JP2005030155A - Door open/close system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドア開閉システムに関し、特にパワーバックドア開閉システムに関する。 The present invention relates to a door opening / closing system, and more particularly to a power back door opening / closing system.
ドアより離れた位置からの遠隔操作によってドアを自動開閉するオートドアにおいては、従来、検知センサによりドア周辺の所定領域の障害物が検知されると、ドアの開閉を停止または逆転させてドアが障害物に衝突することを防止しようとするものがあった。このオートドアにおいては、ドアの開閉を停止または逆転するために、開扉スイッチと開閉機構を駆動する駆動装置との間の回路を遮断または駆動回路を逆転駆動することとしていた。
上述のオートドアにおいては、駆動回路と開閉機構が直結されているため、駆動装置が故障して動作しないときにはドアの開閉ができなかった。 In the above-described automatic door, since the drive circuit and the opening / closing mechanism are directly connected, the door cannot be opened / closed when the drive device fails and does not operate.
上記問題点を解決するために、本発明のドア開閉システムにおいては、モータ、モータから与えられたトルクによりドアを開方向又は閉方向に回動する駆動部材、及び、モータから駆動部材へのトルクの伝達を許容または遮断するクラッチを有するドア開閉機構と、物体がドアに対して近接状態にあることを検知するセンサと、を備え、センサにより物体がドアに近接していることを検知すると、前記クラッチはオン状態のままでモータを停止することによりドアの回動を停止することを特徴としている。 In order to solve the above problems, in the door opening and closing system of the present invention, a motor, a driving member that rotates the door in an opening direction or a closing direction by torque applied from the motor, and torque from the motor to the driving member A door opening / closing mechanism having a clutch that allows or interrupts transmission of the sensor, and a sensor that detects that the object is in proximity to the door, and when the sensor detects that the object is close to the door, The rotation of the door is stopped by stopping the motor while the clutch remains on.
センサは、光を出射する発光部と、発光部から出射され物体で反射された光を受光する受光部を備える光学式センサであることが好ましく、発光部と受光部は、ドアの最上部に併設することができる。 The sensor is preferably an optical sensor including a light emitting unit that emits light and a light receiving unit that receives light emitted from the light emitting unit and reflected by an object, and the light emitting unit and the light receiving unit are located at the top of the door. Can be attached.
クラッチをオフ状態としてモータから駆動部材へのトルクの伝達を遮断するクラッチオフスイッチを備え、クラッチオフスイッチを操作してクラッチをオフ状態とすることにより、クラッチがオン状態のままでモータを停止することにより回動を停止したドアの操作を手動で行うことができる。 A clutch-off switch that shuts off torque transmission from the motor to the drive member with the clutch turned off is provided, and the motor is stopped while the clutch remains on by operating the clutch-off switch to turn the clutch off. Thus, the operation of the door whose rotation is stopped can be manually performed.
本発明によると、クラッチをオフ状態としてモータから駆動部材へのトルクの伝達を遮断するクラッチオフスイッチを備え、センサにより物体がドアに近接していることを検知すると、モータを停止し、かつ、クラッチをオン状態とすることによりドアの回動を停止することとしているため、モータ停止状態でクラッチをオフ状態とすれば手動でドアを回動させることができ、モータが故障して動作しないときであってもドアの開閉を行うことができる。 According to the present invention, the clutch is provided with a clutch-off switch that shuts off the transmission of torque from the motor to the driving member by turning the clutch off, and when the sensor detects that the object is close to the door, the motor is stopped, and Since the door rotation is stopped by turning the clutch on, the door can be turned manually if the clutch is turned off while the motor is stopped, and the motor fails and does not operate. Even so, the door can be opened and closed.
以下、本発明をパワーバックドアに適用したドア開閉システムの実施形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a door opening / closing system in which the present invention is applied to a power back door will be described in detail with reference to the drawings.
<構成>
本実施形態に係るバックドア開閉システムは、図1に示すように車体10の後面にヒンジ(不図示)により上下方向に回動可能に結合されたバックドア11を開閉するものであり、モータ31、検知センサ(センサ)55を有する。
<Configuration>
The back door opening and closing system according to the present embodiment opens and closes a
バックドア11の左右両端部と車体10との間には、ガスダンパー12が設けられている。このガスダンパー12は、バックドア11を閉じると短縮され、バックドア11を開くと伸張するように、その両端部が車体10とバックドア11のそれぞれに枢着されている。このガスダンパー12は、バックドア11を開くときに内部のガス圧によってバックドア11を上方に付勢し、これにより手動でバックドア11の開動作(バックドア11を上方に開く動作)を行うときの操作力を軽減することができる。
図1、図2に示すように、バックドア11の左右の一端(図示例では左端)には、リンク部材(駆動部材)20の一端部が軸20aで枢着され、このリンク部材20の他端部は、車体10後部の左側面10aに設けられた駆動部30に結合されている。駆動部30は、リンク部材20を介して自動開閉に必要な動力をバックドア11に与える。
As shown in FIGS. 1 and 2, one end of a link member (drive member) 20 is pivotally attached to a left and right end (left end in the illustrated example) of the
駆動部30は、図2、図3に詳細を示すように、モータ31、支持板32、2段歯車34、セクタギヤ35、押さえ板36、揺動アーム(駆動部材)37及び押さえ部材39を有する。また、ドア開閉機構は、駆動部30、揺動アーム37、リンク部材20を有する。
As shown in detail in FIGS. 2 and 3, the
モータ31は、電源45から供給される電力によって、回転軸31a及びこの先端に同軸固定された歯車31bを回転するものである。このモータ31内部には、モータ31から揺動アーム37への伝達経路を連結もしくは切り離すためのクラッチ40(図4)が設けられている。このクラッチ40により、モータ31から揺動アーム37、リンク部材20を経てバックドア11へのトルクの伝達の許容又は遮断が選択可能となる。クラッチ40は、これに接続された制御部46によりオン状態とされるとモータ31から揺動アーム37への伝達経路を連結して、モータ31から揺動アーム37へのトルクの伝達を許容し、オフ状態とされるとモータ31から揺動アーム37への伝達経路を切り離して、モータ31から揺動アーム37へのトルクの伝達が遮断する。
The
歯車31bは、支持板32の上部に設けられた孔部32aを通り2段歯車34の原動側歯車34aと噛合している。原動側歯車34aと同心の従動側歯車34bはセクタギヤ35と噛合しており、歯車31bの回転とセクタギヤ35の回動とが所定の速度比をなすように、原動側歯車34aと従動側歯車34bの歯数が設定されている。支持板32は、孔部32aの図3の下方に、支持軸32bと、自由回転軸32cとを有しており、孔部32aの周囲に設けたねじ孔32f、32g、32hからモータ31のハウジングのねじ受け部31d、31e、31fにそれぞれ螺合させたねじ33a、33b、33cによって、モータ31に固定されている。
The
2段歯車34は、支持板32の支持軸32bに回転自在に支持され、支持軸32bの先端は押さえ板36の中央部に設けた孔部36aに圧入固定されている。一方、セクタギヤ35の回転中心孔35bには、支持板32に回転自在に支持されている自由回転軸32cのセレーション部32dが圧入固定されている。自由回転軸32cは、セレーション部32dと非円形断面部32eとを有しており、その非円形断面部32eが押さえ板36の下部に設けた孔部36bを貫通し、揺動アーム37の非円形孔37aに嵌合している。従って、セクタギヤ35の回転は、自由回転軸32cを介して揺動アーム37に伝達される。揺動アーム37は、その先端部に外方に突出するピン37bを備えている。このピン37bは、一端部を軸20aでバックドア11に枢着したリンク部材の他端部に設けた孔部20b内を回動可能に貫通している。
The two-
このような構成の駆動部30においては、クラッチ40がオン状態でモータ31を駆動(モータ31をON)すると、歯車31bが回転軸31aとともに回転する。すると、歯車31bと噛合した2段歯車34が連れ回り、原動側歯車34aと従動側歯車34bの歯数により決められる所定の速度でセクタギヤ35が回動し、セクタギヤ35と一体となって揺動アーム37が回動する。
In the
モータ31を正転させて、図2の矢印Aに示すように揺動アーム37を上方向に回動すると、これに連結されたリンク部材20が所定の軌跡を描いて移動し、これに伴ってバックドア11の開動作が行われる。これに対して、モータ31を逆転させて図2の矢印Bに示すように揺動アーム37を下方向に回動すると、これに連結されたリンク部材20が所定の軌跡を描いて移動し、これに伴ってバックドア11の閉動作(バックドア11を下方に閉じる動作)が行われる。
When the
一方、モータ31の駆動を停止(モータ31をOFF)し、かつ、クラッチ40をオフ状態とすると、使用者は手動によりバックドア11の開閉動作を行うことができる。また、モータ31の駆動を停止した状態で、バックドア11の中間開状態でクラッチ40をオンすると、バックドア11はその位置に保持される。
On the other hand, when the driving of the
使用者は、バックドア11の自動開閉およびクラッチオフ操作を、図5に示すようなキー60の本体部60aに設けたオートオープンスイッチ61、オートクローズスイッチ62及びクラッチオフスイッチ63によって行うことができる。キー60には、サイドドアのロック及びその解除を行うメインスイッチ64のほかに、全閉状態または半開状態から全開状態までバックドア11を自動的に回動させるためのオートオープンスイッチ61、全開状態または半開状態から全閉状態までバックドア11を自動的に回動させるためのオートクローズスイッチ62、及び、クラッチ40をオフ状態とすることによりモータ31が停止している状態であっても使用者が手動でバックドア11を回動(開閉)することができるようにするためのクラッチオフスイッチ63が設けられている。使用者がオートオープンスイッチ61、オートクローズスイッチ62、クラッチオフスイッチ63のいずれかを押すと本体部60aの端面に配置された出射口65からオートオープンスイッチ61、オートクローズスイッチ62、クラッチオフスイッチ63のスイッチに応じて波長の異なる赤外光(例えば、オートオープンスイッチ61が押された場合は800nm、オートクローズスイッチ62が押された場合は850nm、クラッチオフスイッチ63が押された場合は900nm)が発せられ、この赤外光が、車体10側面の後方部に配置され、電源45及び制御部46に接続された受光部70(図4)に受光されると、受光部70は受光した光の波長によりオートオープンスイッチ61、オートクローズスイッチ62、クラッチオフスイッチ63のいずれが操作されたかを検知し、その検知結果に基づいて電源45及び制御部46に制御信号を送る。オートオープンスイッチ61が押された場合は、モータ31を正転させ、かつ、クラッチ40をオン状態とする制御信号を電源45及び制御部46に送る。オートクローズスイッチ62が押された場合は、モータ31を逆転させ、かつ、クラッチ40をオン状態とする制御信号を電源45及び制御部46に送る。さらに、クラッチオフスイッチ63が押された場合は、クラッチ40をオフ状態とする制御信号を制御部46に送る。なお、出射口65から出射される赤外光の波長は同一として、オートオープンスイッチ61、オートクローズスイッチ62、クラッチオフスイッチ63のスイッチに応じて周波数の異なる光(例えば、オートオープンスイッチ61が押された場合は100Hz、オートクローズスイッチ62が押された場合は200Hz、クラッチオフスイッチ63が押された場合は300Hz)を出射するようにしてもよい。
The user can perform automatic opening / closing and clutch-off operation of the
図1、2、6に示すように、バックドア11の最上部11aの中央には赤外光を発する発光部56及び赤外光を受光可能な受光部57を有する検知センサ55が設けられている。発光部56及び受光部57は、バックドア11の最上部11aから最下部11bに伸びるバックドア11の接線方向Cにおいて下向きに配置されており、発光部56から発せられた赤外光は最下部11b側へ進行する。バックドア11が停止中、回動中のいずれにおいても、車体10の外部からバックドア11に近接又は接触する物体(障害物)が存在すると、発光部56から発せられた光はこの物体で反射し、受光部57に受光される。電源45に接続された受光部57(図4)は、この物体で反射した赤外光を受光すると、モータ31を停止する制御信号を電源45に送る。これを受けて、電源45からモータ31への電力の供給は止められる。検知センサ55は受光部70に接続されており(図4)、使用者がオートオープンスイッチ61を操作することにより、まず発光部56及び受光部57の動作を開始するための制御信号が受光部70から検知センサ55に送られて検知センサ55が作動し、つづいて、受光部70から電源45及び制御部46に制御信号が送られてモータ31及びクラッチ40がオン状態となってバックドア11の開動作が自動的に行われる。ここで、発光部56からの赤外光の出射角度はできるだけ広角である方が好ましい。バックドア11の広い範囲で障害物を検知するためである。また、発光部56から出射される赤外光の波長及び周波数は、キー60の操作による誤動作を防止するため、出射口65から出射される赤外光の波長及び周波数と異なる方が好ましい。さらに、発光部56及び受光部57を、超音波を発生する発信部、及び、超音波を受信可能な受信部として構成することもできる。また、オートオープンスイッチ61を操作したときだけでなく、オートクローズスイッチ62を操作することによっても、発光部56及び受光部57の動作を開始するための制御信号が受光部70から検知センサ55に送られることとすると、自動閉動作中においても障害物の検知を行うことができる。さらに、バックドアが回動したことを検知するセンサを設け、自動、手動に関わらずドアの回動が開始されると制御信号が検知センサ55に送られるようにすると、手動でバックドアの開閉を行っているときにおいても障害物の検知を行うことができるため好ましい。
As shown in FIGS. 1, 2, and 6, a
<動作>
つぎに、図7を参照しつつ、以上のように構成されたバックドア開閉システムの動作について説明する。図7において、●はモータ31がオン状態であること、○はモータ31がオフ状態であること、▲はクラッチ40がオン状態であること、及び、△はクラッチ40がオフ状態であることを示している。
まず、使用者(運転者、同乗者など)は、全閉状態のバックドア11(ステップS100)を自動で開くか手動で開くかを選択する(ステップS101)。このときモータ31、クラッチ40ともにオフ状態である。自動で開く場合(オートオープン)は、キー60のオートオープンスイッチ61を押す(ステップS101でYES)。すると、受光部70からの信号を受信して検知センサ55が作動する(ステップS102)。つづいて、電源45及び制御部46が受光部70からの制御信号を受けてモータ31及びクラッチ40がオン状態となってバックドア11が自動的に開き始める(ステップS103)。
<Operation>
Next, the operation of the back door opening / closing system configured as described above will be described with reference to FIG. In FIG. 7, ● indicates that the
First, the user (driver, passenger, etc.) selects whether to open the fully closed back door 11 (step S100) automatically or manually (step S101). At this time, both the
一方、バックドア11を全閉状態から手動で開く場合(ステップS101でNO)は、キー60を操作することなくバックドア11を操作する(ステップS104)。すると、モータ31、クラッチ40ともにオフ状態であり、かつ、ガスダンパー12により操作力を軽減されているため、使用者はバックドア11を容易に開いて全開させることができる(ステップS105)。
On the other hand, when the
バックドア11の自動開動作中に検知センサ55によってバックドア11に近接する物体(障害物)が検知されると(ステップS106でYES)、受光部57は電源45にモータ31を停止する制御信号を送ってモータ31がオフ状態となる。このとき、クラッチ40はオン状態のままであるため、バックドア11はその開動作を停止してその位置で保持される(ステップS107)。
When the
一方、バックドア11の自動開動作中に検知センサ55によってバックドア11に近接する物体が検知されない間(ステップS106でNO)は、自動開動作は継続され(ステップS108)、障害物が検知される(ステップS109でYES)と受光部57は電源45にモータ31を停止する制御信号を送ってモータ31がオフ状態となり、このときクラッチ40はオン状態のままであるため、バックドア11はその開動作を停止してその位置で保持される(ステップS107)。これに対して、引き続き障害物が検知されず(ステップS109でNO)、開度センサ71(図4)によりバックドア11が全開状態になったことが検知されると、開度センサ71から電源45及び制御部46にモータ31及びクラッチ40をオフ状態とする制御信号が送られて、モータ31が停止しかつクラッチ40がオフ状態となって自動開動作は終了する(ステップS105)。
On the other hand, while the object close to the
バックドア11の開動作停止後、使用者により障害物が除去され、または、障害物がバックドア11の開動作に影響のない位置まで離間した場合(ステップS110でNO)、使用者はバックドア11を自動的に開くか、手動で開くかを選択することができる(ステップS112)。手動で開くことを選択する場合(ステップS112でNO)は、クラッチオフスイッチ63を操作してクラッチ40をオフ状態とすることにより(ステップS113)、モータ31が停止しているのに関わらずバックドア11を開くことができる(ステップS114)。このとき、ガスダンパー12により操作力が軽減されているため、使用者はバックドア11を容易に開いて全開とすることができる(ステップS115)。一方、バックドア11を自動で開くことを選択するときはキー60のオートオープンスイッチ61を操作する(ステップS112でYES)。すると、受光部70からの信号を受信して検知センサ55が作動し(ステップS102)。つづいて、電源45及び制御部46が受光部70からの制御信号を受けてモータ31及びクラッチ40がオン状態となってバックドア11が自動的に開き始める(ステップS103)。
After the opening operation of the
バックドア11の開動作停止後、依然として障害物が残っている場合、または、新たな障害物がバックドア11に近接している場合(ステップS110でYES)において、バックドア11を閉めるか否かを選択することができる(ステップS111)。バックドア11を閉めないとき(ステップS111でNO)は、バックドア11を停止した状態で障害物を除去し、または、障害物がバックドア11の開動作に影響のない位置まで離間するように車体10を移動するなどの処置をとる。
Whether or not to close the
これに対して、バックドア11を閉めることを選択したとき(ステップS111でYES)は、自動的に閉めるか手動で閉めるかを選択することができる(ステップS116)。バックドア11を自動的に閉めるにはキー60のオートクローズスイッチ62を操作して(ステップS116でYES)、電源45及び制御部46からモータ31及びクラッチ40に制御信号を送り、これらをオン状態とする(ステップS120)。
On the other hand, when it is selected to close the back door 11 (YES in step S111), it is possible to select whether to close automatically or manually (step S116). To automatically close the
一方、バックドア11を手動で閉める(ステップS116でNO)にはキー60のクラッチオフスイッチ63を操作して制御部46からクラッチ40に制御信号を送ってクラッチ40をオフ状態とする(ステップS118)。この状態においては、モータ31が停止しているのに関わらずバックドア11を閉じることができ(ステップS119)、使用者はバックドア11を全閉状態とすることができる(ステップS120)。
On the other hand, in order to manually close the back door 11 (NO in step S116), the clutch off
以下に変形例について説明する。
上述のオートオープンスイッチ61、オートクローズスイッチ62、クラッチオフスイッチ63に代えて、図8に示すように、最下部11bの中央に設けたタッチスイッチとしてのオートオープンスイッチ81、バックドア11の下側端部11cの中央にタッチスイッチとしてのオートクローズスイッチ82及びクラッチオフスイッチ83を用いてもよい。使用者自らバックドア11から荷物の出し入れ等を行う場合、特に手動でバックドア11を開閉するときは、キー60を取り出すよりもバックドア11に直接触れてその開閉を行った方が便利であることがあるからである。オートオープンスイッチ81、オートクローズスイッチ82、クラッチオフスイッチ83の配置は、図8に示す位置に限定されず、バックドア11及びその周辺であれば任意の位置に設定することができる。もちろん、オートオープンスイッチ81、オートクローズスイッチ82、クラッチオフスイッチ83と、オートオープンスイッチ61、オートクローズスイッチ62、クラッチオフスイッチ63とを併設してもよい。
A modification will be described below.
Instead of the above-described auto-
さらに、オートオープンスイッチ81、オートクローズスイッチ82、クラッチオフスイッチ83をダッシュボード、ハンドルなどの運転席周辺に設けると、車体10から降車せずにバックドア11を操作することができる。
Furthermore, when the auto
また、検知センサ55に代えて、物体が接触したことを感知可能なセンサを設けることもできる。このセンサを、例えば最下部11bに凸設すると、バックドア11の開動作中に障害物が接触することによりただちにバックドア11の開動作を停止させることができる。このセンサは、最下部11bに凸設されているため、バックドア11よりも早く障害物に接することとなり、バックドア11の破損を最小限にとどめることができる。このセンサは、バックドア11の任意の位置に、任意の数だけ設けることができる。複数の位置に配置すると、バックドア11上の広い範囲でより確実に障害物の検知を行うことができるので好ましい。
Further, instead of the
また、受光部57を最下部11bにおいて発光部56と対向する位置に設けると、発光部56と受光部57との間に障害物がある場合は発光部56から出射される光が受光部57で受光されないこととなるため、障害物の存在を検知することができる。
In addition, when the
上記実施形態においては本発明をパワーバックドアに適用した例を説明したが、バックドア以外のオートドアにも適用することができる。 In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the power back door has been described. However, the present invention can also be applied to an automatic door other than the back door.
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be improved or changed within the scope of the purpose of the improvement or the idea of the present invention.
10 車体
11 バックドア
20 リンク部材(駆動部材)
30 駆動部
31 モータ
35 セクタギヤ
37 揺動アーム(駆動部材)
40 クラッチ
45 電源
46 制御部
55 検知センサ(センサ)
56 発光部
57 受光部
60 キー
61 オートオープンスイッチ
62 オートクローズスイッチ
63 クラッチオフスイッチ
81 オートオープンスイッチ
82 オートクローズスイッチ
83 クラッチオフスイッチ
10
30
40
56
Claims (4)
物体が前記ドアに対して近接状態にあることを検知するセンサと、
を備え、
前記センサにより前記物体が前記ドアに近接していることを検知すると、前記クラッチはオン状態のままで前記モータを停止することにより前記ドアの回動を停止することを特徴とするドア開閉システム。 A door opening / closing mechanism having a motor, a driving member that rotates the door in an opening direction or a closing direction by torque applied from the motor, and a clutch that allows or blocks transmission of the torque from the motor to the driving member; ,
A sensor that detects that an object is in proximity to the door;
With
When the sensor detects that the object is approaching the door, the door is stopped by turning the motor by stopping the motor while the clutch is in an on state.
A clutch-off switch that shuts off transmission of the torque from the motor to the drive member with the clutch turned off, and operates the clutch-off switch to turn the clutch off; The door opening and closing system according to claim 1, wherein the operation of the door that has stopped rotating by manually stopping the motor is manually performed.
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080715 |