクリッド、ボンネット、ドア、特にサイドドア、トランク底面等が含まれる。

しかしながらまずは、ここに記載する駆動装置は、自動車のテールゲート及びサイドドアで使用されるものである。この駆動装置は、閉鎖方向及び開放方向への各調節エレメントのモータによる調節のために用いられる。この場合、通常、重要であるのは、駆動装置が、モータによる調節運転以外に、手動による調節運転も可能であることである。この場合、さらに重要であるのは、予期せぬ、ひいては使用者にとって危険であるテールゲート運動若しくはドア運動を回避するために、電源故障の際にその都度のテールゲート位置若しくはドア位置が確実に保持されることである。

本発明の起点である公知の駆動装置（ＷＯ2007/014686Ａ１号）には、駆動接続部と被駆動接続部とを備えた、動力伝達系統に接続されたクラッチ装置が設けられていて、このクラッチ装置はラップスプリングばねである。ラップスプリング装置は、駆動側から導入された運動を駆動接続部へと伝え、被駆動側から導入された運動を制動する。これによりテールゲートを各中間位置で確実に保持することができる。ラップスプリング装置を備えた公知の駆動装置は構造的に単純で堅牢に構成されている。ラップスプリングを適当に設計すれば、駆動運転と制動運転との間の切替に関して良好な切替特性が得られる。

先行技術により、駆動側から導入された運動を駆動接続部へと伝え、被駆動側から導入された運動を遮断するクラッチ装置も公知である（ＤＥ19581436Ｃ１）。このような遮断装置は、３対の逆方向に作用するクランプローラ・ワンウェイクラッチを備えている。上述した意味での制動運転はこのようなクランプ遮断装置によっては実現されない。

本発明の課題は、公知の駆動装置を改良して、駆動運転と制動運転との間の切替に関する切替挙動を改善するように構成することである。

上記課題は、請求項１の上位概念に記載の形式の駆動装置において、請求項１の特徴部に記載の特徴を備えた駆動装置により解決される。

ブレーキ力に抗して調節可能なブレーキエレメントを備えたブレーキ装置を、クランプ体・ワンウェイクラッチから成るワンウェイクラッチ装置と組み合わせ、駆動側から導入された運動を駆動接続部へと伝え、被駆動側から導入された運動を制動するという思想が本質である。

詳しく言うと、ワンウェイクラッチ装置が、被駆動接続部とブレーキエレメントとの間に配置されており、以下で「ワンウェイクラッチ対」と記載する、少なくとも一対の反対方向に作用するクランプ体・ワンウェイクラッチを有している。

本発明では、クランプ体・ワンウェイクラッチは第１の運動方向では遮断し、即ち、クランプ体・ワンウェイクラッチに接続された構成部分を互いに連結し、この第１の運動方向とは逆方向の第２の運動方向では前記構成部分を互いに解放し、即ち、クランプ体・ワンウェイクラッチに接続された構成部分の間で自由回転を可能にすると、クランプ体・ワンウェイクラッチは規定されている。遮断と解放とは公知のように、クランプ体の自動的な方向に依存した調節により行われる。

逆方向に作用するクランプ体・ワンウェイクラッチの少なくとも一対のワンウェイクラッチ対が設けられていることにより、被駆動側から導入された運動は常に、少なくとも一方のクランプ体・ワンウェイクラッチを遮断させ、このワンウェイクラッチ対のその都度他方のクランプ体・ワンウェイクラッチは解除されている。被駆動接続部と、ブレーキ力に抗してのみ調節可能なブレーキエレメントとの間の遮断により、被駆動側から導入された運動は常にブレーキ装置を介して制動される。この場合「常に」という記載は、被駆動側の両運動方向で遮断が行われることを意味する。

駆動側から導入された運動もブレーキ装置によって制動されないことを保証するために、提案によればさらに、駆動側から導入された運動が常に、全てのクランプ体・ワンウェイクラッチを解除させるようになっている。この場合も「常に」という記載は、上記作用が駆動側の両運動方向について行われることを意味する。

請求項４に記載の特に好適な構成では、クランプ体・ワンウェイクラッチとはそれぞれ、クランプローラとして形成された複数のクランプ体を備えたクランプローラ・ワンウェイクラッチである。上記クランプローラ・ワンウェイクラッチを実現する際には、駆動側で発生した運動がほぼ制動されずに被駆動側へと伝えられるという事実が特に有利である。従って、クラッチ装置は、駆動装置の効率全体に対してネガティブな作用はしない。

通常運転による使用時には、駆動接続部と被駆動接続部との間の若しくは被駆動接続部とブレーキエレメントとの間の連結は、最小の遊びを備えるように設計することができるので、駆動運転と制動運転との切替の際にはノイズの発生が相応に僅かであることが期待される。

独立請求項である請求項１３に記載した別の技術によれば、調節エレメントと、該調節エレメントに配設された上述した駆動装置とを備えた調節エレメント装置が特許請求の範囲とされる。調節エレメント装置全体を説明するのに適当である、提案された駆動装置についての全ての説明を参照することができる。

請求項１５に記載した特に好適な構成では、ブレーキ装置は、一方では調節エレメントを各区中間位置で保持し、他方ではブレーキ装置のブレーキ力に抗して手動で調節できるように設計されている。このような構成では、自動的な調節エレメント運動に場合によっては影響を与える全ての要素が考慮されている。この要素には、重力、ばね力、摩擦力等が含まれる。

以下に、１つの実施例のみを示した図面につき本発明を詳しく説明する。

テールゲートと、該テールゲートをモータにより調節する提案された駆動装置とを備えた自動車の後部を示した側面図である。 図１の駆動装置の両駆動部材のうちの一方を示した部分縦断面図である。 図１の駆動装置のクラッチ装置を示した縦断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿ったクラッチ装置の断面図である。 図４のクラッチ装置を、運動が駆動側から導入された状態（図５ａ）と、被駆動側から導入された状態（図５ｂ）とにおいて示した図である。

図１に示された駆動装置は、自動車のテールゲート１をモータにより調節するために使用される。しかしながら、明細書冒頭で言及した他の全ての調節エレメントも好適に使用することができる。テールゲートに関する以下の全ての説明は、ここで言及した他の全ての調節エレメントにも同様に当てはまる。

図１に示された駆動装置には対応した２つの同一の駆動部材２が設けられており、この駆動部材２はそれぞれ１つの駆動モータ３を有している。駆動部材２は、テールゲート開口４の両側方領域に配置されている。図１には両駆動部材２のうち一方のみが示されている。図２にはこの駆動部材２が部分縦断面図で示されている。

以下の説明は、図１に示された一方の駆動部材２にのみ関する。しかしながら、場合によっては設けられている他方の駆動装置にも同様に該当する。

図２に示された駆動部材２はスピンドル駆動装置として形成されていて、駆動モータ３と、中間伝動装置５と、スピンドル・スピンドルナット伝動装置６とを備えており、ばね装置７は、スピンドル・スピンドルナット伝動装置６を走出位置に位置させるようにプレロードがかけられている。スピンドル駆動装置の組み付け状態は図１に示されている。

中間伝動装置５とスピンドル・スピンドルナット伝動装置６との間の動力伝達系統にはクラッチ装置８が接続されており、このクラッチ装置８には通常、駆動接続部９と、被駆動接続部１０とが設けられている。

提案によれば、クラッチ装置８は、駆動側から導入された運動を被駆動接続部１０へと伝えるだけでなく、制動機能も有している。詳しく言うならば、被駆動側から導入された運動を制動するためのブレーキ装置１１が設けられており、この装置は、制動力に抗して調節可能なブレーキエレメント１２を有している。

重要であるのは、被駆動側から導入された運動はブレーキ装置１１によって制動されるが、駆動側から導入された運動は制動されずに被駆動接続部１０へと伝えられることである。このために、駆動接続部９とブレーキエレメント１２との間のクラッチ装置８は、この場合、好適には３対の逆方向に作用するクランプ体・ワンウェイクラッチ１５から成るワンウェイクラッチ装置１３を有しており、これら３対のクランプ体・ワンウェイクラッチ１５は、クラッチ軸線８ａに関して１２０°ずつずらされて配置されている。これら３対の逆方向に作用するクランプ体・ワンウェイクラッチ１５は、この場合、既に言及したように「ワンウェイクラッチ対」と記載される。ワンウェイクラッチ対１４の基本的な構成は、図３及び図４の概要に基づいて後述する。

この装置は、被駆動側から導入された運動は常に、クランプ体・ワンウェイクラッチ１５の少なくとも１つを遮断させ、相応にブレーキ装置１１を介して制動される（図５ｂ））ように、かつ、駆動側から導入された運動は常に、クランプ体・ワンウェイクラッチ１５を解除させる（図５ａ））ようになっている。これについても後述する。

ブレーキ装置１１は、図示した、好適な実施例では極めて特に単純な構成である。ブレーキエレメント１２は、この場合、好適には２つのブレーキディスク１６，１７に連結されていて、これらのブレーキディスク１６，１７はばねエレメント１８によって摩擦接続的に（摩擦接触して）、定置の摩擦構成体１９に対して、この実施例では好適にはケーシング部分に対して押し付けられている。ここで重要であるのは、ブレーキエレメント１２はピン状区分１２ａを有しており、該区分は、摩擦構成体１９を成しているケーシング部分の孔内に導入されていることである。摩擦構成体１９の両側にはブレーキディスク１６，１７が配置されており、これらのブレーキディスク１６，１７は回動不能にピン状区分１２ａに、例えば形状接続（嵌め合いなどの形状的関係に基づく結合又は束縛）により結合されている。図３の下方のブレーキディスク１７は、スナップリング又は類似のものによって、摩擦構成体１９とは反対の側で保持されていることにより、図３で上に向かって作用するばね力が、両ブレーキディスク１６，１７を摩擦構成体１９に対して押し付ける。ばねエレメント１８は単純な圧縮コイルばねである。

図示のブレーキ装置１１では、ブレーキエレメント１２が少なくとも所定の区分でポット状に形成されていて、ワンウェイクラッチ装置１３を実質的に収容しているという事実も重要である。これにより極めてコンパクトな構成が得られる。

被駆動側で発動された制動運動を可能にするために、クラッチ装置８の駆動接続部９と調節エレメント１との間の動力伝達系統はいずれにせよセルフロック式ではないように構成しなければならないことがわかる。さらに示されているように、被駆動側で発動された制動運動はクラッチ装置８の駆動接続部９にも伝えられるので、好適には動力伝達系統全体はセルフロック式に形成されていない。

図３〜図５の互いに関連している図面には、クランプ体・ワンウェイクラッチ１５はそれぞれ１つの転動体として形成された、この場合、好適にはクランプローラとして形成されたクランプ体２１を有している。クランプ体２１がクランプ球として形成されていることも考えられる。１つのワンウェイクラッチ対１４のクランプ体２１は、内側の回転体２３と外側の回転体２４との間の機能区分２２に封じ込められている。機能区分２２は、クランプ体２１が離れることができない容積を成している。

今、既に、機能区分２２が被駆動接続部１０の運動と一緒に動くことを示唆することができる。

この個所で、提案されているクラッチ装置８は高いコンパクト性を示している。クラッチ装置８はクラッチ軸線８ａを有しており、ここでは好適には、内側の回転体２３、外側の回転体２４、ブレーキエレメント１２、ブレーキディスク１６，１７がクラッチ軸線８ａに合わせて方向付けられている。原則的には、上記の個々の構成部分を別の方向付けとすることも考えられる。

図４には拡大図で、ここの機能区分２２において横断面で、一方の回転体２４が円形であって、他方の回転体２３が円形ではなく、周方向で中央領域２５の両側にそれぞれ１つのクランプ領域２６が形成されるようになっていることが示されている。図４によれば点線で図示された接線が示すように、クランプ領域２６において、それぞれ横断面で、両回転体２３，２４の、クランプ体２１に面した壁区分が中央領域２５を基点として周方向でそれぞれ１つの楔状の狭隘部を形成するので、クランプ体２１は各機能区分２２を離れられない。

図４には、中央領域２５にばねエレメント２５ａが配置されていて、このばねエレメント２５ａが、１つのワンウェイクラッチ対１４の両側のクランプ体２１を互いに逆方向に押し、ひいてはクランプ領域２６内へと押していることが示されている。ばねエレメント２５ａは、圧縮コイルばね、又はここで示されているようにエラストマ構成体等であって良い。

クラッチ装置１３の遮断は、この場合、被駆動側から導入された運動に起因する、両回転体２３，２４の相対回動により生じる。図５ｂ）の拡大図では、内側の回転体２３が左回りで回転することにより、この図面において右側にあるクランプ体２１が、両回転体２３，２４に沿って転動し、これにより該クランプ体２１はクランプ領域２６において、両回転体２３，２４とクランプ係合してロックされる。

横断面円形の、ここでは外側の一方の回転体２４にブレーキエレメント１２が配設されており、ここでは内側の他方の回転体２３に被駆動接続部１０が配設されていることにより、被駆動側から導入された運動がブレーキ装置１１によって制動される。同じことは、逆方向で被駆動側から導入された運動にも当てはまる。この場合、図５の拡大図で左側に示されたクランプ体２１が、両回転体２３，２４とクランプ係合してロックされる。

重要であるのは、この場合、ワンウェイクラッチ装置１３の解除は駆動側から導入された運動により行われることである。このために、好適にはクラッチ軸線８ａに合わせて方向付けられた第３の回転体２７が設けられており、第３の回転体２７の回転の際には駆動力２８が周方向でクランプ体２１に作用し、これによりクランプ体２１はクランプ係合からはずれ、クランプ体２１はクランプ体・ワンウェイクラッチ１５を解放する。この場合、駆動力２８の力作用線は好適にはクランプ体２１の中心軸線若しくは中心点を通って延びている。このことは図５ａ）の図面に最もよく示されている。ここに示された拡大図には、第３の回転体２７の駆動力２８が、拡大図で右側のクランプ体２１に作用し、これによりこのクランプ体２１がクランプ領域２６から出て拡大図で左に向かって押されることが示されている。僅かに圧縮されたばねエレメント２５ａを介して駆動力２８は図５の拡大図で左側のクランプ体２１にも作用する。しかしながらこのクランプ体２１についてはクランプ係合によりロックさせることはできない。何故ならば、回転体２３，２４の上記壁区分に沿って行われる転動が常に、クランプ体２１をクランプ領域２６から外に出させるからである。図５ａ）の拡大図で左側に示されたクランプ体２１は、上述した通り、所属の機能区分２２から出ることはできないので、結果として平衡状態が生じ、この場合、第３の回転体２７はその回転の際に、内側の、ここでは被駆動側の回転体２３を、クランプ体２１を介して連行する。

この場合、好適には、第３の回転体２７は、クラッチ装置８の駆動接続部９に配設されているので、上述したように、駆動側から導入された運動は制動されずに被駆動接続部１０へと伝達される。

図示した好適な実施例で重要であるのは、第３の回転体２７は、被駆動側の回転体２３と遊びを伴う形状接続をしているという事実である。このために第３の回転体２７には、上述した２つの機能区分２２の間で係合する少なくとも１つのツメ２９が設けられている。このような装置は、特に少なくとも１つのツメ２９は、遊び区分３０を通過する前に、クランプ係合解除のために、そしてクランプ体２１を介した被駆動側の回転体２３の上述した連行のために、駆動側の回転体２７と被駆動側の回転体２３との相対回動を可能にする。そして、遊び区分３０を通過した後は、被駆動側の回転体２３の連行は形状接続により可能となる。即ちこの場合、形状接続は、遊び区分３０を通過してから初めて行われ、この形状接続はばねエレメント２５ａの相応の圧縮を伴う。このような状態は、ばねエレメント２５ａのばね係数及び予負荷に応じて、駆動接続部９と被駆動接続部１０との間の運転モーメントが相応の高さになって初めて得られる。

基本的に、上記形状接続は過負荷の際にのみ行われ、通常運転による使用時には行われないように構成することができる。この場合特に、ばねエレメント２５ａが緩衝エレメントとして動力伝達系統の内側で作用し、このことは好適にはノイズの発生を減じることができるという事実が有利である。

独立した意味を持つ別の技術によれば、特にテールゲートとして構成された調節エレメント１と、該調節エレメント１に配設された上述した駆動装置とを備えた調節エレメント装置が特許請求の範囲に記載される。提案された駆動装置についての全ての構成を参照することができる。

提案された手段は、自動車の全ての可能な調節エレメント１について使用することができる。好適には、調節エレメント１は、自動車のテールゲート、トランクリッド、ボンネット、ドア、特にサイドドア、又はトランク底面である。

提案された調節エレメント装置は好適には極めて特別に設計されている。即ちブレーキ装置１１は好適には、調節エレメント１を好適には各中間位置で、特に重力及び場合によっては存在するばね力に抗して保持し、ブレーキ装置１１のブレーキ力に抗した調節エレメント１の手動による調節を可能にするように構成されている。ばね力は例えば上述したばね装置７の力に起因する。

上記好適な構成により、電源故障の際にも調節エレメント１の不都合な調節は行われず、ブレーキ装置１１のブレーキ力に抗した手動による調節の可能性は常に維持されていることが保証される。

最後に、別の好適な構成では、駆動装置の動力伝達系統にケーブル駆動装置、ケーブル伝動装置、ボーデンケーブルを接続することができることを指摘しておく。

Claims (21)

1. 自動車の調節エレメント（１）用の駆動装置であって、駆動接続部（９）と被駆動接続部（１０）とを備えた、動力伝達系統に接続されたクラッチ装置（８）が設けられており、該クラッチ装置（８）は駆動側から導入される運動を被駆動接続部（１０）へと伝え、被駆動側から導入された運動を制動するブレーキ装置（１１）を有している、自動車の調節エレメント用の駆動装置において、
   前記ブレーキ装置（１１）は、ブレーキ力として摩擦力を発生させるブレーキエレメント（１２）を有しており、前記クラッチ装置（８）は、前記被駆動接続部（１０）と前記ブレーキエレメント（１２）との間に、互いに逆の運動方向に作用する２つのクランプ体・ワンウェイクラッチ（１５）を備えた少なくとも１対のワンウェイクラッチ対（１４）から成るワンウェイクラッチ装置（１３）を有しており、
   前記クランプ体・ワンウェイクラッチ（１５）は、該クランプ体・ワンウェイクラッチ（１５）が第１の運動方向では遮断し、即ち、前記クランプ体・ワンウェイクラッチ（１５）に接続された構成部分を互いに連結し、この第１の運動方向とは逆方向の第２の運動方向では前記構成部分を互いに解放し、即ち、前記クランプ体・ワンウェイクラッチ（１５）に接続された構成部分の間で自由回転を可能にするように形成されており、被駆動側から導入された運動は常に、少なくとも１つのクランプ体・ワンウェイクラッチ（１５）を遮断させ、相応にブレーキ装置（１１）を介して制動され、駆動側から導入された運動は常に、クランプ体・ワンウェイクラッチ（１５）を解放させることを特徴とする、自動車の調節エレメント用の駆動装置。
2. 前記ブレーキエレメント（１２）は、少なくとも１つのブレーキディスク（１６，１７）に連結されていて、該ブレーキディスク（１６，１７）はばねエレメント（１８）によって摩擦接続的に、定置の摩擦構成体（１９）に対して押し付けられる、請求項１記載の駆動装置。
3. 前記摩擦構成体（１９）は、当該駆動装置のケーシングの部分である、請求項２記載の駆動装置。
4. 前記ブレーキエレメント（１２）が少なくとも所定の区分でポット状に形成されていて、前記ワンウェイクラッチ装置（１３）を実質的に収容している、請求項１から３までのいずれか１項記載の駆動装置。
5. 前記クランプ体・ワンウェイクラッチ（１５）はそれぞれ１つの、転動体として形成されたクランプ体（２１）を有しており、１つのワンウェイクラッチ対（１４）のクランプ体（２１）は、内側の回転体（２３）と外側の回転体（２４）との間の機能区分（２２）に挿入されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の駆動装置。
6. 前記転動体は、クランプローラ又はクランプ球である、請求項５記載の駆動装置。
7. 前記クラッチ装置（８）は形状に関するクラッチ軸線（８ａ）を有しており、前記内側の回転体（２３）と前記外側の回転体（２４）とは前記クラッチ軸線（８ａ）に対して同心的であり、かつ／又は、前記ブレーキエレメント（１２）及び／又は前記少なくとも１つのブレーキディスク（１６，１７）が前記クラッチ軸線（８ａ）に対して同心的である、請求項５又は６記載の駆動装置。
8. １つの機能区分（２２）において、それぞれ横断面で一方の前記回転体（２４）が円形であって、他方の前記回転体（２３）が円形ではなく、周方向で中央領域（２５）の両側にそれぞれ１つのクランプ領域（２６）が形成されるようになっていて、前記中央領域（２５）に、前記両クランプ体（２１）を互いに反対方向に押し、ひいては前記クランプ領域（２６）内へと押すばねエレメント（２５ａ）が配置されている、請求項５から７までのいずれか１項記載の駆動装置。
9. 前記両回転体（２３，２４）の互いに相対的な回動により、１対のワンウェイクラッチ対（１４）の１つのクランプ体（２１）が前記両回転体（２３，２４）に沿って転動させられ、これにより前記クランプ体（２１）は前記クランプ領域（２６）において、前記両回転体（２３，２４）とクランプ係合してロックされる、請求項５から８までのいずれか１項記載の駆動装置。
10. 横断面円形の一方の前記回転体（２４）に前記ブレーキエレメント（１２）が配設されていて、他方の回転体（２３）に前記被駆動接続部（１０）が配設されている、請求項５から９までのいずれか１項記載の駆動装置。
11. クラッチ軸線（８ａ）に同心的な第３の回転体（２７）が設けられており、該第３の回転体（２７）の回転の際に、前記クランプ体（２１）をクランプ係合によるロックから解除させ、ひいてはクランプ体・ワンウェイクラッチ（１５）を解放する駆動力（２８）が周方向で前記クランプ体（２１）に作用する、請求項５から１０までのいずれか１項記載の駆動装置。
12. 前記駆動力（２８）の力作用線は、前記クランプ体（２１）の中心軸線若しくは中心点を通って延びている、請求項１１記載の駆動装置。
13. 前記第３の回転体（２７）はその回転の際に、前記別の両回転体（２３，２４）の一方を、前記クランプ体（２１）を介して連行する、請求項１１又は１２記載の駆動装置。
14. 前記別の両回転体（２３，２４）の一方は、前記被駆動接続部（１０）に配設された回転体（２３）である、請求項１３記載の駆動装置。
15. 前記第３の回転体（２７）は前記駆動接続部（９）に配設されている、請求項１３又は１４記載の駆動装置。
16. 前記駆動側の回転体（２７）は前記被駆動側の回転体（２３）と、遊びを含んだ形状接続を形成していて、これにより前記遊びを含む区分（３０）を通過する前に、クランプ係合解除のための、及び、前記クランプ体（２１）を介した被駆動側の回転体（２３）の連行のための相対回動を可能にし、前記遊びを含む区分（３０）を通過した後は、前記被駆動側の回転体（２３）の連行は形状接続により可能となる、請求項１５記載の駆動装置。
17. 調節エレメント（１）と、該調節エレメント（１）に配設された、請求項１から１６までのいずれか１項記載の駆動装置とを備えた調節エレメント装置。
18. 前記調節エレメント（１）が、フラップとして形成されている、請求項１７記載の調節エレメント装置。
19. 前記調節エレメント（１）が、自動車のテールゲートとして、又はドアとして、又はサイドドアとして形成されている、請求項１７又は１８記載の調節エレメント装置。
20. ブレーキ装置（１１）が、前記調節エレメント（１）を保持し、さらに、前記ブレーキ装置（１１）のブレーキ力に抗した前記調節エレメント（１）の手動による調節を可能にするように構成されている、請求項１７から１９までのいずれか１項記載の調節エレメント装置。
21. ブレーキ装置（１１）が、前記調節エレメント（１）を各中間位置で、重力又は存在するばね力に抗して保持し、さらに、前記ブレーキ装置（１１）のブレーキ力に抗した前記調節エレメント（１）の手動による調節を可能にするように構成されている、請求項１７から２０までのいずれか１項記載の調節エレメント装置。

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