JP2004255931A - 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動力伝達効率を向上させることと車両への搭載性を向上させることにある。
【解決手段】ヒンジ１４を介して車両１１に上下方向に開閉自在に装着されたバックドア１２に、ヒンジ１４の開閉中心軸１４ａを中心として湾曲するアーム部材４２を設ける。このアーム部材４２の先端部には従動側ジョイント部４１が設けられており、この従動側ジョイント部４１はバックドア１２の開閉動作にともなってリヤピラー１８の内部で移動するようになっている。一方、車両１１のリヤピラー１８の内部にはバックドア１２に沿って直線往復動するアウターラックを有するアクチュエータユニット１６が設けられている。このアウターラックには駆動側ジョイント部２９が設けられており、この駆動側ジョイント部２９は連結ロッド１７により従動側ジョイント部４１に連結されている。
【選択図】 図１
【解決手段】ヒンジ１４を介して車両１１に上下方向に開閉自在に装着されたバックドア１２に、ヒンジ１４の開閉中心軸１４ａを中心として湾曲するアーム部材４２を設ける。このアーム部材４２の先端部には従動側ジョイント部４１が設けられており、この従動側ジョイント部４１はバックドア１２の開閉動作にともなってリヤピラー１８の内部で移動するようになっている。一方、車両１１のリヤピラー１８の内部にはバックドア１２に沿って直線往復動するアウターラックを有するアクチュエータユニット１６が設けられている。このアウターラックには駆動側ジョイント部２９が設けられており、この駆動側ジョイント部２９は連結ロッド１７により従動側ジョイント部４１に連結されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の後端部にヒンジを介して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、バックドア等、車両にヒンジを介して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、全開位置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、例えば、ラックアンドピニオン式のアクチュエータユニットを有するものが知られている。このアクチュエータユニットはリヤピラー内に固定されており、軸方向を略垂直として配置されたガイド部材とこのガイド部材に直線往復動自在に装着されたラック部材とを有している。ラック部材にはラックギヤが形成されており、このラックギヤには電動モータにより回転駆動される出力ピニオンギヤが噛み合わされている。そして、電動モータが作動するとラック部材はガイド部材に沿って車両に対して略上下方向に直線往復動するようになっている。また、ラック部材には連結ロッドが揺動自在に連結されており、この連結ロッドの他端はバックドアに揺動自在に連結されている。そして、この連結ロッドを介してラック部材の直線往復動がバックドアに伝達され、バックドアの自動開閉動作が行われるようになっている。つまり、バックドアが全閉位置のときにはラック部材は後進限位置となっており、ラック部材がこの後進限位置から前進限位置に向けて移動されると、その移動によりバックドアは連結ロッドに押されて全開位置に向けて開動作するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２５３２４１号公報（第３−５頁、第１−６図）
【０００７】
【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、アクチュエータユニットはリヤピラー内の限られたスペースに装着されるため、ラック部材の移動方向が車両に対して略垂直方向となるように配置されている。したがって、バックドアが開閉動作する際には、ラック部材は垂直方向つまり車両に対して上下方向に移動することになる。これに対して、バックドアと連結ロッドとの接続点はバックドアとともにヒンジの開閉中心軸を中心とした円弧状に移動することになる。そのため、バックドアの開閉動作にともなって連結ロッドがラック部材に対して大きく傾斜することになり、この自動開閉装置の動力伝達効率を低下させることになっていた。
【０００８】
これに対して、ガイド部材を車両後方側に傾斜させてラック部材の移動方向をそれぞれバックドアが全開位置と全閉位置となったときのバックドアと連結ロッドとの接続点を通る直線と一致させることが考えられる。しかし、この場合、アクチュエータユニットを設置するためには車両前後方向に大きなスペースが必要となり、このアクチュエータユニットをリヤピラー内に配置することは困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置の動力伝達効率を向上させることにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、車両用自動開閉装置の車両への搭載性を向上させることにある。
【００１１】
【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、ヒンジを介して車両の開口部を開閉するよう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、前記車両の開口部に沿って直線往復動自在に設けられた往復動部材と、前記往復動部材に設けられた駆動側ジョイント部と前記開閉部材に設けられた従動側ジョイント部とを連結する連結ロッドと、前記開閉部材が全開位置となる第１の位置と全閉位置となる第２の位置との間で前記往復動部材を駆動する駆動手段とを有し、前記往復動部材が前記第１の位置となったときの前記駆動側ジョイント部と前記ヒンジの開閉中心軸とを通る直線に対して前記開閉部材の閉方向側に前記従動側ジョイント部を配置したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記開閉部材に前記ヒンジの開閉中心軸を中心として湾曲するアーム部材を設け、前記アーム部材に前記従動側ジョイント部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記車両の後端部に上下方向に開閉自在に前記開閉部材を設け、前記往復動部材を前記車両のリヤピラー内に配置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、前記開閉部材が全閉位置となったときの前記従動側ジョイント部を前記ヒンジの開閉中心軸より前記車両の前方側、且つ、前記ヒンジの開閉中心軸と同程度の高さに配置したことを特徴とする。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態であるアクチュエータユニットを備えた車両の一部であって、バックドアが全閉位置のときを示す側面図であり、図２は図１に示す車両の一部を示す後面図である。また、図３は図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開位置のときを示す側面図であり、図４は図３に示す車両の一部を示す後面図である。
【００１７】
図１〜図４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おり、図１、図２に示すように車両１１に対して略垂直となる全閉位置と、図３、図４に示すように車両１１に対して略水平となる全開位置との間で、開閉中心軸１４ａを中心とした約９０度の範囲で上下方向に開閉するようになっている。
【００１８】
なお、本実施の形態においては用いられていないが、車両１１の後端部とバックドア１２との間にバックドア１２の開閉に伴って伸縮するガスダンパーを取り付けて、バックドア１２の開閉方向の荷重を低減させるようにしてもよい。
【００１９】
この車両１１には車両用自動開閉装置としてのパワーバックドア機構１５が設けられており、バックドア１２はこのパワーバックドア機構１５により自動的に開閉されるようになっている。このパワーバックドア機構１５はアクチュエータユニット１６と連結ロッド１７とを有しており、バックドア１２と隣接する車両１１の左側のリヤピラー１８の内部に設けられている。
【００２０】
図５は、図１〜図４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に示すように、このアクチュエータユニット１６はスライド機構２１と駆動ユニット２２および制御ユニット２３を有する所謂ラックアンドピニオン式となっており、ベース部材２４においてリヤピラー１８の内部つまりリヤピラー１８を構成する外装パネル２５と内装トリム２６との間に固定されている。
【００２１】
スライド機構２１はガイドレール２７とアウターラック２８とを有する所謂アウターラック式となっており、ガイドレール２７はその軸方向をヒンジ１４の開閉中心軸１４ａの方向から見て車両１１の開口部１１ａに沿う方向、つまり車両１１に対して略垂直となってベース部材２４に固定されている。アウターラック２８はその長さ寸法がガイドレール２７の略半分程度に形成されており、その断面形状は断面略六角形状に形成されたガイドレール２７の外側に係合可能な略Ｃの字形状とされている。そして、往復動部材としてのアウターラック２８はガイドレール２７の外側に移動自在に装着されて、図５に示すように車両１１に対して下側となる第１の位置としての開側ストローク端Ｓ１と、車両１１に対して上側となる第２の位置としての閉側ストローク端Ｓ２との間でガイドレール２７つまりバックドア１２の全閉位置に沿ってリヤピラー１８の内部で直線往復動自在となっている。
【００２２】
このアウターラック２８の側部には駆動側ジョイント部２９が設けられており、連結ロッド１７の一端はピロボールジョイント１７ａを介してこの駆動側ジョイント部２９に揺動自在に連結されている。そして、連結ロッド１７はこのアウターラック２８により駆動されるようになっている。
【００２３】
駆動手段としての駆動ユニット２２はベース部材２４と一体に形成されたギヤケース３１を有しており、このギヤケース３１には電動モータ３２が固定されている。ギヤケース３１の内部には図示しない減速ギヤ機構が収容されており、電動モータ３２の出力はこの減速ギヤ機構により減速されて出力ピニオンギヤ３３に伝達されるようになっている。また、ギヤケース３１には電磁クラッチ３４が固定されており、電動モータ３２の出力はこの電磁クラッチ３４を介して減速ギヤ機構に伝達されるようになっている。この電磁クラッチ３４は従来から知られた所謂摩擦式の電磁クラッチであり、この電磁クラッチ３４により電動モータ３２と出力ピニオンギヤ３３との接続を動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えることができるようになっている。
【００２４】
アウターラック２８の側面には軸方向に並ぶラックギヤ２８ａが形成されており、出力ピニオンギヤ３３はガイドレール２７の軸方向の略中間位置においてこのラックギヤ２８ａに噛み合わされている。これにより、電動モータ３２が正転して出力ピニオンギヤ３３が図５において時計回りとなる開方向に回転するとアウターラック２８は閉側ストローク端Ｓ２から開側ストローク端Ｓ１に向けて移動され、電動モータ３２が逆転して出力ピニオンギヤ３３が図５において反時計回りとなる閉方向に回転するとアウターラック２８は開側ストローク端Ｓ１から閉側ストローク端Ｓ２に向けて移動されることになる。つまり、アウターラック２８は車両１１に対して下側となる開側ストローク端Ｓ１と上側となる閉側ストローク端Ｓ２との間で駆動ユニット２２により駆動されるようになっている。
【００２５】
制御ユニット２３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、給電ライン３５を介して電動モータ３２と電磁クラッチ３４と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や車両に搭載されたバッテリ等に接続されている。そして、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３２や電磁クラッチ３４の作動を制御することができるようになっている。
【００２６】
一方、バックドア１２には従動側ジョイント部４１が設けられている。バックドア１２にはヒンジ１４の開閉中心軸１４ａから所定距離離れた位置にてアーム部材４２が設けられており、この従動側ジョイント部４１はこのアーム部材４２の先端部に設けられている。アーム部材４２はヒンジ１４の開閉中心軸１４ａを中心として所定の半径ｒで湾曲する円弧状に形成されており、その径方向の断面形状は略長方形状となって周方向に向けて一定とされている。
【００２７】
また、図６に示すように、内装トリム２６にはアーム部材４２の断面積より僅かに大きい開口孔２６ａが形成されており、アーム部材４２の先端部はこの開口孔２６ａからリヤピラー１８の内部に挿通されている。そして、バックドア１２が開閉動作するとアーム部材４２はこの開口孔２６ａに沿って移動するようになっている。なお、開口孔２６ａについては、アーム部材４２と摺接するように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。
【００２８】
この従動側ジョイント部４１はバックドア１２が全閉位置となったときには、ヒンジ１４の開閉中心軸１４ａより車両１１の前方側であり、且つ、ヒンジ１４の開閉中心軸１４ａと同程度の高さに位置するようになっており、バックドア１２が全開位置となったときにもリヤピラー１８の内部に位置するようになっている。そして、この従動側ジョイント部４１はバックドア１２が開閉動作した場合には常にリヤピラー１８の内部にて移動するようになっている。
【００２９】
従動側ジョイント部４１には連結ロッド１７の他端がピロボールジョイント１７ｂを介して揺動自在に連結されている。つまり、駆動側ジョイント部２９と従動側ジョイント部４１とは連結ロッド１７により連結されており、アウターラック２８の動力はこの連結ロッド１７を介してアーム部材４２つまりバックドア１２に伝達されるようになっている。これにより、アウターラック２８が駆動ユニット２２により駆動されると、その直線往復動が連結ロッド１７を介してアーム部材４２に伝達されてバックドア１２の開閉動作が行われることになる。
【００３０】
図７（ａ）〜（ｄ）はバックドアが開閉動作される過程を概略で示す説明図であり、次に、このようなパワーバックドア機構１５の作動について図７（ａ）〜（ｄ）にしたがって説明する。
【００３１】
図７（ａ）に示すようにバックドア１２が全閉位置のときに図示しないバックドア開閉スイッチの開側が投入されるとバックドア１２は自動開動作を始める。すなわち、制御ユニット２３により電動モータ３２が正転されてアウターラック２８が閉側ストローク端Ｓ２から開側ストローク端Ｓ１に向けて車両１１に対して下側に移動し、従動側ジョイント部４１が連結ロッド１７を介してアウターラック２８に車両１１の下側に向けて引かれ、バックドア１２が開方向に移動されることになる。そして、図７（ｂ）、（ｃ）に示す状態を経て、図７（ｄ）に示すようにバックドア１２は全開位置にまで移動される。
【００３２】
逆に、図７（ｄ）に示すようにバックドア１２が全開位置のときに図示しないバックドア開閉スイッチの閉側が投入されると、電動モータ３２には自動開動作のときとは逆方向の電流が供給されて、アウターラック２８が開側ストローク端Ｓ１から閉側ストローク端Ｓ２に向けて車両１１に対して上側に向けて移動することになる。そして、図７（ｃ）、（ｂ）に示す状態を経て、図７（ａ）に示すようにバックドア１２は全開位置にまで移動される。
【００３３】
このとき、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、従動側ジョイント部４１は、バックドア１２が全開位置と全閉位置との間で開閉動作した場合であっても、常にアウターラック２８が開側ストローク端Ｓ１となったときの駆動側ジョイント部２９とヒンジ１４の開閉中心軸１４ａとを通る直線Ｌに対して車両１１のバックドア１２の閉方向側、つまり車両１１の前方側に位置して、常にリヤピラー１８の内部にて移動するようになっている。したがって、バックドア１２が全開位置、全閉位置となったときの従動側ジョイント部４１の位置Ｐ１，Ｐ２は、いずれの場合もリヤピラー１８の内部に位置することになり、バックドア１２の開閉動作時におけるアウターラック２８に対する連結ロッド１７の傾斜角αは駆動側ジョイント部２９を支点とした小さな角度変化しか伴わない範囲に収まることになる。したがって、駆動ユニット２２によりリヤピラー１８に沿う方向に駆動されるアウターラック２８の動力は連結ロッド１７を介して効率よくアーム部材４２つまりバックドア１２に伝達されることになる。
【００３４】
特に、バックドア１２の開度が大きくなってより大きな駆動力が必要となったときにはアウターラック２８の移動方向に対して連結ロッド１７は略平行となり、アウターラック２８の動力はほぼそのまま連結ロッド１７を介してアーム部材４２に伝達されることになる。
【００３５】
このように、このパワーバックドア機構１５ではバックドア１２が全開位置、全閉位置となったときの従動側ジョイント部の位置Ｐ１，Ｐ２はいずれもリヤピラー１８の内部に位置することになるので、バックドア１２の全閉位置に沿った方向に直線往復動するアウターラック２８に対する連結ロッド１７の傾斜角αの変化を小さくして、このパワーバックドア機構１５の動力伝達効率を向上させることができる。
【００３６】
また、前述のようにアクチュエータユニット１６の出力は効率よくバックドア１２に伝達されることになるので、このアクチュエータユニット１６をより出力の小さなものとして、このパワーバックドア機構を小型化することができる。さらに、アクチュエータユニット１６が小型化されることにより、このパワーバックドア機構の車両への搭載性を向上させることができる。
【００３７】
さらに、アウターラック２８をバックドア１２の全閉位置に沿った方向に直線往復動するように設けた場合であってもアウターラック２８に対する連結ロッド１７の傾斜角αの変化を小さくすることができるので、アウターラック２８をバックドア１２の全閉位置に沿う方向に直線往復動するように設けて、リヤピラー１８の限られたスペース内に効率よくこのパワーバックドア機構１５を配置することができる。
【００３８】
さらに、このパワーバックドア機構１５では、アウターラック２８をヒンジ１４の開閉中心軸１４ａから離れる方向に移動させることによりバックドア１２が開かれることになるので、バックドア１２を自動開動作させる際に連結ロッド１７に加わる力は引っ張り力となる。したがって、連結ロッド１７に押す方向の力を加えてバックドア１２を開動作する場合に比較して連結ロッド１７を細く形成することができ、このパワーバックドア機構１５を軽量化することができる。
【００３９】
さらに、このパワーバックドア機構１５では、連結ロッド１７が連結される従動側ジョイント部４１をヒンジ１４の開閉中心軸１４ａを中心として湾曲する円弧状に形成されたアーム部材４２に設けるようにしたので、内装トリム２６に形成される開口孔２６ａをアーム部材４２の断面積程度の大きさにまで小さくして、このパワーバックドア機構１５が設けられる車両１１の美観を向上させることができる。
【００４０】
なお、ここでは、位置Ｐ１，Ｐ２、直線Ｌ１および傾斜角α等の位置関係は、図７においてこれらの位置関係をヒンジ１４の開閉中心軸１４ａ方向からの投影図と見た場合の表現としている。
【００４１】
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、アクチュエータユニット１６はガイドレール２７とアウターラック２８とを有するラックアンドピニオン式のものが用いられているが、これに限らず、例えばボールねじ式のアクチュエータユニットなど、直線往復動する往復動部材を有するものであれば他の形式のものとしてもよい。
【００４２】
また、前記実施の形態においては、車両１１には１つのアクチュエータユニット１６が設けられているが、これに限らず、複数個設けるようにしてもよい。また、アクチュエータユニット１６は車両１１の左側のリヤピラー１８の内部に装着されているが、これに限らず、左右のリヤピラーのどちら側に装着してもよく、また、アクチュエータユニットを複数個設ける場合には、両方のリヤピラー内に装着するようにしてもよい。また、この場合、これらのアクチュエータユニットを左右対称に形成するようにしてもよい。
【００４３】
さらに、本実施の形態においては、開閉部材は車両の後端部に上下方向に開閉自在に設けられたバックドアとしているが、これに限らず、ヒンジを介して車両に開閉自在に設けられていれば他の開閉部材としてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、往復動部材を開口部に沿った方向に移動するように配置した場合であっても、開閉動作時における往復動部材に対する連結ロッドの角度変化を小さくすることができるので、この車両用自動開閉装置の動力伝達効率を向上させることができる。
【００４５】
また、本発明によれば、往復動部材の動力は効率よく開閉部材に伝達されるので、往復動部材や駆動手段を小型化してこの車両用自動開閉装置を小型化することができ、また、これによりこの車両用自動開閉装置の車両への搭載性を向上させることができる。
【００４６】
さらに、本発明によれば、往復動部材を開閉部材の全閉位置に沿った方向に直線往復動するように設けた場合であっても、往復動部材に対する連結ロッドの角度変化を小さくすることができるので、この車両用自動開閉装置の車両への搭載性を向上させることができる。特に、開閉部材を車両の後端部に上下方向に開閉自在に設けた場合には、往復動部材を開閉部材の全閉位置に沿った方向に移動するように設けてこの車両用自動開閉装置をリヤピラー内の限られたスペースに効率よく配置することができる。
【００４７】
さらに、本発明によれば、往復動部材をヒンジの開閉中心軸から離れる方向に移動させることにより開閉部材が開動作されることになるので、連結ロッドに加わる力は引っ張り力となり、連結ロッドを細く形成してこの車両用自動開閉装置を軽量化することができる。
【００４８】
さらに、本発明によれば、ヒンジの中心軸を中心として湾曲するアーム部材に設けられた従動側ジョイント部を介して連結ロッドと開閉部材とが連結されるので、リヤピラーに設けられる開口孔を小さくして、この車両用自動開閉装置が設けられる車両の美観を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるアクチュエータユニットを備えた車両の一部であって、バックドアが全閉位置のときを示す側面図である。
【図２】図１に示す車両の一部を示す後面図である。
【図３】図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開位置のときを示す側面図である。
【図４】図３に示す車両の一部を示す後面図である。
【図５】図１〜図４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６】開口孔の詳細を示す斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）はバックドアが開閉動作される過程を概略で示す説明図である。
【符号の説明】
１１ 車両
１１ａ 開口部
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 アクチュエータユニット
１７ 連結ロッド
１７ａ，１７ｂ ピロボールジョイント
１８ リヤピラー
２１ スライド機構
２２ 駆動ユニット
２３ 制御ユニット
２４ ベース部材
２５ 外装パネル
２６ 内装トリム
２６ａ 開口孔
２７ ガイドレール
２８ アウターラック
２８ａ ラックギヤ
２９ 駆動側ジョイント部
３１ ギヤケース
３２ 電動モータ
３３ 出力ピニオンギヤ
３４ 電磁クラッチ
３５ 給電ライン
４１ 従動側ジョイント部
４２ アーム部材
Ｓ１ 開側ストローク端
Ｓ２ 閉側ストローク端
ｒ 半径
Ｌ 直線
Ｐ１，Ｐ２ 位置
α 傾斜角
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の後端部にヒンジを介して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、バックドア等、車両にヒンジを介して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、全開位置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、例えば、ラックアンドピニオン式のアクチュエータユニットを有するものが知られている。このアクチュエータユニットはリヤピラー内に固定されており、軸方向を略垂直として配置されたガイド部材とこのガイド部材に直線往復動自在に装着されたラック部材とを有している。ラック部材にはラックギヤが形成されており、このラックギヤには電動モータにより回転駆動される出力ピニオンギヤが噛み合わされている。そして、電動モータが作動するとラック部材はガイド部材に沿って車両に対して略上下方向に直線往復動するようになっている。また、ラック部材には連結ロッドが揺動自在に連結されており、この連結ロッドの他端はバックドアに揺動自在に連結されている。そして、この連結ロッドを介してラック部材の直線往復動がバックドアに伝達され、バックドアの自動開閉動作が行われるようになっている。つまり、バックドアが全閉位置のときにはラック部材は後進限位置となっており、ラック部材がこの後進限位置から前進限位置に向けて移動されると、その移動によりバックドアは連結ロッドに押されて全開位置に向けて開動作するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２５３２４１号公報（第３−５頁、第１−６図）
【０００７】
【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、アクチュエータユニットはリヤピラー内の限られたスペースに装着されるため、ラック部材の移動方向が車両に対して略垂直方向となるように配置されている。したがって、バックドアが開閉動作する際には、ラック部材は垂直方向つまり車両に対して上下方向に移動することになる。これに対して、バックドアと連結ロッドとの接続点はバックドアとともにヒンジの開閉中心軸を中心とした円弧状に移動することになる。そのため、バックドアの開閉動作にともなって連結ロッドがラック部材に対して大きく傾斜することになり、この自動開閉装置の動力伝達効率を低下させることになっていた。
【０００８】
これに対して、ガイド部材を車両後方側に傾斜させてラック部材の移動方向をそれぞれバックドアが全開位置と全閉位置となったときのバックドアと連結ロッドとの接続点を通る直線と一致させることが考えられる。しかし、この場合、アクチュエータユニットを設置するためには車両前後方向に大きなスペースが必要となり、このアクチュエータユニットをリヤピラー内に配置することは困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置の動力伝達効率を向上させることにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、車両用自動開閉装置の車両への搭載性を向上させることにある。
【００１１】
【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、ヒンジを介して車両の開口部を開閉するよう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、前記車両の開口部に沿って直線往復動自在に設けられた往復動部材と、前記往復動部材に設けられた駆動側ジョイント部と前記開閉部材に設けられた従動側ジョイント部とを連結する連結ロッドと、前記開閉部材が全開位置となる第１の位置と全閉位置となる第２の位置との間で前記往復動部材を駆動する駆動手段とを有し、前記往復動部材が前記第１の位置となったときの前記駆動側ジョイント部と前記ヒンジの開閉中心軸とを通る直線に対して前記開閉部材の閉方向側に前記従動側ジョイント部を配置したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記開閉部材に前記ヒンジの開閉中心軸を中心として湾曲するアーム部材を設け、前記アーム部材に前記従動側ジョイント部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記車両の後端部に上下方向に開閉自在に前記開閉部材を設け、前記往復動部材を前記車両のリヤピラー内に配置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、前記開閉部材が全閉位置となったときの前記従動側ジョイント部を前記ヒンジの開閉中心軸より前記車両の前方側、且つ、前記ヒンジの開閉中心軸と同程度の高さに配置したことを特徴とする。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態であるアクチュエータユニットを備えた車両の一部であって、バックドアが全閉位置のときを示す側面図であり、図２は図１に示す車両の一部を示す後面図である。また、図３は図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開位置のときを示す側面図であり、図４は図３に示す車両の一部を示す後面図である。
【００１７】
図１〜図４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おり、図１、図２に示すように車両１１に対して略垂直となる全閉位置と、図３、図４に示すように車両１１に対して略水平となる全開位置との間で、開閉中心軸１４ａを中心とした約９０度の範囲で上下方向に開閉するようになっている。
【００１８】
なお、本実施の形態においては用いられていないが、車両１１の後端部とバックドア１２との間にバックドア１２の開閉に伴って伸縮するガスダンパーを取り付けて、バックドア１２の開閉方向の荷重を低減させるようにしてもよい。
【００１９】
この車両１１には車両用自動開閉装置としてのパワーバックドア機構１５が設けられており、バックドア１２はこのパワーバックドア機構１５により自動的に開閉されるようになっている。このパワーバックドア機構１５はアクチュエータユニット１６と連結ロッド１７とを有しており、バックドア１２と隣接する車両１１の左側のリヤピラー１８の内部に設けられている。
【００２０】
図５は、図１〜図４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に示すように、このアクチュエータユニット１６はスライド機構２１と駆動ユニット２２および制御ユニット２３を有する所謂ラックアンドピニオン式となっており、ベース部材２４においてリヤピラー１８の内部つまりリヤピラー１８を構成する外装パネル２５と内装トリム２６との間に固定されている。
【００２１】
スライド機構２１はガイドレール２７とアウターラック２８とを有する所謂アウターラック式となっており、ガイドレール２７はその軸方向をヒンジ１４の開閉中心軸１４ａの方向から見て車両１１の開口部１１ａに沿う方向、つまり車両１１に対して略垂直となってベース部材２４に固定されている。アウターラック２８はその長さ寸法がガイドレール２７の略半分程度に形成されており、その断面形状は断面略六角形状に形成されたガイドレール２７の外側に係合可能な略Ｃの字形状とされている。そして、往復動部材としてのアウターラック２８はガイドレール２７の外側に移動自在に装着されて、図５に示すように車両１１に対して下側となる第１の位置としての開側ストローク端Ｓ１と、車両１１に対して上側となる第２の位置としての閉側ストローク端Ｓ２との間でガイドレール２７つまりバックドア１２の全閉位置に沿ってリヤピラー１８の内部で直線往復動自在となっている。
【００２２】
このアウターラック２８の側部には駆動側ジョイント部２９が設けられており、連結ロッド１７の一端はピロボールジョイント１７ａを介してこの駆動側ジョイント部２９に揺動自在に連結されている。そして、連結ロッド１７はこのアウターラック２８により駆動されるようになっている。
【００２３】
駆動手段としての駆動ユニット２２はベース部材２４と一体に形成されたギヤケース３１を有しており、このギヤケース３１には電動モータ３２が固定されている。ギヤケース３１の内部には図示しない減速ギヤ機構が収容されており、電動モータ３２の出力はこの減速ギヤ機構により減速されて出力ピニオンギヤ３３に伝達されるようになっている。また、ギヤケース３１には電磁クラッチ３４が固定されており、電動モータ３２の出力はこの電磁クラッチ３４を介して減速ギヤ機構に伝達されるようになっている。この電磁クラッチ３４は従来から知られた所謂摩擦式の電磁クラッチであり、この電磁クラッチ３４により電動モータ３２と出力ピニオンギヤ３３との接続を動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えることができるようになっている。
【００２４】
アウターラック２８の側面には軸方向に並ぶラックギヤ２８ａが形成されており、出力ピニオンギヤ３３はガイドレール２７の軸方向の略中間位置においてこのラックギヤ２８ａに噛み合わされている。これにより、電動モータ３２が正転して出力ピニオンギヤ３３が図５において時計回りとなる開方向に回転するとアウターラック２８は閉側ストローク端Ｓ２から開側ストローク端Ｓ１に向けて移動され、電動モータ３２が逆転して出力ピニオンギヤ３３が図５において反時計回りとなる閉方向に回転するとアウターラック２８は開側ストローク端Ｓ１から閉側ストローク端Ｓ２に向けて移動されることになる。つまり、アウターラック２８は車両１１に対して下側となる開側ストローク端Ｓ１と上側となる閉側ストローク端Ｓ２との間で駆動ユニット２２により駆動されるようになっている。
【００２５】
制御ユニット２３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、給電ライン３５を介して電動モータ３２と電磁クラッチ３４と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や車両に搭載されたバッテリ等に接続されている。そして、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３２や電磁クラッチ３４の作動を制御することができるようになっている。
【００２６】
一方、バックドア１２には従動側ジョイント部４１が設けられている。バックドア１２にはヒンジ１４の開閉中心軸１４ａから所定距離離れた位置にてアーム部材４２が設けられており、この従動側ジョイント部４１はこのアーム部材４２の先端部に設けられている。アーム部材４２はヒンジ１４の開閉中心軸１４ａを中心として所定の半径ｒで湾曲する円弧状に形成されており、その径方向の断面形状は略長方形状となって周方向に向けて一定とされている。
【００２７】
また、図６に示すように、内装トリム２６にはアーム部材４２の断面積より僅かに大きい開口孔２６ａが形成されており、アーム部材４２の先端部はこの開口孔２６ａからリヤピラー１８の内部に挿通されている。そして、バックドア１２が開閉動作するとアーム部材４２はこの開口孔２６ａに沿って移動するようになっている。なお、開口孔２６ａについては、アーム部材４２と摺接するように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。
【００２８】
この従動側ジョイント部４１はバックドア１２が全閉位置となったときには、ヒンジ１４の開閉中心軸１４ａより車両１１の前方側であり、且つ、ヒンジ１４の開閉中心軸１４ａと同程度の高さに位置するようになっており、バックドア１２が全開位置となったときにもリヤピラー１８の内部に位置するようになっている。そして、この従動側ジョイント部４１はバックドア１２が開閉動作した場合には常にリヤピラー１８の内部にて移動するようになっている。
【００２９】
従動側ジョイント部４１には連結ロッド１７の他端がピロボールジョイント１７ｂを介して揺動自在に連結されている。つまり、駆動側ジョイント部２９と従動側ジョイント部４１とは連結ロッド１７により連結されており、アウターラック２８の動力はこの連結ロッド１７を介してアーム部材４２つまりバックドア１２に伝達されるようになっている。これにより、アウターラック２８が駆動ユニット２２により駆動されると、その直線往復動が連結ロッド１７を介してアーム部材４２に伝達されてバックドア１２の開閉動作が行われることになる。
【００３０】
図７（ａ）〜（ｄ）はバックドアが開閉動作される過程を概略で示す説明図であり、次に、このようなパワーバックドア機構１５の作動について図７（ａ）〜（ｄ）にしたがって説明する。
【００３１】
図７（ａ）に示すようにバックドア１２が全閉位置のときに図示しないバックドア開閉スイッチの開側が投入されるとバックドア１２は自動開動作を始める。すなわち、制御ユニット２３により電動モータ３２が正転されてアウターラック２８が閉側ストローク端Ｓ２から開側ストローク端Ｓ１に向けて車両１１に対して下側に移動し、従動側ジョイント部４１が連結ロッド１７を介してアウターラック２８に車両１１の下側に向けて引かれ、バックドア１２が開方向に移動されることになる。そして、図７（ｂ）、（ｃ）に示す状態を経て、図７（ｄ）に示すようにバックドア１２は全開位置にまで移動される。
【００３２】
逆に、図７（ｄ）に示すようにバックドア１２が全開位置のときに図示しないバックドア開閉スイッチの閉側が投入されると、電動モータ３２には自動開動作のときとは逆方向の電流が供給されて、アウターラック２８が開側ストローク端Ｓ１から閉側ストローク端Ｓ２に向けて車両１１に対して上側に向けて移動することになる。そして、図７（ｃ）、（ｂ）に示す状態を経て、図７（ａ）に示すようにバックドア１２は全開位置にまで移動される。
【００３３】
このとき、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、従動側ジョイント部４１は、バックドア１２が全開位置と全閉位置との間で開閉動作した場合であっても、常にアウターラック２８が開側ストローク端Ｓ１となったときの駆動側ジョイント部２９とヒンジ１４の開閉中心軸１４ａとを通る直線Ｌに対して車両１１のバックドア１２の閉方向側、つまり車両１１の前方側に位置して、常にリヤピラー１８の内部にて移動するようになっている。したがって、バックドア１２が全開位置、全閉位置となったときの従動側ジョイント部４１の位置Ｐ１，Ｐ２は、いずれの場合もリヤピラー１８の内部に位置することになり、バックドア１２の開閉動作時におけるアウターラック２８に対する連結ロッド１７の傾斜角αは駆動側ジョイント部２９を支点とした小さな角度変化しか伴わない範囲に収まることになる。したがって、駆動ユニット２２によりリヤピラー１８に沿う方向に駆動されるアウターラック２８の動力は連結ロッド１７を介して効率よくアーム部材４２つまりバックドア１２に伝達されることになる。
【００３４】
特に、バックドア１２の開度が大きくなってより大きな駆動力が必要となったときにはアウターラック２８の移動方向に対して連結ロッド１７は略平行となり、アウターラック２８の動力はほぼそのまま連結ロッド１７を介してアーム部材４２に伝達されることになる。
【００３５】
このように、このパワーバックドア機構１５ではバックドア１２が全開位置、全閉位置となったときの従動側ジョイント部の位置Ｐ１，Ｐ２はいずれもリヤピラー１８の内部に位置することになるので、バックドア１２の全閉位置に沿った方向に直線往復動するアウターラック２８に対する連結ロッド１７の傾斜角αの変化を小さくして、このパワーバックドア機構１５の動力伝達効率を向上させることができる。
【００３６】
また、前述のようにアクチュエータユニット１６の出力は効率よくバックドア１２に伝達されることになるので、このアクチュエータユニット１６をより出力の小さなものとして、このパワーバックドア機構を小型化することができる。さらに、アクチュエータユニット１６が小型化されることにより、このパワーバックドア機構の車両への搭載性を向上させることができる。
【００３７】
さらに、アウターラック２８をバックドア１２の全閉位置に沿った方向に直線往復動するように設けた場合であってもアウターラック２８に対する連結ロッド１７の傾斜角αの変化を小さくすることができるので、アウターラック２８をバックドア１２の全閉位置に沿う方向に直線往復動するように設けて、リヤピラー１８の限られたスペース内に効率よくこのパワーバックドア機構１５を配置することができる。
【００３８】
さらに、このパワーバックドア機構１５では、アウターラック２８をヒンジ１４の開閉中心軸１４ａから離れる方向に移動させることによりバックドア１２が開かれることになるので、バックドア１２を自動開動作させる際に連結ロッド１７に加わる力は引っ張り力となる。したがって、連結ロッド１７に押す方向の力を加えてバックドア１２を開動作する場合に比較して連結ロッド１７を細く形成することができ、このパワーバックドア機構１５を軽量化することができる。
【００３９】
さらに、このパワーバックドア機構１５では、連結ロッド１７が連結される従動側ジョイント部４１をヒンジ１４の開閉中心軸１４ａを中心として湾曲する円弧状に形成されたアーム部材４２に設けるようにしたので、内装トリム２６に形成される開口孔２６ａをアーム部材４２の断面積程度の大きさにまで小さくして、このパワーバックドア機構１５が設けられる車両１１の美観を向上させることができる。
【００４０】
なお、ここでは、位置Ｐ１，Ｐ２、直線Ｌ１および傾斜角α等の位置関係は、図７においてこれらの位置関係をヒンジ１４の開閉中心軸１４ａ方向からの投影図と見た場合の表現としている。
【００４１】
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、アクチュエータユニット１６はガイドレール２７とアウターラック２８とを有するラックアンドピニオン式のものが用いられているが、これに限らず、例えばボールねじ式のアクチュエータユニットなど、直線往復動する往復動部材を有するものであれば他の形式のものとしてもよい。
【００４２】
また、前記実施の形態においては、車両１１には１つのアクチュエータユニット１６が設けられているが、これに限らず、複数個設けるようにしてもよい。また、アクチュエータユニット１６は車両１１の左側のリヤピラー１８の内部に装着されているが、これに限らず、左右のリヤピラーのどちら側に装着してもよく、また、アクチュエータユニットを複数個設ける場合には、両方のリヤピラー内に装着するようにしてもよい。また、この場合、これらのアクチュエータユニットを左右対称に形成するようにしてもよい。
【００４３】
さらに、本実施の形態においては、開閉部材は車両の後端部に上下方向に開閉自在に設けられたバックドアとしているが、これに限らず、ヒンジを介して車両に開閉自在に設けられていれば他の開閉部材としてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、往復動部材を開口部に沿った方向に移動するように配置した場合であっても、開閉動作時における往復動部材に対する連結ロッドの角度変化を小さくすることができるので、この車両用自動開閉装置の動力伝達効率を向上させることができる。
【００４５】
また、本発明によれば、往復動部材の動力は効率よく開閉部材に伝達されるので、往復動部材や駆動手段を小型化してこの車両用自動開閉装置を小型化することができ、また、これによりこの車両用自動開閉装置の車両への搭載性を向上させることができる。
【００４６】
さらに、本発明によれば、往復動部材を開閉部材の全閉位置に沿った方向に直線往復動するように設けた場合であっても、往復動部材に対する連結ロッドの角度変化を小さくすることができるので、この車両用自動開閉装置の車両への搭載性を向上させることができる。特に、開閉部材を車両の後端部に上下方向に開閉自在に設けた場合には、往復動部材を開閉部材の全閉位置に沿った方向に移動するように設けてこの車両用自動開閉装置をリヤピラー内の限られたスペースに効率よく配置することができる。
【００４７】
さらに、本発明によれば、往復動部材をヒンジの開閉中心軸から離れる方向に移動させることにより開閉部材が開動作されることになるので、連結ロッドに加わる力は引っ張り力となり、連結ロッドを細く形成してこの車両用自動開閉装置を軽量化することができる。
【００４８】
さらに、本発明によれば、ヒンジの中心軸を中心として湾曲するアーム部材に設けられた従動側ジョイント部を介して連結ロッドと開閉部材とが連結されるので、リヤピラーに設けられる開口孔を小さくして、この車両用自動開閉装置が設けられる車両の美観を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるアクチュエータユニットを備えた車両の一部であって、バックドアが全閉位置のときを示す側面図である。
【図２】図１に示す車両の一部を示す後面図である。
【図３】図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開位置のときを示す側面図である。
【図４】図３に示す車両の一部を示す後面図である。
【図５】図１〜図４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６】開口孔の詳細を示す斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）はバックドアが開閉動作される過程を概略で示す説明図である。
【符号の説明】
１１ 車両
１１ａ 開口部
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 アクチュエータユニット
１７ 連結ロッド
１７ａ，１７ｂ ピロボールジョイント
１８ リヤピラー
２１ スライド機構
２２ 駆動ユニット
２３ 制御ユニット
２４ ベース部材
２５ 外装パネル
２６ 内装トリム
２６ａ 開口孔
２７ ガイドレール
２８ アウターラック
２８ａ ラックギヤ
２９ 駆動側ジョイント部
３１ ギヤケース
３２ 電動モータ
３３ 出力ピニオンギヤ
３４ 電磁クラッチ
３５ 給電ライン
４１ 従動側ジョイント部
４２ アーム部材
Ｓ１ 開側ストローク端
Ｓ２ 閉側ストローク端
ｒ 半径
Ｌ 直線
Ｐ１，Ｐ２ 位置
α 傾斜角
Claims (4)
- ヒンジを介して車両の開口部を開閉するよう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、
前記車両の開口部に沿って直線往復動自在に設けられた往復動部材と、
前記往復動部材に設けられた駆動側ジョイント部と前記開閉部材に設けられた従動側ジョイント部とを連結する連結ロッドと、
前記開閉部材が全開位置となる第１の位置と全閉位置となる第２の位置との間で前記往復動部材を駆動する駆動手段とを有し、
前記往復動部材が前記第１の位置となったときの前記駆動側ジョイント部と前記ヒンジの開閉中心軸とを通る直線に対して前記開閉部材の閉方向側に前記従動側ジョイント部を配置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、前記開閉部材に前記ヒンジの開閉中心軸を中心として湾曲するアーム部材を設け、前記アーム部材に前記従動側ジョイント部を設け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、前記車両の後端部に上下方向に開閉自在に前記開閉部材を設け、前記往復動部材を前記車両のリヤピラー内に配置したことを特徴とする車両用自動開閉装置。
- 請求項３記載の車両用自動開閉装置において、前記開閉部材が全閉位置となったときの前記従動側ジョイント部を前記ヒンジの開閉中心軸より前記車両の前方側、且つ、前記ヒンジの開閉中心軸と同程度の高さに配置したことを特徴とする車両用自動開閉装置。
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