JP6356719B2 - 車両用自動開閉装置 - Google Patents
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Description
たとえば、特許文献1には、一方のヒンジ腕部が車体に固定され、他方のヒンジ腕部がテールゲートに固定され、テールゲートを開閉する車体側ヒンジと、電動モータと減速機構を備えた駆動手段と、一端側が駆動手段の出力軸に結合され、他端側が車体側ヒンジの他方の腕部に連結される出力アームとを備え、電動モータの回転を、出力アームの揺動に変換し、テールゲートの開閉を行う自動開閉装置の構成が開示されている。そして、このような自動開閉装置では、減速された電動モータの回転を、そのままテールゲートの回動に変換するために、駆動手段は、その出力軸が車幅方向に沿うように、車体に配置される。
また、駆動手段が、車体側に取り付けられることで、駆動手段を閉止部材に取り付ける場合に比べ、閉止部材の重量が軽減され、駆動に必要な出力が低減される。これによって、駆動手段が、より低出力で済むことから、駆動手段の小型化、軽量化、低コスト化が図れる。また、駆動手段に接続されるワイヤハーネスも短くて済むため、装置全体の軽量化が図れる。さらに、閉止部材が荷重を受けて破損し、交換しなければならないような状況において、駆動手段を閉止部材側に設置した場合には、閉止部材と一緒に駆動手段も破損し、駆動手段の修理、交換が必要となる可能性が高くなる。ところが、駆動手段を車体側に設置することによって、修理、交換は、閉止部材のみで済み、駆動手段は、修理せずに再利用できる状況が増えるため、より経済的な構成である。
このような車体Sに対して、本実施形態の車両用自動開閉装置1は、所謂パワーテールゲートを構成し、テールゲートSTの開閉を自動で行うものである。
本実施形態で説明する車両用自動開閉装置1は、図1に示すように、車両開口部S1の開口縁における車両天井部分の左側縁部近傍に設置される。また、車両用自動開閉装置1は、図2〜図4に示すように、前述の車体側ヒンジ11と、テールゲートSTを開閉する際の駆動力を発生する駆動手段21とを備えている。
ヒンジベース12は、ヒンジアーム13を支持しつつ、車体Sに固定される部位として、ベース本体部12aと、ベース側軸受部12bと、固定側設置部12cとを備えている。
ベース本体部12aは、長尺な長方形形状を有する板材からなり、板面が向かい合うように折り曲げた略コ字形状を備えた部材で構成されている。また、ベース本体部12aは、コ字形状の底部分が車両前方に向かいつつ、コ字形状のスリットが車両後方に開口するように配置される。
固定側設置部12cは、ヒンジベース12の対向する腕部分12dの長手方向に沿った縁部から、対向する腕部分12dとは反対側に張り出した一対の矩形状の板片12eR、12eLで構成されている。そして、固定側設置部12cは、図4に示すように、右側の腕部分12dRでは、上縁から延長された板片12eRを右側へ折曲げられ、左側の腕部分12dLでは、下縁から延長された板片12eLを左側へ折曲げられて、段違いに形成されている。
つまり、固定側設置部12cは、一対のベース側軸受部12bをそれぞれ支持する一対の部材からなり、これら一対の固定側設置部12cは、その一方と他方とが、車体Sへの組み付け方向(車両上下方向)に対して、段違いに配置されている。
また、各板片12eR、12eLには、その板面を貫通するベース側固定孔12fが2つずつ開口している。そして、各板片12eR、12eLの2つのベース側固定孔12fは、駆動手段21の出力軸22の軸線L22を跨ぐように(間に挟むように)配置されている。
なお、4つのベース側固定孔12fの内の1つ(図3における右上のベース側固定孔12f)は、貫通部材41が貫通するヒンジ側位置決め孔12gに設定される。
アーム側軸受部13aは、ヒンジアーム13の基端部分の板面を貫通する貫通孔で構成されている。
揺動側設置部13bは、テールゲートSTの内面に設定されるゲート側固定部(図示せず)にボルト(図示せず)等で締結される。
ヒンジ軸14は、丸棒状の軸材からなり、ベース側軸受部12bとアーム側軸受部13aとを貫通しつつ、揺動可能に支持している。つまり、ヒンジ軸14は、固定側設置部12cに揺動側設置部13bを揺動可能に支持している。
なお、ヒンジアーム13が揺動する際のガタ付きを防止するために、ヒンジ軸14と両軸受部12b、13aとの間には、カラー15が配置されている。
また、駆動手段21には、複数の設置ブラケット27が設けられており、これら設置ブラケット27を介して、駆動手段21は、テールゲートSTではなく、車体Sに設定された車体側固定個所S2に、出力軸22が車幅方向(車両左右方向)に沿うように設置される。
モータ側ブラケット27aは、電動モータ23と減速機構24との間に狭持されつつ、電動モータ23の回転軸(図示せず)と交差する板状部材で構成されている。また、モータ側ブラケット27aは、電動モータ23を跨いで両側に位置する両端部のそれぞれに、モータ側固定孔27c(ユニット固定部)が板面を貫通しつつ、開口している。
減速側ブラケット27bは、減速機構24の出力軸22側端部に組み付けられる板状部材からなり、出力軸22を跨いだ両側のそれぞれに、減速側固定孔27d(ユニット固定部)が板面を貫通しつつ、開口している。また、減速側固定孔27dの内の出力軸22により近接したもの(図3における上方の減速側固定孔27d)は、駆動側位置決め孔27eに設定されている。つまり、ヒンジ側位置決め孔12gと駆動側位置決め孔27eが連通するように、減速側ブラケット27bは、その一部が、固定側設置部12cの板片12eRの一部に重ねられて配置される。
駆動側腕部26aは、その一端が、出力軸22の先端に固定され、出力軸22の回転に合わせて揺動する。
ヒンジ側腕部26bは、その一端が、駆動側連係部26cを介して、駆動側腕部26aに連係され、その他端が、ヒンジ側連係部26dを介して、ヒンジアーム13のU字形状の底部分に連係される。
なお、駆動側連係部26cとヒンジ側連係部26dは、ともにボールジョイント28で構成されている。
駆動側連係部26cは、ボールスタッド28aが駆動側腕部26aの他端に配置され、ソケット28bがヒンジ側腕部26bの一端に配置され、駆動側腕部26aの他端側と、ヒンジ側腕部26bの一端側とを、回転可能、且つ揺動可能に連結する。
ヒンジ側連係部26dは、ボールスタッド28aがヒンジアーム13に配置され、ソケット28bがヒンジ側腕部26bの他端に配置され、ヒンジアーム13と、ヒンジ側腕部26bの他端側とを、回転可能、且つ揺動可能に連結する。
つまり、ヒンジ側腕部26bが、駆動手段21と車体側ヒンジ11との間の間隔、および向きの相対的なズレを吸収しつつ、駆動側腕部26aの揺動(出力軸22の回転力)をヒンジアーム13に伝える。
雄型固定部S2aは、天井面S3に配置された雄台座S4から下方に立設された4本のスタッドボルト31で構成されている。4本のスタッドボルト31は、ベース本体部12aを挟んで左右に2本ずつ配置されている。
雄台座S4は、車両の外形形状を形成する外装板S5の形状に合わせて、右側と左側が、車両上下方向に段違いに形成されている。
なお、4本のスタッドボルト31の内の1本(図3における右上のスタッドボルト31)は、貫通部材41としても機能する。
また、雄型固定部S2aには、貫通部材41を除いて、車体側ヒンジ11のベース側固定孔12fを貫きつつ、組付けナット32が螺着されることで、固定側設置部12cを車体Sに固定する。
つまり、駆動手段21が、車体Sに設置されるとともに、貫通部材41が、固定側設置部12cと駆動手段21とを貫通する。
これによって、固定側設置部12cと減速側固定孔27dが共締めされて、車体側ヒンジ11と駆動手段21との間の相対的な位置決めがされる。
なお、図3では、スタッドボルト31が取付面に対して斜めに突出するように描画されているが、雄側固定部S2aと雌型固定部の構成の違いを明確にするためであり、実際には、図4に示すように、取付面に対して直角に突設されている。
雌型固定部は、車体Sに設置された雌台座(図示せず)に開口する雌ネジ部(図示せず)で構成されている。雌型固定部は、モータ側ブラケット27aのモータ側固定孔27c(ユニット固定部)が重ねられつつ、雌ネジ部にボルト(図示せず)が螺着されることで、モータ側ブラケット27aを車体Sに固定する。
まず、車体側ヒンジ11を車両1に取付ける。
車体側ヒンジ11を車体側固定箇所S2に配置しつつ、固定側設置部12cのベース側固定孔12fに、雄型固定部S2aのスタッドボルト31を挿入する。そして、ベース側固定孔12fに挿入されたスタッドボルト31の内の貫通部材41を兼ねるスタッドボルト31(図3における右上の1本)を除いた3本に、組付けナット32を螺着する。
駆動手段21を車体側固定箇所S2に配置しつつ、モータ側ブラケット27aの駆動側位置決め孔27eを兼ねる減速側固定孔27dに、貫通部材41を挿入するとともに、残りの減速側固定孔27dと、モータ側ブラケット27aのモータ側固定孔27cを雌型固定部に重ねる。そして、位置決めナット33を貫通部材41を兼ねるスタッドボルト31に螺着するとともに、組付けボルト(図示せず)を雌型固定部に螺着する。
以上のような組付け手順によって、車体側ヒンジ11と駆動手段21との間の相対的な位置決め(間隔、向き)を行いつつ、車体側ヒンジ11と駆動手段21とを車両1に組付けることができる。
しかしながら、実際に車両を組立てる現場で、車体側ヒンジ11に対して駆動手段21を、前述のような位置関係で組付けるには、高い精度の作業が求められたり、治具等の補助工具が必要になったりする等、時間と手間が掛かってしまう。
ところが、車体側ヒンジ11と駆動手段21との間を、ボールジョイント28を用いて連結することで、相対的な間隔や向きが、組付け時に多少ズレてしまっても、ボールジョイント28が吸収してくれる。このため、車両用自動開閉装置1を手間と時間を掛けずに組付けることができるとともに、駆動手段21によってヒンジアーム13を円滑に揺動させることが可能になる。
まず、電動モータ23の回転が、減速機構24によって減速され、出力軸22から出力される。
次に、出力軸22の回転によって、出力アーム26の駆動側腕部26aが揺動する。駆動側腕部26aが揺動することで、駆動側連係部26c、ヒンジ側腕部26b、ヒンジ側連係部26d、ヒンジアーム13の順に、出力軸22の回転力が伝わる。
そして、ヒンジアーム13に伝わった回転力によって、テールゲートSTが開閉する。
本実施形態の車両用自動開閉装置1では、車体側ヒンジ11の固定側設置部12cと、駆動手段21の減速側ブラケット27bとを貫通部材41が貫くことによって、車体側ヒンジ11と駆動手段21との間の相対的な位置決めを行うことができる。これによって、治具等の補助工具を用いることなく、車体側ヒンジ11に対して、より正確な位置関係で、駆動手段21を配置することができるとともに、テールゲートST(閉止部材)の正常な開閉を安定して行うことができる。
また、車体側ヒンジ11に対する駆動手段21の位置決めをより正確に行えることによって、電動モータ23の駆動力を車体側ヒンジ11に効率よく伝えることができる。
また、駆動手段21に接続されるワイヤハーネスも短くて済むため、装置全体の軽量化が図れる。
さらに、テールゲートSTが荷重を受けて破損し、交換しなければならないような状況において、駆動手段21をテールゲートST側に設置した場合には、テールゲートSTと一緒に駆動手段21も破損し、駆動手段21の修理、交換が必要となる可能性が高くなる。ところが、駆動手段21を車体S側に設置することによって、修理、交換は、テールゲートSTのみで済み、駆動手段21は、修理せずに再利用できる状況が増えるため、より経済的な構成である。
たとえば、車体側ヒンジ11を車体Sに固定する際に、ヒンジ軸14の一側だけを固定側設置部12cに固定しておき、次の工程で、ヒンジ軸14の他側を駆動手段21とともに、貫通部材41に位置決めしつつ、固定する手順が考えられる。このような組付け手順にした場合には、車体側ヒンジ11が、一時的に片持ち状態で車両1に保持され、不安定な状況が発生する。
ところが、本実施形態のように、1つの工程の中で、固定側設置部12cがヒンジ軸14の両端を支持することで、駆動手段21を組付ける工程までの間も車両取付状態を安定させることができる。
また、テールゲートSTの開閉が繰り返されて、車体側ヒンジ11と駆動手段21との連結がズレたり、緩んだ場合、および、車両に荷重が掛かり、車体S、およびテールゲートSTが変形して、車体側ヒンジ11と駆動手段21とが相対的にズレた場合には、ボールジョイント28が、ズレや緩みを吸収する。これによって、テールゲートSTの開閉をより円滑に行うことができる。
たとえば、貫通部材としてロケートピン(図示せず)を車体Sに立設し、ロケートピンを車体側ヒンジ11と駆動手段21とに貫通させ、車体側ヒンジ11と駆動手段21とを別に用意した固定手段によって、別々に固定する構成としても良く、同様の作用効果が得られる。
また、貫通手段として、スタッドボルト31の断面形状を二面幅に設定し、駆動手段21をスタッドボルト31の軸周りに係合させて、駆動手段21の向きを規定しつつ、車体側ヒンジ11と共締めする構成としても良い。
さらに、車体S側にスタッドボルト31を立設させるのではなく、雌型固定部のような雌ネジ部を設け、貫通部材としてボルト(図示せず)を車体側ヒンジ11と駆動手段21とを貫通しつつ、雌ネジ部に螺着させる構成としても良い。
他にも、本実施形態の4本のスタッドボルト31とは別に、貫通部材として車体Sの雄台座S4等からロケートピンを立設し、スタッドボルト31とロケートピンを車体側ヒンジ11と駆動手段21とにそれぞれ貫通させて、位置と向きを規定する構成としても良い。
たとえば、出力軸22にピニオンギヤ(図示せず)を設置し、スライド移動可能に配置されたラック(図示せず)と噛合させて、スライドするラックでテールゲートSTを押し引きして、開閉を行う構成としても良い。そして、このような構成の連係手段を採用した場合でも、同様の作用効果が得られる。
たとえば、タクシーの後席ドアのように、乗員が乗降を行う車両開口部を自動で開閉するドア(図示せず)に採用することが可能であるとともに、トランクルームの開閉を行うトランクリッド(図示せず)や、エンジンルームの開閉を行うボンネットに採用することも可能であり、同様の作用効果が得られる。
11 車体側ヒンジ
12c 固定側設置部
13b 揺動側設置部
12b ベース側軸受部
14 ヒンジ軸
21 駆動手段
22 出力軸
26 出力アーム
27c モータ側固定孔(ユニット固定部)
27d 減速側固定孔(ユニット固定部)
33 位置決めナット(ナット)
41 スタッドボルト(貫通部材)
S 車体
S1 車両開口部
ST テールゲート(閉止部材)
Claims (6)
- 車体に固定される固定側設置部と、該車体に開口する車体開口部の開閉を行う閉止部材に固定される揺動側設置部とを備え、該車体に対して、該閉止部材を揺動可能に支持する車体側ヒンジと、
該閉止部材の開動作と閉動作の少なくともどちらか一方の動作を、出力軸を介して出力される駆動力によって行う駆動手段と、
を備えた車両用自動開閉装置において、
前記固定側設置部と前記駆動手段とを貫く貫通部材を備える
ことを特徴とする車両用自動開閉装置。 - 前記貫通部材が、
前記車体、または前記閉止部材に立設されたスタッドボルトからなり、
該スタッドボルトにナットを螺着することで、前記車体側ヒンジと該駆動手段とが共締めされる
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動開閉装置。 - 前記駆動手段は、
前記出力軸を跨ぐように複数のユニット固定部が配置され、
該ユニット固定部を介して、前記車体に設置される
ことを特徴とする請求項1、または請求項2に記載の車両用自動開閉装置。 - 前記車体側ヒンジは、
前記固定側設置部に前記揺動側設置部を揺動可能に支持するヒンジ軸と、
該ヒンジ軸の両端をそれぞれ支持する一対のベース側軸受部とを備え、
該固定側設置部が、
一対設定され、該ベース側軸受部のそれぞれを個々に支持する
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の車両用自動開閉装置。 - 前記一対の固定側設置部は、
その一方と他方とが、車体への組み付け方向に対して、段違いに配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の車両用自動開閉装置。 - 前記駆動手段は、
前記出力軸から延設されつつ、ボールジョイントを介して前記車体側ヒンジに連結される出力アームを備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の車両用自動開閉装置。
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