JP2004196232A - 車両用自動開閉装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両用自動開閉装置の耐久性を向上させ、また、そのコストを低減させることである。
【解決手段】パワーバックドア機構１５のスライド機構２２はレールブラケット２５とアウターラック２６とを有している。レールブラケット２５は車両側固定部３２，３３において車両に固定されており、アウターラック２６はレールブラケット２５のレール部２７の外側に軸方向に移動自在に装着されている。またこのアウターラック２６を駆動する駆動ユニット２３はレールブラケット２５のモータ固定部５２，５３に固定されている。そして、このレールブラケット２５は、アルミニウム材料を押出し加工することにより、レール部２７と車両側固定部３２，３３およびモータ固定部５２，５３とが一体に形成された構造となっている。
【選択図】 図５
【解決手段】パワーバックドア機構１５のスライド機構２２はレールブラケット２５とアウターラック２６とを有している。レールブラケット２５は車両側固定部３２，３３において車両に固定されており、アウターラック２６はレールブラケット２５のレール部２７の外側に軸方向に移動自在に装着されている。またこのアウターラック２６を駆動する駆動ユニット２３はレールブラケット２５のモータ固定部５２，５３に固定されている。そして、このレールブラケット２５は、アルミニウム材料を押出し加工することにより、レール部２７と車両側固定部３２，３３およびモータ固定部５２，５３とが一体に形成された構造となっている。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両には、ドア、サンルーフ、バックドア等、車両に開閉自在に装着された開閉部材が随所に設けられている。特に、ワゴン車やワンボックス車等では、車両の後端部にバックドアを設けて車両後方からの荷物の積み下ろし等を容易に行い得るようにしたものが多く見受けられる。通常、このようなバックドアは、回転支点を略水平として車両ルーフの後端部に固定されたヒンジを介して車両に装着されて、ヒンジの回転支点を中心として上下方向に開閉するようになっている。この場合、バックドアは車両上方に大きく跳ね上げられることになるため、リフトゲートやリヤハッチなどとも呼ばれている。
【０００３】
ところが、このようなバックドアは大型で重い場合が多いため、特に、女性や子供ではその開閉を容易に行うことが困難な場合があった。特に、全開状態となったときにはバックドアは上方に大きく跳ね上げられることになるため、その開閉はさらに困難なものとなっていた。
【０００４】
そこで、ワンボックス車等のファミリーユースが増加している状況の下、女性や子供でも容易に開閉できるようにバックドアの自動開閉装置を搭載した車両が登場し、増加する傾向にある。また、自動開閉装置を設置すれば運転席から手が届かなくともバックドアを遠隔操作できるため、この利便性からも自動開閉装置の取り付け要請は少なくない。
【０００５】
このような自動開閉装置としては、バックドアに連結された連結ロッドをアクチュエータユニットで駆動してバックドアを開閉するようにしたものが知られている。この場合、アクチュエータユニットは、軸方向を車両前後方向に向けて車両ルーフ内に固定されたガイドレールと、ガイドレールに移動自在に装着されたスライド部材とを有しており、スライド部材は電動モータによってガイドレールに沿って直線往復動されるようになっている。そして、連結ロッドはスライド部材に連結されており、スライド部材の直線往復動が連結ロッドを介してバックドアの開閉運動に変換されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
このようなスライド機構としては、断面略Ｃの字形状に形成されたアウターラックをガイドレールの外側に装着するようにした所謂アウターラック式のスライド機構がある。しかし、この場合、ガイドレールはアウターラックを案内するために、その断面形状をアウターラックと係合するガイド溝を有するアンダーカット形状とすることが必要であるため、このガイドレールの製造には切削加工等の多数の工数が必要となり、その製造コストが増加していた。
【０００７】
これに対して、アウターラックと係合可能な断面略六角形の棒状に形成されたガイドレールをその一端面においてねじ部材等によりベース部材に固定して、ガイドレールとベース部材との間に所定のアンダーカット形状となるガイド溝を形成するようにしたものがある。この場合、ガイドレールはベース部材を介して車両に固定されるようになっており、また、アウターラックの側面には軸方向に並ぶラックギヤが形成されている。そして、このラックギヤにはベース部材に固定された駆動ユニットの出力ピニオンギヤが噛み合わされており、駆動ユニットに設けられた電動モータにより出力ピニオンギヤが正逆回転されると、アウターラックが軸方向に往復動してバックドアが自動的に開閉されるようになっている。
【０００８】
【特許文献１】
実開平６−７１８５３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような自動開閉装置では、スライド機構にはバックドアからの荷重が連結ロッドを介して加えられることになるので、スライド機構、特にガイドレールには所定の強度や剛性が要求される。しかし、前述のアウターラック式のスライド機構ではガイドレールはベース部とは別体に構成されているので、その剛性や強度が低下することになり、この自動開閉装置の耐久性を低下させることになっていた。
【００１０】
また、ベース部材に対するガイドレールの固定位置はラックギヤと出力ピニオンギヤとの噛み合い等に影響することになるので、その組付けには高い組付け精度が要求される。そのため、ガイドレールをベース部材に固定する際には、精度確保のために組付け工数が増加し、また、専用の治具等が必要となり、この自動開閉装置の製造コストを増加させることになっていた。
【００１１】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置の耐久性を向上させることにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、車両用自動開閉装置のコストを低減させることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用自動開閉装置は、車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、連結ロッドを介して前記開閉部材に連結されたスライド部材と、前記スライド部材を直線往復動自在に案内するレール部材と、前記スライド部材に設けられたラックギヤに噛み合う出力ピニオンギヤを回転駆動する電動モータとを有し、前記電動モータが固定されるモータ固定部と前記車両に固定される車両側固定部とを前記レール部材と一体に形成したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記レール部材をアルミニウム材料を押出し加工して形成したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記レール部材に軸方向に延びる中空部を形成したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図であり、図２は図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。また、図３は図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図であり、図４は図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す正面図である。さらに、図５は図４に示すアクチュエータユニットの分解斜視図であり、図６は図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１８】
図１、図２に示すように、車両１１の後端部には開閉部材としてのバックドア１２が設けられている。バックドア１２は車両１１のルーフ部１３の後端部にその開閉中心軸１４ａを略水平として取り付けられたヒンジ１４を介して車両１１に開閉自在に装着されている。そして、バックドア１２は、図１に示すように車両１１に対して略垂直となる全閉状態と、図２に示すように車両１１に対して略水平となる全開状態との間で、開閉中心軸１４ａを中心とした約９０度の範囲で車両１１の上下方向に開閉するようになっている。
【００１９】
本実施の形態においては、バックドア１２は車両１１の上下方向に開閉自在とされているが、これに限らず、ヒンジ１４をその開閉中心軸１４ａを略垂直として車両１１の側部に取り付けて、バックドア１２を車両１１に対して横方向に開閉するようにしてもよく、また、その開閉範囲も約９０度とは限らず任意の角度に設定してもよい。
【００２０】
車両１１には、バックドア１２を自動的に開閉するために車両用自動開閉装置としてのパワーバックドア機構１５が設けられている。このパワーバックドア機構１５は、図３に示すように、連結ロッド１６とアクチュエータユニット１７とを有しており、連結ロッド１６は鋼材で形成されたロッド部１６ａと、それぞれロッド部１６ａの両端に設けられた３次元的に可動自在な継手部（ピロボール）１６ｂ，１６ｃとを備えている。そして、一方の継手部１６ｂは開閉中心軸１４ａから所定距離離れた位置にてバックドア１２から延設された湾曲状のアーム１８の先端部にスタッド２０により固定されている。つまり、連結ロッド１６の一端は継手部１６ｂによりバックドア１２に回動自在に連結されている。また、車室内の天井トリム２１には開口部２１ａが形成されており、連結ロッド１６はこの開口部２１ａからルーフ部１３の内部に挿通されている。この開口部２１ａについては、ゴム等の弾性部材で形成されたダストカバー等を取り付けるようにしてもよい。
【００２１】
アクチュエータユニット１７は、図４に示すように、スライド機構２２と駆動ユニット２３および制御ユニット２４を有しており、車両１１のルーフ部１３の内部に配置されている。
【００２２】
スライド機構２２はレール部材としてのレールブラケット２５とスライド部材としてのアウターラック２６とを有しており、アウターラック２６がレールブラケット２５に形成されたレール部２７に案内されて軸方向に移動する所謂アウターラック式となっている。
【００２３】
レールブラケット２５は、所定の形状のダイスと心金とを用いてアルミニウム材料（例えば、ＪＩＳ Ａ６０６３）を押出し加工することにより形成されており、所定の断面形状にて軸方向に延びた形状に形成されている。そして、その軸心には軸方向に延びる中空部２８が形成されており、その断面形状は環状とされている。
【００２４】
このように、このパワーバックドア機構１５では、レールブラケット２５はアルミニウム材料を押出し加工して形成するようにしたので、このレールブラケット２５を安価に製造することができ、このパワーバックドア機構１５のコストを低減することができる。また、レールブラケット２５を押出し加工にて形成することにより、仕上げ加工を施すことなくその寸法精度を確保することができるので、このパワーバックドア機構１５のコストを低減することができる。
【００２５】
また、このパワーバックドア機構１５では、レールブラケット２５に軸方向に延びる中空部２８を形成したので、レールブラケット２５の強度や剛性が向上することになり、このパワーバックドア機構１５の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
また、このパワーバックドア機構１５では、レールブラケット２５は押出し加工された後に所定の長さで切断されることにより、その長さ寸法が決まることになる。したがって、その切断位置を変更することによりレールブラケットの長さを容易に変更することができるので、このレールブラケット２５の仕様を容易に変更することができる。
【００２７】
レール部２７は、レールブラケット２５の車両上方側にて軸方向に延びて形成されており、その両側部にそれぞれ断面Ｖ字形状となるガイド溝３０，３１が形成された断面略Ｘ字形状となっている。また、ガイド溝３０は車両下方側に向く傾斜面となるガイド面３０ａと車両上方側に向く傾斜面となるガイド面３０ｂとを有しており、ガイド溝３１は車両下方側に向く傾斜面となるガイド面３１ａと車両上方側に向く傾斜面となるガイド面３１ｂとを有している。
【００２８】
レールブラケット２５には２つの車両側固定部３２，３３が形成されている。これらの車両側固定部３２，３３はレールブラケット２５を押出し加工することにより形成されるフランジ部分を、例えばブランキングや切削加工などにより所定の位置、形状に２次加工することによりレールブラケット２５と一体に形成されている。そして、これらの車両側固定部３２，３３にはそれぞれ車両１１のルーフ部１３に固定された車両側ブラケット３４，３５がねじ部材３６，３７により固定されており、車両側固定部３２，３３つまりレールブラケット２５は車両側ブラケット３４，３５を介して車両１１に固定されている。なお、このパワーバックドア機構１５では、２次加工において車両側固定部３２，３３の形状や位置を変更することにより、このレールブラケット２５の仕様を容易に変更することができる。
【００２９】
レールブラケット２５の長手方向の両端部にはそれぞれキャップ４０，４１が固定されており、これらのキャップ４０，４１によりレールブラケット２５の長手方向の両端部の切削面が保護されるとともに、アウターラック２６がレール部２７から抜けるのを防止することができるようになっている。
【００３０】
また、レールブラケット２５の車両下方側の両側部には２本の油受け溝４２，４３が形成されており、これらの油受け溝の両端部はキャップ４０，４１により閉塞されている。これにより、油受け溝４２，４３に流入した潤滑油等はこの油受け溝４２，４３から流出せずにこの油受け溝４２，４３に貯まるようになっている。
【００３１】
一方、アウターラック２６はその軸方向寸法がレールブラケット２５の略半分程度に形成されており、その断面形状は２つの係合部４４，４５が形成された断面略Ｃの字形状となっている。そして、このアウターラック２６は、２つの係合部４４，４５がガイド溝３０，３１に係合するようにレール部２７の外側に装着されている。これらの係合部４４，４５は、それぞれガイド面３０ａ，３０ｂに対向する係合面４４ａ，４４ｂとそれぞれガイド面３１ａ，３１ｂに対向する係合面４５ａ，４５ｂとを有しており、これらの係合面がそれぞれ摺動シュー４６，４７を介してガイド面に接するようになっている。したがって、アウターラック２６はレール部２７に案内されて、レール部２７の車両前方側となる閉側ストローク端と車両後方側となる開側ストローク端との間でレール部２７に沿って直線往復動自在となっている。
【００３２】
アウターラック２６の一方の側面には連結ロッド１６の他端つまり他方の継手部１６ｃがスタッド４８により固定されている。つまり、アウターラック２６は連結ロッド１６を介してバックドア１２に連結されており、アウターラック２６が車両前後方向に移動することにより生じる変位は連結ロッド１６を介してバックドア１２に伝達されるようになっている。したがって、アウターラック２６をレール部２７に沿って車両前後方向に直線往復動させることにより、バックドア１２の開閉動作が行われるようになっている。このとき、アウターラック２６の位置が閉側ストローク端となったときにはバックドア１２は全閉状態とされ、開側ストローク端となったときにはバックドア１２は全開状態とされるようになっている。
【００３３】
アウターラック２６の外周面つまり他方の側面には軸方向に並ぶラックギヤ５０が形成されており、このラックギヤ５０には駆動ユニット２３に設けられた出力ピニオンギヤ５１が噛み合わされている。
【００３４】
レールブラケット２５には２つのモータ固定部５２，５３が形成されている。これらのモータ固定部５２，５３は車両側固定部３２，３３と同様に、それぞれ押出し加工により形成されたフランジ部分に、例えばブランキングや切削加工などの２次加工を施すことによりレール部２７と一体となって所定の形状に形成されている。そして、駆動ユニット２３はモータ固定部５２，５３に固定されている。なお、このパワーバックドア機構１５では、２次加工においてモータ固定部５２，５３の形状や位置を変更することにより、このレールブラケット２５の仕様を容易に変更することができる。
【００３５】
駆動ユニット２３は電動モータ５４を有しており、この電動モータ５４はギヤケース５５に固定されている。ギヤケース５５はモータ固定ブラケット５６とケース部５７とに分割可能となっており、電動モータ５４はモータ固定ブラケット５６側に固定されるようになっている。また、モータ固定ブラケット５６にはクラッチ収容部５８が形成されており、電動モータ５４の図示しない回転軸はこのクラッチ収容部５８の内部に突出するようになっている。
【００３６】
クラッチ収容部５８には図示しない電磁クラッチが収容されており、電動モータ５４の出力はこの電磁クラッチを介してクラッチ出力軸６０から出力されるようになっている。この電磁クラッチとしては従来から知られた所謂摩擦式の電磁クラッチが用いられており、電動モータ５４により回転駆動される図示しない駆動ディスクとクラッチ出力軸６０と一体的に回転する図示しない従動ディスクおよび図示しないコイル部とを有している。そして、コイル部に電流を供給することにより、駆動ディスクと従動ディスクとを圧着させて電動モータ５４の出力がクラッチ出力軸６０に伝達される動力伝達状態とし、また、コイル部５３への電力の供給を停止することにより、それぞれのディスク間の摩擦力を減少させて、電動モータ５４の出力がクラッチ出力軸６０に伝達されない動力遮断状態とすることができるようになっている。なお、符号６１はクラッチ出力軸６０を回転自在に支持するボールベアリングである。そして、クラッチ出力軸６０には小径スパーギヤ６２が固定されており、電磁クラッチが動力伝達状態となったときには電動モータ５４の出力が小径スパーギヤ６２に伝達されるようになっている。
【００３７】
ギヤケース５５の内部にはクラッチ出力軸６０と平行となってピニオン軸６３が回転自在に設けられており、このピニオン軸６３には小径スパーギヤ６２と噛み合う大径スパーギヤ６４が固定されている。この大径スパーギヤ６４は小径スパーギヤ６２より大径に形成されており、小径スパーギヤ６２と大径スパーギヤ６４とによりクラッチ出力軸６０の回転が減速してピニオン軸６３に伝達されるようになっている。なお、符号６５，６６はピニオン軸６３を回転自在に支持するボールベアリングである。
【００３８】
また、ピニオン軸６３には出力ピニオンギヤ５１が固定されており、出力ピニオンギヤ５１はピニオン軸６３と一体的に回転するようになっている。このように、出力ピニオンギヤ５１は電磁クラッチ、クラッチ出力軸６０、小径スパーギヤ６２、大径スパーギヤ６４およびピニオン軸６３とを介して電動モータ５４によって回転駆動されるようになっている。そして、電動モータ５４が正転すると出力ピニオンギヤ５１は開方向に回転され、電動モータ５４が逆転すると出力ピニオンギヤ５１は閉方向に回転されるようになっている。
【００３９】
ギヤケース５５は、それぞれモータ固定ブラケット５６側に設けられた取付部５６ａ，５６ｂとケース部５７側に設けられた取付部５７ａ，５７ｂとを有しており、駆動ユニット２３はこれらの取付部５７ａ，５７ｂにおいてモータ固定部５２，５３にねじ部材６７，６８により固定されている。つまり、電動モータ５４はギヤケース５５を介してモータ固定部５２，５３に固定されている。そして、出力ピニオンギヤ５１はレールブラケット２５の長手方向略中央部分においてレールブラケット２５に隣接してアウターラック２６のラックギヤ５０に噛み合わされるようになっている。これにより、出力ピニオンギヤ５１が開方向に回転するとアウターラック２６は開方向に移動し、出力ピニオンギヤ５１が閉方向に回転するとアウターラック２６は閉方向に移動することになる。つまり、アウターラック２６は駆動ユニット２３に駆動されて、閉側ストローク端と開側ストローク端との間で往復動されるようになっている。
【００４０】
出力ピニオンギヤ５１とラックギヤ５０との噛合い部分とレール部２７のガイド面３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂには潤滑油が塗布されており、この潤滑油は、車両下方側に流れた際には上述の油受け溝４２，４３に流れ込むようになっている。これにより、潤滑油が天井トリム２１の内側に漏れだして車両１１を汚すことがないようになっている。
【００４１】
制御ユニット２４は制御信号を演算する図示しないマイクロプロセッサと、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納される図示しないＲＯＭと、一時的にデータを格納する図示しないＲＡＭなどを有しており、取り付けブラケット７０を介してモータ固定部５２とギヤケース５５とに固定されている。そして、制御ユニット２４は給電ライン７１を介して電動モータ５４と電磁クラッチに接続されるとともに図示しないバックドア開閉スイッチに接続されており、バックドア開閉スイッチからの指令信号にしたがって電動モータ５４や電磁クラッチの作動を制御することができるようになっている。
【００４２】
次に、このような構造のパワーバックドア機構１５の作動について説明する。
【００４３】
まず、図１に示すように、バックドア１２が全閉状態となっているときにバックドア開閉スイッチが開側に投入されると電磁クラッチが動力伝達状態に切り換えられるとともに電動モータ５４が正転を開始し、出力ピニオンギヤ５１が開方向に回転駆動されてアウターラック２６は閉側ストローク端から開側ストローク端に向かって移動することになる。そして、このアウターラック２６の変位が連結ロッド１６を介してバックドア１２に伝達されてバックドア１２は開方向へ作動し、アウターラック２６が開側ストローク端に達したときにバックドア１２は図２に示すように全開状態となる。
【００４４】
一方、バックドア１２が全開状態となっているときにバックドア開閉スイッチが閉側に投入されると、電磁クラッチが動力伝達状態に切り換えられるとともに電動モータ５４が逆転して出力ピニオンギヤ５１が閉方向に回転駆動され、アウターラック２６は開側ストローク端から閉側ストローク端に向かって移動することになる。そして、このアウターラック２６の変位が連結ロッド１６を介してバックドア１２に伝達されてバックドア１２は閉方向へ作動し、アウターラック２６が閉側ストローク端に達したときにバックドア１２は図１に示すように全閉状態となる。
【００４５】
このパワーバックドア機構１５では、バックドア１２を自動的に開閉する際には、レールブラケット２５にバックドア１２から連結ロッド１６を介して荷重が加わることになる。しかし、このパワーバックドア機構１５では、車両側固定部３２，３３とモータ固定部５２，５３とはレールブラケット２５と一体に形成されているので、レールブラケット２５の強度や剛性をバックドア１２からの荷重に耐えうる十分なものとすることができる。
【００４６】
このように、このパワーバックドア機構１５では、車両側固定部３２，３３とモータ固定部５２，５３とはレールブラケット２５と一体に形成されているので、このレールブラケット２５の強度や剛性を増して、このパワーバックドア機構１５の耐久性を向上させることができる。
【００４７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、アルミニウム材料を押出し加工することにより車両側固定部３２，３３およびモータ固定部５２，５３をレールブラケット２５に一体に形成するようにしているが、これに限らず、他の加工方法にて形成するようにしてもよい。
【００４８】
また、前記実施の形態においては、開閉部材は車両１１の後端部に装着されたバックドア１２とされているが、これに限らず、車両１１に設けられている開閉部材であれば他の開閉部材に適用してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、レール部材の強度や剛性を増すことができるので、車両用自動開閉装置の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
また、本発明によれば、レール部材をアルミニウム材料の押出し加工により安価に形成することができるので、車両用自動開閉装置のコストを低減することができる。
【００５１】
さらに、本発明によれば、２次加工においてレール部材の長さや車両側固定部、駆動手段固定部の形状や位置を変更することができるので、このレール部材の仕様を容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図である。
【図２】図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。
【図３】図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図である。
【図４】図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す正面図である。
【図５】図４に示すアクチュエータユニットの分解斜視図である。
【図６】図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１１ 車両
１２ バックドア
１３ ルーフ部
１４ ヒンジ
１４ａ 開閉中心軸
１５ パワーバックドア機構
１６ 連結ロッド
１６ａ ロッド部
１６ｂ，１６ｃ 継手部
１７ アクチュエータユニット
１８ アーム
２０ スタッド
２１ 天井トリム
２１ａ 開口部
２２ スライド機構
２３ 駆動ユニット
２４ 制御ユニット
２５ レールブラケット
２６ アウターラック
２７ レール部
２８ 中空部
３０，３１ ガイド溝
３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ ガイド面
３２，３３ 車両側固定部
３４，３５ 車両側ブラケット
３６，３７ ねじ部材
４０，４１ キャップ
４２，４３ 油受け溝
４４，４５ 係合部
４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ 係合面
４６，４７ 摺動シュー
４８ スタッド
５０ ラックギヤ
５１ 出力ピニオンギヤ
５２，５３ モータ固定部
５４ 電動モータ
５５ ギヤケース
５６ モータ固定ブラケット
５６ａ，５６ｂ 取付部
５７ ケース部
５７ａ，５７ｂ 取付部
５８ クラッチ収容部
６０ クラッチ出力軸
６１ ボールベアリング
６２ 小径スパーギヤ
６３ ピニオン軸
６４ 大径スパーギヤ
６５，６６ ボールベアリング
６７，６８ ねじ部材
７０ 取り付けブラケット
７１ 給電ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両には、ドア、サンルーフ、バックドア等、車両に開閉自在に装着された開閉部材が随所に設けられている。特に、ワゴン車やワンボックス車等では、車両の後端部にバックドアを設けて車両後方からの荷物の積み下ろし等を容易に行い得るようにしたものが多く見受けられる。通常、このようなバックドアは、回転支点を略水平として車両ルーフの後端部に固定されたヒンジを介して車両に装着されて、ヒンジの回転支点を中心として上下方向に開閉するようになっている。この場合、バックドアは車両上方に大きく跳ね上げられることになるため、リフトゲートやリヤハッチなどとも呼ばれている。
【０００３】
ところが、このようなバックドアは大型で重い場合が多いため、特に、女性や子供ではその開閉を容易に行うことが困難な場合があった。特に、全開状態となったときにはバックドアは上方に大きく跳ね上げられることになるため、その開閉はさらに困難なものとなっていた。
【０００４】
そこで、ワンボックス車等のファミリーユースが増加している状況の下、女性や子供でも容易に開閉できるようにバックドアの自動開閉装置を搭載した車両が登場し、増加する傾向にある。また、自動開閉装置を設置すれば運転席から手が届かなくともバックドアを遠隔操作できるため、この利便性からも自動開閉装置の取り付け要請は少なくない。
【０００５】
このような自動開閉装置としては、バックドアに連結された連結ロッドをアクチュエータユニットで駆動してバックドアを開閉するようにしたものが知られている。この場合、アクチュエータユニットは、軸方向を車両前後方向に向けて車両ルーフ内に固定されたガイドレールと、ガイドレールに移動自在に装着されたスライド部材とを有しており、スライド部材は電動モータによってガイドレールに沿って直線往復動されるようになっている。そして、連結ロッドはスライド部材に連結されており、スライド部材の直線往復動が連結ロッドを介してバックドアの開閉運動に変換されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
このようなスライド機構としては、断面略Ｃの字形状に形成されたアウターラックをガイドレールの外側に装着するようにした所謂アウターラック式のスライド機構がある。しかし、この場合、ガイドレールはアウターラックを案内するために、その断面形状をアウターラックと係合するガイド溝を有するアンダーカット形状とすることが必要であるため、このガイドレールの製造には切削加工等の多数の工数が必要となり、その製造コストが増加していた。
【０００７】
これに対して、アウターラックと係合可能な断面略六角形の棒状に形成されたガイドレールをその一端面においてねじ部材等によりベース部材に固定して、ガイドレールとベース部材との間に所定のアンダーカット形状となるガイド溝を形成するようにしたものがある。この場合、ガイドレールはベース部材を介して車両に固定されるようになっており、また、アウターラックの側面には軸方向に並ぶラックギヤが形成されている。そして、このラックギヤにはベース部材に固定された駆動ユニットの出力ピニオンギヤが噛み合わされており、駆動ユニットに設けられた電動モータにより出力ピニオンギヤが正逆回転されると、アウターラックが軸方向に往復動してバックドアが自動的に開閉されるようになっている。
【０００８】
【特許文献１】
実開平６−７１８５３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような自動開閉装置では、スライド機構にはバックドアからの荷重が連結ロッドを介して加えられることになるので、スライド機構、特にガイドレールには所定の強度や剛性が要求される。しかし、前述のアウターラック式のスライド機構ではガイドレールはベース部とは別体に構成されているので、その剛性や強度が低下することになり、この自動開閉装置の耐久性を低下させることになっていた。
【００１０】
また、ベース部材に対するガイドレールの固定位置はラックギヤと出力ピニオンギヤとの噛み合い等に影響することになるので、その組付けには高い組付け精度が要求される。そのため、ガイドレールをベース部材に固定する際には、精度確保のために組付け工数が増加し、また、専用の治具等が必要となり、この自動開閉装置の製造コストを増加させることになっていた。
【００１１】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置の耐久性を向上させることにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、車両用自動開閉装置のコストを低減させることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用自動開閉装置は、車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、連結ロッドを介して前記開閉部材に連結されたスライド部材と、前記スライド部材を直線往復動自在に案内するレール部材と、前記スライド部材に設けられたラックギヤに噛み合う出力ピニオンギヤを回転駆動する電動モータとを有し、前記電動モータが固定されるモータ固定部と前記車両に固定される車両側固定部とを前記レール部材と一体に形成したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記レール部材をアルミニウム材料を押出し加工して形成したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記レール部材に軸方向に延びる中空部を形成したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図であり、図２は図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。また、図３は図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図であり、図４は図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す正面図である。さらに、図５は図４に示すアクチュエータユニットの分解斜視図であり、図６は図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１８】
図１、図２に示すように、車両１１の後端部には開閉部材としてのバックドア１２が設けられている。バックドア１２は車両１１のルーフ部１３の後端部にその開閉中心軸１４ａを略水平として取り付けられたヒンジ１４を介して車両１１に開閉自在に装着されている。そして、バックドア１２は、図１に示すように車両１１に対して略垂直となる全閉状態と、図２に示すように車両１１に対して略水平となる全開状態との間で、開閉中心軸１４ａを中心とした約９０度の範囲で車両１１の上下方向に開閉するようになっている。
【００１９】
本実施の形態においては、バックドア１２は車両１１の上下方向に開閉自在とされているが、これに限らず、ヒンジ１４をその開閉中心軸１４ａを略垂直として車両１１の側部に取り付けて、バックドア１２を車両１１に対して横方向に開閉するようにしてもよく、また、その開閉範囲も約９０度とは限らず任意の角度に設定してもよい。
【００２０】
車両１１には、バックドア１２を自動的に開閉するために車両用自動開閉装置としてのパワーバックドア機構１５が設けられている。このパワーバックドア機構１５は、図３に示すように、連結ロッド１６とアクチュエータユニット１７とを有しており、連結ロッド１６は鋼材で形成されたロッド部１６ａと、それぞれロッド部１６ａの両端に設けられた３次元的に可動自在な継手部（ピロボール）１６ｂ，１６ｃとを備えている。そして、一方の継手部１６ｂは開閉中心軸１４ａから所定距離離れた位置にてバックドア１２から延設された湾曲状のアーム１８の先端部にスタッド２０により固定されている。つまり、連結ロッド１６の一端は継手部１６ｂによりバックドア１２に回動自在に連結されている。また、車室内の天井トリム２１には開口部２１ａが形成されており、連結ロッド１６はこの開口部２１ａからルーフ部１３の内部に挿通されている。この開口部２１ａについては、ゴム等の弾性部材で形成されたダストカバー等を取り付けるようにしてもよい。
【００２１】
アクチュエータユニット１７は、図４に示すように、スライド機構２２と駆動ユニット２３および制御ユニット２４を有しており、車両１１のルーフ部１３の内部に配置されている。
【００２２】
スライド機構２２はレール部材としてのレールブラケット２５とスライド部材としてのアウターラック２６とを有しており、アウターラック２６がレールブラケット２５に形成されたレール部２７に案内されて軸方向に移動する所謂アウターラック式となっている。
【００２３】
レールブラケット２５は、所定の形状のダイスと心金とを用いてアルミニウム材料（例えば、ＪＩＳ Ａ６０６３）を押出し加工することにより形成されており、所定の断面形状にて軸方向に延びた形状に形成されている。そして、その軸心には軸方向に延びる中空部２８が形成されており、その断面形状は環状とされている。
【００２４】
このように、このパワーバックドア機構１５では、レールブラケット２５はアルミニウム材料を押出し加工して形成するようにしたので、このレールブラケット２５を安価に製造することができ、このパワーバックドア機構１５のコストを低減することができる。また、レールブラケット２５を押出し加工にて形成することにより、仕上げ加工を施すことなくその寸法精度を確保することができるので、このパワーバックドア機構１５のコストを低減することができる。
【００２５】
また、このパワーバックドア機構１５では、レールブラケット２５に軸方向に延びる中空部２８を形成したので、レールブラケット２５の強度や剛性が向上することになり、このパワーバックドア機構１５の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
また、このパワーバックドア機構１５では、レールブラケット２５は押出し加工された後に所定の長さで切断されることにより、その長さ寸法が決まることになる。したがって、その切断位置を変更することによりレールブラケットの長さを容易に変更することができるので、このレールブラケット２５の仕様を容易に変更することができる。
【００２７】
レール部２７は、レールブラケット２５の車両上方側にて軸方向に延びて形成されており、その両側部にそれぞれ断面Ｖ字形状となるガイド溝３０，３１が形成された断面略Ｘ字形状となっている。また、ガイド溝３０は車両下方側に向く傾斜面となるガイド面３０ａと車両上方側に向く傾斜面となるガイド面３０ｂとを有しており、ガイド溝３１は車両下方側に向く傾斜面となるガイド面３１ａと車両上方側に向く傾斜面となるガイド面３１ｂとを有している。
【００２８】
レールブラケット２５には２つの車両側固定部３２，３３が形成されている。これらの車両側固定部３２，３３はレールブラケット２５を押出し加工することにより形成されるフランジ部分を、例えばブランキングや切削加工などにより所定の位置、形状に２次加工することによりレールブラケット２５と一体に形成されている。そして、これらの車両側固定部３２，３３にはそれぞれ車両１１のルーフ部１３に固定された車両側ブラケット３４，３５がねじ部材３６，３７により固定されており、車両側固定部３２，３３つまりレールブラケット２５は車両側ブラケット３４，３５を介して車両１１に固定されている。なお、このパワーバックドア機構１５では、２次加工において車両側固定部３２，３３の形状や位置を変更することにより、このレールブラケット２５の仕様を容易に変更することができる。
【００２９】
レールブラケット２５の長手方向の両端部にはそれぞれキャップ４０，４１が固定されており、これらのキャップ４０，４１によりレールブラケット２５の長手方向の両端部の切削面が保護されるとともに、アウターラック２６がレール部２７から抜けるのを防止することができるようになっている。
【００３０】
また、レールブラケット２５の車両下方側の両側部には２本の油受け溝４２，４３が形成されており、これらの油受け溝の両端部はキャップ４０，４１により閉塞されている。これにより、油受け溝４２，４３に流入した潤滑油等はこの油受け溝４２，４３から流出せずにこの油受け溝４２，４３に貯まるようになっている。
【００３１】
一方、アウターラック２６はその軸方向寸法がレールブラケット２５の略半分程度に形成されており、その断面形状は２つの係合部４４，４５が形成された断面略Ｃの字形状となっている。そして、このアウターラック２６は、２つの係合部４４，４５がガイド溝３０，３１に係合するようにレール部２７の外側に装着されている。これらの係合部４４，４５は、それぞれガイド面３０ａ，３０ｂに対向する係合面４４ａ，４４ｂとそれぞれガイド面３１ａ，３１ｂに対向する係合面４５ａ，４５ｂとを有しており、これらの係合面がそれぞれ摺動シュー４６，４７を介してガイド面に接するようになっている。したがって、アウターラック２６はレール部２７に案内されて、レール部２７の車両前方側となる閉側ストローク端と車両後方側となる開側ストローク端との間でレール部２７に沿って直線往復動自在となっている。
【００３２】
アウターラック２６の一方の側面には連結ロッド１６の他端つまり他方の継手部１６ｃがスタッド４８により固定されている。つまり、アウターラック２６は連結ロッド１６を介してバックドア１２に連結されており、アウターラック２６が車両前後方向に移動することにより生じる変位は連結ロッド１６を介してバックドア１２に伝達されるようになっている。したがって、アウターラック２６をレール部２７に沿って車両前後方向に直線往復動させることにより、バックドア１２の開閉動作が行われるようになっている。このとき、アウターラック２６の位置が閉側ストローク端となったときにはバックドア１２は全閉状態とされ、開側ストローク端となったときにはバックドア１２は全開状態とされるようになっている。
【００３３】
アウターラック２６の外周面つまり他方の側面には軸方向に並ぶラックギヤ５０が形成されており、このラックギヤ５０には駆動ユニット２３に設けられた出力ピニオンギヤ５１が噛み合わされている。
【００３４】
レールブラケット２５には２つのモータ固定部５２，５３が形成されている。これらのモータ固定部５２，５３は車両側固定部３２，３３と同様に、それぞれ押出し加工により形成されたフランジ部分に、例えばブランキングや切削加工などの２次加工を施すことによりレール部２７と一体となって所定の形状に形成されている。そして、駆動ユニット２３はモータ固定部５２，５３に固定されている。なお、このパワーバックドア機構１５では、２次加工においてモータ固定部５２，５３の形状や位置を変更することにより、このレールブラケット２５の仕様を容易に変更することができる。
【００３５】
駆動ユニット２３は電動モータ５４を有しており、この電動モータ５４はギヤケース５５に固定されている。ギヤケース５５はモータ固定ブラケット５６とケース部５７とに分割可能となっており、電動モータ５４はモータ固定ブラケット５６側に固定されるようになっている。また、モータ固定ブラケット５６にはクラッチ収容部５８が形成されており、電動モータ５４の図示しない回転軸はこのクラッチ収容部５８の内部に突出するようになっている。
【００３６】
クラッチ収容部５８には図示しない電磁クラッチが収容されており、電動モータ５４の出力はこの電磁クラッチを介してクラッチ出力軸６０から出力されるようになっている。この電磁クラッチとしては従来から知られた所謂摩擦式の電磁クラッチが用いられており、電動モータ５４により回転駆動される図示しない駆動ディスクとクラッチ出力軸６０と一体的に回転する図示しない従動ディスクおよび図示しないコイル部とを有している。そして、コイル部に電流を供給することにより、駆動ディスクと従動ディスクとを圧着させて電動モータ５４の出力がクラッチ出力軸６０に伝達される動力伝達状態とし、また、コイル部５３への電力の供給を停止することにより、それぞれのディスク間の摩擦力を減少させて、電動モータ５４の出力がクラッチ出力軸６０に伝達されない動力遮断状態とすることができるようになっている。なお、符号６１はクラッチ出力軸６０を回転自在に支持するボールベアリングである。そして、クラッチ出力軸６０には小径スパーギヤ６２が固定されており、電磁クラッチが動力伝達状態となったときには電動モータ５４の出力が小径スパーギヤ６２に伝達されるようになっている。
【００３７】
ギヤケース５５の内部にはクラッチ出力軸６０と平行となってピニオン軸６３が回転自在に設けられており、このピニオン軸６３には小径スパーギヤ６２と噛み合う大径スパーギヤ６４が固定されている。この大径スパーギヤ６４は小径スパーギヤ６２より大径に形成されており、小径スパーギヤ６２と大径スパーギヤ６４とによりクラッチ出力軸６０の回転が減速してピニオン軸６３に伝達されるようになっている。なお、符号６５，６６はピニオン軸６３を回転自在に支持するボールベアリングである。
【００３８】
また、ピニオン軸６３には出力ピニオンギヤ５１が固定されており、出力ピニオンギヤ５１はピニオン軸６３と一体的に回転するようになっている。このように、出力ピニオンギヤ５１は電磁クラッチ、クラッチ出力軸６０、小径スパーギヤ６２、大径スパーギヤ６４およびピニオン軸６３とを介して電動モータ５４によって回転駆動されるようになっている。そして、電動モータ５４が正転すると出力ピニオンギヤ５１は開方向に回転され、電動モータ５４が逆転すると出力ピニオンギヤ５１は閉方向に回転されるようになっている。
【００３９】
ギヤケース５５は、それぞれモータ固定ブラケット５６側に設けられた取付部５６ａ，５６ｂとケース部５７側に設けられた取付部５７ａ，５７ｂとを有しており、駆動ユニット２３はこれらの取付部５７ａ，５７ｂにおいてモータ固定部５２，５３にねじ部材６７，６８により固定されている。つまり、電動モータ５４はギヤケース５５を介してモータ固定部５２，５３に固定されている。そして、出力ピニオンギヤ５１はレールブラケット２５の長手方向略中央部分においてレールブラケット２５に隣接してアウターラック２６のラックギヤ５０に噛み合わされるようになっている。これにより、出力ピニオンギヤ５１が開方向に回転するとアウターラック２６は開方向に移動し、出力ピニオンギヤ５１が閉方向に回転するとアウターラック２６は閉方向に移動することになる。つまり、アウターラック２６は駆動ユニット２３に駆動されて、閉側ストローク端と開側ストローク端との間で往復動されるようになっている。
【００４０】
出力ピニオンギヤ５１とラックギヤ５０との噛合い部分とレール部２７のガイド面３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂには潤滑油が塗布されており、この潤滑油は、車両下方側に流れた際には上述の油受け溝４２，４３に流れ込むようになっている。これにより、潤滑油が天井トリム２１の内側に漏れだして車両１１を汚すことがないようになっている。
【００４１】
制御ユニット２４は制御信号を演算する図示しないマイクロプロセッサと、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納される図示しないＲＯＭと、一時的にデータを格納する図示しないＲＡＭなどを有しており、取り付けブラケット７０を介してモータ固定部５２とギヤケース５５とに固定されている。そして、制御ユニット２４は給電ライン７１を介して電動モータ５４と電磁クラッチに接続されるとともに図示しないバックドア開閉スイッチに接続されており、バックドア開閉スイッチからの指令信号にしたがって電動モータ５４や電磁クラッチの作動を制御することができるようになっている。
【００４２】
次に、このような構造のパワーバックドア機構１５の作動について説明する。
【００４３】
まず、図１に示すように、バックドア１２が全閉状態となっているときにバックドア開閉スイッチが開側に投入されると電磁クラッチが動力伝達状態に切り換えられるとともに電動モータ５４が正転を開始し、出力ピニオンギヤ５１が開方向に回転駆動されてアウターラック２６は閉側ストローク端から開側ストローク端に向かって移動することになる。そして、このアウターラック２６の変位が連結ロッド１６を介してバックドア１２に伝達されてバックドア１２は開方向へ作動し、アウターラック２６が開側ストローク端に達したときにバックドア１２は図２に示すように全開状態となる。
【００４４】
一方、バックドア１２が全開状態となっているときにバックドア開閉スイッチが閉側に投入されると、電磁クラッチが動力伝達状態に切り換えられるとともに電動モータ５４が逆転して出力ピニオンギヤ５１が閉方向に回転駆動され、アウターラック２６は開側ストローク端から閉側ストローク端に向かって移動することになる。そして、このアウターラック２６の変位が連結ロッド１６を介してバックドア１２に伝達されてバックドア１２は閉方向へ作動し、アウターラック２６が閉側ストローク端に達したときにバックドア１２は図１に示すように全閉状態となる。
【００４５】
このパワーバックドア機構１５では、バックドア１２を自動的に開閉する際には、レールブラケット２５にバックドア１２から連結ロッド１６を介して荷重が加わることになる。しかし、このパワーバックドア機構１５では、車両側固定部３２，３３とモータ固定部５２，５３とはレールブラケット２５と一体に形成されているので、レールブラケット２５の強度や剛性をバックドア１２からの荷重に耐えうる十分なものとすることができる。
【００４６】
このように、このパワーバックドア機構１５では、車両側固定部３２，３３とモータ固定部５２，５３とはレールブラケット２５と一体に形成されているので、このレールブラケット２５の強度や剛性を増して、このパワーバックドア機構１５の耐久性を向上させることができる。
【００４７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、アルミニウム材料を押出し加工することにより車両側固定部３２，３３およびモータ固定部５２，５３をレールブラケット２５に一体に形成するようにしているが、これに限らず、他の加工方法にて形成するようにしてもよい。
【００４８】
また、前記実施の形態においては、開閉部材は車両１１の後端部に装着されたバックドア１２とされているが、これに限らず、車両１１に設けられている開閉部材であれば他の開閉部材に適用してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、レール部材の強度や剛性を増すことができるので、車両用自動開閉装置の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
また、本発明によれば、レール部材をアルミニウム材料の押出し加工により安価に形成することができるので、車両用自動開閉装置のコストを低減することができる。
【００５１】
さらに、本発明によれば、２次加工においてレール部材の長さや車両側固定部、駆動手段固定部の形状や位置を変更することができるので、このレール部材の仕様を容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図である。
【図２】図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。
【図３】図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図である。
【図４】図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す正面図である。
【図５】図４に示すアクチュエータユニットの分解斜視図である。
【図６】図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１１ 車両
１２ バックドア
１３ ルーフ部
１４ ヒンジ
１４ａ 開閉中心軸
１５ パワーバックドア機構
１６ 連結ロッド
１６ａ ロッド部
１６ｂ，１６ｃ 継手部
１７ アクチュエータユニット
１８ アーム
２０ スタッド
２１ 天井トリム
２１ａ 開口部
２２ スライド機構
２３ 駆動ユニット
２４ 制御ユニット
２５ レールブラケット
２６ アウターラック
２７ レール部
２８ 中空部
３０，３１ ガイド溝
３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ ガイド面
３２，３３ 車両側固定部
３４，３５ 車両側ブラケット
３６，３７ ねじ部材
４０，４１ キャップ
４２，４３ 油受け溝
４４，４５ 係合部
４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ 係合面
４６，４７ 摺動シュー
４８ スタッド
５０ ラックギヤ
５１ 出力ピニオンギヤ
５２，５３ モータ固定部
５４ 電動モータ
５５ ギヤケース
５６ モータ固定ブラケット
５６ａ，５６ｂ 取付部
５７ ケース部
５７ａ，５７ｂ 取付部
５８ クラッチ収容部
６０ クラッチ出力軸
６１ ボールベアリング
６２ 小径スパーギヤ
６３ ピニオン軸
６４ 大径スパーギヤ
６５，６６ ボールベアリング
６７，６８ ねじ部材
７０ 取り付けブラケット
７１ 給電ライン
Claims (3)
- 車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、
連結ロッドを介して前記開閉部材に連結されたスライド部材と、
前記スライド部材を直線往復動自在に案内するレール部材と、
前記スライド部材に設けられたラックギヤに噛み合う出力ピニオンギヤを回転駆動する電動モータとを有し、
前記電動モータが固定されるモータ固定部と前記車両に固定される車両側固定部とを前記レール部材と一体に形成したことを特徴とする車両用自動開閉装置。 - 請求項１記載の車両用自動開閉装置において、前記レール部材をアルミニウム材料を押出し加工して形成したことを特徴とする車両用自動開閉装置。
- 請求項１または２記載の車両用自動開閉装置において、前記レール部材に軸方向に延びる中空部を形成したことを特徴とする車両用自動開閉装置。
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