JP7089328B2 - 対象物移動機構 - Google Patents
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Description
このような問題を解決するために、例えば特許文献1に記載のように、駆動装置である駆動スピンドルと、支持装置であるアシストスプリングとを用いたパワードアが提案されている。
即ち、本発明に係る対象物移動機構によれば、駆動装置と支持装置との組合せによって移動対象物を移動させる際に、駆動装置の駆動を止めた場合であっても対象物の移動を抑制できる。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図3及び図4中に示した矢印Aの方向を、駆動装置10における作動部材12Aの進出方向、又は支持装置50における従動部材52Aの進出方向と規定して記述する。また、矢印Aの方向とは反対の方向は、後退方向として記述する。
先ず、対象物移動機構1の全体構成について、図1及び図2を用いて説明する。
本実施形態における対象物移動機構1は、例えば駆動モータなどの駆動による回転運動を直線方向の進退運動に変換し、対象物を所定方向に移動させるものである。
このような対象物移動機構1の一例として、例えば図1に示すような、車両100の後部を開閉するバックドア101を移動対象物とし、当該バックドア101を上下方向に移動(揺動)させる開閉駆動装置が挙げられる。
即ち、本発明を具現化する対象物移動機構1は、上述したような、バックドア101を開閉させる開閉駆動装置に限定されるものではなく、移動対象物である物品又は構造を、上下方向、左右方向、又は斜め方向に移動させる装置など、対象物の移動が支持を伴う駆動により行われる装置に適用することが可能である。
そして、車両100後部の一方(本実施形態においては、図2における紙面左側)の側面において、駆動装置10は、バックドア101と回動可能に連結される。駆動装置10は、後述する保持部材12Bの第二接続部18を介して、ボディ102と回動可能に連結される。また、駆動装置10は、保持部材12Bに対して相対的に進退する作動部材12Aの第一接続部17を介して、バックドア101と回動可能に連結される。
また、車両100後部の他方(本実施形態においては、図2における紙面右側)の側面において、支持装置50は、後述する保持部材52Bの第四接続部58を介して、ボディ102と回動可能に連結され、且つ保持部材52Bに対して相対的に進退する従動部材52Aの第三接続部57を介して、バックドア101と回動可能に連結される。
また、バックドア101が上方に移動(揺動)されると、支持部材3の従動部材52Aも、これに追従してバックドア101を支持しながら進出される。
また、バックドア101が下方に移動(揺動)されると、支持部材3の従動部材52Aも、バックドア101の動きに追従してバックドア101を支持しながら後退される。
次に、駆動装置10の構成について、図3を用いて説明する。
駆動装置10は、駆動部の一例である駆動モータ11、駆動モータ11の駆動により進退方向(図3中の矢印Aの方向との平行方向)に作動する作動部材12A、作動部材12Aとともに駆動装置側ハウジング12を構成する保持部材12B、及び移動対象物の一例であるバックドア101(図1を参照)を付勢する駆動装置側付勢部材13などを備える。
また、作動部材12Aは、駆動モータ11の駆動により回転する作動部材側スピンドル部材14、作動部材側スピンドル部材14と螺合するナット部材15、及びナット部材15と連結した移動部材16などを有する。
第一接続部17は、例えばボールジョイントであり、バックドア101に設けられた取付部材(図示せず)と回動可能に接続される。
換言すると、作動部材12Aによって構成される駆動装置側ハウジング12には、移動対象物であるバックドア101に接続する第一接続部17が設けられる。
また、保持部材12Bの閉鎖端面12B1には、第二接続部18が設けられており、当該第二接続部18は、上述の第一接続部17と同様、例えばボールジョイントであり、車両100(図1を参照)の後部に設けられた取付部材(図示せず)と回動可能に接続される。
また、保持部材12Bは、閉鎖端面12B1を後退方向側に向け、且つ開放面となった端面を作動部材12A側に向けた状態にて配置される。
ここで、保持部材12Bの内部空間は、閉鎖端面12B1と平行に設けられる隔壁部12B2によって、閉鎖端面12B1側に位置する閉鎖端面側空間部12B3と、開放面側に設けられる開放面側空間部12B4とに隔絶されている。
また、作動部材12Aの内側空間部12A3は、当該作動部材12Aの端部12A2が保持部材12Bの内側に挿入されることにより、保持部材12Bの開放面側空間部12B4と連通された状態となっている。
つまり、駆動モータ11は、駆動装置側ハウジング12(より具体的には、保持部材12Bの閉鎖端面側空間部12B3)に設けられる。
具体的には、作動部材12Aが保持部材12Bに対して進出方向側に最も突出した状態において、第二空間部19Bの体積は最も大きくなる。また、作動部材12Aが保持部材12Bに対して後退方向側に最も引き込まれた状態において、第二空間部19Bの体積は最も小さくなる。
また、駆動装置側付勢部材13は、その一端部(本実施形態においては、進出方向側の端部)において、作動部材12Aの閉鎖端面12A1と当接し、且つその他端部(本実施形態においては、後退方向側の端部)において、保持部材12Bの隔壁部12B2と当接した状態にて配置される。
これにより、作動部材12Aは、駆動装置側付勢部材13によって、保持部材12Bに対して軸方向の進出方向側へと移動するように、常に付勢された状態となっている。
また、作動部材側スピンドル部材14は、後退方向側の端部14bにおいて、隔壁部12B2に固定された軸受け部材21を介して、軸回り方向に回転可能に支持される。
これにより、制御部(図示せず)からの制御信号に基づき電力が供給されて駆動モータ11が駆動すると、作動部材側スピンドル部材14は、軸回り方向に回転される。
また、ナット部材15は、軸方向の進出方向側の端部において、後述する移動部材16に固定されている。
これにより、駆動モータ11の駆動によって作動部材側スピンドル部材14が軸回り方向に回転されると、ナット部材15は、作動部材側スピンドル部材14に対して相対回転され、移動部材16とともに作動部材側スピンドル部材14の軸方向へと移動する。
また、作動部材側スピンドル部材14が、軸回り方向の所定側との反対側に回転されると、ナット部材15は、当該作動部材側スピンドル部材14の軸方向の後退方向側へと移動する。
回転規制部材20は、作動部材側スピンドル部材14の半径方向外側において、当該作動部材側スピンドル部材14と同軸上、且つ駆動装置側付勢部材13の半径方向内側に位置するように配置される。
また、回転規制部材20は、後退方向側の端部において、保持部材12Bの隔壁部12B2に固定されている。
一方、ナット部材15の外周面には、前記凹部20aと嵌合可能な凸部15bが形成されている。
これにより、作動部材側スピンドル部材14の軸回り方向への回転に伴って、ナット部材15が前記軸方向に回転されるのを規制し、作動部材側スピンドル部材14の軸方向に沿って、ナット部材15を確実に移動させることができる。
また、ナット部材15の断面形状を多角形状に形成し、回転規制部材20の内周面において、ナット部材15の外周面の一部と当接する部位を設けることにより、作動部材側スピンドル部材14に伴って、ナット部材15が回転するのを規制する構成としてもよい。
つまり、回転規制部材20の構成については、作動部材側スピンドル部材14に伴って、ナット部材15が回転するのを規制することができる構成で、ナット部材15の移動を阻害しない構成であればよい。
また、移動部材16は、一方の端部(進出方向側の端部)において、作動部材12Aの閉鎖端面12A1と固定されるとともに、他方の端部(後退方向側の端部)において、ナット部材15と固定されている。
また、作動部材側スピンドル部材14が、軸回り方向の所定側との反対側に回転されると、ナット部材15、移動部材16、及び作動部材12Aは一体となって、当該作動部材側スピンドル部材14の軸方向の後退方向側へと移動する。
従って、ナット部材15は、駆動装置側付勢部材13によって、常に保持部材12Bに対して、作動部材側スピンドル部材14の軸方向の進出方向側に向かって、付勢された状態となっている。
停止した駆動モータ11においては、自身の機械的構造によって、駆動軸11aの回転動作がロックされる。
次に、支持装置50の構成について、図4乃至図6を用いて説明する。
支持装置50は、前述した駆動装置10と略同等な構成を有する一方、駆動モータ11及び軸継手22(図3を参照)からなる駆動機構が設けられておらず、且つ規制機構70が設けられている点について、駆動装置10と相違する。
よって、以下の説明においては、主に前述した駆動装置10との相違点について記載し、当該駆動装置10と同等な構成についての記載は省略する。
また、従動部材52Aは、軸回り方向に回転可能な従動部材側スピンドル部材54、従動部材側スピンドル部材54と螺合するナット部材55、及びナット部材55と連結した移動部材56など有する。
換言すると、従動部材52Aによって構成される支持装置側ハウジング52には、移動対象物であるバックドア101に接続する第三接続部57が設けられる。
回転部材62は、中空円筒形状の部材からなり、その一端側(本実施形態においては、進出方向側の端部側)には、従動部材側スピンドル部材54の端部54bに即した形状からなる貫通孔62aが同軸上に設けられる。
一方、回転部材62の貫通孔62aの内周面には、当該回転部材62の軸方向に延び、且つ前記複数の凸部54b1と嵌合可能な複数の凹部62a1(図5を参照)が形成されている。
また、第二溝部62b2は、第一溝部62b1に対して、上述した貫通孔62a側(本実施形態においては、進出方向側)にやや離れた位置において、当該回転部材62の半径方向内側に向かって延びるように形成されている。
さらに、図5に示すように、これらの第一溝部62b1及び第二溝部62b2は、回転部材62の軸回り方向において、互いに異なる角度の位置に設けられている。
また、胴部71aの外径は、後述する外側部材72の外径に比べて略同等に設定されている。
つまり、ブレーキスプリング71は、第一アーム部71b及び第二アーム部71cを介して、回転部材62の外側(半径方向外側)に嵌着される。
換言すると、ブレーキスプリング71の外側(胴部71aの半径方向外側)には、支持部材側ハウジング(より具体的には、保持部材52B)と接続する外側部材72が設けられる。
従って、回転部材62は、ブレーキスプリング71の第一アーム部71b又は第二アーム部71cが、第一溝部62b1又は第二溝部62b2の内側面に各々当接しない範囲内において、従動部材側スピンドル部材54とともに、軸回り方向に僅かに回転可能な状態となっている。
なお、駆動装置側付勢部材13の付勢力は、移動対象物であるバックドア101を介して、従動部材52Aに伝達される。
これにより、従動部材側スピンドル部材54は、回転部材62とともに軸回り方向の所定側(例えば、図6(a)中の矢印Bの方向側)に回転される。
そして、第一溝部62b1の内側面のみが、直ちにブレーキスプリング71の第一アーム部71bと当接する。
また、胴部71aにおける第二アーム部71c側の領域(以下、「第二領域」と記載する)においては、第二アーム部71cが、第二溝部62b2の内側面と未だ当接しておらず、軸回り方向の所定側(矢印Bの方向側)に移動されていないことから、前記第二領域の外周面71a1は、外側部材72の内周面72aに密接させた状態が維持される。
つまり、回転部材62は、ブレーキスプリング71を介して、外側部材72に対する、軸回り方向の所定側(矢印Bの方向側)への回転が拘束される。
これにより、従動部材側スピンドル部材54は、回転部材62とともに軸回り方向の所定側との反対側(例えば、図6(b)中の矢印Cの方向側)に回転される。
そして、第一溝部62b1は、ブレーキスプリング71の第一アーム部71bとの係合状態から解放されるとともに、第二溝部62b2の内側面のみが、直ちにブレーキスプリング71の第二アーム部72cと当接する。
また、上述した胴部71aの第一領域(第一アーム部71b側の領域)においては、内径が復元されて、外周面71aを外側部材72の内周面72aに密接させた状態となる。
つまり、回転部材62は、ブレーキスプリング71を介して、外側部材72に対する、軸回り方向の所定側との反対側(矢印Cの方向側)への回転が拘束される。
例えば図2に示すように、車両100の後部において、バックドア101が閉じられた状態にて停止している場合、上述したように、従動部材52Aには、主に駆動装置側付勢部材13の付勢力、及び支持装置側付勢部材53の付勢力のみが各々付加された状態となっている。
よって、図6(a)に示すように、回転部材62は、ブレーキスプリング71を介して、外側部材72に対する軸回り方向の所定側(矢印Bの方向側)への回転が、一時的に拘束された状態となっている。
ここで、駆動モータ11の駆動力は、ブレーキスプリング71の胴部71aにおける第二領域(第二アーム部71c側の領域)の外周面71a1と、外側部材72の内周面72aとの間の摩擦力を大きく上回ることから、従動部材側スピンドル部材54は、回転部材62とともに軸回り方向の所定側(矢印Bの方向側)に向かって、さらに回転される。
この際、回転部材62は、前記第二領域(第二アーム部71c側の領域)を介して、外側部材72の内周面72aに摺動しながら、軸回り方向の所定側(矢印Bの方向側)に向かって、さらに回転される。
換言すると、ブレーキスプリング71の胴部71aの外径が縮小し、当該胴部71aの外周面71a1と、外側部材72の内周面72aとが密接した状態から解放されることとなり、回転部材62は、外側部材72に対して軸回り方向の所定側(矢印Bの方向側)に回転可能な状態となる。
よって、図6(a)に示すように、回転部材62は、ブレーキスプリング71を介して、外側部材72に対する軸回り方向の所定側(矢印Bの方向側)への回転が、一時的に拘束された状態となっている。
これにより、従動部材側スピンドル部材54は、回転部材62とともに軸回り方向の所定側との反対側(矢印Cの方向側)に回転される。
そして、第一溝部62b1は、ブレーキスプリング71の第一アーム部71bとの係合状態から解放されるとともに、第二溝部62b2の内側面のみが、直ちにブレーキスプリング71の第二アーム部72cと当接する。
その結果、一時的にブレーキスプリング71は、胴部71aの第二領域において、回転部材62との間の摩擦によって、当該回転部材62における軸回り方向の相対回転を拘束し、且つ、胴部71aの第一領域において、外側部材72との間の摩擦によって、当該外側部材72における軸回り方向の相対回転を拘束する。
つまり、回転部材62は、ブレーキスプリング71を介して、外側部材72に対する、
軸回り方向の所定側との反対側(矢印Cの方向側)への回転が、一時的に拘束された状態
となる。
この際、回転部材62は、前記第一領域(第一アーム部71b側の領域)を介して、外側部材72の内周面72aに摺動しながら、軸回り方向の所定側との反対側(矢印Cの方向側)に向かって、さらに回転される。
換言すると、ブレーキスプリング71の胴部71aの外径が縮小し、当該胴部71aの外周面71a1と、外側部材72の内周面72aとが密接した状態から解放されることとなり、回転部材62は、外側部材72に対して軸回り方向の所定側との反対側(矢印Cの方向側)に回転可能な状態となる。
即ち、本実施形態における規制機構70において、ブレーキスプリング71は、少なくとも、回転部材62の回転によって胴部71aが径縮小されるまでの間、外側部材72との間の摩擦によって、回転が規制された状態となっている。
そして、ブレーキスプリング71は、例えば回転部材62が逆方向に僅かに回転して、胴部71aを径縮小させる力から解放されると、直ちに復元されて胴部71aは径拡大される。
従って、ブレーキスプリング71においては、長期間に渡って回転部材62との間の摩擦力が低下しないように維持されることが重要である。
また、回転部材62との間に異音等が発生しないようにすることも重要である。
以上のように、本実施形態における対象物移動機構1は、移動対象物の一例であるバックドア101を支持する支持装置50とバックドア(移動対象物)101を移動させる駆動装置10とを備えた対象物移動機構である。
ここで、駆動装置10は、駆動部の一例である駆動モータ11と、駆動モータ(駆動部)11の駆動により進退方向に作動する作動部材12Aと、バックドア(移動対象物)101を付勢する駆動装置側付勢部材13とを備える。
また、支持装置50は、バックドア101を介して作動部材12Aに接続する接続部(より具体的には、第三接続部57)と、作動部材12Aの作動に従動する従動部材52Aと、従動部材52Aを付勢する支持装置側付勢部材53と、従動部材52Aの移動を拘束又は許容する規制機構70とを備える。
そして、規制機構70は、駆動装置10の駆動による作動部材12Aの作動力によって生じる従動部材52Aの従動を許容し、また、支持装置側付勢部材53の付勢力による作動部材12Aの移動によって生じる従動部材52Aの従動を拘束する構成となっている。
また、支持装置50は、バックドア(移動対象物)101に接続する接続部(より具体的には、第三接続部57)が設けられた支持装置側ハウジング52を有し、従動部材52Aは、回転可能な従動部材側スピンドル部材54と、従動部材側スピンドル部材54と螺合するナット部材55と、ナット部材55と連結した移動部材56とを有する。
さらに、従動部材側スピンドル部材54には、従動部材側スピンドル部材54とともに回転する回転部材62が設けられ、ブレーキスプリング71は、回転部材62の外側に嵌着し、ブレーキスプリング71の外側には、支持部材側ハウジング52と接続する外側部材72が設けられている。
そして、外側部材72は、回転部材62に対して、駆動装置10の駆動が停止しているときにはブレーキスプリング71との摩擦によりブレーキスプリング71の回転を抑制し、駆動装置10が駆動しているときには回転部材62の回転によってブレーキスプリング71の径が縮小してブレーキスプリング71の回転が許容される位置に設けられた構成となっている。
10 駆動装置
11 駆動モータ
11a 駆動軸
12 駆動装置側ハウジング
12A 作動部材
12A1 閉鎖端面
12A2 端部
12A3 内側空間部
12B 保持部材
12B1 閉鎖端面
12B2 隔壁部
12B3 閉鎖端面側空間部
12B4 開放面側空間部
13 駆動装置側付勢部材
14 作動部材側スピンドル部材
14a 雄ネジ
14b 端部
15 ナット部材
15a 雌ネジ
15b 凸部
16 移動部材
17 第一接続部
18 第二接続部
19 空間部
19A 第一空間部
19B 第二空間部
20 回転規制部材
20a 凹部
21 軸受け部材
22 軸継手
50 支持部材
52 支持装置側ハウジング
52A 従動部材
52B 保持部材
53 支持装置側付勢部材
54 従動部材側スピンドル部材
54b 端部
54b1 凸部
55 ナット部材
56 移動部材
57 第三接続部
58 第四接続部
62 回転部材
62a 貫通孔
62a1 凹部
62b 外周面
62b1 第一溝部
62b2 第二溝部
70 規制機構
71 ブレーキスプリング
71a 胴部
71a1 外周面
71a2 内周面
71b 第一アーム部
71c 第二アーム部
72 外側部材
72a 内周面
100 車両
101 バックドア
102 ボディ
Claims (1)
- 移動対象物を支持する支持装置と前記移動対象物を移動させる駆動装置とを備えた対象物移動機構であって、
前記駆動装置は、駆動部と、前記駆動部の駆動により進退方向に作動する作動部材と、前記作動部材の進退方向に沿って延出し、且つ当該延出方向に延びる凹部を有する回転規制部材と、前記移動対象物を付勢する駆動装置側付勢部材とを備え、
前記支持装置は、前記作動部材に接続する接続部と、前記作動部材の作動に従動する従動部材と、前記従動部材を付勢する支持装置側付勢部材と、前記従動部材の移動を拘束又は許容する規制機構とを備え、
前記作動部材は、前記駆動部の駆動により回転する作動部材側スピンドル部材と、前記作動部材側スピンドル部材と螺合するナット部材と、前記ナット部材と連結した移動部材とを有し、
前記ナット部材は、前記回転規制部材に対して、前記凹部に嵌合した状態で前記作動部材の作動に伴い摺動可能な凸部を有し、
前記規制機構は、
前記駆動装置の駆動による前記作動部材の作動力によって生じる前記従動部材の従動を許容し、
前記支持装置側付勢部材の付勢力による前記作動部材の移動によって生じる前記従動部材の従動を拘束し、
前記規制機構は、
径拡大及び径縮小による摩擦力の増減でブレーキ力を発生するブレーキスプリングを含み、
前記駆動装置は、前記移動対象物に接続する接続部が設けられた駆動装置側ハウジングを有し、
前記駆動部は、前記駆動装置側ハウジングに設けられ、
前記支持装置は、前記移動対象物に接続する接続部が設けられた支持装置側ハウジングを有し、
前記従動部材は、回転可能な従動部材側スピンドル部材と、前記従動部材側スピンドル部材と螺合するナット部材と、前記ナット部材と連結した移動部材とを有し、
前記従動部材側スピンドル部材には、前記従動部材側スピンドル部材とともに回転する回転部材が設けられ、
前記ブレーキスプリングは、前記回転部材の外側に嵌着し、
前記ブレーキスプリングの外側には、前記支持装置側ハウジングと接続する外側部材が設けられ、
前記外側部材は、
前記回転部材に対して、前記駆動装置の駆動が停止しているときには前記ブレーキスプリングとの摩擦により前記ブレーキスプリングの回転を抑制し、
前記駆動装置が駆動しているときには前記回転部材の回転によって前記ブレーキスプリングの径が縮小して前記ブレーキスプリングの回転が許容される位置に設けられ、
前記ブレーキスプリングは、胴部と、前記胴部の両端部より前記胴部の半径方向内側に向かって各々に延びる第一アーム部及び第二アーム部を有し、
前記回転部材の外周面には、前記ブレーキスプリングの前記第一アーム部及び前記第二アーム部を各々保持する第一溝部及び第二溝部が形成され、
前記第一溝部及び前記第二溝部は、前記回転部材の軸回り方向において、互いに異なる角度の位置に設けられ、
前記駆動装置の駆動が停止している場合、
前記回転部材が軸回り方向の所定側に回転する時、
前記ブレーキスプリングの前記胴部における前記第一アーム部側の第一領域の内周面と、前記回転部材の外周面とが密接し、且つ
前記ブレーキスプリングの前記胴部における前記第二アーム部側の第二領域の外周面と、
前記外側部材の内周面とが密接し、
前記回転部材が軸回り方向の前記所定側との反対側に回転する時、
前記ブレーキスプリングの前記胴部における前記第二領域の内周面と、前記回転部材の外周面とが密接し、且つ
前記ブレーキスプリングの前記胴部における前記第一領域の外周面と、前記外側部材の内周面とが密接する、
対象物移動機構。
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