JP2011026856A - 車両用開閉体の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉体の全開位置において伸縮駆動ユニットに発生する衝撃や揺れを緩和することができる車両用開閉体の駆動装置を提供すること。
【解決手段】パワートランクリッド１は、車両ボディ２；車両ボディ２の開口部３を開閉するトランクリッド（開閉体）４；両端部が車両ボディ２とトランクリッド４にそれぞれ枢着され、モータ１４の正逆回転に従い伸縮してトランクリッド４を開閉動作させる伸縮駆動ユニット１０；伸縮駆動ユニット１０のモータ１４を正転させてトランクリッド４を開くとき、トランクリッド４が全開位置に到達したことを検出する全開位置検出部（ヒンジ部材５、ストッパ部材９）；及び全開位置検出部によりトランクリッド４が全開位置に到達したことが検出されたとき、伸縮駆動ユニット１０のモータ１４を逆転させる制御ユニット（制御部）２０；を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パワートランクリッド及びパワードア等の車両用開閉体の駆動装置に関する。

近年、パワートランクリッド及びパワードア等の車両用開閉体において、モータを備えた伸縮駆動ユニットを車両ボディと開閉体にそれぞれ枢着し、モータの正逆回転に従い伸縮駆動ユニットを伸縮させて、開閉体を全開位置と全閉位置の間で開閉動作させる駆動装置が知られている（特許文献１）。

従来、伸縮駆動ユニットのモータを正転させて開閉体を開くとき、開閉体が全開位置に到達した時点で伸縮駆動ユニットのモータの回転を停止させていた。

特許第３５７２４５１号公報

しかしながら、開閉体が全開位置に到達すると伸縮駆動ユニットに衝撃や揺れが発生し、この衝撃や揺れは、ミクロな視点では、単に開閉体が全開位置に到達した時点でモータの回転を停止させただけでは十分に除去できない。特に、開閉体の全開位置では伸縮駆動ユニットに発生する衝撃や揺れが目立ちやすく、とりわけ高級車にあっては問題となる。

また、開閉体が全開位置に到達したことを検出する機構として、例えば、開閉体に設けたヒンジ部材と車両ボディに設けたストッパ部材を当接させるメカストッパ機構が知られているが、このメカストッパ機構では、ヒンジ部材とストッパ部材の当接により伸縮駆動ユニットに加わる衝撃や揺れが大きくなり、伸縮駆動ユニット、並びに該ユニットに枢着された車両ボディ及び開閉体が小刻みに振動する。

さらに、伸縮駆動ユニットを車両ボディ及び開閉体に枢着する機構として、例えばボールジョイントのように、枢着部に遊びを設けるのが一般的であるが、この遊びが却って、伸縮駆動ユニットに加わる衝撃や揺れを助長していることも指摘されている。

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、開閉体の全開位置において伸縮駆動ユニットに発生する衝撃や揺れを緩和することができる車両用開閉体の駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の車両用開閉体の駆動装置は、車両ボディ；該車両ボディの開口部を開閉する開閉体；両端部が上記車両ボディと開閉体にそれぞれ枢着され、モータの正逆回転に従い伸縮して開閉体を開閉動作させる伸縮駆動ユニット；上記伸縮駆動ユニットのモータを正転させて上記開閉体を開くとき、開閉体が全開位置に到達したことを検出する全開位置検出部；及び上記全開位置検出部により開閉体が全開位置に到達したことが検出されたとき、上記伸縮駆動ユニットのモータを逆転させる制御部；を有することを特徴としている。

上記伸縮駆動ユニットの枢着部に遊びが設けられている場合、上記制御部は、開閉体が全開位置に到達した直後から上記伸縮駆動ユニットの枢着部の遊びの範囲内で、上記伸縮駆動ユニットのモータを逆転させることが好ましい。

上記制御部は、上記全開位置検出部により開閉体が全開位置に到達したことが検出された時点から所定時間が経過するまで上記伸縮駆動ユニットのモータを逆転させ、その後上記伸縮駆動ユニットのモータを停止させることができる。

上記制御部は、上記全開位置検出部により開閉体が全開位置に到達したことが検出された時点から所定回数のパルスエッジを検出するまで上記伸縮駆動ユニットのモータを逆転させ、その後上記伸縮駆動ユニットのモータを停止させることができる。

上記制御部は、上記開閉体が全開位置に到達するまでに、上記伸縮駆動ユニットのモータの回転速度を段階的に下げていくことができる（スローストップ）。

上記車両ボディにストッパ部材を設け、上記開閉体に当接部材を設け、上記全開位置検出部は、上記ストッパ部材と当接部材が当接することを検出する態様を採ることができる（メカストッパ機構）。

本発明によれば、開閉体の全開位置において伸縮駆動ユニットに発生する衝撃や揺れを緩和することができる車両用開閉体の駆動装置を提供することができる。

本発明のパワートランクリッドの全開位置における構成を示す斜視図である。 図１のパワートランクリッドの開閉動作を示す断面図である。 伸縮駆動ユニットの単体構造を示す概念図である。 パワートランクリッドの開閉動作時における伸縮駆動ユニットとトランクリッドの枢着部の挙動を示す概念図である。 パワートランクリッドの駆動装置をその制御ユニットを中心に示した機能ブロック図である。 制御ユニットによる駆動モータの回転制御を示すフローチャートである。

図１−６を用いて、本発明の車両用開閉体の駆動装置をパワートランクリッド１に適用した実施形態を説明する。パワートランクリッド１は、車両ボディ２の開口部３をトランクリッド（開閉体）４により開閉可能に構成されている。トランクリッド４は、車両左右方向に設けた対をなすヒンジ部材（当接部材）５によって車両ボディ２に枢着されており、ヒンジ部材５の枢軸５ａを中心に開閉自在になっている。トランクリッド４の内部にはクローザモータ（ＬＣＬモータ）Ｍが取付けられており、このクローザモータＭは、トランクリッド４に設けられたロック６と車両ボディ２の開口部３の壁面に設けられたストライカ７が係合した状態で、トランクリッド４をハーフラッチ位置と全閉位置の間で駆動させる。開口部３の縁部全周には、トランクリッド４の全閉位置で車両ボディ２とトランクリッド４の間で弾性変形して開口部３への水の浸入を防止するウェザーストリップ８が設けられている（図１）。

車両ボディ２の開口部３の壁面とトランクリッド４のヒンジ部材５には、伸縮駆動ユニット１０の一端と他端がそれぞれ枢着されている。図３にその単体構造の概念図を示すように、伸縮駆動ユニット１０は、有底ハウジング１１と、この有底ハウジング１１の内円筒面１１ａでストッパ１１ｂに螺合している回転ナット１２と、この回転ナット１２に螺合されたロッド部材１３とを有している。有底ハウジング１１の内部には、駆動モータ（ＰＴＬモータ）１４、減速機構Ｇ及びピニオンギヤＰが設けられており、ピニオンギヤＰが回転ナット１２の外周ギヤ１２ａに噛み合っている。これにより、駆動モータ１４が正逆に回転すると、駆動モータ１４の駆動力が減速機構Ｇ及びピニオンギヤＰを介して回転ナット１２に伝わり、回転ナット１２は有底ハウジング１１内の定位置で正逆に回転する。回転ナット１２の回転に従い、ロッド部材１３が有底ハウジング１１（回転ナット１２）に収納され、又は有底ハウジング１１（回転ナット１２）から突出する。有底ハウジング１１には、ボール収容部１５ａを有するジョイント部１５が結合されており、このボール収容部１５ａに、車両ボディ２の開口部３の壁面に設けたボールスタッド（図示せず）が嵌められる。ロッド部材１３の先端部１３ａには、ボール収容部１６ａを有するジョイント部１６が結合されており、このボール収容部１６ａに、トランクリッド４のヒンジ部材５に設けたボールスタッド５ｂが嵌められる（図４（Ａ）−（Ｃ））。以上の構成により、伸縮駆動ユニット１０は、駆動モータ１４の正逆回転に従い伸縮して、トランクリッド４が開閉動作される（図２）。伸縮駆動ユニット１０は、車両ボディ２の開口部３の壁面に設けたベースプレート（図示せず）に取付けられている。伸縮駆動ユニット１０にはクラッチは設けられていない。

車両ボディ２の開口部３の車両左右方向には、トランクリッド４のヒンジ部材５に対応させて、対をなすストッパ部材９が設けられている。トランクリッド４が全開位置に到達すると、トランクリッド４のヒンジ部材５がストッパ部材９に当接する（図１、２）。すなわち、ヒンジ部材５とストッパ部材９は、トランクリッド４が全開位置に到達したことを検出する全開位置検出部（メカストッパ機構）として機能する。

伸縮駆動ユニット１０によるトランクリッド４の開閉動作は、車両ボディ２の開口部３に設けられた制御ユニット（制御部）２０によって制御される（図１）。図５は、制御ユニット２０を中心にパワートランクリッド１の駆動装置を示した機能ブロック図である。図５において、受信部３０は、キーと一体形成されたワイヤレスリモコン３０ａから無線送信されたトランク開閉操作信号を受信して制御ユニット２０に送る。トランク開閉操作スイッチ部３１は、車室内やトランクリッド４に設けられ、該スイッチ３１の操作によってトランク開閉操作信号が制御ユニット２０に送られる。モータ回転数検出部３２は、例えば駆動モータ１４の近傍に設けたマグネットとホールＩＣ（図示せず）からなり、このマグネットの発生磁場をホールＩＣで電気信号に変換することにより駆動モータ１４の回転数を検出する。モータ回転数検出部３２は、検出した駆動モータ１４の回転数を制御ユニット２０に送る。全開位置検出部３３は上述のように、ヒンジ部材５とストッパ部材９により構成され、トランクリッド４が全開位置に到達したことを伝える全開位置検出信号を制御ユニット２０に送る。

制御ユニット２０は、モータ回転制御部２１と、タイマ部２２と、パルスカウンタ２３とを有する。モータ回転制御部２１は、受信部３０又はトランク開閉操作スイッチ部３１から受けたトランク開閉操作信号に基づいて、伸縮駆動ユニット１０の駆動モータ１４を回転制御する。具体的には、モータ回転制御部２１は、受信部３０又はトランク開閉操作スイッチ部３１からトランク開信号（閉信号）を受けたときは、駆動モータ１４を正転（逆転）させて、伸縮駆動ユニット１０を短縮（伸張）させることにより、トランクリッド４を開く（閉じる）。

制御ユニット２０（モータ回転制御部２１）は、トランクリッド４を閉じていき、同トランクリッド４が全開位置に到達した時点からの駆動モータ１４の回転制御に特徴を有する。この回転制御について、図６のフローチャートを参照して説明する。

トランクリッド４が全閉位置にある場合において（Ｓ１）、受信部３０又はトランク開閉操作スイッチ部３１からトランク開信号を受けたときは、モータ回転制御部２１は、駆動モータ１４を正転させて、伸縮駆動ユニット１０を短縮させることにより、トランクリッド４を開いていく（Ｓ２）。やがてトランクリッド４が全開位置に到達すると（Ｓ３）、モータ回転制御部２１は、駆動モータ１４の正転を停止する（Ｓ４）。モータ回転制御部２１は、トランクリッド４が全閉位置から開き始めるときは（Ｓ１、Ｓ２）、駆動モータ１４の回転速度を段階的に上げていき（スロースタート）、トランクリッド４が全開位置に到達するまでは（Ｓ３、Ｓ４）、駆動モータ１４の回転速度を段階的に下げていく（スローストップ）。

モータ回転制御部２１は、トランクリッド４が全開位置に到達して全開位置検出部３３からの全開位置検出信号を受けた時点で、タイマ部２２とパルスカウンタ２３を参照して、Ｔｍｓカウンタとパルスエッジカウンタを所定の値に設定するとともに（Ｓ５）、駆動モータ１４を逆転させる（Ｓ６）。この駆動モータ１４の逆転は、所定時間が経過してＴｍｓカウンタの設定値がゼロになるか（Ｓ７、Ｓ１０；ＮＯ）、又は所定回数のパルスエッジを検出してパルスエッジカウンタの設定値がゼロになるまで継続される（Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０；ＮＯ）。Ｔｍｓカウンタ又はパルスエッジカウンタの設定値がゼロになると（Ｓ１０；ＹＥＳ）、モータ回転制御部２１は、駆動モータ１４の回転を完全に停止させる（Ｓ１１）。パルスエッジの検出（Ｓ８；ＹＥＳ，ＮＯ）にはモータ回転数検出部３２からの信号が用いられる。

ここで、トランクリッド４が全開位置に到達してから駆動モータ１４を逆転させる量（Ｓ６−Ｓ１１）は、モータ回転制御部２１によって、トランクリッド４の開放状態をマクロに見て変化させるものではない量に設定されている。これにより、トランクリッド４が全開位置に到達した状態を維持したままで、伸縮駆動ユニット１０に発生する衝撃や揺れを緩和することができる。すなわち、トランクリッド４を開く過程で伸縮駆動ユニット１０に蓄積したエネルギーを駆動モータ１４の逆転動作により開放する（抜く）ことができるので、特にクラッチを設けない伸縮駆動ユニット１０に対して有利である。

また、全開位置検出部３３としてヒンジ部材５とストッパ部材９が当接するメカストッパ機構を用いると、ヒンジ部材５とストッパ部材９の当接により伸縮駆動ユニット１０に加わる衝撃や揺れが大きくなるが、この衝撃や揺れを効果的に緩和し、伸縮駆動ユニット１０、並びに該ユニット１０に枢着された車両ボディ２及びトランクリッド４が振動するのを防止することができる。

さらに、本制御によれば、伸縮駆動ユニット１０とトランクリッド４（ヒンジ部材５）の枢着部に設けた遊びに起因する衝撃や揺れを効果的に緩和することができる。この作用効果について、図４（Ａ）−（Ｃ）を用いて説明する。図４（Ａ）−（Ｃ）では、本発明の作用効果を理解しやすくするために、各部材の構成、寸法及び動作を誇張して描いている。

図４（Ａ）に示すように、駆動モータ１４が停止した状態では、伸縮駆動ユニット１０のジョイント部１６とトランクリッド４のヒンジ部材５とは、ジョイント部１６のボール収容部１６ａとヒンジ部材５のボールスタッド５ｂが伸縮方向に遊び（隙間）Ａ１、Ａ２を有する態様で枢着されている。図４（Ｂ）に示すように、駆動モータ１４が正転して伸縮駆動ユニット１０が短縮されると、ボール収容部１６ａがボールスタッド５ｂに接触して遊びＡ１を除いた状態で、伸縮駆動ユニット１０がヒンジ部材５を引っ張るようにしてトランクリッド４が開かれていき、やがてトランクリッド４が全開位置に到達する。

ここで、トランクリッド４が全開位置に到達した時点で駆動モータ１４の回転を停止させただけでは、ミクロな視点で、図４（Ｂ）の状態、すなわちボール収容部１６ａがボールスタッド５ｂに接触して遊びＡ１を除いた状態を解消することができず、このことが全開時に伸縮駆動ユニット１０に加わる衝撃や揺れを助長していると考えられる。

本実施の形態では、図４（Ｃ）に示すように、トランクリッド４が全開位置に到達したことが検出されたときに、遊びＡ１、Ａ２の範囲内で駆動モータ１４を逆転させることで、トランクリッド４が全開位置に到達した直後からボール収容部１６ａとボールスタッド５ｂの接触を解除して、ボールスタッド５ｂをボール収容部１６ａの中央に位置させ、遊びＡ１、Ａ２が等間隔となるように維持することができる。これにより、伸縮駆動ユニット１０に加わる衝撃や揺れを効果的に緩和することができる。

以上の実施の形態では、本発明の車両用開閉体の駆動装置をパワートランクリッド１に適用した場合を例示して説明したが、本発明の車両用開閉体の駆動装置は、パワードア等の他の開閉体にも適用可能である。

以上の実施の形態では、全開位置検出部３３をヒンジ部材５とストッパ部材９からなるメカストッパ機構により構成した場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されない。メカストッパ機構を用いない態様では、トランクリッド４が全開位置に到達したことを、モータ回転数検出部３２が検出した駆動モータ１４の回転数に基づくパルス制御によって検出することもできる（ソフトストッパ機構）。全開位置検出部３３として、メカストッパ機構とソフトストッパ機構を併用することも勿論可能である。

以上の実施の形態では、伸縮駆動ユニット１０をヒンジ部材５（トランクリッド４）及び車両ボディ２とボールジョイント機構により枢着した場合を例示して説明したが、ボールジョイント機構以外であっても、これらが遊びを設けて枢着される構造であれば、本発明の作用効果を得ることができる。

１ パワートランクリッド
２ 車両ボディ
３ 開口部
４ トランクリッド（開閉体）
５ ヒンジ部材（全開位置検出部、最大短縮状態検出部、当接部材）
５ａ 枢軸
５ｂ ボールスタッド
６ ロック
７ ストライカ
８ ウェザーストリップ
９ ストッパ部材（全開位置検出部、最大短縮状態検出部）
１０ 伸縮駆動ユニット
１１ 有底ハウジング
１１ａ 内円筒面
１１ｂ ストッパ
１２ 回転ナット
１３ ロッド部材
１３ａ 先端部
１４ 駆動モータ（ＰＴＬモータ）
１５ ジョイント部
１５ａ ボール収容部
１６ ジョイント部
１６ａ ボール収容部
２０ 制御ユニット（制御部）
２１ モータ回転制御部
２２ タイマ部
２３ パルスカウンタ
３０ 受信部
３０ａ ワイヤレスリモコン
３１ トランク開閉操作スイッチ部
３２ モータ回転数検出部
３３ 全開位置検出部
Ｍ クローザモータ（ＬＣＬモータ）
Ｇ 減速機構
Ｐ ピニオンギヤ
Ａ１ Ａ２ 遊び（隙間）

Claims (6)

1. 車両ボディ；
   該車両ボディの開口部を開閉する開閉体；
   両端部が上記車両ボディと開閉体にそれぞれ枢着され、モータの正逆回転に従い伸縮して開閉体を開閉動作させる伸縮駆動ユニット；
   上記伸縮駆動ユニットのモータを正転させて上記開閉体を開くとき、開閉体が全開位置に到達したことを検出する全開位置検出部；及び
   上記全開位置検出部により開閉体が全開位置に到達したことが検出されたとき、上記伸縮駆動ユニットのモータを逆転させる制御部；
   を有することを特徴とする車両用開閉体の駆動装置。
2. 請求項１記載の車両用開閉体の駆動装置において、
   上記伸縮駆動ユニットの枢着部には遊びが設けられており、
   上記制御部は、開閉体が全開位置に到達した直後から上記伸縮駆動ユニットの枢着部の遊びの範囲内で、上記伸縮駆動ユニットのモータを逆転させる車両用開閉体の駆動装置。
3. 請求項１または２記載の車両用開閉体の駆動装置において、
   上記制御部は、上記全開位置検出部により開閉体が全開位置に到達したことが検出された時点から所定時間が経過するまで上記伸縮駆動ユニットのモータを逆転させ、その後上記伸縮駆動ユニットのモータを停止させる車両用開閉体の駆動装置。
4. 請求項１または２記載の車両用開閉体の駆動装置において、
   上記制御部は、上記全開位置検出部により開閉体が全開位置に到達したことが検出された時点から所定回数のパルスエッジを検出するまで上記伸縮駆動ユニットのモータを逆転させ、その後上記伸縮駆動ユニットのモータを停止させる車両用開閉体の駆動装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載の車両用開閉体の駆動装置において、
   上記制御部は、上記開閉体が全開位置に到達するまでに、上記伸縮駆動ユニットのモータの回転速度を段階的に下げていく車両用開閉体の駆動装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載の車両用開閉体の駆動装置において、
   上記車両ボディにストッパ部材を設け、上記開閉体に当接部材を設け、上記全開位置検出部は、上記ストッパ部材と当接部材が当接することを検出する車両用開閉体の駆動装置。

Images