JP2012052405A - 自動車の燃料ドア開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ドアのロック及びロック解除のためのロッキングロッドを作動させるアクチュエーターの作動時間を短縮し、騒音減少及び摩耗防止が可能な構造の自動車の燃料ドア開閉装置を提供する。
【解決手段】自動車の燃料ドア開閉装置において、燃料ドアハウジング２００に回転可能となるように結合された燃料ドア１００のヒンジ部上にマウンティングされるハウジングと、ハウジングの内側に設置されるモータ３２０と、燃料ドア１００をロックするロッキング位置と燃料ドア１００のロック状態を解除する解除位置との間で移動可能に設置されるロッキングロッド４００と、モータ３２０の動力の伝達を受けて回転運動を直線運動に変換してロッキングロッド４００に伝達する動力伝達手段とを含んで構成される。
【選択図】図５

Description

本発明は自動車の燃料ドア開閉装置に係り、更に詳しくは、自動車の注油口を開閉する燃料ドアのロック及び解除のための自動車の燃料ドア開閉装置に関する。

一般的に車両後方に燃料キャップを隠すことができるように配置される燃料ドアは、キーを使用せずに自動車の室内で運転者がオープンレバーやスイッチなどを通して燃料ドアをポップアップさせて開放できるようにしている（特許文献１〜３）。

図１は従来の車両後方に設置される自動車の燃料ドアを示した図面であり、図２（ａ）は従来の燃料ドア開閉装置のアクチュエーター、図２（ｂ）はそのマウンティング構造を示した図面である。
図１、２に示すとおり、従来の自動車の燃料ドア開閉装置は、燃料ドア１０のロッキング部位にアクチュエーター３０を別途のマウンティングブラケット２０を利用して燃料ドアハウジング５０に組み立てており、アクチュエーター３０に結合されたロッキングロッド４０が前後移動し、燃料ドア１０をロック及びロック解除するように構成される。

アクチュエーター３０は、燃料ドアハウジング５０に装着されるハウジング３１と、このハウジング３１の内部に設置されるモータ３２と、燃料ドア１０に結合または結合解除されるロッキングロッド４０を移動させるための動力伝達手段とからなる。
動力伝達手段は、モータ３２から動力の伝達を受けてロッキングロッド４０をロッキング位置と解除位置との間で移動させ、このためにモータ３２の回転軸に連結される第１スパーギア３３とこの第１スパーギア３３にかみ合う第２スパーギア３４、第２スパーギア３４に連結されるスクリュー形状の連結ギア３５及びロッキングロッド４０と結合されるウォームギア３６とで構成され、ロッキングロッド４０を押してまたは引いて移動させる。

上記のような従来の燃料ドア開閉装置の場合、小さい半径の第１スパーギア３３と大きい半径の第２スパーギア３４間の連結及び連結ギア３５とウォームギア３６の連結形状などによりモータ３２の動力をロッキングロッド４０に伝達する作動時間が長くなることにより騒音が増加するという問題がある。
このようにアクチュエーター３０の作動時間が長くなることにより持続的な品質及び耐久性の問題が発生し、アクチュエーター３０を構成するギア部材の歯形破損や摩耗が発生する。

更に、ロッキングロッド４０のロック及びロック解除を作動する時、図３に示すようにウォームギア３６がハウジング３１のストッパー３７に直接殴打されるため、打撃音が大きくなるという問題点があり、ウォームギア３６の先端とハウジング３１の例えばストッパーとの摩擦によりハウジング３１の接触面で摩耗が発生して耐久性が減少するという短所がある。そして、これにより連結ギア３５とウォームギア３６間の軸間距離が広がることで作動不能区間が発生するという問題をもたらす。
また、アクチュエーター３０は、ロッキングロッド４０のロッキング位置との距離が離れることによりロッキングロッド４０のロック及びロック解除を作動する時、ロッキングロッド４０の左右流動が過多に発生して作動性及び信頼性が低下する。

特開２００１−００１７７０号公報 特開２００５−２８０５８６号公報 特開２００６−１７７０８７号公報

本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、作動時間を短縮し、騒音減少及び摩耗防止が可能な構造の自動車の燃料ドア開閉装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の自動車の燃料ドア開閉装置は、燃料ドアハウジングに回転可能に結合された燃料ドアのヒンジ部上にマウンティングされるハウジングと、ハウジングの内側に設置されるモータと、燃料ドアをロックするロッキング位置と燃料ドアのロック状態を解除する解除位置との間で移動可能に設置されるロッキングロッドと、モータの動力の伝達を受けて回転運動を直線運動に変換してロッキングロッドに伝達する動力伝達手段とを含んで構成されることを特徴とする。

動力伝達手段は、モータと軸結合されるウォームギアと、ウォームギアに挟まれて回転可能に形成されるヘリカルギア部と、ヘリカルギア部の上端に一体に形成され、ヘリカルギア部と同軸で回転するスパーギア部からなる複合ギアと、スパーギア部に挟まれてロッキングロッドの移動方向と平行をなす仮想線に沿って移動可能に設置されるラックギアとを含んで構成されることが好ましい。

ハウジングには複合ギアの下側でハウジングに固定されるストッパーが設置され、このストッパーは複合ギアの底面の段差部により複合ギアの回転を停止させることができる。

ストッパーには空気ポケット部が形成され、複合ギアがストッパーにより回転が停止する時に発生するノイズを空気ポケット部により防止することができる。
ストッパーはポリエチレン材質からなり、複合ギアとの衝突時に衝撃を緩和することができる。

ラックギアのガイド部にはハウジングの案内溝部でラックギアの直線運動を案内するための案内パネルが形成されることがよい。
ラックギアの結合部にはロッキングロッドとの結合のための結合ガイドが装着され、この結合ガイドにはロッキングロッドの回転を防止するための回転防止溝が形成されることが好ましい。

燃料ドアハウジングにはロッキングロッドのボス貫通孔を貫通するボスが設置され、このボスにはロッキングロッドのガイドリブが貫通するガイド孔が形成されて、ロッキングロッドの移動を案内することが好ましい。
ハウジングにはウォームギア先端の摩耗防止のためのホルダーが挿入設置されることがよい。

本発明の自動車の燃料ドア開閉装置によると、アクチュエーターを燃料ドアのヒンジ部上に一体に設置するため、アクチュエーターの設置のためのマウンティングブラケットのような別途のマウンティング部材が不必要である。
アクチュエーターを燃料ドアハウジング若しくは燃料ドアのヒンジ部上に支えられた形態で設置するため、別途の組立作業が不必要である。
動力伝達手段がモータの動力をロッキングロッドに伝達する作動時間を短縮するため、作動騒音を減少させ、発生する騒音が簡潔な音色に具現できる。
合わせて、ハウジングとの直接的な殴打がなされないため、打撃音を発生させず、摩擦による摩耗が防止され、耐久性が改善される。

従来の車両後方に設置される自動車の燃料ドアを示した透視斜視図である。 （ａ）は従来の燃料ドア開閉装置のアクチュエーター、（ｂ）はそのマウンティング構造を示した透視斜視図である。 従来の自動車の燃料ドア開閉装置の問題点を説明した図面である。 本発明の一実施例による自動車の燃料ドア開閉装置を示した斜視図である。 図４の一部を分解図示した斜視図である。 本発明の一実施例によるアクチュエーターを中心とした説明図である。 図６のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の一実施例においてハウジングの内部を示す説明図である。 本発明の一実施例においてストッパーの装着構造を表した説明図である。 （ａ）は本発明の一実施例による複合ギヤ及びラックギアを含む斜視図であり、（ｂ）はラックギアと結合するロッキングロッドの斜視図であり、（ｃ）は（ｂ）を別方向から見た斜視図である。 （ａ）は本発明の一実施例による燃料ドアハウジングに設けられたボスの説明図であり、（ｂ）はロッキングロッドのボス貫通孔を貫通したボスの説明図であり、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図である。 本発明の一実施例によるホルダーの装着構造を示す説明図である。 本発明によるアクチュエーターと従来技術によるアクチュエーターが燃料ドアのロック及びロック解除のために作動する際に発生する作動音を表した音波解析グラフである。

本発明で使用した用語は実施例を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。説明において公知の技術と同一なものについては説明を省略した。
本発明は車体のサイドに構成される燃料ドアをロック及びロック解除するための自動車の燃料ドア開閉装置に関し、燃料ドアと一体に装着されたアクチュエーターの作動時間を短縮し、騒音を減少し、かつ、耐久性を改善したものである。
以下、図面を参照して本発明の好ましい一実施例を詳しく説明する。

図４〜６は本発明の一実施例による自動車の燃料ドア開閉装置を示した斜視図である。
車体には燃料を供給するために開閉動作される燃料ドア１００が具備され、燃料ドア１００のヒンジ部１１０は燃料注入口を有する燃料ドアハウジング２００に回転可能に結合される。
ヒンジ部１１０の上部、即ち燃料ドアハウジング２００上には、燃料ドア１００のロック及びロック解除のために直線運動するロッキングロッド４００を作動させるためにアクチュエーター３００が装着される。

本発明において、アクチュエーター３００はヒンジ部１１０に結合固定されるのではなく、ヒンジ部１１０の上部に装着された状態で据え置かれる。
このために、燃料ドアハウジング２００の一側にはアクチュエーター３００（或いはハウジング）を安定的に据え置くための据え置き手段が講じられる。
図５に示すとおり、ヒンジ部１１０の上部の燃料ドアハウジング２００には、図中左側に第１据え置き台２０１、上側に第２据え置き台２０２及び右側に第３据え置き台２０３などが据え置き手段として形成され、ここにアクチュエーター３００のハウジング３１０にも燃料ドアハウジング２００の据え置き手段に相応して左側に第１据え置き部３１１、上側に第２据え置き部３１２及び右側に第３据え置き部３１３などの被据え置き手段が形成される。

第１据え置き部３１１は第１据え置き台２０１の穴を貫通した状態で位置し、第２据え置き部３１２は第２据え置き台２０２に強固に差し込まれ、第３据え置き部３１３は第３据え置き台２０３に入れられることで、全方向（前後及び上下左右）への流動を防止することができる。
このように、アクチュエーター３００は燃料ドアハウジング２００の据え置き手段により支持された状態で据え置かれ、装着されることによって別途のマウンティング部材を準備することなく、また、別途の組立作業をすることもなく、アクチュエーター３００を燃料ドアハウジング２００上に安定してマウンティングすることができる。

一方、上記のように燃料ドア１００と一体形に構成されるアクチュエーター３００にはハウジング３１０と、このハウジング３１０の内部に装着されるモータ３２０及びモータ３２０の動力を受けてロッキングロッド４００に伝達するための動力伝達手段が構成される。
動力伝達手段は、モータ３２０から伝達される動力による回転運動を直線運動に変換してロッキングロッド４００に伝達することにより、ロッキングロッド４００が燃料ドア１００をロックするロッキング位置と燃料ドア１００のロック状態を解除する解除位置との間を移動可能にする。

即ち、動力伝達手段は、モータ３２０から動力の伝達を受けてロッキングロッド４００をロッキング位置と解除位置との間を移動させる。
動力伝達手段はモータ３２０と軸結合されるウォームギア３３０と、このウォームギア３３０に挟まれ（噛合し）て回転し、ウォームギア３３０により伝達されたモータ３２０の動力をラックギア３５０に伝達する複合ギア３４０と、複合ギア３４０によりロッキングロッド４００の移動方向と平行をなす仮想線に沿って移動するように設置されるラックギア３５０などとからなる。

複合ギア３４０は、ウォームギア３３０に挟まれて回転可能となるように形成されるヘリカルギア部３４１とこのヘリカルギア部３４１の上端に一体に形成され、ヘリカルギア部３４１と同軸で回転するスパーギア部３４３とからなる。
ラックギア３５０は、スパーギア部３４３に挟まれて直線運動をするが、このラックギア３５０をヘリカルギア部３４１の上端に位置させた状態でスパーギア部３４３に挟まれて回転するように構成し、合わせてヘリカルギア部３４１とスパーギア部３４３を複合ギア３４０として、一体に形成することでアクチュエーター３００の高さ方向の長さを縮小することができる。

このようにアクチュエーター３００の高さに対するパッケージを縮小することで、燃料ドアハウジング２００の上面にアクチュエーター３００をマウンティングすることができる。
そして、ラックギア３５０の先端に結合されるロッキングロッド４００は燃料注入口を閉鎖した状態で燃料ドア１００をロッキングさせるロッキング位置と、燃料ドア１００のロッキング状態を解除させる解除位置との間を移動可能に設置される。

図７〜９に示すとおり、複合ギア３４０の下側、即ち、ヘリカルギア部３４１の下側にはハウジング３１０の底面に固定されるストッパー３６０が設置される。
ストッパー３６０は、図７に示すとおり、ハウジング３１０の底面の突出部位をストッパー３６０の中央部分に差し込むことにより固定され、複合ギア３４０の底面の段差部３４１ａにより複合ギア３４０の回転を停止する役割をし、このために、ヘリカルギア部３４１の底面側にはストッパー３６０により回転を停止するための段差部３４１ａが形成される。

ヘリカルギア部３４１は外周部のほぼ半分がギア形状で形成され、残りの半分が無柄形状で形成される。上記のギア形状部分と無柄形状部分の境界部分には段差が生ずる。このような段差により形成される段差部３４１ａはヘリカルギア部３４１の回転面に垂直の方向に形成される。
即ち、ヘリカルギア部３４１の底面（下半分部分）にはギア形状部分と無柄形状部分との間に段差が形成され、このように段差が形成された段差部３４１ａはヘリカルギア部３４１の回転中、ストッパー３６０にぶつかることによりヘリカルギア部、即ち、複合ギア３４０の回転を停止させる。

更に、ストッパー３６０には左右の位置に空気ポケット部３６１が形成され、この空気ポケット部３６１により複合ギア３４０がストッパー３６０により回転が停止される時に発生するノイズを防止することができる。
ストッパー３６０はポリエチレン材質からなり、複合ギア３４０との衝突時に衝撃を緩和する役割も合わせて持ち、ヘリカルギア部３４１との衝突時の打撃音を減少させることができる。

ラックギア３５０は、例えば、図６の左側から右側に順に示すギア部３５１、ガイド部３５３、結合部３５５などを機能別に区分して説明することができる。
ギア部３５１は、スパーギア部３４３に挟まる歯が形成された部分でラックギア３５０の直線運動を可能にする。
ガイド部３５３はラックギア３５０の直線運動を案内する部分であり、このガイド部３５３には、図９に示すとおり、ハウジング３１０の案内溝部３１７でラックギア３５０の直線運動を案内するための案内パネル３５３ａが形成される。

案内パネル３５３ａは、ハウジング３１０の案内溝部３１７に接してラックギア３５０が揺動（流動若しくは揺れ）することなく直線運動をするようにガイドする。
そして、結合部３５５はロッキングロッド４００と結合される部分として、この結合部３５５の先端にはロッキングロッド４００との結合のための結合ガイド３５６が装着され、この結合ガイド３５６にはロッキングロッド４００の回転を防止するために回転防止溝３５６ａが形成される。

具体的に説明すると、結合ガイド３５６はラックギア３５０の結合部３５５の外側に突出される部分が、例えばボルトのようにＴ字形上の断面を有するように形成され、ロッキングロッド４００の端部は側面方向からこの結合ガイド３５６のＴ字形状部位に無理やり差し込む方式で結合される。
そして、ロッキングロッド４００の端部には回転防止溝３５６ａに差し込まれる突出部（図示せず）が形成される。

図４、５及び図１１に示すとおり、燃料ドアハウジング２００の一側上端にはロッキングロッド４００に向いて突出するように形成されるボス２２０が設置され、ロッキングロッド４００にはボス２２０が貫通して差し込まれるボス貫通孔４１０が形成され、このボス貫通孔４１０の内側に突出されるガイドリブ４１１が形成される。
そして、ボス２２０にはロッキングロッド４００のガイドリブ４１１が貫通して差し込まれるガイド孔２２１が形成されることで、ボス２２０はロッキングロッド４００の移動方向を除外した他の方向への移動を防止しながら、ロッキングロッド４００の直線移動を案内する。

合わせて、ハウジング３１０には、図１２に示すとおり、ウォームギア３３０の先端の摩耗防止のためのホルダー３１９が挿入設置される。
このために、ハウジング３１０にはホルダー３１９をハウジング３１０の底面に安定的に挿入するための所定形状の挿入孔３１５が形成され、ホルダー３１９はこの挿入孔３１５に設置されてウォームギア３３０の回転により離脱せずに挿入された状態を維持するように、挿入孔３１５に相応する所定形状に形成される。

ホルダー３１９はプラスチック材質、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）材質からなり、ウォームギア３３０の先端はホルダー３１９の内側に回転可能に挿入される。
このようなホルダー３１９により、アクチュエーター３００の作動時に発生する摩耗を最小化し、耐久性を改善することができる。

図１３は本発明によるアクチュエーターと従来技術によるアクチュエーターが燃料ドアのロック及びロック解除のために作動する際に発生する作動音を表す音波解析グラフであり、本発明によるアクチュエーター３００の作動時に発生する作動音が従来のアクチュエーターの作動時に発生する作動音より約３．７〜１０ｄＢ（デシベル）減少したことを確認することができる。その作動音の音色が簡潔で柔らかくなるという効果を得ることができる。

以下に、本発明による一実施例の作動状態を説明する。
まず、燃料ドア１００をオープンする場合、運転者の室内操作により制御部に信号が伝達され、制御部の制御信号によってモータ３２０に電圧が印加されると、このモータ３２０が駆動されてウォームギア３３０を回転させ、このウォームギア３３０はヘリカルギア部３４１を回転させて複合ギア３４０が回転する。
すると、複合ギア３４０のスパーギア部３４３がヘリカルギア部３４１と同軸で回転しながらラックギア３５０に動力を伝達し、ラックギア３５０は直線運動をして先端に結合されたロッキングロッド４００を作動させる。

そうすると、ロッキングロッド４００はガイド孔２２１にガイドリブ４１１が差し込まれた状態で揺動することなく解除位置に移動する。
このようにロッキングロッド４００が解除位置に位置する場合、燃料ドア１００のロック状態が解除され、ポップアップされた燃料ドア１００を燃料ドアハウジング２００に対して回転させることで燃料注入口を開放することができる。
合わせて、燃料ドア１００を閉めてロックしようとする場合、アクチュエーター３００の動力伝達手段が燃料ドアをオープンする場合の反対方向に作動してロッキングロッド４００をロッキング位置に移動させる。

１０ 燃料ドア
２０ マウンティングブラケット
３０ アクチュエーター
３１ ハウジング
３２ モータ
３３ 第１スパーギア
３４ 第２スパーギア
３５ 連結ギア
３６ ウォームギア
３７ ストッパー
４０ ロッキングロッド
５０ 燃料ドアハウジング
１００ 燃料ドア
１１０ ヒンジ部
２００ 燃料ドアハウジング
２０１ 第１据え置き台
２０２ 第２据え置き台
２０３ 第３据え置き台
２２０ ボス
２２１ ガイド孔
３００ アクチュエーター
３１０ ハウジング
３１１ 第１据え置き部
３１２ 第２据え置き部
３１３ 第３据え置き部
３１５ 挿入孔
３１７ 案内溝部
３１９ ホルダー
３２０ モータ
３３０ ウォームギア
３４０ 複合ギア
３４１ ヘリカルギア部
３４１ａ 段差部
３４３ スパーギア部
３５０ ラックギア
３５１ ギア部
３５３ ガイド部
３５３ａ 案内パネル
３５５ 結合部
３５６ 結合ガイド
３５６ａ 回転防止溝
３６０ ストッパー
３６１ 空気ポケット部
４００ ロッキングロッド
４１０ ボス貫通孔
４１１ ガイドリブ

Claims (9)

1. 燃料ドアハウジングに回転可能に結合された燃料ドアのヒンジ部上にマウンティングされるハウジングと、
   前記ハウジングの内側に設置されるモータと、
   前記燃料ドアをロックするロッキング位置と前記燃料ドアのロック状態を解除する解除位置との間で移動可能に設置されるロッキングロッドと、
   前記モータの動力の伝達を受けて回転運動を直線運動に変換して前記ロッキングロッドに伝達する動力伝達手段とを含んで構成されることを特徴とする自動車の燃料ドア開閉装置。
2. 前記動力伝達手段は、前記モータと軸結合されるウォームギアと、前記ウォームギアに挟まれて回転可能に形成されるヘリカルギア部と、前記ヘリカルギア部の上端に一体に形成され、前記ヘリカルギア部と同軸で回転するスパーギア部からなる複合ギアと、前記スパーギア部に挟まれて前記ロッキングロッドの移動方向と平行をなす仮想線に沿って移動可能に設置されるラックギアとを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の自動車の燃料ドア開閉装置。
3. 前記ハウジングには複合ギアの下側で前記ハウジングに固定されるストッパーが設置され、前記ストッパーは前記複合ギアの底面の段差部により前記複合ギアの回転を停止させることを特徴とする請求項１記載の自動車の燃料ドア開閉装置。
4. 前記ストッパーには空気ポケット部が形成され、前記複合ギアが前記ストッパーにより回転が停止する時に発生するノイズを前記空気ポケット部により防止することを特徴とする請求項３記載の自動車の燃料ドア開閉装置。
5. 前記ストッパーはポリエチレン材質からなり、前記複合ギアとの衝突時に衝撃を緩和することを特徴とする請求項３記載の自動車の燃料ドア開閉装置。
6. 前記ラックギアのガイド部には、前記ハウジングの案内溝部で前記ラックギアの直線運動を案内するための案内パネルが形成されることを特徴とする請求項２記載の自動車の燃料ドア開閉装置。
7. 前記ラックギアの結合部には前記ロッキングロッドとの結合のための結合ガイドが装着され、前記結合ガイドには前記ロッキングロッドの回転を防止するための回転防止溝が形成されることを特徴とする請求項２記載の自動車の燃料ドア開閉装置。
8. 前記燃料ドアハウジングには前記ロッキングロッドのボス貫通孔を貫通するボスが設置され、前記ボスには前記ロッキングロッドのガイドリブが貫通するガイド孔が形成されて、前記ロッキングロッドの移動を案内することを特徴とする請求項１記載の自動車の燃料ドア開閉装置。
9. 前記ハウジングにはウォームギア先端の摩耗防止のためのホルダーが挿入設置されることを特徴とする請求項１記載の自動車の燃料ドア開閉装置。
   

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