JP2002331837A - Back door opening/closing device - Google Patents

Back door opening/closing device

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JP2002331837A
JP2002331837A JP2001140475A JP2001140475A JP2002331837A JP 2002331837 A JP2002331837 A JP 2002331837A JP 2001140475 A JP2001140475 A JP 2001140475A JP 2001140475 A JP2001140475 A JP 2001140475A JP 2002331837 A JP2002331837 A JP 2002331837A
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Japan
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back door
displacement
closing device
door opening
load
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Application number
JP2001140475A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Nojiri
博海 野尻
Takahide Saito
隆英 齋藤
Hiroyuki Hakamata
博之 袴田
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles characterised by the type of wing
    • E05Y2900/546Tailgates

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a back door opening/closing device which can prevent unexpected actions so that a back door is rapidly sprung in opening/closing the back door of a car or is closed again while opening the back door, and stably open/close the back door by instructions with a light operating force of an operator in the instructed direction. SOLUTION: This back door opening/closing device 10A comprises a rotation drive unit having a motor 12, a reduction gear 13 and a rotary shaft 14 thereof in a housing 11, a screw mechanism with a screw shaft 14a connected to the shaft screw-engaged with a nut member 17, a connection rod 18 which is connected to the nut member 17 and protruded from the housing 11, and a detecting means comprising a sensor 19 disposed on an end of the motor 12 to detect the displacement. The operation load based on the operating force lightly applied to the back door is detected, the rotation drive unit is rotated in the same direction as the indicated direction, to open/close the back door b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のバック
ドアを開閉する際にバックドアの重量を支持して開閉操
作をスムースに行なえるようにするためのバックドア開
閉装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a back door opening and closing device for supporting the weight of a back door when opening and closing the back door of an automobile so that the opening and closing operation can be performed smoothly.

【0002】[0002]

【従来の技術】バンタイプと呼ばれる荷物車や身障者用
の仕様の乗用車又はワゴン車等では、荷物を後方から出
し入れするためバックドアが一般に備えられており、こ
のバックドアの開閉力を補助するためガススプリングと
呼ばれる開閉補助手段が取り付けられている。このガス
スプリングは、例えば特開平2000−158949号
公報において従来技術として説明されているように、一
般にバックドアの重量を支持するための高圧ガスと仕切
り端近傍において減衰力を付加するための作動油とを封
入している。
2. Description of the Related Art A luggage car called a van type, a passenger car or a wagon car of a specification for the physically handicapped, etc., is generally provided with a back door for loading and unloading luggage from behind, and to assist the opening and closing force of the back door. Opening / closing assist means called a gas spring is attached. This gas spring generally includes a high-pressure gas for supporting the weight of a back door and a hydraulic oil for applying a damping force near a partition end, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-158949. And are enclosed.

【0003】この公報によるガススプリングは、シリン
ダ内にピストンを摺動自在に挿置し、ピストンに連結さ
れたピストンロッドをシリンダ端から突出させ、ピスト
ンでシリンダ内を上、下室に区画された室内に高圧ガス
を封入してピストンの上、下室側でガス圧が作用する受
圧面積の差で常にピストンロッドを伸長、突出させる方
向のガススプリング力を作用させるようにしたものであ
る。
In the gas spring disclosed in this publication, a piston is slidably inserted into a cylinder, a piston rod connected to the piston is projected from an end of the cylinder, and the piston is partitioned into an upper chamber and a lower chamber by the piston. A high-pressure gas is sealed in the chamber, and a gas spring force in the direction of extending and projecting the piston rod is always applied by the difference in pressure receiving area where the gas pressure acts on the upper and lower chambers of the piston.

【0004】ピストンには、上、下室を連通するピスト
ンポートとオリフィスにより形成されるノンリタンバル
ブが設けられ、伸長時にはオリフィスを経由して、収縮
時にはピストンポートにより上下室のガスがピストンロ
ッドの動きに対応して流動し、特に伸長時に仕切り端付
近では下室に封入されていた作動油が上室へ逆流する際
の粘性抵抗でガスの流動を抑制するため、ピストンロッ
ドの伸長が緩やかな速度となるようにしている。
The piston is provided with a non-return valve formed by a piston port communicating with the upper and lower chambers and an orifice. The gas in the upper and lower chambers passes through the orifice when extended and the piston port when contracted. Fluid flows in response to movement, especially near the end of the partition at the time of elongation, because the hydraulic oil sealed in the lower chamber suppresses gas flow due to viscous resistance when flowing back to the upper chamber, so the piston rod elongates slowly. Speed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成のガ
ススプリングにより開閉力を補助するバックドア開閉装
置は、バックドアを閉じた状態ではドアとガススプリン
グが略並行に近い角度で取付けられるため、ガススプリ
ング力がドアを回転させる回転モーメントとしてはわず
かしか寄与せず、このため開き始めはドアーが重くて仲
々開かず、開閉途中でドアから手を離すとドアの自重で
再び閉じて物を挟んだり、ガススプリングの押圧力が自
重に勝つ位置まで開くと、十分エアーダンパーの力が作
用しないため勢いよく跳ね上がるように開き、障害物に
衝突することがある。
However, in the back door opening / closing device which assists the opening / closing force by the gas spring having the above-described structure, the door and the gas spring are attached at an angle almost parallel to each other when the back door is closed. The gas spring force contributes only a small amount as a rotational moment to rotate the door, so the door is heavy at the beginning of opening and it does not open gradually, and when you release your hand from the door during opening and closing, it closes again by the weight of the door and pinches things However, if the gas spring is opened to a position where it overcomes its own weight, the force of the air damper does not act sufficiently, so that the gas spring opens so that it jumps vigorously and may collide with an obstacle.

【0006】いずれにしてもドアから手を離すとドアが
動いてしまうため、途中で停止して欲しくても停止させ
ることができず、操作者が自分の意思通りには操作する
ことができないことがあり、操作は注意深く行なう必要
がある。
In any case, since the door moves when the hand is released from the door, it cannot be stopped even if it is desired to stop halfway, and the operator cannot operate as intended. Operation must be performed carefully.

【0007】この発明は、上記の問題に留意して、自動
車のバックドアの開閉操作時に急激な跳上がりや途中で
再び閉じて物を挟むなどの不意の動作が生じないよう
に、軽い操作力の指示で操作者の指示方向に安定してス
ムースに操作できるバックドア開閉装置を提供すること
を課題とする。
In view of the above problems, the present invention provides a light operating force to prevent a sudden jump or an unexpected operation such as closing again during the opening and closing operation of a back door of an automobile. It is an object of the present invention to provide a back door opening / closing device which can be operated stably and smoothly in the direction instructed by the operator according to the instruction.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決する手段として、中空のハウジング内に回転駆動
部と、その出力軸の回転を直線運動に変換するねじ機構
と、このねじ機構に連結されハウジング端から摺動自在
に突出してバックドアに一端が連結される連結ロッド
と、少なくとも操作力がバックドアに加えられることに
よって連結ロッドに作用する操作荷重に基づく連結ロッ
ド又はこれに連結される部材の任意の位置の変位を検出
する検出手段とを備え、検出手段により検出した信号に
基づいてその操作荷重の方向と同じ方向に連結ロッドを
移動させるように回転駆動部を回転駆動してバックドア
の開閉操作をするバックドア開閉装置としたのである。
According to the present invention, as a means for solving the above-mentioned problems, there is provided a rotary drive unit in a hollow housing, a screw mechanism for converting the rotation of an output shaft into a linear motion, and the screw mechanism. A connecting rod, which is slidably protruded from the end of the housing and connected to the back door at one end, and a connecting rod based on an operating load applied to the connecting rod by applying at least an operating force to the back door, or connected to the connecting rod Detecting means for detecting a displacement of an arbitrary position of the member to be operated, and rotationally driving the rotation driving unit to move the connecting rod in the same direction as the direction of the operation load based on a signal detected by the detecting means. The back door opening / closing device is used to open and close the back door.

【0009】上記構成のバックドア開閉装置によれば、
バックドアの開閉は操作者の軽い操作力により指示方向
へ指示通りに安定して操作される。操作者により軽い操
作力がバックドアに加えられると、その操作力が連結ロ
ッドからねじ機構を介して操作荷重として作用し、これ
に基づく連結ロッド又はこれに連結される部材の任意の
位置の変位を検出手段により検出する。検出信号に基づ
いてバックドアを開、閉いずれの方向へ操作しているか
によりその操作方向に対応する方向に回転駆動部を回転
駆動する。これによりバックドアは操作力の方向と同じ
方向に駆動され、開閉操作が行なわれる。
According to the back door opening / closing device having the above structure,
Opening and closing of the back door is stably operated in the indicated direction by the light operation force of the operator as instructed. When a light operating force is applied to the back door by the operator, the operating force acts as an operating load from the connecting rod via the screw mechanism, and the displacement of the connecting rod or a member connected thereto based on the operating force is displaced. Is detected by the detecting means. The rotation drive unit is rotationally driven in a direction corresponding to the operation direction depending on whether the back door is opened or closed based on the detection signal. Thereby, the back door is driven in the same direction as the direction of the operation force, and the opening / closing operation is performed.

【0010】上記検出手段は、変位を検出する場合、操
作力がバックドアに加えられることによって連結ロッド
に作用する操作荷重に基づく変位を少なくとも検出でき
ればよいが、又バックドアの自重又はこの自重と操作力
の両方が連結ロッドに作用する荷重に基づく変位を検出
する素子又は機構としてもよい。
When detecting the displacement, the detecting means only needs to be able to detect at least a displacement based on an operating load applied to the connecting rod by applying an operating force to the back door. An element or a mechanism for detecting displacement based on a load applied to the connecting rod by both operating forces may be used.

【0011】[0011]

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態について図
面を参照して説明する。図1はバックドアを有するバン
タイプ又はこれと同等の自動車を後方から見た背面図、
図2はバックドアを開いた状態の拡大背面図である。A
は自動車、aはその後部フレーム、bはバックドアであ
る。図示の例では、ガススプリング式のバックドア開閉
手段1と、この実施形態による制御式のバックドア開閉
手段10とをバックドアbの内側に左右に1組ずつ備え
ている。形式の異なるバックドア開閉手段1、10を1
組ずつ備えることにより互いの利点を有効に発揮させる
ようにしている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a rear view of a van type having a back door or an equivalent vehicle viewed from the rear,
FIG. 2 is an enlarged rear view in a state where the back door is opened. A
Is an automobile, a is a rear frame, and b is a back door. In the illustrated example, a gas spring type back door opening / closing unit 1 and a control type back door opening / closing unit 10 according to this embodiment are provided on the left and right sides inside the back door b. Back door opening / closing means 1 and 10 of different types
The advantage of each other is provided by providing each pair effectively.

【0012】図3に第1実施形態の制御式のバックドア
開閉手段10Aの主要縦断面図を示す。このバックドア
開閉手段10Aは、中空円筒状のハウジング11内に、
モータ12及びその出力軸の回転力を減速機13を介し
て減速して回転軸14に伝達する回転駆動部と、回転軸
に連結部材15を介して接続されたねじ軸14aをナッ
ト部材17にねじ係合させるねじ機構と、ナット部材1
7に連結されハウジング11の一端から摺動自在に突出
する連結ロッド18と、弾性部材16Bに取付けられ、
その弾性部材16Bの弾性変位を検出することにより連
結ロッド18に作用する荷重に基づく変位を検出する検
出手段のセンサ19とをそれぞれ備えている。
FIG. 3 is a main longitudinal sectional view of the control type back door opening / closing means 10A of the first embodiment. This back door opening / closing means 10A is housed in a hollow cylindrical housing 11,
A rotation drive unit that reduces the rotational force of the motor 12 and its output shaft via a speed reducer 13 and transmits the rotational force to a rotary shaft 14, and a screw shaft 14 a connected to the rotary shaft via a connecting member 15 is connected to a nut member 17. Screw mechanism for screw engagement and nut member 1
7, a connecting rod 18 slidably protruding from one end of the housing 11 and attached to the elastic member 16B.
A sensor 19 is provided for detecting a displacement based on a load acting on the connecting rod 18 by detecting an elastic displacement of the elastic member 16B.

【0013】図示のように、センサ19、モータ12、
減速機13、回転軸14、ねじ軸14a、ナット部材1
7、連結ロッド18はこの順にハウジング11内に設け
られている。上記一体形のバックドア開閉手段10Aは
ハウジング11の基部端に設けた取付部材11aを軸1
1xを介して自動車の後部フレームaに、上方側は連結
ロッド18の端に設けた取付部材18aを軸18xを介
してバックドアbのフレームにそれぞれ回転自在に取付
けられる。
As shown, a sensor 19, a motor 12,
Reduction gear 13, rotating shaft 14, screw shaft 14a, nut member 1
7. The connecting rod 18 is provided in the housing 11 in this order. The integrated back door opening / closing means 10A includes a mounting member 11a provided at a base end of the housing 11,
An attachment member 18a provided at the end of the connecting rod 18 on the upper side is rotatably attached to a frame of the back door b via a shaft 18x via a shaft 1x.

【0014】センサ19は、モータ12に接して置かれ
ているだけで、モータ12と減速機13に対しハウジン
グ11内の中間位置に設けた段部11dと減速機13と
の間に挿置したコイルばね16の押圧力で常に予圧をセ
ンサ19に及ぼすように設けられている。又、センサ1
9は、抵抗線ひずみゲージを所定の弾性を有する短柱体
の側面に貼付したものから成り、短柱体は弾性変形量が
ひずみゲージで検出される変位量と同程度の変形をす
る、例えばばね材やゴム材などの弾性部材が用いられ
る。なお、この形式のセンサ19は、バックドアbの自
重が連結ロッド18に作用して掛かる死荷重と、バック
ドアbに加えられる操作力による操作荷重のいずれも区
別せずに死荷重のみ、あるいはこれに操作荷重を加算又
は減算した荷重に対応する変位として検出する。
The sensor 19 is simply placed in contact with the motor 12 and is inserted between the stepper 11 d provided at an intermediate position in the housing 11 with respect to the motor 12 and the speed reducer 13 and the speed reducer 13. The preload is always applied to the sensor 19 by the pressing force of the coil spring 16. Also, sensor 1
9 comprises a resistance wire strain gauge affixed to the side surface of a short column having a predetermined elasticity, and the short column deforms as much as the amount of elastic deformation is equal to the amount of displacement detected by the strain gauge. An elastic member such as a spring material or a rubber material is used. Note that this type of sensor 19 does not distinguish between the dead load applied by the weight of the back door b acting on the connecting rod 18 and the operation load due to the operation force applied to the back door b, or only the dead load, or This is detected as a displacement corresponding to the load obtained by adding or subtracting the operation load.

【0015】図示していないが、センサ19はそのひず
みゲージが、ホイーストンブリッジ回路内に組込まれ、
ひずみゲージの抵抗値が荷重による短柱体の伸縮に応じ
て変化するとその変化分を出力し、その出力値を図示し
ない検出回路で2値化信号に変換して後述する制御回路
20へ送信する。制御回路20では、センサ19のひず
みゲージの変位量からセンサ19に作用している荷重の
変位が検出される。センサ19とモータ12へ接続され
る回路については後で説明する。
Although not shown, the sensor 19 has its strain gauge incorporated in a Wheatstone bridge circuit,
When the resistance value of the strain gauge changes according to the expansion and contraction of the short column due to the load, the change is output, and the output value is converted into a binary signal by a detection circuit (not shown) and transmitted to a control circuit 20 described later. . The control circuit 20 detects the displacement of the load acting on the sensor 19 from the displacement of the strain gauge of the sensor 19. The circuit connected to the sensor 19 and the motor 12 will be described later.

【0016】減速機13は、遊星歯車又はトラクション
機構による減速機構のものが使用される。モータ12は
小型DCモータであり、モータを小さくしてもねじ入力
回転トルクはバックドアの開閉操作に必要なトルク値を
確保できるよう回転を遅くしてその分トルクを大きくす
る。コイルばね16は板ばねなど他の形式のばねであっ
てもよい。回転軸14とねじ軸14aとの間は連結部材
15で連結し、連結部材15によりバックドアからの衝
撃荷重を吸収するようにしている。ねじ軸14aがナッ
ト17に係合するねじは台形ねじが用いられ、そのリー
ド角はナットに軸方向の荷重が作用してもねじが逆転し
ないようなリード角(5°以下)が採用されている。
As the speed reducer 13, a speed reducer using a planetary gear or a traction mechanism is used. The motor 12 is a small DC motor, and even if the motor is small, the screw input rotation torque is slowed down so that a torque value necessary for opening and closing the back door is secured, and the torque is increased accordingly. The coil spring 16 may be another type of spring such as a leaf spring. The rotating shaft 14 and the screw shaft 14a are connected by a connecting member 15, and the connecting member 15 absorbs an impact load from the back door. A screw in which the screw shaft 14a engages with the nut 17 is a trapezoidal screw, and the lead angle is such that the screw does not reverse even when an axial load is applied to the nut (5 ° or less). I have.

【0017】上記モータ12を駆動してバックドアの開
閉を制御する制御部の全体概略ブロック図を図4に示
す。制御回路20は、チップ状のマイクロコンピュータ
が用いられ、その概略構成は次の通りである。センサ1
9からの検出信号は、制御回路20のI/Oポート21
を介してCPU(中央演算処理ユニット)22へ送ら
れ、RAM23、演算プログラム24(ROM)を介し
て荷重状態が検出され、これに基づく制御信号がCPU
22の指令によりI/Oポート21を経由して駆動部2
5aへ送られる。駆動部25aは電源部25からの電力
を上記制御信号に基づいてモータ12へ供給するが、制
御信号はその際モータ12の回転を正転、逆転いずれか
の方向へ切換えて送るように指令を行なう。
FIG. 4 is an overall schematic block diagram of a control unit for controlling the opening and closing of the back door by driving the motor 12. A microcomputer in the form of a chip is used as the control circuit 20, and its schematic configuration is as follows. Sensor 1
9 from the I / O port 21 of the control circuit 20.
Is sent to a CPU (Central Processing Unit) 22 via the CPU, a load state is detected via a RAM 23 and an arithmetic program 24 (ROM), and a control signal based on this is sent to the CPU.
Drive unit 2 via the I / O port 21 according to the command of
5a. The driving unit 25a supplies the electric power from the power supply unit 25 to the motor 12 based on the control signal. At this time, the control signal issues a command to switch the rotation of the motor 12 to either forward rotation or reverse rotation and to transmit the rotation. Do.

【0018】演算プログラム24内では、CPU22を
介して入力されるセンサ19の検出信号に基づいて荷重
検出部24aで荷重の変位を演算し、設定値記憶部24
bに予め記憶されている設定値A、設定値Bを読み出
し、判定部24cで上記の検出された荷重の変位値を設
定値A、Bと比較して荷重状態、即ち操作荷重の有無及
び操作荷重の方向を判定し、その判定結果に基づく制御
信号を信号出力部24dから出力するようにプログラム
が記憶されている。
In the calculation program 24, the load detector 24a calculates the displacement of the load based on the detection signal of the sensor 19 input through the CPU 22, and the set value storage 24
b, the set value A and the set value B stored in advance are read out, and the determination unit 24c compares the detected displacement value of the load with the set values A and B to determine the load state, that is, whether or not there is an operation load and the operation. A program is stored so that the direction of the load is determined, and a control signal based on the determination result is output from the signal output unit 24d.

【0019】上記の構成とした実施形態のバックドア開
閉装置は、次のようにバックドアの開閉操作をする。バ
ックドアbが閉じられた状態では、図3に示す状態より
連結ロッド18はハウジング11内に殆ど収納されてお
り、この状態でバックドアbを操作者が開けようとする
と、その操作力でねじ軸14aを介してモータ12と減
速機13を引上げることとなる。しかし、モータ12及
び減速機13には予めコイルばね16による予圧が付与
されており、上記のモータ12及び減速機13を引上げ
ようとする操作力がこの予圧を解放するように作用す
る。
The back door opening / closing device of the embodiment having the above-described configuration performs the opening / closing operation of the back door as follows. In the state where the back door b is closed, the connecting rod 18 is almost housed in the housing 11 as compared with the state shown in FIG. 3, and when the operator tries to open the back door b in this state, the screw is operated by the operating force. The motor 12 and the speed reducer 13 are pulled up via the shaft 14a. However, the motor 12 and the speed reducer 13 are pre-pressed by the coil spring 16 in advance, and the operating force for pulling up the motor 12 and the speed reducer 13 acts to release the pre-load.

【0020】制御回路20の設定値記憶部24bにはモ
ータ12及び減速機13を経てセンサ19に加えられる
荷重に対応する変位の大きさについて予め設定値A、設
定値B(A<B)が記憶されており、上記コイルばね1
6による予圧の変位値は設定値AとBとの間に設定され
ている。従って、バックドアを引上げる操作力が作用す
ると予圧による荷重が減少してその変位が設定値Aに近
づき、さらに設定値A以下となる。
A set value A and a set value B (A <B) are previously stored in the set value storage section 24b of the control circuit 20 for the magnitude of the displacement corresponding to the load applied to the sensor 19 via the motor 12 and the speed reducer 13. Stored in the coil spring 1
The displacement value of the preload according to 6 is set between the set values A and B. Therefore, when an operation force for pulling up the back door is applied, the load due to the preload decreases, and the displacement approaches the set value A, and further falls below the set value A.

【0021】このため、このときの操作力の変位値を荷
重検出部24aで検出した後、設定値記憶部24bから
設定値A、Bを読出して判定部24cで両者を比較す
る。比較の結果、操作力の変位が設定値A以下となって
いるため操作力がドアを開こうとする方向の荷重と判定
されると、その判定信号により信号出力部24dからバ
ックドアを開く方向にモータ12を回転駆動するための
制御信号が出力され、駆動部25aへ送られる。このと
きのモータ12の回転方向を正転とする。
For this reason, after the displacement value of the operating force at this time is detected by the load detection unit 24a, the set values A and B are read from the set value storage unit 24b, and the two are compared by the determination unit 24c. As a result of the comparison, when the displacement of the operating force is equal to or less than the set value A and the operating force is determined to be a load in the direction to open the door, the signal output unit 24d outputs the direction to open the back door according to the determination signal. A control signal for rotating and driving the motor 12 is output to the driving unit 25a. The rotation direction of the motor 12 at this time is defined as normal rotation.

【0022】こうしてバックドアbを開く方向に軽く引
き上げる操作力を加え続けるとモータ12が正転し続
け、バックドアbは所定の開き角度まで開放される。し
かし、開く途中でドアから手を放すと、ドアを開こうと
する操作力がなくなり、センサ19に作用する荷重状態
が元に戻り(大きくなり)設定値A〜Bの間となって、
上記制御信号が出力されなくなるためモータ12は回転
を停止する。このとき、ねじ軸14aのねじはドアから
の軸方向への力が作用してもねじが逆転しないリード角
としているので、逆転することなく停止したままであ
る。
When the operation force for slightly lifting the back door b in the opening direction is continuously applied, the motor 12 continues to rotate normally, and the back door b is opened to a predetermined opening angle. However, if the hand is released from the door during opening, the operating force for opening the door disappears, and the load applied to the sensor 19 returns (increases) to a value between the set values A and B.
Since the control signal is no longer output, the motor 12 stops rotating. At this time, since the screw of the screw shaft 14a has a lead angle at which the screw does not reverse even when a force is applied from the door in the axial direction, the screw remains stopped without reverse rotation.

【0023】次に、バックドアbを閉める際には、バッ
クドアを閉めようとする操作力を加える。この操作力の
変位が設定値Bより大きければ、操作力の荷重方向がド
アを閉めようとする方向の力であると判定され、ドアを
閉める方向にねじ軸14aを回転させるようにモータ1
2を回転(逆転)させる制御信号が駆動部25aへ送ら
れ、これによりバックドアbはモータ12の回転駆動力
により閉じられる方向へ駆動され、所定角度バックドア
bを回動させるとドアが閉じられることとなる。この場
合も途中でドアから手を離すと閉動作はその途中で停止
することは開動作の場合と同じである。
Next, when closing the back door b, an operating force for closing the back door is applied. If the displacement of the operation force is larger than the set value B, it is determined that the load direction of the operation force is a force in the direction to close the door, and the motor 1 is rotated to rotate the screw shaft 14a in the direction to close the door.
A control signal for rotating (reversely rotating) the motor 2 is sent to the driving unit 25a, whereby the back door b is driven in a direction to be closed by the rotational driving force of the motor 12, and when the back door b is rotated by a predetermined angle, the door is closed. Will be done. Also in this case, when the hand is released from the door in the middle, the closing operation stops halfway in the same way as in the opening operation.

【0024】なお、上記設定値A、Bは、バックドアb
を開放する角度によって連結ロッド18を介して作用す
る自重である死荷重が所定範囲内で変化するため、予め
バックドアへ取付けられる際の取付角度を考慮して予想
される死荷重の変化に対応する変位の下限値より小A、
又は上限値より大Bの設定値として記憶されるものであ
る。従って、操作力が加えられない限りバックドアbの
開放角度がどの角度にあっても死荷重による変位量は設
定値A〜Bの範囲内となるように設定される。又、死荷
重がどのように変化しても設定値A〜Bの範囲内である
限り、モータ12は停止したままで、制御信号は出力さ
れない。
Note that the set values A and B are
The dead load acting as the dead weight acting via the connecting rod 18 varies within a predetermined range depending on the angle at which the door is opened. A smaller than the lower limit of the displacement
Alternatively, it is stored as a set value of B larger than the upper limit value. Therefore, as long as the operating force is not applied, the displacement amount due to the dead load is set within the range of the set values A and B regardless of the opening angle of the back door b. Also, no matter how the dead load changes, as long as the dead load is within the range of the set values A and B, the motor 12 remains stopped and no control signal is output.

【0025】図5は第2実施形態のバックドア開閉装置
10Bの主要縦断面図、図6はハウジング下部の拡大断
面図である。この実施形態のバックドア開閉装置10B
は、センサ19Bの形式が第1実施形態と異なるだけで
あり、その他の主要な構成は同じであるから、同一機能
部材には同じ符号を付し、以下では主として異なる構成
部分について説明する。この実施形態では、センサ19
Bは可変抵抗式であり、抵抗体19aに対しブラシ19
bが接触する位置によって抵抗値が変化することを利用
して、ねじ軸14aを介して加えられる操作力の荷重と
方向を検出するようにしている。
FIG. 5 is a main longitudinal sectional view of a back door opening / closing device 10B according to a second embodiment, and FIG. 6 is an enlarged sectional view of a lower portion of a housing. Back door opening and closing device 10B of this embodiment
Since only the type of the sensor 19B is different from that of the first embodiment, and the other main components are the same, the same reference numerals are given to the same functional members, and different components will be mainly described below. In this embodiment, the sensor 19
B is a variable resistance type, and a brush 19
The load and direction of the operation force applied via the screw shaft 14a are detected by utilizing the fact that the resistance value changes depending on the position where b contacts.

【0026】図6の中の抵抗体19aに対するA、B点
は設定される抵抗値に対応する2点を示しており、A点
での抵抗はB点での抵抗値より小(A<B)であり、ブ
ラシ19bは2つのA、B点間に位置するように上方の
コイルばね16と下方のコイルばね16bの弾性定数を
設定することにより保持する。コイルばね16、16b
の弾性定数は操作力の付加をブラシの変位による抵抗値
の変化により検出できるミリ単位の変位に対応する値と
して設定される。12aは第2コイルばね16bを受け
る保持部材、26は信号線である。上記設定値A、Bは
第1実施形態での設定値A、Bに対応しており、抵抗値
の実際の値は異なるが、物理的な意味は全く同じであ
る。従って、信号線26を介して制御回路20へ入力さ
れる信号も全く同じように作用して同じ制御が行なわれ
る。
The points A and B for the resistor 19a in FIG. 6 indicate two points corresponding to the set resistance value. The resistance at the point A is smaller than the resistance value at the point B (A <B <B). ), And the brush 19b is held by setting the elastic constants of the upper coil spring 16 and the lower coil spring 16b so as to be located between the two points A and B. Coil spring 16, 16b
Is set as a value corresponding to a displacement in millimeters in which the addition of the operating force can be detected by a change in resistance value due to the displacement of the brush. 12a is a holding member for receiving the second coil spring 16b, and 26 is a signal line. The set values A and B correspond to the set values A and B in the first embodiment. Although the actual values of the resistance values are different, the physical meanings are exactly the same. Therefore, the signal input to the control circuit 20 via the signal line 26 operates in exactly the same way, and the same control is performed.

【0027】なお、この実施形態ではセンサ19Bには
第1実施形態と異なり予圧は付与されていないが、ブラ
シ19bの位置が上記A、Bの2点の間に位置するよう
にコイルばね16、16bの弾性定数によって設定され
ており、操作力が引上力であるときはブラシ19bの位
置がA点より上となり、抵抗値がA点の値より小さくな
って引上力であること、又押込力のときはブラシ19b
の位置がB点より下となり、抵抗値B点の値より大とな
って押込力であることが検出される。
In this embodiment, unlike the first embodiment, no preload is applied to the sensor 19B. However, the coil spring 16, 16 is positioned so that the brush 19b is located between the two points A and B. When the operating force is a pulling force, the position of the brush 19b is above the point A, the resistance value is smaller than the value at the point A, and the brush 19b is a pulling force. Brush 19b for pushing force
Becomes lower than the point B and becomes larger than the resistance value of the point B, and it is detected that the pressing force is applied.

【0028】図7は第3実施形態のバックドア開閉装置
10Cの主要縦断面図、図8はハウジング下部の拡大断
面図である。この実施形態もセンサ19Cの形式が第1
実施形態と異なるだけであり、その他の主要な構成は同
じであるから、同一機能部材には同じ符号を付し、以下
では主として異なる構成部分について説明する。この実
施形態では、変位の検出手段であるセンサ19Cはスイ
ッチ形式であり、スイッチ19d、19eに対し接点1
9b’が接触することにより接点の変位を検出し、これ
によりねじ軸14aを介して加えられる操作力が荷重と
して作用する荷重方向を検出するようにしている。スイ
ッチ19d、19eは、下方のコイルばね16bを収納
するばね受けの一部を切欠いた位置に取付板19a’を
設け、この取付板19a’に所定の間隔を置いて上、下
に設置している。
FIG. 7 is a main longitudinal sectional view of a back door opening / closing device 10C according to a third embodiment, and FIG. 8 is an enlarged sectional view of a lower portion of a housing. In this embodiment, the type of the sensor 19C is the first type.
Only the difference from the embodiment is that the other main components are the same. Therefore, the same functional members are denoted by the same reference numerals, and different components will be mainly described below. In this embodiment, the sensor 19C, which is a means for detecting displacement, is of a switch type, and contacts 1
The displacement of the contact point is detected by the contact of the contact point 9b ', whereby the load direction in which the operating force applied via the screw shaft 14a acts as a load is detected. The switches 19d and 19e are provided with a mounting plate 19a 'at a position where a part of a spring receiver for accommodating the lower coil spring 16b is cut out, and are mounted on the mounting plate 19a' at a predetermined interval and above and below. I have.

【0029】図8のスイッチ19dと19eは、モータ
12の下底に設けられ、コイルばね16bを収納する保
持部材12aに取付けられた接点19b’に対してねじ
軸14aを介して作用するドア自重が、バックドアbが
開放された状態の最大設定角度から閉じられる直前まで
の間に変化しても接触しないように所定距離を置いて設
置され、従って操作力により開放又は閉鎖方向のいずれ
かの操作力が作用すると上記作動範囲を越えることとな
る。そして、接点19b’が作動範囲を越える変位が生
じると、スイッチ19d又は19eのいずれかが作動
し、その検出信号によりドアの開閉方向を検出して人力
による操作方向と同じ方向へ開閉装置を駆動する。
The switches 19d and 19e in FIG. 8 are provided at the lower bottom of the motor 12, and act on the contact point 19b 'attached to the holding member 12a for accommodating the coil spring 16b via the screw shaft 14a. Are installed at a predetermined distance so that they do not come into contact with each other even if the back door b changes from the maximum set angle in the opened state to immediately before the back door is closed. When the operating force acts, the operating range is exceeded. When the contact 19b 'is displaced beyond the operating range, one of the switches 19d and 19e is operated, and based on the detection signal, the opening / closing direction of the door is detected, and the opening / closing device is driven in the same direction as the manual operation. I do.

【0030】上記スイッチ19dと19eからのスイッ
チ信号は、それぞれのスイッチが接点に対し予め設定さ
れた位置及び方向の関係に設置されているため、スイッ
チ19dの検出信号が検出されると、その検出信号はバ
ックドアbが開放する方向に人力で操作されていること
を表し、スイッチ19eの検出信号は反対に閉鎖する方
向に人力で操作されていることを表す。従って、この場
合図4に相当する制御回路20では、荷重検出部24
a、設定値記憶部24bは不要であるため省略し、判定
部24cは検出信号がスイッチ19dと19eのいずれ
の信号であるかを判定し、それぞれの判定結果により正
転方向又は逆転方向の制御信号を出力する機能を有す
る。
Since the switch signals from the switches 19d and 19e are set in a predetermined position and direction relationship with respect to the contact, when the detection signal of the switch 19d is detected, the detection signal is detected. The signal indicates that the back door b is manually operated in the opening direction, and the detection signal of the switch 19e indicates that the back door b is manually operated in the closing direction. Therefore, in this case, in the control circuit 20 corresponding to FIG.
a, the setting value storage section 24b is unnecessary and is omitted, and the determination section 24c determines which of the switches 19d and 19e the detection signal is, and controls the forward direction or the reverse direction based on the respective determination results. It has a function of outputting a signal.

【0031】この実施形態によるスイッチ19d、19
e及び接点19b’から成るスイッチ機構は、接点19
b’が上記所定範囲を越える変位をすると、連結ロッド
18を介して作用する操作荷重やバックドアの死荷重そ
のものを検出することはできないが、その変位及びその
変位から操作荷重の向きを検出することはできる。従っ
て、判定部は検出したスイッチ信号により操作荷重の向
きを判定した制御信号を出力してモータ12を正転又は
逆転駆動させ、これによってバックドアbへの操作力と
同じ方向へモータ12を回転駆動してバックドアbを開
閉操作できるようにしている。
The switches 19d, 19 according to this embodiment
e and the switch mechanism consisting of the contact 19b '
If b ′ is displaced beyond the predetermined range, the operation load acting via the connecting rod 18 and the dead load itself of the back door cannot be detected, but the direction of the operation load is detected from the displacement and the displacement. Can do it. Therefore, the determination unit outputs a control signal that determines the direction of the operation load based on the detected switch signal, and drives the motor 12 to rotate forward or reverse, thereby rotating the motor 12 in the same direction as the operation force on the back door b. When driven, the back door b can be opened and closed.

【0032】なお、上記実施形態では、いずれの場合
も、弾性部材であるコイルばね16、16bはハウジン
グ11の一方の下端寄り位置に設け、連結ロッド18に
連結された部材の変位を弾性部材の伸縮を介してセンサ
19、19B、19Cにより検出するようにしたが、弾
性部材は例えばハウジングの中間位置の段部11dの上
方でねじ機構のナット部材17との間に設け、連結ロッ
ド18の変位を直接検出するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, in any case, the coil springs 16 and 16b, which are elastic members, are provided near one lower end of the housing 11, and the displacement of the member connected to the connecting rod 18 is controlled by the elastic member. The detection is performed by the sensors 19, 19B, and 19C via expansion and contraction. However, the elastic member is provided between the nut member 17 of the screw mechanism above the stepped portion 11d at an intermediate position of the housing, and the displacement of the connecting rod 18 is adjusted. May be directly detected.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、この発明
のバックドア開閉装置は中空のハウジング内に回転駆動
部と、その出力軸の回転を直線運動に変換するねじ機構
と、ハウジング端から突出する連結ロッドと、少なくと
も操作荷重に基づく変位を検出する検出手段とを備え、
操作荷重と同方向に連結ロッドを移動させてバックドア
の開閉操作をするようにしたから、軽い操作力をバック
ドアを介して与えるとこれを検出手段により検出してバ
ックドアを動力で同じ方向に駆動するから、急激にバッ
クドアが跳上がったり、途中でドアが閉じて物を挟むな
どの動作がなくなり、軽い操作力でバックドアを指示方
向に安定してスムースに操作できるという顕著な効果を
奏する。
As described in detail above, the back door opening / closing device of the present invention includes a rotary drive unit in a hollow housing, a screw mechanism for converting the rotation of the output shaft into a linear motion, and a housing end. Protruding connecting rod, comprising a detecting means for detecting at least a displacement based on the operation load,
Since the connecting rod is moved in the same direction as the operating load to open and close the back door, when a light operating force is applied through the back door, this is detected by the detecting means and the back door is moved in the same direction by power. The back door suddenly jumps up, or the door closes on the way, and there is no operation such as pinching the object, and the remarkable effect that the back door can be operated smoothly and stably in the indicated direction with a light operating force. Play.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態のバックドア開閉装置を備えた自動車
の背面図
FIG. 1 is a rear view of an automobile provided with a back door opening / closing device according to an embodiment;

【図2】同上の開閉装置でバックドアを開放した状態の
自動車背面の拡大図
FIG. 2 is an enlarged view of the back of the vehicle in a state where a back door is opened by the opening and closing device of the above.

【図3】第1実施形態のバックドア開閉装置の主要縦断
面図
FIG. 3 is a main vertical sectional view of the back door opening / closing device according to the first embodiment;

【図4】制御回路のブロック図FIG. 4 is a block diagram of a control circuit.

【図5】第2実施形態のバックドア開閉装置の主要縦断
面図
FIG. 5 is a main longitudinal sectional view of a back door opening / closing device according to a second embodiment.

【図6】同上のハウジング下部の拡大断面図FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a lower portion of the housing of the above.

【図7】第3実施形態のバックドア開閉装置の主要縦断
面図
FIG. 7 is a main longitudinal sectional view of a back door opening / closing device according to a third embodiment;

【図8】同上のハウジング下部の拡大断面図FIG. 8 is an enlarged sectional view of a lower portion of the housing of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、10 バックドア開閉装置 11 ハウジング 12 モータ 13 減速機 14 回転軸 14a ねじ軸 15 連結部材 16、16b コイルばね 16B 弾性部材 17 ナット部材 18 連結ロッド 19、19B、19C センサ 20 制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 10 Back door opening / closing device 11 Housing 12 Motor 13 Reduction gear 14 Rotating shaft 14a Screw shaft 15 Connecting member 16, 16b Coil spring 16B Elastic member 17 Nut member 18 Connecting rod 19, 19B, 19C Sensor 20 Control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 袴田 博之 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 Fターム(参考) 2E052 AA09 BA04 CA06 DA08 DB08 EA01 EB01 EC01 GA05 GB15 GD06 KA01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyuki Hakamada 1578 Higashikaizuka, Iwata-shi, Shizuoka F-term in NTN Corporation (reference) 2E052 AA09 BA04 CA06 DA08 DB08 EA01 EB01 EC01 GA05 GB15 GD06 KA01

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中空のハウジング内に回転駆動部と、そ
の出力軸の回転を直線運動に変換するねじ機構と、この
ねじ機構に連結されハウジング端から摺動自在に突出し
てバックドアに一端が連結される連結ロッドと、少なく
とも操作力がバックドアに加えられることによって連結
ロッドに作用する操作荷重に基づく連結ロッド又はこれ
に連結される部材の任意の位置の変位を検出する検出手
段とを備え、検出手段により検出した信号に基づいてそ
の操作荷重の方向と同じ方向に連結ロッドを移動させる
ように回転駆動部を回転駆動してバックドアの開閉操作
をするバックドア開閉装置。
1. A rotary drive unit in a hollow housing, a screw mechanism for converting the rotation of an output shaft thereof into a linear motion, and connected to the screw mechanism, slidably protruding from an end of the housing, and having one end connected to a back door. A connection rod to be connected, and detection means for detecting displacement of an arbitrary position of the connection rod or a member connected thereto based on an operation load applied to the connection rod when at least an operation force is applied to the back door. And a back door opening / closing device for rotating and driving a rotation drive unit to move the connecting rod in the same direction as the direction of the operation load based on a signal detected by the detection means, and to open / close the back door.
【請求項2】 前記回転駆動部をモータと減速機から構
成し、この回転駆動部をその両端を弾性部材で支持して
ハウジング内で移動自在に設け、バックドアから作用す
る荷重に対して回転駆動部を保護するようにしたことを
特徴とする請求項1に記載のバックドア開閉装置。
2. The rotary drive unit comprises a motor and a speed reducer, and the rotary drive unit is provided movably in a housing with both ends supported by elastic members, and rotates with respect to a load applied from a back door. The back door opening / closing device according to claim 1, wherein the drive unit is protected.
【請求項3】 前記ねじ機構をねじ軸とこれがねじ係合
するナット部材から構成し、ねじ軸のリード角を5°以
下の所定角度としてナット部材に作用する直線方向の荷
重でねじ軸が回転することを防止したことを特徴とする
請求項1又は2に記載のバックドア開閉装置。
3. The screw mechanism comprises a screw shaft and a nut member with which the screw shaft engages, and the screw shaft is rotated by a linear load acting on the nut member by setting the lead angle of the screw shaft to a predetermined angle of 5 ° or less. 3. The back door opening / closing device according to claim 1, wherein the back door opening / closing device is prevented from being operated.
【請求項4】 前記弾性部材の一方をハウジング内の一
端寄りに設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいず
れかに記載のバックドア開閉装置。
4. The back door opening / closing device according to claim 1, wherein one of the elastic members is provided near one end in the housing.
【請求項5】 前記検出手段がバックドアの自重又はこ
の自重と操作力の両方の力のいずれの荷重でも連結ロッ
ドに作用して生じる変位を検出する素子又は機構とした
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のバ
ックドア開閉装置。
5. The device according to claim 1, wherein the detecting means is an element or a mechanism for detecting a displacement generated by acting on the connecting rod by a load of the backdoor's own weight or both the own weight and the operating force. Item 6. A back door opening / closing device according to any one of Items 1 to 4.
【請求項6】 前記弾性部材の一方に、その弾性部材が
荷重により伸縮する変位を電気抵抗の変化として検出す
る検出手段を取付けたことを特徴とする請求項5に記載
のバックドア開閉装置。
6. The back door opening / closing device according to claim 5, wherein a detecting means for detecting a displacement of the elastic member due to a load as a change in electric resistance is attached to one of the elastic members.
【請求項7】 前記検出手段の検出信号から変位を検出
し、検出された変位と基準値との比較により回転駆動部
を正転又は逆転駆動するように制御する制御部を設けた
ことを特徴とする請求項6に記載のバックドア開閉装
置。
7. A control unit for detecting a displacement from a detection signal of the detecting means and controlling the rotation drive unit to drive forward or reverse by comparing the detected displacement with a reference value. The back door opening / closing device according to claim 6, wherein
【請求項8】 前記制御部が、バックドアの開閉角度に
より変化する自重が連結ロッドに作用する荷重に基づく
変位に対して検出手段が検出する検出信号では回転駆動
部を停止させるように制御することを特徴とする請求項
7に記載のバックドア開閉装置。
8. The control unit controls the rotation drive unit to stop based on a detection signal detected by a detection unit with respect to a displacement based on a load acting on the connecting rod, the weight changing according to the opening / closing angle of the back door. The back door opening / closing device according to claim 7, characterized in that:
【請求項9】 前記検出手段に予めバックドアを閉じる
方向の予圧の変位を付与したことを特徴とする請求項6
に記載のバックドア開閉装置。
9. A preload displacement in a direction in which a back door is closed is preliminarily applied to the detection means.
The back door opening / closing device according to any one of the above.
【請求項10】 前記検出手段が変位を電気抵抗の変化
として検出する素子から成ることを特徴とする請求項9
に記載のバックドア開閉装置。
10. The apparatus according to claim 9, wherein said detecting means comprises an element for detecting displacement as a change in electric resistance.
The back door opening / closing device according to any one of the above.
【請求項11】 前記検出手段が変位を電気抵抗の変化
として検出する機構から成ることを特徴とする請求項6
乃至8のいずれかに記載のバックドア開閉装置。
11. The apparatus according to claim 6, wherein said detecting means comprises a mechanism for detecting displacement as a change in electric resistance.
9. The back door opening / closing device according to any one of claims 1 to 8.
【請求項12】 前記制御部が、所定範囲で変化する死
荷重に対応する変位の下限より小、又は上限より大の設
定値をA、Bとして予め記憶部に記憶しており、検出手
段による検出信号の変位値を検出してその変位値を、記
憶部から設定値A、Bを読出して判定部で比較し、その
判定に基づいて検出した変位値が設定値A以下の場合は
回転駆動部を正転、設定値B以上の場合は逆転、設定値
AとBの間では停止制御するようにしたことを特徴とす
る請求項6又は11に記載のバックドア開閉装置。
12. The controller stores in advance a set value smaller than a lower limit or larger than an upper limit of a displacement corresponding to a dead load that changes in a predetermined range in the storage unit as A and B, The displacement value of the detection signal is detected, and the displacement values are read out from the storage unit for the set values A and B, and compared by the judgment unit. 12. The back door opening / closing device according to claim 6, wherein the unit is controlled to rotate in a normal direction, to reverse the rotation when the value is equal to or more than the set value B, and to stop the rotation between the set values A and B.
【請求項13】 前記検出手段が操作力による操作荷重
に基づく変位を検出するスイッチ機構としたことを特徴
とする請求項1乃至4のいずれかに記載のバックドア開
閉装置。
13. The back door opening / closing device according to claim 1, wherein the detecting means is a switch mechanism for detecting a displacement based on an operation load due to an operation force.
【請求項14】 前記制御部が、所定範囲で変化する死
荷重に対応する変位の下限より小、又は上限より大の位
置A、B点にそれぞれ設けたスイッチのいずれかによる
検出信号を入力されると、A点のスイッチ信号では回転
駆動部を正転、B点のスイッチ信号では逆転、検出信号
がない場合は停止制御するようにしたことを特徴とする
請求項13に記載のバックドア開閉装置。
14. The control unit receives a detection signal from one of switches provided at points A and B, which are smaller than a lower limit or larger than an upper limit of a displacement corresponding to a dead load that changes in a predetermined range. 14. The opening and closing of the back door according to claim 13, wherein when the switch signal at the point A, the rotation drive unit is rotated forward, when the switch signal at the point B is rotated in the reverse direction, and when there is no detection signal, the stop control is performed. apparatus.
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