JP2020147931A - 車両スライド扉の動力スライド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力ユニット２０の厚さを薄くする。【解決手段】動力スライド装置は、スライド扉１１と、ワイヤーケーブルと、前記ワイヤーケーブルを移動させることによりスライド扉１１をスライドさせる動力ユニット２０とを有する。動力ユニット２０はスライド扉１１の内部空間に配置する。動力ユニット２０はモータ２９と、開扉ドラム２１Ａ及び閉扉ドラム２１Ｂとを備える。開扉ドラム２１Ａの開扉ドラム軸２８Ａと、閉扉ドラム２１Ｂの閉扉ドラム軸２８Ｂとモータ２９のモータ軸２９Ａとは、互いに軸芯の異なる平行軸とする。開扉ケーブル２２Ａと閉扉ケーブル２２Ｂは、開扉ドラム軸２８Ａと閉扉ドラム軸２８Ｂとで挟まれた内側位置から外方に伸長させる。【選択図】図６

Description

本発明は、車両スライド扉の動力スライド装置に関するものである。本願発明は、同一出願人が提出した特願２０１７−１７１２７１号の改良に関するものである。

従来、車体に設けたガイドレールにスライド自在に取付けたスライド扉と、スライド扉若しくは車体に連結させた一対のワイヤーケーブルと、モータ動力によりワイヤーケーブルを開扉方向または閉扉方向に牽引しうるワイヤードラムとを備えた動力スライド装置は、公知である。

動力スライド装置は、車体のクオータパネルの裏側（室内側）の車内空間に設置する場合と（特許文献１）、スライド扉の内部空間に設置する場合（特許文献２）とに大別される。動力スライド装置をどちらに設置するにしても、大きな課題となるのが動力スライド装置の嵩であり、特に、車体を基準とた場合の幅方向の厚さが課題となる。例えば、車体側に設置する場合では、車内空間が狭くなる。スライド扉に設置する場合は、車内空間への影響は回避できるが、昇降式ドアガラスとの干渉問題等によりスライド扉への取付作業性に難が生じ、小型で幅の薄いスライド扉の場合は、より顕著な取付作業性の問題が生じると共に、取付場所の確保もより困難となる。

特許文献３には、ワイヤードラムを一対に分割形成し、一対のワイヤードラムに一対のワイヤーケーブルの各端部をそれぞれ連結した動力スライド装置が記載されている。

特開２０１５−１４２４１０号公報 特開２０１８−１０３８８７号公報 特開２００７−１１３２０５号公報

動力スライド装置の幅方向の厚さ問題は、モータの回転軸方向の厚さと、ワイヤーケーブルの端部が連結されるワイヤードラムの回転軸方向の厚さが主因となる。例えば、特許文献２に記載された構成では、動力スライド装置の幅方向の厚さは、その図３の内容から、モータの回転軸方向の厚さにワイヤードラムの回転軸方向の厚さを加算した厚さに等しく、このような特許文献２の装置を、設置できるスライド扉は限られることになる。

また、特許文献３の構成では、ワイヤードラムを一対に分割形成しているが、これらのワイヤードラムは同一軸に軸止されており、互いに重合する構成である。従って、回転軸方向の厚さは、従前の単体式のワイヤードラムの厚さより厚くなっている（特許文献３の図５〜図７は展開図で、２つのワイヤードラムは図４のように同一軸に支持されている）。

よって、本発明は、車体１０に対して閉扉方向と開扉方向にスライド自在に取付けられたスライド扉１１と、前記スライド扉１１と前記車体１０との間に設けられるワイヤーケーブルと、前記ワイヤーケーブルをモータ動力で移動させることにより前記スライド扉１１を前記閉扉方向及びの前記開扉方向にスライドさせる動力ユニット２０とを有する動力スライド装置において、前記動力ユニット２０は前記スライド扉１１の内部空間に配置し；前記動力ユニット２０はモータ２９と、一対の開扉ドラム２１Ａ及び閉扉ドラム２１Ｂとを備え；前記ワイヤーケーブルは、前記開扉ドラム２１Ａに一端が連結される開扉ケーブル２２Ａと前記閉扉ドラム２１Ｂに一端が連結される閉扉ケーブル２２Ｂとを備え；前記開扉ドラム２１Ａの開扉ドラム軸２８Ａと、前記閉扉ドラム２１Ｂの閉扉ドラム軸２８Ｂと前記モータ２９のモータ軸２９Ａとは、互いに軸芯の異なる平行軸とし；前記開扉ドラム２１Ａから伸びる前記開扉ケーブル２２Ａと、前記閉扉ドラム２１Ｂから伸びる前記閉扉ケーブル２２Ｂとは、前記開扉ドラム軸２８Ａと前記閉扉ドラム軸２８Ｂとで挟まれた内側位置から外方に伸長させた車両スライド扉の動力スライド装置の構成としたものである。

請求項１に係る発明では、動力ユニット２０の幅方向の厚さを抑制でき、スライド扉１１への取付が容易となると共に、小型で幅の薄いスライド扉１１への適応力が格段に上昇する。
請求項２に係る発明では、動力ユニット２０はインナーパネル２３に対して室内側から固定可能とし、動力ユニット２０からガイド体３２に至る開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂはインナーパネル２３の室外側に配置できるので、動力ユニット２０の取付作業性と開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂの配策作業性の向上させることが出来る。

本発明による動力スライド装置を備えたスライド扉及び車体の側面図である。 スライド扉の金属製インナーパネルの室内側の斜視図である。 動力ユニットの室内側の斜視図である。 動力ユニットの室外側の斜視図である。 動力ユニットの内部構造の室内側の斜視図である。 動力ユニットの内部構造の室外側の斜視図である。 ガイド体の全体斜視図である。

本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。図１は、車体１０と、車体１０にスライド自在に取付けられたスライド扉１１と、スライド扉１１により閉塞されうる出入口１２とを示している。車体１０の上部側にはアッパーレール１３が固定され、下部側にはロワーレール１４が固定され、車体１０の上下の略中央にはセンターレール１６が固定される。センターレール１６は車体１０のクオータパネル１５の外面側に配置される。アッパーレール１３、ロワーレール１４及びセンターレール１６は車両前後方向に伸びている。

スライド扉１１には、アッパーレール１３、ロワーレール１４及びセンターレール１６にそれぞれスライド自在に係合するアッパーローラーブラケット１７と、ロワーローラーブラケット１８と、センターローラーブラケット１９とが設けられる。３つのブラケット１７、１８、１９は三角形の各頂点となるように配置され、これにより、スライド扉１１は車体１０にバランス良く支持されてスライド移動の安定性が確保され、また、スライド扉の支持強度も十分に確保される。

スライド扉１１の内部空間にはモータ動力を備えた動力ユニット２０が設けられる。動力ユニット２０には、モータ動力で回転するワイヤードラム２１が設けられる。ワイヤードラム２１には２本のワイヤーケーブル（図２以下参照）、即ち、スライド扉１１を開扉移動させるときに巻き取られる開扉ケーブル２２Ａと、スライド扉１１を閉扉移動させるときに巻き取られる閉扉ケーブル２２Ｂの一端側がそれぞれ連結される。ワイヤードラム２１が開扉回転すると、開扉ケーブル２２Ａの巻き取りと閉扉ケーブル２２Ｂの繰り出しが行われて、スライド扉１１は開扉スライドする。ワイヤードラム２１が閉扉方向に回転すると、スライド扉１１は閉扉スライドする。

図２はスライド扉１１の金属製のインナーパネル２３の室内側を示している。インナーパネル２３の上部半分には昇降式ドアガラス２４（図１）用の窓開口部２５が設けられ、下部半分には、複数のサービスホール２６が設けられている。サービスホール２６は窓開口部２５に比して格段に小型である。サービスホール２６は、車両ごとに若干の違いはあるが、略類似した場所に設けられている。

複数のサービスホール２６のうち、車両後方側の下方に位置するサービスホール２６Ａには、動力ユニット２０を取り付ける。サービスホール２６Ａは動力ユニット２０の取付に適した形状であるのが望ましいが、専用のサービスホール２６Ａを必要とするものではなく、動力ユニット２０を室内側からボルトナットなどの連結具で固定でき、かつ、上部に伸びる開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂをインナーパネル２３の室外側に引き出せればよい。

図３、４には、動力ユニット２０の外観が示されている。本願における動力ユニット２０の第１の特徴は、一対のケーブル２２Ａ、２２Ｂが、略平行状態で上方に伸びていることである。従来、クオータパネルの裏側に配置される動力ユニットでは、一対のワイヤーケーブルは動力ユニットから左右両側に伸びる構造であり、スライド扉の内部に配置する動力ユニットは、クオータパネル配置型の動力ユニットの転用であったため、同様に、一対のワイヤーケーブルは左右両側に伸びる構造であった。このため、従来の動力ユニットはスライド扉１１の内部に配置するには適していなかった。

動力ユニット２０は、全体を分割可能なハウジング２７で囲われている。動力ユニット２０の上下の中間にはワイヤードラムと、減速機構が配置され、動力ユニット２０の下部には、モータと制御用のＥＣＵとが配置される。

図５、６には、動力ユニット２０の内部構造が示されている。内部構造における第１の特徴はワイヤードラム２１の構成である。本願のワイヤードラム２１は、図６のように、別軸で軸止された一対の開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとに分割構成している。

開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとは、互いに平行で横並びに配置された開扉ドラム軸２８Ａと閉扉ドラム軸２８Ｂとにそれぞれ軸止されている。開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとは、同じ回転平面上に配置するが、互いに重合しない距離だけ離間させる。

開扉ドラム２１Ａには開扉ケーブル２２Ａの端部が連結され、閉扉ドラム２１Ｂには閉扉ケーブル２２Ｂの端部が連結される。開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとは、同一方向に回転する構成とする。これにより、開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂにそれぞれ連結された開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂは、開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとの互いに近接する側から上方に延伸させることができる。換言すれば、開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂは、開扉ドラム軸２８Ａと閉扉ドラム軸２８Ｂとで挟まれた内側位置から上方に伸びることになる。

開扉ドラム２１Ａおよび閉扉ドラム２１Ｂの下方にはモータ２９を設ける。モータ２９は、極力、開扉ドラム２１Ａおよび閉扉ドラム２１Ｂと同じ回転平面に配置する。モータ２９のモータ軸２９Ａには、モータ歯車２９Ｂを固定する。モータ歯車２９Ｂは好適にはヘリカルギヤである。

モータ歯車２９Ｂには、２段ギヤ３０の大径ギヤ３０Ａを噛合させる。２段ギヤ３０のギア軸３０Ｂは、モータ軸２９Ａ並びに開扉ドラム軸２８Ａおよび閉扉ドラム軸２８Ｂと平行とする。２段ギヤ３０の小径ギヤ３０Ｃは、開扉ドラムギヤ３１Ａおよび閉扉ドラムギヤ３１Ｂに噛合させる。

開扉ドラムギヤ３１Ａは開扉ドラム２１Ａと一体的に回転させ、閉扉ドラムギヤ３１Ｂは閉扉ドラム２１Ｂと一体的に回転させる。これにより、モータ２９の回転により、開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとは等速で同一方向に回転する。

上記のように、本願では、ワイヤードラム２１を別軸で軸止された一対の開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとに分割している。分割することで、従来の単体形式のワイヤードラムに比べて、ワイヤードラムの軸方向の厚さを有意に短縮することに成功した。

開扉ドラム軸２８Ａ、閉扉ドラム軸２８Ｂ、およびモータ軸２９Ａは軸芯の異なる互いに平行な軸としてある。このため、開扉ドラム２１Ａと、閉扉ドラム２１Ｂと、モータ２９とのそれぞれの厚さの合算による厚みの増加を抑制している。

本願のモータ２９はインナーロータ型でネオジム磁石を用いた１２極８相、扁平薄型のブラシレスモータを採用している。モータ２９には図示省略のＵ相線とＶ相線とＷ相線とが１２０度間隔で設けられている。

ブラシレスであるモータ２９は、ブラシ省略により高寿命となり、さらに機械的効率も高くなる。ブラシレスであるモータ２９は通電時の摺接がないことから摺動音が生じずに静音性に優れ、ブラシによるスパークの発生がないためＥＭＣノイズ問題も回避できる。

ブラシレスモータ２９は、ブラシを用いないため薄型となる。インナーロータ型のモータ２９はコイルを外周側に配置できるので放熱性に優れ、回転イナーシャを低減できる。ブラシレスモータは多極化が容易であり、多極化することによりコギングの低減を図れる。

モータ２９はブラシレスの特性として停止状態においても保持トルクを発生させる停止保持制御を行うことができる。停止保持制御とは、別途のクラッチなしでモータ２９をブレーキとして使用するもので、このため、スライド扉１１を停止状態で保持することができ、また、所定角度の傾斜地においててもスライド扉１１を停止状態で保持することができる。クラッチのないモータ２９は動力ユニット２０の小型化、薄型化に貢献する。

モータ２９は、ステッピングモータのようなステップ制御を行うことができて制御性や回転精度に優れる。また、モータ２９は正弦波駆動することも可能であり、トルク変動を低減させることができる。

モータ２９の停止保持制御は、スライド扉１１のスライド移動を急制動させることもできる。モータ２９ではベクトル制御により永久磁石の磁力を変化させることができ、スライド扉１１の種類やその他の仕様により、高トルク低回転運転や低トルク高回転運転を行うことができる。さらに、高電圧低回転制御によりステッピングモータのような動作が得られる。低電圧高回転制御では、スライド扉１１の手動開閉モードにおいて人手による開閉操作のアシストをすることができる。

モータ２９にブラシレスモータを採用することにより、上記の特徴を生かしてスライド扉１１の挙動を安定化できる。制御性の向上により低電流動作が可能となりハーネス径およびヒューズ容量を低減化し、コストダウンを図ることができる。

図７は、動力ユニット２０から伸びる開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂをセンターレール１６に沿わせて伸ばすガイド体３２を示している。ケーブル２２Ａ、２２Ｂは、前述したように、スライド扉１１のインナーパネル２３の室外側を上方に伸びている。ガイド体３２はスライド扉１１に固定した第１ケース３３を備え、第１ケース３３には、水平方向に並列した開扉プーリー３４Ａと、閉扉プーリー３４Ｂを軸止させる。

開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂは、開扉プーリー３４Ａおよび閉扉プーリー３４Ｂに案内されて略水平状態で側方に導かれ、スライド扉１１の後端部から、外部に引き出される。

ガイド体３２の第２ケース３５は、好適には、センターローラーブラケット１９に軸止される。第２ケース３５には、一対のガイドプーリー３６Ａ、３６Ｂが軸止される。ガイドプーリー３６Ａ、３６Ｂは、それぞれ独立回転可能な二重プーリーであり、例えば、開扉ケーブル２２Ａはガイドプーリー３６Ａの上段プーリーおよびガイドプーリー３６Ｂの上段プーリーをそれぞれ経由して、センターレール１６の後端部に固定され、閉扉ケーブル２２Ｂはガイドプーリー３６Ａの下段プーリーおよびガイドプーリー３６Ｂの下段プーリーをそれぞれ経由して、センターレール１６の前端部に固定される。

図１のスライド扉１１は説明のために例示したものに過ぎず、動力ユニット２０は小型車のスライド扉１１への取付も容易なものである。

以上のように、本発明による動力ユニット２０は、スライド扉１１の幅方向の厚みを極力抑えることに成功しているため、スライド扉１１の狭い内部空間内に従来に比べて容易に取り付けることができ、また、ドアガラス２４の昇降の妨げとなることも良好に回避できる。また、従来困難であった、小型車のスライド扉に対しても対応可能性が高くなる。加えて、スライド扉１１内での取付場所の自由度が高くなるため、各種多数のスライド扉への取付可能性が期待できる。また、開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂは、左右に並んだ状態で上方のガイド体３２に導くことが出来るので、スライド扉１１の狭い内部空間おいても配策を良好に行える。

１０…車体、１１…スライド扉、１２…出入口、１３…アッパーレール、１４…ロワーレール、１５…クオータパネル、１６…センターレール、１７…アッパーローラーブラケット、１８…ロワーローラーブラケット、１９…センターローラーブラケット、２０…動力ユニット、２１…ワイヤードラム、２１Ａ…開扉ドラム、２１Ｂ…閉扉ドラム、２２Ａ…開扉ケーブル、２２Ｂ…閉扉ケーブル、２３…インナーパネル、２４…ドアガラス、２５…窓開口部、２６…サービスホール、２６Ａ…サービスホール、２７…ハウジング、２８Ａ…開扉ドラム軸、２８Ｂ…閉扉ドラム軸、２９…モータ、２９Ａ…モータ軸、２９Ｂ…モータ歯車、３０…２段ギヤ、３０Ａ…大径ギヤ、３０Ｂ…ギア軸、３０Ｃ…小径ギヤ、３１Ａ…開扉ドラムギヤ、３１Ｂ…閉扉ドラムギヤ、３２…ガイド体、３３…第１ケース、３４Ａ…開扉プーリー、３４Ｂ…閉扉プーリー、３５…第２ケース、３６Ａ…ガイドプーリー、３６Ｂ…ガイドプーリー。

Claims (2)

1. 車体（１０）に対して閉扉方向と開扉方向にスライド自在に取付けられたスライド扉（１１）と、前記スライド扉（１１）と前記車体（１０）との間に設けられるワイヤーケーブルと、前記ワイヤーケーブルをモータ動力で移動させることにより前記スライド扉（１１）を前記閉扉方向及びの前記開扉方向にスライドさせる動力ユニット（２０）とを有する動力スライド装置において：
   前記動力ユニット（２０）は前記スライド扉（１１）の内部空間に配置し；
   前記動力ユニット（２０）はモータ（２９）と、一対の開扉ドラム（２１Ａ）及び閉扉ドラム（２１Ｂ）とを備え；
   前記ワイヤーケーブルは、前記開扉ドラム（２１Ａ）に一端が連結される開扉ケーブル（２２Ａ）と前記閉扉ドラム（２１Ｂ）に一端が連結される閉扉ケーブル（２２Ｂ）とを備え；
   前記開扉ドラム（２１Ａ）の開扉ドラム軸（２８Ａ）と、前記閉扉ドラム（２１Ｂ）の閉扉ドラム軸（２８Ｂ）と前記モータ（２９）のモータ軸（２９Ａ）とは、互いに軸芯の異なる平行軸とし；
   前記開扉ドラム（２１Ａ）から伸びる前記開扉ケーブル（２２Ａ）と、前記閉扉ドラム（２１Ｂ）から伸びる前記閉扉ケーブル（２２Ｂ）とは、前記開扉ドラム軸（２８Ａ）と前記閉扉ドラム軸（２８Ｂ）とで挟まれた内側位置から外方に伸長させた車両スライド扉の動力スライド装置。
2. 請求項１において、前記動力ユニット（２０）は前記スライド扉（１１）の金属製のインナーパネル（２３）に固定し、前記スライド扉（１１）には前記動力ユニット（２０）から上方に伸長する前記開扉ケーブル（２２Ａ）および前記閉扉ケーブル（２２Ｂ）を水平状態に導いて前記スライド扉（１１）の外部に案内するガイド体（３２）を設け、前記動力ユニット（２０）から前記ガイド体（３２）に至る前記開扉ケーブル（２２Ａ）および前記閉扉ケーブル（２２Ｂ）は前記インナーパネル（２３）の室外側に配策した車両スライド扉の動力スライド装置。

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