JP2005075033A - 車両用バックドアの開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バックドアを電動および手動の両方で容易に開閉操作することができ、電磁クラッチを用いることなく、構造が簡単でコスト低減を図ることにある。
【解決手段】 車両本体の後部開口に装着されたバックドアを開閉させるための車両用バックドアの開閉装置であって、バックドアが開閉する後部開口より車体内側に配設されたモータ１と、このモータ１とバックドアとを相互に連結し、前記モータ１の回転動力によりバックドアを開閉する作動伝達機構とを備え、前記モータ１と作動伝達機構との間に、モータ１の回転時には出力軸に回転トルクを伝達し、モータ１の停止時には出力軸を空転可能状態とする機械式クラッチＡを介設する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両本体の後部開口に装着されたバックドアを開閉させるための車両用バックドアの開閉装置に関する。

例えば、ワンボックスタイプの自動車では、車体の後部開口に比較的大きなバックドアを設けていることが多い。この種のバックドアの場合、力のない女性、老人にとってはバックドアの開閉操作が大変であることから、その労力を軽減するためにバックドアの開閉操作を電動化する開閉装置が既に提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

例えば、特許文献１に開示された開閉装置は、バックドアが開閉する開口部より車両室内側に配設された駆動機構であるモータと、その駆動機構とバックドアとを互いに連結し、駆動機構の動力によりバックドアを開閉する作動伝達機構であるリンクとで構成されている。

この開閉装置では、車両室内側に配設された駆動機構の動力を作動伝達機構を介してバックドアに伝達することにより、バックドアを電動で容易に開閉するようにしている。

また、特許文献２に開示された開閉装置は、車体とバックドアとの間に配索された索条体であるワイヤと、そのワイヤを引き込む引き込み手段である巻き取りドラムと、その巻取りドラムにワイヤに対する引き込み動作を行なわせてバックドアを開放位置から閉止位置へ変位させる駆動手段であるモータと、巻き取りドラムによるワイヤの引き込み動作を規制する制御手段である電磁クラッチとで構成されている。

この開閉装置では、バックドアが開放した状態から閉止状態へ移動させる場合、モータを駆動させ、その駆動力を電磁クラッチを介して巻き取りドラムに伝達させる。これにより、巻き取りドラムによってワイヤが引き込まれ、バックドアが閉止位置へ移動する。逆に、バックドアを手動にて閉止位置から開放させる場合には、電磁クラッチによって巻き取りドラム側をモータから切り離しておく。これにより、巻き取りドラムはモータからの拘束から解放されてワイヤを自由に繰り出し可能であるため、バックドアを円滑に開放させることができる。この電磁クラッチの断接により、バックドアを電動および手動の両方で開閉させることが可能となっている。
特開２０００−３３５２４５ 特開２００３−４１８５３

ところで、前述の特許文献１に開示された開閉装置では、駆動機構であるモータと作動伝達機構であるリンクとで構成されていることから、バックドアを電動のみで開閉するものである。そのため、駆動機構が故障した場合など、バックドアを手動で開閉することが困難であり、バックドアを無理やり開閉しようとすると、モータ軸を回転させることになるので、バックドアの開閉操作に力を要するという問題がある。

また、特許文献２に開示された開閉装置では、電磁クラッチを用いることにより、バックドアを電動および手動の両方で開閉させることが可能であるが、前述の電磁クラッチは、電気を消耗する上、電気回路を構成する必要があり、電気配線を施す必要もある。また、電磁クラッチではトルク容量が小さいため、モータアッセンブリとしてのサイズも大きくなるという問題がある。

そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、バックドアを電動および手動の両方で容易に開閉操作することができ、電磁クラッチを用いることなく、構造が簡単でコスト低減を図り得る車両用バックドアの開閉装置を提供することにある。

前記目的を達成するための技術的手段として、本発明は、車両本体の後部開口に装着されたバックドアを開閉させるための車両用バックドアの開閉装置であって、バックドアが開閉する後部開口より車体内側に配設された回転駆動機構と、この回転駆動機構とバックドアとを相互に連結し、前記回転駆動機構の回転動力によりバックドアを開閉する作動伝達機構とを備え、前記回転駆動機構と作動伝達機構との間に、回転駆動機構の回転時には出力軸に回転トルクを伝達し、回転駆動機構の停止時には出力軸を空転可能状態とする機械式クラッチを介設したことを特徴とする。

なお、前記機械式クラッチとしては、静止側部材に対して入力側回転部材と出力側回転部材を正逆回転自在に配置し、前記入力側回転部材と出力側回転部材間に係合・離脱可能なトルク伝達部材を介装し、そのトルク伝達部材を保持する保持器により前記入力側回転部材に対する相対回転を通じて前記静止側部材に対する保持器の回転に対して保持器に摩擦抵抗を作用させて入力側回転部材と保持器の回転位相差を制御することにより前記トルク伝達部材の係合・離脱を切り替える構造のものを用いることが好ましい。

また、機械式クラッチを回転駆動機構に組み込む構造としては、機械式クラッチを回転駆動機構の減速機に内蔵させた構造、あるいは、機械式クラッチを回転駆動機構の減速機に外付けした構造とするのが望ましい。

本発明に係る車両用バックドアの開閉装置では、回転駆動機構と作動伝達機構との間に、回転駆動機構の回転時には出力軸に回転トルクを伝達し、回転駆動機構の停止時には出力軸を空転可能状態とする機械式クラッチを介設したことにより、回転駆動機構の動力により機械式クラッチの噛み合いでバックドアを電動により開閉することができ、回転駆動機構の停止により機械式クラッチの噛み合いがなくなるので、バックドアの開閉操作が回転駆動機構に還流することなく、そのバックドアを手動で開閉することができる。これにより、電気信号を送信する等の指示なしで、バックドアの電動操作と手動操作を切り替えることができる。また、従来のような電磁クラッチを用いないので、電気を消耗することなく、電気回路および配線が不要となる。さらに、機械式クラッチはトルク容量が大きいため、モータアッセンブリとしてのサイズも小さくなる。

本発明によれば、回転駆動機構と作動伝達機構との間に、回転駆動機構の回転時には出力軸に回転トルクを伝達し、回転駆動機構の停止時には出力軸を空転可能状態とする機械式クラッチを介設したことにより、バックドアを電動および手動の両方で容易に開閉操作することができる。このバックドアの電動操作と手動操作を切り替えは、電気信号を送信する等の指示なしで、回転駆動機構の回転と停止で行なえる。

また、従来のような電磁クラッチを用いないので、その電磁クラッチを作動させるための電気回路や配線が不要であることから、構造の簡略化およびコストの低減化が図れ、さらに、電気を使用しないことから、車載バッテリーの負荷が減少し、エネルギー効率が向上する。

また、機械式クラッチは電磁クラッチと比較してトルク容量が大きいため、モータアッセンブリとしてのサイズも小さくなり、回転駆動機構のコンパクト化が図れる。その結果、開閉装置を車体の側面あるいは天井部に設置するに際して、車体室内への出っ張りが少なくなり、設計自由度が向上する。

本発明に係る車両用バックドアの開閉装置の実施形態を以下に詳述する。なお、本発明は、回転駆動機構の出力側に機械式クラッチを配設し、リンク機構（前述の特許文献１参照）や巻き取りドラムおよびワイヤ（前述の特許文献２参照）などの作動伝達機構により機械式クラッチとバックドアとを相互に連結し、回転駆動機構の回転動力を機械式クラッチにより断接することでバックドアを電動または手動で開閉する。

図１（ａ）（ｂ）は機械式クラッチＡを内装したモータアッセンブリで、回転駆動機構のモータ１の出力軸２に減速機を介して前述の機械式クラッチＡを連結する。前述の減速機であるウォームギア３は、モータ１の出力軸２に同軸的に取り付けられたウォーム４と、機械式クラッチＡの入力外輪１１ａであるウォームホイールとからなり、機械式クラッチＡと共にハウジング１６ａに収容されている。

機械式クラッチＡは、図２および図３に示すように入力側回転部材としての入力外輪１１ａと、出力側回転部材としての出力内輪１２ａと、トルク伝達部材としてのローラ１３ａと、そのローラ１３ａを保持する保持器１４ａと、その保持器１４ａの位置決めを行う弾性部材としてのセンタリングばね１５ａと、静止側部材としてのハウジング１６ａと、保持器１４ａの回転に対して保持器１４ａに滑り摩擦抵抗を作用させる回転抵抗付与手段としての摺動ばね１７ａとを具備する。

前述した入力外輪１１ａの内周面には、出力内輪１２ａの外周面との間に正逆両回転方向に対称に楔空間ｍを形成したカム面１８ａが円周方向等間隔に形成されている。入力外輪１１ａの外周面には、ウォームギア３のウォーム４と噛合する歯部１９が形成されている。ハウジング１６ａに摺動自在に装着された摺動ばね１７ａは、保持器１４ａに形成された突起部２６ａと円周方向に係合可能な形状となっている。

図４（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態で、機械式クラッチＢを外付けしたモータアッセンブリである。この実施形態では、回転駆動機構のモータ１の出力軸２に減速機を介して前述の機械式クラッチＢを外付けした構造を具備する。前述の減速機であるウォームギア３は、モータ１の出力軸２に同軸的に取り付けられたウォーム４と、機械式クラッチの入力外輪１１ｂに同軸的に連結されたウォームホイール５とからなり、ケーシング６に収容されている。このケーシング６に機械式クラッチＢがボルト止めにより固定されている。

機械式クラッチＢは、図５および図６に示すように入力側回転部材としての入力外輪１１ｂと、出力側回転部材としての出力内輪１２ｂと、トルク伝達部材としてのローラ１３ｂと、そのローラ１３ｂを保持する保持器１４ｂと、その保持器１４ｂの位置決めを行う弾性部材としてのセンタリングばね１５ｂと、静止側部材としてのハウジング１６ｂと、保持器１４ｂの回転に対して保持器１４ｂに滑り摩擦抵抗を作用させる回転抵抗付与手段としての摺動ばね１７ｂとを具備する。

前述した入力外輪１１ｂの内周面には、出力内輪１２ｂの外周面との間に正逆両回転方向に対称に楔空間ｍを形成したカム面１８ｂが円周方向等間隔に形成されている。ハウジング１６ａに摺動自在に装着された摺動ばね１７ａは、保持器１４ａに形成された突起部（図示せず）と円周方向に係合可能な形状となっている。

これら入力外輪１１ｂ、出力内輪１２ｂ、ローラ１３ｂ、保持器１４ｂ、センタリングばね１５ｂおよび摺動ばね１７ｂは、ハウジング１６ｂに収容され、入力外輪１１ｂは、その内径部が軸方向に延設され、その軸端部がウォームギア３のウォームホイール５の軸部２０と同軸的に連結されている。

出力内輪１２ｂは、ハウジング１６ｂに対して軸受２１を介して回転自在に支承され、その支承端部が軸方向に延設され、その軸端部がギア２２，２３を介してリンク機構（図示せず）に連結され（図７参照）、あるいはワイヤ２４を巻回した巻き取りドラム２５（図８参照）に連結されている。このリンク機構の出力側またはワイヤ２４にバックドアが連結されている。なお、図１（ａ）および図２に示す前述の実施形態の場合、出力内輪１２ａの内径部が軸方向に延設され、図４（ａ）および図５の実施形態と同様、図示しないがその軸端部にリンク機構あるいはワイヤを巻回した巻き取りドラムが連結される。

次に、この機械式クラッチＡ，Ｂを用いたバックドアの開閉操作を詳述する。なお、以下では、図１〜図３の実施形態における機械式クラッチＡについて図９〜図１１を参照しながら説明するが、図４〜図６の実施形態における機械式クラッチＢでも共通しているため、重複説明は省略する。

機械式クラッチＡの初期状態、つまり、モータ１が回転していない状態では、入力外輪１１ａと保持器１４ａに嵌合されたセンタリングばね１５ａの作用により、ローラ１３ａは入力外輪１１ａのカム面１８ａの円周方向中央に位置する状態に保持されている（図９参照）。この時、ローラ１３ａと入力外輪１１ａの間には隙間ｎを持つように設定されている。また、保持器１４ａは摺動ばね１７ａによってハウジング１６ａとの間で摩擦抵抗を付与している。

図９に示すようにモータ１が回転していない状態では、バックドアを手動で開閉することにより、リンク機構や巻き取りドラムおよびワイヤから出力内輪１２ａに回転トルク（図中矢印参照）が作用するが、センタリングばね１５ａにより位置決めされた保持器１４ａにより保持されたローラ１３ａが楔空間ｍの円周方向中央に位置し続けることから、ローラ１３ａと入力外輪１１ａとの間に隙間ｎがあるので入力外輪１１ａと出力内輪１２ａは回転方向で係合せず、出力内輪１２ａは正逆両方向ともに空転してその出力内輪１２ａに入力された回転トルクは入力外輪１１ａに伝達されずに遮断される。したがって、バックドアを手動で開閉するに際しては、モータ軸に回転トルクが作用しないことから、バックドアの開閉操作に力を要しない。

一方、バックドアを電動で開閉するに際しては、図１０および図１１に示すようにモータ１の出力軸２からウォームギア３を介して入力外輪１１ａに正回転トルクあるいは逆回転トルク（図中矢印参照）が作用することにより、入力外輪１１ａは回転しようとする。この時、保持器１４ａは、センタリングばね１５ａによって入力外輪１１ａに連結されているから、入力外輪１１ａと共に回転を始める。その保持器１４ａが回転すると、保持器１４ａの突起部２６ａが摺動ばね１７ａに接触し、その状態で摺動ばね１７ａが連れ回るようになる。摺動ばね１７ａはハウジング１６ａとの間ですべり摩擦抵抗を受け、このすべり摩擦抵抗が突起部２６ａを介して保持器１４ａの回転抵抗となる。ここで、摺動ばね１７ａのすべり摩擦抵抗に起因する保持器１４ａの回転抵抗がセンタリングばね１５ａの弾性力よりも大きいため、センタリングばね１５ａが弾性変形し、その分、保持器１４ａに回転位相差が生じ、その回転位相差によりローラ１３ａが入力外輪１１ａに対して相対移動し楔空間ｍで噛み込んだ状態となり、入力外輪１１ａに入力された回転トルクは出力内輪１２ａに伝達される。その結果、出力内輪１２ａの軸端に連結されたリンク機構や巻き取りドラムおよびワイヤを介してバックドアを電動で開閉することができる。

なお、入力外輪１１ａが停止すれば、センタリングばね１５ａの復元力によりローラ１３ａが楔空間ｍから離脱し、入力外輪１１ａのカム面１８ａの円周方向中央に戻って初期状態となる。しかし、入力外輪１１ａが停止しても、例えばローラ１３ａに作用する残留トルクが大きい場合、ローラ１３ａが楔空間ｍに噛み込んだままになる場合がある。このような場合には、入力外輪１１ａを反対方向に回転させ、ローラ１３ａを楔空間ｍから離脱させることができ、前述の初期状態となる。

（ａ）は本発明に係る車両用バックドアの開閉装置の実施形態で、機械式クラッチを内装したモータアッセンブリを示す断面図、（ｂ）は（ａ）の一部断面部分を含む正面図である。 図１（ａ）の機械式クラッチを示す断面図である。 図１（ｂ）の機械式クラッチを示す断面図である。 （ａ）は本発明の他の実施形態で、機械式クラッチを外付けしたモータアッセンブリを示す断面図、（ｂ）は（ａ）の一部断面部分を含む正面図である。 図４（ａ）の機械式クラッチを示す断面図である。 図４（ｂ）の機械式クラッチを示す断面図である。 図４（ａ）の機械式クラッチの出力内輪にリンク機構へのギアを連結した状態を示す断面図である。 図４（ａ）の機械式クラッチの出力内輪にワイヤを巻回した巻き取りドラムを連結した状態を示す断面図である。 図１（ｂ）および図３の機械式クラッチにおいて、モータが回転していない状態を示す要部拡大断面図である。 図１（ｂ）および図３の機械式クラッチにおいて、入力外輪に正回転トルクを付与した状態を示す要部拡大断面図である。 図１（ｂ）および図３の機械式クラッチにおいて、入力外輪に逆回転トルクを付与した状態を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

Ａ，Ｂ 機械式クラッチ
１ 回転駆動機構（モータ）
３ 減速機（ウォームギア）
１１ａ，１１ｂ 入力側回転部材（入力外輪）
１２ａ，１２ｂ 出力側回転部材（出力内輪）
１３ａ，１３ｂ トルク伝達部材（ローラ）
１４ａ，１４ｂ 保持器
１５ａ，１５ｂ 弾性部材（センタリングばね）
１６ａ，１６ｂ 静止側部材（ハウジング）
１７ａ，１７ｂ 回転抵抗付与手段（摺動ばね）

Claims (4)

1. 車両本体の後部開口に装着されたバックドアを開閉させるための車両用バックドアの開閉装置であって、バックドアが開閉する後部開口より車体内側に配設された回転駆動機構と、この回転駆動機構とバックドアとを相互に連結し、前記回転駆動機構の回転動力によりバックドアを開閉する作動伝達機構とを備え、前記回転駆動機構と作動伝達機構との間に、回転駆動機構の回転時には出力軸に回転トルクを伝達し、回転駆動機構の停止時には出力軸を空転可能状態とする機械式クラッチを介設したことを特徴とする車両用バックドアの開閉装置。
2. 前記機械式クラッチは、静止側部材に対して入力側回転部材と出力側回転部材を正逆回転自在に配置し、前記入力側回転部材と出力側回転部材間に係合・離脱可能なトルク伝達部材を介装し、そのトルク伝達部材を保持する保持器により前記入力側回転部材に対する相対回転を通じて前記静止側部材に対する保持器の回転に対して保持器に摩擦抵抗を作用させて入力側回転部材と保持器の回転位相差を制御することにより前記トルク伝達部材の係合・離脱を切り替える請求項１に記載の車両用バックドアの開閉装置。
3. 前記機械式クラッチを回転駆動機構の減速機に内蔵させた請求項１又は２に記載の車両用バックドアの開閉装置。
4. 前記機械式クラッチを回転駆動機構の減速機に外付けした請求項１又は２に記載の車両用バックドアの開閉装置。