JP2020111886A - 車両サイドドアの開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リアサイドドア１４の収納スペース１５に駆動ユニット１１を配置する。【解決手段】車両サイドドアの開閉装置は、出力軸２４Ａにピニオン歯車２１を固定した駆動ユニット１１と、ピニオン歯車２１に噛合してサイドドア１４の前後方向に伸びるラック２７とを有する。ラック２７の前端部は車体１７に固定した車体側ブラケット１９に連結してピニオン歯車２１の回転によりラック２７が前方に移動するとサイドドア１４が開扉方向に移動しラック２７が後方に移動するとサイドドア１４が閉扉方向に移動する構成とする。駆動ユニット１１はインナーパネル１４Ｂとドアガラス１４Ｃとの間の収納スペース１５に収納させる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両サイドドアの開閉装置に関するものであり、特に、サイドドアを駆動ユニットにより開扉移動および閉扉移動させる開閉装置に関するものである。

従来の一般的な車両サイドドアの開閉装置は、ドアラッチ装置がアンラッチされると、サイドドアを駆動ユニットによりフル開扉位置まで開扉移動させ、また、開扉状態で閉扉スイッチが操作されると駆動ユニットが閉扉作動してサイドドアを閉扉移動させるものであり、開閉装置を備えたサイドドアを「パワーヒンジドア」と称することもある。開閉装置の駆動ユニットが開扉起動する条件やタイミング、また、閉扉移動する条件やタイミングには多種多様の設定がある。

特許文献１、２には、開閉装置の駆動ユニットをサイドドアの内部スペースに取り付けた構成が開示されている。サイドドアの内部に取り付けた駆動ユニットは、車体のブラケットに対して連結機構を介して連結され、駆動ユニットの動力で連結機構を伸縮させることでサイドドアを車体に対して開閉移動させている。

特許文献３には、自動車のバックドア用の開閉装置が開示されている。この開閉装置の駆動ユニットは、車両後端部のルーフパネルとルーフトリムとの間に収納スペースを設けて、ここに駆動ユニットを収納し、バックドアのブラケットと駆動ユニットとを連結機構で連結して、駆動ユニットの動力でバックドアを開閉できるようにしている。

特開２０１７−１２８９４０号公報 特表２０１８−５０５３２６号公報 特開２００２−０８７０６５号公報

特許文献１、２の駆動ユニットは、サイドドアの内部に設けるには大きく、作動スペースを考慮するとサイドドアの厚さに略等しい収納スペースを必要としている。このため、昇降式のドアガラスがある場合には、ドアガラスとドアの幅方向で重合する位置に駆動ユニットを設けることはできものになっていた。このような制約を避けるため、特許文献１、２では、ドアガラスの昇降を案内する前側ガイドレールをできるだけ車体を基準にして後方にオフセットさせて、前側ガイドレールの前側とサイドドアの前端縁との間に広い収納スペースを確保し、ここに駆動ユニットを収納させる対策を施していた。しかし、この構成では、リアサイドドアにおける前側ガイドレールの後方オフセット量はとても大きくなり、リアサイドドアのドアガラスを実用に耐える大きさにすることはできていなかった。

特許文献３の駆動ユニットは、水平軸のドアヒンジを中心に開閉するバックドア用の大出力型の駆動ユニットであって、サイドドアの狭い内部空間内に納めるには適しておらず、モータとピニオン歯車との間に設けられる減速歯車群はモータ軸の放射方向に広がるように配置され、小型化への配慮はなされていなかった。

よって、本発明は、金属製アウターパネル１４Ａと、金属製インナーパネル１４Ｂと、上下に昇降自在であって下降移動軌跡線と前記金属製インナーパネル１４Ｂとの間に収納スペース１５を区画するドアガラス１４Ｃとを備えたサイドドア１４を、上下一対のドアヒンジ１８により回動自在に車体１７に取り付け；前記サイドドア１４の前記収納スペース１５には駆動ユニット１１を収納して、前記駆動ユニット１１を前記ドアガラス１４Ｃの前記下降移動軌跡線上と前記サイドドア１４の幅方向で重合させ；前記駆動ユニット１１の出力軸２４Ａにはピニオン歯車２１を固定し；前記ピニオン歯車２１には前記サイドドア１４の前後方向に伸びるラック２７のラックギヤ２７Ａを噛合させ；前記ラック２７の前端部は前記車体１７に固定した車体側ブラケット１９に軸止した連結アーム２９に連結して前記ピニオン歯車２１の回転により前記ラック２７が前方に移動すると前記サイドドア１４が開扉方向に移動し前記ラック２７が後方に移動すると前記サイドドア１４が閉扉方向に移動する構成とした車両サイドドアの開閉装置の構成としたものである。

本発明の請求項１に係る発明では、駆動ユニット１１をドアガラス１４Ｃと金属製インナーパネル１４Ｂとの間の収納スペース１５に配置しているため、リアサイドドアにドアガラス１４Ｃの影響を受けることなく開閉装置を合理的に組み込むことができる。
本発明の請求項２に係る発明では、駆動ユニット１１からの動力を車体１７に効率よく円滑に伝達できる。
本発明の請求項３に係る発明では、駆動ユニット１１と車体側ブラケット１９とを同じ水平レベルにすることができるため、駆動ユニット１１と車体側ブラケット１９とを水平のラック２７で連結でき、駆動ユニット１１からの動力を車体１７に効率よく円滑に伝達できる。
本発明の請求項４に係る発明では、弱ブレーキと強ブレーキとでサイドドア１４の節動抵抗を適切に変更できる。
本発明の請求項５に係る発明では、室内からサイドドア１４を手動開扉する際に、仮開扉位置においてサイドドア１４に弱ブレーキを付与することで、意に反してサイドドア１４が急激に開扉するのを抑制できる。
本発明の請求項６に係る発明では、仮開扉位置におけるサイドドア１４への弱ブレーキの付与は、閉扉操作時には省けるので、違和感のない閉扉操作が行える。
本発明の請求項７および請求項８に係る発明では、駆動ユニット１１は上下に整列配置したため、収納スペース１５への組み付けが容易に行える。

本発明による開閉装置を装備したサイドドアを有する車両の概略側面図である。 開閉装置の駆動ユニットの取付位置を示すサイドドアの概略縦断面図である。 インサイドパネルを取り外した状態のサイドドアの内部構造を示す斜視図である。 開閉装置の駆動ユニットを室外側から見た正面図である。 開閉装置の駆動ユニットの全体斜視図である。 駆動ユニットの内部構造の概略を示す斜視図である。 閉扉状態における車体側ブラケットと駆動ユニットのピニオン歯車とラックの平面図である。 図７のラックを開扉移動させた状態の平面図である。 ラックギヤとピニオン歯車との噛合を保持する噛合保持ユニットの斜視図である。 噛合保持ユニットの分解斜視図である。 噛合保持ユニットの縦断面図である。 ラックの分解斜視図である。 ブロック回路図である。

本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。本発明による車両サイドドアの開閉装置１０は、駆動ユニット１１と連結機構１２とを備えている。駆動ユニット１１は、車両１３のサイドドア１４の内部の収納スペース１５に配置される。

サイドドア１４は、金属製アウターパネル１４Ａと金属製インナーパネル１４Ｂとを備え、金属製インナーパネル１４Ｂには好適にはトリムパネル（図示なし）が取り付けられる。サイドドア１４は昇降機構１６により昇降するドアガラス１４Ｃを備えている。ドアガラス１４Ｃの前縁および後縁は前側ガイドレール１４Ｄおよび後側ガイドレール１４Ｅで摺動自在に狭持され、ドアガラス１４Ｃは金属製アウターパネル１４Ａと金属製インナーパネル１４Ｂとの間を昇降する。

ドアガラス１４Ｃは下降すると、金属製アウターパネル１４Ａと金属製インナーパネル１４Ｂとの間を略二分する。収納スペース１５は、ドアガラス１４Ｃ（ドアガラス１４Ｃの下降移動軌跡の延長線を含む）と金属製インナーパネル１４Ｂとで区画されるスペースである。

サイドドア１４は、車体１７に上下一対のドアヒンジ１８により回動自在に取り付けられる。車体１７には車体側ブラケット１９を固定する。車体側ブラケット１９は上下一対のドアヒンジ１８の間に配置する。車体側ブラケット１９は連結機構１２を介して駆動ユニット１１に連結される。駆動ユニット１１からの動力が車体側ブラケット１９に伝達されると、サイドドア１４はドアヒンジ１８を中心に開扉方向又は閉扉方向に回転する。このとき、車体側ブラケット１９は上下一対のドアヒンジ１８の中間に配置されているため、駆動ユニット１１からの動力は車体１７に効率よく円滑に伝達される。

駆動ユニット１１は、最上部にモータ部２０を配置し、最下部に出力歯車となるピニオン歯車２１を配置している。モータ部２０の出力は下方の第１減速部２２に伝達される。第１減速部２２は好適には遊星歯車機構を使用する。

第１減速部２２の出力は、下方のブレーキ部２３を介して第２減速部２４に伝達される。ブレーキ部２３はブレーキアッシー２３Ａとアーマチュア２３Ｂを有している。ブレーキ部２３は好適には無励磁作動形電磁ブレーキで、制動には永久磁石を用いている。ブレーキ部２３は、常時は永久磁石によりアーマチュア２３Ｂが吸引されブレーキ作動状態となり、サイドドア１４に所定のブレーキ抵抗を付与できる。ブレーキ部２３のブレーキ抵抗は、ブレーキアッシー２３Ａに電圧をかけることにより解放され、ブレーキフリーとなる。第２減速部２４の出力軸２４Ａにはピニオン歯車２１が固定される。第２減速部２４は好適には遊星歯車機構を使用する。

駆動ユニット１１は縦に伸びるリニア状であり、モータ部２０、第１減速部２２、ブレーキ部２３、および、第２減速部２４は上下に整列配置し、横方向（水平方向）へのずれを極力抑えている。これにより、縦に伸びる細長い筒状の駆動ユニットとなり、横幅の狭い収納スペース１５への収納が容易になる。

駆動ユニット１１は、更に好適には、モータ部２０のモータ軸２０Ａからピニオン歯車２１が固定される出力軸２４Ａに至るまでの動力伝達経路をモータ軸２０Ａを中心としてた直線上に配置し、例えば、減速部に遊星歯車機構を用いたときは、太陽歯車の軸をモータ軸２０Ａの軸芯に一致させる。この構成により、駆動ユニット１１は、モータ軸２０Ａの半径方向の大きさを一段と抑えた構成にできる。

駆動ユニット１１の上部固定ブラケット２５は、金属製インナーパネル１４Ｂに締め具２６により固定する。

ピニオン歯車２１には、連結機構１２のラック２７に形成したラックギヤ２７Ａを噛合させる。ラック２７はドアの前後方向に水平に伸びており、ラック２７の前端部はドアフロントパネル（図示なし）の開口部（図示なし）を貫通して前方に突出させ、その前端部を連結軸２８により連結アーム２９の回動端に軸支する。連結アーム２９の基端はブラケット軸１９Ａにより車体側ブラケット１９に軸支する。ドアフロントパネルの開口部は、化粧カバー３０などにより遮蔽する。

ピニオン歯車２１とラックギヤ２７Ａとの噛合部は、噛合保持ユニット３１内で保持する。噛合保持ユニット３１は、ピニオン歯車２１とラックギヤ２７Ａのピッチ間距離のずれや、出力軸２４Ａの軸心方向におけるピニオン歯車２１とラックギヤ２７Ａとの噛合位置のずれを抑制する。

噛合保持ユニット３１は、概略Ｌ型の上部カバー３２と、矩形平板状の下部ベース３３とを備えている。上部カバー３２の水平部３２Ａは駆動ユニット１１（第２減速部２４）の下部に固定される。上部カバー３２の屈曲部３２Ｂは室内側に配置され、金属製インナーパネル１４Ｂに締め具３４により固定される。

水平部３２Ａと下部ベース３３とは、４本の縦柱３５、３５、３６、３６で所定間隔を置いて固定する。室内側の２本の縦柱３５、３５は通常の角柱等でよいが、室外側の２本の縦柱３６、３６は外周に回転ローラ３６Ａ、３６Ａを軸装させる。回転ローラ３６Ａ、３６Ａにはラック２７の非ギヤ面２７Ｂを当接させる。

下部ベース３３には、ラックガイド体３７をガイド支持軸３８で軸支する。ラックガイド体３７は、上面３７Ａと、下面３７Ｂと、上面３７Ａおよび下面３７Ｂの室外側を連結する側面３７Ｃとを備えている。図１０、１１のように、下部ベース３３には上方に起立する抑えピン３９を植設する。抑えピン３９は、出力軸２４Ａとガイド支持軸３８とを結ぶ線上に配置する。

ラック２７はラックガイド体３７の上面３７Ａと下面３７Ｂとで上下方向の動きが規制される。

ラック２７はピニオン歯車２１の回転により前方（開扉方向）又は後方（閉扉方向）に移動するが、この移動時に僅かではあるが、前端の連結軸２８を中心に揺動する。この揺動は、ラックガイド体３７がガイド支持軸３８を中心に揺動することで吸収され、ラックギヤ２７Ａとピニオン歯車２１との噛合のずれは避けられる。

ラック２７には、鋼製のラックスライダー４０を取り付ける。好適には、ラックスライダー４０の上部突起４０Ａをラック２７の透孔２７Ｃに挿通後、カシメ加工を施しラック２７に固定する。ラックスライダー４０は、ラック２７の下面にレール状にラック２７の長さ方向に伸びている。

回転ローラ３６Ａ、３６Ａはラック２７の非ギヤ面２７Ｂに室外側から当接し、下部ベース３３の抑えピン３９は、図１１のように、ラック２７のラックスライダー４０に室内側から当接し、ラック２７の前後方向に移動をガタツキを発生させることなく円滑に行えるようにしている。

ラック２７の後端部には当接ストッパ４１を固定する。当接ストッパ４１は、中央の鋼材部４１Ａと、鋼材部４１Ａの外周を囲う弾性体４１Ｂとで構成し、鋼材部４１Ａはラック２７の後端部に嵌入後、溶接固定される。

当接ストッパ４１の弾性体４１Ｂは、ラック２７が開扉方向（前側方向）に移動してサイドドア１４がフル開扉位置に至ったときに、噛合保持ユニット３１、好適には、上部カバー３２および下部ベース３３等の構造体に当接する。これにより、サイドドア１４のフル開扉位置が機械的当接により規定されると共に、サイドドア１４がフル開扉位置を超えて移動することによる駆動ユニット１１、連結機構１２、およびドアヒンジ１８の構造変形を防止する。

駆動ユニット１１のブレーキ部２３は、無励磁作動形電磁ブレーキを採用しており、非通電の待機状態においてブレーキが作動している。ブレーキ部２３によるブレーキ力（保持トルク）は、非通電時の強ブレーキと、通電を制御したときの弱ブレーキの２種類を発生できるようにするのが好ましい。強ブレーキは、一般的なチェックリンクによりサイドドアを仮保持する際のブレーキ抵抗（５０Ｎｍ）と同程度に設定する。これにより、本実施例では、従来のチェックリンクの機能をブレーキ部２３の強ブレーキで補えることができ、チェックリンクの省略が可能となる。

ドアラッチ装置４２（図３）がストライカと係合した閉扉状態においては、ブレーキ部２３は非通電の待機状態で強ブレーキになっている。閉扉状態で車内から搭乗者がインサイドハンドル４３の操作でドアラッチ装置４２をアンラッチさせると、これに連動して、ブレーキ部２３は通電され、ブレーキがＯＦＦとなり、サイドドア１４はシール反力等により閉扉位置から押し出されると共に、搭乗者がサイドドア１４を室内から開扉方向に押すことで更に開扉方向に移動する。

サイドドア１４が閉扉位置から開扉方向に移動するとき、ブレーキ部２３はブレーキを解放するため、車両１３の前後の傾斜や、左右の傾斜や、強風の影響等により、サイドドア１４が予想外に急激に開き勝手になることがある。この対策として、サイドドア１４が所定の仮開扉位置に移動したとき、ブレーキ部２３は通電制御により弱ブレーキを発生させ、仮開扉位置を超えてサイドドア１４が急激に開扉するのを抑制する。

サイドドア１４の仮開扉位置とは、開扉角度で約１０度程度が好適であり、この角度は、サイドドア１４の厚み分の開扉に相当する。サイドドア１４の仮開扉位置はＥＣＵ４４に接続した角度センサー４５等で検出する。

サイドドア１４が仮開扉位置に至ると、ブレーキ部２３は約１〜２秒間、弱ブレーキを発生させる。弱ブレーキによるサイドドア１４に対する保持力は控えめに設定し、搭乗者が一連の開扉操作でサイドドア１４を外側に押し出す際に違和感を感じさせない程度が望ましい。

仮開扉位置でサイドドア１４に弱ブレーキを付与するのは、搭乗者が室内からインサイドハンドル４３で開扉操作したときに限定することができる。室外からアウトサイドハンドルで開扉操作した場合は、操作者がサイドドア１４のすぐ外側にいるため、サイドドア１４に弱ブレーキを付加する必要性は低い。また、閉扉によりサイドドア１４が仮開扉位置を通過する際も、サイドドア１４に弱ブレーキは付加しない。

仮開扉位置を超えてサイドドア１４が開扉方向に移動したときは、所定位置にて、ブレーキ部２３はサイドドア１４に強ブレーキを掛ける。好適には、サイドドア１４が約２５度程度開いたときに、強ブレーキにより所定の開扉抵抗をサイドドア１４に与える。これは一般的なチェックリンクによりサイドドアに与えられる節動抵抗と同じ作用をもたらす。

ブレーキ部２３は非通電とすることで、サイドドア１４に対して任意に強ブレーキを付与できる。このため、サイドドア１４が所定時間同じ角度で維持されていたときは、強ブレーキを発生させてサイドドア１４をその任意の開扉角度で保持するように構成できる。

１０…開閉装置、１１…駆動ユニット、１２…連結機構、１３…車両、１４…サイドドア、１４Ａ…金属製アウターパネル、１４Ｂ…金属製インナーパネル、１４Ｃ…ドアガラス、１４Ｄ…前側ガイドレール、１４Ｅ…後側ガイドレール、１５…収納スペース、１６…昇降機構、１７…車体、１８…ドアヒンジ、１９…車体側ブラケット、１９Ａ…ブラケット軸、２０…モータ部、２０Ａ…モータ軸、２１…ピニオン歯車、２２…第１減速部、２３…ブレーキ部、２３Ａ…ブレーキアッシー、２３Ｂ…アーマチュア、２４…第２減速部、２４Ａ…出力軸、２５…上部固定ブラケット、２６…締め具、２７……ラック、２７Ａ…ラックギヤ、２７Ｂ…非ギヤ面、２７Ｃ…透孔、２８…連結軸、２９…連結アーム、３０…化粧カバー、３１…噛合保持ユニット、３２…上部カバー、３２Ａ…水平部、３２Ｂ…屈曲部、３３…下部ベース、３４……締め具、３５…縦柱、３６…縦柱、３６Ａ…回転ローラ、３７…ラックガイド体、３８…ガイド支持軸、３９…抑えピン、４０…ラックスライダー、４０Ａ…突起、４１…当接ストッパ、４１Ａ…鋼材部、４１Ｂ…弾性体、４２…ドアラッチ装置、４３…インサイドハンドル、４４…ＥＣＵ、４５…角度センサー。

Claims (8)

1. 金属製アウターパネル（１４Ａ）と、金属製インナーパネル（１４Ｂ）と、上下に昇降自在であって下降移動軌跡線と前記金属製インナーパネル（１４Ｂ）との間に収納スペース（１５）を区画するドアガラス（１４Ｃ）とを備えたサイドドア（１４）を、上下一対のドアヒンジ（１８）により回動自在に車体（１７）に取り付け；
   前記サイドドア（１４）の前記収納スペース（１５）には駆動ユニット（１１）を収納して、前記駆動ユニット（１１）を前記ドアガラス（１４Ｃ）の前記下降移動軌跡線上と前記サイドドア（１４）の幅方向で重合させ；
   前記駆動ユニット（１１）の出力軸（２４Ａ）にはピニオン歯車（２１）を固定し；
   前記ピニオン歯車（２１）には前記サイドドア（１４）の前後方向に伸びるラック（２７）のラックギヤ（２７Ａ）を噛合させ；
   前記ラック（２７）の前端部は前記車体（１７）に固定した車体側ブラケット（１９）に軸止した連結アーム（２９）に連結して前記ピニオン歯車（２１）の回転により前記ラック（２７）が前方に移動すると前記サイドドア（１４）が開扉方向に移動し前記ラック（２７）が後方に移動すると前記サイドドア（１４）が閉扉方向に移動する構成とした車両サイドドアの開閉装置。
2. 請求項１において、前記車体側ブラケット（１９）は上下一対の前記ドアヒンジ（１８）の間に配置した車両サイドドアの開閉装置。
3. 請求項１又は請求項２において、前記ラック（２７）は水平に配置した車両サイドドアの開閉装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、前記駆動ユニット（１１）は弱ブレーキと強ブレーキとを発生させるブレーキ部（２３）を有する車両サイドドアの開閉装置
5. 請求項４において、前記サイドドア（１４）がインサイドハンドル（４３）の操作によりドアラッチ装置（４２）がアンラッチされて仮開扉位置に至ったとき、前記ブレーキ部（２３）は前記弱ブレーキを所定時間発生させる構成とした車両サイドドアの開閉装置。
6. 請求項５において、前記サイドドア（１４）が開扉位置から閉扉方向に移動して仮開扉位置に至ったとき、前記ブレーキ部（２３）は前記弱ブレーキを発生させない構成とした車両サイドドアの開閉装置。
7. 請求項１〜３のいずれか一項において、前記駆動ユニット（１１）は上下に整列配置したモータ部（２０）と第１減速部（２２）とブレーキ部（２３）とを有する車両サイドドアの開閉装置。
8. 請求項７において、前記出力軸（２４Ａ）の軸芯を前記モータ部（２０）のモータ軸（２０Ａ）の軸芯に一致させた車両サイドドアの開閉装置。

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