JP3749708B2 - 車両用自動開閉装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動開閉装置に関し、特に、バックドア、トランクリッド、エンジンフード、ドア等の開閉に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車などの車両に装着される開閉部材としては、ヒンジを支点に揺動させることにより開閉をおこなうバックドア、トランクリッド等や、レールに沿って移動させることにより開閉をおこなうスライドドア等がある。
【0003】
たとえば、ワンボックス車には、バックドアを設けることにより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、車体の後端部に固定されたヒンジを介して装着され、ヒンジを支点として上下方向に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大きく跳ね上げられることになるため、跳ね上げ式のバックドアとも呼ばれている。
【0004】
このようなバックドアは、開放時において上方に大きく跳ね上げられることが多く、バックドアの端部と地面との間には大きな間隔が生じるため、その開閉は困難となっていた。特に、女性や子供にとっては、このようなバックドアを閉じることが大変困難であった。
【0005】
そこで、女性や子供でもバックドアを容易に開閉できるように、自動開閉装置を搭載した車両も増加している。このような自動開閉装置は、例えば、駆動源であるモータに駆動されるピニオンと、このピニオンに噛み合うラックとを備えており、ラックとバックドアとは連結ロッドによって連結される。バックドアを自動的に開閉する際には、モータによって直進駆動されるラックから、連結ロッドを介してバックドアに開閉力が伝達されることになる(たとえば、特許文献1参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−253241号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータ、ピニオンおよびラックを組み付ける際に、これらの部品は異なる基準部材に固定され、複数の基準部材を互いに積み重ねることにより自動開閉装置が形成されている。このように、多くの部品を組み付けるため、ピニオンとラックの噛み合い精度を向上させることが困難となり、噛み合い面における摩耗や噛み合い音を発生させるおそれがある。また、噛み合い精度の低下は、動力伝達効率の観点からも望ましいものではない。
【0008】
また、多くの部品を組み合わせることは、部品点数の増大により自動開閉装置のコストを上昇させるだけでなく、自動開閉装置の大型化を助長することによって車両への搭載性を低下させることにもなっていた。
【0009】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置におけるピニオンとラックとの噛み合い精度を向上させることにある。
【0010】
本発明の他の目的は、車両用自動開閉装置の小型化を図ることにある。
【0011】
【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、車体に設けられる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、ピニオンを回転駆動するための駆動力を発生するモータと、前記ピニオンに噛み合うラックを備え、連結部材を介して前記開閉部材に連結される摺動部材と、前記ピニオンを介して前後方向に直進駆動される前記摺動部材を直進方向に沿って幅方向に位置決めするとともに直進方向に案内するレール部材と、前記モータと前記レール部材とがそれぞれ固定されるベース部材とを有し、前記ピニオンは前記ベース部材に設けられる支持軸に回転自在に支持されることを特徴とする。
【0013】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記ベース部材はモータ固定部とレール固定部とを備え、前記モータ固定部と前記レール固定部とは一体に形成されることを特徴とする。
【0014】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記ベース部材はモータ固定部とレール固定部とピニオン支持部とを備え、前記モータ固定部と前記レール固定部と前記ピニオン支持部とは一体に形成されることを特徴とする。
【0015】
本発明によれば、モータとレール部材とを1つのベース部材に固定することにより、モータに駆動されるピニオンと、レール部材に位置決めされる摺動部材のラックとの噛み合い精度を向上させることができる。これにより、開閉部材を開閉する際の動力伝達効率を向上させることができ、ピニオンとラックとの噛み合い面における摩耗や噛み合い音の発生を軽減することができる。
【0016】
また、ピニオンがモータと別体に設けられる場合であっても、モータとレール部材とが固定されたベース部材によってピニオンを支持することにより、ピニオンとラックとの噛み合い精度を向上させることができる。
【0017】
さらに、ベース部材を一体に形成することにより、ベース部材の組み立てによる位置決め精度の低下要因を排除することができ、ピニオンとラックとの噛み合い精度をさらに向上させることができる。また、ベース部材を一体に形成することにより、ベース部材の剛性を高めることができ、ピニオンとラックとの噛み合い精度を高精度に維持することができる。
【0018】
またさらに、ベース部材を一体に形成することにより、モータ固定部やレール固定部を位置設定する際の制約が軽減され、モータやレール部材を集約させて配置することができる。これにより、車両用自動開閉装置の小型化を図ることが容易となる。また、部品点数削減によるコスト低減を図ることもできる。
【0019】
【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。
【0020】
図1は本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置10(以下、開閉装置という。)を取り付けた車両11の一部を示す側面図であり、図2は図1のバックドア12が開かれた状態を示す側面図である。
【0021】
図1および図2に示すように、車両11を構成する車体13の後端部には開閉部材であるバックドア12が設けられている。車体13の上方を形成するルーフ部14の後端にはヒンジ15が設けられており、このヒンジ15を介してバックドア12は車体13に揺動自在に装着されている。バックドア12はヒンジ15に組み込まれたピン16を支点として、図1に示す全閉状態と図2に示す全開状態との間の約90度の範囲で開閉自在となっている。
【0022】
なお、図示するバックドア12は車体13に対して上下方向に開閉するように装着されているが、これに限らず、ヒンジ15を車体13の後端側部に取り付けて、バックドア12を車体13に対して水平方向に開閉するようにしても良く、ヒンジ15を車体13の後端両側部にそれぞれ取り付け、いわゆる観音開きのバックドアとしても良い。また、バックドア12の開閉範囲も約90度に限らず任意に設定しても良い。
【0023】
車体13のルーフ部14にはバックドア12を自動的に開閉するための開閉装置10が設けられている。ここで、図3は図1および図2の開閉装置10を示す拡大側面図であり、図4は開閉装置10を示す斜視図である。図3に示すように、開閉装置10はルーフ部14を形成するルーフパネル17と天井内張り18との間に設けられており、図4に示すように、開閉装置10はモータ19によりバックドア12に対する開閉力を発生させる動力発生部20と、モータ19の回転運動を直線運動に変換してバックドア12に伝達する動力変換部21とにより形成されている。
【0024】
動力発生部20に設けられるモータ19にはギヤケース22が装着されており、ギヤケース22の内部には図示しないウォームとウォームホイールとにより形成される減速機構が収容される。モータ19の駆動力はウォームからウォームホイールに伝達され、所定の駆動力に変換された後に減速機構より出力される。また、動力変換部21は一方の側面にラック23が形成された摺動部材24と、この摺動部材24を幅方向に位置決めするとともに直進方向に案内するレール部材25とを備えている。摺動部材24の他方の側面には連結部材である連結ロッド26の一端が揺動自在に装着されており、天井内張り18に形成された開口部27から突き出される連結ロッド26の他端は、バックドア12に固定された湾曲状のアーム28に揺動自在に装着されている。なお、モータ19とラック23との間には後述する中間ギヤ29とピニオン30が設けられており、減速機構を経た駆動力は中間ギヤ29とピニオン30とを介してラック23に伝達される。
【0025】
図5は開閉装置10を示す分解斜視図である。図5に示すように、開閉装置10には減速機構を経た駆動力をラック23に伝達する中間ギヤ29とピニオン30とが同軸上に設けられており、中間ギヤ29とピニオン30とは支持軸31を介して連結されている。中間ギヤ29は減速機構に設けられた後述する出力ギヤ46に噛み合って設けられ、中間ギヤ29と一体に回転するピニオン30は摺動部材24に形成されるラック23に噛み合って設けられる。
【0026】
また、開閉装置10には、モータ19とレール部材25とが固定されるとともに、ピニオン30および中間ギヤ29の支持軸31が回転自在に支持されるベース部材32が設けられている。このベース部材32は、長方形の板状に形成された基部33の表面に長手方向に渡って凸状に形成されるレール固定部34と、基部33の側面に設けられ上方に開口するモータ固定部35と、モータ固定部35に隣接するとともに基部33の側面に設けられ下方に開口するピニオン支持部36とを備えている。これらのモータ固定部35、レール固定部34およびピニオン支持部36を備えたベース部材32は、アルミニウムなどの金属材料を用いてダイカスト製法により一体に形成される。また、長手方向に延びて形成される基部33の表面には複数のリブ37と壁部33aが形成されており、ベース部材32の剛性が高められている。
【0027】
レール固定部34にはレール部材25が複数のネジ部材38を用いて固定されており、このレール部材25の両側面を挟み込むように摺動部材24が摺動自在に装着される。モータ固定部35にはモータ19のギヤケース22が複数のネジ部材39を用いて固定されており、ギヤケース22がモータ固定部35に収容されるように取り付けられる。また、ピニオン支持部36には支持軸31に取り付けられた軸受40の外輪が嵌合されることによって、ピニオン30および中間ギヤ29が回転自在に支持されており、ピニオン支持部36の開口部はカバー部材41によって閉塞され、支持軸31の他端側に配される図示されない軸受により支持されるようになっている。
【0028】
図6は開閉装置10をルーフパネル17側から示した平面図であり、図7は開閉装置10を天井内張り18側から示した平面図である。なお、図6および図7に示す開閉装置10は、ベース部材32に取り付けられるブラケット42〜44や、モータ19を駆動制御する制御ユニット45を装着した状態で図示しており、各種ギヤに形成される歯は一部を省略して図示している。また、図7においては、ピニオン支持部36を閉塞するカバー部材41を取り外した状態で図示している。
【0029】
ベース部材32に装着された各ギヤ23,29,30,46は、図6および図7に示すように、減速機構に設けられた出力ギヤ46と支持軸31に固定された中間ギヤ29とが噛み合い、中間ギヤ29に支持軸31を介して連結されるピニオン30と摺動部材24のラック23とが噛み合うようになっている。つまり、モータ19からの回転駆動力は、出力ギヤ46、中間ギヤ29およびピニオン30を介してラック23に伝達され、摺動部材24を前後進に駆動することができる。
【0030】
また、ベース部材32には複数の固定用ブラケット42,43が装着されており、この固定用ブラケット42,43を介して開閉装置10はルーフパネル17に固定される。さらに、ベース部材32には制御ユニット用ブラケット44が装着されており、制御ユニット用ブラケット44には、図示しない開閉スイッチからの操作信号に基づいてモータ19に電流を供給制御する制御ユニット45が装着されている。モータ19と制御ユニット45との間には給電ライン47が設けられており、この給電ライン47を介して制御ユニット45はモータ19を駆動制御する。
【0031】
次いで、開閉装置10によるバックドア12の開閉動作について説明する。図1に示すようなバックドア12の全閉状態において、運転者により開閉スイッチが開方向に操作されると、制御ユニット45からモータ19を駆動するための電流が供給される。モータ19の回転駆動力は減速機構を介して、図7に示す矢印A方向に出力ギヤ46を回転駆動する。出力ギヤ46の回転に伴って中間ギヤ29は矢印B方向に回転駆動され、支持軸31を介してピニオン30を回転駆動する。図6に示すように、ピニオン30は矢印A方向に回転駆動され、摺動部材24はレール部材25に案内されながら矢印Bで示すように車両後方に向けて直進駆動される。摺動部材24に連結された連結ロッド26は、摺動部材24の移動に伴って図3に実線で示す位置から破線で示す位置まで移動することになり、アーム28を介してバックドア12を破線で示す全開位置まで開放する。
【0032】
一方、開閉スイッチが閉方向に操作されると、制御ユニット45からモータ19に供給される電流は逆向きに供給される。よって、各ギヤ29,30,46は前述の回転方向に対して逆方向に回転するため、摺動部材24は車両前方に向けて直進駆動されることになり、バックドア12は連結ロッド26を介して図3に実線で示す全閉位置まで閉じられることになる。
【0033】
このように、モータ19からの駆動力は各ギヤ23,29,30,46の噛み合いを経てバックドア12に伝達されている。ここで、出力ギヤ46を備えるモータ19と、摺動部材24のラック23を幅方向に位置決めするレール部材25と、出力ギヤ46とラック23とを連結するピニオン30および中間ギヤ29とは、同一のベース部材32に形成されるモータ固定部35、レール固定部34およびピニオン支持部36に固定または支持されるため、出力ギヤ46、ピニオン30、中間ギヤ29およびレール部材25の位置決め精度を向上させることが容易となり、各ギヤ23,29,30,46間の噛み合い精度を向上させることができる。
【0034】
また、モータ固定部35、レール固定部34およびピニオン支持部36を備えるベース部材32を一体に形成することにより、組み立て式のベース部材において生じ得る位置決め精度の低下要因を排除することができる。よって、モータ固定部35、レール固定部34およびピニオン支持部36を高精度に位置決めすることができ、各ギヤ23,29,30,46間の噛み合い精度を向上させることができる。
【0035】
さらに、ベース部材32を一体に形成することによって、ベース部材32の剛性を向上させることもできる。剛性の高いベース部材32を用いることにより、各ギヤ23,29,30,46間の噛み合い精度を維持することができ、経年変化などによる噛み合い精度の低下を回避することができる。よって、開閉装置10の耐久性を向上することができる。
【0036】
またさらに、ベース部材32を一体に形成することにより、モータ固定部35やレール固定部34を位置設定する際の制約が軽減され、モータ19やレール部材25を集約させて配置することができる。図示する場合には、容積の大きなモータ19と摺動部材24とを車両11の水平方向に重ねて配置することによって開閉装置10の小型化つまり薄型化を達成している。また、部品点数削減によるコスト低減を図ることもできる。
【0037】
これまで説明したように、本発明の開閉装置10は、各ギヤ23,29,30,46を位置決めする際の基準となるベース部材32を統一することにより、各ギヤ23,29,30,46間の噛み合い精度を容易に向上させることができる。これにより、駆動側つまりモータ19からの駆動力を被駆動側つまり摺動部材24に伝達する際の動力伝達効率を向上させるとともに、各ギヤ23,29,30,46の噛み合い面における摩耗や噛み合い音の発生を軽減することができる。
【0038】
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、開閉部材は車体13の後端部に装着されたバックドア12としているが、これに限らず、ドア、トランクリッド、エンジンフード、サンルーフ、スライドドア等、車体13に開閉自在に装着されているものであれば他の開閉部材であっても良い。
【0039】
また、ピニオン30は中間ギヤ29を介してモータ19に駆動されているが、モータ19によりピニオン30を直接駆動しても良く、この場合にはベース部材32に対してモータ19とレール部材25とが固定されることになる。
【0040】
さらに、開閉装置10は車体13のルーフ部14に装着されているが、車体13の他の部位に装着するようにしても良い。たとえば、車体13の後方に設けられるピラー内に開閉装置10を装着し、バックドア12を開閉するようにしても良い。
【0041】
またさらに、ベース部材32はアルミニウムにより形成されているが、他の金属材料を用いても良く、ベース部材32に要求される剛性を満たすことが可能であれば、金属材料以外の材料を用いることもできる。また、ベース部材32をダイカスト製法を用いることなく、切削加工によってベース部材32を形成しても良い。
【0042】
なお、本実施の形態において、開閉装置10のみを用いてバックドア12の開閉を行っているが、開閉装置10に加えてガスシリンダを用いるようにしても良い。また、開閉装置10を車体13の左右に配置し、2つの開閉装置10を用いてバックドア12を開閉するようにしても良い。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、モータとレール部材とを1つのベース部材に固定することにより、モータに駆動されるピニオンと、レール部材に位置決めされる摺動部材のラックとの噛み合い精度を向上させることができる。これにより、開閉部材を開閉する際の動力伝達効率を向上させることができ、ピニオンとラックとの噛み合い面における摩耗や噛み合い音の発生を軽減することができる。
【0044】
また、ピニオンがモータと別体に設けられる場合であっても、モータとレール部材とが固定されたベース部材によってピニオンを支持することにより、ピニオンとラックとの噛み合い精度を向上させることができる。
【0045】
さらに、ベース部材を一体に形成することにより、ベース部材の組み立てによる位置決め精度の低下要因を排除することができ、ピニオンとラックとの噛み合い精度をさらに向上させることができる。また、ベース部材を一体に形成することにより、ベース部材の剛性を高めることができ、ピニオンとラックとの噛み合い精度を高精度に維持することができる。
【0046】
またさらに、ベース部材を一体に形成することにより、モータ固定部やレール固定部を位置設定する際の制約が軽減され、モータやレール部材を集約させて配置することができる。これにより、車両用自動開閉装置の小型化を図ることが容易となる。また、部品点数削減によるコスト低減を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置を取り付けた車両の一部を示す側面図である。
【図2】図1のバックドアが開かれた状態の車両の一部を示す側面図である。
【図3】図1および図2の車両用自動開閉装置を示す拡大側面図である。
【図4】車両用自動開閉装置を示す斜視図である。
【図5】車両用自動開閉装置を示す分解斜視図である。
【図6】車両用自動開閉装置をルーフパネル側から示す平面図である。
【図7】車両用自動開閉装置を天井内張り側から示す平面図である。
【符号の説明】
10 開閉装置(車両用自動開閉装置)
11 車両
12 バックドア(開閉部材)
13 車体
14 ルーフ部
15 ヒンジ
16 ピン
17 ルーフパネル
18 天井内張り
19 モータ
20 動力発生部
21 動力変換部
22 ギヤケース
23 ラック
24 摺動部材
25 レール部材
26 連結ロッド(連結部材)
27 開口部
28 アーム
29 中間ギヤ
30 ピニオン
31 支持軸
32 ベース部材
33 基部
34 レール固定部
35 モータ固定部
36 ピニオン支持部
37 リブ
38,39 ネジ部材
40 軸受
41 カバー部材
42,43 固定用ブラケット
44 ユニット用ブラケット
45 制御ユニット
46 出力ギヤ
47 給電ライン

Claims (3)

  1. 車体に設けられる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、
    ピニオンを回転駆動するための駆動力を発生するモータと、
    前記ピニオンに噛み合うラックを備え、連結部材を介して前記開閉部材に連結される摺動部材と、
    前記ピニオンを介して前後方向に直進駆動される前記摺動部材を直進方向に沿って幅方向に位置決めするとともに直進方向に案内するレール部材と、
    前記モータと前記レール部材とがそれぞれ固定されるベース部材とを有し、
    前記ピニオンは前記ベース部材に設けられる支持軸に回転自在に支持されることを特徴とする車両用自動開閉装置。
  2. 請求項1記載の車両用自動開閉装置において、前記ベース部材はモータ固定部とレール固定部とを備え、前記モータ固定部と前記レール固定部とは一体に形成されることを特徴とする車両用自動開閉装置。
  3. 請求項1記載の車両用自動開閉装置において、前記ベース部材はモータ固定部とレール固定部とピニオン支持部とを備え、前記モータ固定部と前記レール固定部と前記ピニオン支持部とは一体に形成されることを特徴とする車両用自動開閉装置。
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