(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第1伝達機構は、前記第1ユニットケースに収容され、前記モータの前記回転軸の回転を前記第1出力部から出力可能とする接続状態と出力不能とする切断状態とに切替可能な電装部品である電磁クラッチを含み、
前記第1出力部は、前記電磁クラッチのアーマチュアであることを特徴とする請求項1記載のパワードア開閉装置。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、車両の斜め後方から見た斜視図であり、1は車体、2は車体1の後上部に左右のドアヒンジ3により上下方向に開閉可能に支持されるバックドアである。バックドア2は、ドアヒンジ3により開閉可能に枢支されることによって、車体1の後部開口を閉塞する閉鎖位置(
図1に実線で示す位置)と、後端部が跳ね上げられて後部開口を開放する全開位置(
図1に2点鎖線で示す位置)に移動可能である。
【0015】
バックドア2が閉鎖位置にある場合には、バックドア2の下部中央に設けられたドアラッチ装置(図示略)が車体1側のストライカ(図示略)に係合することによって、バックドア2は閉鎖位置に保持される。
【0016】
車体1とバックドア2との間には、上端部がバックドア2に枢着され、下端部が車体1に枢着されるエアダンパー7が設けられる。エアダンパー7は、バックドア2を開方向へ移動させる際の操作力を軽減するため、バックドア2に対して開方向、すなわち上方への付勢力を付与する。
【0017】
車体1における後部開口の上方には、バックドア2を後述のモータ51の動力をもって電動開閉させるためのパワードア開閉装置4が装着される。
【0018】
図2〜5に示すように、パワードア開閉装置4は、全体形状がほぼ円筒状をなして、円筒中心軸線が車両の左右方向(
図5において左右方向)へ向くように車体1に取り付けられ、モータ51を含む電装部品を有する第1ユニット5と、第1ユニット5と別構成であって、電装部品を一切有しない第2ユニット6とから構成される。
なお、以下の説明で使用する左、右の表現は、
図5、7を基準にする。
【0019】
図4、7に示すように、第1ユニット5は、電装部品であるモータ51と、右端部がモータ51のケース513に接続される円筒状のギヤケース52と、ギヤケース52内に収容される第1伝達機構を構成する減速機構である遊星歯車機構53と、ギヤケース52の左端部に接続される円筒状のクラッチケース54と、クラッチケース54内に収容され、電装部品であり、かつ遊星歯車機構53と共に第1伝達機構を構成する電磁クラッチ55と、種々要素を介してバックドア2の開閉を検出する電装部品である回転センサアッシー56と、クラッチケース54の左端部を閉塞するセンサカバー57とを含む。
【0020】
なお、本実施形態におけるギヤケース52、クラッチケース54及びセンサカバー57は、本発明に係る第1ユニットケースに相当する。しかし、本発明は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、ギヤケース52とクラッチケース54とを一体的に形成しても良い。要は、本発明に係る第1ユニットケースは、伝達機構を構成する減速機構及び/または電磁クラッチ55を収容するものであれば、どのような構成であっても良い。
【0021】
図4、7に示すように、ギヤケース52は、その円筒中心軸線とモータ51における回転子511の回転軸512の軸線(以下、”モータ回転軸線O”と記す)とが合致するように、モータ回転軸線Oと平行な2本のボルト501によりモータ51のケース513に固定される。ギヤケース52の外周面には、パワードア開閉装置4を図示略のボルトにより車体1に固定するための2個の取付耳部521が一体形成される。なお、パワードア開閉装置4は、取付耳部521が上側になるように車体1に固定される。
【0022】
図4、7、8に示すように、遊星歯車機構53は、ギヤケース52内に回転不能に支持されるプラネタリキャリアプレート531と、モータ51の回転軸512に連結されるサンギヤ532と、プラネタリキャリアプレート531に枢支され、サンギヤ532に噛合する2個のプラネタリギヤ533と、ギヤケース52内に回転可能に枢支されプラネタリギヤ533に噛合する内歯534bを形成したリングギヤ534とを有する。
【0023】
サンギヤ532は、モータ回転軸線Oと同軸線上にある軸部の右端部がモータ51の回転軸512に対して相対回転不能に差し込まれることにより連結され、同じく左軸部がプラネタリキャリアプレート531の中心孔に回転可能に挿入されることにより、回転軸512の回転に伴ってモータ回転軸線Oと同軸線上で回転し、当該回転をプラネタリギヤ533に伝達する。
【0024】
2個のプラネタリギヤ533は、ギヤケース52内に回転不能に支持されたプラネタリキャリアプレート531にモータ回転軸線Oに対して平行な軸533cによりそれぞれ回転可能に枢支されると共に、サンギヤ532及びリングギヤ534の内歯534bにそれぞれ噛合し、サンギヤ532の回転に伴って軸533cを中心に自転し、当該自転をリングギヤ534に伝達する。なお、プラネタリギヤ533は、遊星歯車機構の減速比を大きくするため、サンギヤ532に噛合するギヤ部533aよりもリングギヤ534の内歯534bに噛合するギヤ部533bの方の歯数を少なくしている。
【0025】
リングギヤ534は、ギヤケース52内にモータ回転軸線Oと同軸線上に回転可能に枢支されると共に、各プラネタリギヤ533に噛合し、サンギヤ532の回転によるプラネタリギヤ533の自転に伴ってモータ回転軸線Oを中心に減速回転し、当該減速回転を電磁クラッチ55における後述のロータ552に伝達する。
【0026】
クラッチケース54は、その円筒中心軸線とモータ回転軸線Oとが合致するように、モータ回転軸線Oと平行な4本のボルト502によりギヤケース52の左端部に固定される。
【0027】
クラッチケース54内に収容される電磁クラッチ55は、クラッチケース54内に固定され電磁石を形成するフィールドコア551と、モータ回転軸線Oと同軸線上に回転可能に枢支される磁性体のロータ552と、当該ロータ552の吸着面に近接対向し、モータ回転軸線Oと同軸線上に回転可能に枢支される磁性体のアーマチュア553とを有する。
【0028】
ロータ552は、クラッチケース54内に枢支され、かつモータ回転軸線Oと同軸線上に配置される軸554に対して相対的に回転可能に枢支されると共に、リングギヤ534に向けて延伸する筒状の回転軸部の端部外周に形成したセレーション552aがリングギヤ534の軸孔534aに対して相対的に回転不能に嵌合されることにより、モータ回転軸線Oと同軸線上でリングギヤ534と一体回転する。
【0029】
アーマチュア553は、軸554と一体回転し得るように枢支されると共に、左回転面には、回転センサアッシー56の一部であって、回転面に複数の永久磁石561aを固定したセンサ回転板561が固定される。
【0030】
電磁クラッチ55は、フィールドコア551のコイルに通電されていない非励磁時においては、ロータ552の吸着面とアーマチュア553の吸着面とを互いに切離した切断状態とすることにより、バックドア2の手動による開閉操作を可能にし、また、フィールドコア551のコイルに通電された励磁時には、アーマチュア553がロータ552の吸着面に吸着されてアーマチュア553とロータ552とが一体回転する接続状態とすることにより、モータ51の回転を出力レバー65を介してバックドア2に伝達してバックドア2の電動開閉操作を可能にする。
【0031】
なお、本発明に係る第1入力部は、本実施形態におけるサンギヤ532に相当し、同じく第1出力部は、電磁クラッチ55のアーマチュア553または軸554に相当する。しかし、本発明は、本実施形態に限定されるものでない。例えば、パワードア開閉装置4を電磁クラッチ55を備えない構成に変更した場合には、第1出力部は、リングギヤ534に相当することとなる。
【0032】
センサカバー57は、ほぼ円盤状をなして、モータ回転軸線Oと平行なボルト502をもってクラッチケース54の左端部を閉塞するように固定される。センサカバー57には、センサ回転板561、すなわち永久磁石561aの回転を検出する回転センサ(ホール素子)562aを実装した回転センサ基板562が固定される。回転センサ562aは、アーマチュア553と一体回転するセンサ回転板561の回転角度、回転方向を検出する。回転センサ562の検出信号は制御装置(図示略)に出力され、制御装置による演算によって、バックドア2の開閉位置、開閉方向が検出される。なお、回転センサアッシー56は、センサ回転板561、回転センサ基板562及び永久磁石562aにより構成される。なお、回転センサ562aは、ホール素子に代えて、ロータリエンコーダとしても良い。
【0033】
第2ユニット6は、モータ回転軸線Oと平行な固定手段をなすボルト601によりクラッチケース54の左端部にセンサカバー57を介して接続される円筒状のギヤケース61と、ギヤケース61の左端部に固定されるカバー62と、ギヤケース61内に収容される第2伝達機構を構成する遊星歯車機構63と、カバー62の左側面に固定される取付ブラケット64と、モータ51の回転を出力するための出力レバー65とを含む。
【0034】
ギヤケース61は、円筒状をなし、その内周面には遊星歯車機構63の一部を構成する内歯611が形成される。
【0035】
カバー62は、モータ回転軸線Oと平行なボルト602によりギヤケース61の左端部に固定され、ギヤケース61の左端部を閉塞する。
【0036】
なお、本実施形態におけるギヤケース61及びカバー62は、本発明に係る第2ユニットケースに相当する。しかし、本発明は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、ギヤケース61内に、内周面に内歯611を形成したリングギヤを回転不能に固定した構成としても良い。
【0037】
遊星歯車機構63は、電磁クラッチ55のアーマチュア553から出力される回転を減速するための1段目の減速部と、当該1段目の減速部の回転をさらに減速する2段目の減速部から構成される。
【0038】
図4、7、9に示すように、1段目の減速部は、ギヤケース61の内周面に形成された内歯611と、電磁クラッチ55のアーマチュア553と一体回転する1段目サンギヤ631と、3個の1段目プラネタリギヤ632と、1段目プラネタリギヤ632を回転可能に枢支するための1段目プラネタリキャリアプレート633とを有する。
【0039】
2段目の減速部は、ギヤケース61の内周面に形成された内歯611と、1段目プラネタリキャリアプレート633と一体回転する2段目サンギヤ635と、3個の2段目プラネタリギヤ636と、2段目プラネタリギヤ636を回転可能に枢支するための2段目プラネタリキャリアプレート637とを有する。
【0040】
1段目サンギヤ631は、軸554の左端部に形成された角柱部554aに嵌合されることにより、軸554を介して電磁クラッチ55のアーマチュア553と一体的にモータ回転軸線Oを中心に回転する。
【0041】
1段目プラネタリキャリアプレート633は、中心孔に2段目サンギヤ635の端部に形成したセレーション635aが嵌合されることにより、2段目サンギヤ635と一体回転する。
【0042】
1段目プラネタリギヤ632は、1段目プラネタリキャリアプレート633に対してモータ回転軸線Oと平行な軸634により回転可能に枢支されると共に、1段目サンギヤ631及びギヤケース61の内歯611にそれぞれ噛合することにより、アーマチュア553と一体回転する1段目サンギヤ631の回転に伴って、軸634を中心に自転しつつモータ回転軸線Oを中心に公転する。これにより、1段目プラネタリキャリアプレート633は、1段目プラネタリギヤ632が公転することにより、モータ回転軸線Oを中心に減速回転し、当該減速回転を2段目サンギヤ635に伝達する。
【0043】
2段目サンギヤ635は、前述したようにセレーション635aが1段目プラネタリキャリアプレート633の中心孔に嵌合されることにより、1段目プラネタリキャリアプレート633の回転、すなわち1段目プラネタリギヤ632の公転と一体的にモータ回転軸線Oを中心に回転する。
【0044】
2段目プラネタリキャリアプレート637は、中心孔637aに出力軸66の右端部に形成したセレーション66aが嵌合されることにより、出力軸66及び出力レバー65と一体的にモータ回転軸線Oを中心に回転する。
【0045】
2段目プラネタリギヤ636は、2段目プラネタリキャリアプレート637にモータ回転軸線Oと平行な軸638により回転可能に枢支されると共に、2段目サンギヤ635及びギヤケース61の内歯611にそれぞれ噛合することにより、1段目プラネタリキャリアプレート633と一体回転する2段目サンギヤ635の回転に伴って、軸638を中心に自転しつつモータ回転軸線Oを中心に公転する。これにより、2段目プラネタリキャリアプレート637は、2段目プラネタリギヤ636が公転することにより、1段目の減速部の回転をさらに減速してモータ回転軸線Oを中心に回転し、当該回転を出力軸66に伝達する。
【0046】
なお、本実施形態における1段目サンギヤ631は、本発明に係る第2入力部に相当し、同じく2段目プラネタリキャリアプレート637は、本発明に係る第2出力部に相当する。しかし、本発明は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、遊星歯車機構63を一段として1段目の減速部のみとした場合には、出力部は、第1プラネタリキャリアプレート633が第2出力部に相当することとなる。
【0047】
出力レバー65は、カバー62の左端面から突出する出力軸66の左端部にモータ回転軸線Oと同軸線上にあるボルト603により固定されることにより、出力軸66及び2段目プラネタリキャリアプレート637と一体回転する。出力レバー65の端部に設けられる球状のジョイント部651は、ドアヒンジ3に連結される。これにより、出力レバー65が所定角度回転することにより、バックドア3を開方向または閉方向へ移動させることができる。
【0048】
取付ブラケット64は、ボルト602及びボルト604によりカバー62の左側面に固定され、前部にはボルト(図示略)により車体1に締結される取付部641が形成される。
【0049】
パワードア開閉装置4の組み立ては、予め第1ユニット5及び第2ユニット6を互いに分離して組み立て、当該組み立てた第1ユニット5におけるクラッチケース54の左端部に固定されたセンサカバー57と第2ユニット6におけるギヤケース61の右端部とをボルト601により互いに接続することで、これと同時に、第1ユニット5における軸554の角柱部554aと第2ユニット6における1段目サンギヤ631とが互いに接続される。なお、センサカバー57の外周面には、ギヤケース61に向けて突出し、かつ各ボルト601がそれぞれ螺合可能な複数(本実施形態においては4個)の円柱突部571が形成され、また、ギヤケース61の外周面にあって、かつセンサカバー57の各円柱突部571の位置に合致する位置には、各円柱突部571の一部がそれぞれ係合可能であって、表面が凹円弧面の複数(本実施形態においては4個)の凹部612(
図9参照)が形成されている。したがって、センサカバー57とギヤケース61との接続作業は、センサカバー57の円柱突部571をギヤケース61の凹部612に合わせることで、第1ユニット5に対する第2ユニット6の位置決めを正確に行うことができる。
【0050】
次に、パワードア開閉装置4の動作について説明する。
バックドア2が閉位置(または開位置)にあるとき、モータ51及び電磁クラッチ55を通電すると、モータ51の回転軸512は正転(または逆転)し、電磁クラッチ55はアーマチュア553がロータ552に吸着されて接続状態となる。これにより、モータ51の回転軸512の回転は、第1ユニット5における遊星歯車機構53のサンギヤ532に入力されて、リングギヤ534から減速されて出力される。
【0051】
第1ユニット5におけるリンクギヤ534から出力された回転は、接続状態にある電磁クラッチ55に伝達され、アーマチュア553と一体回転する軸554から出力される。軸554から出力された回転は、第2ユニット6における遊星歯車機構63の1段目サンギヤ631に入力されて、1段目プラネタリキャリアプレート633と一体回転する2段目サンギヤ635にさらに減速されて伝達される。2段目サンギヤ635の回転は、さらに減速されて2段目プラネタリキャリアプレート637に伝達され、2段目プラネタリキャリアプレート637の減速回転は、出力軸66を介して出力レバー65に伝達される。これにより、出力レバー65は、モータ回転軸線Oを中心に
図6において時計方向(または反時計方向)へ所定角度回転することで、ドアヒンジ3を介してバックドア2を閉位置(または開位置)から開方向(または閉方向)へ移動させる。
【0052】
電磁クラッチ55が非通電状態においては切断状態にある。この状態においては、手動によるバックドア2の開閉移動は、ドアヒンジ3、出力レバー65、出力レバー65を介して第2ユニット6における遊星歯車機構63に伝達されるものの、第1ユニット5における遊星歯車機構53、モータ51には伝達されない。したがって、手動によるバックドア2の開閉を軽力で行うことができる。
【0053】
以上により、本発明に係る実施形態におけるパワードア開閉装置4は、モータ51、電磁クラッチ55、回転センサアッシー56等の電装部品を有する第1ユニット5と、電装部品を一切有しない第2ユニット6とを分離して構成したことにより、電装部品単独での作動確認については、第1ユニット5のみ行えばよいので、各部の単独作動確認を容易に行うことができ、生産性の向上を図ることが可能となる。
【0054】
また、第2ユニット5を、第1ユニット5のギヤケース52に対して、クラッチケース54を外した形態であってもセンサカバー57を介して接続可能な構成とすることにより、パワードア開閉装置4を、必要に応じて電磁クラッチ55を備えるタイプと備えないタイプとに変更可能である。
【0055】
さらには、第2ユニット6におけるギヤケース61の内周面に内歯611を形成し、当該内歯611を、第2ユニット6における遊星歯車機構63の1段目の減速部と2段目の減速部とが共用するため、生産コストの低減を図ることができる。また、ギヤケース61は、軸方向の両端が開口した円筒状に形成されるため、ギヤケース61の内周面に内歯611を精度良く成型することが可能になると共に、内歯611を除いた遊星歯車機構63を予め組み立てた状態で、ギヤケース61内に効率的に組み付けることができる。
【0056】
さらには、パワードア開閉装置4は、全体形状がほぼ円筒状に形成されるため、小型化が可能で、狭いスペースへの取付が可能となる。
さらには、各回転要素及び各ボルトの全てがモータ回転軸線Oと平行であるため、一方向からの組立てが可能となり、生産性の向上を図ることが可能となる。
【0057】
さらには、第1伝達機構におけるサンギヤ532、リングギヤ534及びアーマチュア553、並びに第2伝達機構における1段目プラネタリギヤ632及び出力軸66を、モータ回転軸線Oと同軸線上に回転可能に枢支したことにより、パワードア開閉装置4の組み立て作業を効率的に行うことができる。
【0058】
さらには、ギヤケース52、クラッチケース54、センサカバー57、ギヤケース61及びカバー62の全ての円筒中心軸線が、モータ回転軸線Oと合致するため、パワードア開閉装置4の組み立て作業を効率的に行うことができる。
【0059】
さらには、第2伝達機構を遊星歯車機構とし、1、2段目サンギヤ631、635及び1、2段目プラネタリキャリアプレート633、637をモータ回転軸線Oと同軸線上に配置したことにより、減速比の大きな遊星歯車機構を円筒状の第2ユニットケース、すなわちギヤケース61内に効率良く配置することができる。
【0060】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、本実施形態に対して、次のような種々の変形や変更を施すことが可能である。
(1)パワードア開閉装置4により電動開閉するドアを、バックドア2に代えて、車体の側面に開閉可能に支持されるスライドタイプのスライドドアやスイングタイプのサイドドア等にする。
(2)パワードア開閉装置4を、電磁クラッチ55を備えないものとする。(3)第1ユニット5の第1伝達機構を、遊星歯車機構に代えて、サイクロイド減速機構に変更する。
(4)第2ユニット6の第2伝達機構を、遊星歯車機構に代えて、サイクロイド減速機構に変更する。
(5)軸554を第2入力部とし、アーマチュア553を第1出力部とする。この場合は、軸554をギヤケース61内に枢支して、第1ユニット5と第2ユニット6との接続時に、軸554をセンサ回転板561及びアーマチュア553に連結させる。
(6)サンギヤ631を、軸554を用いないでアーマチュア553に直接連結する。