CN213573551U - 车辆的侧门开闭装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车辆的侧门开闭装置。该车辆的侧门开闭装置的结构简单，能够进行顺畅的开闭动作。该车辆的侧门开闭装置具有马达、齿轮箱、减速机构、输出齿轮、齿条以及啮合保持单元，通过输出齿轮(22)的旋转将齿条(14)沿长度方向推出，能够使侧门向开门方向移动，此外，通过输出齿轮(22)的旋转将齿条(14)沿长度方向拉入，能够使侧门向关门方向移动。啮合保持单元(23)以能够以输出齿轮(22)的旋转中心为中心旋转的方式连接于齿轮箱(18)，通过伴随着侧门的开闭动作的齿条(14)的摆动而以输出齿轮(22)的旋转中心为中心旋转。

Description

车辆的侧门开闭装置

技术领域

本实用新型涉及一种车辆的侧门开闭装置，特别是涉及一种利用马达的动力使侧门开闭动作的车辆的侧门开闭装置。

背景技术

以往，在利用马达的动力使以能够摆动的方式支承于车身的侧门开闭动作的车辆的侧门开闭装置中，当门锁装置解锁时，利用驱动单元的马达的动力使侧门打开动作到全开位置，此外，当在打开状态下操作关门开关时，驱动单元的马达关闭动作，使侧门进行关闭动作，有时也将具备侧门开闭装置的侧门称为“动力铰链门”。

在专利文献1、2中公开了在侧门的内部空间安装有侧门开闭装置的驱动单元的结构。驱动单元包括马达和用于使该马达的旋转减速的减速机构，减速机构的输出轴借助具有第1连杆(在对比文献1中是“驱动臂”，在对比文献2中是“杆”)和第2连杆(在对比文献1中是“从动臂”，在对比文献2中是“带”)的连结机构连结于车身侧，通过利用马达的动力使第1连杆和第2连杆旋转动作从而使侧门相对于车身开闭动作，上述的第1连杆与该减速机构的输出轴成为一体地旋转，上述的第2连杆的一端部以能够旋转的方式连结于第1连杆，其另一端部以能够旋转的方式连结于车身的支架。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－128940号公报

专利文献2：日本特表2018－505326号公报

实用新型内容

实用新型要解决的问题

但是，专利文献1、2所记载的侧门开闭装置中，连结驱动单元和车身的连结机构是需要两根连杆和用于将两根连杆以能够互相旋转的方式连结的两根枢轴的结构，因此部件数量变多，结构复杂化，伴随于此，会因长期的动作导致连结机构的故障，有可能无法利用马达的动力长期顺畅地使侧门开闭动作。

本实用新型鉴于上述的问题，其目的在于，提供一种使结构变简单、能够进行顺畅的开闭动作的车辆的侧门开闭装置。

用于解决问题的方案

根据本实用新型，能如下地解决上述问题。

一种车辆的侧门开闭装置，其用于使侧门进行开闭动作，该侧门通过门铰链以能够转动的方式轴支承于车身，其特征在于，该车辆的侧门开闭装置的结构在于，其包括：马达，其配置于所述侧门内；齿轮箱，其固定有所述马达，该齿轮箱直接或间接地固定于所述侧门；减速机构，其内置于所述齿轮箱内，对所述马达的旋转轴的旋转进行减速；输出齿轮，其设于所述减速机构的输出部；齿条，其一端部以该齿条能够转动的方式轴支承于所述车身，其另一端部进入到所述侧门内而与所述输出齿轮啮合；以及啮合保持单元，其连接于所述齿轮箱，并且在将所述齿条与所述输出齿轮的啮合量保持一定的同时将所述齿条以能够沿长度方向移动的方式支承，通过所述输出齿轮的旋转将所述齿条沿长度方向推出，能够使所述侧门向开门方向移动，此外，通过所述输出齿轮的旋转将所述齿条沿长度方向拉入，能够使所述侧门向关门方向移动，所述啮合保持单元以能够以所述输出齿轮的旋转中心为中心旋转的方式连接于所述齿轮箱，通过伴随着所述侧门的开闭动作的所述齿条的摆动，所述啮合保持单元以所述输出齿轮的旋转中心为中心旋转。

优选的是，所述啮合保持单元具有：罩，其以能够旋转的方式连接于所述齿轮箱的端部；基体，其以与所述罩相对的方式被固定；以及旋转辊，其处于所述罩和所述基体之间，以能够绕朝向与所述输出齿轮的旋转轴线方向相同的方向的轴线旋转的方式被枢支承，能够与所述齿条的设有所述齿条齿轮的那一侧的相反侧的缘部接触。

优选的是，所述齿条具有沿长度方向延伸的引导凹槽，所述啮合保持单元具有引导构件，该引导构件从所述罩朝向所述引导凹槽突出，以能够沿长度方向滑动的方式嵌合于所述引导凹槽。

优选的是，所述齿条具有止挡部，在与所述侧门的全开位置对应的位置，该止挡部抵接于所述啮合保持单元的所述罩和所述基体。

实用新型的效果

根据本实用新型，通过将啮合于输出齿轮的齿条以能够转动的方式轴支承于车身，并且使将齿条与输出齿轮的啮合量保持一定的啮合保持单元能够以输出齿轮的旋转中心为中心相对于齿轮箱旋转，从而能够谋求结构的简化，能够长期顺畅地进行侧门的开闭动作。

附图说明

图1是应用本实用新型的侧门开闭装置的车辆的侧视图。

图2是表示拆卸了内板的状态下的侧门的内部构造的立体图。

图3是侧门处于闭锁状态时的侧门开闭装置的俯视图。

图4是侧门处于全开状态时的侧门开闭装置的俯视图。

图5是侧门开闭装置的立体图。

图6是侧门开闭装置的分解立体图。

图7是表示侧门开闭装置的驱动单元的内部构造的概略的立体图。

图8是侧门开闭装置的侧视图。

图9是图8中的IX向视图。

图10是图8中的X－X线剖视图。

图11是图8中的XI－XI线剖视图。

图12是图8中的XII－XII线放大剖视图。

附图标记说明

1、侧门开闭装置；2、车辆；3、侧门；3a、外板；3b、内板；3c、前挡板；3d、开口部；3A、外开把手；3B、角速度传感器；4、驱动单元；5、车身；6、连结机构；7、升降机构；7a、门玻璃；8、门锁装置；9、前侧导轨；10、后侧导轨；11、收纳空间；12、门铰链；12a、固定构件；12b、可动构件；12c、铰链轴；13、车身侧支架；14、齿条；14a、止挡部；14b、齿条齿轮；14c、引导凹槽；14d、非齿轮面；15、连结轴；16、马达；16a、旋转轴；17、支架；17a、螺栓；18、齿轮箱；18a、上箱部；18b、中箱部；18c、下箱部；181c、圆形支承部；19、第1减速机构；19a、太阳轮；19b、行星齿轮；19c、内齿轮；19d、行星架板；20、制动部；20a、制动组件；20b、电枢；21、第2减速机构；21a、连结轴；21b、上太阳轮；21c、上行星架板；21d、上行星齿轮；21e、内齿轮；21f、下太阳轮；21g、下行星架板；21h、下行星齿轮；22、输出齿轮；22a、枢轴；23、啮合保持单元；24、上部罩；24a、保持部；24b、突起部；25、下部基体；26、旋转辊；27、引导构件；28、滑履。

具体实施方式

以下，根据附图来说明本实用新型的一个实施方式。图1是应用本实用新型的侧门开闭装置1的车辆2的侧视图。图2是表示侧门3的内部构造的概略立体图。图3是侧门3处于闭锁状态时的侧门开闭装置1的俯视图。图4是侧门3处于全开状态时的侧门开闭装置1的俯视图。

本实用新型的侧门开闭装置1包括配置于车辆2的侧门3内的收纳空间的驱动单元4和用于连结车身5和驱动单元4的连结机构6。

侧门3具有形成车外侧的金属制的外板3a和形成室内侧的金属制的内板3b。优选的是，在内板3b的朝向室内侧的侧面安装有装饰板(未图示)。

侧门3包括将利用配置于侧门3内的升降机构7升降的门玻璃7a和侧门3保持在闭锁位置的门锁装置8、配置于外板3a侧的外开把手3A、以及配置于内板3b侧的内开把手(未图示)。在外开把手3A或者其附近设有能够检测使用者的手的接触或者接近的静电容传感器(未图示)。并且，在侧门3设有用于检测侧门3的打开角度的角速度传感器3B。优选的是，角速度传感器3B配置于侧门3的转动端部(后端部)。静电容传感器和角速度传感器3B的检测信号向配置于车辆2的适当部位的控制部(未图示)发送。控制部基于接收到的各检测信号来控制驱动单元4的后述的马达16和制动部20。

门玻璃7a通过其前缘和后缘被前侧导轨9和后侧导轨10以沿上下方向滑动自如的方式支承，从而在外板3a和内板3b之间升降，通过下降而将外板3a和内板3b之间的内部空间大致一分为二。配置侧门开闭装置1的收纳空间11形成于由门玻璃7a和内板3b划分的空间。

侧门3被上下一对门铰链12以沿左右方向转动自如的方式支承于车身5。门铰链12由固定于车身5的固定构件12a、和固定于侧门3的前端面并且利用朝向上下方向的铰链轴12c以能够转动的方式连结于固定构件12a的可动构件12b构成。

在车身5的上下一对门铰链12、12之间固定有车身侧支架13。车身侧支架13借助构成连结机构6的齿条14连结于驱动单元4。

齿条14在侧门3内沿前后方向水平地延伸，其前端部将设于侧门3的前挡板3c的开口部3d贯穿而突出到前方，并利用朝向上下方向的连结轴15以能够转动的方式连结于车身侧支架13。在齿条14的后端部固定有由橡胶等弹性构件形成的止挡部14a。在齿条14的朝向内板3b侧的缘部，沿着齿条14的长度方向(前后方向)设有齿条齿轮14b。齿条齿轮14b啮合于驱动单元4的后述的输出齿轮22。在齿条14的上表面沿着齿条14的长度方向设有引导凹槽14c。

如图5～图8所示，驱动单元4构成为包含以旋转轴16a朝向上下方向的方式配置的马达16、直列连接马达16的下部并且借助金属制的支架17固定于内板3b的齿轮箱18、收纳于齿轮箱18内的第1减速机构19、制动部20和第2减速机构21、处于第2减速机构21的最下部且成为第2减速机构21的输出部的输出齿轮22、以及以能够绕上下方向的轴线旋转预定角度的方式连接于齿轮箱18的最下部的啮合保持单元23。利用该结构，马达16的旋转轴16a的旋转经由第1减速机构19、制动部20及第2减速机构21被减速地传递到输出齿轮22。

齿轮箱18包含用于固定马达16的上箱部18a、借助支架17以不能旋转的方式固定于上箱部18a的下部的中箱部18b、以及以不能旋转的方式固定于中箱部18b的下部的下箱部18c，齿轮箱18利用螺栓17a借助支架17固定于内板3b。

第1减速机构19收纳于上箱部18a内，用于将马达16的旋转轴16a的旋转减速，优选的是，使用具有固定于马达16的旋转轴16a的太阳轮19a、以能够绕上下方向的轴线旋转的方式轴支承于行星架板19d并啮合于太阳轮19a的多个行星齿轮19b、以及供各行星齿轮19b啮合的内齿轮19c的行星齿轮机构。更优选的是，太阳轮19a的旋转轴芯与马达16的旋转轴16a的旋转轴芯一致。

第1减速机构19的输出通过行星架板19d经由下方的制动部20被传递到第2减速机构21。

制动部20具有制动组件20a和电枢20b。制动部20优选为无励磁动作型电磁制动器，在非通电的待机状态下制动器进行作用，制动器使用永磁体。制动部20成为始终利用永磁体使电枢20b被制动组件20a吸引的制动动作状态，对侧门3的开闭动作施加预定的制动阻力。通过对制动组件20a施加电压从而解除制动部20的制动阻力。

优选的是，制动部20的制动力(保持扭矩)能够产生非通电时的强制动和控制通电时的弱制动这两种制动。强制动被设定为与利用通常的限制连杆将侧门3保持在打开的位置时的制动阻力(50Nm)相同的程度。由此，在本实施例中，能够利用制动部20的强制动弥补传统的限制连杆的功能，能够省略限制连杆。

第2减速机构21包括：上层行星齿轮机构，该上层行星齿轮机构用于将从第1减速机构19输出的旋转进一步减速，具有设于与第1减速机构19的行星架板19d一体旋转的连结轴21a的下部的上太阳轮21b、以能够绕上下方向的轴线旋转的方式轴支承于上行星架板21c并啮合于上太阳轮21b的多个上行星齿轮21d、以及供各上行星齿轮21d啮合的内齿轮21e；以及下层行星齿轮机构，其用于将从所述上层行星齿轮机构的上行星架板21c输出的旋转进一步减速，具有朝向下方突出地设于上行星架板21c的底面的下太阳轮21f、以能够绕上下方向的轴线旋转的方式轴支承于下行星架板21g并啮合于下太阳轮21f的多个下行星齿轮21h、以及供各下行星齿轮21h啮合的内齿轮21e。

输出齿轮22以能与下行星架板21g一体旋转的方式连结于输出第2减速机构21的减速旋转的下行星架板21g的底面。下行星架板21g和输出齿轮22被朝向上下方向的枢轴22a以能够旋转的方式轴支承。枢轴22a与马达16的旋转轴16a和连结轴21a同心配置。

驱动单元4是纵向延伸的线状，马达16、第1减速机构19、制动部20及第2减速机构21通过分别在上下方向上直列连接而成为沿上下方向延伸的细长的筒状，变得容易收纳于横宽较窄的收纳空间11。

在驱动单元4中，更优选的是，将从马达16的旋转轴16a到输出齿轮22的动力传递路径配置于通过旋转轴16a的中心的上下方向的直线上。例如，当在减速机构中使用行星齿轮时，以旋转轴16a的旋转中心、行星齿轮的各太阳轮19a、21b、21f的旋转中心、输出齿轮22的旋转中心在上下方向上排列成一条直线的方式配置。利用该结构，驱动单元4能够设为进一步抑制以旋转轴16a为中心的半径方向上的大小的结构。

输出齿轮22啮合于连结机构6的齿条14的齿条齿轮14b。输出齿轮22与齿条齿轮14b的啮合通过啮合保持单元23保持为始终一定。啮合保持单元23在抑制输出齿轮22与齿条齿轮14b之间的节距间距离的偏差、输出齿轮22与齿条齿轮14b在枢轴22a的轴芯方向上的啮合位置的偏差的同时将齿条14以能够沿长度方向移动的方式支承。

啮合保持单元23包括以能够旋转的方式连接于下箱部18c的下部的上部罩24和固定于上部罩24的下侧的下部基体25。

上部罩24具有朝向上方呈圆形开口的保持部24a，通过保持部24a外嵌于设于下箱部18c的下部的圆筒状的圆形支承部181c的外周而与下部基体25一同以能够绕上下方向的轴线旋转预定角度的方式连接于下箱部18c的下部。优选的是，上部罩24和下部基体25的旋转中心被设定为与马达16的旋转轴16a和输出齿轮22的枢轴22a的旋转中心一致。

在上部罩24和下部基体25之间轴支承有能够绕上下方向的轴线旋转的两个旋转辊26。由此，上部罩24和下部基体25隔开至少比齿条14的上下方向上的板厚大的预定间隔地互相固定。

旋转辊26通过与齿条14的作为与设有齿条齿轮14b的一侧相反的一侧的缘部的非齿轮面14d接触来限制齿条14在左右方向的晃动，从而将齿条14的齿条齿轮14b与输出齿轮22的啮合量保持一定，使齿条齿轮14b与输出齿轮22的啮合可靠。

特别是根据图12能够理解，在上部罩24的与下部基体25相对的下表面设有朝向齿条14的引导凹槽14c突出的突起部24b。在突起部24b嵌合固定有合成树脂制的引导构件27。引导构件27以能够沿齿条14的长度方向相对地滑动的方式嵌合于齿条14的引导凹槽14c。

在下部基体25的与引导构件27相对的上表面固定有合成树脂制的滑履28。滑履28以能够沿着齿条14的长度方向相对地滑动的方式抵接于齿条14的下表面。由此，齿条14的上下表面通过被引导构件27和滑履28夹入来限制齿条14沿上下方向、即枢轴22a的轴芯方向的晃动，使齿条齿轮14b与小齿轮22的啮合可靠。

例如，在图3所示的侧门3的闭锁状态下，当通过由马达16的驱动引起的输出齿轮22的正转将齿条14向前方(开门方向)推出并相对地沿长度方向移动时，侧门3以门铰链12的铰链轴12c为中心向打开方向摆动，最终打开动作到图4所示的全开位置。随之，齿条14以连结轴15为中心向顺时针方向摆动。当侧门3到达全开位置时，通过门铰链12的可动构件12b抵接于固定构件12a的止挡部或/和固定于齿条14的止挡部14a抵接于上部罩24和下部基体25，从而阻止侧门3进一步向打开方向移动。

另外，在使马达16驱动的情况下，通过对制动部20的制动组件20a施加电压而解除制动。此外，在侧门3到达全开位置的情况下，停止向马达16通电，并且也停止向制动组件20a通电。由此，侧门3利用制动部20的制动力保持在全开位置。

在图4所示的侧门3的全开状态下，当通过由马达16的驱动引起的输出齿轮22的反转将齿条14向长度方向的后方(关门方向)拉入时，侧门3以门铰链12的铰链轴12c为中心向关闭方向摆动，最终关闭动作到图3所示的闭锁位置。随之，齿条14以连结轴15为中心向逆时针方向摆动。当侧门3到达闭锁位置时，通过门锁装置8卡合于车身5侧的门栓，侧门3保持在闭锁位置。另外，在使马达16驱动的情况下，通过对制动部20的制动组件20a施加电压而解除制动。并且，在侧门3到达闭锁位置的情况下，停止向马达16通电，并且也停止向制动组件20a通电。

在随着侧门3的开闭动作而齿条14以连结轴15为中心摆动的情况下，由于侧门3的旋转中心(门铰链12的铰链轴12c的旋转中心)和齿条14的旋转中心(连结轴15的旋转中心)互相向车内外方向偏心，因此齿条14的齿条齿轮14b相对于输出齿轮22的啮合角度发生变化。具体地讲，根据图11能够理解，在齿条14处于实线所示的闭锁位置的情况下，齿条14凭借以其后端部(设有止挡部14a的端部)接近外板3a的方式倾斜的姿势使齿条齿轮14b啮合于输出齿轮22，但在齿条14处于双点划线所示的全开位置的情况下，齿条14从处于全闭位置时的姿势以输出齿轮22的旋转中心(枢轴22a的旋转中心)为中心向逆时针方向略微旋转，凭借以后端部接近内板3b的方式倾斜的姿势使齿条齿轮14b啮合于输出齿轮22。

在本实施方式中，将齿条14与输出齿轮22的啮合量保持一定的啮合保持单元23是在齿轮箱18的下部以输出齿轮22的旋转中心为中心旋转的结构，因此啮合保持单元23在伴随着侧门3的开闭动作的齿条14摆动的同时以输出齿轮22的旋转中心为中心旋转从而吸收齿条14的摆动。由此，齿条齿轮14b与输出齿轮22的啮合量始终保持一定，使由马达16的驱动引起的齿条14沿长度方向的移动顺畅，能够使侧门3顺畅且可靠地开闭动作。

如上所述，在本实施方式中，由于连结机构7由单一的齿条14和用于将齿条14枢支承于车身侧的连结轴15构成，因此与像传统技术那样由多个连杆和多个枢轴构成的情况相比结构变简单，并且由于齿条齿轮14b与输出齿轮22的啮合量始终保持一定，因此能够长期顺畅地使侧门3开闭动作。

在侧门3的闭锁状态下，门锁装置8卡合于车身5侧的门栓(未图示)，制动部20变为非通电的待机状态的强制动。当在闭锁状态下使用者从车外通过外开把手3A的操作或从车内通过内开把手的操作使门锁装置8解锁时，与其相连动地，制动部20被通电而解除制动。由此，使用者能够不承受制动部20的制动力的阻力而以较轻的力使侧门3从闭锁位置向开门方向移动。

当侧门3从闭锁位置打开移动时，制动部20解除制动，因此有时会由于车辆2的前后倾斜、强风的影响等而使侧门3出乎意料地急剧地随意打开。作为其对策，当侧门3移动到预先确定的预定的半开位置时，制动部20通过通电控制而产生弱制动，抑制侧门3超过预定的半开位置而急剧地打开动作的状况。

侧门3的预定的半开位置按打开角度优选为约10度左右，利用设于侧门3的角速度传感器3B来检测。

当侧门3到达预定的半开位置时，制动部20在约一秒～两秒的期间里产生弱制动。由弱制动引起的针对侧门3的保持力保守地设定，期望是使用者在借助一连串的打开操作使侧门3向打开方向移动时不感到不协调的程度。

能够限定为当使用者从室内利用内开把手进行开门操作时在侧门3的预定的半开位置处使弱制动产生。在从车外利用外开把手3A进行打开操作的情况下，由于使用者处于侧门3的外侧，因此没有对侧门3施加弱制动的必要性。此外，当通过侧门3的关闭动作而使侧门3经过预定的半开位置时也没有对侧门3施加弱制动的必要性。

当侧门3超过预定的半开位置向打开方向移动时，在预定位置将制动部20设为非通电而对侧门3施加强制动，或者在侧门3以相同的角度维持预定时间时，将制动部20设为非通电而对侧门3施加强制动。优选的是，当侧门3打开了约25度左右时或者侧门3有两秒钟没进行移动时，通过强制动对侧门3施加预定的开门阻力。这会起到与利用通常的限制连杆对侧门3施加的规定阻力相同的作用。

在侧门3的开锁状态下，制动部20在非通电的待机状态下对侧门3作用强制动。在打开状态下，当使用者把持外开把手3A时，通过设于外开把手3A或者其附近的静电容传感器检测到使用者的手，从而制动部20被通电而解除制动。由此，使用者能够不承受制动部20的制动力的阻力而以较轻的力使侧门3从关闭位置向打开方向移动。这样的话，当侧门3处于打开状态时，只要使用者不把持外开把手3A，就不会由于风等的影响而使侧门3意外关闭。

Claims (4)

1.一种车辆的侧门开闭装置，其用于使侧门进行开闭动作，该侧门通过门铰链以能够转动的方式轴支承于车身，其特征在于，

该车辆的侧门开闭装置的结构在于，其包括：

马达，其配置于所述侧门内；

齿轮箱，其固定有所述马达，该齿轮箱直接或间接地固定于所述侧门；

减速机构，其内置于所述齿轮箱内，对所述马达的旋转轴的旋转进行减速；

输出齿轮，其设于所述减速机构的输出部；

齿条，其具有齿条齿轮，该齿条齿轮的一端部以该齿条齿轮能够转动的方式轴支承于所述车身，该齿条齿轮的另一端部进入到所述侧门内而与所述输出齿轮啮合；以及

啮合保持单元，其连接于所述齿轮箱，并且在保持所述齿条的所述齿条齿轮与所述输出齿轮的啮合量的同时将所述齿条以能够沿长度方向移动的方式支承，

通过所述输出齿轮的旋转将所述齿条沿长度方向推出，能够使所述侧门向开门方向移动，此外，通过所述输出齿轮的旋转将所述齿条沿长度方向拉入，能够使所述侧门向关门方向移动，

所述啮合保持单元以能够以所述输出齿轮的旋转中心为中心旋转的方式连接于所述齿轮箱，通过伴随着所述侧门的开闭动作的所述齿条的摆动，所述啮合保持单元以所述输出齿轮的旋转中心为中心旋转。

2.根据权利要求1所述的车辆的侧门开闭装置，其特征在于，

所述啮合保持单元具有：

罩，其以能够旋转的方式连接于所述齿轮箱的端部；

基体，其以与所述罩相对的方式被固定；以及

旋转辊，其处于所述罩和所述基体之间，以能够绕朝向与所述输出齿轮的旋转轴线方向相同的方向的轴线旋转的方式被枢支承，能够与所述齿条的设有所述齿条齿轮的那一侧的相反侧的缘部接触。

3.根据权利要求2所述的车辆的侧门开闭装置，其特征在于，

所述齿条具有沿长度方向延伸的引导凹槽，

所述啮合保持单元具有引导构件，该引导构件从所述罩朝向所述引导凹槽突出，以能够沿长度方向滑动的方式嵌合于所述引导凹槽。

4.根据权利要求2或3所述的车辆的侧门开闭装置，其特征在于，

所述齿条具有止挡部，在与所述侧门的全开位置对应的位置，该止挡部抵接于所述啮合保持单元的所述罩和所述基体。

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