JP4751551B2 - 車両用開閉体の開閉機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ワンボックスカーの後部ドアや一般車両のサンルーフ等、各種の車両用開閉体を開閉させるための開閉機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の開閉機構としては、例えば、特開２０００−３３５２４５号公報に示されたものがあった。
当該技術は、車両ドアの開閉装置を構成するにあたり以下の構成を有していた。
まず、電動モーターからの駆動力が、当該モーターに固定したウォーム、および当該ウォームに噛合するウォームホイールを介し、さらに、当該ウォームホイールに同軸上に形成したピニオンギヤを介してスライダ部材に伝達される。
【０００３】
このスライダ部材は略矩形状の板部材であって、一対の長辺のうち一方の縁部にラックが形成してある。スライダ部材への駆動力はこのラックに入力される。スライダ部材には、その長手方向に沿って板幅中央に案内溝を形成してある。この案内溝を拡頭部を有する２本の案内ピンに係合させることで、前記駆動力を得たスライダ部材が直線往復運動を行う。
【０００４】
さらに、一対の長辺のうち他方の辺のほぼ中央部には、当該スライダ部材自身を直角に折り曲げた軸支部が形成してあり、当該軸支部に軸部が固設してある。つまり、この軸部は、前記本体部分に対して所定の高さを有して取り付けられている。この軸部には、ドア側に連結されたアーム部材が揺動自在に枢支してある。そして、スライダ部材の往復動作に伴って、前記アーム部材が車体に対して出退かつ揺動することで、車両ドアを開閉するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の開閉機構では、電動モーターで発生させた駆動力を、全てギアどうしの噛合を介してスライダ部材まで伝達させていた。よって、バックラッシュを軽減させたり、ギアどうしの噛合そのものが外れるのを防止するためには、各ギアを正確に配置し、しかも、その配置を長期間に亘って維持する必要がある。
そのため、開閉機構の組立が煩雑となったり、ギアの取付部を強化する必要があるなど、効率的な開閉機構を形成することができなかった。
【０００６】
また、上記従来の技術では、当該スライダ部材を案内ピンの延出方向から見た場合に、前記ラックと前記軸部とがオフセットした位置関係にある。そのうえ、上述のごとく、前記軸部は、平面状をなすスライダ部材の本体部分から所定の高さを有しているため、前記２本の案内ピンによりスライダ部材を摺動自在に受けている部位が、前記ラックと前記軸部とを含む平面から外れた状態となっている。
つまり、上記従来のスライダ部材を往復移動させる場合、スライダ部材を摺動自在に受けている案内ピンを支点として、スライダ部材の本体がなす平面内においてスライダ部材を回転させようとする力と、当該平面の面外方向にスライダ部材を持ち上げようとする力とが、前記スライダ部材に対して常に作用する。
【０００７】
このため、上記二つの力に起因したスライダ部材のガタつきをなくすべく、前記案内ピンの取付構造を強化したり、スライダ部材自身を厚くするなど、構成部材を補強する必要性があった。
以上のごとく、従来の開閉機構においては、電動モーターからの駆動力が十分効率的に伝達されているとは言い難く、開閉機構そのものについても余分な加工を施さなくてはならないなど、多くの改良すべき点を有していた。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、駆動力を確実にかつ効率よく伝達することができる車両用開閉体の開閉機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔特徴構成１〕
この目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る車両用開閉体の開閉機構は、車両用開閉体を開閉させるべくクランク軸芯の周りに回転駆動可能なクランクギアと、
ガイド部材に沿って往復運動可能なスライダーと、クランクピンを介して一端が前記クランクギアに枢支され、スライダーピンを介して他端が前記スライダーに枢支されるクランクアームとを備えると共に、前記スライダーおよび前記車両用開閉体の間に、前記スライダーに対して揺動自在に介装され、前記スライダーと前記車両用開閉体とを連動させる開閉体作動部材を備え、前記開閉体作動部材が、作動部材枢支軸を介して前記スライダーに枢支されており、前記スライダーの往復運動に際して、前記開閉体作動部材の一端および前記スライダーピンが、前記作動部材枢支軸の軸芯に対して垂直な同一の平面上に位置するよう構成した点に特徴を有する。
【００１０】
（作用効果）
本構成のごとく、車両用開閉体の開閉機構にクランク機構を採用したことで、クランク軸の駆動力を、クランクアームを介してスライダーに確実に伝達することができる。つまり、クランクギアとクランクアームとは、クランクピンを介して連結するものであり、一方、クランクアームとスライダーとは、スライダーピンを介して連結するものである。よって、各部材どうしの連絡が損なわれるおそれがなく、各部材間において力の伝達が確実に行われる。
【００１１】
また、クランクギアを用いる駆動系であるから、クランクギアのサイズそのものは一定であっても、クランクピンの形成位置を適宜設定することで、駆動モーターの駆動能力や、開閉させるドアの重量等に応じて最適な駆動機構を構成することができる。よって、必要な部品点数を減らしつつ、多種の開閉機構を形成することができる。
【００１３】
また、当該開閉機構はクランク機構を用いたものであり、駆動力を効率よく伝達するには、例えば、ガイド部材に対するスライダーの動きを円滑にすることが考えられる。本構成に係る発明は、クランクギアからの駆動力をスライダーの進行方向に変更した後、当該変更後の駆動力がスライダーをスライダーピンの周りに回転させないようにするためのものである。
【００１４】
そこで、本構成では、前記開閉体作動部材の一端および前記スライダーピンを、前記作動部材枢支軸の軸芯に対して垂直な同一の平面上に位置させている。つまり、開閉体作動部材が、作動部材枢支軸に対して略垂直な平面内で揺動し、当該平面内に、スライダーの移動経路とスライダーピンとが含まれるように構成してある。
【００１５】
本構成であれば、前記方向変更後の駆動力がスライダーピンに作用し、開閉体作動部材に伝達される際に、スライダーを自転させてしまうことがない。この結果、スライダーが不用意にガイド部材に干渉することもなく、前記方向変更後の駆動力が効率的に開閉体作動部材に伝達されることとなる。
【００１６】
〔特徴構成２〕
本発明のうち請求項２に係る車両用開閉体の開閉機構は、前記スライダーに、前記作動部材枢支軸の軸芯と平行な第１回転軸芯の周りに回転する第１回転部材を備えると共に、
前記ガイド部材に、前記第１回転部材を案内する第１ガイド面を形成した点に特徴を有する。
【００１７】
（作用効果）
本開閉機構においては、スライダーの往復移動に伴って、開閉体作動部材がスライダーに対して揺動する。つまり、この揺動平面内に於いて、開閉体作動部材とスライダーとの間で力の伝達方向が順次変化する。
このため、例えば、スライダーが開閉体作動部材を引き込もうと動作するとき、開閉体作動部材の揺動姿勢によっては、スライダーが上方に引っ張られたり、下方に引っ張られたりすることとなる。
【００１８】
しかしながら、本構成のごとく、作動部材枢支軸の軸芯と平行な第１回転軸芯の周りに回転する第１回転部材をスライダーに備え、当該第１回転部材を案内する第１ガイド面をガイド部材に形成しておくことで、上記スライダーのガタつきを防止すると共に、スライダーとガイド部材との摩擦を最小限に留めて、車両用開閉体の開閉動作を極めて円滑なものにすることができる。
【００１９】
〔特徴構成３〕
本発明のうち請求項３に係る車両用開閉体の開閉機構は、前記スライダーに、前記スライダーピンの軸芯と平行な第２回転軸芯の周りに回転する第２回転部材を備えると共に、
前記ガイド部材に、前記第２回転部材を案内する第２ガイド面を形成した点に特徴を有する。
【００２０】
（作用効果）
本開閉機構においては、クランクギアの回転に伴って、クランクアームがスライダーに対して揺動する。つまり、この揺動平面内に於いて、クランクアームとスライダーとの間で力の伝達方向が順次変化する。その際、スライダーとガイド部材とが干渉するため、クランクアームから伝達される駆動力のうち幾分かは抵抗となって消費されてしまう。駆動力の伝達を効率的に行うには、このような抵抗を極力少なくするのが好ましい。
【００２１】
そこで、本構成のごとく、スライダーに、スライダーピンの軸芯と平行な第２回転軸芯の周りに回転する第２回転部材を備え、かつ、ガイド部材に、前記第２回転部材を案内する第２ガイド面を形成することで、スライダーとガイド部材との干渉を緩和させ、上記余分な抵抗の発生を抑制することができる。この結果、スライダーおよび車両用開閉体の動きを円滑にすることができる。
【００２２】
〔特徴構成４〕
本発明のうち請求項４に係る車両用開閉体の開閉機構は、前記開閉体作動部材の一端が、球面ジョイントを介して前記作動部材枢支軸に枢支してある点に特徴を有する。
【００２３】
（作用効果）
前記開閉体作動部材の端部側には車両用開閉体が取り付けられる。しかしながら、当該車両用開閉体の取り付けは必ずしも正確ではなく、例えば、車両用開閉体に対する開閉体作動部材の取付位置に誤差が生じる場合ががる。このような場合、開閉体作動部材が前記作動部材枢支軸に対して垂直な方向に延出しない状態となる。
【００２４】
そこで、本構成のごとく、開閉体作動部材の一端を、球面ジョイントを介して作動部材枢支軸に枢支するように構成しておくことで、前記開閉体作動部材が、前記作動部材枢支軸に対して垂直な面の面外に首振り動作するのを許容することができる。その結果、たとえ車両用開閉体に取付誤差等が生じていても、前記開閉体作動部材或いは前記作動部材枢支軸などに無理な力が作用するのを防止して、車両用開閉体を円滑に開閉動作させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る車両用開閉体の開閉機構は、図１に示すごとく、例えばワンボックスカーの後部ドア１（以降において、「後部ドア１」を車両用開閉体１００の例示として説明する）を閉状態（図１（イ））と開状態（図１（ロ））との間で動作させる部位に用いるものである。後部ドア１の操作は、駆動モーター２からの駆動力をクランク機構を介して開閉体作動部材３００（以降において、単に「ドアアーム３」と称する）に伝達することで行う。以下、当該後部ドア１を開閉する場合の実施形態に基づいて本発明に係る機構を説明する。
【００２６】
本発明に係る開閉機構は、例えば図２及び図３に示すごとく、主に、クランクギア４の他に、当該クランクギア４を駆動させる駆動モーター２、前記クランクギア４に連結されるクランクアーム５、及び、スライダー６、さらに、当該スライダー６に連結されて後部ドア１に開閉力を付与するドアアーム３、そして、前記スライダー６を案内するガイド部材７などを有する。
【００２７】
前記クランクギア４と前記クランクアーム５とは、例えばクランクピン８を介して連結され、前記クランクアーム５と前記スライダー６とは、例えばスライダーピン９を介して連結される。よって、単にギアによって動力が伝達される機構等に比べて、各部材どうしの連絡が容易に損なわれるおそれがなく、各部材間において力の伝達が確実に行われる。
本構成であれば、クランクギア４からの駆動力を、クランクアーム５を介してスライダー６に確実に伝達することができる。このため、所定の重量を有する後部ドア１であっても確実に開閉させることができ、しかも、開位置にある後部ドア１が不意に閉まるようなおそれがなく、安全な開閉機構を構成することができる。
【００２８】
また、クランク機構を用いることで、例えば、駆動モーター２の駆動能力やクランクギア４のサイズが一定であっても、クランクピン８の形成位置や、ガイド部材７の配置、クランクアーム５の長さ等を適宜設定することで、スライダー６の駆動ストロークや駆動力を最適化することができる。このように、比較的単純な形状の部材を変更したり、相対位置を変更することで、所期の開閉機構を得ることができるため、車種毎に設計が異なる多種のドアに対して本開閉機構は適用可能である。
【００２９】
（機構本体）
当該開閉機構は、車両の天井などに容易に取付けることができるよう一つのユニットに形成してある。本開閉機構に係る部材は、外殻構造をなす機構本体１０に取り付けられている。当該機構本体１０は、アルミダイキャスト等で凹状空間を備えた状態に構成する。前記クランクギア４やその他の部材は、前記凹状空間の内部に収まるように取り付けてある。
当該機構本体１０は、機構取付部１１を用いて車両に取り付ける。機構取付部１１としては、例えは、取付ボルトを挿通可能なボルト孔を機構本体１０に形成しておく。
【００３０】
（クランクギア）
図２乃至図５に示すごとく、クランクギア４は、後部ドア１を開閉させるべくクランク軸芯４Ａの周りに回転駆動可能である。当該クランクギア４は、後述するスライダー６のストロークを確保するのに必要な外径に仕上げておく。当該クランクギア４には、駆動モーター２から当該クランクギア４に駆動力を入力するための複数の減速ギア列１２を係合させてある。
【００３１】
（駆動モーター）
図１に示すごとく、後部ドア１を開閉させるための駆動モーター２は、当該開閉機構の端部に設けてある。図２に示すごとく、駆動モーター２の出力軸１３は、
前記クランクギア４に対して車両の室内空間とは反対側に配置してある。これにより、例えば、本開閉機構を車体の後部天井に取り付けた場合、駆動モーター２はクランクギア４に対して、より天井側に配置されることとなり、室内空間を広く確保することができる。
【００３２】
（クランクアーム）
図３或いは図５に示すごとく、クランクアーム５の一端はクランクピン８を介して前記クランクギア４に枢支されている。他端は、スライダーピン９を介してスライダー６に枢支してある。
当該クランクアーム５の長さは、クランクギア４の直径や、後述するガイド部材７とクランク軸芯４Ａとの距離などに応じて適宜設定する。例えば、クランクアーム５を長くすると、クランクアーム５そのものの揺動角度が減少して、スライダー６との相対角度の変化が減少し、スライダー６に対して駆動力を円滑に伝達できることとなる。ただし、クランクアーム５が長くなるほど当該開閉機構のサイズが拡大する。
一方、クランクアーム５を短くすると、開閉機構そのものをコンパクト化することができる。しかし、この場合には、クランクアーム５の揺動角度が増大して、前記スライダー６に駆動力を伝達する際の効率が損なわれる。
【００３３】
（スライダー）
図２乃至図５に示すごとく、当該スライダー６は、ガイド部材７に沿って往復運動可能である。当該スライダー６は、前記クランクアーム５とドアアーム３との間に介装され、駆動力の伝達方向を変換しつつ両部材を連動させる。
スライダーピン９は、スライダー６の幅方向Ｘにおける中央に設けてある。ここで、幅方向Ｘとは、例えば図３において、スライダー６の移動方向Ｙに対して、これと同一平面内で垂直な方向（図３示左右方向）をいう。
【００３４】
（第１回転部材及び第２回転部材）
図６及び図８に示すごとく、前記スライダー６には、当該スライダー６の往復運動を滑らかにガイドする第１回転部材１４と第２回転部材１５とを設けてある。このうち、第１回転部材１４は、当該スライダー６の移動方向Ｙに沿う方向視において、前記スライダーピン９に垂直な方向に延出する第１回転軸芯１４Ａの周りに回転可能である。さらに、前記第１回転軸芯１４Ａは、スライダー６の移動方向Ｙに対してこれと同一平面内において垂直である（図６左右方向に延びる）。
【００３５】
図２或いは図８に示すごとく、スライダー６には、移動方向Ｙに沿って二つの第１回転軸芯１４Ａを設けると共に、夫々の第１回転軸芯１４Ａ上には前記スライダー６を挟み込む状態に二つの第１回転部材１４を取り付けてある。
第１回転部材１４は、特に、その方向が順次変化しつつ伝達されるドアアーム３からの入力に対応するためのものである。尚、当該第１回転部材１４が有する機能については後述する。
【００３６】
前記第１回転部材１４としては、図６に示すごとく、一般のラジアルベアリングを用いることができる。また、筒状の回転可能なカラー部材を用いるものであってもよい。要するに、当該第１回転部材１４は、後述するガイド部材７との間の摩擦力を軽減しつつ、ガイド部材７に沿ってスライダー６を往復移動させることができるものであれば、何れの構成であっても良い。
尚、回転しない突出部材等を単にスライダー６に設けるようなものであっても、スライダー６をガイド部材７に沿って円滑にガイドし得るものであれば、第１回転部材１４として代用可能である。
【００３７】
図２乃至図６に示すごとく、前記スライダー６には、二つの第２回転軸芯１５Ａを設けてある。この第２回転軸芯１５Ａの周りに第２回転部材１５が回転可能である。二つの第２回転軸芯１５Ａのうちの一つは、前記スライダーピン９の軸芯９Ａに一致させてある。つまり、本実施形態では、スライダーピン９を第２回転部材１５の取付け部として兼用している。
当該第２回転部材１５は、前記スライダー６をガイドすることの他に、特に、その方向が順次変化しつつ伝達されるクランクアーム５からの入力に対応するためのものである。
【００３８】
第２回転部材１５としては、第１回転部材１４の場合と同様に、一般のラジアルベアリングや回転可能な筒状部材、さらには、回転はしないが摺動性を有する突出部材等を用いることができる。
【００３９】
（ガイド部材）
当該ガイド部材７は、前記スライダー６の運動方向を規制するものである。図４或いは図６に示すごとく、当該ガイド部材７は、ガイド本体７１とレール部材７２とで構成してある。
【００４０】
本実施形態においては、前記ガイド本体７１は、前記機構本体１０と一体に形成してある。例えば、アルミダイキャスト等で溝状部分を一体に形成しておき、ここにレール部材７２を取り付ける。
本構成であれば、別途、ガイド本体７１を設ける必要がなく、この部材分の厚みが削減される。よって、当該開閉機構の省スペース化を図ることができる。
また、ガイド本体７１を省略することで、経済性においても有利となる。
【００４１】
また、レール部材７２は、例えば、略コの字状の長尺部材を二本用いて構成してある。この場合、図６に示すごとく、コの字の上辺部分と下辺部分とに第１ガイド面１６を形成する。そして、コの字の上辺部分の縁部に連接したフランジ部１７に、第２ガイド面１８を形成する。当該レール部材７２は、例えば、ネジ部材等を用いてガイド本体７１に取り付けることができる。
【００４２】
図６から明らかなごとく、本実施形態におけるレール部材７２では、一つのレール部材７２に、前記第１ガイド面１６と前記第２ガイド面１８との双方を形成してあるから、ガイド部材７をコンパクトに形成することができ、その結果、当該開閉機構の省スペース化を図ることができる。
また、当該レール部材７２は、例えば、板状長尺部材を曲げ加工して形成することができる。よって、レール部材７２の製作の手間が軽減されるなど経済面においても有利である。
【００４３】
（第１回転部材の動作態様）
後部ドア１が開閉される際には、ドアアーム３とスライダー６との相対角度が順次変化して両者間での力の伝達角度が変化する。その結果、前記スライダー６には、当該スライダー６の往復移動方向とは異なった方向から力が作用する。
例えば、図４を、後部ドア１が閉じ始められた状態を示したものとする。後部ドア１を開位置から閉じ始める際には、スライダー６の移動方向Ｙに対して、ドアアーム３の延出方向は車両の上方側を向いている。よって、スライダー６がドアアーム３を引き込もうと動作すると、スライダー６が上方に引っ張られる。このとき、前記第１ガイド面１６が第１回転部材１４を受けることで、上記上向きの力が生じても、スライダー６の浮き上がりを防止すると共に、スライダー６とレール部材７２との間の摩擦を最小限に留めることができる。この結果、後部ドア１の閉じ始めの動作が非常に円滑なものとなる。
【００４４】
一方、図４を、後部ドア１が閉じ位置から開位置に近付いた状態を示したものであるとする。この場合には、スライダー６とドアアーム３との間には押圧力が作用する。その結果、第１回転部材１４が下方の第１ガイド面１６に押し付けられる。しかし、この場合にも、第１回転部材１４及び第１ガイド面１６の協動により、スライダー６は非常に円滑に動作することができる。
以上のごとく、上下の第１ガイド面１６によって第１回転部材１４をガイドする構成であれば、スライダー６に対してドアアーム３が何れの姿勢にあっても、さらには、両者の間に押圧力あるいは引張力の何れが作用している場合であっても、スライダー６のガタつきを防止すると共に、スライダー６の移動を円滑にすることができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、スライダー６に前記ドアアーム３を枢支するドアアーム軸１９（作動部材枢支軸１９０の一実施例として示してある）の軸芯１９Ａと一方の第１回転軸芯１４Ａとを一致させてある。本構成によれば、両軸芯を別に構成する場合に比べて、スライダー６を簡略かつコンパクトに構成することができ、当該開閉機構の縮小化を図ることができる。また、スライダー６の加工工数を少なくすることができて、経済性の面においても有利となる。
【００４６】
（第２回転部材の動作態様）
本開閉機構においては、クランクギア４の回転に伴って、クランクアーム５がスライダー６に対して揺動する。つまり、この揺動平面内に於いて、クランクアーム５とスライダー６との間で力の伝達方向が順次変化する。
その際、スライダー６とレール部材７２とが干渉するため、クランクアーム５から伝達される駆動力のうち幾分かは抵抗となって消費されてしまう。駆動力の伝達を効率的に行うには、このような抵抗を極力少なくするのが好ましい。
【００４７】
そこで、本開閉機構では、前記スライダー６が、前記スライダーピン９の軸芯９Ａと平行な第２回転軸芯１５Ａの周りに回転する第２回転部材１５を備えると共に、ガイド部材７を構成するレール部材７２に、前記第２回転部材１５を案内する第２ガイド面１８を形成してある。
【００４８】
このように、第２ガイド面１８によって第２回転部材１５を受けることで、スライダー６とレール部材７２との干渉を緩和させることができる。その結果、上記余分な抵抗が両者間に発生するのを抑制して、スライダー６および後部ドア１の動きを円滑にすることができる。
【００４９】
（ドアアーム）
上述のごとく、当該ドアアーム３は、前記スライダー６と前記後部ドア１とを連動させるべく両者の間に介装してある。
前記後部ドア１は、図１及び図２に示すごとく、車体後方の上部に設けたヒンジ２０に取り付けられている。このため、当該後部ドア１と前記スライダー６とに連結されたドアアーム３は、スライダー６の往復運動に伴って、前記ヒンジ２０及び前記ドアアーム軸１９に略垂直な平面内で揺動する。
【００５０】
本実施形態では、前記ドアアーム軸１９の軸芯１９Ａと前記クランク軸芯４Ａとは略垂直である。当該開閉機構が、例えば車両の後部天井に取り付けられており、後部ドア１が上方に開口する場合には、前記ドアアーム３は上下方向に揺動する必要がある。この場合、前記ドアアーム軸１９の軸芯１９Ａは、略水平方向を向き、前記クランクギア４のクランク軸芯４Ａは、鉛直方向に向くことになる。
上述のごとく、本発明に係るクランクギア４は、スライダー６のストロークを確保するために比較的大径のものを用いる。よって、このようにクランクギア４を水平姿勢に取り付けることで、クランクギア４の板面を車両の天井に沿わすことができ、車内空間を広く確保することができる。
【００５１】
本発明に係る開閉機構は、後部ドア１の取付けに際し、例えば車両の幅方向に取付誤差が生じているような場合でも、前記後部ドア１を円滑に開閉することができる。
図７に示すごとく、本実施形態では、ドアアーム３の一端を、球面ジョイント２１を介して前記ドアアーム軸１９に枢支してある。ドアアーム３の他端に設けてあるのは、後部ドア１に対する取付部材２２である。
【００５２】
後部ドア１の取付状態によっては、前記ドアアーム３が前記ドアアーム軸１９に対して垂直な方向に延出しない状態となる場合がある。しかし、上記球面ジョイント２１を介することで、前記ドアアーム３が、前記ドアアーム軸１９に対して垂直な面の面外に首振り動作することが許容される。この結果、前記ドアアーム３或いは前記ドアアーム軸１９などに無理な力が作用するのを防止して、後部ドア１を円滑に開閉動作させることができる。
【００５３】
（クランク機構の動作態様１）
図２乃至図５に示すごとく、前記後部ドア１を開閉する場合、前記クランクギア４が閉位置と開位置との間で往復回転する。その際には、図９に示すごとく、前記クランクピン８と前記スライダーピン９とを結ぶアーム中心線２３或いはその延長線の位置及び方向が変化する。そして、当該アーム中心線２３に降ろした前記クランク軸芯４Ａからの垂線長が変化し、この結果、クランクギア４からクランクアーム５に、さらには、クランクアーム５からスライダー６に与えられる駆動力が変化する。
【００５４】
図９（イ）は、クランクギア４が閉位置にある状態を示す。図９（ハ）は、クランクギア４が開位置をある状態を示す。そして、図９（ロ）は、これらの中間位置にある状態を示す。これらの図に示すごとく、本機構では前記閉位置における閉位置垂線長ｄ１及び前記開位置における開位置垂線長ｄ２に比べて、前記閉位置と前記開位置との間の位置で、より長い垂線長ｄ３を採り得るように構成してある。
【００５５】
垂線長が短いほどクランク軸芯４Ａからのモーメントアームが短くなるから、クランクギア４からクランクアーム５に伝達される駆動力は増大する。例えば、図９（イ）及び図９（ハ）では、比較的大きい駆動力Ｆ１０及びＦ３０がクランクアーム５の長手方向に沿って作用するが、図９（ロ）では、これらより小さいＦ２０が作用することになる。
【００５６】
一般に、例えばワンボックスカーの後部ドア１を閉じる場合には、閉じ始めと全閉位置とにおいて大きな力を必要とする。通常、後部ドア１には、開いた後部ドア１の重量を支える等のためにガスダンパー等を設けてあることが多い。このため、閉じ始めでは、ガスダンパーの動作抵抗等が加わって大きな操作力を必要とする。しかも、長年の使用に伴って後部ドアのヒンジ部に汚れが溜まり、ヒンジ部の動きが固くなった場合にはさらに大きな操作力が必要となる。
また、全閉位置では、後部ドア１と車体との間に設けたシール部材の弾性抵抗に抗う必要があるため、やはり大きな操作力が必要となる。このシール部材が経年硬化した場合には必要な操作力はさらに増加する。
【００５７】
一方、閉位置にある後部ドア１を開位置に操作する場合には、開け始めに大きな操作力を必要とする。後部ドア１を閉位置から開け始める際には、後部ドア１の慣性に抗って後部ドア１に開き速度を与える必要があるからである。
【００５８】
この点、本構成であれば、これら双方の位置で開閉力を増大させることができる。よって、駆動力の大きいモーターを用いなくても、閉位置及び開位置での開閉力を適宜設定することができる。さらには、クランクギア４のサイズや、クランクギア４に対するレール部材７２の配設位置を工夫すること等で、閉位置及び開位置における駆動力の増大程度を任意に設定することもできる。
【００５９】
（クランク機構の動作態様２）
図９に示すごとく、スライダー６の動作中において、クランクアーム５の方向とスライダー６の移動方向Ｙとの相対角度は一定ではない。このため、例えば、図９（イ）において、クランクアーム５からスライダー６に伝達される駆動力Ｆ１０は、スライダーピン９の位置で、スライダー６の移動方向Ｙに沿った力Ｆ１１と、これに垂直な方向への力Ｆ１２とに分解される。このうち、前記分力Ｆ１２は、スライダー６の動作に対して抵抗となる。よって、このような抵抗を軽減し、クランクアーム５の駆動力を効率よくスライダー６に伝達するには、クランクアーム５の長手方向をスライダー６の移動方向Ｙに近付けるのが好ましい。
【００６０】
そこで、本実施形態では、図９に示すごとくクランク軸芯４Ａの延出方向に沿って見た場合に、スライダーピン９の往復軌跡２４或いはその延長線が前記クランクピン８の回転軌跡２５と交差するように前記ガイド部材７を配置してある。そして、前記閉位置（図９（イ））及び前記開位置（図９（ハ））における前記クランクピン８の位置が、前記往復軌跡２４或いはその延長線に対して前記クランク軸芯４Ａの側に位置するよう構成してある。
【００６１】
本構成にすることで、例えば、クランクギア４が前記閉位置から前記中間位置に回転する際に、クランクピン８がスライダーピン９の往復軌跡２４を一旦横切り、さらに、クランクピン８が前記中間位置から前記開位置に至る際に、再び前記往復軌跡２４を横切ることになる。このように、本構成であれば、クランクアーム５とスライダーピン９の往復軌跡２４とは２回一致し、クランクアーム５は前記往復軌跡２４を中心に一往復の首振り運動を行うことになる。
【００６２】
このように、スライダー６及びクランクアーム５を配置して、クランクアーム５の方向とスライダー６の移動方向とをできるだけ近付けておくことで、上記余分な分力の発生を最小限に留めることができ、クランクアーム５からの駆動力を最も効率よくスライダー６に伝達することができる。
【００６３】
（クランク機構の動作態様３）
さらに、本構成においては、スライダー６の幅方向Ｘにおける中央にスライダーピン９を形成すると共に、前記ドアアーム３を、スライダー６に取り付けたドアアーム軸１９の略中央に取り付けてある。つまり、ドアアーム３が、ドアアーム軸１９に対して略垂直な平面内で揺動し、当該平面内に、スライダー６の移動経路とスライダーピン９とが含まれるように構成してある。
【００６４】
このように、スライダーピン９とドアアーム３の取付け部とを、スライダー６の移動方向においてオフセットしないように位置設定することで、一旦、スライダー６の進行方向に入力された駆動力を効率的にドアアーム３に伝達することができる。つまり、前記オフセットを作らないことで、スライダー６を自転させるような力が発生するのを防止している。
【００６５】
このため、例えば、図９の紙面内における力の伝達をみた場合に、スライダー６が不用意にガイド部材７に干渉することが防止でき、スライダー６からガイド部材７に作用する力は、クランクアーム５からスライダー６に力が伝達される際に発生する分力Ｆ１２のみとなる。この結果、クランクギア４からの駆動力を最大の効率で後部ドア１に伝達することができる。
【００６６】
〔別実施形態〕
〈１〉
上記実施形態においては、レール部材７２を構成するのに、断面がコの字状の二本の長尺部材を用いたが、この他にも図１０に示すごとく、断面が矩形状の長尺部材を四本用いて構成することもできる。
【００６７】
本別実施形態では、矩形断面を有する４本のレール部材７３を用いる。ガイド本体７１の長手方向に垂直な断面視において、４本のレール部材７３を四隅に配置する。当該配置に際しては、ガイド本体７１に対してレール部材７３をネジ止めしても良いし、嵌着するものであってもよい。これにより、ガイド本体７１の内部に略十字形の空間が現出する。図１０に示すごとく、当該空間の内部において、前記スライダー６、及び、第１回転部材１４、第２回転部材１５を配置する。
【００６８】
四本のレール部材７３には、前記第１回転部材１４を案内する第１ガイド面１６を夫々形成してある。また、四本のレール部材７３のうち二本のレール部材７３には、前記第２回転部材１５を案内する第２ガイド面１８を形成してある。つまり、スライダーピン９を挟み込むように配置した二本のレール部材７３には、第１ガイド面１６と第２ガイド面１８との双方を形成する。
【００６９】
本構成のごとく、一つのレール部材７３に、第１ガイド面１６及び第２ガイド面１８という複数の機能を担持させることで、レール部材７３の部品点数を少なくして構造を簡略化し、ガイド部材７をコンパクトに構成することができる。
【００７０】
また、本構成のごとく、四つのレール部材７３を独立に構成するものであれば、図示は省略するが、各レール部材７３どうしの相対位置を決定する位置調節機能を設けることも可能であり、ガタのないガイド部材７を得ることも容易となる。
【００７１】
〈２〉
また、この他にも、前記レール部材７２，７３を単一の部材で構成することも可能である。
図示は省略するが、例えば、図６に示した二つのレール部材７２を、前記フランジ部１７とは反対側で連接しておく。その場合には、前記ドアアーム３の揺動空間を確保するために、前記フランジ部１７とは反対側に膨出部を設けておく。
本構成であれば、レール部材の部材点数をさらに少なくできるうえに、ガイド本体７１に対する取付の手間も軽減することができ、より効率的に開閉機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る開閉機構の取付状況を示す説明図
【図２】開閉機構が閉位置にある状態を示す側方断面図
【図３】開閉機構が閉位置近傍にある状態を示す平面断面図
【図４】開閉機構が開位置にある状態を示す側方断面図
【図５】開閉機構が開位置近傍にある状態を示す平面断面図
【図６】スライダー及びガイド部材の断面図
【図７】球面ジョイントの動作態様を示す説明図
【図８】スライダー近傍の構成を示す分解斜視図
【図９】クランク機構の動作態様を示す説明図
【図１０】別実施形態に係るガイド部材を示す断面図
【符号の説明】
４ クランクギア
４Ａ クランク軸芯
５ クランクアーム
７ ガイド部材
６ スライダー
８ クランクピン
９ スライダーピン
９Ａ スライダーピンの軸芯
１４ 第１回転部材
１４Ａ 第１回転軸芯
１５ 第２回転部材
１５Ａ 第２回転軸芯
１６ 第１ガイド面
１８ 第２ガイド面
１９Ａ 作動部材枢支軸の軸芯
２１ 球面ジョイント
２３ アーム中心線
２４ スライダーピンの往復軌跡
２５ クランクピンの回転軌跡
１００ 車両用開閉体
１９０ 作動部材枢支軸
３００ 開閉体作動部材
ｄ１，ｄ２，ｄ３ 垂線長
Ｙ スライダーの移動方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ワンボックスカーの後部ドアや一般車両のサンルーフ等、各種の車両用開閉体を開閉させるための開閉機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の開閉機構としては、例えば、特開２０００−３３５２４５号公報に示されたものがあった。
当該技術は、車両ドアの開閉装置を構成するにあたり以下の構成を有していた。
まず、電動モーターからの駆動力が、当該モーターに固定したウォーム、および当該ウォームに噛合するウォームホイールを介し、さらに、当該ウォームホイールに同軸上に形成したピニオンギヤを介してスライダ部材に伝達される。
【０００３】
このスライダ部材は略矩形状の板部材であって、一対の長辺のうち一方の縁部にラックが形成してある。スライダ部材への駆動力はこのラックに入力される。スライダ部材には、その長手方向に沿って板幅中央に案内溝を形成してある。この案内溝を拡頭部を有する２本の案内ピンに係合させることで、前記駆動力を得たスライダ部材が直線往復運動を行う。
【０００４】
さらに、一対の長辺のうち他方の辺のほぼ中央部には、当該スライダ部材自身を直角に折り曲げた軸支部が形成してあり、当該軸支部に軸部が固設してある。つまり、この軸部は、前記本体部分に対して所定の高さを有して取り付けられている。この軸部には、ドア側に連結されたアーム部材が揺動自在に枢支してある。そして、スライダ部材の往復動作に伴って、前記アーム部材が車体に対して出退かつ揺動することで、車両ドアを開閉するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の開閉機構では、電動モーターで発生させた駆動力を、全てギアどうしの噛合を介してスライダ部材まで伝達させていた。よって、バックラッシュを軽減させたり、ギアどうしの噛合そのものが外れるのを防止するためには、各ギアを正確に配置し、しかも、その配置を長期間に亘って維持する必要がある。
そのため、開閉機構の組立が煩雑となったり、ギアの取付部を強化する必要があるなど、効率的な開閉機構を形成することができなかった。
【０００６】
また、上記従来の技術では、当該スライダ部材を案内ピンの延出方向から見た場合に、前記ラックと前記軸部とがオフセットした位置関係にある。そのうえ、上述のごとく、前記軸部は、平面状をなすスライダ部材の本体部分から所定の高さを有しているため、前記２本の案内ピンによりスライダ部材を摺動自在に受けている部位が、前記ラックと前記軸部とを含む平面から外れた状態となっている。
つまり、上記従来のスライダ部材を往復移動させる場合、スライダ部材を摺動自在に受けている案内ピンを支点として、スライダ部材の本体がなす平面内においてスライダ部材を回転させようとする力と、当該平面の面外方向にスライダ部材を持ち上げようとする力とが、前記スライダ部材に対して常に作用する。
【０００７】
このため、上記二つの力に起因したスライダ部材のガタつきをなくすべく、前記案内ピンの取付構造を強化したり、スライダ部材自身を厚くするなど、構成部材を補強する必要性があった。
以上のごとく、従来の開閉機構においては、電動モーターからの駆動力が十分効率的に伝達されているとは言い難く、開閉機構そのものについても余分な加工を施さなくてはならないなど、多くの改良すべき点を有していた。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、駆動力を確実にかつ効率よく伝達することができる車両用開閉体の開閉機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔特徴構成１〕
この目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る車両用開閉体の開閉機構は、車両用開閉体を開閉させるべくクランク軸芯の周りに回転駆動可能なクランクギアと、
ガイド部材に沿って往復運動可能なスライダーと、クランクピンを介して一端が前記クランクギアに枢支され、スライダーピンを介して他端が前記スライダーに枢支されるクランクアームとを備えると共に、前記スライダーおよび前記車両用開閉体の間に、前記スライダーに対して揺動自在に介装され、前記スライダーと前記車両用開閉体とを連動させる開閉体作動部材を備え、前記開閉体作動部材が、作動部材枢支軸を介して前記スライダーに枢支されており、前記スライダーの往復運動に際して、前記開閉体作動部材の一端および前記スライダーピンが、前記作動部材枢支軸の軸芯に対して垂直な同一の平面上に位置するよう構成した点に特徴を有する。
【００１０】
（作用効果）
本構成のごとく、車両用開閉体の開閉機構にクランク機構を採用したことで、クランク軸の駆動力を、クランクアームを介してスライダーに確実に伝達することができる。つまり、クランクギアとクランクアームとは、クランクピンを介して連結するものであり、一方、クランクアームとスライダーとは、スライダーピンを介して連結するものである。よって、各部材どうしの連絡が損なわれるおそれがなく、各部材間において力の伝達が確実に行われる。
【００１１】
また、クランクギアを用いる駆動系であるから、クランクギアのサイズそのものは一定であっても、クランクピンの形成位置を適宜設定することで、駆動モーターの駆動能力や、開閉させるドアの重量等に応じて最適な駆動機構を構成することができる。よって、必要な部品点数を減らしつつ、多種の開閉機構を形成することができる。
【００１３】
また、当該開閉機構はクランク機構を用いたものであり、駆動力を効率よく伝達するには、例えば、ガイド部材に対するスライダーの動きを円滑にすることが考えられる。本構成に係る発明は、クランクギアからの駆動力をスライダーの進行方向に変更した後、当該変更後の駆動力がスライダーをスライダーピンの周りに回転させないようにするためのものである。
【００１４】
そこで、本構成では、前記開閉体作動部材の一端および前記スライダーピンを、前記作動部材枢支軸の軸芯に対して垂直な同一の平面上に位置させている。つまり、開閉体作動部材が、作動部材枢支軸に対して略垂直な平面内で揺動し、当該平面内に、スライダーの移動経路とスライダーピンとが含まれるように構成してある。
【００１５】
本構成であれば、前記方向変更後の駆動力がスライダーピンに作用し、開閉体作動部材に伝達される際に、スライダーを自転させてしまうことがない。この結果、スライダーが不用意にガイド部材に干渉することもなく、前記方向変更後の駆動力が効率的に開閉体作動部材に伝達されることとなる。
【００１６】
〔特徴構成２〕
本発明のうち請求項２に係る車両用開閉体の開閉機構は、前記スライダーに、前記作動部材枢支軸の軸芯と平行な第１回転軸芯の周りに回転する第１回転部材を備えると共に、
前記ガイド部材に、前記第１回転部材を案内する第１ガイド面を形成した点に特徴を有する。
【００１７】
（作用効果）
本開閉機構においては、スライダーの往復移動に伴って、開閉体作動部材がスライダーに対して揺動する。つまり、この揺動平面内に於いて、開閉体作動部材とスライダーとの間で力の伝達方向が順次変化する。
このため、例えば、スライダーが開閉体作動部材を引き込もうと動作するとき、開閉体作動部材の揺動姿勢によっては、スライダーが上方に引っ張られたり、下方に引っ張られたりすることとなる。
【００１８】
しかしながら、本構成のごとく、作動部材枢支軸の軸芯と平行な第１回転軸芯の周りに回転する第１回転部材をスライダーに備え、当該第１回転部材を案内する第１ガイド面をガイド部材に形成しておくことで、上記スライダーのガタつきを防止すると共に、スライダーとガイド部材との摩擦を最小限に留めて、車両用開閉体の開閉動作を極めて円滑なものにすることができる。
【００１９】
〔特徴構成３〕
本発明のうち請求項３に係る車両用開閉体の開閉機構は、前記スライダーに、前記スライダーピンの軸芯と平行な第２回転軸芯の周りに回転する第２回転部材を備えると共に、
前記ガイド部材に、前記第２回転部材を案内する第２ガイド面を形成した点に特徴を有する。
【００２０】
（作用効果）
本開閉機構においては、クランクギアの回転に伴って、クランクアームがスライダーに対して揺動する。つまり、この揺動平面内に於いて、クランクアームとスライダーとの間で力の伝達方向が順次変化する。その際、スライダーとガイド部材とが干渉するため、クランクアームから伝達される駆動力のうち幾分かは抵抗となって消費されてしまう。駆動力の伝達を効率的に行うには、このような抵抗を極力少なくするのが好ましい。
【００２１】
そこで、本構成のごとく、スライダーに、スライダーピンの軸芯と平行な第２回転軸芯の周りに回転する第２回転部材を備え、かつ、ガイド部材に、前記第２回転部材を案内する第２ガイド面を形成することで、スライダーとガイド部材との干渉を緩和させ、上記余分な抵抗の発生を抑制することができる。この結果、スライダーおよび車両用開閉体の動きを円滑にすることができる。
【００２２】
〔特徴構成４〕
本発明のうち請求項４に係る車両用開閉体の開閉機構は、前記開閉体作動部材の一端が、球面ジョイントを介して前記作動部材枢支軸に枢支してある点に特徴を有する。
【００２３】
（作用効果）
前記開閉体作動部材の端部側には車両用開閉体が取り付けられる。しかしながら、当該車両用開閉体の取り付けは必ずしも正確ではなく、例えば、車両用開閉体に対する開閉体作動部材の取付位置に誤差が生じる場合ががる。このような場合、開閉体作動部材が前記作動部材枢支軸に対して垂直な方向に延出しない状態となる。
【００２４】
そこで、本構成のごとく、開閉体作動部材の一端を、球面ジョイントを介して作動部材枢支軸に枢支するように構成しておくことで、前記開閉体作動部材が、前記作動部材枢支軸に対して垂直な面の面外に首振り動作するのを許容することができる。その結果、たとえ車両用開閉体に取付誤差等が生じていても、前記開閉体作動部材或いは前記作動部材枢支軸などに無理な力が作用するのを防止して、車両用開閉体を円滑に開閉動作させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る車両用開閉体の開閉機構は、図１に示すごとく、例えばワンボックスカーの後部ドア１（以降において、「後部ドア１」を車両用開閉体１００の例示として説明する）を閉状態（図１（イ））と開状態（図１（ロ））との間で動作させる部位に用いるものである。後部ドア１の操作は、駆動モーター２からの駆動力をクランク機構を介して開閉体作動部材３００（以降において、単に「ドアアーム３」と称する）に伝達することで行う。以下、当該後部ドア１を開閉する場合の実施形態に基づいて本発明に係る機構を説明する。
【００２６】
本発明に係る開閉機構は、例えば図２及び図３に示すごとく、主に、クランクギア４の他に、当該クランクギア４を駆動させる駆動モーター２、前記クランクギア４に連結されるクランクアーム５、及び、スライダー６、さらに、当該スライダー６に連結されて後部ドア１に開閉力を付与するドアアーム３、そして、前記スライダー６を案内するガイド部材７などを有する。
【００２７】
前記クランクギア４と前記クランクアーム５とは、例えばクランクピン８を介して連結され、前記クランクアーム５と前記スライダー６とは、例えばスライダーピン９を介して連結される。よって、単にギアによって動力が伝達される機構等に比べて、各部材どうしの連絡が容易に損なわれるおそれがなく、各部材間において力の伝達が確実に行われる。
本構成であれば、クランクギア４からの駆動力を、クランクアーム５を介してスライダー６に確実に伝達することができる。このため、所定の重量を有する後部ドア１であっても確実に開閉させることができ、しかも、開位置にある後部ドア１が不意に閉まるようなおそれがなく、安全な開閉機構を構成することができる。
【００２８】
また、クランク機構を用いることで、例えば、駆動モーター２の駆動能力やクランクギア４のサイズが一定であっても、クランクピン８の形成位置や、ガイド部材７の配置、クランクアーム５の長さ等を適宜設定することで、スライダー６の駆動ストロークや駆動力を最適化することができる。このように、比較的単純な形状の部材を変更したり、相対位置を変更することで、所期の開閉機構を得ることができるため、車種毎に設計が異なる多種のドアに対して本開閉機構は適用可能である。
【００２９】
（機構本体）
当該開閉機構は、車両の天井などに容易に取付けることができるよう一つのユニットに形成してある。本開閉機構に係る部材は、外殻構造をなす機構本体１０に取り付けられている。当該機構本体１０は、アルミダイキャスト等で凹状空間を備えた状態に構成する。前記クランクギア４やその他の部材は、前記凹状空間の内部に収まるように取り付けてある。
当該機構本体１０は、機構取付部１１を用いて車両に取り付ける。機構取付部１１としては、例えは、取付ボルトを挿通可能なボルト孔を機構本体１０に形成しておく。
【００３０】
（クランクギア）
図２乃至図５に示すごとく、クランクギア４は、後部ドア１を開閉させるべくクランク軸芯４Ａの周りに回転駆動可能である。当該クランクギア４は、後述するスライダー６のストロークを確保するのに必要な外径に仕上げておく。当該クランクギア４には、駆動モーター２から当該クランクギア４に駆動力を入力するための複数の減速ギア列１２を係合させてある。
【００３１】
（駆動モーター）
図１に示すごとく、後部ドア１を開閉させるための駆動モーター２は、当該開閉機構の端部に設けてある。図２に示すごとく、駆動モーター２の出力軸１３は、
前記クランクギア４に対して車両の室内空間とは反対側に配置してある。これにより、例えば、本開閉機構を車体の後部天井に取り付けた場合、駆動モーター２はクランクギア４に対して、より天井側に配置されることとなり、室内空間を広く確保することができる。
【００３２】
（クランクアーム）
図３或いは図５に示すごとく、クランクアーム５の一端はクランクピン８を介して前記クランクギア４に枢支されている。他端は、スライダーピン９を介してスライダー６に枢支してある。
当該クランクアーム５の長さは、クランクギア４の直径や、後述するガイド部材７とクランク軸芯４Ａとの距離などに応じて適宜設定する。例えば、クランクアーム５を長くすると、クランクアーム５そのものの揺動角度が減少して、スライダー６との相対角度の変化が減少し、スライダー６に対して駆動力を円滑に伝達できることとなる。ただし、クランクアーム５が長くなるほど当該開閉機構のサイズが拡大する。
一方、クランクアーム５を短くすると、開閉機構そのものをコンパクト化することができる。しかし、この場合には、クランクアーム５の揺動角度が増大して、前記スライダー６に駆動力を伝達する際の効率が損なわれる。
【００３３】
（スライダー）
図２乃至図５に示すごとく、当該スライダー６は、ガイド部材７に沿って往復運動可能である。当該スライダー６は、前記クランクアーム５とドアアーム３との間に介装され、駆動力の伝達方向を変換しつつ両部材を連動させる。
スライダーピン９は、スライダー６の幅方向Ｘにおける中央に設けてある。ここで、幅方向Ｘとは、例えば図３において、スライダー６の移動方向Ｙに対して、これと同一平面内で垂直な方向（図３示左右方向）をいう。
【００３４】
（第１回転部材及び第２回転部材）
図６及び図８に示すごとく、前記スライダー６には、当該スライダー６の往復運動を滑らかにガイドする第１回転部材１４と第２回転部材１５とを設けてある。このうち、第１回転部材１４は、当該スライダー６の移動方向Ｙに沿う方向視において、前記スライダーピン９に垂直な方向に延出する第１回転軸芯１４Ａの周りに回転可能である。さらに、前記第１回転軸芯１４Ａは、スライダー６の移動方向Ｙに対してこれと同一平面内において垂直である（図６左右方向に延びる）。
【００３５】
図２或いは図８に示すごとく、スライダー６には、移動方向Ｙに沿って二つの第１回転軸芯１４Ａを設けると共に、夫々の第１回転軸芯１４Ａ上には前記スライダー６を挟み込む状態に二つの第１回転部材１４を取り付けてある。
第１回転部材１４は、特に、その方向が順次変化しつつ伝達されるドアアーム３からの入力に対応するためのものである。尚、当該第１回転部材１４が有する機能については後述する。
【００３６】
前記第１回転部材１４としては、図６に示すごとく、一般のラジアルベアリングを用いることができる。また、筒状の回転可能なカラー部材を用いるものであってもよい。要するに、当該第１回転部材１４は、後述するガイド部材７との間の摩擦力を軽減しつつ、ガイド部材７に沿ってスライダー６を往復移動させることができるものであれば、何れの構成であっても良い。
尚、回転しない突出部材等を単にスライダー６に設けるようなものであっても、スライダー６をガイド部材７に沿って円滑にガイドし得るものであれば、第１回転部材１４として代用可能である。
【００３７】
図２乃至図６に示すごとく、前記スライダー６には、二つの第２回転軸芯１５Ａを設けてある。この第２回転軸芯１５Ａの周りに第２回転部材１５が回転可能である。二つの第２回転軸芯１５Ａのうちの一つは、前記スライダーピン９の軸芯９Ａに一致させてある。つまり、本実施形態では、スライダーピン９を第２回転部材１５の取付け部として兼用している。
当該第２回転部材１５は、前記スライダー６をガイドすることの他に、特に、その方向が順次変化しつつ伝達されるクランクアーム５からの入力に対応するためのものである。
【００３８】
第２回転部材１５としては、第１回転部材１４の場合と同様に、一般のラジアルベアリングや回転可能な筒状部材、さらには、回転はしないが摺動性を有する突出部材等を用いることができる。
【００３９】
（ガイド部材）
当該ガイド部材７は、前記スライダー６の運動方向を規制するものである。図４或いは図６に示すごとく、当該ガイド部材７は、ガイド本体７１とレール部材７２とで構成してある。
【００４０】
本実施形態においては、前記ガイド本体７１は、前記機構本体１０と一体に形成してある。例えば、アルミダイキャスト等で溝状部分を一体に形成しておき、ここにレール部材７２を取り付ける。
本構成であれば、別途、ガイド本体７１を設ける必要がなく、この部材分の厚みが削減される。よって、当該開閉機構の省スペース化を図ることができる。
また、ガイド本体７１を省略することで、経済性においても有利となる。
【００４１】
また、レール部材７２は、例えば、略コの字状の長尺部材を二本用いて構成してある。この場合、図６に示すごとく、コの字の上辺部分と下辺部分とに第１ガイド面１６を形成する。そして、コの字の上辺部分の縁部に連接したフランジ部１７に、第２ガイド面１８を形成する。当該レール部材７２は、例えば、ネジ部材等を用いてガイド本体７１に取り付けることができる。
【００４２】
図６から明らかなごとく、本実施形態におけるレール部材７２では、一つのレール部材７２に、前記第１ガイド面１６と前記第２ガイド面１８との双方を形成してあるから、ガイド部材７をコンパクトに形成することができ、その結果、当該開閉機構の省スペース化を図ることができる。
また、当該レール部材７２は、例えば、板状長尺部材を曲げ加工して形成することができる。よって、レール部材７２の製作の手間が軽減されるなど経済面においても有利である。
【００４３】
（第１回転部材の動作態様）
後部ドア１が開閉される際には、ドアアーム３とスライダー６との相対角度が順次変化して両者間での力の伝達角度が変化する。その結果、前記スライダー６には、当該スライダー６の往復移動方向とは異なった方向から力が作用する。
例えば、図４を、後部ドア１が閉じ始められた状態を示したものとする。後部ドア１を開位置から閉じ始める際には、スライダー６の移動方向Ｙに対して、ドアアーム３の延出方向は車両の上方側を向いている。よって、スライダー６がドアアーム３を引き込もうと動作すると、スライダー６が上方に引っ張られる。このとき、前記第１ガイド面１６が第１回転部材１４を受けることで、上記上向きの力が生じても、スライダー６の浮き上がりを防止すると共に、スライダー６とレール部材７２との間の摩擦を最小限に留めることができる。この結果、後部ドア１の閉じ始めの動作が非常に円滑なものとなる。
【００４４】
一方、図４を、後部ドア１が閉じ位置から開位置に近付いた状態を示したものであるとする。この場合には、スライダー６とドアアーム３との間には押圧力が作用する。その結果、第１回転部材１４が下方の第１ガイド面１６に押し付けられる。しかし、この場合にも、第１回転部材１４及び第１ガイド面１６の協動により、スライダー６は非常に円滑に動作することができる。
以上のごとく、上下の第１ガイド面１６によって第１回転部材１４をガイドする構成であれば、スライダー６に対してドアアーム３が何れの姿勢にあっても、さらには、両者の間に押圧力あるいは引張力の何れが作用している場合であっても、スライダー６のガタつきを防止すると共に、スライダー６の移動を円滑にすることができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、スライダー６に前記ドアアーム３を枢支するドアアーム軸１９（作動部材枢支軸１９０の一実施例として示してある）の軸芯１９Ａと一方の第１回転軸芯１４Ａとを一致させてある。本構成によれば、両軸芯を別に構成する場合に比べて、スライダー６を簡略かつコンパクトに構成することができ、当該開閉機構の縮小化を図ることができる。また、スライダー６の加工工数を少なくすることができて、経済性の面においても有利となる。
【００４６】
（第２回転部材の動作態様）
本開閉機構においては、クランクギア４の回転に伴って、クランクアーム５がスライダー６に対して揺動する。つまり、この揺動平面内に於いて、クランクアーム５とスライダー６との間で力の伝達方向が順次変化する。
その際、スライダー６とレール部材７２とが干渉するため、クランクアーム５から伝達される駆動力のうち幾分かは抵抗となって消費されてしまう。駆動力の伝達を効率的に行うには、このような抵抗を極力少なくするのが好ましい。
【００４７】
そこで、本開閉機構では、前記スライダー６が、前記スライダーピン９の軸芯９Ａと平行な第２回転軸芯１５Ａの周りに回転する第２回転部材１５を備えると共に、ガイド部材７を構成するレール部材７２に、前記第２回転部材１５を案内する第２ガイド面１８を形成してある。
【００４８】
このように、第２ガイド面１８によって第２回転部材１５を受けることで、スライダー６とレール部材７２との干渉を緩和させることができる。その結果、上記余分な抵抗が両者間に発生するのを抑制して、スライダー６および後部ドア１の動きを円滑にすることができる。
【００４９】
（ドアアーム）
上述のごとく、当該ドアアーム３は、前記スライダー６と前記後部ドア１とを連動させるべく両者の間に介装してある。
前記後部ドア１は、図１及び図２に示すごとく、車体後方の上部に設けたヒンジ２０に取り付けられている。このため、当該後部ドア１と前記スライダー６とに連結されたドアアーム３は、スライダー６の往復運動に伴って、前記ヒンジ２０及び前記ドアアーム軸１９に略垂直な平面内で揺動する。
【００５０】
本実施形態では、前記ドアアーム軸１９の軸芯１９Ａと前記クランク軸芯４Ａとは略垂直である。当該開閉機構が、例えば車両の後部天井に取り付けられており、後部ドア１が上方に開口する場合には、前記ドアアーム３は上下方向に揺動する必要がある。この場合、前記ドアアーム軸１９の軸芯１９Ａは、略水平方向を向き、前記クランクギア４のクランク軸芯４Ａは、鉛直方向に向くことになる。
上述のごとく、本発明に係るクランクギア４は、スライダー６のストロークを確保するために比較的大径のものを用いる。よって、このようにクランクギア４を水平姿勢に取り付けることで、クランクギア４の板面を車両の天井に沿わすことができ、車内空間を広く確保することができる。
【００５１】
本発明に係る開閉機構は、後部ドア１の取付けに際し、例えば車両の幅方向に取付誤差が生じているような場合でも、前記後部ドア１を円滑に開閉することができる。
図７に示すごとく、本実施形態では、ドアアーム３の一端を、球面ジョイント２１を介して前記ドアアーム軸１９に枢支してある。ドアアーム３の他端に設けてあるのは、後部ドア１に対する取付部材２２である。
【００５２】
後部ドア１の取付状態によっては、前記ドアアーム３が前記ドアアーム軸１９に対して垂直な方向に延出しない状態となる場合がある。しかし、上記球面ジョイント２１を介することで、前記ドアアーム３が、前記ドアアーム軸１９に対して垂直な面の面外に首振り動作することが許容される。この結果、前記ドアアーム３或いは前記ドアアーム軸１９などに無理な力が作用するのを防止して、後部ドア１を円滑に開閉動作させることができる。
【００５３】
（クランク機構の動作態様１）
図２乃至図５に示すごとく、前記後部ドア１を開閉する場合、前記クランクギア４が閉位置と開位置との間で往復回転する。その際には、図９に示すごとく、前記クランクピン８と前記スライダーピン９とを結ぶアーム中心線２３或いはその延長線の位置及び方向が変化する。そして、当該アーム中心線２３に降ろした前記クランク軸芯４Ａからの垂線長が変化し、この結果、クランクギア４からクランクアーム５に、さらには、クランクアーム５からスライダー６に与えられる駆動力が変化する。
【００５４】
図９（イ）は、クランクギア４が閉位置にある状態を示す。図９（ハ）は、クランクギア４が開位置をある状態を示す。そして、図９（ロ）は、これらの中間位置にある状態を示す。これらの図に示すごとく、本機構では前記閉位置における閉位置垂線長ｄ１及び前記開位置における開位置垂線長ｄ２に比べて、前記閉位置と前記開位置との間の位置で、より長い垂線長ｄ３を採り得るように構成してある。
【００５５】
垂線長が短いほどクランク軸芯４Ａからのモーメントアームが短くなるから、クランクギア４からクランクアーム５に伝達される駆動力は増大する。例えば、図９（イ）及び図９（ハ）では、比較的大きい駆動力Ｆ１０及びＦ３０がクランクアーム５の長手方向に沿って作用するが、図９（ロ）では、これらより小さいＦ２０が作用することになる。
【００５６】
一般に、例えばワンボックスカーの後部ドア１を閉じる場合には、閉じ始めと全閉位置とにおいて大きな力を必要とする。通常、後部ドア１には、開いた後部ドア１の重量を支える等のためにガスダンパー等を設けてあることが多い。このため、閉じ始めでは、ガスダンパーの動作抵抗等が加わって大きな操作力を必要とする。しかも、長年の使用に伴って後部ドアのヒンジ部に汚れが溜まり、ヒンジ部の動きが固くなった場合にはさらに大きな操作力が必要となる。
また、全閉位置では、後部ドア１と車体との間に設けたシール部材の弾性抵抗に抗う必要があるため、やはり大きな操作力が必要となる。このシール部材が経年硬化した場合には必要な操作力はさらに増加する。
【００５７】
一方、閉位置にある後部ドア１を開位置に操作する場合には、開け始めに大きな操作力を必要とする。後部ドア１を閉位置から開け始める際には、後部ドア１の慣性に抗って後部ドア１に開き速度を与える必要があるからである。
【００５８】
この点、本構成であれば、これら双方の位置で開閉力を増大させることができる。よって、駆動力の大きいモーターを用いなくても、閉位置及び開位置での開閉力を適宜設定することができる。さらには、クランクギア４のサイズや、クランクギア４に対するレール部材７２の配設位置を工夫すること等で、閉位置及び開位置における駆動力の増大程度を任意に設定することもできる。
【００５９】
（クランク機構の動作態様２）
図９に示すごとく、スライダー６の動作中において、クランクアーム５の方向とスライダー６の移動方向Ｙとの相対角度は一定ではない。このため、例えば、図９（イ）において、クランクアーム５からスライダー６に伝達される駆動力Ｆ１０は、スライダーピン９の位置で、スライダー６の移動方向Ｙに沿った力Ｆ１１と、これに垂直な方向への力Ｆ１２とに分解される。このうち、前記分力Ｆ１２は、スライダー６の動作に対して抵抗となる。よって、このような抵抗を軽減し、クランクアーム５の駆動力を効率よくスライダー６に伝達するには、クランクアーム５の長手方向をスライダー６の移動方向Ｙに近付けるのが好ましい。
【００６０】
そこで、本実施形態では、図９に示すごとくクランク軸芯４Ａの延出方向に沿って見た場合に、スライダーピン９の往復軌跡２４或いはその延長線が前記クランクピン８の回転軌跡２５と交差するように前記ガイド部材７を配置してある。そして、前記閉位置（図９（イ））及び前記開位置（図９（ハ））における前記クランクピン８の位置が、前記往復軌跡２４或いはその延長線に対して前記クランク軸芯４Ａの側に位置するよう構成してある。
【００６１】
本構成にすることで、例えば、クランクギア４が前記閉位置から前記中間位置に回転する際に、クランクピン８がスライダーピン９の往復軌跡２４を一旦横切り、さらに、クランクピン８が前記中間位置から前記開位置に至る際に、再び前記往復軌跡２４を横切ることになる。このように、本構成であれば、クランクアーム５とスライダーピン９の往復軌跡２４とは２回一致し、クランクアーム５は前記往復軌跡２４を中心に一往復の首振り運動を行うことになる。
【００６２】
このように、スライダー６及びクランクアーム５を配置して、クランクアーム５の方向とスライダー６の移動方向とをできるだけ近付けておくことで、上記余分な分力の発生を最小限に留めることができ、クランクアーム５からの駆動力を最も効率よくスライダー６に伝達することができる。
【００６３】
（クランク機構の動作態様３）
さらに、本構成においては、スライダー６の幅方向Ｘにおける中央にスライダーピン９を形成すると共に、前記ドアアーム３を、スライダー６に取り付けたドアアーム軸１９の略中央に取り付けてある。つまり、ドアアーム３が、ドアアーム軸１９に対して略垂直な平面内で揺動し、当該平面内に、スライダー６の移動経路とスライダーピン９とが含まれるように構成してある。
【００６４】
このように、スライダーピン９とドアアーム３の取付け部とを、スライダー６の移動方向においてオフセットしないように位置設定することで、一旦、スライダー６の進行方向に入力された駆動力を効率的にドアアーム３に伝達することができる。つまり、前記オフセットを作らないことで、スライダー６を自転させるような力が発生するのを防止している。
【００６５】
このため、例えば、図９の紙面内における力の伝達をみた場合に、スライダー６が不用意にガイド部材７に干渉することが防止でき、スライダー６からガイド部材７に作用する力は、クランクアーム５からスライダー６に力が伝達される際に発生する分力Ｆ１２のみとなる。この結果、クランクギア４からの駆動力を最大の効率で後部ドア１に伝達することができる。
【００６６】
〔別実施形態〕
〈１〉
上記実施形態においては、レール部材７２を構成するのに、断面がコの字状の二本の長尺部材を用いたが、この他にも図１０に示すごとく、断面が矩形状の長尺部材を四本用いて構成することもできる。
【００６７】
本別実施形態では、矩形断面を有する４本のレール部材７３を用いる。ガイド本体７１の長手方向に垂直な断面視において、４本のレール部材７３を四隅に配置する。当該配置に際しては、ガイド本体７１に対してレール部材７３をネジ止めしても良いし、嵌着するものであってもよい。これにより、ガイド本体７１の内部に略十字形の空間が現出する。図１０に示すごとく、当該空間の内部において、前記スライダー６、及び、第１回転部材１４、第２回転部材１５を配置する。
【００６８】
四本のレール部材７３には、前記第１回転部材１４を案内する第１ガイド面１６を夫々形成してある。また、四本のレール部材７３のうち二本のレール部材７３には、前記第２回転部材１５を案内する第２ガイド面１８を形成してある。つまり、スライダーピン９を挟み込むように配置した二本のレール部材７３には、第１ガイド面１６と第２ガイド面１８との双方を形成する。
【００６９】
本構成のごとく、一つのレール部材７３に、第１ガイド面１６及び第２ガイド面１８という複数の機能を担持させることで、レール部材７３の部品点数を少なくして構造を簡略化し、ガイド部材７をコンパクトに構成することができる。
【００７０】
また、本構成のごとく、四つのレール部材７３を独立に構成するものであれば、図示は省略するが、各レール部材７３どうしの相対位置を決定する位置調節機能を設けることも可能であり、ガタのないガイド部材７を得ることも容易となる。
【００７１】
〈２〉
また、この他にも、前記レール部材７２，７３を単一の部材で構成することも可能である。
図示は省略するが、例えば、図６に示した二つのレール部材７２を、前記フランジ部１７とは反対側で連接しておく。その場合には、前記ドアアーム３の揺動空間を確保するために、前記フランジ部１７とは反対側に膨出部を設けておく。
本構成であれば、レール部材の部材点数をさらに少なくできるうえに、ガイド本体７１に対する取付の手間も軽減することができ、より効率的に開閉機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る開閉機構の取付状況を示す説明図
【図２】開閉機構が閉位置にある状態を示す側方断面図
【図３】開閉機構が閉位置近傍にある状態を示す平面断面図
【図４】開閉機構が開位置にある状態を示す側方断面図
【図５】開閉機構が開位置近傍にある状態を示す平面断面図
【図６】スライダー及びガイド部材の断面図
【図７】球面ジョイントの動作態様を示す説明図
【図８】スライダー近傍の構成を示す分解斜視図
【図９】クランク機構の動作態様を示す説明図
【図１０】別実施形態に係るガイド部材を示す断面図
【符号の説明】
４ クランクギア
４Ａ クランク軸芯
５ クランクアーム
７ ガイド部材
６ スライダー
８ クランクピン
９ スライダーピン
９Ａ スライダーピンの軸芯
１４ 第１回転部材
１４Ａ 第１回転軸芯
１５ 第２回転部材
１５Ａ 第２回転軸芯
１６ 第１ガイド面
１８ 第２ガイド面
１９Ａ 作動部材枢支軸の軸芯
２１ 球面ジョイント
２３ アーム中心線
２４ スライダーピンの往復軌跡
２５ クランクピンの回転軌跡
１００ 車両用開閉体
１９０ 作動部材枢支軸
３００ 開閉体作動部材
ｄ１，ｄ２，ｄ３ 垂線長
Ｙ スライダーの移動方向
Claims (4)
- 車両用開閉体を開閉させるべくクランク軸芯の周りに回転駆動可能なクランクギアと、
ガイド部材に沿って往復運動可能なスライダーと、
クランクピンを介して一端が前記クランクギアに枢支され、スライダーピンを介して他端が前記スライダーに枢支されるクランクアームとを備えると共に、
前記スライダーおよび前記車両用開閉体の間に、前記スライダーに対して揺動自在に介装され、前記スライダーと前記車両用開閉体とを連動させる開閉体作動部材を備え、
前記開閉体作動部材が、作動部材枢支軸を介して前記スライダーに枢支されており、
前記スライダーの往復運動に際して、前記開閉体作動部材の一端および前記スライダーピンが、前記作動部材枢支軸の軸芯に対して垂直な同一の平面上に位置するよう構成してある車両用開閉体の開閉機構。 - 前記スライダーが、前記作動部材枢支軸の軸芯と平行な第１回転軸芯の周りに回転する第１回転部材を備えると共に、
前記ガイド部材に、前記第１回転部材を案内する第１ガイド面を形成してある請求項１に記載の車両用開閉体の開閉機構。 - 前記スライダーが、前記スライダーピンの軸芯と平行な第２回転軸芯の周りに回転する第２回転部材を備えると共に、
前記ガイド部材に、前記第２回転部材を案内する第２ガイド面を形成してある請求項１に記載の車両用開閉体の開閉機構。 - 前記開閉体作動部材の一端が、球面ジョイントを介して前記作動部材枢支軸に枢支してある請求項１から３の何れかに記載の車両用開閉体の開閉機構。
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