JP2004268758A - 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クラッチ機構を改良することにより、自動開閉装置全体を小型・軽量化することである。
【解決手段】トランクリッド１２は連結アーム１８を介して電動アクチュエータ１７の揺動アーム４４に連結されており、この揺動アーム４４が揺動することにより開閉される。揺動アーム４４はトルクリミッタを介して電動モータ２１に回転駆動される出力軸２４に相対回転自在に装着されており、その基端部４５には開側係合部４７と閉側係合部４８との間に位置する遊び部５１が形成されている。また、出力軸２４にはプレート部材４２を介して遊び部５１に配置された出力ピン４３が固定されている。そして、出力軸２４が回転すると出力ピン４３は開側係合部４７と係合して揺動アーム４４を開方向に駆動するとともに閉側係合部４８に係合して揺動アーム４４を閉方向に駆動する。
【選択図】 図２
【解決手段】トランクリッド１２は連結アーム１８を介して電動アクチュエータ１７の揺動アーム４４に連結されており、この揺動アーム４４が揺動することにより開閉される。揺動アーム４４はトルクリミッタを介して電動モータ２１に回転駆動される出力軸２４に相対回転自在に装着されており、その基端部４５には開側係合部４７と閉側係合部４８との間に位置する遊び部５１が形成されている。また、出力軸２４にはプレート部材４２を介して遊び部５１に配置された出力ピン４３が固定されている。そして、出力軸２４が回転すると出力ピン４３は開側係合部４７と係合して揺動アーム４４を開方向に駆動するとともに閉側係合部４８に係合して揺動アーム４４を閉方向に駆動する。
【選択図】 図２
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】
自動車等の車両にはドア、バックドア、トランクリッド等の開閉部材が随所に設けられている。例えば、セダン車等の車両にはヒンジを介して開閉自在にトランクリッドが装着されており、荷物を積み込むためのトランクルームはこのトランクリッドにより開閉されるようになっている。
【０００３】
このようなトランクリッドには、通常、その開閉操作を容易にするためにトーションバーやガスステー等の開閉装置が装着されており、ロック機構が解除されるとトランクリッドは開閉機構により僅かな操作力で開放されるようになっている。
【０００４】
しかし、この開閉装置ではトランクリッドを開く時の操作力は軽減されるが、閉じる時の操作は操作者が全て手動により行うものであった。そこで、トランクリッドを開く動作のみならず閉じる動作をも自動化した自動開閉装置を搭載した車両が開発され、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トランクリッド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は減速機構を介して電動モータにより揺動駆動される揺動アームを有しており、この揺動アームの先端部は連結ロッド等を介してトランクリッドに連結されている。そして、電動モータにより揺動アームが揺動駆動されると、その揺動運動がトランクリッドに伝達されて開閉動作が行われるようになっている。
【０００６】
しかし、このような自動開閉装置では、トランクリッドを手動により開閉操作する際にはトランクリッドの移動とともに減速機構を介して電動モータが回転されることになり、その開閉操作が重くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、従来の自動開閉装置では揺動アームと電動モータとの間に電磁摩擦式のクラッチ機構を設け、トランクリッドの開閉動作を自動や手動で容易に行い得るようにしている。つまり、トランクリッドが電動モータにより自動開閉される際には電磁クラッチは接続状態となって電動モータの動力はトランクリッドに伝達され、トランクリッドが手動で開閉される際には電磁クラッチは遮断状態となって電動モータとトランクリッドとの間の動力伝達は遮断される。したがって、手動で開閉操作する際には電動モータがトランクリッドとともに回転されることが無く、その操作感は自動開閉装置を持たない通常のトランクリッドと同程度に向上される（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、電磁摩擦式のクラッチ機構は、開閉動作中のトランクリッドに過大な負荷が加えられた場合などには、駆動側ディスクと従動側ディスクとの間に滑りを生じて自動的に動力伝達を遮断する所謂トルクリミッタとして機能する。これにより、トランクリッドに過大な負荷が加えられた場合であっても、車体や減速機構等の機構部分を保護することができるようになっている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２０１８５４号公報（第２−３頁、第１−４図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような自動開閉装置に用いられる電磁クラッチは、駆動側ディスクと従動側ディスクとを圧着させるために磁力を生じるコイル磁気回路や鉄心を用いて構成されているが、開閉部材を自動開閉可能とするだけの動力伝達維持力を発揮させる必要があり、そのため両ディスクの圧着面の外径を小さくしたり、コイル磁気回路の厚みを薄くすることが困難であった。したがって、このような電磁クラッチを自動開閉装置に用いる場合は、装置全体の小型・軽量化の妨げとなる要因となっていた。
【００１１】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置のクラッチ機構を改良することにより、自動開閉装置全体を小型・軽量化することにある。
【００１２】
【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に開閉自在に設けら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、中立位置を起点として前記開閉部材の全閉位置に対応する閉側端位置と前記開閉部材の全開位置に対応する開側端位置とに電動モータにより駆動される出力部材と、前記開閉部材に連結される連結部と前記中立位置から前記開側端位置へ移動する前記出力部材に係合する開側係合部および前記中立位置から前記閉側端位置へ移動する前記出力部材に係合する閉側係合部を備え、前記出力部材により前記開閉部材を全閉位置とする閉位置と全開位置とする開位置との間で駆動されるとともに前記出力部材が前記中立位置にあるときには前記出力部材に対して前記閉位置と前記開位置との間で遊び移動自在の移動部材と、前記電動モータと連動する駆動側摩擦板と前記出力部材と連動する従動側摩擦板および前記駆動側摩擦板と前記従動側摩擦板とを互いに圧着させるばね部材とを備え、前記開閉部材に所定値以上の負荷が加えられたときには前記電動モータと前記開閉部材との間の動力伝達を遮断する動力伝動制限手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記電動モータにより回転駆動される出力軸に前記出力部材を固定し、前記出力軸に前記移動部材を相対回転自在に装着し、前記開側係合部と前記閉側係合部との間に設けられた遊び部に前記出力部材を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、前記開閉部材を全開位置に向けて付勢する付勢手段を前記車両に設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記開閉部材をトランクリッドと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トランクリッド装置が設けられた車両の一部を後方から示す斜視図である。また、図２は図１に示すパワートランクリッド装置の全閉状態を示す側面図であり、図３は図１に示すパワートランクリッド装置の全開状態を示す側面図である。
【００１８】
図１に示すように、この車両１１の後端部には開閉部材としてのトランクリッド１２が設けられている。このトランクリッド１２は２つのヒンジ１３を介して車両１１に装着されており、このヒンジ１３の開閉中心軸１３ａを支点として図２に示す全閉位置と図３に示す全開位置との間で車両１１の上下方向に開閉自在となっている。そして、荷物等を搭載するために形成されたトランクルーム１４の開口部はこのトランクリッド１２により開閉される。
【００１９】
ヒンジ１３は、それぞれ車両１１に固定される支持部１３ｂとトランクリッド１２に固定されるアーム部１３ｃとを有しており、支持部１３ｂとアーム部１３ｃとの間にはそれぞれ付勢手段としてのトーションバー１５が装着されている。これらのトーションバー１５はそれぞれ一端が支持部１３ｂに固定され、他端がアーム部１３ｃに係合されており、トランクリッド１２が全開位置から全閉位置へ向かう閉方向に移動されると軸回りに捻られるようになっている。したがって、トランクリッド１２が全閉状態となったときにはトーションバー１５は弾性力が蓄えられた状態となり、この弾性力によりトランクリッド１２は全開位置に向けて付勢される。また、トーションバー１５の捻りはトランクリッド１２が全開状態となったときにも残留するようになっており、トランクリッド１２はその弾性力により全開位置に保持される。図示する場合には、２つのトーションバー１５がそれぞれのヒンジ１３に対して装着されているが、トランクリッド１２の重量や要求される開閉速度に応じていずれか一方のトーションバー１５のみを設けるようにしても良い。また、付勢手段としてはトーションバー１５に限らず、高圧ガスが封入されたガスステー等を用いてもよい。
【００２０】
トランクルーム１４の開口端には図示しないロック機構が設けられており、全閉状態となったトランクリッド１２はこのロック機構により全閉位置に保持される。ロック機構としては、例えば、車両１１に設けられたピン状のストライカにトランクリッド１２に設けられたフック状のロック部材を係合させる機構のものが用いられる。ロック部材は解除ハンドルや解除レバーもしくはトランクリッド開閉スイッチなどに連動して作動され、必要に応じて解錠される。
【００２１】
この車両１１にはトランクリッド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トランクリッド装置１６が設けられている。このパワートランクリッド装置１６はトランクルーム１４内の右側側部に固定された電動アクチュエータ１７を有しており、トランクリッド１２の自動開閉動作はこの電動アクチュエータ１７の出力が連結アーム１８を介してトランクリッド１２に伝達されることにより行われる。
【００２２】
図４は図２、図３に示す電動アクチュエータの詳細を示す説明図であり、図５は図４に示すトルクリミッタの詳細を示す断面図である。
【００２３】
図４に示すように、電動アクチュエータ１７にはその駆動源として電動モータ２１が設けられており、この電動モータ２１の出力はトルクリミッタ２２と減速機構２３を介して出力軸２４に伝達されるようになっている。
【００２４】
電動モータ２１には図示しない電子制御ユニットつまりＥＣＵが接続されている。このＥＣＵは各種制御信号を演算するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）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ＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ等のメモリを有しており、電動モータ２１の駆動制御はこのＥＣＵにより行われる。
【００２５】
動力伝動制限手段であるトルクリミッタ２２はケース２２ａに回転自在に支持された回転軸２５を有しており、この回転軸２５にはケース２２ａ内に収容されたウォームホイル２６が相対回転自在に装着されている。電動モータ２１はこのケース２２ａに固定されており、電動モータ２１の図示しないアマチュア軸はこのケース２２ａ内に突出している。アマチュア軸の外周面にはウォームホイル２６に噛み合う図示しないウォームが形成されており、電動モータ２１が作動するとアマチュア軸の回転はウォームホイル２６に減速して伝達される。
【００２６】
ウォームホイル２６の一側面には駆動側摩擦板２７が一体的に形成されており、この駆動側摩擦板２７に対向する位置には従動側摩擦板２８が配置されている。従動側摩擦板２８は回転軸２５に対して図示しないキーもしくはスプライン等を介して接続されており、回転軸２５と一体的に回転するとともに回転軸２５に対して軸方向に移動自在となっている。また、回転軸２５の先端部に形成された雄ねじ部２５ａにはナット３１がネジ結合されており、このナット３１と従動側摩擦板２８との間にはばね部材としての板ばね３２が挿入されている。従動側摩擦板２８はこの板ばね３２のばね力により駆動側摩擦板２７に向けて付勢されており、これにより、駆動側摩擦板２７と従動側摩擦板２８とは互いに圧着されている。したがって、ウォームホイル２６を介して電動モータ２１に接続された駆動側摩擦板２７が電動モータ２１により回転駆動されると、その回転トルクはこれらの摩擦板２７，２８の間に働く摩擦力により従動側摩擦板２８に伝達され、従動側摩擦板２８を介して回転軸２５を回転させる。また、これらの摩擦板２７，２８の間に所定値以上の負荷つまり過大な回転トルクが加わったときには、電動モータ２１と連動する駆動側摩擦板２７と従動側摩擦板２８の間に滑りが生じて電動モータ２１と回転軸２５との間の動力伝達が自動的に遮断される。
【００２７】
このトルクリミッタ２２の伝達可能トルクの上限値は、ナット３１の締め込み量を変化させて板ばね３２の圧縮率を調整することにより所定の値に設定することができる。そして、この場合では、伝達可能トルクの上限値は電動アクチュエータ１７の機構部分やヒンジ１３等を破損する恐れのある過大な負荷が加えられたときに動力伝達が遮断されるように予め実験等により得られた値に設定されている。
【００２８】
減速機構２３は回転軸２５に固定された入力ギヤ３３と中間軸３４に固定された大小の２つのギヤ３５，３６および出力軸２４に固定された出力ギヤ３７とを有しており、回転軸２５の回転はこれらのギヤを介して減速して出力軸２４に伝達される。つまり、出力軸２４はトルクリミッタ２２と減速機構２３とを介して電動モータ２１に接続されており、電動モータ２１が正逆回転すると揺動運動するようになっている。なお、図４における符号３８ａ〜３８ｄはそれぞれ中間軸３４や出力軸２４をギヤケース４１に回転自在に支持する軸受けである。
【００２９】
出力軸２４には円盤状のプレート部材４２が固定されており、このプレート部材４２には出力軸２４から所定距離だけ離れて出力部材としての出力ピン４３が固定されている。つまり、この出力ピン４３はプレート部材４２を介して出力軸２４に固定されている。この出力ピン４３は断面円形状に形成されており、その軸方向は出力軸２４と平行とされている。そして、この出力ピン４３は電動モータ２１により出力軸２４と一体的に回転駆動されて、中立位置を起点としてトランクリッド１２の全閉位置に対応する閉側端位置と全開位置に対応する開側端位置との間で揺動するようになっている。なお、中立位置とは、開側端位置と閉側端位置との中間の位置である。
【００３０】
また、出力軸２４にはプレート部材４２に隣接して移動部材としての揺動アーム４４が相対回転自在に装着されている。この揺動アーム４４は前述のように出力軸２４に相対回転自在に装着される基端部４５と基端部４５から径方向に延びるアーム部４６とを有しており、アーム部４６の先端は連結アーム１８を介してトランクリッド１２に連結される連結部４６ａとなっている。つまり、揺動アーム４４は連結アーム１８を介してトランクリッド１２に連結されており、トランクリッド１２を全閉位置とする閉位置と全開位置とする開位置との間で出力軸２４を揺動中心として揺動自在となっている。
【００３１】
揺動アーム４４の基端部４５には、所定の角度間隔を隔てて互いに対向する開側係合部４７と閉側係合部４８とが設けられており、これらの係合部４７，４８の間には周方向に延びて切り欠かれた遊び部５１が設けられている。そして、前述の出力ピン４３は遊び部５１に配置されている。
【００３２】
開側係合部４７は揺動アーム４４が閉位置にあるときには中立位置にある出力ピン４３に接するようになっており、閉側係合部４８は揺動アーム４４が開位置にあるときには中立位置にある出力ピン４３に接するようになっている。
【００３３】
そして、揺動アーム４４が閉位置にあるときに出力ピン４３が中立位置から開側端位置に向けて移動すると、開側係合部４７と出力ピン４３とが係合して揺動アーム４４は出力ピン４３に駆動されて閉位置から開位置に移動される。反対に、揺動アーム４４が開位置にあるときに出力ピン４３が中立位置から閉側端位置に向けて移動すると、閉側係合部４８と出力ピン４３とが係合して揺動アーム４４は出力ピン４３に駆動されて開位置から閉位置に移動される。このように、揺動アーム４４は出力ピン４３により開位置と閉位置との間で駆動される。
【００３４】
また、出力ピン４３が中立位置に停止しているときには、揺動アーム４４が閉位置から開位置に移動しても開側係合部４７は出力ピン４３から離れる方向に移動するので、揺動アーム４４の移動により出力ピン４３が駆動されることがない。同様に出力ピン４３が中立位置に停止しているときには、揺動アーム４４が開位置から閉位置に移動しても閉側係合部４８は出力ピン４３から離れる方向に移動するので、揺動アーム４４の移動により出力ピン４３が駆動されることがない。つまり揺動アーム４４はトランクリッド１２の開閉範囲つまり開位置と閉位置との間で中立位置に停止した状態の出力ピン４３に対して遊び移動自在となっている。
【００３５】
図６（ａ）〜（ｄ）はトランクリッドが自動開作動される過程を示す正面図であり、図７（ａ）〜（ｄ）はトランクリッドが自動閉作動される過程を示す正面図である。また、図８（ａ）〜（ｃ）はトランクリッドが手動で開かれる過程を示す正面図であり、図９（ａ）〜（ｃ）はトランクリッドが手動で閉じられる過程を示す正面図である。
【００３６】
次に、このような構造のパワートランクリッド装置１６の作動について説明する。
【００３７】
まず、全閉状態となったトランクリッド１２をパワートランクリッド装置１６により自動開作動させる場合について説明する。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、トランクリッド１２が全閉状態となってロック機構により全閉位置に保持されているときには、出力ピン４３は中立位置にて停止しており、揺動アーム４４は開側係合部４７を出力ピン４３に接した状態で閉位置にて停止している。この状態から図示しないトランクリッド開閉スイッチを開側に投入することにより、電動アクチュエータ１７によるトランクリッド１２の自動開作動が開始される。
【００３９】
自動開作動においては、まず、ＥＣＵからの指令によりロック機構が解錠される。次いで、ＥＣＵからの指令により電動モータ２１が作動され、出力ピン４３は中立位置から開側端位置に向けて移動を開始する。出力ピン４３が移動すると開側係合部４７においてこの出力ピン４３に係合している揺動アーム４４は、図６（ｂ）に示すように、出力ピン４３に押されながら閉位置から開位置に向けて移動し、その変位が連結アーム１８を介して伝達されることによりトランクリッド１２は全閉位置から全開位置に向けて開方向に移動する。そして、図６（ｃ）に示すように、出力ピン４３が開側端位置にまで移動して揺動アーム４４が開位置に達するとトランクリッド１２は全開状態となる。
【００４０】
出力ピン４３が開側端位置まで達すると電動モータ２１は逆転され、出力ピン４３は開側端位置から中立位置に向けて移動される。そして、図６（ｄ）に示すように、出力ピン４３は揺動アーム４４の閉側係合部４８に接した状態で中立位置にて停止して、自動開作動が終了される。この戻り動作においては出力ピン４３は開側係合部４７から離れて揺動アーム４４に形成された遊び部５１を移動することになるので、揺動アーム４４は出力ピン４３とともに閉位置に戻ることがなく開位置に停止したままである。また、出力ピン４３が中立位置に戻ることにより揺動アーム４４と出力ピン４３との係合が解除されることになるが、トランクリッド１２はトーションバー１５の弾性力により開方向に付勢されているので、出力ピン４３が中立位置に戻ってもトランクリッド１２は全開位置に保持された状態となる。
【００４１】
次に、全開状態となったトランクリッド１２を自動閉作動させる場合について説明する。
【００４２】
図７（ａ）に示すように、トランクリッド１２が全開状態のときには、図６（ｄ）に示す自動開作動の終了した状態で出力ピン４３は中立位置にて停止しており、揺動アーム４４は閉側係合部４８を出力ピン４３に接した状態で開位置にて停止している。この状態から図示しないトランクリッド開閉スイッチを閉側に投入することにより、電動アクチュエータ１７によるトランクリッド１２の自動閉作動が開始される。
【００４３】
自動閉作動においては、まず、ＥＣＵからの指令により電動モータ２１が作動され、出力ピン４３は自動開作動のときとは逆に中立位置から閉側端位置に向けて移動を開始する。出力ピン４３が移動すると閉側係合部４８においてこの出力ピン４３に係合している揺動アーム４４は、図７（ｂ）に示すように、出力ピン４３に押されながら開位置から閉位置に向けて移動し、その変位が連結アーム１８を介して伝達されることによりトランクリッド１２は全開位置から全閉位置に向けて閉方向に移動する。そして、図７（ｃ）に示すように、出力ピン４３が閉側端位置にまで移動して揺動アーム４４が閉位置に達するとトランクリッド１２は全閉状態となり、ロック機構により全閉位置に保持される。
【００４４】
出力ピン４３が閉側端位置まで達すると電動モータ２１は逆転され、出力ピン４３は閉側端位置から中立位置に向けて移動される。そして、図７（ｄ）に示すように、出力ピン４３は揺動アーム４４の開側係合部４７に接した状態で中立位置にて停止して、自動閉作動が終了される。この戻り動作においては出力ピン４３は閉側係合部４８から離れて揺動アーム４４に形成された遊び部５１を移動することになるので、揺動アーム４４は出力ピン４３とともに開位置に戻ることがなく閉位置に停止したままである。
【００４５】
このように、このパワートランクリッド装置１６は電動モータ２１を駆動源としてトランクリッド１２を自動的に開閉することができる。
【００４６】
一方、このパワートランクリッド装置１６はトランクリッド１２を自動で開閉することができるとともにトランクリッド１２を手動で開閉することもできる。
【００４７】
以下に、トランクリッド１２を手動で開閉操作する場合について説明する。
【００４８】
全閉状態のトランクリッド１２は、解除レバー等の操作によりロック機構を解錠した後、トランクリッド１２を上方に持ち上げることにより手動で開くことができる。
【００４９】
自動開閉作動の際と同様に、トランクリッド１２が全閉状態のときには、図８（ａ）に示すように、出力ピン４３は中立位置にて停止しており、揺動アーム４４は開側係合部４７を出力ピン４３に接した状態で閉位置にて停止している。この状態からトランクリッド１２が手動により開かれると、図８（ｂ）に示すように、揺動アーム４４はトランクリッド１２に連動して閉位置から開位置に向けて移動し、トランクリッド１２が全開位置に達すると、図８（ｃ）に示すように、開位置にて停止する。
【００５０】
このとき、出力ピン４３は、手動でトランクリッド１２が操作されるときには電動モータ２１は作動しないので中立位置に停止したままであり、これに対して開側係合部４７は中立位置にて停止する出力ピン４３から離れる方向に移動するので、出力ピン４３は相対的に開側係合部４７と閉側係合部４８との間の遊び部５１を移動することになる。つまり、手動でトランクリッド１２が開かれるときには、揺動アーム４４は出力ピン４３との係合が解除された状態となって中立位置で停止する出力ピン４３に対して遊び移動することになる。したがって、トランクリッド１２を手動で開くときにはトランクリッド１２の移動により出力ピン４３を介して電動モータ２１が回転されることがなく、このトランクリッド１２を自動開閉装置を持たない通常のトランクリッド１２と同様に軽い操作力で容易に開くことができる。
【００５１】
次いで、全開位置にあるトランクリッド１２を手動にて閉じる場合について説明する。
【００５２】
全開状態のトランクリッド１２は、トーションバー１５の弾性力より大きな力でトランクリッド１２を下方に押し下げることにより手動で閉じることができる。
【００５３】
トランクリッド１２が全開状態のときには、図９（ａ）に示すように、出力ピン４３は中立位置にて停止しており、揺動アーム４４は閉側係合部４８を出力ピン４３に接した状態で開位置にて停止している。この状態からトランクリッド１２が手動により閉じられると、図９（ｂ）に示すように、揺動アーム４４はトランクリッド１２に連動して開位置から閉位置に向けて移動し、トランクリッド１２が全閉位置に達すると、図９（ｃ）に示すように、閉位置にて停止する。
【００５４】
このとき、出力ピン４３は、手動でトランクリッド１２が操作されるときには電動モータ２１は作動しないので中立位置に停止したままであり、これに対して閉側係合部４８は中立位置にて停止する出力ピン４３から離れる方向に移動するので、手動による開作動のときと同様に、出力ピン４３は相対的に開側係合部４７と閉側係合部４８との間の遊び部５１を移動することになる。つまり、手動でトランクリッド１２が閉じられるときには、揺動アーム４４は出力ピン４３との係合が解除された状態となって出力ピン４３に対して遊び移動することになる。したがって、トランクリッド１２を手動で閉じるときにはトランクリッド１２の移動により出力ピン４３を介して電動モータ２１が回転されることがなく、このトランクリッド１２を自動開閉装置を持たない通常のトランクリッド１２と同様に軽い操作力で容易に閉じることができる。
【００５５】
このように、このパワートランクリッド装置１６では、トランクリッド１２を手動で開閉する際に必要なる操作力を自動開閉装置を持たない通常のトランクリッド１２と同様に軽くすることができるので、手動による開閉操作を容易にすることができる。
【００５６】
また、このパワートランクリッド装置１６では、電磁クラッチを用いることなく、トランクリッド１２を手動にて容易に開閉操作させることができるので、このパワートランクリッド装置１６を小型、軽量化することができる。
【００５７】
ところで、開閉途中のトランクリッド１２には、様々な要因により過大な負荷が加えられる恐れがある。そして、自動開閉作動しているトランクリッド１２にこのような過大な負荷が加えられると、この負荷が電動アクチュエータ１７やヒンジ１３等に伝達されてこれらの部材が破損する恐れがある。
【００５８】
しかし、このパワートランクリッド装置１６では、電動モータ２１と出力ピン４３との間にトルクリミッタ２２が設けられているので、トランクリッド１２に加えられた所定値以上の過大な負荷をトルクリミッタ２２により吸収して、電動アクチュエータ１７や車両１１の破損を防止することができる。つまり、トランクリッド１２に過大な負荷が加えられると、電動モータ２１と連動する駆動側摩擦板２７と減速機構２３等を介して出力ピン４３と連動する従動側摩擦板２８との間に滑りが生じて電動モータ２１とトランクリッド１２との間の動力伝達が自動的に遮断され、その負荷が吸収されるのである。
【００５９】
このように、このパワートランクリッド装置１６では、電動モータ２１とトランクリッド１２との間に過大な負荷が加えられたときには、トルクリミッタ２２により電動モータ２１と出力ピン４３との間の動力伝達が自動的に遮断されるので、このパワートランクリッド装置１６を構成する機構部分や車両１１の破損を防止することができる。
【００６０】
また、このパワートランクリッド装置１６では、電磁クラッチに換えて、電動モータ２１に接続される駆動側摩擦板２７と出力ピン４３に接続される従動側摩擦板２８とを板ばね３２により圧着させるトルクリミッタ２２によってトランクリッド１２に加えられる過大な負荷を吸収するようにしたので、電磁クラッチを用いる場合に比べて、このパワートランクリッド装置１６を小型、軽量化することができる。
【００６１】
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、開閉部材は車両１１の後端部に装着されたトランクリッド１２とされているが、これに限らず、ドア、バックドア、エンジンフード等、車両１１に開閉自在に装着されていれば他の開閉部材としてもよい。
【００６２】
また、前記実施の形態においては、出力部材は電動モータ２１により出力軸２４を中心として揺動駆動される出力ピン４３とされ、移動部材は出力ピン４３が配置される遊び部５１を有する揺動アーム４４とされているが、これに限らず、例えば図１０に示すように、出力部材を所定の長さの係合溝５２を有する回動プレート５３とし、トランクリッド１２に連結される移動部材５４をこの係合溝５２に遊び移動自在に装着してもよい。なお、図１０においては前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００６３】
さらに、前記実施の形態においては、出力ピン４３と揺動アーム４４とはともに出力軸２４を中心として揺動自在に設けられているが、これに限らず、出力部材と移動部材とを直線的に移動するように構成してもよい。
【００６４】
さらに、前記実施の形態においては、トルクリミッタ２２は電動モータ２１と減速機構２３との間に設けられているが、これに限らず、例えば出力軸２４と出力ギヤ３７との間に設けるなど、電動モータ２１と出力ピン４３との間に設けられていればよい。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、開閉部材を手動で開閉する際に必要な操作力を自動開閉装置を持たない通常の開閉部材と同様に軽くすることができるので、手動による開閉操作を容易にすることができる。
【００６６】
また、本発明によれば、電動モータと開閉部材の間に過大な負荷が加えられたときには、動力伝動制限手段により電動モータと開閉部材との間の動力伝達が自動的に遮断されるので、この車両用自動開閉装置を構成する機構部分や車両の破損を防止することができる。
【００６７】
さらに、本発明によれば、電磁クラッチを用いずに、手動による開閉操作時の操作力を低減し、開閉部材に加えられる過大な負荷による破損を防止する構造とすることができるので、この車両用自動開閉装置を小型、軽量化することができる。
【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トランクリッド装置が設けられた車両の一部を後方から示す斜視図である。
【図２】図１に示すパワートランクリッド装置の全閉状態を示す側面図である。
【図３】図１に示すパワートランクリッド装置の全開状態を示す側面図である。
【図４】図２、図３に示す電動アクチュエータの詳細を示す説明図である。
【図５】図４に示すトルクリミッタの詳細を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はトランクリッドが自動開作動される過程を示す正面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）はトランクリッドが自動閉作動される過程を示す正面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はトランクリッドが手動で開かれる過程を示す正面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はトランクリッドが手動で閉じられる過程を示す正面図である。
【図１０】図１に示すパワートランクリッド装置の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
１１ 車両
１２ トランクリッド
１３ ヒンジ
１３ａ 開閉中心軸
１３ｂ 支持部
１３ｃ アーム部
１４ トランクルーム
１５ トーションバー
１６ パワートランクリッド装置
１７ 電動アクチュエータ
１８ 連結アーム
２１ 電動モータ
２２ トルクリミッタ
２２ａ ケース
２３ 減速機構
２４ 出力軸
２５ 回転軸
２５ａ 雄ねじ部
２６ ウォームホイル
２７ 駆動側摩擦板
２８ 従動側摩擦板
３１ ナット
３２ 板ばね
３３ 入力ギヤ
３４ 中間軸
３５、３６ ギヤ
３７ 出力ギヤ
３８ａ〜３８ｄ 軸受け
４１ ギヤケース
４２ プレート部材
４３ 出力ピン
４４ 揺動アーム
４５ 基端部
４６ アーム部
４６ａ 連結部
４７ 開側係合部
４８ 閉側係合部
５１ 遊び部
５２ 係合溝
５３ 回動プレート
５４ 移動部材
【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】
自動車等の車両にはドア、バックドア、トランクリッド等の開閉部材が随所に設けられている。例えば、セダン車等の車両にはヒンジを介して開閉自在にトランクリッドが装着されており、荷物を積み込むためのトランクルームはこのトランクリッドにより開閉されるようになっている。
【０００３】
このようなトランクリッドには、通常、その開閉操作を容易にするためにトーションバーやガスステー等の開閉装置が装着されており、ロック機構が解除されるとトランクリッドは開閉機構により僅かな操作力で開放されるようになっている。
【０００４】
しかし、この開閉装置ではトランクリッドを開く時の操作力は軽減されるが、閉じる時の操作は操作者が全て手動により行うものであった。そこで、トランクリッドを開く動作のみならず閉じる動作をも自動化した自動開閉装置を搭載した車両が開発され、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トランクリッド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は減速機構を介して電動モータにより揺動駆動される揺動アームを有しており、この揺動アームの先端部は連結ロッド等を介してトランクリッドに連結されている。そして、電動モータにより揺動アームが揺動駆動されると、その揺動運動がトランクリッドに伝達されて開閉動作が行われるようになっている。
【０００６】
しかし、このような自動開閉装置では、トランクリッドを手動により開閉操作する際にはトランクリッドの移動とともに減速機構を介して電動モータが回転されることになり、その開閉操作が重くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、従来の自動開閉装置では揺動アームと電動モータとの間に電磁摩擦式のクラッチ機構を設け、トランクリッドの開閉動作を自動や手動で容易に行い得るようにしている。つまり、トランクリッドが電動モータにより自動開閉される際には電磁クラッチは接続状態となって電動モータの動力はトランクリッドに伝達され、トランクリッドが手動で開閉される際には電磁クラッチは遮断状態となって電動モータとトランクリッドとの間の動力伝達は遮断される。したがって、手動で開閉操作する際には電動モータがトランクリッドとともに回転されることが無く、その操作感は自動開閉装置を持たない通常のトランクリッドと同程度に向上される（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、電磁摩擦式のクラッチ機構は、開閉動作中のトランクリッドに過大な負荷が加えられた場合などには、駆動側ディスクと従動側ディスクとの間に滑りを生じて自動的に動力伝達を遮断する所謂トルクリミッタとして機能する。これにより、トランクリッドに過大な負荷が加えられた場合であっても、車体や減速機構等の機構部分を保護することができるようになっている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２０１８５４号公報（第２−３頁、第１−４図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような自動開閉装置に用いられる電磁クラッチは、駆動側ディスクと従動側ディスクとを圧着させるために磁力を生じるコイル磁気回路や鉄心を用いて構成されているが、開閉部材を自動開閉可能とするだけの動力伝達維持力を発揮させる必要があり、そのため両ディスクの圧着面の外径を小さくしたり、コイル磁気回路の厚みを薄くすることが困難であった。したがって、このような電磁クラッチを自動開閉装置に用いる場合は、装置全体の小型・軽量化の妨げとなる要因となっていた。
【００１１】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置のクラッチ機構を改良することにより、自動開閉装置全体を小型・軽量化することにある。
【００１２】
【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に開閉自在に設けら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、中立位置を起点として前記開閉部材の全閉位置に対応する閉側端位置と前記開閉部材の全開位置に対応する開側端位置とに電動モータにより駆動される出力部材と、前記開閉部材に連結される連結部と前記中立位置から前記開側端位置へ移動する前記出力部材に係合する開側係合部および前記中立位置から前記閉側端位置へ移動する前記出力部材に係合する閉側係合部を備え、前記出力部材により前記開閉部材を全閉位置とする閉位置と全開位置とする開位置との間で駆動されるとともに前記出力部材が前記中立位置にあるときには前記出力部材に対して前記閉位置と前記開位置との間で遊び移動自在の移動部材と、前記電動モータと連動する駆動側摩擦板と前記出力部材と連動する従動側摩擦板および前記駆動側摩擦板と前記従動側摩擦板とを互いに圧着させるばね部材とを備え、前記開閉部材に所定値以上の負荷が加えられたときには前記電動モータと前記開閉部材との間の動力伝達を遮断する動力伝動制限手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記電動モータにより回転駆動される出力軸に前記出力部材を固定し、前記出力軸に前記移動部材を相対回転自在に装着し、前記開側係合部と前記閉側係合部との間に設けられた遊び部に前記出力部材を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、前記開閉部材を全開位置に向けて付勢する付勢手段を前記車両に設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記開閉部材をトランクリッドと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トランクリッド装置が設けられた車両の一部を後方から示す斜視図である。また、図２は図１に示すパワートランクリッド装置の全閉状態を示す側面図であり、図３は図１に示すパワートランクリッド装置の全開状態を示す側面図である。
【００１８】
図１に示すように、この車両１１の後端部には開閉部材としてのトランクリッド１２が設けられている。このトランクリッド１２は２つのヒンジ１３を介して車両１１に装着されており、このヒンジ１３の開閉中心軸１３ａを支点として図２に示す全閉位置と図３に示す全開位置との間で車両１１の上下方向に開閉自在となっている。そして、荷物等を搭載するために形成されたトランクルーム１４の開口部はこのトランクリッド１２により開閉される。
【００１９】
ヒンジ１３は、それぞれ車両１１に固定される支持部１３ｂとトランクリッド１２に固定されるアーム部１３ｃとを有しており、支持部１３ｂとアーム部１３ｃとの間にはそれぞれ付勢手段としてのトーションバー１５が装着されている。これらのトーションバー１５はそれぞれ一端が支持部１３ｂに固定され、他端がアーム部１３ｃに係合されており、トランクリッド１２が全開位置から全閉位置へ向かう閉方向に移動されると軸回りに捻られるようになっている。したがって、トランクリッド１２が全閉状態となったときにはトーションバー１５は弾性力が蓄えられた状態となり、この弾性力によりトランクリッド１２は全開位置に向けて付勢される。また、トーションバー１５の捻りはトランクリッド１２が全開状態となったときにも残留するようになっており、トランクリッド１２はその弾性力により全開位置に保持される。図示する場合には、２つのトーションバー１５がそれぞれのヒンジ１３に対して装着されているが、トランクリッド１２の重量や要求される開閉速度に応じていずれか一方のトーションバー１５のみを設けるようにしても良い。また、付勢手段としてはトーションバー１５に限らず、高圧ガスが封入されたガスステー等を用いてもよい。
【００２０】
トランクルーム１４の開口端には図示しないロック機構が設けられており、全閉状態となったトランクリッド１２はこのロック機構により全閉位置に保持される。ロック機構としては、例えば、車両１１に設けられたピン状のストライカにトランクリッド１２に設けられたフック状のロック部材を係合させる機構のものが用いられる。ロック部材は解除ハンドルや解除レバーもしくはトランクリッド開閉スイッチなどに連動して作動され、必要に応じて解錠される。
【００２１】
この車両１１にはトランクリッド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トランクリッド装置１６が設けられている。このパワートランクリッド装置１６はトランクルーム１４内の右側側部に固定された電動アクチュエータ１７を有しており、トランクリッド１２の自動開閉動作はこの電動アクチュエータ１７の出力が連結アーム１８を介してトランクリッド１２に伝達されることにより行われる。
【００２２】
図４は図２、図３に示す電動アクチュエータの詳細を示す説明図であり、図５は図４に示すトルクリミッタの詳細を示す断面図である。
【００２３】
図４に示すように、電動アクチュエータ１７にはその駆動源として電動モータ２１が設けられており、この電動モータ２１の出力はトルクリミッタ２２と減速機構２３を介して出力軸２４に伝達されるようになっている。
【００２４】
電動モータ２１には図示しない電子制御ユニットつまりＥＣＵが接続されている。このＥＣＵは各種制御信号を演算するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）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ＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ等のメモリを有しており、電動モータ２１の駆動制御はこのＥＣＵにより行われる。
【００２５】
動力伝動制限手段であるトルクリミッタ２２はケース２２ａに回転自在に支持された回転軸２５を有しており、この回転軸２５にはケース２２ａ内に収容されたウォームホイル２６が相対回転自在に装着されている。電動モータ２１はこのケース２２ａに固定されており、電動モータ２１の図示しないアマチュア軸はこのケース２２ａ内に突出している。アマチュア軸の外周面にはウォームホイル２６に噛み合う図示しないウォームが形成されており、電動モータ２１が作動するとアマチュア軸の回転はウォームホイル２６に減速して伝達される。
【００２６】
ウォームホイル２６の一側面には駆動側摩擦板２７が一体的に形成されており、この駆動側摩擦板２７に対向する位置には従動側摩擦板２８が配置されている。従動側摩擦板２８は回転軸２５に対して図示しないキーもしくはスプライン等を介して接続されており、回転軸２５と一体的に回転するとともに回転軸２５に対して軸方向に移動自在となっている。また、回転軸２５の先端部に形成された雄ねじ部２５ａにはナット３１がネジ結合されており、このナット３１と従動側摩擦板２８との間にはばね部材としての板ばね３２が挿入されている。従動側摩擦板２８はこの板ばね３２のばね力により駆動側摩擦板２７に向けて付勢されており、これにより、駆動側摩擦板２７と従動側摩擦板２８とは互いに圧着されている。したがって、ウォームホイル２６を介して電動モータ２１に接続された駆動側摩擦板２７が電動モータ２１により回転駆動されると、その回転トルクはこれらの摩擦板２７，２８の間に働く摩擦力により従動側摩擦板２８に伝達され、従動側摩擦板２８を介して回転軸２５を回転させる。また、これらの摩擦板２７，２８の間に所定値以上の負荷つまり過大な回転トルクが加わったときには、電動モータ２１と連動する駆動側摩擦板２７と従動側摩擦板２８の間に滑りが生じて電動モータ２１と回転軸２５との間の動力伝達が自動的に遮断される。
【００２７】
このトルクリミッタ２２の伝達可能トルクの上限値は、ナット３１の締め込み量を変化させて板ばね３２の圧縮率を調整することにより所定の値に設定することができる。そして、この場合では、伝達可能トルクの上限値は電動アクチュエータ１７の機構部分やヒンジ１３等を破損する恐れのある過大な負荷が加えられたときに動力伝達が遮断されるように予め実験等により得られた値に設定されている。
【００２８】
減速機構２３は回転軸２５に固定された入力ギヤ３３と中間軸３４に固定された大小の２つのギヤ３５，３６および出力軸２４に固定された出力ギヤ３７とを有しており、回転軸２５の回転はこれらのギヤを介して減速して出力軸２４に伝達される。つまり、出力軸２４はトルクリミッタ２２と減速機構２３とを介して電動モータ２１に接続されており、電動モータ２１が正逆回転すると揺動運動するようになっている。なお、図４における符号３８ａ〜３８ｄはそれぞれ中間軸３４や出力軸２４をギヤケース４１に回転自在に支持する軸受けである。
【００２９】
出力軸２４には円盤状のプレート部材４２が固定されており、このプレート部材４２には出力軸２４から所定距離だけ離れて出力部材としての出力ピン４３が固定されている。つまり、この出力ピン４３はプレート部材４２を介して出力軸２４に固定されている。この出力ピン４３は断面円形状に形成されており、その軸方向は出力軸２４と平行とされている。そして、この出力ピン４３は電動モータ２１により出力軸２４と一体的に回転駆動されて、中立位置を起点としてトランクリッド１２の全閉位置に対応する閉側端位置と全開位置に対応する開側端位置との間で揺動するようになっている。なお、中立位置とは、開側端位置と閉側端位置との中間の位置である。
【００３０】
また、出力軸２４にはプレート部材４２に隣接して移動部材としての揺動アーム４４が相対回転自在に装着されている。この揺動アーム４４は前述のように出力軸２４に相対回転自在に装着される基端部４５と基端部４５から径方向に延びるアーム部４６とを有しており、アーム部４６の先端は連結アーム１８を介してトランクリッド１２に連結される連結部４６ａとなっている。つまり、揺動アーム４４は連結アーム１８を介してトランクリッド１２に連結されており、トランクリッド１２を全閉位置とする閉位置と全開位置とする開位置との間で出力軸２４を揺動中心として揺動自在となっている。
【００３１】
揺動アーム４４の基端部４５には、所定の角度間隔を隔てて互いに対向する開側係合部４７と閉側係合部４８とが設けられており、これらの係合部４７，４８の間には周方向に延びて切り欠かれた遊び部５１が設けられている。そして、前述の出力ピン４３は遊び部５１に配置されている。
【００３２】
開側係合部４７は揺動アーム４４が閉位置にあるときには中立位置にある出力ピン４３に接するようになっており、閉側係合部４８は揺動アーム４４が開位置にあるときには中立位置にある出力ピン４３に接するようになっている。
【００３３】
そして、揺動アーム４４が閉位置にあるときに出力ピン４３が中立位置から開側端位置に向けて移動すると、開側係合部４７と出力ピン４３とが係合して揺動アーム４４は出力ピン４３に駆動されて閉位置から開位置に移動される。反対に、揺動アーム４４が開位置にあるときに出力ピン４３が中立位置から閉側端位置に向けて移動すると、閉側係合部４８と出力ピン４３とが係合して揺動アーム４４は出力ピン４３に駆動されて開位置から閉位置に移動される。このように、揺動アーム４４は出力ピン４３により開位置と閉位置との間で駆動される。
【００３４】
また、出力ピン４３が中立位置に停止しているときには、揺動アーム４４が閉位置から開位置に移動しても開側係合部４７は出力ピン４３から離れる方向に移動するので、揺動アーム４４の移動により出力ピン４３が駆動されることがない。同様に出力ピン４３が中立位置に停止しているときには、揺動アーム４４が開位置から閉位置に移動しても閉側係合部４８は出力ピン４３から離れる方向に移動するので、揺動アーム４４の移動により出力ピン４３が駆動されることがない。つまり揺動アーム４４はトランクリッド１２の開閉範囲つまり開位置と閉位置との間で中立位置に停止した状態の出力ピン４３に対して遊び移動自在となっている。
【００３５】
図６（ａ）〜（ｄ）はトランクリッドが自動開作動される過程を示す正面図であり、図７（ａ）〜（ｄ）はトランクリッドが自動閉作動される過程を示す正面図である。また、図８（ａ）〜（ｃ）はトランクリッドが手動で開かれる過程を示す正面図であり、図９（ａ）〜（ｃ）はトランクリッドが手動で閉じられる過程を示す正面図である。
【００３６】
次に、このような構造のパワートランクリッド装置１６の作動について説明する。
【００３７】
まず、全閉状態となったトランクリッド１２をパワートランクリッド装置１６により自動開作動させる場合について説明する。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、トランクリッド１２が全閉状態となってロック機構により全閉位置に保持されているときには、出力ピン４３は中立位置にて停止しており、揺動アーム４４は開側係合部４７を出力ピン４３に接した状態で閉位置にて停止している。この状態から図示しないトランクリッド開閉スイッチを開側に投入することにより、電動アクチュエータ１７によるトランクリッド１２の自動開作動が開始される。
【００３９】
自動開作動においては、まず、ＥＣＵからの指令によりロック機構が解錠される。次いで、ＥＣＵからの指令により電動モータ２１が作動され、出力ピン４３は中立位置から開側端位置に向けて移動を開始する。出力ピン４３が移動すると開側係合部４７においてこの出力ピン４３に係合している揺動アーム４４は、図６（ｂ）に示すように、出力ピン４３に押されながら閉位置から開位置に向けて移動し、その変位が連結アーム１８を介して伝達されることによりトランクリッド１２は全閉位置から全開位置に向けて開方向に移動する。そして、図６（ｃ）に示すように、出力ピン４３が開側端位置にまで移動して揺動アーム４４が開位置に達するとトランクリッド１２は全開状態となる。
【００４０】
出力ピン４３が開側端位置まで達すると電動モータ２１は逆転され、出力ピン４３は開側端位置から中立位置に向けて移動される。そして、図６（ｄ）に示すように、出力ピン４３は揺動アーム４４の閉側係合部４８に接した状態で中立位置にて停止して、自動開作動が終了される。この戻り動作においては出力ピン４３は開側係合部４７から離れて揺動アーム４４に形成された遊び部５１を移動することになるので、揺動アーム４４は出力ピン４３とともに閉位置に戻ることがなく開位置に停止したままである。また、出力ピン４３が中立位置に戻ることにより揺動アーム４４と出力ピン４３との係合が解除されることになるが、トランクリッド１２はトーションバー１５の弾性力により開方向に付勢されているので、出力ピン４３が中立位置に戻ってもトランクリッド１２は全開位置に保持された状態となる。
【００４１】
次に、全開状態となったトランクリッド１２を自動閉作動させる場合について説明する。
【００４２】
図７（ａ）に示すように、トランクリッド１２が全開状態のときには、図６（ｄ）に示す自動開作動の終了した状態で出力ピン４３は中立位置にて停止しており、揺動アーム４４は閉側係合部４８を出力ピン４３に接した状態で開位置にて停止している。この状態から図示しないトランクリッド開閉スイッチを閉側に投入することにより、電動アクチュエータ１７によるトランクリッド１２の自動閉作動が開始される。
【００４３】
自動閉作動においては、まず、ＥＣＵからの指令により電動モータ２１が作動され、出力ピン４３は自動開作動のときとは逆に中立位置から閉側端位置に向けて移動を開始する。出力ピン４３が移動すると閉側係合部４８においてこの出力ピン４３に係合している揺動アーム４４は、図７（ｂ）に示すように、出力ピン４３に押されながら開位置から閉位置に向けて移動し、その変位が連結アーム１８を介して伝達されることによりトランクリッド１２は全開位置から全閉位置に向けて閉方向に移動する。そして、図７（ｃ）に示すように、出力ピン４３が閉側端位置にまで移動して揺動アーム４４が閉位置に達するとトランクリッド１２は全閉状態となり、ロック機構により全閉位置に保持される。
【００４４】
出力ピン４３が閉側端位置まで達すると電動モータ２１は逆転され、出力ピン４３は閉側端位置から中立位置に向けて移動される。そして、図７（ｄ）に示すように、出力ピン４３は揺動アーム４４の開側係合部４７に接した状態で中立位置にて停止して、自動閉作動が終了される。この戻り動作においては出力ピン４３は閉側係合部４８から離れて揺動アーム４４に形成された遊び部５１を移動することになるので、揺動アーム４４は出力ピン４３とともに開位置に戻ることがなく閉位置に停止したままである。
【００４５】
このように、このパワートランクリッド装置１６は電動モータ２１を駆動源としてトランクリッド１２を自動的に開閉することができる。
【００４６】
一方、このパワートランクリッド装置１６はトランクリッド１２を自動で開閉することができるとともにトランクリッド１２を手動で開閉することもできる。
【００４７】
以下に、トランクリッド１２を手動で開閉操作する場合について説明する。
【００４８】
全閉状態のトランクリッド１２は、解除レバー等の操作によりロック機構を解錠した後、トランクリッド１２を上方に持ち上げることにより手動で開くことができる。
【００４９】
自動開閉作動の際と同様に、トランクリッド１２が全閉状態のときには、図８（ａ）に示すように、出力ピン４３は中立位置にて停止しており、揺動アーム４４は開側係合部４７を出力ピン４３に接した状態で閉位置にて停止している。この状態からトランクリッド１２が手動により開かれると、図８（ｂ）に示すように、揺動アーム４４はトランクリッド１２に連動して閉位置から開位置に向けて移動し、トランクリッド１２が全開位置に達すると、図８（ｃ）に示すように、開位置にて停止する。
【００５０】
このとき、出力ピン４３は、手動でトランクリッド１２が操作されるときには電動モータ２１は作動しないので中立位置に停止したままであり、これに対して開側係合部４７は中立位置にて停止する出力ピン４３から離れる方向に移動するので、出力ピン４３は相対的に開側係合部４７と閉側係合部４８との間の遊び部５１を移動することになる。つまり、手動でトランクリッド１２が開かれるときには、揺動アーム４４は出力ピン４３との係合が解除された状態となって中立位置で停止する出力ピン４３に対して遊び移動することになる。したがって、トランクリッド１２を手動で開くときにはトランクリッド１２の移動により出力ピン４３を介して電動モータ２１が回転されることがなく、このトランクリッド１２を自動開閉装置を持たない通常のトランクリッド１２と同様に軽い操作力で容易に開くことができる。
【００５１】
次いで、全開位置にあるトランクリッド１２を手動にて閉じる場合について説明する。
【００５２】
全開状態のトランクリッド１２は、トーションバー１５の弾性力より大きな力でトランクリッド１２を下方に押し下げることにより手動で閉じることができる。
【００５３】
トランクリッド１２が全開状態のときには、図９（ａ）に示すように、出力ピン４３は中立位置にて停止しており、揺動アーム４４は閉側係合部４８を出力ピン４３に接した状態で開位置にて停止している。この状態からトランクリッド１２が手動により閉じられると、図９（ｂ）に示すように、揺動アーム４４はトランクリッド１２に連動して開位置から閉位置に向けて移動し、トランクリッド１２が全閉位置に達すると、図９（ｃ）に示すように、閉位置にて停止する。
【００５４】
このとき、出力ピン４３は、手動でトランクリッド１２が操作されるときには電動モータ２１は作動しないので中立位置に停止したままであり、これに対して閉側係合部４８は中立位置にて停止する出力ピン４３から離れる方向に移動するので、手動による開作動のときと同様に、出力ピン４３は相対的に開側係合部４７と閉側係合部４８との間の遊び部５１を移動することになる。つまり、手動でトランクリッド１２が閉じられるときには、揺動アーム４４は出力ピン４３との係合が解除された状態となって出力ピン４３に対して遊び移動することになる。したがって、トランクリッド１２を手動で閉じるときにはトランクリッド１２の移動により出力ピン４３を介して電動モータ２１が回転されることがなく、このトランクリッド１２を自動開閉装置を持たない通常のトランクリッド１２と同様に軽い操作力で容易に閉じることができる。
【００５５】
このように、このパワートランクリッド装置１６では、トランクリッド１２を手動で開閉する際に必要なる操作力を自動開閉装置を持たない通常のトランクリッド１２と同様に軽くすることができるので、手動による開閉操作を容易にすることができる。
【００５６】
また、このパワートランクリッド装置１６では、電磁クラッチを用いることなく、トランクリッド１２を手動にて容易に開閉操作させることができるので、このパワートランクリッド装置１６を小型、軽量化することができる。
【００５７】
ところで、開閉途中のトランクリッド１２には、様々な要因により過大な負荷が加えられる恐れがある。そして、自動開閉作動しているトランクリッド１２にこのような過大な負荷が加えられると、この負荷が電動アクチュエータ１７やヒンジ１３等に伝達されてこれらの部材が破損する恐れがある。
【００５８】
しかし、このパワートランクリッド装置１６では、電動モータ２１と出力ピン４３との間にトルクリミッタ２２が設けられているので、トランクリッド１２に加えられた所定値以上の過大な負荷をトルクリミッタ２２により吸収して、電動アクチュエータ１７や車両１１の破損を防止することができる。つまり、トランクリッド１２に過大な負荷が加えられると、電動モータ２１と連動する駆動側摩擦板２７と減速機構２３等を介して出力ピン４３と連動する従動側摩擦板２８との間に滑りが生じて電動モータ２１とトランクリッド１２との間の動力伝達が自動的に遮断され、その負荷が吸収されるのである。
【００５９】
このように、このパワートランクリッド装置１６では、電動モータ２１とトランクリッド１２との間に過大な負荷が加えられたときには、トルクリミッタ２２により電動モータ２１と出力ピン４３との間の動力伝達が自動的に遮断されるので、このパワートランクリッド装置１６を構成する機構部分や車両１１の破損を防止することができる。
【００６０】
また、このパワートランクリッド装置１６では、電磁クラッチに換えて、電動モータ２１に接続される駆動側摩擦板２７と出力ピン４３に接続される従動側摩擦板２８とを板ばね３２により圧着させるトルクリミッタ２２によってトランクリッド１２に加えられる過大な負荷を吸収するようにしたので、電磁クラッチを用いる場合に比べて、このパワートランクリッド装置１６を小型、軽量化することができる。
【００６１】
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、開閉部材は車両１１の後端部に装着されたトランクリッド１２とされているが、これに限らず、ドア、バックドア、エンジンフード等、車両１１に開閉自在に装着されていれば他の開閉部材としてもよい。
【００６２】
また、前記実施の形態においては、出力部材は電動モータ２１により出力軸２４を中心として揺動駆動される出力ピン４３とされ、移動部材は出力ピン４３が配置される遊び部５１を有する揺動アーム４４とされているが、これに限らず、例えば図１０に示すように、出力部材を所定の長さの係合溝５２を有する回動プレート５３とし、トランクリッド１２に連結される移動部材５４をこの係合溝５２に遊び移動自在に装着してもよい。なお、図１０においては前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００６３】
さらに、前記実施の形態においては、出力ピン４３と揺動アーム４４とはともに出力軸２４を中心として揺動自在に設けられているが、これに限らず、出力部材と移動部材とを直線的に移動するように構成してもよい。
【００６４】
さらに、前記実施の形態においては、トルクリミッタ２２は電動モータ２１と減速機構２３との間に設けられているが、これに限らず、例えば出力軸２４と出力ギヤ３７との間に設けるなど、電動モータ２１と出力ピン４３との間に設けられていればよい。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、開閉部材を手動で開閉する際に必要な操作力を自動開閉装置を持たない通常の開閉部材と同様に軽くすることができるので、手動による開閉操作を容易にすることができる。
【００６６】
また、本発明によれば、電動モータと開閉部材の間に過大な負荷が加えられたときには、動力伝動制限手段により電動モータと開閉部材との間の動力伝達が自動的に遮断されるので、この車両用自動開閉装置を構成する機構部分や車両の破損を防止することができる。
【００６７】
さらに、本発明によれば、電磁クラッチを用いずに、手動による開閉操作時の操作力を低減し、開閉部材に加えられる過大な負荷による破損を防止する構造とすることができるので、この車両用自動開閉装置を小型、軽量化することができる。
【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トランクリッド装置が設けられた車両の一部を後方から示す斜視図である。
【図２】図１に示すパワートランクリッド装置の全閉状態を示す側面図である。
【図３】図１に示すパワートランクリッド装置の全開状態を示す側面図である。
【図４】図２、図３に示す電動アクチュエータの詳細を示す説明図である。
【図５】図４に示すトルクリミッタの詳細を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はトランクリッドが自動開作動される過程を示す正面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）はトランクリッドが自動閉作動される過程を示す正面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はトランクリッドが手動で開かれる過程を示す正面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はトランクリッドが手動で閉じられる過程を示す正面図である。
【図１０】図１に示すパワートランクリッド装置の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
１１ 車両
１２ トランクリッド
１３ ヒンジ
１３ａ 開閉中心軸
１３ｂ 支持部
１３ｃ アーム部
１４ トランクルーム
１５ トーションバー
１６ パワートランクリッド装置
１７ 電動アクチュエータ
１８ 連結アーム
２１ 電動モータ
２２ トルクリミッタ
２２ａ ケース
２３ 減速機構
２４ 出力軸
２５ 回転軸
２５ａ 雄ねじ部
２６ ウォームホイル
２７ 駆動側摩擦板
２８ 従動側摩擦板
３１ ナット
３２ 板ばね
３３ 入力ギヤ
３４ 中間軸
３５、３６ ギヤ
３７ 出力ギヤ
３８ａ〜３８ｄ 軸受け
４１ ギヤケース
４２ プレート部材
４３ 出力ピン
４４ 揺動アーム
４５ 基端部
４６ アーム部
４６ａ 連結部
４７ 開側係合部
４８ 閉側係合部
５１ 遊び部
５２ 係合溝
５３ 回動プレート
５４ 移動部材
Claims (4)
- ヒンジを介して車両に開閉自在に設けら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、
中立位置を起点として前記開閉部材の全閉位置に対応する閉側端位置と前記開閉部材の全開位置に対応する開側端位置とに電動モータにより駆動される出力部材と、
前記開閉部材に連結される連結部と前記中立位置から前記開側端位置へ移動する前記出力部材に係合する開側係合部および前記中立位置から前記閉側端位置へ移動する前記出力部材に係合する閉側係合部を備え、前記出力部材により前記開閉部材を全閉位置とする閉位置と全開位置とする開位置との間で駆動されるとともに前記出力部材が前記中立位置にあるときには前記出力部材に対して前記閉位置と前記開位置との間で遊び移動自在の移動部材と、
前記電動モータと連動する駆動側摩擦板と前記出力部材と連動する従動側摩擦板および前記駆動側摩擦板と前記従動側摩擦板とを互いに圧着させるばね部材とを備え、前記開閉部材に所定値以上の負荷が加えられたときには前記電動モータと前記開閉部材との間の動力伝達を遮断する動力伝動制限手段とを有する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、前記電動モータにより回転駆動される出力軸に前記出力部材を固定し、前記出力軸に前記移動部材を相対回転自在に装着し、前記開側係合部と前記閉側係合部との間に設けられた遊び部に前記出力部材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または２記載の車両用自動開閉装置において、前記開閉部材を全開位置に向けて付勢する付勢手段を前記車両に設けたことを特徴とする車両用自動開閉装置。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用自動開閉装置において、前記開閉部材をトランクリッドとしたことを特徴とする車両用自動開閉装置。
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2003
- 2003-03-10 JP JP2003063007A patent/JP4154260B2/ja not_active Expired - Fee Related
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