(57)【要約】【課題】部材の確実な停止を保持することができ、回転時には抵抗無く回転可能であるように、回転状態と停止保持状態を切り換えることができる回転停止保持切換装置を提供する。【解決手段】回転停止保持切換装置１００は、軸部１ａを有する本体１と、軸部１ａを囲繞するように配設される一対の枢動部材４、５と、一対の枢動部材４、５を枢動可能に軸支する棒部材１０と、回転体３と、一対の枢動部材４、５の端部に設けられたバネ座４ｂ、５ｂ間に配設され、一対の枢動部材４、５が互いに近接するように付勢し、それにより、一対の枢動部材４、５を軸部１ａに当接させる付勢手段８と、一対の枢動部材４、５と軸部１ａとの間の当接及び離隔を切り換える切換手段６と、を備え、切換手段６により、一対の枢動部材４、５が枢動して軸部１ａから離隔することにより、回転体３をスムーズに回転させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータの回転出力軸を挿通する軸部を有し、前記駆動モータに連結される本体と、
前記軸部を囲繞するように前記軸部の周囲に配設される一対の枢動部材と、
前記本体と軸方向に対向して配置される回転体と、
一端が前記回転体に支持され、前記一対の枢動部材を枢動可能に軸支する枢動軸と、
前記軸部の周囲において対向する前記一対の枢動部材間に配置され、一端及び他端がそれぞれ各前記枢動部材に支持される付勢手段と、
前記回転出力軸に接続され、前記回転出力軸の回転に応じて前記付勢手段の付勢力に抗して前記枢動部材を前記軸部から離間する方向に押圧する切換手段と、を備え、
前記枢動軸は、前記付勢手段との間に前記軸部を介在するべく前記付勢手段の反対側にて前記一対の枢動部材を軸支しており、
前記一対の枢動部材は、前記付勢手段の付勢力により互いに近接せしめられて前記軸部と当接するようにされており、
前記回転出力軸の回転により前記切換手段を介して前記枢動部材を押圧させ、前記枢動部材と前記軸部との間に隙間を形成し、前記回転体は、前記回転出力軸の回転駆動力によって回転駆動する、回転停止保持切換装置。
【請求項２】
前記切換手段はカム部材を含み、前記回転出力軸の回転により前記カム部材が回動して、前記枢動部材を押圧して前記付勢手段の付勢力に抗して前記軸部材から離隔する方向に前記枢動部材を枢動させ、前記枢動部材と前記軸部との間に隙間を形成する、請求項１に記載の回転停止保持切換装置。
【請求項３】
前記一対の枢動部材は、互いに回転対称に配置されている、請求項１または２に記載の回転停止保持切換装置。
【請求項４】
前記枢動部材はクラッチレバーと錘部を含み、前記回転体の回転に伴い前記枢動部材が回転することにより、前記枢動部材の前記錘部に発生する遠心力により前記一対の枢動部材は前記軸部から離隔する方向に枢動して前記枢動部材と前記軸部との間に隙間が形成される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の回転停止保持切換装置。
【請求項５】
前記軸部の周囲において対向する前記一対の枢動部材の前記端部に片持ち梁とバネ座が設けられていて、前記一対の一方の枢動部材の前記バネ座は、前記一対の他方の枢動部材の前記バネ座と前記一対の他方の枢動部材の前記バネ座と対向する部分との間に配置され、前記一対のバネ座間に前記付勢手段が配置されている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の回転停止保持切換装置。
【請求項６】
前記枢動部材の前記片持ち梁と前記バネ座はＬ字形状を形成し、前記一対の枢動部材のＬ字形状の前記片持ち梁と前記バネ座が回転対称で配置されていて、前記付勢手段はコイルばねから成り、前記一対のバネ座間に前記コイルばねが配置されている、請求項５に記載の回転停止保持切換装置。
【請求項７】
前記バネ座には、前記コイルばねを案内し、且つ、前記一対の枢動部材の所定の枢動角度以上の枢動を制限する突起が設けられている、請求項６に記載の回転停止保持切換装置。
【請求項８】
前記軸部の周囲において前記軸部を囲繞し、且つ前記回転体との間に前記一対の枢動部材を介装するように、前記回転体に結合される副回転体をさらに備え、
前記枢動軸の他端が前記副回転体に支持される、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の回転停止保持切換装置。
【請求項９】
前記クラッチレバーと前記錘部は別体である、請求項４に記載の回転停止保持切換装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回転停止保持切換装置と、前記駆動モータと、遊星歯車と、スクリューと、を備え、
前記駆動モータ、前記回転停止保持切換装置、前記遊星歯車、前記スクリューの順に連結されるスピンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材の回転と停止保持とを切り換える回転停止保持切換装置に関し、特に、車両のパワーバックドア（ＰＢＤ）等に好適な回転停止保持切換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スピンドルを用いて人力又は駆動モータの回転力を伝達することによって手動又は自動でドアの開閉を行うことができ、且つ、ドアの開度にかかわらずドアを自由に停止保持できる、車両のドア開閉装置が求められている。
【０００３】
従来のドア開閉装置では、ドアの停止保持に際し、駆動モータのコギングトルク、ギアの抵抗、スクリューの保持力等を利用してドアを停止保持することによって、ドアの開度にかかわらずドアを自由に止めることができる、フリーストップを実現している。
【０００４】
また、特許文献１に開示されている回転停止保持切換装置では、ねじりコイルばねと部材との間の摩擦係合による抵抗を利用して、回転体の回転及び停止保持の切り換えを行っている。そして、該回転停止保持切換装置をドア開閉装置に組み込むことによって、ドアの手動又は自動開閉、及びドアの停止保持を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国実用新案第２０２００７０１５５９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のドア開閉装置においては、モータのコギングトルク及びギアの抵抗では保持力が小さいため、重いドアを停止保持することができない。ドアの停止保持力を上げるために、スクリューの保持力を上げることが考えられ、そのためには、スクリューのリード長を短くすることが考えられるが、その場合、ドアの開閉速度が低下してしまう。
【０００７】
また、特許文献１に開示されている回転停止保持切換装置では、回転体を回転させるために摩擦係合を解除しようとしても、係合領域全域にわたって摩擦係合を解除することは困難であり、部分的に摩擦係合による抵抗が残ってしまう。そのため、回転力の出力が低下してしまい、駆動モータを用いている場合には、駆動モータを大型化する必要が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明に係る回転停止保持切換装置は、駆動モータの回転出力軸を挿通する軸部を有し、前記駆動モータに連結される本体と、前記軸部を囲繞するように前記軸部の周囲に配設される一対の枢動部材と、前記本体と軸方向に対向して配置される回転体と、一端が前記回転体に支持され、前記一対の枢動部材を枢動可能に軸支する枢動軸と、前記軸部の周囲において対向する前記一対の枢動部材間に配置され、一端及び他端がそれぞれ各前記枢動部材に支持される付勢手段と、前記回転出力軸に接続され、前記回転出力軸の回転に応じて前記付勢手段の付勢力に抗して前記枢動部材を前記軸部から離間する方向に押圧する切換手段と、を備え、前記枢動軸は、前記付勢手段との間に前記軸部を介在するべく前記付勢手段の反対側にて前記一対の枢動部材を軸支しており、前記一対の枢動部材は、前記付勢手段の付勢力により互いに近接せしめられて前記軸部と当接するようにされており、前記回転出力軸の回転により前記切換手段を介して前記枢動部材を押圧させ、前記枢動部材と前記軸部との間に隙間を形成し、前記回転体は、前記回転出力軸の回転駆動力によって回転駆動する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る回転停止保持切換装置をドア開閉装置に組み込んだ際に、前記回転停止保持切換装置によってドアを停止保持することができる。そのため、スクリューのリード長を長くすることができ、ドアの開閉速度を増加させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る回転停止保持切換装置により、回転体の回転により、枢動部材と軸部との間の当接による抵抗を完全に解除することができるので、回転力の出力は低下せず、駆動モータを用いている場合には、駆動モータを大型化する必要が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る切換装置１００が組み込まれたドア開閉装置５００の縦断面図。
【図２】切換装置１００の縦断面図。
【図３】（ａ）は、切換装置１００の斜視図、（ｂ）は、切換装置１００の、図３（ａ）とは異なる方向から見た斜視図。
【図４】（ａ）は、切換装置１００に組み込まれている枢動部材４の斜視図、（ｂ）は、一対の枢動部材４及び５の組み合わせ体の斜視図。
【図５】（ａ）は、切換装置１００の図２におけるＣ−Ｃ矢視の断面における斜視図、（ｂ）は、図５（ａ）からカム部材６を取り除いた図。
【図６】（ａ）は、切換装置１００の停止時における図２のＡ−Ａ矢視の断面図、（ｂ）は、切換装置１００の停止時における図２のＢ−Ｂ矢視の断面図。
【図７】（ａ）は、切換装置１００の自動回転駆動時における図２のＡ−Ａ矢視の断面図、（ｂ）は、切換装置１００の自動回転駆動時における図２のＢ−Ｂ矢視の断面図。
【図８】（ａ）は、切換装置１００の手動回転駆動時における図２のＡ−Ａ矢視の断面図、（ｂ）は、切換装置１００の手動回転駆動時における図２のＢ−Ｂ矢視の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る回転停止保持切換装置（以下、簡単のために「切換装置」と呼ぶ。）について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本発明を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る切換装置１００が組み込まれたドア開閉装置５００の縦断面図を示している。
【００１４】
図１に示されたドア開閉装置５００は、従来のドア開閉装置と同様に、その両端部がそれぞれ車両のバックドア及び車両本体に取り付けられるようにされている。駆動モータ２００が回転することによって、その回転動力が、切換装置１００、遊星歯車（ギア）３００を介して、スクリュー４００に伝達する。そして、スクリュー４００が回転すると、ドア開閉装置５００が長手方向に伸長又は伸縮し、車両のバックドアの開閉が行われる。
【００１５】
本実施形態に係るドア開閉装置５００は、切換装置１００が組み込まれている点に特徴を有する。
【００１６】
次に、切換装置１００の構成について、図２乃至図５を用いて説明する。
【００１７】
図２は、切換装置１００の縦断面図を示しており、図３（ａ）は、切換装置１００の斜視図、図３（ｂ）は、切換装置１００の、図３（ａ）とは異なる方向から見た斜視図を示している。また、図４（ａ）は、切換装置１００に組み込まれている枢動部材４の斜視図、図４（ｂ）は、枢動部材４及び５の組み合わされた状態における斜視図を示しており、図５（ａ）は、切換装置１００の図２におけるＣ−Ｃ矢視における断面の斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）からカム部材６を取り除いた図を示している。
【００１８】
なお、図２においては、切換装置１００に連結される駆動モータ２００及び遊星歯車３００も示されている。また、図５（ａ）及び（ｂ）では、回転体３は図示していない。
【００１９】
図２に示されるように、切換装置１００の本体１に設けられた中空円筒状の軸部１ａ内に駆動モータ２００の出力軸２０が挿通され、切換装置１００が駆動モータ２００に連結される。本実施形態では、駆動モータ２００の出力軸２１に連結軸２２が連結されて両者が一体的に回転するように構成されており、両者をまとめて出力軸２０と表す。駆動モータ２００は、切換装置１００の本体１に装着される。
【００２０】
連結軸２２の先端は、正面視正方形のカム部材６（切換手段）の軸方向に伸張する穴部に嵌合固定されている。カム部材６は、回転体（クラッチホルダ）３の中心に形成された穴部に嵌合されて支持されていて、互いが回転可能に構成されている。回転体３は、カム部材６が嵌合支持されている穴部とは反対側に軸部３ａを有し、連結軸２３が軸部３ａに設けられた穴部内に嵌合固定されている。連結軸２３には歯車２４が固定されており、歯車２４は、遊星歯車３００の歯車部と噛合している。また、代替的には、カム部材は、連結軸２２に挿通されて連結軸２２が回転体３の穴部に嵌合支持するようにしてもよい。
【００２１】
図２及び図３に示すように、切換装置１００の本体１の軸部１ａを囲繞するように軸部１ａの周囲に副回転体７（クラッチカバー）が設けられている。回転体３及び副回転体７の間には同一形状を有する一対の枢動部材４及び５が介装されている。副回転体７の突出部７ａが、枢動部材４及び５の外側で軸方向に伸張しており、突出部７ａの先端が回転体３に固定されている。
【００２２】
一対の枢動部材４及び５が、切換装置１００の本体１の軸部１ａを囲繞するように軸部１ａの周囲において互いに枢動可能に組み合わされている。具体的には、図３（ｂ）に示すように、枢動部材４及び５の、軸部１ａの周囲の端部には枢動穴成形部４ａ及び５ａが設けられており、枢動穴成形部４ａ及び５ａには貫通孔（枢動穴）４ｄ及び５ｄ（図４参照）が設けられ、この貫通孔４ｄ及び５ｄに枢動軸としての棒部材１０が挿入される。
【００２３】
枢動穴成形部４ａ及び５ａは、副回転体７の突出部７ａに対して、出力軸２０を挟んで反対側に配置されており、貫通孔４ｄ及び５ｄ内に挿入された棒部材１０は、回転体３及び副回転体７にそれぞれ、支持されるように構成されている。枢動部材４及び５の枢動穴成形部４ａ及び５ａは、互いにシリアル（直列）に配置され、棒部材１０により枢動部材４及び５が枢動可能に軸支されている。
【００２４】
このように、本実施形態では、回転体３と副回転体７の間に枢動部材４及び５が介装されており、貫通孔４ｄ及び５ｄを貫通する棒部材１０の両端がそれぞれ、回転体３及び副回転体７に支持される、両端支持構造となっている。しかしながら、これに限らず、必要な剛性が維持できれば副回転体７を設けることなく回転体３のみで枢動部材４及び５を支持する、片持支持構造としてもよい。
【００２５】
上記のように、枢動部材４及び５は、回転体３及び副回転体７に支持されている棒部材１０によって枢動可能に軸支されており、枢動に応じて軸部１ａに向かう方向又は軸部１ａから離れる方向に変位するように構成されている。
【００２６】
図４に示されているように、枢動部材４及び５はそれぞれ、クラッチレバー４１及び５１、及び錘部４２及び５２から構成されている。錘部４２及び５２はそれぞれ、クラッチレバー４１及び５１の、本体１の軸部１ａから離隔する側に配設されており、軸部１ａに向かってクラッチレバー４１及び５１の表面より突出する突出部４２ａ及び５２ａを備えている。クラッチレバー４１及び５１には、貫通孔（枢動穴）４ｄ及び５ｄが設けられている枢動穴成形部４ａ及び５ａと、Ｌ字型の片持ち梁構造で形成されているバネ座４ｂ及び５ｂとが、本体１の軸部１ａを挟んで互いに対向するように設けられている。そして、バネ座４ｂ及び５ｂにはそれぞれ、コイルばね８をガイド（案内）する突起４ｃ及び５ｃが設けられている。また、突起４ｃ及び５ｃは、後に述べる遠心力によるクラッチレバー４１及び５１の枢動における所定の枢動角度以上の過大な枢動を防止する役割も果たしている。本実施形態では、クラッチレバー４１及び５１と錘部４２及び５２は別部材で作製して接合されているが、これに限らず、同一部材として一体的に成形するようにしてもよい。
【００２７】
図４に示されるように、枢動部材４及び５は、出力軸２０に対して垂直な方向であって本体１の軸部１ａを挟んで互いに対向するように設けられている枢動穴成形部４ａ及び５ａとバネ座４ｂ及び５ｂとが対向している方向に沿う軸周りに１８０度回転対称になるように組み付けられる。Ｌ字型の片持ち梁構造を有するバネ座構成を回転対称に組み合わせることにより、枢動部材４のバネ座４ｂは枢動部材５のバネ座５ｂと枢動部材５のクラッチレバー５１との間に配置され、枢動部材５のバネ座５ｂは枢動部材４のバネ座４ｂと枢動部材４のクラッチレバー４１との間に配置される。このバネ座４ｂ及び５ｂの間にコイルばね（付勢手段）８が配設され、コイルばね８は、バネ座４ｂ及び５ｂを互いに離隔するように付勢している。そして、バネ座４ｂ及び５ｂが互いに離隔するように付勢されると、枢動部材４及び５の突出部４２ａ及び５２ａは互いに近づく方向に変位することに注意されたい。これにより、以下に示すように、枢動部材４及び５の突出部４２ａ及び５２ａは、軸部１ａに当接し摩擦係合する。
【００２８】
図５（ａ）に示されるように、カム部材６の回転に応じて、カム部材６が錘部４２及び５２の突出部４２ａ及び５２ａに当接又は離隔する。また、図５（ｂ）に示されるように、枢動部材４及び５の枢動に応じて、本体１の軸部１ａが突出部４２ａ及び５２ａに当接又は離隔する。この点については後に詳述する。
【００２９】
次に、切換装置１００の動作について、図６乃至図８を用いて説明する。
【００３０】
図６（ａ）は、切換装置１００の停止時における図２のＡ−Ａ矢視断面図、図６（ｂ）は、切換装置１００の停止時における図２のＢ−Ｂ矢視断面図であって、連結軸２２は図示していない。図７（ａ）は、切換装置１００のモータ駆動による自動回転駆動時における図２のＡ−Ａ矢視断面図、図７（ｂ）は、切換装置１００のモータ駆動による自動回転駆動時における図２のＢ−Ｂ矢視断面図であって、連結軸２２は図示していない。図８（ａ）は、切換装置１００の手動回転駆動時における図２のＡ−Ａ矢視断面図、図８（ｂ）は、切換装置１００の手動回転駆動時における図２のＢ−Ｂ矢視断面図であって、連結軸２２は図示していない。
【００３１】
まず、駆動モータ２００が回転駆動していない停止時には、図６（ｂ）に示されるように、コイルばね８の付勢力によって、枢動部材４及び５の突出部４２ａ及び５２ａが本体１の軸部１ａを圧接して、摩擦係合により枢動部材４及び５、ひいては回転体３の停止状態が保持される。これにより、回転体３、ひいてはスクリュー４００の停止状態が保持される。
【００３２】
従って、本実施形態に係る切換装置１００が組み込まれたドア開閉装置５００を車両のバックドアに取り付けると、駆動モータ２００が回転駆動していない時には、スクリュー４００の停止状態が保持されるので、重いドアでもドアの開度にかかわらずドアを自由に止めた状態に保持することができる。
【００３３】
次に、駆動モータ２００の駆動時には、図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、出力軸２０、すなわち連結軸２２が自動回転駆動され、カム部材６が枢動部材４及び５の突出部４２ａ及び５２ａに回転変位した状態で当接することにより、枢動部材４及び５が本体１の軸部１ａから離隔する方向に変位する。これにより、クラッチレバー４１及び５１がコイルばね８の付勢力に抗して軸部１ａから離隔する方向に枢動し、突出部４２ａ及び５２ａと軸部１ａとの間に空隙ｇが形成される。この結果、軸部１ａと突出部４２ａ及び５２ａとの摩擦係合が解除されて、回転体３の静止状態保持力が無くなり、出力軸２０の回転に伴い、カム部材６、枢動部材４及び５、及び回転体３が一体となって回転する。
【００３４】
従って、本実施形態に係る切換装置１００が組み込まれたドア開閉装置５００を車両のバックドアに取り付けると、駆動モータ２００が回転駆動したとき、スクリュー４００も回転し、これによりドア開閉装置５００が伸長又は伸縮し、ドアの開閉を行うことができる。
【００３５】
回転体３を手動で回転駆動させると、その回転駆動に応じて、枢動部材４および５が回転することにより枢動部材４及び５の錘部４２及び５２に遠心力が生じる。枢動部材４及び５の錘部４２及び５２に生じる遠心力により、枢動部材４及び５が軸部１ａから離隔する。図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、クラッチレバー４１及び５１がコイルばね８の付勢力に抗して軸部１ａから離隔する方向に枢動し、突出部４２ａ及び５２ａと軸部１ａとの間に空隙ｇが形成される。この結果、軸部１ａと突出部４２ａ及び５２ａとの摩擦係合が解除されて、回転体３、及び枢動部材４及び５をスムーズに回転することができる。
【００３６】
これにより、本実施形態に係る切換装置１００が組み込まれたドア開閉装置５００を車両のバックドアに取り付けた状態で、ドアを手動で開閉させようとすると、スクリュー４００の回転に伴い、回転体３が回転し、切換装置１００は回転状態に切り換えられ、過大な力を要することなくドアを手動で開閉させることができる。
【００３７】
従って、上記したように、本実施形態に係る切換装置１００が組み込まれたドア開閉装置５００を車両のバックドアに取り付けると、重いドアでもドアの開度にかかわらずドアを自由に止めることができると共に、ドアを手動で開閉させることもできる。
【００３８】
なお、ドアの手動操作の開始の際には、枢動部材４及び５の突出部４２ａ及び５２ａと本体１の軸部１ａとの摩擦係合による停止保持力を超える操作力を必要とするが、ひとたび回転体３が回転すれば、回転体３の回転により錘部４２及び５２に遠心力が生じ、枢動部材４及び５と軸部１ａとの間に空隙ｇが形成されるので、回転体３の回転駆動を容易に行うことができ、小さな操作力でドアを容易に手動で開閉することができる。
【００３９】
本実施形態に係るドア開閉装置５００では、図１に示されるように、駆動モータ２００、切換装置１００、ギア（遊星歯車）３００、スクリュー４００の順に結合されている。切換装置１００とスクリュー４００の間にギア３００が配置されていることから、切換装置１００の回転速度を上げることができる。そのため、遠心力を生じさせるための錘部４２及び５２を小さくすることができ、また、切換装置１００自体を小型化させることもできる。さらに、ドアの手動開閉によって、スクリュー４００、ひいては切換装置１００の回転体３を回転駆動させる時には、逆に、手動操作入力がギア３００を介して増速され高速回転となるので、回転駆動開始後直ちに手動操作力を低減することができる。
【００４０】
本実施形態に係る切換装置１００では、クラッチレバー４１及び５１を同一形状で作製することができるため、部品点数を削減して簡易な構成で切換装置を製作することができ、コスト低減に資するという利点も有している。また、副回転体７にコイルばね８を支持するためのバネ座や、クラッチレバー４１及び５１の遠心力による過大な枢動を防止するためのストッパーを設ける必要がないという利点もある。
【００４１】
本実施形態によるクラッチレバーは、従来の電磁クラッチを必要とせず、従って、そのための電気的制御も必要とすることなく、小型の駆動モータ２００又は手動操作による回転体３の回転駆動に応じて自動的に本体１の軸部１ａとの摩擦係合を解除して、バックドアを開閉することができ、回転体３の回転駆動が停止したときには、その停止状態を摩擦係合によって確実に保持することができ、ひいてはバックドアを十分な保持力をもって所望の停止位置で確実に保持することができる。なお、図示は省略するが、枢動部材４及び５の突出部４２ａ及び５２ａと軸部１ａの外周面の当接面に細溝や凸凹うねりを形成することによって、手動操作時の起動フィーリングを調整することができる。
【００４２】
また、本実施形態に係る切換装置１００は、ドア開閉装置に組み込まれたものとして説明されたが、これに限らず、車両のスライドドアやウィンドウの開閉、若しくは車両のシートの昇降にも用いることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  本体
１ａ  軸部
３  回転体
４  枢動部材
５  枢動部材
６  カム部材（切換手段）
８  コイルばね（付勢手段）
１００  回転停止保持切換装置
２００  駆動モータ
【図１】
2015140598.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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