伸縮驅動裝置及開閉機構的製作方法

2023-05-17 17:41:21 3

本發明涉及伸縮驅動裝置及開閉機構。

背景技術：

例如作為使汽車的背門那樣的開閉體進行開閉動作的裝置，已知有開閉體驅動裝置。開閉體驅動裝置例如利用電動機使軸伸縮，由此使開閉體開閉(例如，參照專利文獻1)。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-104228號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

專利文獻1記載的作為開閉體驅動裝置的驅動主軸21具有主體部23和主軸25。主軸25以能夠滑動的方式與主體部23卡合。主體部23與軀體13連結，主軸25與開閉體3連結。主軸25通過電動機及將旋轉運動轉換成直線運動的運動方向轉換機構而相對於主體部23移動。由此，使驅動主軸21伸縮，由此使開閉體3開閉。

這種情況下，在開閉體3打開的狀態下，驅動主軸21向斜上方延伸，即，主軸25相對於主體部23而位於上側。這種情況下，當雨或清洗水作用於汽車上時，從主軸25與主體部23的接觸部分的間隙，由於伸縮驅動引起的內部的體積增加而從接縫部分取入空氣，同時水分也侵入到驅動主軸21內。並且，侵入了的水分進入到驅動主軸21內，但是進入了的水分難以從主軸25與主體部23的接觸部分的間隙脫離，從而水分積存在驅動主軸21內。當在驅動主軸21內積存有水分時，運動轉換機構會生鏽，其結果是，主軸25的伸縮運動無法順暢地進行。而且，主軸25與主體部23的接觸部分容易產生磨損，當水分附著時容易成為生鏽的原因。本發明的課題是在伸縮驅動裝置中降低由水分的侵入引起的不良情況。

用於解決課題的方案

以下，作為用於解決課題的方案而說明多個形態。這些形態根據需要可以任意組合。本發明的一見解的伸縮驅動裝置具備外筒、內筒、旋轉驅動構件、驅動力傳遞構件、彈性構件。外筒在內部設置有驅動部。內筒設置在外筒的內側，在前端具有密閉構造，相對於外筒而沿軸向進行相對移動。旋轉驅動構件由驅動部的驅動力驅動而旋轉。驅動力傳遞構件由旋轉驅動構件驅動，在旋轉驅動構件的旋轉軸方向上移動。彈性構件配置在驅動力傳遞構件的外周，與內筒的前端接觸，對於驅動力傳遞構件沿旋轉軸方向施加作用力。需要說明的是，彈性構件能夠對於驅動力傳遞構件直接地或者經由內筒而間接地施加作用力。旋轉驅動構件、驅動力傳遞構件及彈性構件收納在由外筒和內筒形成的內側空間中。在內筒的前端部設置有流體的吸排口。在該裝置中，驅動部對旋轉驅動構件進行驅動時，驅動力傳遞構件使內筒相對於外筒沿軸向移動。由此，如果外筒和內筒伸縮的水分進入到由外筒和內筒形成的內側空間中，則該水分在內側空間中例如順著彈性構件移動至內筒的前端，最後從內筒的流體的吸排口排出。因此，水分在內側空間內難以長期間地滯留。需要說明的是，內筒的前端部只要是通過設置吸排口而能夠有效地排水的位置即可，例如，包含內筒的前端面及內筒的前端側的周面。

伸縮驅動裝置也可以還具備配置在彈性構件的外周並對驅動力傳遞構件進行引導的引導構件。引導構件具有限制驅動力傳遞構件的旋轉並對驅動力傳遞構件在旋轉軸方向上進行引導的引導部。在該裝置中，驅動力傳遞構件利用引導構件來限制旋轉，並進一步在旋轉軸方向上被引導。這種情況下，引導構件配置在彈性構件的外周，因此例如順著彈性構件移動的水分被引導構件遮擋，由此難以向外筒側移動。因此，難以產生水分順著外筒而向驅動部側移動的情況。其結果是，難以產生驅動部的不良情況。

伸縮驅動裝置也可以還具備設置在外筒的前端緣且與內筒的外周面抵接的密封構件。在該裝置中，利用密封構件而水分難以侵入內側空間。本發明的其他見解的開閉機構具備上述的伸縮驅動裝置、開閉體、將伸縮驅動裝置的位置固定的固定對象物，將伸縮驅動裝置的基端連接於固定對象物並將伸縮驅動裝置的前端連接於開閉體，以利用伸縮驅動裝置的驅動而使開閉體驅動，從而使開閉體進行開閉動作。

發明效果

在本發明的伸縮驅動裝置及開閉機構中，能降低水分的侵入引起的不良情況。

附圖說明

圖1是車輛後部的概略側視圖。

圖2是第一實施方式的伸縮驅動裝置的剖視圖。

圖3是第一實施方式的伸縮驅動裝置的剖視圖。

圖4是表示第一實施方式的內筒與引導構件的關係的概略立體圖。

圖5是第一實施方式的開閉體打開了的狀態和關閉了的狀態下的伸縮驅動裝置的剖視圖。

圖6是第二實施方式的伸縮驅動裝置的內筒的前端部的剖視圖。

圖7是第二實施方式的內筒的概略主視圖。

具體實施方式

1.第一實施方式

(1)伸縮驅動裝置的概略結構

以下，使用圖1，說明作為本發明的實施方式的伸縮驅動裝置1。圖1是車輛後部的概略側視圖。伸縮驅動裝置1是用於對開閉體3進行開閉的裝置。需要說明的是，伸縮驅動裝置沒有限定為開閉驅動裝置，也可以適用於例如使物品或構造上下、左右或傾斜地移動的裝置。需要說明的是，本發明以進行水分的侵入對策為目的，因此伸縮驅動裝置在屋外或作用有水的環境等的水分作用於伸縮驅動裝置1的狀況下能夠良好地使用。伸縮驅動裝置1將基端與固定對象物連接並將前端與開閉體連接，以通過伸縮驅動裝置1的驅動而使該開閉體驅動，伸縮驅動裝置1被使用作為使該開閉體進行開閉工作的開閉機構的驅動裝置。需要說明的是，伸縮驅動裝置1隻要通過固定於固定對象物而位置被固定即可，也可以固定成能進行以與固定對象物連接的連接部位為中心的迴旋動作。

在圖1所示的例子中，開閉體3是用於對車輛5的後部進行開閉的背門。並不局限於此，開閉體3例如也可以是進行側面的開口的開閉的滑動車門，還可以是自動開閉窗等的窗。此外，開閉體3也可以是將1個空間從其他的空間分隔的開閉式的壁(車門)。

伸縮驅動裝置1是通過將電動機等的旋轉運動轉換成直線方向的伸縮運動而對開閉體3進行驅動的裝置。伸縮驅動裝置1的長度方向的一端連接於開閉體3的車身內部側，其他端連接於車輛5的車身的後部端。伸縮驅動裝置1能夠沿長度方向伸縮而對開閉體3進行驅動，並設置成能夠使開閉體3移動到全開位置或全閉位置。需要說明的是，伸縮驅動裝置1隻要能夠進行開閉體3的開閉即可，配置位置、使用數目沒有特別限定，也可以在車輛5及開閉體3的左右兩側各配置1個，還可以在車身的左右的任一方配置1個。此外，伸縮驅動裝置1也可以配置2個以上。而且，也可以將伸縮驅動裝置1與氣體阻尼器組合使用。

(2)伸縮驅動裝置的詳細結構

使用圖2及圖3，說明伸縮驅動裝置1的結構。圖2及圖3是第一實施方式的伸縮驅動裝置的剖視圖。伸縮驅動裝置1具有外筒7、內筒9、螺杆11、電動機13、引導螺母15、螺旋彈簧17。利用外筒7和內筒9形成內側空間25，螺杆11、引導螺母15及螺旋彈簧17收納於內側空間25。需要說明的是，在以下的說明中，將外筒7及內筒9延伸的長度方向稱為軸向。

具體而言，外筒7是一方的端面成為開放面的有底圓筒狀的構件。在外筒7的閉鎖端7a設有第一安裝構件(未圖示)。第一安裝構件是例如球窩接頭，以轉動自如的方式與設置在車輛5的後部的安裝構件(未圖示)連接。內筒9設置在外筒7的內側，在基端具有密閉構造，相對於外筒7而沿軸向進行相對移動。具體而言，內筒9是一方的端面成為開放面的有底圓筒狀的構件。內筒9的外徑比外筒7的內徑短，內筒9從設置在外筒7的前端的開口部向外筒7嵌入。具體而言，內筒9的基端的開口部插入到在外筒7的前端設置的開口部而內筒9與外筒7嵌合，在此狀態下，內筒9相對於外筒7能夠進退。圖2示出內筒9相對於外筒7最突出的狀態，圖3示出內筒9相對於外筒7最被拉入的狀態。在內筒9的前端面9a設有第二安裝構件(未圖示)。第二安裝構件是例如球窩接頭，轉動自如地與開閉體3的安裝構件(未圖示)連接。

如前所述，利用外筒7和內筒9從伸縮驅動裝置1的外部劃定的空間是內側空間25。內側空間25利用內筒9相對於外筒7的移動來變更體積及其佔據的位置。例如，如圖2所示內筒9相對於外筒7最突出的狀態下，內側空間25的體積成為最大而向前端側增加，內側空間25佔據的位置也變更了增加的量。而且，如圖3所示，在內筒9相對於外筒7最被拉入的狀態下，內側空間25的體積變得最小。作為旋轉驅動構件的螺杆11由電動機13的驅動力被驅動而旋轉。具體而言，螺杆11是在外周面上向周向外側呈凸狀地形成有螺紋牙的棒狀的構件，由固定在外筒7的內側部分的軸承(未圖示)支承為能夠繞軸轉動。

電動機13設置在外筒7的內部。在電動機13的輸出旋轉軸上連接螺杆11。由此，電動機13基於來自控制部(未圖示)的電動機控制信號，向電源(未圖示)供給電力而進行驅動，能夠使螺杆11繞軸旋轉。需要說明的是，螺杆11可以與電動機13的輸出旋轉軸直接連接，或者也可以經由減速機構等而與電動機13的輸出旋轉軸連接。在實施方式中，電動機13是電動馬達，是直流電動機或交流電動機。伸縮驅動裝置1在被使用作為汽車的車門的開閉驅動裝置的情況下，可以使用汽車的直流電源，因此優選直流電動機。電動機13設置在外筒7的基端側，並固定於外筒7的內部。

作為驅動力傳遞構件的引導螺母15由螺杆11驅動，在螺杆11的旋轉軸方向上移動。具體而言，引導螺母15具有與螺杆11螺合的螺紋部15a和從螺紋部15a沿著與螺紋部15a相同的軸延伸的圓筒部15b。圓筒部15b的前端固定於內筒9的前端面9a的內表面。由此，引導螺母15與內筒9一體地移動。作為驅動力傳遞構件的引導螺母15與作為旋轉驅動構件的螺杆11的外周螺合，利用螺杆11的旋轉而進行相對旋轉，通過螺杆11沿著規定的旋轉方向旋轉而使引導螺母15的圓筒部15b以沿著螺杆11的延伸方向延伸的方式移動。通過圓筒部15b進行這樣的移動而內筒9能夠進行從外筒7突出的移動。通過螺杆11與前述規定旋轉相反地旋轉而也能夠進行將內筒9向外筒7拉入的移動。作為彈性構件的螺旋彈簧17配置在引導螺母15的外周，與內筒9的前端接觸，對於引導螺母15沿旋轉軸方向施加作用力。在該實施例中，引導螺母15被向從外筒7分離的方向施力。具體而言，螺旋彈簧17的一端與外筒7的內壁的設有電動機13的一側的接觸面抵接地配置，其他端與內筒9的前端面9a的內表面抵接地配置，以覆蓋引導螺母15及螺杆11並沿軸向產生規定的作用力。由此，螺旋彈簧17對於外筒7和內筒9施加軸向的作用力。

需要說明的是，也可以是，螺旋彈簧17將一端固定在外筒7的規定的位置並將其他端固定在內筒9的規定的位置，以沿軸向產生規定的作用力。通過利用螺旋彈簧17向內筒9施加軸向的作用力，由此能夠抑制引導螺母15與螺杆11的螺合產生的「遊隙」。其結果是，能夠抑制例如從電動機13的旋轉開始至引導螺母15及內筒9的軸向的進退動作的開始為止的時滯。即，相對於從控制部輸出的向伸縮驅動裝置1的驅動信號，能夠不會產生延遲等控制損失地驅動伸縮驅動裝置1。

在內筒9的前端部設置流體的吸排口29。吸排口29是用於在內側空間25縮小時從內側空間25向外部排出空氣，並且在內側空間25擴張時從外部向內側空間25吸入空氣的構造。需要說明的是，內筒9的前端部只要是通過設置吸排口而能夠有效地排水的位置即可，例如，包括內筒9的前端面9a及內筒9的前端側的周面。在此，在伸縮驅動裝置1收縮時，從設置在內筒9的前端部的吸排口29進行空氣的排氣，在吸排口的周圍產生朝向伸縮驅動裝置1的外側的空氣的流動。該空氣的流動是直至內筒9的前端的流動，與吸排口設置在外筒前端的情況不同，在比設有吸排口的部位靠前端側處不存在部位，因此在收縮時，不會出現空氣越過設有吸排口的部位而擴散的情況。因此，在伸縮驅動裝置1的伸長時從吸排口29吸氣之際吸引的水分在排氣時能夠從吸排口29容易地排出。在該實施方式中，具體而言，吸排口29是形成在內筒9的前端面9a上的孔，即沿軸向貫通伸縮驅動裝置1的內側和外側的孔。而且，侵入到內側空間25的水分也容易利用吸排口29向外部排出。

需要說明的是，吸排口29可以僅形成於內筒9的前端側的周面，也可以形成於內筒9的前端面9a及前端側的周面這兩方。此外，吸排口29的直徑或面積沒有特別限定，但是優選廢物或塵埃不會從外部進入的程度且內筒9相對於外筒7能夠順暢地進退的程度。

在該實施方式中，如圖4所示，吸排口29是在前端面9a處沿圓周方向等間隔地配置的多個孔。但是，吸排口29的個數及位置沒有特別限定。如果水分侵入到由外筒7和內筒9形成的內側空間25，則該水分在內側空間25中例如順著螺旋彈簧17移動至內筒9的前端，最後從內筒9的流體的吸排口排出。因此，水分在內側空間25內難以長期間地滯留。其結果是，在伸縮時吸引了的水分容易排出，而且螺杆11和引導螺母15由螺旋彈簧17覆蓋，因此水分難以直接附著於螺杆11與引導螺母15的接觸部分，因此由螺杆11和引導螺母15構成的運動轉換機構的不良情況難以產生，即，伸縮驅動裝置1的伸縮運動能順暢地進行。而且，水分也難以附著於伸縮驅動裝置1的外筒7與內筒9的滑動部位，因此也會抑制滑動部位處的生鏽。

伸縮驅動裝置1還具備引導構件31，該引導構件31配置在螺旋彈簧17的外周，以限制引導螺母15的旋轉的方式對內筒9進行引導。以下，使用圖4對引導構件31進行說明。圖4是表示內筒與引導構件的關係的概略立體圖。引導構件31具有引導部31a，所述引導部31a限制引導螺母15的旋轉並對引導螺母15的在螺杆11的旋轉軸方向上的移動進行引導。引導部31a是沿軸向延伸的狹縫。引導構件31以不能相對旋轉的方式與外筒7卡合。引導構件31為例如樹脂制。內筒9具有突起部9b，所述突起部9b是向內筒9的半徑方向外側凸出的凸狀且在引導部31a內與引導部31a滑動。突起部9b與引導部31a卡合，由此內筒9及引導螺母15相對於引導構件31能夠沿軸向移動，但是不能相對旋轉。因此，當電動機13驅動螺杆11時，引導螺母15及內筒9相對於外筒7沿軸向移動。由此，使外筒7和內筒9伸縮。

在該裝置中，如前所述，引導螺母15經由內筒9而由引導構件31限制旋轉，並進一步被向旋轉軸方向引導。然而，引導構件也可以構成為配置在螺旋彈簧17的內側而以抑制引導螺母的旋轉的方式直接引導引導螺母。而且，在本實施方式中，引導構件31配置在螺旋彈簧17的外周，因此例如順著螺旋彈簧17移動的水分被引導構件31遮擋，由此難以向外筒7移動。因此，難以產生水分順著外筒7而移動到電動機13等的驅動部側的情況。其結果是，難以產生電動機13及驅動力傳遞構造的不良情況。需要說明的是，引導部也可以是向半徑方向的一側突出的形狀，這種情況下內筒具有與引導部卡合的卡合部。而且，引導構件的形狀及位置可以不必如前述實施方式那樣，也可以將引導構件配置在彈性構件的內周側而與引導螺母卡合。

伸縮驅動裝置1還具備設置於外筒7的前端緣且與內筒9的外周面抵接的密封構件33。密封構件33能夠將外筒7與內筒9之間產生的間隙密封。在該裝置中，由於密封構件33，水分難以從外筒7與內筒9的間隙侵入到內側空間25，因此優選設置密封構件33。

(3)伸縮驅動裝置的動作

以下，使用圖5，說明基於伸縮驅動裝置1的開閉體3的開閉動作。圖5是開閉體打開了的狀態和關閉了的狀態下的伸縮驅動裝置的示意性的剖視圖。如圖5的上側所示，在開閉體3打開了的狀態下，伸縮驅動裝置1向斜上方延伸，內筒9成為從外筒7最伸長的狀態。即，外筒7的電動機13側部分配置在下方，內筒9的前端面9a配置在上方。在此狀態下，水分從吸排口29進入內側空間25。這種情況下，如圖5所示，水分順著螺旋彈簧17向下方移動。更具體而言，水分沿著螺旋彈簧17呈螺旋狀地移動。

接下來，電動機13旋轉而使引導螺母15向電動機13側移動時，內筒9被拉入到外筒7內。由此，開閉體3向下方轉動而關閉。而且，伴隨著上述的動作而伸縮驅動裝置1轉動而姿勢變化。即，如圖5的下側所示，外筒7的電動機13側部分配置在上方，內筒9的前端面9a配置在下方。在此狀態下，先進入到內側空間25的水分如圖5所示順著螺旋彈簧17向下方移動，最後，通過吸排口29向外部排出。內筒9的前端面9a位於下側，因此前端面9a的內側附近是水最容易積存的部分。由於在這樣的位置形成吸排口29，因此能夠有效地除去內側空間25內的水分。

另外，在上述的姿勢變更中，內側空間25被壓縮，因此水分利用在內側空間25產生的空氣壓而從吸排口29順暢地排出。需要說明的是，水分主要順著螺旋彈簧17移動，因此難以附著於引導螺母15及螺杆11。因此，水分難以移動到引導螺母15與螺杆11的螺合部分，此外也難以向電動機13側移動。因此，電動機13及驅動力傳遞構造的不良情況難以產生。需要說明的是，由於引導構件31配置在螺旋彈簧17的外周，因此例如順著螺旋彈簧17移動的水分被引導構件31遮擋，由此難以向外筒7側移動。因此，難以產生水分順著外筒7向電動機13等驅動部側移動的情況。其結果是，電動機13及驅動力傳遞構造的不良情況難以產生。

2.第二實施方式

在第一實施方式中，關於內筒的前端部及形成於此的吸排口，使用示意性的附圖進行說明。然而，在實際的伸縮驅動裝置中，內筒的前端部及形成於此的吸排口有時由多個構件的組合來實現。以下，說明這樣的實施方式。使用圖6及圖7，說明關於內筒的吸排口的第二實施方式。圖6是第二實施方式的伸縮驅動裝置的內筒的前端部的剖視圖。圖7是內筒的概略主視圖。

如圖6所示，在內筒71的前端安裝端構件73。端構件73是構成內筒71的前端面的構件，例如，對螺旋彈簧77的一端進行支承。端構件73作為大致形狀而具有圓形狀的外周面73a，此外，具有外周面73a的一部分被切割且在內筒71的裝配時沿著內筒71的軸向延伸的平面即平坦面73b。平坦面73b在主視觀察下是圓形的一部分被切割的小徑形狀。在該實施方式中，平坦面73b形成於在半徑方向上相對的兩個部位。平坦面73b與內筒71之間產生的間隙作為內側空間25與吸排口29之間的流體流動的通路發揮作用。在端構件73安裝帽75。帽75是橡膠等彈性構件，覆蓋端構件73的外周面73a並緊貼於內筒71的前端外周面。

帽75也緊貼於外周面73a，但是在帽75的內周面與平坦面73b之間確保沿軸向延伸的間隙79。間隙79是與內筒9的內側空間81連通並從內側空間81進一步沿軸向延伸的空間。在帽75中的朝向軸向的面上形成有多個吸排口75a。如圖7所示，2個吸排口75a對應於間隙79而相互連通。由此，內側空間25內的水分通過間隙79而移動，最後從吸排口75a排出。由此得到的效果與第一實施方式相同。在該實施方式中，利用端構件73及帽75形成內筒71的前端面。

在該實施方式中，吸排口75a的個數及位置也沒有特別限定。需要說明的是，在該實施方式中，吸排口75a沿圓周方向形成多個(4個)，因此即使在將帽75安裝於端構件73時未正確地定位，吸排口75a也必然對應於間隙79而配置。以上，說明了本發明的多個實施方式，但是本發明沒有限定於上述實施方式，在不脫離發明的主旨的範圍內能夠進行各種變更。尤其是本說明書記載的多個實施方式及變形例根據需要可以任意組合。例如，也可以是旋轉驅動構件為螺母，驅動力傳遞構件為螺杆。

工業實用性

本發明能夠廣泛地適用於伸縮驅動裝置。尤其是本發明的伸縮驅動裝置作為使用於背門的開閉的開閉驅動裝置能夠良好地使用。例如圖1所示，將所述伸縮驅動裝置的外筒的驅動部側的端部連接於車身，並將內筒的前端部連接於背門側，在關閉狀態下以內筒的前端部成為下側且外筒的驅動部側端部成為上側的方式將所述伸縮驅動裝置安裝於車身。通過所述伸縮驅動裝置伸長，經由鉸鏈能夠迴旋地安裝於車身的所述背門迴旋，伴隨著該迴旋而所述伸縮驅動裝置也是內筒的前端以描繪弧的方式迴旋，內筒的前端向比背門的關閉狀態下的位置靠上側處移動。此時，伸縮驅動裝置緩和由伸長引起的減壓，因此在內筒的前端位於比外筒的驅動部側的端部靠下側的位置的狀態下，從設置在內筒的前端的吸排口吸入空氣。因此，雨不會直接作用於所述吸排口。而且，即使在雨水等水分從吸排口侵入到所述伸縮驅動裝置內的情況下，在背門的關閉操作時，在內筒的前端位於比外筒的驅動部側的端部靠下側的位置的狀態下，所述伸縮驅動裝置收縮，由此水分聚集於內筒的前端，在此狀態下，所述伸縮驅動裝置的內部的氣體從吸排口排出，水分也與該排出一起排出。通過如上所述將所述伸縮驅動裝置安裝於車輛，而吸排口向下，成為水分難以進入到所述伸縮驅動裝置內且進入的水分容易排出的開閉體驅動機構，由此能夠實現開閉體驅動機構的因水分引起的不良情況的抑制。

標號說明

1：伸縮驅動裝置

3：開閉體

5：車輛

7：外筒

9：內筒

9a：前端面

9b：突起部

11：螺杆

15：引導螺母

15a：螺紋部

15b：圓筒部

17：螺旋彈簧

21：驅動主軸

23：主體部

25：內側空間

29：吸排口

31：引導構件

31a：引導部

33：密封構件