JP6525721B2 - パワーストラット - Google Patents

Description

本発明は、電動アクチュエータに関し、具体的には、車両のハッチドアの上昇及び下降を行うために使用するパワーストラットに関する。

車両の中には、車両後部にアクセスするためのハッチドアを有するものがある。このハッチドアは、搖動又は枢動によって垂直方向に上昇又は下降するドアであり、一般にバン及び軽貨物車両において車両の貨物領域にアクセスするため使用されるのでリフトゲートとしても知られている。手動式リフトゲートは、開放を補助するバネ力を与える１つ又は２つのストラットを有する。パワーストラットは、リフトゲートが開閉するようにストラットを伸長及び収縮させるための電気モータを有する。

中国特許出願第２０１０１０２８８０８３．０号には、パワーストラットのための電気駆動機構が開示されている。この駆動機構は、ドライバスリーブ及び主ネジスリーブを含む。ドライバスリーブ内には、電気モータ及び遊星歯車列が取り付けられる。主ネジスリーブ内には、主ネジ及びバネが取り付けられる。電気モータは、ステータ及びロータを含む。ステータは、外側ハウジングと、外側ハウジングの内面に取り付けられた永久磁石と、外側ハウジングの両側に配置された端部カバーとを含む。ロータは、シャフトと、このシャフトに固定されたロータコア及びコミュテータとを含む。シャフトは、ロータがステータに対して回転できるように、端部カバーに固定された軸受によって支持される。

中国特許出願第２０１０１０２８８０８３．０号明細書

上記構成の欠点は、ステータの外側ハウジングの直径がドライバスリーブの内径に制限され、これによってロータの直径がさらに制限される点である。これにより、モータの出力が制限されてしまう。

従って、ロータを有するモータを備えたパワーストラットにおいて、ロータの直径をパワーストラットの直径に対して大きくしたパワーストラットが要望されている。

従って、本発明は、その１つの態様において、車両用リフトゲートのためのパワーストラットを提供し、このパワーストラットは、ドライバスリーブと、主ネジスリーブと、主ネジと、主ネジスリーブに取り付けられたバネと、ドライバスリーブ内に取り付けられた、主ネジを駆動するための歯車減速機構と、この歯車減速機構に接続されてドライバスリーブ内に取り付けられたモータアセンブリとを備え、モータアセンブリは、ドライバスリーブに固定された磁石取り付けブラケットと、磁石取り付けブラケットに固定された端部カバー及び複数の永久磁石と、磁石取り付けブラケット内に回転自在に配置されたロータとを有し、磁石取り付けブラケットは、閉じた環状部分と、開いた環状部分と、これら２つの環状部分間に延びる複数の接続部分とを有し、開いた環状部分は、ロータが通過する貫通穴を有し、端部カバーは、開いた環状部分に取り付けられ、磁石の各々は、対応する１対の隣接する接続部分間に位置付けられてドライバスリーブの内面に接し、これによってドライバスリーブが磁石間に磁路をもたらし、ロータは、シャフトと、シャフトに固定されたロータコア及びコミュテータとを有し、ロータコアは、磁石取り付けブラケット内に配置されて磁石によって取り囲まれるとともに、端部カバー及び閉じた環状部分に取り付けられた軸受によって支持される。

磁石取り付けブラケット及び端部カバーの外周には、凹状の取り付け部分が形成され、ドライバスリーブには、磁石取り付けブラケットとドライバスリーブとの間の相対的な動きを防ぐように、凹状の取り付け部分に締り嵌めされる取り付け部分が形成されることが好ましい。

磁石は、インサート成形法を用いて磁石取り付けブラケットに固定されることが好ましい。

開いた環状部分は、軸方向に延びる突起部を有し、端部カバーは、端部カバーと磁石取り付けブラケットとの間の相対的な動きを防ぐように、突起部を受け入れる対応する凹部を有することが好ましい。

閉じた環状部分は、第２の端部カバーを有することが好ましい。

ブラシを取り付けるためのブラシ取り付け構造が端部カバーと一体的に形成されることが好ましい。

端部カバーは、ドライバスリーブの軸方向に延びるインダクタ及び電力端子を有することが好ましい。

或いは、ブラシを取り付けるためのブラシ取り付け構造が閉じた環状部分と一体的に形成される。

閉じた環状部分は、ドライバスリーブの軸方向に延びるインダクタ及び電力端子を有することが好ましい。

磁石の各々は、接続部分の円周側によってドライバスリーブの内面に当接して保持されることが好ましい。

ドライバスリーブの一端における、車体に接続するための第１の接続ヘッドと、主ネジスリーブの一端における、リフトゲートに接続するための第２の接続ヘッドと、主ネジに係合するナットとをさらに備え、ナットは、接続部材を介して第２の接続ヘッドに接続されることが好ましい。

バネの一端は、ドライバスリーブの第１の接続ヘッドから遠い方の端部に当接し、バネの他端は、第２の接続ヘッド、接続部材、及び主ネジスリーブのうちの１つに当接することが好ましい。

上記に照らして、モータアセンブリの永久磁石は、ドライバスリーブの内面に当接して収まり、永久磁石及びスリーブは、閉じた磁気ループを形成するように協働する。これにより、モータの磁気伝導性外側ハウジングが排除され、従って構造が単純化されて製造コストが削減される。また、モータハウジングが排除されるので、ドライバスリーブ内の利用可能な空間が増し、これによってモータロータの外径を大きくすることができ、従ってモータの出力が増大する。

以下、添付図面の図を参照しながら、本発明の好ましい実施形態をほんの一例として説明する。図では、複数の図に出現する同一の構造、要素又は部品には、一般にこれらが出現する全ての図において同じ参照番号を付している。一般に、図に示す構成要素及び特徴部の寸法は、表現の便宜上明瞭にするために選択したものであり、必ずしも縮尺通りではない。以下、各図を列挙する。

本発明の好ましい実施形態によるパワーストラットの斜視図である。 図１のパワーストラットの断面図である。 図１のパワーストラットのドライバの断面図である。 図３のドライバのモータアセンブリの斜視図である。 図４のモータアセンブリの分解図である。 別の実施形態によるドライバのモータアセンブリの斜視図である。 図６のモータアセンブリの分解図である。

図１から図３を参照すると、本発明の好ましい実施形態による、車両のリフトゲートのためのパワーストラット２０が、ドライバ３０と、このドライバ３０に接続された主ネジ装置８０とを含む。ドライバ３０は、ドライバスリーブ３１と、ドライバスリーブ３１の一端における第１の接続ヘッド３２と、ドライバスリーブ３１に収容された歯車列又は歯車減速機構７０とを含む。歯車減速機構７０は、モータアセンブリ４０に接続されて、モータ出力の速度を減少させる一方で出力トルクを増加させる。主ネジ装置８０は、主ネジスリーブ８１と、主ネジスリーブ８１の一端における第２の接続ヘッドと、主ネジスリーブ８１内に取り付けられた主ネジ８４と、バネ８６とを含む。主ネジ８４は、歯車減速機構７０によって駆動される。主ネジ８４は、ナット８３に係合して主ネジ８４の回転をナット８３の直線運動に変換する。ナット８３は、接続部材８５を介して第２の接続ヘッド８２に対して固定される。

第１の接続ヘッド３２は車体に接続され、第２の接続ヘッド８２はリフトゲートに接続される。従って、主ネジ８４がモータによって駆動されると、第２の接続ヘッド８２、接続部材８５及び主ネジスリーブ８１が第１の接続ヘッド３２に対して伸長又は収縮し、従ってリフトゲートを上昇又は下降させる。バネ８６の一端は第２の接続ヘッド８２に当接し、バネ８６の他端は、ドライバスリーブ３１の第１の接続ヘッド３２から離れた軸方向遠位端に当接する。或いは、バネ８６の一端が、接続部材８５又は主ネジスリーブ８１の端壁に当接することもできる。リフトゲートを閉じた時には、バネ８６は圧縮状態にある。主ネジ８４が、ゲートを持ち上げるために第２の接続ヘッド８２を外向きに伸長するように駆動すると、バネ８６の反動により、リフトゲートの重量の一部を支持してモータの負荷を低減するように第２の接続ヘッド８２に押圧力が与えられる。

図示の実施形態では、歯車減速機構７０が遊星歯車機構である。別の実施形態では、歯車減速機構７０を別のタイプの歯車減速機構とすることができる。当業では、遊星歯車減速機構７０及び主ネジ装置８０は周知であり、従ってこれ以上詳細には説明しない。

図３から図５に示すように、本実施形態では、モータアセンブリ４０が、一体的に形成された磁石取り付けブラケット４１と、この磁石取り付けブラケット４１に取り付けられた端部カバー５１及び複数の永久磁石４９と、ロータ６０とを含む。

磁石取り付けブラケット４１は、ドライバスリーブ３１内に固定され、２つの環状部分４４、４５と、これら２つの環状部分４４、４５間に接続された複数の接続部分４３とを有する。環状部分４４は実質的に閉じており、モータシャフト６１が貫通して延びる小さな穴を含む。環状部分４５は実質的に開いており、ロータを磁石取り付けブラケット４１に挿入できるようにする大きな貫通穴を含む。開いた環状部分４５には、端部カバー５１が取り付けられる。端部カバー５１には、軸受５２が取り付けられる。これに対応して、閉じた環状部分４４には、軸受４２（図３）が取り付けられる。モータシャフト６１は、軸受４２、５２内に支持される。

各永久磁石４９は、対応する１対の隣接する接続部分４３間に保持され、ドライバスリーブ３１の内面に当接して収まる。ドライバスリーブ３１は、永久磁石４９間に磁路をもたらす磁気伝導性材料で作成される。

ロータ６０は、モータシャフト６１と、モータシャフト６１に固定されたロータコア６３及びコミュテータ６５と、ロータコア６３の周囲に巻かれた巻線（図示せず）とを含む。モータの組み立て時には、ロータコア６３が、開いた環状部分４５を通じて磁石取り付けブラケット４１に入り込み、従って永久磁石４９に取り囲まれて配置される。各磁石は、ドライバスリーブ３１の内面と接続部分４３の円周側との間に保持され、これによって磁石４９が磁石取り付けブラケット４１から外れることや、或いはロータコア６３と直接接触することが防がれることが好ましい。磁石４９は、インサート成形法を用いて磁石取り付けブラケット４１に取り付けられることが好ましい。しかしながら、磁石４９は、永久磁石取り付けブラケットを一体的に形成した後に磁石取り付けブラケットに取り付けることもできると理解されたい。

本発明では、ドライバスリーブ３１が磁石４９間に磁路をもたらし、これによってモータの通常動作が可能になる。これにより、従来のパワーストラットのモータハウジングが排除され、構造が単純化されて製造コストが削減されるようになる。また、モータハウジングが排除されるので、ドライバスリーブ内の利用可能な空間が増し、これによってロータコアの外径を大きくすることができ、モータの出力の増大及び／又はパワーストラットの直径の減少が可能になる。さらに、モータアセンブリは、ドライバスリーブ内に取り付けられる前に予め組み立てておくこともでき、これによってモータアセンブリの保管及び輸送、並びにその後の装置の組み立てが容易になる。

端部カバー５１の外周には、凹状の取り付け部分５５（図４）が形成されることが好ましい。図示の実施形態では、取り付け部分５５が環状溝である。別の実施形態では、取り付け部分５５を、端部カバー５１の円周方向に延びる湾曲溝とすることができる。或いは、取り付け部分は、ドライバの円周方向に間隔を空けて配置された複数の凹部を含むこともできる。ドライバスリーブ３１は、取り付け部分に対応する位置において変形して、その内面に、凹状の取り付け部分５５内に延びることによって端部カバー５１がドライバスリーブ３１に対して動くのを防ぐ突起部３５を形成する。図示の実施形態では、閉じた環状部分４４の外周にも、ドライバスリーブ３１に係合するための取り付け部分５５が形成される。この取り付け部分５５も、環状溝であることが好ましい。

図５に示すように、端部カバー５１の内側（すなわち、環状部分４５に面する側）には、ブラシ取り付け構造５８が一体的に形成される。モータアセンブリの組み立て後には、ロータのコミュテータ６５にブラシが接触する。また、端部カバー５１の内側にコンデンサ及び／又はインダクタなどのモータアセンブリの濾過要素を取り付けて空間利用率を高め、これによってモータアセンブリをさらにコンパクトにすることもできる。

端部カバー５１の外側のモータシャフト６１の外端部（環状部分４４から離れた側の端部）には、ロータの速度をコントローラによって制御できるようにロータ６０の速度を検出すべくセンサと協働するためのリング磁石５３が配置される。

環状部分４５は、磁石取り付けブラケット４１から軸方向に延びる突起部４６、４７をさらに含むことが好ましい。突起部４６は円筒形を有し、突起部４７は曲板形を有する。端部カバー５１は、突起部４６、４７を受け入れて端部カバー５１の永久磁石取り付けブラケット４１に対する回転運動を防ぐための対応する凹部５６、５７を有する。凹部５６は穴形状であり、凹部５７は切欠形状である。突起部４６は、凹部５６に圧入される。

図６及び図７に、第２の実施形態による、パワーストラットのためのモータアセンブリを示す。図４及び図５のモータアセンブリと比較すると、図６及び図７のモータアセンブリは、開いた環状部分４５に取り付けられた端部カバー５１が比較的単純である一方、閉じた環状部分４４が、モータ端子、ブラシ歯車、存在する場合にはコンデンサ及び／又はインダクタ５９などのノイズ除去要素、及び速度検出回路のためのセンサを支持する点で異なる。インダクタ５９及びモータ端子５４は、ドライバスリーブの軸方向に延びることが好ましい。図示の実施形態では、端部カバー５１が、軸受５２を支持するとともに、凹状取り付け部分５５と、シャフト６１が歯車減速機構に係合するために貫通して延びる穴とを有する。開いた環状部分４５上の突起部４６は、端部カバー５１内の凹部５６に係合して、端部カバーを磁石取り付けブラケット４１に結合する。

本出願の明細書及び特許請求の範囲では、記述する項目又は特徴の存在を明示する一方でさらなる項目又は特徴の存在を排除しないように、「備える、含む、有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｉｎｃｌｕｄｅ、ｃｏｎｔａｉｎ及びｈａｖｅ）」という動詞、並びにその派生形の各々を包括的な意味で使用している。

明確化のために別個の実施形態の文脈で説明した本発明のいくつかの特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供することもできると理解されたい。これとは逆に、簡潔さを期すために単一の実施形態の文脈で説明した本発明の様々な特徴を別個に、又はいずれかの好適な下位の組み合わせで提供することもできる。

上述した実施形態はほんの一例にすぎず、当業者には、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、他の様々な修正が明らかである。

２０ パワーストラット
３０ ドライバ
３１ ドライバスリーブ
３２ 第１の接続ヘッド
７０ 歯車減速機構
８０ 主ネジ装置
８１ 主ネジスリーブ
８２ 第２の接続ヘッド
８３ ナット
８４ 主ネジ
８５ 接続部材
８６ バネ

Claims (11)

1. 車両用リフトゲートのためのパワーストラットであって、ドライバスリーブと、主ネジスリーブと、主ネジと、前記主ネジスリーブに取り付けられたバネと、前記ドライバスリーブ内に取り付けられた、前記主ネジを駆動するための歯車減速機構と、該歯車減速機構に接続されて前記ドライバスリーブ内に取り付けられたモータアセンブリとを備え、
   前記モータアセンブリは、前記ドライバスリーブに固定された磁石取り付けブラケットと、該磁石取り付けブラケットに固定された端部カバー及び複数の永久磁石と、前記磁石取り付けブラケット内に回転自在に配置されたロータとを有し、
   前記磁石取り付けブラケットは、閉じた環状部分と、開いた環状部分と、該２つの環状部分間に延びる複数の接続部分とを有し、前記開いた環状部分は、前記ロータが通過する貫通穴を有し、前記端部カバーは、前記開いた環状部分に取り付けられ、
   前記磁石の各々は、対応する１対の隣接する接続部分間に位置付けられて前記ドライバスリーブの内面に当接し、これによって前記ドライバスリーブが前記磁石間に磁路をもたらし、
   前記ロータは、シャフトと、該シャフトに固定されたロータコア及びコミュテータとを有し、前記ロータコアは、前記磁石取り付けブラケット内に配置されて前記磁石によって取り囲まれるとともに、前記端部カバー及び前記閉じた環状部分に取り付けられた軸受によって支持される、
   ことを特徴とするパワーストラット。
2. 前記磁石取り付けブラケット及び前記端部カバーの外周に凹状の取り付け部分が形成され、前記ドライバスリーブには、前記磁石取り付けブラケットと前記ドライバスリーブとの間の相対的な動きを防ぐように、前記凹状の取り付け部分に締り嵌めされる取り付け部分が形成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパワーストラット。
3. 前記磁石は、インサート成形法を用いて前記磁石取り付けブラケットに固定される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパワーストラット。
4. 前記開いた環状部分は、軸方向に延びる突起部を有し、前記端部カバーは、該端部カバーと前記磁石取り付けブラケットとの間の相対的な動きを防ぐように、前記突起部を受け入れる対応する凹部を有する、
   ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のパワーストラット。
5. ブラシを取り付けるためのブラシ取り付け構造が前記端部カバーと一体的に形成される、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のパワーストラット。
6. 前記端部カバーは、前記ドライバスリーブの軸方向に延びるインダクタ及び電力端子を有する、
   ことを特徴とする請求項５に記載のパワーストラット。
7. ブラシを取り付けるためのブラシ取り付け構造が前記閉じた環状部分と一体的に形成される、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のパワーストラット。
8. 前記閉じた環状部分は、前記ドライバスリーブの軸方向に延びるインダクタ及び電力端子を有する、
   ことを特徴とする請求項７に記載のパワーストラット。
9. 前記磁石の各々は、前記接続部分の円周側によって前記ドライバスリーブの前記内面に当接して保持される、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のパワーストラット。
10. 前記ドライバスリーブの一端における、車体に接続するための第１の接続ヘッドと、前記主ネジスリーブの一端における、前記リフトゲートに接続するための第２の接続ヘッドと、前記主ネジに係合するナットとをさらに備え、該ナットは、接続部材を介して前記第２の接続ヘッドに接続される、
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のパワーストラット。
11. 前記バネの一端は、前記ドライバスリーブの前記第１の接続ヘッドから遠い方の端部に当接し、前記バネの他端は、前記第２の接続ヘッド、前記接続部材、及び前記主ネジスリーブのうちの１つに当接する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のパワーストラット。