JP2003253959A

JP2003253959A - 車両用自動開閉装置

Info

Publication number: JP2003253959A
Application number: JP2002052844A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sakai; 浩志酒井; Yasushi Yoshida; 靖吉田; Takashi Hoshino; 孝星野; Seiji Shioiri; 政治塩入; Takao Ochiai; 孝夫落合
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】車両用自動開閉装置の車両へのレイアウト性
を向上させることである。【解決手段】アクチュエータユニット１０はチャンネ
ル２０とラックバー２１とを有しており、ラックバー２
１は連結ロッド１１を介してバックドア２に連結されて
いる。一方、チャンネル２０は湾曲した管状に形成され
ており、上端部２０ａから下端部２０ｂにかけて車両前
方側に向けて湾曲するように配置されて車両１に固定さ
れている。ラックバー２１はこのチャンネル２０内に移
動自在に配置されて、このチャンネル２０に沿って円弧
状軌跡ｌ上に案内されるようになっている。そして、ラ
ックバー２１は、電動モータを駆動源とするパワーユニ
ット１３に往復動されることにより、連結ロッド１１を
介してバックドア２を開閉することになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に開閉自在に
装着される開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車等の車両には、ドア、
バックドア、サンルーフ等、車両に開閉自在に装着され
た開閉部材が随所に設けられている。特に、ワゴン車や
ワンボックス車等では、車両の後端部にバックドアを設
けて車両後方からの荷物の積み下ろし等を容易に行い得
るようにしたものが多く見受けられる。通常、このよう
なバックドアは車両ルーフ後端部に取り付けられたヒン
ジを介して装着されており、このヒンジの回転中心軸を
中心に枢動して車両に対して略垂直となる全閉状態から
車両に対して略水平となる全開状態との間で開閉するよ
うになっている。この場合、バックドアは車両上方に跳
ね上げられることになるので、リフトゲートやリヤハッ
チなどとも呼ばれている。

【０００３】ところが、このようなバックドアは大型で
重い場合が多いため、特に、女性や子供ではその開閉を
容易に行うことが困難な場合があった。また、全開状態
となったときにはバックドアは上方に大きく跳ね上げら
れることになるため、その開閉はさらに困難なものとな
っていた。そこで、ワンボックス車等のファミリーユー
スが増加している状況の下、女性や子供でも容易に開閉
できるようにバックドアの自動開閉装置を搭載した車両
が登場し、増加する傾向にある。また、自動開閉装置を
設置すれば運転席から手が届かなくともバックドアを遠
隔操作できるため、この利便性からも自動開閉装置の取
り付け要請は少なくない。

【０００４】このようなバックドアの自動開閉装置とし
ては、たとえば特開2000-253241号公報に示すように、
チャンネルとラックバーとで構成されるスライド機構と
電動モータを駆動源とするパワーユニットとを有するア
クチュエータユニットが知られている。この場合、チャ
ンネルは直線的な中空の角パイプ状に形成されており、
長手方向を車両の略上下方向として車両に固定されてい
る。ラックバーはチャンネルの略半分程度の長さ寸法に
形成されており、チャンネル内に配置されて軸方向に移
動可能となっている。また、ラックバーの側面部には長
手方向に並ぶラックギヤが形成されている。そして、ラ
ックバーはその先端部に接続された連結ロッドを介して
バックドアと連結されている。

【０００５】一方、パワーユニットは電動モータにより
回転駆動される出力ピニオンギヤを有しており、この出
力ピニオンギヤはチャンネルの長手方向の略中央部に形
成された窓部においてラックバーに形成されたラックギ
ヤと噛み合わされている。そして、電動モータにより出
力ピニオンギヤが回転されることにより、ラックバーが
その回転方向に応じてチャンネルに沿って車両上下方向
に移動してバックドアが開閉されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなア
クチュエータユニットでは、チャンネルの長手方向の略
中央部に出力ピニオンギヤを配置し、この出力ピニオン
ギヤを中心としてラックバーを往復動するようになって
いるため、チャンネルの長さ寸法はラックバーの２倍程
度に形成されることになる。つまり、ラックバーが所定
のストロークを得るためには、チャンネルはそのストロ
ークの略２倍程度の長さ寸法に形成されることになる。
そのため、スライド機構の全長は長くなり、数多くのシ
ステムが混在する車両へのアクチュエータユニットの配
置を困難なものとしていた。

【０００７】また、このアクチュエータユニットが車両
後端のピラー内に配されるような場合、そのピラー下方
部分には、後部コンビネーションランプユニットや後席
空調ユニット、音響スピーカー等が配置されるため、特
にスライド機構をすべて収めるための空間を確保するこ
とが困難となる。

【０００８】本発明の目的は、車両用自動開閉装置の車
両へのレイアウト性を向上させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用自動開閉
装置は、車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的
に開閉する車両用自動開閉装置であって、リンク機構を
介して前記開閉部材と連結された往復動部材と、湾曲し
て形成され、前記往復動部材を円弧状軌跡に沿って案内
する案内部材と、前記往復動部材に形成されたラックギ
ヤに噛み合う出力ピニオンギヤおよび前記出力ピニオン
ギヤを回転駆動する電動モータを備え、前記開閉部材が
全閉状態となる第１の位置と前記開閉部材が全開状態と
なる第２の位置との間で前記往復動部材を往復動させる
駆動手段とを有することを特徴とする。

【００１０】本発明の車両用自動開閉装置は、車両ルー
フ後端部に取り付けられたヒンジを介して前記開閉部材
が前記車両に装着され、前記開閉部材と隣接する前記車
両のピラー内に前記案内部材が固定されていることを特
徴とする。

【００１１】本発明の車両用自動開閉装置は、前記往復
動部材が前記第１の位置から前記第２の位置へと移動す
るにしたがって、前記往復動部材の移動方向と前記車両
の前後方向との成す角度が増加するように前記案内部材
が配置されていることを特徴とする。

【００１２】本発明の車両用自動開閉装置は、前記案内
部材が管状のチャンネルであり、前記往復動部材が前記
チャンネルの内部に配置されたラックバーであることを
特徴とする。

【００１３】本発明にあっては、案内部材は湾曲して形
成されるので、その全長が短縮されることになり、車両
用自動開閉装置の車両へのレイアウト性を向上させるこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施の形態であるアクチ
ュエータユニットを備えた車両の一部であって、バック
ドアが全閉状態のときを示す側面図であり、図２は図１
に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のと
きを示す側面図である。また、図３は図１に示すアクチ
ュエータユニットの詳細を示す斜視図である。

【００１６】図１、図２に示すように、車両１の後端部
には開閉部材としてのバックドア２が設けられている。
バックドア２は車両ルーフ３の後端部にその開閉中心軸
４ａを略水平として取り付けられたヒンジ４を介して車
両１に装着されており、図１に示すように車両１に対し
て略垂直となる全閉状態と、図２に示すように車両に対
して略水平となる全開状態との間で枢動して開閉自在と
なっている。

【００１７】バックドア２の車幅方向の左側には、ヒン
ジ４の開閉中心軸４ａから離れてボールスタッド５が固
定されている。また、車両１の後端部とバックドア２と
の間にはバックドア２の開閉に伴って伸縮するガスダン
パー６が取り付けられており、バックドア２の開閉方向
の荷重を低減させるようになっている。

【００１８】車両１には、バックドア２を自動的に開閉
するために、車両用自動開閉装置としてのアクチュエー
タユニット１０が設けられている。このアクチュエータ
ユニット１０は、連結ロッド１１、スライド機構１２お
よびパワーユニット１３を有しており、バックドア２と
隣接する車両左側のピラー１４の内部に固定されてい
る。なお、本実施の形態においては、アクチュエータユ
ニット１０は１つ設けられているが、これに限らず、複
数個設けるようにしてもよい。また、本実施の形態にお
いては、アクチュエータユニット１０は車両１の左側の
ピラー１４内に装着されているが、これに限らず、左右
のピラーのどちら側に装着してもよく、また、アクチュ
エータユニット１０を複数個設ける場合には、両方のピ
ラー内に装着するようにしてもよい。また、この場合、
これらのアクチュエータユニット１０を左右対称に形成
するようにしてもよい。

【００１９】リンク機構としての連結ロッド１１は鋼材
で形成されたロッド部１１ａの両端にボールソケット１
５、１６とを固定した構造となっており、ピラー１４の
内部から内装トリム１７に形成された開口部１８を介し
てバックドア２に向けて突出するように配置されてい
る。そして、連結ロッド１１はボールソケット１５がバ
ックドア２のボールスタッド５に係合されることにより
バックドア２に揺動自在に接続されている。

【００２０】スライド機構１２は、図３に示すように、
チャンネル２０と、このチャンネル２０内に移動自在に
配置されたラックバー２１とを有している。

【００２１】案内部材としてのチャンネル２０は断面が
矩形の管状に形成されており、また、一定の曲率で湾曲
して形成されている。このチャンネル２０の全長Ａは、
このチャンネル２０を直線的に形成した場合に比べて湾
曲している分だけ短くなっている。そして、図１、図２
に示すように、チャンネル２０は、車両１に対して上方
側となる上端部２０ａより車両１に対して下方側となる
下端部２０ｂが車両前方側に位置し、且つ、上端部２０
ａから下端部２０ｂにかけて車両前方側に向けて回り込
むように湾曲している。このスライド機構１２が従来の
ように直線状である場合、通常、このスライド軌跡上に
は図示しない音響スピーカーが配置されることがあるた
め、このままスライド機構１２を配置することができな
い。しかし、本実施の形態の設定によれば、スライド機
構１２は効果的に音響スピーカー配置部分を回避するよ
うに配置することができる。そして、車両１のピラー１
４内に固定されている。また、チャンネル２０の一方の
側面には長手方向の略中央部から先端部１６ａに向けて
延びるスロット２２が形成されており、このスロット２
２が形成された側面とは逆側の側面には、その長手方向
の略中間部において開口する窓部２３が形成されてい
る。なお、チャンネル２０の曲率は、本実施の形態にお
ける設定とは限らず、アクチュエータユニット１０が搭
載される車両や他のシステムとの位置関係に応じて任意
に設定することができる。また、本実施の形態において
は、チャンネル２０は上端部２０ａから下端部２０ｂに
かけて車両前方側に湾曲しているが、これに限らず、バ
ックドア２を開閉する機能が満足されていればいずれの
方向に湾曲していてもよい。

【００２２】このように、本発明のアクチュエータユニ
ット１０では、チャンネル２０は湾曲して形成されてい
るので、チャンネル２０の全長Ａが短縮されることにな
り、アクチュエータユニット１０の車両１へのレイアウ
ト性を向上させることができる。

【００２３】また、本発明のアクチュエータユニット１
０では、チャンネル２０の曲率を変化させることによ
り、チャンネル２０を、搭載される車両の形状や他のシ
ステムとの位置関係などに応じた最適な形状とすること
ができるので、アクチュエータユニット１０の車両１へ
のレイアウト性を向上することができる。

【００２４】往復動部材としてのラックバー２１は、図
３中に破線で示すように、その長さ寸法がチャンネル２
０の半分程度となる略四角柱状に形成されており、チャ
ンネル２０と同じ曲率で湾曲して形成されている。そし
て、チャンネル２０の内部に摺動自在に配置されて、こ
のチャンネル２０に案内されて円弧状軌跡ｌに沿って往
復動自在となっている。ラックバー２１の窓部２３に面
する外周面つまり側面には長手方向に並ぶラックギヤ２
４が形成されており、ラックギヤ２４が形成された側面
とは逆側の側面には車両１に対して上側となる先端部２
１ａに位置してボールスタッド２５が固定されている。
このボールスタッド２５はスロット２２を介してチャン
ネル２０の外側に突出しており、ラックバー２１の移動
に伴ってこのスロット２２に沿って移動可能となってい
る。このボールスタッド２５には連結ロッド１１の他端
つまりボールソケット１６が揺動自在に連結されてい
る。つまり、連結ロッド１１を介してラックバー２１は
バックドア２と連結されており、ラックバー２１を往復
動させることにより、その変位が連結ロッド１１を介し
てバックドア２に伝達され、バックドア２が開閉される
ことになる。

【００２５】パワーユニット１３は、電動モータ３０、
ウォームギヤ機構３１、駆動ピニオンギヤ３２、中間ギ
ヤ３３および出力ピニオンギヤ３４を有しており、ベー
スブロック部３５においてチャンネル２０の略中央部に
固定されている。電動モータ３０は車両１に搭載された
図示しない制御装置を介して図示しないバッテリと接続
されており、車室内等に設けられた図示しないバックド
ア開閉スイッチの指令に基づいて供給される電流により
正逆回転されるようになっている。ウォームギヤ機構３
１は電動モータ３０に接続されており、電動モータ３０
の出力を減速するとともにその回転方向を変換して駆動
ピニオンギヤ３２を回転駆動するようになっている。

【００２６】中間ギヤ３３は大径ギヤ３３ａと大径ギヤ
３３ａと一体且つ同軸に回転する大径ギヤ３３ａより歯
数の少ない小径ギヤ３３ｂとを有しており、大径ギヤ３
３ａが駆動ピニオンギヤ３２と噛み合わされ、小径ギヤ
３３ｂが出力ピニオンギヤ３４と噛み合わされている。
つまり、電動モータ３０の回転は、ウォームギヤ機構３
１、駆動ピニオンギヤ３２および中間ギヤ３３を介して
減速されて出力ピニオンギヤ３４に伝達されるようにな
っている。したがって、出力ピニオンギヤ３４は電動モ
ータ３０により正逆方向に回転駆動されることになる。
そして、出力ピニオンギヤ３４は窓部２３においてラッ
クバー２１のラックギヤ２４と噛み合わされており、そ
の回転によりラックバー２１を円弧状軌跡ｌに沿って往
復動させることができるようになっている。

【００２７】図４（ａ）〜（ｃ）は、ラックバーの推力
方向とバックドアが要する駆動力の方向との関係を示す
説明図である。

【００２８】次に、このような構造のアクチュエータユ
ニット１０の作動について説明する。

【００２９】バックドア２が全閉状態のときにはラック
バー２１は図１に示す第１の位置つまりチャンネル２０
内の下端部２０ｂ側に位置している。そして、ラックギ
ヤ２４はその先端部２１ａ側において出力ピニオンギヤ
３４と噛み合っている。この状態から、図示しないバッ
クドア開閉スイッチの開側ボタンがオンされるとバック
ドア２は開動作を始める。すなわち、電動モータ３０に
図示しない制御装置からの電流が供給されることにより
出力ピニオンギヤ３４が図３中において時計回り方向に
回転される。そして、この出力ピニオンギヤ３４の回転
がラックバー２１を第１の位置から円弧状軌跡ｌに沿っ
て車両１の上方側に移動させ、バックドア２を図２に示
す全開状態に向けて移動させることになる。そして、ラ
ックバー２１が移動を続けて図２に示す第２の位置、つ
まり、チャンネル２０の上端部２０ａ側まで移動される
とバックドア２は全開状態となり、電動モータ３０は停
止される。

【００３０】このとき、バックドア２を全閉状態から全
開状態へと移動するためにボールスタッド５に加えられ
るべき駆動力Ｆの方向は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに、ボールスタッド５の移動軌跡Ｌの接線方向とな
る。したがって、バックドア２を開閉するために必要な
駆動力Ｆの方向は、バックドア２の開度が大きくなるに
したがって車両前後方向つまり水平線Ｈに対する傾斜角
度Ｒが増すように変化することになる。これに対して、
ラックバー２１は円弧状軌跡ｌに沿って移動することに
なるので、ラックバー２１の移動方向は先端部２１ａに
おける円弧状軌跡ｌの接線方向となる。したがって、ラ
ックバー２１の移動方向は、その移動方向と車両前後方
向つまり水平線Ｈとが成す角度ｒが、ラックバー２１が
第１の位置から第２の位置へと移動するにしたがって増
加するように変化することになる。このとき、ラックバ
ー２１が連結ロッド１１に与える推力Ｔの方向はラック
バー２１の移動方向と同一方向であり、ラックバー２１
の先端部２１ａにおける円弧状軌跡ｌの接線方向とな
る。したがって、図４に示すように、ラックバー２１の
移動方向すなわち推力Ｔの方向はラックバー２１が第１
の位置から第２の位置へと移動するにしたがって車両前
後方向つまり水平線Ｈに対する傾斜角度ｒを増すように
変化することになる。このように、バックドア２の開度
が大きくなるにしたがって傾斜角度ｒを増すようにチャ
ンネル２０が配置されているので、ラックバー２１によ
る推力Ｔの水平線Ｈに対する傾斜角度ｒと、バックドア
２の開閉に必要な駆動力Ｆの水平線Ｈに対する傾斜角度
Ｒと同一方向に変化することになる。したがって、ラッ
クバー２１の推力Ｔが連結ロッド１１を介してバックド
ア２に伝達されたときには、ボールスタッド５とボール
ソケット１５との連結部においてボールスタッド５の移
動軌跡Ｌの接線方向に向く推力Ｔの分力が駆動力Ｆとな
るが、傾斜角度ｒが傾斜角度Ｒと同一方向に変化するこ
とにより、推力Ｔのより多くの部分が駆動力Ｆに変換さ
れることになる。これにより、推力Ｔは効率的に駆動力
Ｆに変換されることになり、ラックバー２１が直線的に
往復動する場合よりもバックドア２を効率的に駆動する
ことができるようになる。

【００３１】このように、本発明のアクチュエータユニ
ット１０では、バックドア２の開度が変化したときに
は、バックドア２の要する駆動力Ｆの方向とラックバー
２１の推力Ｔの方向とが同一方向に変化することになる
ので、ラックバー２１の推力Ｔが効率的にバックドア２
に伝達されることになる。そのため、ラックバー２１を
駆動する電動モータ３０を小型化するなどこのアクチュ
エータユニット１０を小型、軽量化し、また、その消費
電力を低減することができる。

【００３２】次に、バックドア２が全開状態のときに図
示しないバックドア開閉スイッチの閉側ボタンがオンさ
れると、電動モータ３０には図示しない制御装置から開
側ボタンのときとは逆方向の電流が供給されて、出力ピ
ニオンギヤ３４が図３中において反時計回りに回転され
る。そして、この出力ピニオンギヤ３４の回転がラック
ギヤ２４を介してラックバー２１を第２の位置から第１
の位置に向けてつまり車両１に対して下方に移動させ、
バックドア２を図１に示す全閉状態に向けて移動させる
ことになる。

【００３３】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、本実施の形態に
おいては、アクチュエータユニット１０はピラー１４内
に配置されており、また、車両１の後端部に装着された
バックドア２を自動的に開閉するようになっているが、
これに限らず、アクチュエータユニット１０を車両側部
や下部等、車両の他の部分に配置してもよく、また、車
両側部を開閉するドア等、他の開閉部材を開閉するよう
にしてもよい。

【００３４】また、本実施の形態においては、スライド
機構１２は、ラックバー２１がチャンネル２０内におい
て移動自在となるインナーラックタイプとなっている
が、これに限らず、往復動部材が案内部材の外側に配置
されるアウターラックタイプとしてもよい。

【００３５】さらに、本実施の形態においては、リンク
機構としてバックドア２とラックバー２１とに連結され
る連結ロッド１１が用いられているが、これに限らず、
他のリンク機構を用いるようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、案内部材を一定の曲率
で曲がった円弧状に形成したので、車両用自動開閉装置
の全長が短縮されることになり、この車両用自動開閉装
置の車両へのレイアウト性を向上させることができる。

【００３７】また、本発明によれば、車両用自動開閉装
置が搭載される車両の形状や他のシステムとの位置関係
などに応じて案内部材の曲率を変化させることにより、
車両用自動開閉装置をレイアウト上の最適な形状とする
ことができるので、この車両用自動開閉装置の車両への
レイアウト性を向上させることができる。

【００３８】さらに、本発明によれば、往復動部材が第
１の位置から第２の位置へと移動するにしたがって、往
復動部材の移動方向と車両の前後方向との成す角度が増
加するので、開閉部材の開閉に要する駆動力の方向の変
化と同一方向に往復動部材の移動方向が変化することに
なる。したがって、往復動部材の移動による推力が効率
的に開閉部材に伝達されることになり、往復動部材を駆
動する駆動手段を小型化するなどこの車両用自動開閉装
置を小型、軽量化し、また、その消費電力を低減させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるアクチュエータユ
ニットを備えた車両の一部であって、バックドアが全閉
状態のときを示す側面図である。

【図２】図１に示す車両の一部であって、バックドアが
全開状態のときを示す側面図である。

【図３】図１に示すアクチュエータユニットの詳細を示
す斜視図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、ラックバーの推力方向とバ
ックドアが要する駆動力の方向との関係を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１車両２バックドア３車両ルーフ４ヒンジ４ａ開閉中心軸５ボールスタッド６ガスダンパー１０アクチュエータユニット１１連結ロッド１１ａロッド部１２スライド機構１３パワーユニット１４ピラー１５，１６ボールソケット１７内装トリム１８開口部２０チャンネル２０ａ上端部２０ｂ下端部２１ラックバー２１ａ先端部２２スロット２３窓部２４ラックギヤ２５ボールスタッド３０電動モータ３１ウォームギヤ機構３２駆動ピニオンギヤ３３中間ギヤ３３ａ大径ギヤ３３ｂ小径ギヤ３４出力ピニオンギヤ３５ベースブロック部Ａ全長ｌ円弧状軌跡Ｆ駆動力Ｌ移動軌跡Ｈ水平線Ｒ，ｒ傾斜角度Ｔ推力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者星野孝群馬県桐生市広沢町一丁目二六八一番地株式会社ミツバ内 (72)発明者塩入政治群馬県桐生市広沢町一丁目二六八一番地株式会社ミツバ内 (72)発明者落合孝夫群馬県桐生市広沢町一丁目二六八一番地株式会社ミツバ内Ｆターム(参考） 2E052 AA09 BA02 DA05 DA08 DB05 DB08 EA01 EB01 EC01 KA15 KA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に開閉自在に装着された開閉部材を
自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、リンク機構を介して前記開閉部材と連結された往復動部
材と、湾曲して形成され、前記往復動部材を円弧状軌跡に沿っ
て案内する案内部材と、前記往復動部材に形成されたラックギヤに噛み合う出力
ピニオンギヤおよび前記出力ピニオンギヤを回転駆動す
る電動モータを備え、前記開閉部材が全閉状態となる第
１の位置と前記開閉部材が全開状態となる第２の位置と
の間で前記往復動部材を往復動させる駆動手段とを有す
ることを特徴とする車両用自動開閉装置。
【請求項２】請求項１記載の車両用自動開閉装置にお
いて、車両ルーフ後端部に取り付けられたヒンジを介し
て前記開閉部材が前記車両に装着され、前記開閉部材と
隣接する前記車両のピラー内に前記案内部材が固定され
ていることを特徴とする車両用自動開閉装置。
【請求項３】請求項２記載の車両用自動開閉装置にお
いて、前記往復動部材が前記第１の位置から前記第２の
位置へと移動するにしたがって、前記往復動部材の移動
方向と前記車両の前後方向との成す角度が増加するよう
に前記案内部材が配置されていることを特徴とする車両
用自動開閉装置。
【請求項４】請求項１，２，３のいずれか一項に記載
の車両用自動開閉装置において、前記案内部材が管状の
チャンネルであり、前記往復動部材が前記チャンネルの
内部に配置されたラックバーであることを特徴とする車
両用自動開閉装置。