係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラム
【課題】本発明の目的は、係合構造部に働く反力を精度よく検知することができる係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムを提供する。
【解決手段】本体と扉体とを固定するために用いられる扉体の開閉装置。被係合構造部１２は、本体に設けられている。係合構造部本体１６は、扉体に対して回転可能に取り付けられている。係合構造部本体１６は、被係合構造部１２から受ける力Ｆ１により角度θ１だけ回転させられて、被係合構造部１２に対して係合する。動力伝達部１８は、力Ｆ１による係合構造部本体１６の回転角が角度θ１よりも小さい場合に、モータから力Ｆ２を受けて、該係合構造部本体１６を回転させて被係合構造部１２に対して係合させる。動力伝達部１８は、力Ｆ２を受けて係合構造部本体１６に対して弾性的に変位できるように、係合構造部本体１６に取り付けられている。
【解決手段】本体と扉体とを固定するために用いられる扉体の開閉装置。被係合構造部１２は、本体に設けられている。係合構造部本体１６は、扉体に対して回転可能に取り付けられている。係合構造部本体１６は、被係合構造部１２から受ける力Ｆ１により角度θ１だけ回転させられて、被係合構造部１２に対して係合する。動力伝達部１８は、力Ｆ１による係合構造部本体１６の回転角が角度θ１よりも小さい場合に、モータから力Ｆ２を受けて、該係合構造部本体１６を回転させて被係合構造部１２に対して係合させる。動力伝達部１８は、力Ｆ２を受けて係合構造部本体１６に対して弾性的に変位できるように、係合構造部本体１６に取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムに関し、より特定的には、第１の部材と第１の部材を固定するために用いられる係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の扉体の開閉装置としては、例えば、特許文献１に記載の扉体と本体とを有する扉体の開閉装置が知られている。該扉体の開閉装置は、扉体に圧接されることにより摺動するスライダを有するプッシュラッチ装置が本体に設けられている。このスライダの動きに連動するフックレバーが本体に回動可能に設けられている。このフックレバーは、扉体と本体に閉じられるときに、扉体に設けられる係合構造部に係合され、閉作動させる。
【０００３】
更に、扉体の開閉装置は、以下に説明する方法によって、扉体の所定の閉動作が完了したか否かを判定できる。より詳細には、扉体が所定の閉動作が完了した場合、スライダの位置を所定の本体位置に配置されるリミットスイッチの出力信号よって閉動作の完了が検知できる技術が特許文献１に開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の扉体の開閉装置では、扉体が開閉動作される場合に発生する異常な力、例えば、フックレバーと被係合構造部との係合の不具合によってフックレバーに作用する異常トルクを検知できない課題があった。また、扉体と本体とで形成される内部空間を気密する要求がある場合、扉体又は本体の一部にゴムパッキン、樹脂ラビリンスなどの弾性気密部材が形成されるときがある。この場合、弾性気密部材による弾性力によって扉体によって閉状態にまで押し込むことが困難となり、扉体をアクチュエータで駆動補助させて閉状態を実現させることが考えられる。このとき、扉体の開閉によって発生する反力の大きさを精度よく検知することが困難であった。より詳細には、扉体の開閉装置において、アクチュエータ（例えば電動モータ）は、バッテリからの電力供給を受けて駆動する。ところが、使用状況によってバッテリが供給できる電圧の大きさは変動する。そのため、反力が所定の大きさよりも大きくなったとしても、アクチュエータの駆動電流の大きさが所定値を超えない場合がある。また、反力が所定の大きさよりも大きくなる前に、アクチュエータの駆動電流の大きさが所定値を超えてしまう場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５５５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、扉体が開閉動作される場合に係合構造部に働く反力を精度よく検知することができる係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る係合構造部は、第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置の係合構造部であって、前記第１の部材に対して回転可能に取り付けられている係合構造部本体であって、前記第１の部材と前記第２の部材とが開閉される場合に該第２の部材に設けられる被係合構造部材から受ける第１の力により該第１の部材に対して所定角度だけ回転させられて、該被係合構造部材に対して係合する係合構造部本体と、前記第１の力による前記係合構造部本体の前記第１の部材に対する回転角が前記所定角度よりも小さい場合に、駆動手段から第２の力を受けて、該回転角が該所定角度となるまで該係合構造部本体を回転させて前記被係合構造部に対して係合させる動力伝達部であって、該第２の力を受けて該係合構造部本体に対して変位できるように該係合構造部本体に取り付けられている動力伝達部と、を備えていること、を特徴とする。
【０００８】
本発明の一形態に係る開閉装置は、第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置であって、前記第２の部材に設けられている被係合構造部と、前記第１の部材に取り付けられている前記係合構造部と、を備えていること、を特徴とする。
【０００９】
本発明の一形態に係る判定方法は、第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置において、該第２の部材に設けられている被係合構造部と、該第１の部材に取り付けられている前記係合構造部と、前記動力伝達部に対して前記第２の力を加える駆動手段と、前記動力伝達部の前記係合構造部本体に対する第２の変位量を検知する第２の検知手段と、を備えている扉体の開閉装置を用いて、該第１の部材と該第２の部材とを固定する際に不具合が発生したか否かを判定する判定方法であって、前記第２の変位量に基づいて、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に加えているときに不具合が発生したか否かを判定すること、を特徴とする。
【００１０】
本発明の一形態に係る判定プログラムは、第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置において、該第２の部材に設けられている被係合構造部と、該第１の部材に取り付けられている前記係合構造部と、前記動力伝達部に対して前記第２の力を加える駆動手段と、前記動力伝達部の前記係合構造部本体に対する第２の変位量を検知する第２の検知手段と、を備えている扉体の開閉装置を用いて、該第１の部材と該第２の部材とを固定する際に不具合が発生したか否かを判定する判定プログラムであって、コンピュータに、前記第２の変位量に基づいて、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に前記第２の力を加えているときに不具合が発生したか否かを判定するステップを、実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、係合構造部に働く反力を精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る扉体装置の開閉装置を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る扉体の開閉装置の構成図である。
【図３】係合構造部本体が被係合部に係合する様子を示した図である。
【図４】係合構造部本体が被係合部に係合する様子を示した図である。
【図５】制御部が行う動作を示したフローチャートである。
【図６】第１の変形例に係る係合構造部の構成図である。
【図７】第２の変形例に係る係合構造部の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態に係る係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムについて図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（扉体の開閉装置の構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る扉体の開閉装置の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る扉体の開閉装置１０を備えた扉体装置１００を示した図である。図１（ａ）は、扉体装置１００を側方から平面視した図であり、図１（ｂ）は、扉体装置１００の扉体１０２を上方から平面視した図である。図２は、本発明の実施形態に係る扉体の開閉装置１０の構成図である。図２（ａ）は、扉体の開閉装置１０を上方から平面視した図であり、図２（ｂ）は、扉体の開閉装置１０の断面構造図である。以下では、扉体１０２の高さ方向をｚ軸方向、扉体１０２の幅方向をｘ軸方向、及び、扉体１０２の奥行き方向をｙ軸方向と定義する。
【００１５】
扉体装置１００は、図１（ａ）に示すように、扉体１０２、本体１０４及びヒンジ１０６により構成されている。扉体１０２は、図１（ｂ）に示すように、ｘ軸方向の正方向側の端部において、ヒンジ１０６を介して、本体１０４に取り付けられている。これにより、扉体１０２は、ヒンジ１０６を中心として、ｘｙ平面内において回転運動することができる。
【００１６】
扉体の開閉装置１０は、扉体１０２を本体１０４に対して固定するための装置であり、図２（ａ）に示すように、被係合構造部１２、係合構造部１４、スイッチ２６、制御部２８、モータ３４及び記憶部３６を備えている。係合構造部１４は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、扉体１０２のｘ軸方向の負方向側の端部に設けられている。被係合構造部１２は、本体１０４において、扉体１０２が閉じられたときに、係合構造部１４と対向する部分に設けられている。そして、係合構造部１４は、扉体１０２が閉じられたときに、被係合構造部１２に対して係合する。これにより、本体１０４に対して固定される。
【００１７】
被係合構造部１２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ベース部１２ａ及び係合部１２ｂにより構成されている。ベース部１２ａは、金属板であり、ねじ等により本体１０４に取り付けられている。係合部１２ｂは、係合可能な切り欠きが形成され、例えば、Ｕ字型又はＬ字型をなす部材であり、両端がベース部１２ａに対して接合されている。なお、係合部１２ｂは、図１（ａ）及び図１（ｂ）ではＵ字型である。
【００１８】
係合構造部１４は、図２（ａ）に示すように、係合構造部本体１６、動力伝達部１８、シャフト２３及び角度センサ２４により構成されている。係合構造部本体１６は、長方形状をなす金属板であり、その一辺がＵ字型に切り欠かれることにより形成された溝１６ａを有している。以下では、Ｕ字型の溝１６ａの内周面のうち、ｙ軸方向の正方向側に位置する面を内周面１６ｂと定義する。
【００１９】
シャフト２３は、図２（ｂ）に示すように、ｚ軸方向に延在しており、係合構造部本体１６に対して固定されていると共に、扉体１０２に対してｚ軸周りに回転可能に取り付けられている。これにより、係合構造部本体１６は、扉体１０２に対して、回転可能に取り付けられている。角度センサ２４は、扉体１０２上に設けられており、シャフト２３の回転角（すなわち、係合構造部本体１６の扉体１０２に対する回転角）を検知する。角度センサ２４は、例えば、可変抵抗器により構成される。この場合、係合構造部本体１６の回転角に応じて、角度センサ２４の抵抗値が変化する。角度センサ２４には、図２（ａ）に示すように、一定の電圧が印加されているので、角度センサ２４からは、係合構造部本体１６の扉体１０２に対する回転角に応じた電流値が出力される。なお、係合構造部本体１６の扉体１０２に対する回転角の定義については後述する。
【００２０】
動力伝達部１８は、図２（ａ）に示すように、動力伝達部本体２０及びコイルばね（弾性部材）２２により構成されており、外力を受けて、係合構造部本体１６に対して変位できるように係合構造部本体１６に取り付けられている。動力伝達部本体２０は、棒状の部材であり、係合構造部本体１６に対して回転可能に取り付けられている。より具体的には、動力伝達部本体２０の一端は、係合構造部本体１６に対してｚ軸周りに回転可能に取り付けられている。コイルばね２２は、係合構造部本体１６と動力伝達部本体２０との間に設けられている。そして、コイルばね２２は、ｚ軸方向の正方向側から平面視したときに、動力伝達部本体２０が係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転させられた際に、圧縮される。すなわち、コイルばね２２は、ｚ軸方向の正方向側から平面視したときに、動力伝達部本体２０が係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転することを妨げる力を動力伝達部本体２０に対して及ぼす。なお、以下では、ｚ軸方向の正方向側から平面視したときにおける時計回り及び反時計回りを単に時計回り及び反時計回りと称す。
【００２１】
スイッチ２６は、係合構造部本体１６において、動力伝達部本体２０の近傍に設けられており、動力伝達部本体２０の係合構造部本体１６に対する変位量を検知する。具体的には、スイッチ２６は、動力伝達部本体２０が係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転することによって、コイルばね２２が所定量だけ縮んだ場合に、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。
【００２２】
モータ３４は、動力伝達部本体２０が反時計回りに回転する方向に動力伝達部本体２０に対して力を加える動力源である。
【００２３】
制御部２８は、例えば、ＣＰＵにより構成され、扉体の開閉装置１０の動作を制御する。具体的には、制御部２８は、演算処理部３０及びモータ制御部３２を含んでいる。演算処理部３０は、角度センサ２４から出力される電流値に基づいて、係合構造部本体１６の扉体１０２に対する回転角を算出する。モータ制御部３２は、演算処理部３０が算出した回転角に基づいて、モータ３４の動作を制御する。なお、記憶部３６は、所定の情報を記憶し、例えば、メモリにより構成されている。記憶部３６が記憶している情報については、後述する。
【００２４】
（扉体の開閉装置の動作）
以上のように構成された扉体の開閉装置１０の動作について、以下に図面を参照しながら説明する。図３及び図４は、係合構造部本体１６が係合部１２ｂに係合する様子を示した図である。以下では、図１（ｂ）に示すように、扉体１０２が開いている状態から閉じている状態とされる過程について説明する。
【００２５】
扉体１０２が開いている状態であるときには、図３（ａ）に示すように、溝１６ａは、ｙ軸方向の負方向に対してｘ軸方向の正方向側に約４５度傾いた方向に開口している。以下では、この状態を未係合状態とし、係合構造部本体１６の回転角θが０度であると定義する。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、扉体１０２が開いている状態から閉じている状態とされる際には、ユーザは、扉体１０２をｙ軸方向の正方向側に向かって押す。これにより、図３（ａ）に示すように、係合構造部本体１６が係合部１２ｂに対してｙ軸方向の正方向側から近づいてくる。なお、図３（ａ）の状態では、動力伝達部本体２０には力が加わっていないので、コイルばね２２は、自然長Ｌ０である。
【００２７】
係合構造部本体１６が係合部１２ｂに更に近づくと、係合部１２ｂは、図３（ｂ）に示すように、係合構造部本体１６の内周面１６ｂにｙ軸方向の負方向側から接触する。この際、内周面１６ｂは、係合部１２ｂから力Ｆ１を受ける。係合構造部本体１６は、力Ｆ１によって発生したモーメントにより、シャフト２３を中心として反時計回りに回転させられる。なお、図３（ｂ）の状態では、動力伝達部本体２０には力が加わっていないので、コイルばね２２は、自然長Ｌ０である。
【００２８】
ここで、力Ｆ１が加わり続ける場合には、係合構造部本体１６は、図２（ａ）に示すように、力Ｆ１により角度θ１だけ反時計回りに回転させられて、係合部１２ｂに対して係合する。このとき、溝１６ａの開口は、ｙ軸方向の負方向側に対して鈍角なす方向を向いている。これにより、係合部１２ｂが係合構造部本体１６の溝１６ａから容易に引き抜かれない状態となっている。以下では、図２（ａ）に示す状態を、係合状態と称す。
【００２９】
一方、力Ｆ１が加わり続けない場合には、係合構造部本体１６は、図３（ｃ）に示すように、力Ｆ１により角度θ１よりも小さな角度θ２だけ反時計回りに回転させられて停止する。このとき、溝１６ａの開口は、ｘ軸方向の正方向側を向いている。この状態では、係合部１２ｂと係合構造部本体１６との係合が十分ではないので、扉体１０２が完全に閉じた状態となっていない。以下では、図３（ｃ）に示す状態を、半係合状態と称す。
【００３０】
図３（ｃ）に示すような半係合状態である場合（すなわち、力Ｆ１による係合構造部本体１６の回転角θが角度θ１よりも小さい場合）には、制御部２８は、図３（ｃ）に示すように、動力伝達部本体２０に対して力Ｆ２をモータ３４に加えさせる。力Ｆ２は、動力伝達部本体２０が係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転する方向の力である。動力伝達部本体２０が力Ｆ２を受けると、動力伝達部本体２０は、係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転する（すなわち、係合構造部本体１６に対して変位する）。これにより、コイルばね２２は、圧縮されて長さＬ１まで縮む。そして、係合構造部本体１６は、動力伝達部本体２０及びコイルばね２２を介して力Ｆ２を受けて、図２に示す係合状態まで（すなわち、回転角θが角度θ１となるまで）反時計回りに回転する。ただし、コイルばね２２が長さＬ１となっている状態では、スイッチ２６はＯＦＦ状態のままである。
【００３１】
ところで、図３（ｃ）に示す半係合状態から図２に示す係合状態までモータ３４の力Ｆ２により移行する途中において、扉体１０２と本体１０４との間に異物が挟み込まれて不具合が発生することがある（以下、挟み込みと称す）。挟み込み等の異常が発生した場合には、図４に示すように、係合構造部本体１６に働く反力Ｆ３が増加する。反力Ｆ３は、係合構造部本体１６が反時計回りに回転することを妨げる力であり、扉体１０２からシャフト２３を介して係合構造部本体１６へと伝達される。反力Ｆ３が増加すると、コイルばね２２に加わる力Ｆ４も増加し、コイルばね２２の長さが長さＬ１よりも短くなる。そして、図４に示すように、コイルばね２２の長さが長さＬ２になると、スイッチ２６がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。これにより、制御部２８は、挟み込みや係合不良等の異常によって発生させられる所定の値以上の力が発生したことを検知する。すなわち、制御部２８は、動力伝達部本体２０の変位量に基づいて、モータ３４が力Ｆ２を動力伝達部本体２０に加えているときに異常が発生したか否かを判定する。そして、制御部２８は、挟み込みや係合不良等の異常によって発生させられる所定の値以上の異常なトルクが発生した場合には、モータ３４の駆動を停止する。
【００３２】
（扉体の開閉装置の制御）
以上のように構成された扉体の開閉装置１０の動作時に制御部２８が行う動作を図面を参照しながら説明する。図５は、制御部２８が行う動作を示したフローチャートである。以下に説明する動作は、記憶部３６が以下の動作のプログラムを記憶しており、制御部２８が該プログラムを読み込んで実行することにより実現される。
【００３３】
本処理は、図１（ｂ）に示すような開いている状態の扉体１０２をｙ軸方向の正方向側に向かってユーザが押すことにより開始される。これにより、扉体１０２は、ｙ軸方向の正方向側に向かって移動する。制御部２８は、扉体１０２が停止したか否かの判定を行う（ステップＳ１）。ステップＳ１では、制御部２８は、扉体の開閉装置１０が半係合状態であるか否かを判定している。ステップＳ１の判定は、角度センサ２４が検知している回転角θが一定時間以上変化していないか否かを制御部２８が判定することにより行われる。扉体１０２が停止していない場合には、本処理はステップＳ１に戻る。扉体１０２が停止した場合には、本処理はステップＳ２に進む。
【００３４】
扉体１０２が停止した場合、制御部２８は、回転角θが角度θ１（図２参照）に到達したか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、制御部２８は、扉体の開閉装置１０が係合状態になったか否かを判定している。ステップＳ２では、演算処理部３０は、角度センサ２４から出力されてくる電流値に基づいて算出した回転角θが、記憶部３６が記憶している角度θ１になったか否かを判定する。回転角θが角度θ１に到達していない場合には、本処理はステップＳ３に進む。回転角θが角度θ１に到達した場合には、本処理はステップＳ５に進む。
【００３５】
回転角θが角度θ１に到達していない場合、制御部２８は、扉体の開閉装置１０が半係合状態であると判定する。次に、制御部２８は、図３（ｃ）に示すように、モータ３４を駆動させて、力Ｆ２を動力伝達部本体２０に対してモータ３４に加えさせる（ステップＳ３）。これにより、モータ３４の力Ｆ２により、係合構造部本体１６が回転させられ、回転角θが増加し始める。
【００３６】
次に、制御部２８は、回転角θが角度θ１（図２参照）に到達したか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、制御部２８は、扉体の開閉装置１０が係合状態になったか否かを判定している。ステップＳ４では、演算処理部３０は、角度センサ２４から出力されてくる電流値に基づいて算出した回転角θが、記憶部３６が記憶している角度θ１になったか否かを判定する。回転角θが角度θ１に到達した場合には、本処理はステップＳ５に進む。回転角θが角度θ１に到達していない場合には、本処理はステップＳ７に進む。
【００３７】
前記ステップＳ５において、制御部２８は、扉体の開閉装置１０が係合状態となったと判断する（ステップＳ５）。そして、制御部２８は、モータ３４の駆動を停止する（ステップＳ６）。この後、本処理は終了する。
【００３８】
回転角θが角度θ１に到達していない場合、制御部２８は、スイッチ２６がＯＮ状態となったか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７では、制御部２８は、異常な回転トルクが発生したか否かを判定している。スイッチ２６がＯＮ状態となっていない場合には、本処理はステップＳ４に戻る。スイッチ２６がＯＮ状態となった場合には、本処理はステップＳ８に進む。
【００３９】
スイッチ２６がＯＮ状態となった場合には、制御部２８は、図４に示すように、異常な回転トルクが発生したと判定する（ステップＳ８）。そして、制御部２８は、モータ３４の駆動を停止する（ステップＳ９）。この後、本処理は終了する。
【００４０】
（効果）
以上のように構成された扉体の開閉装置１０によれば、係合構造部本体１６に働く反力Ｆ３を精度よく検知することができる。より詳細には、従来の扉体の開閉装置は、電動モータの駆動電流の大きさが所定値を超えた場合には、反力が所定の大きさよりも大きくなったと判定して、扉体による異常なトルクが発生したと判定している。扉体の開閉装置において、電動モータは、バッテリからの電力供給を受けて駆動する。ところが、使用状況によってバッテリが供給できる電圧の大きさは変動する。そのため、反力が所定の大きさよりも大きくなったとしても、電動モータの駆動電流の大きさが所定値を超えない場合がある。また、反力が所定の大きさよりも大きくなる前に、電動モータの駆動電流の大きさが所定値を超えてしまう場合もある。以上より、従来の扉体の開閉装置の構成では、反力の大きさを精度よく検知することが困難であった。
【００４１】
一方、扉体の開閉装置１０では、反力Ｆ３の検知を係合構造部本体１６に設けられている動力伝達部本体２０の動作により行っている。動力伝達部本体２０は、係合構造部本体１６に対して力Ｆ２により変位（反時計回りに回転）するように取り付けられている。更に、動力伝達部本体２０の反時計回りの回転は、コイルばね２２により規制されている。これにより、反力Ｆ３が大きくなると、コイルばね２２に加わる力Ｆ４が増加し、動力伝達部本体２０が反時計回りに回転してコイルばね２２を縮めるようになる。すなわち、扉体の開閉装置１０では、コイルばね２２の縮みにより、反力Ｆ３の増加を検知している。コイルばね２２の縮みは、コイルばね２２のばね定数に依存している。コイルばね２２のばね定数は、コイルばね２２に固有の値であり、電動モータの駆動電流のように使用状況によって変動することがない。よって、扉体の開閉装置１０では、係合構造部本体１６に働く反力を精度よく検知することができる。
【００４２】
また、扉体の開閉装置１０では、前記の通り、係合構造部本体１６に働く反力Ｆ３を精度よく検知することができる。そこで、扉体の開閉装置１０では、係合構造部本体１６の回転角θが角度θ１（図２に参照）に到達する前に、反力Ｆ３の増加が発生したか否かを検知することにより、挟み込みの発生を精度よく検知することが可能となる。
【００４３】
また、扉体の開閉装置１０では、動力伝達部本体２０は、係合構造部本体１６に対して回転可能に取り付けられている。そのため、動力伝達部本体２０の回転により、反力Ｆ３の増加による挟み込みの発生を検知することが可能となる。よって、扉体の開閉装置１０では、反力Ｆ３の増加による所定値以上の反力の発生を、視覚によっても検知することが可能となる。
【００４４】
（変形例）
以下に、第１の変形例に係る係合構造部１１４について図面を参照しながら説明する。図６は、第１の変形例に係る係合構造部１１４の構成図である。
【００４５】
係合構造部１１４では、コイルばねの代わりにねじりばね１２２が用いられている。ねじりばね１２２は、動力伝達部本体１２０の回転軸に取り付けられている。ねじりばね１２２の一端は、動力伝達部本体１２０に設けられている固定部１２０ａにより、動力伝達部本体１２０に固定されている。ねじりばね１２２の他端は、係合構造部本体１１６に設けられている付勢部材１１６ｃに付勢している。これにより、ねじりばね１２２は、動力伝達部本体１２０が係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転することを妨げる力を動力伝達部本体１２０に対して及ぼしている。係合構造部１１４のその他の構成は、係合構造部１４と同じであるので説明を省略する。
【００４６】
係合構造部１１４では、ねじりばね１２２を用いることにより、ねじりばね１２２を係合構造部本体１１６と動力伝達部本体１２０との間に配置することが可能となる。その結果、係合構造部１１４の小型化が図られる。
【００４７】
以下に、第２の変形例に係る係合構造部２１４について図面を参照しながら説明する。図７は、第２の変形例に係る係合構造部２１４の構成図である。
【００４８】
係合構造部２１４では、コイルばね２２の代わりに板ばね２２０が用いられている。モータ３４は、板ばね２２０に対して力Ｆ２を加える。よって、板ばね２２０は、弾性部材として機能していると共に、動力伝達部本体としても機能している。
【００４９】
なお、コイルばね２２は、予め所定の長さまで縮められた状態で保持されていてもよい。これにより、コイルばね２２は、所定の大きさ以上の力Ｆ４を受けたときのみ縮む（変形する）ようになる。所定の大きさ以上の力Ｆ４は、モータ３４が力Ｆ２を動力伝達部本体２０に対して加えているとき（すなわち、半係合状態から係合状態へと移行するとき）に、挟み込みが発生した場合に生じる力である。以上の構成によれば、制御部２８は、コイルばね２２が縮んだことをスイッチ２６により検知して、挟み込みが発生したことを検知できる。なお、ねじりばね１２２を予め所定量だけねじった状態で保持しておいてもよいし、板ばね２２０を予め所定量だけ曲げた状態で保持しておいてもよい。
【００５０】
なお、角度センサ２４の代わりの検知手段として、スイッチ等のセンサを用いてもよい。スイッチ等のセンサは、係合構造部本体１６の回転によって生じる係合構造部本体１６の扉１０２に対する変位量を検知する。そして、制御部２８は、スイッチ等のセンサが検知した変位量が角度θ１に相当する変位量より小さい場合には、モータ３４に力Ｆ２を動力伝達部本体２０に対して加えさせる。
【００５１】
なお、扉体装置１００は、本体１０４と該本体１０４に回転可能に取り付けられた扉１０２とをからなるものとしているが、扉体装置１００の構造はこれに限らない。扉体装置１００の構造は、扉１０２が本体１０４に対してスライド（平行移動）することによって開閉する引き戸構造であってもよい。
【００５２】
なお、図５のステップＳ４において、制御部２８は、角度センサ２４が検知している回転角θが角度θ１（図２参照）に到達したか否かを判定して、扉体の開閉装置１０が係合状態となったか否かを判定している。しかしながら、扉体の開閉装置１０が係合状態となったか否かの判定方法はこれに限らない。制御部２８は、角度センサ２４の代わりに、スイッチにより係合構造部本体１６の変位量を検知することによって、扉体の開閉装置１０が係合状態となったか否かを検知してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明は、係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムに有用であり、特に、係合構造部に働く反力を精度よく検知することができる点において優れている。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 扉体の開閉装置
１２ 被係合構造部
１４，１１４，２１４ 係合構造部
１６，１１６ 係合構造部本体
１６ａ 溝
１６ｂ 内周面
１８ 動力伝達部
２０，１２０ 動力伝達部本体
２２ コイルばね
２３ シャフト
２４ 角度センサ
２６ スイッチ
２８ 制御部
３０ 演算処理部
３２ モータ制御部
３４ モータ
３６ 記憶部
１００ 扉体装置
１０２ 扉体
１０４ 本体
１０６ ヒンジ
１２２ ねじりばね
２２０ 板ばね
【技術分野】
【０００１】
本発明は、係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムに関し、より特定的には、第１の部材と第１の部材を固定するために用いられる係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の扉体の開閉装置としては、例えば、特許文献１に記載の扉体と本体とを有する扉体の開閉装置が知られている。該扉体の開閉装置は、扉体に圧接されることにより摺動するスライダを有するプッシュラッチ装置が本体に設けられている。このスライダの動きに連動するフックレバーが本体に回動可能に設けられている。このフックレバーは、扉体と本体に閉じられるときに、扉体に設けられる係合構造部に係合され、閉作動させる。
【０００３】
更に、扉体の開閉装置は、以下に説明する方法によって、扉体の所定の閉動作が完了したか否かを判定できる。より詳細には、扉体が所定の閉動作が完了した場合、スライダの位置を所定の本体位置に配置されるリミットスイッチの出力信号よって閉動作の完了が検知できる技術が特許文献１に開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の扉体の開閉装置では、扉体が開閉動作される場合に発生する異常な力、例えば、フックレバーと被係合構造部との係合の不具合によってフックレバーに作用する異常トルクを検知できない課題があった。また、扉体と本体とで形成される内部空間を気密する要求がある場合、扉体又は本体の一部にゴムパッキン、樹脂ラビリンスなどの弾性気密部材が形成されるときがある。この場合、弾性気密部材による弾性力によって扉体によって閉状態にまで押し込むことが困難となり、扉体をアクチュエータで駆動補助させて閉状態を実現させることが考えられる。このとき、扉体の開閉によって発生する反力の大きさを精度よく検知することが困難であった。より詳細には、扉体の開閉装置において、アクチュエータ（例えば電動モータ）は、バッテリからの電力供給を受けて駆動する。ところが、使用状況によってバッテリが供給できる電圧の大きさは変動する。そのため、反力が所定の大きさよりも大きくなったとしても、アクチュエータの駆動電流の大きさが所定値を超えない場合がある。また、反力が所定の大きさよりも大きくなる前に、アクチュエータの駆動電流の大きさが所定値を超えてしまう場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５５５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、扉体が開閉動作される場合に係合構造部に働く反力を精度よく検知することができる係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る係合構造部は、第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置の係合構造部であって、前記第１の部材に対して回転可能に取り付けられている係合構造部本体であって、前記第１の部材と前記第２の部材とが開閉される場合に該第２の部材に設けられる被係合構造部材から受ける第１の力により該第１の部材に対して所定角度だけ回転させられて、該被係合構造部材に対して係合する係合構造部本体と、前記第１の力による前記係合構造部本体の前記第１の部材に対する回転角が前記所定角度よりも小さい場合に、駆動手段から第２の力を受けて、該回転角が該所定角度となるまで該係合構造部本体を回転させて前記被係合構造部に対して係合させる動力伝達部であって、該第２の力を受けて該係合構造部本体に対して変位できるように該係合構造部本体に取り付けられている動力伝達部と、を備えていること、を特徴とする。
【０００８】
本発明の一形態に係る開閉装置は、第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置であって、前記第２の部材に設けられている被係合構造部と、前記第１の部材に取り付けられている前記係合構造部と、を備えていること、を特徴とする。
【０００９】
本発明の一形態に係る判定方法は、第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置において、該第２の部材に設けられている被係合構造部と、該第１の部材に取り付けられている前記係合構造部と、前記動力伝達部に対して前記第２の力を加える駆動手段と、前記動力伝達部の前記係合構造部本体に対する第２の変位量を検知する第２の検知手段と、を備えている扉体の開閉装置を用いて、該第１の部材と該第２の部材とを固定する際に不具合が発生したか否かを判定する判定方法であって、前記第２の変位量に基づいて、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に加えているときに不具合が発生したか否かを判定すること、を特徴とする。
【００１０】
本発明の一形態に係る判定プログラムは、第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置において、該第２の部材に設けられている被係合構造部と、該第１の部材に取り付けられている前記係合構造部と、前記動力伝達部に対して前記第２の力を加える駆動手段と、前記動力伝達部の前記係合構造部本体に対する第２の変位量を検知する第２の検知手段と、を備えている扉体の開閉装置を用いて、該第１の部材と該第２の部材とを固定する際に不具合が発生したか否かを判定する判定プログラムであって、コンピュータに、前記第２の変位量に基づいて、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に前記第２の力を加えているときに不具合が発生したか否かを判定するステップを、実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、係合構造部に働く反力を精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る扉体装置の開閉装置を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る扉体の開閉装置の構成図である。
【図３】係合構造部本体が被係合部に係合する様子を示した図である。
【図４】係合構造部本体が被係合部に係合する様子を示した図である。
【図５】制御部が行う動作を示したフローチャートである。
【図６】第１の変形例に係る係合構造部の構成図である。
【図７】第２の変形例に係る係合構造部の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態に係る係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムについて図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（扉体の開閉装置の構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る扉体の開閉装置の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る扉体の開閉装置１０を備えた扉体装置１００を示した図である。図１（ａ）は、扉体装置１００を側方から平面視した図であり、図１（ｂ）は、扉体装置１００の扉体１０２を上方から平面視した図である。図２は、本発明の実施形態に係る扉体の開閉装置１０の構成図である。図２（ａ）は、扉体の開閉装置１０を上方から平面視した図であり、図２（ｂ）は、扉体の開閉装置１０の断面構造図である。以下では、扉体１０２の高さ方向をｚ軸方向、扉体１０２の幅方向をｘ軸方向、及び、扉体１０２の奥行き方向をｙ軸方向と定義する。
【００１５】
扉体装置１００は、図１（ａ）に示すように、扉体１０２、本体１０４及びヒンジ１０６により構成されている。扉体１０２は、図１（ｂ）に示すように、ｘ軸方向の正方向側の端部において、ヒンジ１０６を介して、本体１０４に取り付けられている。これにより、扉体１０２は、ヒンジ１０６を中心として、ｘｙ平面内において回転運動することができる。
【００１６】
扉体の開閉装置１０は、扉体１０２を本体１０４に対して固定するための装置であり、図２（ａ）に示すように、被係合構造部１２、係合構造部１４、スイッチ２６、制御部２８、モータ３４及び記憶部３６を備えている。係合構造部１４は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、扉体１０２のｘ軸方向の負方向側の端部に設けられている。被係合構造部１２は、本体１０４において、扉体１０２が閉じられたときに、係合構造部１４と対向する部分に設けられている。そして、係合構造部１４は、扉体１０２が閉じられたときに、被係合構造部１２に対して係合する。これにより、本体１０４に対して固定される。
【００１７】
被係合構造部１２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ベース部１２ａ及び係合部１２ｂにより構成されている。ベース部１２ａは、金属板であり、ねじ等により本体１０４に取り付けられている。係合部１２ｂは、係合可能な切り欠きが形成され、例えば、Ｕ字型又はＬ字型をなす部材であり、両端がベース部１２ａに対して接合されている。なお、係合部１２ｂは、図１（ａ）及び図１（ｂ）ではＵ字型である。
【００１８】
係合構造部１４は、図２（ａ）に示すように、係合構造部本体１６、動力伝達部１８、シャフト２３及び角度センサ２４により構成されている。係合構造部本体１６は、長方形状をなす金属板であり、その一辺がＵ字型に切り欠かれることにより形成された溝１６ａを有している。以下では、Ｕ字型の溝１６ａの内周面のうち、ｙ軸方向の正方向側に位置する面を内周面１６ｂと定義する。
【００１９】
シャフト２３は、図２（ｂ）に示すように、ｚ軸方向に延在しており、係合構造部本体１６に対して固定されていると共に、扉体１０２に対してｚ軸周りに回転可能に取り付けられている。これにより、係合構造部本体１６は、扉体１０２に対して、回転可能に取り付けられている。角度センサ２４は、扉体１０２上に設けられており、シャフト２３の回転角（すなわち、係合構造部本体１６の扉体１０２に対する回転角）を検知する。角度センサ２４は、例えば、可変抵抗器により構成される。この場合、係合構造部本体１６の回転角に応じて、角度センサ２４の抵抗値が変化する。角度センサ２４には、図２（ａ）に示すように、一定の電圧が印加されているので、角度センサ２４からは、係合構造部本体１６の扉体１０２に対する回転角に応じた電流値が出力される。なお、係合構造部本体１６の扉体１０２に対する回転角の定義については後述する。
【００２０】
動力伝達部１８は、図２（ａ）に示すように、動力伝達部本体２０及びコイルばね（弾性部材）２２により構成されており、外力を受けて、係合構造部本体１６に対して変位できるように係合構造部本体１６に取り付けられている。動力伝達部本体２０は、棒状の部材であり、係合構造部本体１６に対して回転可能に取り付けられている。より具体的には、動力伝達部本体２０の一端は、係合構造部本体１６に対してｚ軸周りに回転可能に取り付けられている。コイルばね２２は、係合構造部本体１６と動力伝達部本体２０との間に設けられている。そして、コイルばね２２は、ｚ軸方向の正方向側から平面視したときに、動力伝達部本体２０が係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転させられた際に、圧縮される。すなわち、コイルばね２２は、ｚ軸方向の正方向側から平面視したときに、動力伝達部本体２０が係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転することを妨げる力を動力伝達部本体２０に対して及ぼす。なお、以下では、ｚ軸方向の正方向側から平面視したときにおける時計回り及び反時計回りを単に時計回り及び反時計回りと称す。
【００２１】
スイッチ２６は、係合構造部本体１６において、動力伝達部本体２０の近傍に設けられており、動力伝達部本体２０の係合構造部本体１６に対する変位量を検知する。具体的には、スイッチ２６は、動力伝達部本体２０が係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転することによって、コイルばね２２が所定量だけ縮んだ場合に、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。
【００２２】
モータ３４は、動力伝達部本体２０が反時計回りに回転する方向に動力伝達部本体２０に対して力を加える動力源である。
【００２３】
制御部２８は、例えば、ＣＰＵにより構成され、扉体の開閉装置１０の動作を制御する。具体的には、制御部２８は、演算処理部３０及びモータ制御部３２を含んでいる。演算処理部３０は、角度センサ２４から出力される電流値に基づいて、係合構造部本体１６の扉体１０２に対する回転角を算出する。モータ制御部３２は、演算処理部３０が算出した回転角に基づいて、モータ３４の動作を制御する。なお、記憶部３６は、所定の情報を記憶し、例えば、メモリにより構成されている。記憶部３６が記憶している情報については、後述する。
【００２４】
（扉体の開閉装置の動作）
以上のように構成された扉体の開閉装置１０の動作について、以下に図面を参照しながら説明する。図３及び図４は、係合構造部本体１６が係合部１２ｂに係合する様子を示した図である。以下では、図１（ｂ）に示すように、扉体１０２が開いている状態から閉じている状態とされる過程について説明する。
【００２５】
扉体１０２が開いている状態であるときには、図３（ａ）に示すように、溝１６ａは、ｙ軸方向の負方向に対してｘ軸方向の正方向側に約４５度傾いた方向に開口している。以下では、この状態を未係合状態とし、係合構造部本体１６の回転角θが０度であると定義する。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、扉体１０２が開いている状態から閉じている状態とされる際には、ユーザは、扉体１０２をｙ軸方向の正方向側に向かって押す。これにより、図３（ａ）に示すように、係合構造部本体１６が係合部１２ｂに対してｙ軸方向の正方向側から近づいてくる。なお、図３（ａ）の状態では、動力伝達部本体２０には力が加わっていないので、コイルばね２２は、自然長Ｌ０である。
【００２７】
係合構造部本体１６が係合部１２ｂに更に近づくと、係合部１２ｂは、図３（ｂ）に示すように、係合構造部本体１６の内周面１６ｂにｙ軸方向の負方向側から接触する。この際、内周面１６ｂは、係合部１２ｂから力Ｆ１を受ける。係合構造部本体１６は、力Ｆ１によって発生したモーメントにより、シャフト２３を中心として反時計回りに回転させられる。なお、図３（ｂ）の状態では、動力伝達部本体２０には力が加わっていないので、コイルばね２２は、自然長Ｌ０である。
【００２８】
ここで、力Ｆ１が加わり続ける場合には、係合構造部本体１６は、図２（ａ）に示すように、力Ｆ１により角度θ１だけ反時計回りに回転させられて、係合部１２ｂに対して係合する。このとき、溝１６ａの開口は、ｙ軸方向の負方向側に対して鈍角なす方向を向いている。これにより、係合部１２ｂが係合構造部本体１６の溝１６ａから容易に引き抜かれない状態となっている。以下では、図２（ａ）に示す状態を、係合状態と称す。
【００２９】
一方、力Ｆ１が加わり続けない場合には、係合構造部本体１６は、図３（ｃ）に示すように、力Ｆ１により角度θ１よりも小さな角度θ２だけ反時計回りに回転させられて停止する。このとき、溝１６ａの開口は、ｘ軸方向の正方向側を向いている。この状態では、係合部１２ｂと係合構造部本体１６との係合が十分ではないので、扉体１０２が完全に閉じた状態となっていない。以下では、図３（ｃ）に示す状態を、半係合状態と称す。
【００３０】
図３（ｃ）に示すような半係合状態である場合（すなわち、力Ｆ１による係合構造部本体１６の回転角θが角度θ１よりも小さい場合）には、制御部２８は、図３（ｃ）に示すように、動力伝達部本体２０に対して力Ｆ２をモータ３４に加えさせる。力Ｆ２は、動力伝達部本体２０が係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転する方向の力である。動力伝達部本体２０が力Ｆ２を受けると、動力伝達部本体２０は、係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転する（すなわち、係合構造部本体１６に対して変位する）。これにより、コイルばね２２は、圧縮されて長さＬ１まで縮む。そして、係合構造部本体１６は、動力伝達部本体２０及びコイルばね２２を介して力Ｆ２を受けて、図２に示す係合状態まで（すなわち、回転角θが角度θ１となるまで）反時計回りに回転する。ただし、コイルばね２２が長さＬ１となっている状態では、スイッチ２６はＯＦＦ状態のままである。
【００３１】
ところで、図３（ｃ）に示す半係合状態から図２に示す係合状態までモータ３４の力Ｆ２により移行する途中において、扉体１０２と本体１０４との間に異物が挟み込まれて不具合が発生することがある（以下、挟み込みと称す）。挟み込み等の異常が発生した場合には、図４に示すように、係合構造部本体１６に働く反力Ｆ３が増加する。反力Ｆ３は、係合構造部本体１６が反時計回りに回転することを妨げる力であり、扉体１０２からシャフト２３を介して係合構造部本体１６へと伝達される。反力Ｆ３が増加すると、コイルばね２２に加わる力Ｆ４も増加し、コイルばね２２の長さが長さＬ１よりも短くなる。そして、図４に示すように、コイルばね２２の長さが長さＬ２になると、スイッチ２６がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。これにより、制御部２８は、挟み込みや係合不良等の異常によって発生させられる所定の値以上の力が発生したことを検知する。すなわち、制御部２８は、動力伝達部本体２０の変位量に基づいて、モータ３４が力Ｆ２を動力伝達部本体２０に加えているときに異常が発生したか否かを判定する。そして、制御部２８は、挟み込みや係合不良等の異常によって発生させられる所定の値以上の異常なトルクが発生した場合には、モータ３４の駆動を停止する。
【００３２】
（扉体の開閉装置の制御）
以上のように構成された扉体の開閉装置１０の動作時に制御部２８が行う動作を図面を参照しながら説明する。図５は、制御部２８が行う動作を示したフローチャートである。以下に説明する動作は、記憶部３６が以下の動作のプログラムを記憶しており、制御部２８が該プログラムを読み込んで実行することにより実現される。
【００３３】
本処理は、図１（ｂ）に示すような開いている状態の扉体１０２をｙ軸方向の正方向側に向かってユーザが押すことにより開始される。これにより、扉体１０２は、ｙ軸方向の正方向側に向かって移動する。制御部２８は、扉体１０２が停止したか否かの判定を行う（ステップＳ１）。ステップＳ１では、制御部２８は、扉体の開閉装置１０が半係合状態であるか否かを判定している。ステップＳ１の判定は、角度センサ２４が検知している回転角θが一定時間以上変化していないか否かを制御部２８が判定することにより行われる。扉体１０２が停止していない場合には、本処理はステップＳ１に戻る。扉体１０２が停止した場合には、本処理はステップＳ２に進む。
【００３４】
扉体１０２が停止した場合、制御部２８は、回転角θが角度θ１（図２参照）に到達したか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、制御部２８は、扉体の開閉装置１０が係合状態になったか否かを判定している。ステップＳ２では、演算処理部３０は、角度センサ２４から出力されてくる電流値に基づいて算出した回転角θが、記憶部３６が記憶している角度θ１になったか否かを判定する。回転角θが角度θ１に到達していない場合には、本処理はステップＳ３に進む。回転角θが角度θ１に到達した場合には、本処理はステップＳ５に進む。
【００３５】
回転角θが角度θ１に到達していない場合、制御部２８は、扉体の開閉装置１０が半係合状態であると判定する。次に、制御部２８は、図３（ｃ）に示すように、モータ３４を駆動させて、力Ｆ２を動力伝達部本体２０に対してモータ３４に加えさせる（ステップＳ３）。これにより、モータ３４の力Ｆ２により、係合構造部本体１６が回転させられ、回転角θが増加し始める。
【００３６】
次に、制御部２８は、回転角θが角度θ１（図２参照）に到達したか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、制御部２８は、扉体の開閉装置１０が係合状態になったか否かを判定している。ステップＳ４では、演算処理部３０は、角度センサ２４から出力されてくる電流値に基づいて算出した回転角θが、記憶部３６が記憶している角度θ１になったか否かを判定する。回転角θが角度θ１に到達した場合には、本処理はステップＳ５に進む。回転角θが角度θ１に到達していない場合には、本処理はステップＳ７に進む。
【００３７】
前記ステップＳ５において、制御部２８は、扉体の開閉装置１０が係合状態となったと判断する（ステップＳ５）。そして、制御部２８は、モータ３４の駆動を停止する（ステップＳ６）。この後、本処理は終了する。
【００３８】
回転角θが角度θ１に到達していない場合、制御部２８は、スイッチ２６がＯＮ状態となったか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７では、制御部２８は、異常な回転トルクが発生したか否かを判定している。スイッチ２６がＯＮ状態となっていない場合には、本処理はステップＳ４に戻る。スイッチ２６がＯＮ状態となった場合には、本処理はステップＳ８に進む。
【００３９】
スイッチ２６がＯＮ状態となった場合には、制御部２８は、図４に示すように、異常な回転トルクが発生したと判定する（ステップＳ８）。そして、制御部２８は、モータ３４の駆動を停止する（ステップＳ９）。この後、本処理は終了する。
【００４０】
（効果）
以上のように構成された扉体の開閉装置１０によれば、係合構造部本体１６に働く反力Ｆ３を精度よく検知することができる。より詳細には、従来の扉体の開閉装置は、電動モータの駆動電流の大きさが所定値を超えた場合には、反力が所定の大きさよりも大きくなったと判定して、扉体による異常なトルクが発生したと判定している。扉体の開閉装置において、電動モータは、バッテリからの電力供給を受けて駆動する。ところが、使用状況によってバッテリが供給できる電圧の大きさは変動する。そのため、反力が所定の大きさよりも大きくなったとしても、電動モータの駆動電流の大きさが所定値を超えない場合がある。また、反力が所定の大きさよりも大きくなる前に、電動モータの駆動電流の大きさが所定値を超えてしまう場合もある。以上より、従来の扉体の開閉装置の構成では、反力の大きさを精度よく検知することが困難であった。
【００４１】
一方、扉体の開閉装置１０では、反力Ｆ３の検知を係合構造部本体１６に設けられている動力伝達部本体２０の動作により行っている。動力伝達部本体２０は、係合構造部本体１６に対して力Ｆ２により変位（反時計回りに回転）するように取り付けられている。更に、動力伝達部本体２０の反時計回りの回転は、コイルばね２２により規制されている。これにより、反力Ｆ３が大きくなると、コイルばね２２に加わる力Ｆ４が増加し、動力伝達部本体２０が反時計回りに回転してコイルばね２２を縮めるようになる。すなわち、扉体の開閉装置１０では、コイルばね２２の縮みにより、反力Ｆ３の増加を検知している。コイルばね２２の縮みは、コイルばね２２のばね定数に依存している。コイルばね２２のばね定数は、コイルばね２２に固有の値であり、電動モータの駆動電流のように使用状況によって変動することがない。よって、扉体の開閉装置１０では、係合構造部本体１６に働く反力を精度よく検知することができる。
【００４２】
また、扉体の開閉装置１０では、前記の通り、係合構造部本体１６に働く反力Ｆ３を精度よく検知することができる。そこで、扉体の開閉装置１０では、係合構造部本体１６の回転角θが角度θ１（図２に参照）に到達する前に、反力Ｆ３の増加が発生したか否かを検知することにより、挟み込みの発生を精度よく検知することが可能となる。
【００４３】
また、扉体の開閉装置１０では、動力伝達部本体２０は、係合構造部本体１６に対して回転可能に取り付けられている。そのため、動力伝達部本体２０の回転により、反力Ｆ３の増加による挟み込みの発生を検知することが可能となる。よって、扉体の開閉装置１０では、反力Ｆ３の増加による所定値以上の反力の発生を、視覚によっても検知することが可能となる。
【００４４】
（変形例）
以下に、第１の変形例に係る係合構造部１１４について図面を参照しながら説明する。図６は、第１の変形例に係る係合構造部１１４の構成図である。
【００４５】
係合構造部１１４では、コイルばねの代わりにねじりばね１２２が用いられている。ねじりばね１２２は、動力伝達部本体１２０の回転軸に取り付けられている。ねじりばね１２２の一端は、動力伝達部本体１２０に設けられている固定部１２０ａにより、動力伝達部本体１２０に固定されている。ねじりばね１２２の他端は、係合構造部本体１１６に設けられている付勢部材１１６ｃに付勢している。これにより、ねじりばね１２２は、動力伝達部本体１２０が係合構造部本体１６に対して反時計回りに回転することを妨げる力を動力伝達部本体１２０に対して及ぼしている。係合構造部１１４のその他の構成は、係合構造部１４と同じであるので説明を省略する。
【００４６】
係合構造部１１４では、ねじりばね１２２を用いることにより、ねじりばね１２２を係合構造部本体１１６と動力伝達部本体１２０との間に配置することが可能となる。その結果、係合構造部１１４の小型化が図られる。
【００４７】
以下に、第２の変形例に係る係合構造部２１４について図面を参照しながら説明する。図７は、第２の変形例に係る係合構造部２１４の構成図である。
【００４８】
係合構造部２１４では、コイルばね２２の代わりに板ばね２２０が用いられている。モータ３４は、板ばね２２０に対して力Ｆ２を加える。よって、板ばね２２０は、弾性部材として機能していると共に、動力伝達部本体としても機能している。
【００４９】
なお、コイルばね２２は、予め所定の長さまで縮められた状態で保持されていてもよい。これにより、コイルばね２２は、所定の大きさ以上の力Ｆ４を受けたときのみ縮む（変形する）ようになる。所定の大きさ以上の力Ｆ４は、モータ３４が力Ｆ２を動力伝達部本体２０に対して加えているとき（すなわち、半係合状態から係合状態へと移行するとき）に、挟み込みが発生した場合に生じる力である。以上の構成によれば、制御部２８は、コイルばね２２が縮んだことをスイッチ２６により検知して、挟み込みが発生したことを検知できる。なお、ねじりばね１２２を予め所定量だけねじった状態で保持しておいてもよいし、板ばね２２０を予め所定量だけ曲げた状態で保持しておいてもよい。
【００５０】
なお、角度センサ２４の代わりの検知手段として、スイッチ等のセンサを用いてもよい。スイッチ等のセンサは、係合構造部本体１６の回転によって生じる係合構造部本体１６の扉１０２に対する変位量を検知する。そして、制御部２８は、スイッチ等のセンサが検知した変位量が角度θ１に相当する変位量より小さい場合には、モータ３４に力Ｆ２を動力伝達部本体２０に対して加えさせる。
【００５１】
なお、扉体装置１００は、本体１０４と該本体１０４に回転可能に取り付けられた扉１０２とをからなるものとしているが、扉体装置１００の構造はこれに限らない。扉体装置１００の構造は、扉１０２が本体１０４に対してスライド（平行移動）することによって開閉する引き戸構造であってもよい。
【００５２】
なお、図５のステップＳ４において、制御部２８は、角度センサ２４が検知している回転角θが角度θ１（図２参照）に到達したか否かを判定して、扉体の開閉装置１０が係合状態となったか否かを判定している。しかしながら、扉体の開閉装置１０が係合状態となったか否かの判定方法はこれに限らない。制御部２８は、角度センサ２４の代わりに、スイッチにより係合構造部本体１６の変位量を検知することによって、扉体の開閉装置１０が係合状態となったか否かを検知してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明は、係合構造部、扉体の開閉装置、判定方法及び判定プログラムに有用であり、特に、係合構造部に働く反力を精度よく検知することができる点において優れている。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 扉体の開閉装置
１２ 被係合構造部
１４，１１４，２１４ 係合構造部
１６，１１６ 係合構造部本体
１６ａ 溝
１６ｂ 内周面
１８ 動力伝達部
２０，１２０ 動力伝達部本体
２２ コイルばね
２３ シャフト
２４ 角度センサ
２６ スイッチ
２８ 制御部
３０ 演算処理部
３２ モータ制御部
３４ モータ
３６ 記憶部
１００ 扉体装置
１０２ 扉体
１０４ 本体
１０６ ヒンジ
１２２ ねじりばね
２２０ 板ばね
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置の係合構造部であって、
前記第１の部材に対して回転可能に取り付けられている係合構造部本体であって、前記第１の部材と前記第２の部材とが開閉される場合に該第２の部材に設けられる被係合構造部材から受ける第１の力により該第１の部材に対して所定角度だけ回転させられて、該被係合構造部材に対して係合する係合構造部本体と、
前記第１の力による前記係合構造部本体の前記第１の部材に対する回転角が前記所定角度よりも小さい場合に、駆動手段から第２の力を受けて、該回転角が該所定角度となるまで該係合構造部本体を回転させて前記被係合構造部に対して係合させる動力伝達部であって、該第２の力を受けて該係合構造部本体に対して変位できるように該係合構造部本体に取り付けられている動力伝達部と、
を備えていること、
を特徴とする係合構造部。
【請求項２】
前記動力伝達部は、
弾性部材を、
含んでいること、
を特徴とする請求項１に記載の係合構造部。
【請求項３】
前記弾性部材は、所定の大きさ以上の力を受けたときにのみ変形すること、
を特徴とする請求項２に記載の係合構造部。
【請求項４】
前記動力伝達部は、
前記係合構造部本体に対して回転可能に取り付けられている動力伝達部本体を、
更に備え、
前記弾性部材は、前記動力伝達部本体が回転することを妨げる力を及ぼすこと、
を特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の係合構造部。
【請求項５】
前記弾性部材は、コイルばね又はねじりばねであること、
を特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の係合構造部。
【請求項６】
前記動力伝達部は、板ばねであること、
を特徴とする請求項１に記載の係合構造部。
【請求項７】
第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置であって、
前記第２の部材に設けられている被係合構造部と、
前記第１の部材に取り付けられている請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の係合構造部と、
を備えていること、
を特徴とする扉体の開閉装置。
【請求項８】
前記扉体の開閉装置は、
前記動力伝達部に対して前記第２の力を加える駆動手段を、
更に備えていること、
を特徴とする請求項７に記載の扉体の開閉装置。
【請求項９】
前記扉体の開閉装置は、
前記係合構造部本体の回転によって生じる該係合構造部本体の前記第１の部材に対する第１の変位量を検知する第１の検知手段と、
前記第１の検知手段が検知した前記第１の変位量が前記所定角度に相当する前記第１の変位量より小さい値で変化を停止した場合には、前記駆動手段に前記第２の力を前記動力伝達部に加えさせる制御手段と、
を更に備えていること、
を特徴とする請求項８に記載の扉体の開閉装置。
【請求項１０】
前記扉体の開閉装置は、
前記動力伝達部の前記係合構造部本体に対する第２の変位量を検知する第２の検知手段を、
更に備えており、
前記制御手段は、前記第２の変位量に基づいて、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に加えているときに不具合が発生したか否かを判定すること、
を特徴とする請求項９に記載の扉体の開閉装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、不具合が発生したと判定した場合には、前記駆動手段の駆動を停止すること、
を特徴とする請求項１０に記載の扉体の開閉装置。
【請求項１２】
前記第１の検知手段は、前記係合構造部本体の前記第１の部材に対する回転角を前記第１の変位量として検知すること、
を特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の扉体の開閉装置。
【請求項１３】
前記動力伝達部は、
所定の大きさ以上の力を受けたときにのみ変形する弾性部材を、
含んでおり、
前記所定の大きさ以上の力は、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に加えているときに、不具合が発生した場合に生じること、
を特徴とする請求項８ないし請求項１２のいずれかに記載の扉体の開閉装置。
【請求項１４】
第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置において、該第２の部材に設けられている被係合構造部と、該第１の部材に取り付けられている請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の係合構造部と、前記動力伝達部に対して前記第２の力を加える駆動手段と、前記動力伝達部の前記係合構造部本体に対する第２の変位量を検知する第２の検知手段と、を備えている扉体の開閉装置を用いて、該第１の部材と該第２の部材とを固定する際に不具合が発生したか否かを判定する判定方法であって、
前記第２の変位量に基づいて、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に加えているときに不具合が発生したか否かを判定すること、
を特徴とする判定方法。
【請求項１５】
第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置において、該第２の部材に設けられている被係合構造部と、該第１の部材に取り付けられている請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の係合構造部と、前記動力伝達部に対して前記第２の力を加える駆動手段と、前記動力伝達部の前記係合構造部本体に対する第２の変位量を検知する第２の検知手段と、を備えている扉体の開閉装置を用いて、該第１の部材と該第２の部材とを固定する際に不具合が発生したか否かを判定する判定プログラムであって、
コンピュータに、
前記第２の変位量に基づいて、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に前記第２の力を加えているときに不具合が発生したか否かを判定するステップを、
実行させるための判定プログラム。
【請求項１】
第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置の係合構造部であって、
前記第１の部材に対して回転可能に取り付けられている係合構造部本体であって、前記第１の部材と前記第２の部材とが開閉される場合に該第２の部材に設けられる被係合構造部材から受ける第１の力により該第１の部材に対して所定角度だけ回転させられて、該被係合構造部材に対して係合する係合構造部本体と、
前記第１の力による前記係合構造部本体の前記第１の部材に対する回転角が前記所定角度よりも小さい場合に、駆動手段から第２の力を受けて、該回転角が該所定角度となるまで該係合構造部本体を回転させて前記被係合構造部に対して係合させる動力伝達部であって、該第２の力を受けて該係合構造部本体に対して変位できるように該係合構造部本体に取り付けられている動力伝達部と、
を備えていること、
を特徴とする係合構造部。
【請求項２】
前記動力伝達部は、
弾性部材を、
含んでいること、
を特徴とする請求項１に記載の係合構造部。
【請求項３】
前記弾性部材は、所定の大きさ以上の力を受けたときにのみ変形すること、
を特徴とする請求項２に記載の係合構造部。
【請求項４】
前記動力伝達部は、
前記係合構造部本体に対して回転可能に取り付けられている動力伝達部本体を、
更に備え、
前記弾性部材は、前記動力伝達部本体が回転することを妨げる力を及ぼすこと、
を特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の係合構造部。
【請求項５】
前記弾性部材は、コイルばね又はねじりばねであること、
を特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の係合構造部。
【請求項６】
前記動力伝達部は、板ばねであること、
を特徴とする請求項１に記載の係合構造部。
【請求項７】
第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置であって、
前記第２の部材に設けられている被係合構造部と、
前記第１の部材に取り付けられている請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の係合構造部と、
を備えていること、
を特徴とする扉体の開閉装置。
【請求項８】
前記扉体の開閉装置は、
前記動力伝達部に対して前記第２の力を加える駆動手段を、
更に備えていること、
を特徴とする請求項７に記載の扉体の開閉装置。
【請求項９】
前記扉体の開閉装置は、
前記係合構造部本体の回転によって生じる該係合構造部本体の前記第１の部材に対する第１の変位量を検知する第１の検知手段と、
前記第１の検知手段が検知した前記第１の変位量が前記所定角度に相当する前記第１の変位量より小さい値で変化を停止した場合には、前記駆動手段に前記第２の力を前記動力伝達部に加えさせる制御手段と、
を更に備えていること、
を特徴とする請求項８に記載の扉体の開閉装置。
【請求項１０】
前記扉体の開閉装置は、
前記動力伝達部の前記係合構造部本体に対する第２の変位量を検知する第２の検知手段を、
更に備えており、
前記制御手段は、前記第２の変位量に基づいて、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に加えているときに不具合が発生したか否かを判定すること、
を特徴とする請求項９に記載の扉体の開閉装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、不具合が発生したと判定した場合には、前記駆動手段の駆動を停止すること、
を特徴とする請求項１０に記載の扉体の開閉装置。
【請求項１２】
前記第１の検知手段は、前記係合構造部本体の前記第１の部材に対する回転角を前記第１の変位量として検知すること、
を特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の扉体の開閉装置。
【請求項１３】
前記動力伝達部は、
所定の大きさ以上の力を受けたときにのみ変形する弾性部材を、
含んでおり、
前記所定の大きさ以上の力は、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に加えているときに、不具合が発生した場合に生じること、
を特徴とする請求項８ないし請求項１２のいずれかに記載の扉体の開閉装置。
【請求項１４】
第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置において、該第２の部材に設けられている被係合構造部と、該第１の部材に取り付けられている請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の係合構造部と、前記動力伝達部に対して前記第２の力を加える駆動手段と、前記動力伝達部の前記係合構造部本体に対する第２の変位量を検知する第２の検知手段と、を備えている扉体の開閉装置を用いて、該第１の部材と該第２の部材とを固定する際に不具合が発生したか否かを判定する判定方法であって、
前記第２の変位量に基づいて、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に加えているときに不具合が発生したか否かを判定すること、
を特徴とする判定方法。
【請求項１５】
第１の部材と第２の部材とを固定するために用いられる扉体の開閉装置において、該第２の部材に設けられている被係合構造部と、該第１の部材に取り付けられている請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の係合構造部と、前記動力伝達部に対して前記第２の力を加える駆動手段と、前記動力伝達部の前記係合構造部本体に対する第２の変位量を検知する第２の検知手段と、を備えている扉体の開閉装置を用いて、該第１の部材と該第２の部材とを固定する際に不具合が発生したか否かを判定する判定プログラムであって、
コンピュータに、
前記第２の変位量に基づいて、前記駆動手段が前記第２の力を前記動力伝達部に前記第２の力を加えているときに不具合が発生したか否かを判定するステップを、
実行させるための判定プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１８４９８２（Ｐ２０１１−１８４９８２Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２９４１（Ｐ２０１０−５２９４１）
【出願日】平成２２年３月１０日（２０１０．３．１０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１０日（２０１０．３．１０）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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