CN111411856B - 车辆侧门的开闭装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供车辆侧门的开闭装置，其设有使侧门以机械方式停止在全开门位置的机构。车辆侧门的开闭装置具有：驱动单元(11)，在输出轴(24A)固定有小齿轮(21)；以及齿条(27)，与小齿轮(21)啮合，并在侧门(14)的前后方向上延伸。齿条(27)的前端部与固定于车身(17)的车身侧托架(19)连接，齿条(27)利用小齿轮(21)的旋转向前方移动时，侧门(14)向开门方向移动，齿条(27)向后方移动时，侧门(14)向关门方向移动。齿条(27)的后端部固定有抵接止动件(41)，所述抵接止动件(41)在齿条(27)向前方移动规定量时与驱动单元(11)抵接，阻碍齿条(27)向前方移动。

Description

车辆侧门的开闭装置
技术领域
本发明涉及车辆侧门的开闭装置，特别涉及利用驱动单元使侧门进行开门移动和关门移动的开闭装置。
背景技术
在现有的通常的车辆侧门的开闭装置中，如果门锁装置解锁，则利用驱动单元使侧门开门移动至全开门位置，此外，如果在开门状态下操作了关门开关，则驱动单元进行关门动作而使侧门进行关门移动，具备开闭装置的侧门有时也称为“动力铰链门”。开闭装置的驱动单元进行开门启动的条件和时机以及进行关门移动的条件和时机存在多种设定。
专利文献1、2公开了将开闭装置的驱动单元安装在侧门的内部空间的结构。安装在侧门的内部的驱动单元借助连接机构与车身的托架连接，利用驱动单元的动力使连接机构伸缩而使侧门相对于车身开闭移动。
专利文献1：日本专利公开公报特开2017-128940号
专利文献2：日本专利公开公报特表2018-505326号
现有的驱动单元和连接机构不具备适合使侧门以机械方式停止在全开门位置的机构。
发明内容
因此，本发明的车辆侧门的开闭装置构成为：利用上下一对门铰链18将侧门14转动自如地安装于车身17；在所述侧门14安装驱动单元11，所述驱动单元11的输出轴24A固定有小齿轮21；所述小齿轮21与齿条27的齿条齿27A啮合；车身侧托架19固定于所述车身17，所述齿条27的前端部利用连接轴(28)而与枢轴支承于所述车身侧托架19的连接臂29连接并被枢轴支承，利用所述小齿轮21的旋转使所述齿条27向前方移动时，所述侧门14向开门方向移动，利用所述小齿轮21的旋转使所述齿条27向后方移动时，所述侧门14向关门方向移动；以及所述齿条27的后端部固定有抵接止动件41，所述抵接止动件41在所述齿条27向前方移动规定量时与所述驱动单元11抵接，阻碍所述齿条27向前方移动，所述侧门14具备金属制外面板14A、金属制内面板14B和上下升降自如的门玻璃14C，所述驱动单元11配置于收纳空间15，所述收纳空间15形成在所述门玻璃14C的下降移动轨迹线与所述金属制内面板14B之间，包含电机部20的所述驱动单元11与所述门玻璃14C在门的宽度方向上重合，所述电机部(20)朝下，所述驱动单元(11)跨过前侧导轨(14D)而位于车辆后方，把从所述电机部(20)的电机轴(20A)至所述小齿轮(21)的动力传递路径配置在以所述电机轴(20A)为中心的直线上，被引导支承轴(38)枢轴支承的作为啮合保持单元(31)的一部分的齿条引导件(37)具备上面(37A)、下面(37B)、以及连接所述上面和所述下面的侧面(37C)，由所述齿条引导件的所述上面和所述下面限制所述齿条的上下方向的动作，所述齿条引导件(37)通过以所述引导支承轴(38)为中心进行摆动来吸收所述齿条(27)以所述连接轴(28)为中心的摆动。
在本发明的方式1和方式3的发明中，通过使固定于齿条27的抵接止动件41与驱动单元11以机械方式抵接，从而可以限定侧门14的全开门位置，所以能够在不给门铰链18带来负担的情况下确保足够的强度。此外，由于可以使驱动单元11与门玻璃14C在门的宽度方向上重合，所以成为也适合于后侧门的装置。
在本发明的方式2的发明中，由于抵接止动件41能够抵接于驱动单元11的结构件，所以能够进一步确保强度。
在本发明的方式4的发明中，由于可以使抵接止动件41的弹性件41B抵接于驱动单元11，所以静音性优异。
在本发明的方式5的发明中，由于使抵接止动件41抵接于强度优异的啮合保持单元31的结构件，所以能够进一步确保强度。
附图说明
图1是具有装备了本发明的开闭装置的侧门的车辆的简要侧视图。
图2是表示开闭装置的驱动单元的安装位置的侧门的简要纵断面图。
图3是表示取下内面板的状态的侧门的内部结构的立体图。
图4是从室外侧观察开闭装置的驱动单元的主视图。
图5是开闭装置的驱动单元的整体立体图。
图6是表示驱动单元的内部结构的概要的立体图。
图7是关门状态下的车身侧托架和驱动单元的小齿轮及齿条的俯视图。
图8是使图7的齿条进行开门移动的状态的俯视图。
图9是保持齿条齿与小齿轮的啮合的啮合保持单元的立体图。
图10是啮合保持单元的分解立体图。
图11是啮合保持单元的纵断面图。
图12是齿条的分解立体图。
图13是电路框图。
附图标记说明
10…开闭装置，11…驱动单元，12…连接机构，13…车辆，14…侧门，14A…金属制外面板，14B…金属制内面板，14C…门玻璃，14D…前侧导轨，14E…后侧导轨，15…收纳空间，16…升降机构，17…车身，18…门铰链，19…车身侧托架，19A…托架轴，20…电机部，20A…电机轴，21…小齿轮，22…第一减速部，23…制动部，23A…制动组件，23B…电枢，24…第二减速部，24A…输出轴，25…上部固定托架，26…紧固件，27…齿条，27A…齿条齿，27B…非齿面，27C…通孔，28…连接轴，29…连接臂，30…装饰盖，31…啮合保持单元，32…上部盖，32A…水平部，32B…弯曲部，33…下部基座，34…紧固件，35…纵柱，36…纵柱，36A…旋转辊，37…齿条引导件，38…引导支承轴，39…压销，40…齿条滑块，40A…突起，41…抵接止动件，41A…钢材部，41B…弹性件，42…门锁装置，43…内侧手柄，44…ECU，45…角度传感器。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式。本发明的车辆侧门的开闭装置10具备驱动单元11和连接机构12。驱动单元11配置在车辆13的侧门14内部的收纳空间15中。
侧门14具备金属制外面板14A和金属制内面板14B，金属制内面板14B优选安装有装饰面板(未图示)。侧门14具备利用升降机构16而升降的门玻璃14C。门玻璃14C的前边缘和后边缘被前侧导轨14D和后侧导轨14E滑动自如地夹持，门玻璃14C在金属制外面板14A与金属制内面板14B之间升降。
如果门玻璃14C下降，则金属制外面板14A和金属制内面板14B之间大体二等分。收纳空间15是由门玻璃14C(包含门玻璃14C的下降移动轨迹的延长线)和金属制内面板14B划定的空间。
侧门14由上下一对门铰链18转动自如地安装于车身17。车身侧托架19固定于车身17。车身侧托架19配置在上下一对门铰链18之间。车身侧托架19借助连接机构12连接于驱动单元11。如果来自驱动单元11的动力传递到车身侧托架19，则侧门14以门铰链18为中心向开门方向或关门方向旋转。此时，由于车身侧托架19配置在上下一对门铰链18的中间，所以来自驱动单元11的动力向车身17高效且顺畅地传递。
驱动单元11在最上部配置有电机部20，在最下部配置有成为输出齿轮的小齿轮(pinion gear)21。电机部20的输出向下方的第一减速部22传递。第一减速部22优选使用行星齿轮机构。
第一减速部22的输出借助下方的制动部23传递到第二减速部24。制动部23具有制动组件23A和电枢23B。制动部23优选为无励磁动作型电磁制动器，使用永磁铁进行制动。制动部23平常由永磁铁吸引电枢23B而成为制动动作状态，可以对侧门14赋予预定的制动阻力。制动部23的制动阻力通过对制动组件23A施加电压而被释放，成为无制动状态。小齿轮21固定于第二减速部24的输出轴24A。第二减速部24优选使用行星齿轮机构。
驱动单元11为纵向延伸的直线状，电机部20、第一减速部22、制动部23和第二减速部24上下排列配置，尽量抑制了朝向横向(水平方向)的偏移。由此，形成为纵向延伸的细长筒状的驱动单元，容易收纳于横幅较窄的收纳空间15。
驱动单元11进一步优选把从电机部20的电机轴20A至固定有小齿轮21的输出轴24A为止的动力传递路径配置在以电机轴20A为中心的直线上，例如在减速部采用行星齿轮机构时，使太阳轮的轴与电机轴20A的轴芯一致。利用所述结构，驱动单元11构成为可以进一步抑制电机轴20A的半径方向的大小。
驱动单元11的上部固定托架25由紧固件26固定于金属制内面板14B。
小齿轮21与连接机构12的齿条27上形成的齿条齿27A啮合。齿条27在门的前后方向上水平延伸，齿条27的前端部贯穿门前面板(未图示)的开口部(未图示)向前方突出，所述前端部利用连接轴28而枢轴支承于连接臂29的转动端。连接臂29的基端利用托架轴19A而枢轴支承于车身侧托架19。门前面板的开口部被装饰盖30等遮蔽。
小齿轮21与齿条齿27A的啮合部保持在啮合保持单元31内。啮合保持单元31抑制小齿轮21与齿条齿27A的节点间距离的偏差，以及输出轴24A的轴心方向上的小齿轮21与齿条齿27A的啮合位置的偏差。
啮合保持单元31具备大致L型的上部盖32和矩形平板状的下部基座33。上部盖32的水平部32A固定于驱动单元11(第二减速部24)的下部。上部盖32的弯曲部32B配置在室内侧，由紧固件34固定于金属制内面板14B。
水平部32A和下部基座33用四根纵柱35、35、36、36隔开预定间隔固定。室内侧的两根纵柱35、35可以是通常的棱柱等，室外侧的两根纵柱36、36在外周枢轴安装有旋转辊36A、36A。齿条27的非齿面27B抵接于旋转辊36A、36A。
齿条引导件37被引导支承轴38枢轴支承于下部基座33。齿条引导件37具备上面37A、下面37B、以及连接上面37A和下面37B的室外侧的侧面37C。如图10、图11所示，在下部基座33植入设置有向上方立起的压销39。压销39配置在连接输出轴24A和引导支承轴38的线上。
由齿条引导件37的上面37A和下面37B限制齿条27的上下方向的动作。
齿条27利用小齿轮21的旋转而向前方(开门方向)或后方(关门方向)移动，但是所述移动时会以前端的连接轴28为中心略微摆动。所述摆动被齿条引导件37以引导支承轴38为中心的摆动而吸收，从而避免了齿条齿27A与小齿轮21的啮合的偏差。
齿条27安装有钢制的齿条滑块40。优选在将齿条滑块40的上部的突起40A插通齿条27的通孔27C后，实施铆接加工而固定于齿条27。齿条滑块40在齿条27的下面沿着齿条27的长度方向轨道状延伸。
旋转辊36A、36A从室外侧抵接于齿条27的非齿面27B，如图11所示，下部基座33的压销39从室内侧抵接于齿条27的齿条滑块40，使齿条27在前后方向的移动不会发生晃动而是顺畅地移动。
齿条27的后端部固定有抵接止动件41。抵接止动件41由中央的钢材部41A和包围钢材部41A的外周的弹性件41B构成，钢材部41A与齿条27的后端部嵌合之后被焊接固定。
当齿条27向开门方向(前侧方向)移动而使侧门14到达全开门位置时，抵接止动件41的弹性件41B与啮合保持单元31抵接，优选与上部盖32和下部基座33等结构件抵接。由此，利用机械性抵接限定了侧门14的全开门位置，并且防止了侧门14越过全开门位置移动而导致驱动单元11、连接机构12和门铰链18的结构变形。
驱动单元11的制动部23采用无励磁动作型电磁制动器，在非通电的待机状态下制动器动作。优选制动部23的制动力(保持转矩)可以产生非通电时的强制动和控制通电时的弱制动这两种。强制动设定为与通常的限位连杆临时保持侧门时的制动阻力(50Nm)相同程度。由此，在本实施例中，能够用制动部23的强制动来弥补现有的限位连杆的功能，能省略限位连杆。
在门锁装置42(图3)与锁止销卡合的关门状态下，制动部23在非通电的待机状态下为强制动。在关门状态下乘客从车内通过内侧手柄43的操作而将门锁装置42解锁时，与此联动，制动部23被通电而断开制动，侧门14被密封反作用力等从关闭位置推出，并且通过乘客从室内向开门方向推压侧门14而使侧门14进一步朝向开门方向移动。
在侧门14从关闭位置向开门方向移动时，由于制动部23释放制动，所以因车辆13的前后的倾斜、左右的倾斜和强风的影响等，侧门14有时会出乎意料地突然随意打开。作为对策，当侧门14移动到预定的临时开门位置时，制动部23利用通电控制而产生弱制动，抑制侧门14越过临时开门位置而突然开门的情况。
侧门14的临时开门位置优选开门角度为约10度左右，所述角度相当于侧门14的厚度量的开门。侧门14的临时开门位置由连接于ECU44的角度传感器45等进行检测。
如果侧门14到达临时开门位置，则制动部23产生约1～2秒的弱制动。弱制动所产生的针对侧门14的保持力慎重设定，优选乘客通过一系列的开门操作把侧门14向外侧推出时没有不适感的程度。
可以限定为在乘客从室内用内侧手柄43进行开门操作时，在临时开门位置对侧门14赋予弱制动。从室外用外侧手柄进行开门操作的情况下，由于操作者紧靠侧门14的外侧，所以对侧门14附加弱制动的必要性较低。此外，侧门14因关门而经过临时开门位置时，也不对侧门14附加弱制动。
当侧门14越过临时开门位置向开门方向移动时，在预定位置处，制动部23对侧门14施加强制动。优选在侧门14打开约25度程度时，利用强制动对侧门14赋予预定的开门阻力。这样会带来与利用通常的限位连杆对侧门赋予的节动阻力相同的作用。
通过使制动部23为非通电，从而制动部23可以对侧门14任意地赋予强制动。因此，可以构成为在侧门14以预定时间维持相同角度时，可以产生强制动而将侧门14保持在所述任意的开门角度。

Claims (5)

1.一种车辆侧门的开闭装置，其特征在于：
利用上下一对门铰链(18)将侧门(14)转动自如地安装于车身(17)；
在所述侧门(14)安装驱动单元(11)，所述驱动单元(11)的输出轴(24A)固定有小齿轮(21)；
所述小齿轮(21)与齿条(27)的齿条齿(27A)啮合；
车身侧托架(19)固定于所述车身(17)，所述齿条(27)的前端部利用连接轴(28)而与枢轴支承于所述车身侧托架(19)的连接臂(29)连接并被枢轴支承，利用所述小齿轮(21)的旋转使所述齿条(27)向前方移动时，所述侧门(14)向开门方向移动，利用所述小齿轮(21)的旋转使所述齿条(27)向后方移动时，所述侧门(14)向关门方向移动；以及
所述齿条(27)的后端部固定有抵接止动件(41)，所述抵接止动件(41)在所述齿条(27)向前方移动规定量时与所述驱动单元(11)抵接，阻碍所述齿条(27)向前方移动，
所述侧门(14)具备金属制外面板(14A)、金属制内面板(14B)和上下升降自如的门玻璃(14C)，所述驱动单元(11)配置于收纳空间(15)，所述收纳空间(15)形成在所述门玻璃(14C)的下降移动轨迹线与所述金属制内面板(14B)之间，包含电机部(20)的所述驱动单元(11)与所述门玻璃(14C)在门的宽度方向上重合，
所述电机部(20)朝下，
所述驱动单元(11)跨过前侧导轨(14D)而位于车辆后方，
把从所述电机部(20)的电机轴(20A)至所述小齿轮(21)的动力传递路径配置在以所述电机轴(20A)为中心的直线上，
被引导支承轴(38)枢轴支承的作为啮合保持单元(31)的一部分的齿条引导件(37)具备上面(37A)、下面(37B)、以及连接所述上面和所述下面的侧面(37C)，由所述齿条引导件的所述上面和所述下面限制所述齿条的上下方向的动作，所述齿条引导件(37)通过以所述引导支承轴(38)为中心进行摆动来吸收所述齿条(27)以所述连接轴(28)为中心的摆动。
2.根据权利要求1所述的车辆侧门的开闭装置，其特征在于，所述抵接止动件(41)与上部盖(32)抵接，所述上部盖(32)将所述驱动单元(11)固定于所述侧门(14)。
3.根据权利要求1或2所述的车辆侧门的开闭装置，其特征在于，所述抵接止动件(41)在所述门铰链(18)到达旋转极限之前与所述驱动单元(11)抵接。
4.根据权利要求1或2所述的车辆侧门的开闭装置，其特征在于，所述抵接止动件(41)具有钢材部(41A)和弹性件(41B)，所述钢材部(41A)固定于所述齿条(27)，所述弹性件(41B)设置在所述钢材部(41A)的外周并与所述驱动单元(11)抵接。
5.根据权利要求1或2所述的车辆侧门的开闭装置，其特征在于，所述小齿轮(21)与所述齿条齿(27A)在具备啮合保持单元(31)的上部盖(32)和下部基座(33)的框体内啮合，所述抵接止动件(41)与所述框体抵接。
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