专利名称：车辆自动开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够自动开关车辆上设置的开关体的车辆自动开关装置。
背景技术：
以往公知的技术有，通过以电机作为驱动源的自动开关装置来对汽车等车辆上设置的车门、车窗玻璃、活动车顶、后备厢等开关体进行自动开关控制。例如，在能够自动开关设置在车辆侧方的滑动门的自动开关装置中，将与滑动门连接的电缆缠绕在辊轴上，通过电机旋转驱动上述辊轴，从而能够对相应的滑动门进行自动开关操作。
上述自动开关装置中使用的电机上安装了减速器，能够使该电机的旋转减到需要的转数，该减速器大多采用在齿轮箱内部收容蜗轮机构的结构。蜗轮机构包括被电机旋转驱动的蜗轮以及与蜗轮咬合的蜗轮片，蜗轮片的旋转从与其同轴配置的输出轴输出。输出轴的前端从齿轮箱向外凸出，其前端安装了上述辊轴等输出部件，输出轴的动力通过这些输出部件传递到滑动门。此外，齿轮箱内部收容了电磁离合器，能够传递或阻断蜗轮片和输出轴之间的动力，通过上述电磁离合器，自动开关装置可以在自动开关模式和手动开关模式之间进行切换。
另一方面，上述自动开关装置通过旋转传感器来检测输出轴的旋转，基于该旋转传感器检测的输出轴的旋转，控制电机工作。旋转传感器包括安装在输出轴或与其一同旋转的部件上的磁铁等被检测体和与被检测体相对配置的磁性传感器等检测传感器。例如，专利文献1中记载的自动开关装置，在与输出轴一同旋转的离合器转子的外表面固定了作为被检测体的磁铁，并在该磁铁的移动路径的径向外侧配置了作为检测传感器的磁性传感器。此外，专利文献2中记载的自动开关装置，将固定于输出轴的被检测体配置在齿轮箱外侧的该齿轮箱和辊轴之间位置，并在该被检测体外表面配置了检测传感器。
上述旋转传感器中，检测传感器输出与被检测体即输出轴的转数成正比的周期性脉冲信号，而将该脉冲信号输入到控制装置。然后，控制装置从输入的脉冲信号的周期检测出与被检测体一同旋转的输出轴的转数即滑动门的移动速度，同时以滑动门达到基准位置(例如完全关闭位置)为起点，累计脉冲信号，从而检测出滑动门的开关位置，并根据上述检测结果，控制电机工作。
专利文献1 日本特开2000-177391号公报专利文献2 日本特开2006-22513号公报但是，专利文献1记载的自动开关装置，由于被检测体和检测传感器收容于齿轮箱内部，因此无需特别进行防水处理，但由于被检测体和检测传感器相对离合器转子沿径向并列配置，因此齿轮箱的径向尺寸较大，从而造成自动开关装置的大型化。
另一方面，专利文献2记载的自动开关装置，由于将被检测体相对离合器机构或辊轴等沿轴向并列配置，因此可以减小齿轮箱的径向尺寸，但与此同时增加了输出轴的轴向尺寸，从而造成自动开关装置的大型化。此外，由于被检测体和检测传感器配置在齿轮箱外侧，需要设置防水结构，以防止雨水等通过电缆侵入到装置内部，因此造成自动开关装置结构复杂化。特别是，专利文献2公示的电磁离合器，需要给离合器线圈通电，才能经过离合器分离器、转子、电枢形成磁路。对于这种结构，由于电磁离合器的电枢与输出轴基端部(法兰部)具有相同磁性，从而形成齿条接合结构，考虑到由此接合部位泄漏的磁束通过输出轴会影响到被检测体，从而将被检测体的被检测部(磁铁)与输出轴隔开，这也会造成被检测体的径向尺寸变大，不利于自动开关装置的小型化。
发明内容
本发明目的是实现包括用于检测输出轴的旋转的被检测体和检测传感器的车辆自动开关装置的小型化。
本发明的车辆自动开关装置，是用于自动开关车辆上设置的开关体的车辆自动开关装置，其特征是，所述装置包括具有旋转轴的电机；与所述旋转轴可一体旋转地设置的蜗轮；蜗轮片，具有以轴心为中心沿轴向凹陷的凹陷部，并在设置于外表面的齿轮部与所述蜗轮啮合；齿轮箱，收容由所述蜗轮和蜗轮片构成的减速机构；输出轴，与所述蜗轮片保持同轴且可自由旋转地支撑于所述齿轮箱，并传递所述蜗轮片的旋转；输出部件，固定于所述输出轴的向齿轮箱外侧凸出的前端部，用于将所述输出轴的旋转传递给所述开关体；被检测体，位于所述蜗轮片的凹陷部内部，并固定于所述输出轴，与所述输出轴一同旋转；检测传感器，与所述被检测体相对设置在所述齿轮箱内部，用于检测所述被检测体的旋转；以及控制装置，与所述电机和检测传感器连接，基于所述检测传感器的检测信号控制所述电机的工作。
本发明的车辆自动开关装置，其特征是，上述蜗轮片以能够相对输出轴自由旋转的状态被支撑，并在齿轮箱内部设置有能够传递或阻断蜗轮片和输出轴之间动力的离合器机构。
本发明的车辆自动开关装置，其特征是，上述输出轴以轴向位置确定的状态支撑于齿轮箱；被检测体包括具有沿圆周方向并列设置的多个磁极的圆环状磁铁和用于固定上述磁铁的圆板状本体，同时通过设置于输出轴的定位部来确定本体在输出轴上的固定位置；检测传感器则固定于齿轮箱内表面。
本发明的车辆自动开关装置，其特征是，上述离合器机构具有能够与蜗轮片一体旋转地设置的驱动旋转体和设置于输出轴并且能够与该驱动旋转体选择性结合的被驱动旋转体；上述被驱动旋转体在内径侧具有与输出轴一体旋转的接合部件，该接合部件能够和被驱动旋转体通过连接部件自由地一体旋转且能够沿轴向自由移动。
本发明的车辆自动开关装置，其特征是，所述装置包括设置在上述驱动旋转体的轴向端面的第1固定部；设置于被驱动旋转体，并且与第1固定部相对的第2固定部；与输出轴同轴配置，沿轴向一侧与蜗轮片连接，同时另一侧与驱动旋转体的外表面连接的连接体；其中，被驱动旋转体在第2固定部与第1固定部接合的接合位置和解除上述接合关系的解除位置之间沿轴向自由移动。
本发明的车辆自动开关装置，其特征是，上述连接体以圆筒状形成，在蜗轮片和驱动旋转体之间的连接体内侧配置被驱动旋转体。
本发明的车辆自动开关装置，其特征是，所述车辆自动开关装置具有离合器线圈，该离合器线圈夹住驱动旋转体并与被驱动旋转体相对配置，能够产生电磁引力使被驱动旋转体从解除位置移动到接合位置。
本发明的车辆自动开关装置，其特征是，上述输出部件为辊轴，上述辊轴上设置了与开关体连接的索条，利用索条来牵引，实现开关体的开关操作。
根据本发明，将固定于输出轴的被检测体配置在蜗轮片上设置的凹陷部，可使齿轮箱内被检测体和蜗轮片的配置空间重合，减小了齿轮箱轴向尺寸，进而能够使包括被检测体和检测传感器的车辆自动开关装置小型化。由于被检测体和检测传感器共同收容于齿轮箱内部，因此无需分别对这些部件设置防水结构，从而能够简化车辆自动开关装置的结构。
此外，根据本发明，即使在齿轮箱内部设置离合器机构，也可以通过重合齿轮箱内被检测体和蜗轮片的配置空间，减小该齿轮箱的轴向尺寸，从而实现车辆自动开关装置的小型化。
特别是，根据本发明，通过齿轮箱确定了输出轴的轴向位置，并通过输出轴上设置的定位部确定被检测体的位置后固定于该输出轴，而将检测传感器固定在齿轮箱内表面，因此能够确定被检测体和检测传感器的位置关系。这样，能够将被检测体和检测传感器之间的间隔设定为规定尺寸，从而提高检测传感器对被检测体的检测性能。此外，可以使被检测体和检测传感器之间的间隔变窄，从而采用敏感度相对较低但比较廉价的检测传感器以及被检测体，从而降低车辆自动开关装置的成本。
此外，根据本发明，离合器机构包括设置成能够与蜗轮片一体旋转的驱动旋转体和能够与驱动旋转体选择性结合地设置于输出轴的被驱动旋转体，被驱动旋转体在其内径侧具有与输出轴一体旋转的接合部件，而接合部件和被驱动旋转体则是通过连接部件实现一体旋转及沿轴向自由移动，因此即使离合器机构采用电磁式，也能够减小离合器线圈的磁束对被检测体的影响。
此外，根据本发明，通过与输出轴同轴配置的连接体，将蜗轮片连接于驱动旋转体的外表面，因此能够在蜗轮片和驱动旋转体之间配置被驱动旋转体，还能配置用于将输出轴支撑于机架等的轴承。这样，就不需要复杂的轴承结构，从而实现车辆自动开关装置的小型化。
此外，根据本发明，将连接体形成为圆筒状，而且在蜗轮片和驱动旋转体之间的连接体内侧配置了被驱动旋转体，因此可以将被驱动旋转体支撑在输出轴中间部，从而有效支撑被驱动旋转体。
不仅如此，根据本发明，设置了夹住驱动旋转体并与被驱动旋转体相对配置的离合器线圈，所以即使离合器机构采用了电磁离合器，也简化了其结构，进一步实现了使用该离合器机构的车辆自动开关装置的小型化。
图1是单箱型车辆的侧视图。
图2是本发明一个实施方式涉及的车辆自动开关装置的俯视图。
图3是图2所示驱动单元的详细结构主视图。
图4是图3所示驱动单元的沿输出轴的剖面示意图。
图5是旋转环与蜗轮片以及离合器转子的连接结构分解立体图。
图6是旋转传感器的详细结构立体图。
图7是图4所示开关装置的变形实例的剖面示意图。
图8是蜗轮片和旋转环连接结构的变形实例的放大剖面示意图。
附图标记说明11车辆， 12车体，13滑动门(开关体)，14导轨，14a弯曲部， 15滚轮组件，21车辆自动开关装置，22驱动单元， 23a关闭侧电缆， 23b打开侧电缆，24a、24b反转滑轮，25带有减速器的电机，26电机，26a旋转轴， 27减速器， 28输出轴，28a锯齿部，29控制装置(控制手段)，31齿轮箱， 31a机箱本体，31b保护罩， 32蜗轮机构，33蜗轮， 34a、34b球轴承，35蜗轮片，35a凹陷部， 35b齿轮部，36电磁离合器(离合器机构)，37离合器转子， 37a摩擦面，37b凸出(boss)部， 37c锯齿部， 38电枢，38a摩擦面， 38b贯通孔， 41滑动轴承， 42接合部件，43板簧， 44旋转环， 44a固定凸起， 44b锯齿部，45法兰部，45a固定孔， 46离合器线圈，47离合器分离器， 48单元箱， 51辊轴(输出部件)，51a引导槽， 52螺母，53a、53b张紧轮机构，61旋转传感器，62磁体单元(被检测体)， 62a本体，62b传感器磁铁(磁铁)， 62c圆筒部，
63磁性传感器(检测传感器)，63a传感器基板，63b、63c霍耳(Hall)元件， 64段差面(定位部)，71车辆自动开关装置， 72旋转环， 72a圆板部，72b圆筒部， 72c固定凸起，72d锯齿部，73固定凹陷部，81密封部件。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明实施方式进行详细说明。
图1是单箱型车辆的侧视图，图2是本发明一个实施方式涉及的车辆自动开关装置的俯视图。
图1所示车辆11为单箱型汽车，其车体12的侧方设置有作为开关体的滑动门13。该滑动门13可以沿固定于车体12侧方的导轨14移动，可以在图1中实线所示的完全关闭位置和点划线所示的完全开放位置之间自由打开或关闭，在人员搭乘或货物卸载时可以将其打开到所需开放度进行使用。
如图2所示，滑动门13设置有滚轮组件15，通过导轨14引导上述滚轮组件15，使滑动门13沿车辆11的前后方向自由移动。此外，导轨14的车辆前方设置有向车室内侧弯曲的弯曲部14a，通过弯曲部14a引导上述滚轮组件15，使滑动门13在拉进车体12内侧的状态下关闭，以使滑动门13收容在与车体12侧面同一平面内。虽然没有图示，除了图示部位(传感器部)以外，在滑动门13的前端上下部分(上部、下部)也设置有滚轮组件15，与此对应，在车体12开口部的上下部位也设置有与上部、下部对应的没有图示的导轨，因此滑动门13通过3个部分支撑于车体12。
如图2所示，上述车辆11为了能够自动开关滑动门13，安装有车辆自动开关装置21(以下简称开关装置21)。该开关装置21具有与导轨14的车辆前后方向的大致中央部位邻接并固定于车体12内部的驱动单元22，从该驱动单元22向车辆前方引出的索条——关闭侧电缆23a，通过导轨14前端设置的反转滑轮24a从车辆前方(关闭侧)与滚轮组件15连接，而从该驱动单元22向车辆后方引出的索条——打开侧电缆23b，通过导轨14后端设置的反转滑轮24b从车辆后方(打开侧)与滚轮组件15连接。此外，驱动单元22只要拉动关闭侧电缆23a或打开侧电缆23b中的某一个，就可以通过该电缆23a、23b的牵引来自动开关滑动门13。
图3是图2所示驱动单元的详细结构主视图，图4是图3所示驱动单元的沿输出轴的剖面示意图。
如图3、图4所示，驱动单元22具有带有减速器的电机25，上述带有减速器的电机25包括电机26和固定于电机26的减速器27，电机26的旋转通过减速器27减到所需转数后从输出轴28输出。电机26采用了具有旋转轴(电枢轴)26a的所谓带有电刷的直流电机，其旋转轴可以正反两方向旋转。此外，电机26上连接有作为控制机构的控制装置29，基于没有图示的开关按键等的指令信号，由控制装置29控制电机26工作。
另一方面，如图4所示，减速器27包括由以浴盆状形成的树脂制机箱本体31a和用于封闭机箱本体31a的金属制保护罩31b组成的齿轮箱31；收容于该齿轮箱31内部的作为减速机构的蜗轮机构32。对于图示情形，构成蜗轮机构32的蜗轮33一体设置于齿轮箱31内部凸出的电机26的旋转轴26a的外表面，当旋转轴26a旋转时，蜗轮33与旋转轴26a一同旋转。此外，在齿轮箱31中，输出轴28通过球轴承34a、34b可自由旋转地支撑，该输出轴28上安装了与该输出轴28同轴且可自由相对旋转的蜗轮片35。
该蜗轮片35由树脂材料制成，成圆板状，并在其一侧轴向端面上设置有凹陷部35a。该凹陷部35a以蜗轮片35的轴心为中心，沿轴向凹陷形成圆环状，在蜗轮片35安装到输出轴28时，该凹陷部35a与齿轮箱31内表面相对。此外，蜗轮片35的外表面形成有齿轮部35b，蜗轮片35通过齿轮部35b与蜗轮33啮合，并与蜗轮33一起构成蜗轮机构32。这样，电机26启动时，旋转轴26a的旋转通过蜗轮机构32减速到规定转数后从输出轴28输出。
在齿轮箱31内部，与蜗轮机构32邻接地收容有作为离合器机构的电磁离合器36，蜗轮片35的旋转通过该电磁离合器36传递给输出轴28。即，通过该电磁离合器36，可以传递或阻断旋转轴26a和输出轴28之间的动力。当电磁离合器36处于动力传递状态时，将切换为自动开关模式，能够通过电机26对滑动门13进行自动开关操作，而当电磁离合器36处于动力阻断状态时，将切换为手动模式，能够通过手动方式对滑动门13进行开关操作。
上述电磁离合器36采用所谓摩擦式结构，包括作为驱动旋转体的离合器转子37和作为被驱动旋转体的电枢38。离合器转子37由钢材制成，是剖面成略“コ”字形的圆环状，其面向蜗轮片35侧的轴向端面成为作为第1固定部的摩擦面37a。此外，离合器转子37的内表面侧设置有凸出部37b，离合器转子37在该凸出部37b通过滑动轴承41可自由相对旋转地安装在输出轴28上。电枢38大体成与离合器转子37具有相同直径的圆环状，其轴向的一端面成为作为第2固定部的摩擦面38a，电枢38在蜗轮片35和离合器转子37之间相对离合器转子37沿轴向并列配置，从而确保该摩擦面38a与离合器转子37的摩擦面37a相隔微小间隔相对。此外，在电枢38的轴心形成的贯通孔38b内侧配置有圆环状的接合部件42，该接合部件42固定于输出轴28中间部形成的锯齿部28a，电枢38和接合部件42通过作为连接部件的板簧43相连，板簧43与电枢38、接合部件42分别通过铆钉等固定。该板簧43由钢板等以一定形状切割成圆板状形成，不仅可以沿轴向自由弹性形变，而且沿周围方向具有一定刚性。这样，电枢38连接成可以通过板簧43在电枢38与输出轴28之间传递动力，即可以与输出轴28一同旋转，同时可以在其摩擦面38a与离合器转子37的摩擦面37a连接(接触)的连接位置和解除连接状态的解除位置之间沿轴向自由移动。即，当电枢38处于解除位置时，板簧43处于无弹性形变的自然状态，当电枢38移动到连接位置时，板簧则沿轴向发生弹性形变。这样，处于连接位置的电枢38通过板簧43的弹力趋向解除位置，当移动到解除位置时，则通过板簧43保持在该解除位置。另一方面，板簧43在其周围方向具有一定刚性，因此可以在电枢38和输出轴28之间传递旋转动力。即，当电枢38旋转时，其旋转通过板簧43传递到输出轴28；当输出轴28旋转时，其旋转通过板簧43传递到电枢38。
图5是旋转环与蜗轮片以及离合器转子的连接结构分解立体图，蜗轮片35和离合器转子37通过作为连接体的旋转环44连接。
上述旋转环44采用具有一定刚性的树脂材料制成圆筒状，在其轴向一端沿圆周方向并列设置有多个固定凸起44a，轴向另一端的内表面则形成有锯齿部44b。另一方面，蜗轮片35形成有圆盘状的法兰部45，该法兰部45的外表面沿圆周方向并列形成有沿轴向贯通该法兰部45的多个固定孔45a，旋转环44通过将各固定凸起44插入到对应的蜗轮片35的固定孔45a中，从而在其一端保持与输出轴28同轴地连接于蜗轮片35的外表面。此外，离合器转子37的蜗轮片35侧的外表面形成有锯齿部37c，旋转环44通过将锯齿部44b固定于离合器转子37的锯齿部37c，从而在其另一端侧保持与输出轴28同轴地连接于离合器转子37的外表面。这样，蜗轮片35和离合器转子37通过旋转环44连接，蜗轮片35和离合器转子37之间的动力传递也通过旋转环44实现。
此外，通过将旋转环44连接于蜗轮片35和离合器转子37的外表面，能够使电枢38收容于旋转环44内侧。这样，蜗轮片35和离合器转子37在电枢38的外表面侧通过旋转环44连接，蜗轮片35和离合器转子37之间的动力通过旋转环44从电枢38的外侧传递。因此，即使在蜗轮片35和离合器转子37之间配置电枢38，并将该电枢38固定于输出轴28，也无需将轴承沿径向设置为2段，可以简化输出轴28、蜗轮片35、离合器转子37以及电枢38的支撑结构，进而可以使电磁离合器36以及使用上述电磁离合器36的带有减速器的电机25和开关装置21小型化。
如上所述，该开关装置21通过圆筒状旋转环44连接蜗轮片35和离合器转子37，在蜗轮片35和离合器转子37的外表面侧设置了动力传递通路，因此简化了输出轴28、蜗轮片35、离合器转子37以及电枢38的支撑结构，进而可以使电磁离合器36以及使用上述电磁离合器36的带有减速器的电机25和开关装置21小型化。
此外，上述开关装置2 1中，在蜗轮片35和离合器转子37之间的旋转环44内侧配置有电枢38，因此，输出轴28可以在支撑自身的一对球轴承34a、34b之间支撑电枢38，从而对电枢38进行确实有效的支撑。
特别是，上述开关装置21中，旋转环44通过将其固定凸起44a沿轴向插入到蜗轮片35的固定孔45a，可相对蜗轮片35沿轴向自由移动地连接。此外，旋转环44通过其锯齿部44b沿轴向固定于离合器转子37的锯齿部37c，从而可相对蜗轮片35以及离合器转子37沿轴向自由移动地连接。蜗轮片35相对输出轴28可自由旋转地配置，而且蜗轮片35由树脂制成，从而即使出现蜗轮片35相对输出轴28沿轴向产生微小位移或蜗轮片35扭曲的现象，在本实施方式中，由于旋转环44可沿轴向自由移动地连接在蜗轮片35和离合器转子37之间，因此不会出现两者连接状态解除的现象，其轴向应力被旋转环44吸收，因此应力不会从蜗轮片35传递到离合器转子37。
如上所述，上述开关装置21中，将旋转环44可沿轴向自由移动地连接于蜗轮片35和离合器转子37之间，因此能够防止蜗轮片35增加离合器转子37的轴向负荷。这样，能够防止由于轴向应力通过旋转环44从蜗轮片35传递到离合器转子37而产生的离合器转子37歪斜等现象，从而能够提高电磁离合器36即开关装置21的操作精度。
如图4所示，齿轮箱31内部收容了夹住离合器转子37的背面侧即夹住离合器转子37并且与电枢38相对的离合器线圈46。该离合器线圈46缠绕于截面成“コ”字形的圆环状的离合器分离器47上，在电枢38的整个外表面与该电枢38相对。此外，离合器线圈46通过没有图示的配线与控制装置29连接，只要从控制装置29供给电力就会产生电磁吸引力，将电枢38拉向离合器转子37。因此，如果在电枢38处于解除位置时向离合器线圈46通电，电枢38就会从解除位置移动到连接位置，离合器转子37和电枢38的摩擦面37a、38a相互挤压，使电磁离合器36切换到动力传递状态，在电机26和输出轴28之间传递动力。另一方面，如果停止对离合器线圈46通电，电枢38将通过板簧56的弹力拉向远离离合器转子37的方向，被保持在远离离合器转子37的解除位置。这样，就能解除离合器转子37和电枢38之间的连接，电磁离合器36被切换到动力阻断状态，从而阻断电机26和输出轴28之间的动力传递。
如上所述，在上述开关装置21中设置了夹住离合器转子37并与电枢38相对的离合器线圈46，因此简化了该电磁离合器36的结构，进而可以使电磁离合器36以及使用上述电磁离合器36的带有减速器的电机25和开关装置21小型化。
机箱本体32a上一体形成有单元箱48，该单元箱48内部(齿轮箱31外侧)收容了作为输出部件的辊轴51。辊轴51通过螺母52固定于输出轴28的齿轮箱31外侧凸出的前端，能够与输出轴28一同旋转，其外表面形成的螺旋状引导槽51a中在同一方向上设置了(缠绕)多路关闭侧电缆23a和打开侧电缆23b。各电缆23a、23b的端部固定于辊轴51，辊轴51在电机26驱动下正转或反转时，关闭侧电缆23a或打开侧电缆23b中的某一个从辊轴51上解开，同时另一个缠绕于辊轴51。即，辊轴51固定于输出轴28的同时通过各电缆23a、23b连接于滑动门13，从而能够将输出轴28的旋转传递给滑动门13。
图3所示符号53a、53b分别是张紧轮机构，各电缆23a、23b在这些张紧轮53a、53b的作用下受到一定张力，从而确保该电缆23a、23b不会松动。
如图4所示，齿轮箱31内部设置有旋转传感器61，用于检测输出轴28的旋转状态，控制装置29基于该旋转传感器61检测的输出轴28的旋转，控制电机26工作。
图6是旋转传感器的详细结构立体图，该旋转传感器61包括固定于输出轴28作为被检测体的磁体单元62和作为检测传感器的磁性传感器63。
磁体单元62具有本体62a和传感器磁铁(磁铁)62b，其中，本体62a由钢板等制成，成圆板状，该本体62a上一体设置了通过其轴心的圆筒部62c。圆筒部62c沿轴向压入到输出轴28，从而使本体62a即磁体单元62固定于输出轴28。输出轴28在压入圆筒部62c的部分和直径大于此部分的大直径部分之间设置有作为定位部的段差面64，该段差面64为与轴向垂直的平面，圆筒部62c的轴向端部与该段差面64相接，从而确定本体62a在输出轴28上的固定位置。即，将本体62a压入到输出轴，直到圆筒部62c的轴向端部与段差面64相接的位置，从而确定本体62a在输出轴28上的固定位置。这样，就可以将传感器磁铁62b固定于输出轴28的规定位置。此后，固定于输出轴28的本体62a即磁体单元62，就能够在输出轴28旋转时与输出轴28一同旋转。
传感器磁铁62b由沿表面并列设置的多个磁极磁化的圆环状多极磁化磁铁构成，通过粘接等方式固定于本体62a的一侧端面，并保证其轴心与本体62a的轴心一致。这样，本体62a在与输出轴28一同旋转时，该传感器磁铁62b也会跟输出轴28一同旋转。
另一方面，磁性传感器63采用了在传感器基板63a上固定一对霍耳元件63b、63c的结构，如图4所示，传感器基板63a固定于齿轮箱31内表面，并与蜗轮片35的轴向端面相对。传感器基板63a固定于齿轮箱31内表面时，各霍耳元件63b、63c分别与传感器磁铁62b相隔一定间隔相对，当传感器磁铁62b与输出轴28一同旋转时，从各霍耳元件63b、63c中将输出与转数成正比的周期性脉冲信号。此外，各霍耳元件63b、63c沿表面相互隔离配置，从而各霍耳元件63b、63c输出的脉冲信号的周期相差90度。各霍耳元件63b、63c通过传感器基板63a上设置的配线等与控制装置29连接，从而将各霍耳元件63b、63c的脉冲信号即检测信号输入到控制装置29。即，用于检测与传感器磁铁62b一同旋转的输出轴28的旋转的磁性传感器63的检测信号输入到控制装置29。控制装置29在从输入的脉冲信号周期检测与传感器磁铁62b一同旋转的输出轴28的转数即滑动门13的移动速度的同时，以滑动门13到达基准位置(例如，完全关闭位置)的时刻为起点，累计脉冲信号，从而检测滑动门1 3的开关位置。此外，控制装置29将基于上述检测结果控制电机26工作。
如图4所示，本体62a在齿轮箱31内部的相比蜗轮片35更靠近辊轴51的一侧固定于输出轴28，该本体62a固定到输出轴28的规定位置后，磁体单元62将位于蜗轮片35上设置的凹陷部35a内部。位于凹陷部35a内部的磁体单元62，在电磁离合器36处于动力阻断状态，从而蜗轮片35可以相对输出轴28自由旋转的时候，能够相对该蜗轮片35旋转。这样，即使在齿轮箱31内部配置磁体单元62，由于在蜗轮片35的配置空间内配置了磁体单元62，即，磁体单元62和蜗轮片35的配置空间重合，从而能够减小输出轴28和齿轮箱31的轴向尺寸。因此，即使在齿轮箱31内部设置旋转传感器61，也不会造成齿轮箱31大型化，从而实现开关装置21的小型化。
如上所述，上述开关装置21中，将固定于输出轴28的磁体单元62配置于蜗轮片35上设置的凹陷部35a，因此能够减小齿轮箱31的轴向尺寸，实现开关装置21的小型化。
此外，上述开关装置21中，将旋转传感器61收容于齿轮箱31内部，因此能够防止雨水等通过各电缆23a、23b和辊轴51等侵入到单元箱48内部淋到旋转传感器61上。因此，旋转传感器61无需设置防水结构，从而能够简化该开关装置21的结构。
此外，上述开关装置21中，即使在齿轮箱31内部设置电磁离合器36，由于收容于磁体单元62和蜗轮片35的凹陷部35a，也能够减小齿轮箱31轴向尺寸，从而实现开关装置21的小型化。
输出轴28在被一对球轴承34a、34b夹住的状态下支撑于齿轮箱31，因此输出轴28的轴向位置被齿轮箱31所确定。此外，磁体单元62通过段差面64定位于输出轴28，特别是磁性传感器63固定于齿轮箱31内表面，因此其相对输出轴28的轴向位置是确定的。即，传感器磁铁62b和磁性传感器63通过齿轮箱31和输出轴28确定相互之间轴向位置。因此，可以将磁性传感器63的霍耳元件63b、63c和传感器磁铁62b之间的间隔设定为规定尺寸，从而提高磁性传感器63的检测性能。
如上所述，在上述开关装置21中，通过齿轮箱31确定了输出轴28的轴向位置，通过输出轴28上设置的段差面64确定了磁体单元62在输出轴28上的固定位置，并将磁性传感器63固定于齿轮箱31内表面，因此可以准确确定磁体单元62和磁性传感器63的轴向位置关系。因此，可以将磁体单元62和磁性传感器63之间的间隔变窄，从而提高磁性传感器63的检测性能。此外，由于能够变窄磁体单元62和磁性传感器63之间的间隔，所以可以在磁性传感器63上采用敏感度相对较低、较廉价的霍耳元件63b、63c，或采用磁力较弱、较廉价的部件作为传感器磁铁62b，从而降低该开关装置21的成本。
下面对该开关装置21的工作状态进行简单说明。
例如，当对没有图示的开关按键的关闭侧进行操作，从而在控制装置29中输入使滑动门13向关闭方向移动的指令信号时，对离合器线圈46通电，通过离合器分离器47、离合器转子37、电枢38形成磁路，从而电枢38被离合器转子37吸引，电磁离合器36切换到动力传递状态。此时，由于电枢38和接合部件42通过板簧43连接，从而能够减少该部位泄漏的磁束。接着，电机26正向旋转时，辊轴51按图3中逆时针方向旋转，关闭侧电缆23a从辊轴51上解开，而滑动门13则被关闭侧电缆23a牵引，向完全关闭位置移动。相反，当对开关按键的打开侧进行操作，从而在控制装置29中输入使滑动门13向打开方向移动的指令信号时，将电机26反转，辊轴51按图3中顺时针方向旋转，打开侧电缆23b从辊轴51上解开，而滑动门13则被打开侧电缆23b牵引，向完全打开位置移动。当滑动门13到达完全关闭位置或完全打开位置，或开关按键停止操作时，电机26就会停转，接着电磁离合器36切换到阻断状态，结束自动开关操作。
另一方面，当电机26在停转状态的基础上，电磁离合器36切换到动力阻断状态时，开关装置21就会处于手动开关模式，能够减小手动进行滑动门13开关操作时的作用力。
图7是图4所示开关装置的变形实例剖面示意图。
在图4所示开关装置21上，在蜗轮片35和离合器转子37的外表面可沿轴向自由移动地连接成圆筒状的旋转环44，通过上述旋转环44将蜗轮片35的动力传递给离合器转子37。与此相比，在图7所示车辆自动开关装置71(以下，简称开关装置71)中，旋转环72由在蜗轮片35沿轴向并列配置的环状圆板部72a和从圆板部72a外表面向轴向凸出的圆筒部72b一体形成为带有底的圆筒状，通过圆板部72a上设置的多个环状固定凸起72c沿轴向固定于蜗轮片35的轴向端面形成的固定凹陷部73，能够与蜗轮片35一体自由旋转地连接。此外，圆筒部72b配置于电枢38的外侧，其轴向端部设置的锯齿部72d从轴向固定于离合器转子37的锯齿部37c，从而使旋转环72连接于离合器转子37的外表面。通过上述结构，在蜗轮片35和离合器转子37之间通过旋转环72从电枢38外侧传递动力。
此外，上述开关装置71中也同样，蜗轮片35上以轴心为中心沿轴向形成有凹陷部35a，构成旋转传感器61的磁体单元62固定于输出轴28，使其位于凹陷部35a内部。
图8是蜗轮片和旋转环连接结构的变形实例的放大剖面示意图。
在图4所示开关装置21中，设置于蜗轮片35的法兰部45外表面的多个固定孔45a分别作为贯通法兰部45轴向的贯通孔而形成，但并不局限于此，也可以如图8所示，使蜗轮片35的固定孔45a形成为不贯通法兰部45的凹形。如上所述，通过将固定孔45a形成为凹形，能够防止涂抹在蜗轮机构32上的油脂等润滑油通过固定孔45a侵入到离合器转子37和电枢38侧，从而提高电磁离合器36的操作可靠性。此外，也可以在蜗轮片35的法兰部45和齿轮箱31之间安装由橡胶制成的密封部件81，以防止油脂从蜗轮片35和齿轮箱31之间侵入到离合器转子37和电枢38侧。
在图7、图8中，与前面叙述的部件对应的部件使用了相同的符号。
本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离其要旨的范围内能够进行多种变更。例如，在本实施方式中，开关体为滑动式开关的滑动门13，但并不局限于此，也可以是乘降用铰链式横向开关门或车辆后端设置的后备厢盖等其它开关体。
此外，在本实施方式中，传感器磁铁62b采用了圆环状的多极磁化磁铁，磁性传感器63常常与传感器磁铁62b相对设置，但并不局限于此，传感器磁铁62b还可以采用矩形、圆形等其它形状，使该传感器磁铁62b只在输出轴28到达规定旋转位置时与磁性传感器63相对。
此外，在本实施方式中，采用了包括作为被检测体的磁体单元62和作为检测传感器的磁性传感器63的旋转传感器61，但并不局限于此，例如，还可以采用包括设置了开口(slit)的圆板和光学式传感器等的旋转传感器等其它方式的旋转传感器。
此外，在本实施方式中，磁性传感器63固定于齿轮箱31内表面，并与配置于蜗轮片35凹陷部35a内的磁体单元62的传感器磁铁62轴向相对，但并不局限于此，例如，也可以将磁性传感器63竖立设置于齿轮箱31内表面，并使磁性传感器63在蜗轮片35的凹陷部35a内位于传感器磁铁62b的外表面。
此外，在本实施方式中，蜗轮33一体设置于电机26的旋转轴26a的外表面，但并不局限于此，也可以压入固定于旋转轴26a，或另外设置在旋转轴26a以外的用于设置蜗轮33的轴上。
此外，在本实施方式中，旋转环44由树脂制成，但并不局限于此，也可以将钢板等通过卷曲加工形成圆筒状使用。
此外，在本实施方式中，电枢38通过板簧43与接合部件42连接，并向输出轴28传递动力，但并不局限于此，也可以通过齿条方式连接电枢38和接合部件42，从而不用通过板簧43，而在2个部件之间直接传递动力。此外，还可以连板簧43也取消，通过齿条方式固定电枢38和接合部件42，对于这种情形，只要采用当不给离合器线圈46通电时，离合器转子37和电枢38之间的固定状态被解除的结构，就可以在不给离合器线圈46通电时，使离合器转子37和电枢38一直维持弹性接触状态。
此外，在本实施方式中，电磁离合器36采用了摩擦式，但并不局限于此，还可以采用咬合式等其它形式的电磁离合器。
权利要求
1.一种车辆自动开关装置，是用于自动开关车辆上设置的开关体的车辆自动开关装置，其特征是，所述装置包括具有旋转轴的电机；与所述旋转轴可一体旋转地设置的蜗轮；蜗轮片，具有以轴心为中心沿轴向凹陷的凹陷部，并在设置于外表面的齿轮部与所述蜗轮啮合；齿轮箱，用于容纳由所述蜗轮和蜗轮片构成的减速机构；输出轴，与所述蜗轮片保持同轴且可自由旋转地支撑于所述齿轮箱，并传递所述蜗轮片的旋转；输出部件，固定于所述输出轴的向齿轮箱外侧凸出的前端部，用于将所述输出轴的旋转传递给所述开关体；被检测体，位于所述蜗轮片的凹陷部内部，并固定于所述输出轴，与所述输出轴一同旋转；检测传感器，与所述被检测体相对设置在所述齿轮箱内部，用于检测所述被检测体的旋转；以及控制装置，与所述电机和检测传感器连接，基于所述检测传感器的检测信号控制所述电机的工作。
2.根据权利要求1所述的车辆自动开关装置，其特征是，所述蜗轮片以能够相对所述输出轴自由旋转的状态被支撑，并在所述齿轮箱内部设置有能够传递或阻断所述蜗轮片和输出轴之间动力的离合器机构。
3.根据权利要求1或2所述的车辆自动开关装置，其特征是，所述输出轴以轴向位置确定的状态支撑于所述齿轮箱；所述被检测体包括具有沿圆周方向并列设置的多个磁极的圆环状磁铁和用于固定所述磁铁的圆板状本体，同时通过设置于所述输出轴的定位部来确定所述本体在所述输出轴上的固定位置；所述检测传感器则固定于所述齿轮箱内表面。
4.根据权利要求2或3所述的车辆自动开关装置，其特征是，所述离合器机构具有能够与所述蜗轮片一体旋转地设置的驱动旋转体和设置于所述输出轴且能够与该驱动旋转体选择性结合的被驱动旋转体；所述被驱动旋转体在内径侧具有与所述输出轴一体旋转的接合部件，该接合部件和被驱动旋转体通过连接部件能够自由地一体旋转且能够沿轴向自由移动。
5.根据权利要求4所述的车辆自动开关装置，其特征是，所述车辆自动开关装置包括设置在所述驱动旋转体的轴向端面的第1固定部；设置于所述被驱动旋转体，并且与所述第1固定部相对的第2固定部；与所述输出轴同轴配置，沿轴向的一侧与所述蜗轮片连接，同时另一侧与所述驱动旋转体的外表面连接的连接体；其中，所述被驱动旋转体在所述第2固定部与所述第1固定部接合的接合位置和解除所述接合关系的解除位置之间沿轴向自由移动。
6.根据权利要求5所述的车辆自动开关装置，其特征是，所述连接体以圆筒状形成，在所述蜗轮片和驱动旋转体之间的所述连接体内侧配置所述被驱动旋转体。
7.根据权利要求6所述的车辆自动开关装置，其特征是，所述车辆自动开关装置具有离合器线圈，该离合器线圈夹住所述驱动旋转体并与所述被驱动旋转体相对配置，能够产生电磁引力使所述被驱动旋转体从所述解除位置移动到所述接合位置。
8.根据权利要求1至7所述的车辆自动开关装置，其特征是，所述输出部件为辊轴，该辊轴上设置有与所述开关体连接的索条，利用所述索条来牵引，以实现所述开关体的开关操作。
全文摘要
本发明可实现具有用于检测输出轴的旋转的被检测体和检测传感器的车辆自动开关装置的小型化。本发明的车辆自动开关装置，将减小电机旋转速度并从输出轴(28)输出的蜗轮机构(32)收容到齿轮箱(31)，在输出轴(28)的从上述齿轮箱(31)向外部凸出的前端部固定辊轴(51)，并通过该辊轴(51)将输出轴(28)的动力传递给滑动门。在构成蜗轮机构(32)的蜗轮片(35)上，以其轴心为中心沿轴向形成有凹陷部(35a)，将构成旋转传感器(61)的磁体单元(62)配置在蜗轮片(35)的凹陷部(35a)内部，同时将用于检测磁体单元(62)旋转的磁性传感器(63)固定在齿轮箱(31)内表面。
文档编号G05B11/01GK101087089SQ20071010738
公开日2007年12月12日 申请日期2007年6月4日 优先权日2006年6月9日
发明者永井启, 黑岩广树, 三浦隆久, 铃木亘, 丸山毅, 海发哲广 申请人:株式会社美姿把