JP2020148083A

JP2020148083A - 車両スライド扉の動力スライド装置

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Publication number: JP2020148083A
Application number: JP2020022895A
Authority: JP
Inventors: 真一郎北; Shinichiro Kita; 誠蕪木; Makoto Kaburaki
Original assignee: Mitsui Kinzoku ACT Corp
Current assignee: Mitsui Kinzoku ACT Corp
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2020-09-17
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: JP7235219B2

Abstract

【課題】薄型の動力ユニット２０をセンターレール１６の高さに合わせて設置する。【解決手段】動力スライド装置は、スライド扉１１と、ワイヤーケーブルと、前記ワイヤーケーブルを移動させることによりスライド扉１１をスライドさせる動力ユニット２０とを有する。動力ユニット２０はモータ２９と、開扉ドラム２１Ａ及び閉扉ドラム２１Ｂとを備える。開扉ドラム２１Ａの開扉ドラム軸２８Ａと、閉扉ドラム２１Ｂの閉扉ドラム軸２８Ｂとモータ２９のモータ軸２９Ａとは、互いに軸芯の異なる平行軸とする。閉扉ケーブル２２Ｂの他端側および開扉ケーブル２２Ａの他端側は、水平に延伸させてスライド扉１１の後端から外部に引き出した後、ガイド体３２により車体１０のセンターレール１６に沿って前方及び後方に方向転換させる。【選択図】図８

Description

本発明は、車両スライド扉の動力スライド装置に関するものである。

従来、車体に設けたガイドレールにスライド自在に取付けたスライド扉と、スライド扉若しくは車体に連結させた一対のワイヤーケーブルと、モータ動力によりワイヤーケーブルを開扉方向または閉扉方向に牽引しうるワイヤードラムとを備えた動力スライド装置は、公知である。

動力スライド装置は、車体のクオータパネルの裏側（室内側）の車内空間に設置する場合と（特許文献１）、スライド扉の内部空間に設置する場合（特許文献２）とに大別される。動力スライド装置をどちらに設置するにしても、大きな課題となるのが動力スライド装置の嵩であり、特に、車体を基準とた場合の幅方向の厚さが課題となる。例えば、車体側に設置する場合では、車内空間が狭くなる。スライド扉に設置する場合は、車内空間への影響は回避できるが、昇降式ドアガラスとの干渉問題等によりスライド扉への取付作業性に難が生じ、小型で幅の薄いスライド扉の場合は、より顕著な取付作業性の問題が生じると共に、取付場所の確保もより困難となる。

特許文献３には、ワイヤードラムを一対に分割形成し、一対のワイヤードラムに一対のワイヤーケーブルの各端部をそれぞれ連結した動力スライド装置が記載されている。

特開２０１５−１４２４１０号公報特開２０１８−１０３８８７号公報特開２００７−１１３２０５号公報特開２０１１−１１１８１９号公報

動力スライド装置の幅方向の厚さ問題は、モータの回転軸方向の厚さと、ワイヤーケーブルの端部が連結されるワイヤードラムの回転軸方向の厚さが主因となる。例えば、特許文献２に記載された構成では、動力スライド装置の幅方向の厚さは、その図３の内容から、モータの回転軸方向の厚さにワイヤードラムの回転軸方向の厚さを加算した厚さに等しく、このような特許文献２の装置を設置できるスライド扉は限られることになる。

この対策として、特許文献２では、動力スライド装置を、スライド扉の下側半分の中間位置、つまり、下方の四半分位置に配置している。下方の四半分位置が、厚さに優れているからである。

他方、車体に設けられるガイドレールは、車体の上部に受けられるアッパーレールと、車体の下部に設けられるロワーレールと、車体のクオータパネルに設けられるセンターレールの３本で構成される。センターレールには、動力スライド装置のワイヤードラムからスライド扉の外方に引き出されるワイヤーケーブルが沿うように配策される。ワイヤーケーブルをセンターレールに沿わせるのは、スライド扉を移動させる力を、スライド扉の上下の中央に作用させることで、効率よく力の伝達を行い、スライド移動を安定させるためである。このため、従来のセンターレールはクオータパネルの上下の中央に配置されいた。

しかしながら、特許文献２では、動力スライド装置（ワイヤードラム）をスライド扉の下方位置に移動させるのに合わせて、センターレールも下方にずらしてしまっている。このため、スライド扉のスライド移動の安定性が損なわれ、スライド扉の支持強度にも偏りが生じかねない。

また、特許文献３の構成では、ワイヤードラムを一対に分割形成しているが、これらのワイヤードラムは同一軸に軸止されており、互いに重合する構成である。従って、回転軸方向の厚さは、従前の単体式のワイヤードラムの厚さより厚くなっている（特許文献３の図５〜図７は展開図で、２つのワイヤードラムは図４のように同一軸に支持されている）。

よって、本発明は、車体１０に対して閉扉方向と開扉方向にスライド自在に取付けらるスライド扉１１と、前記スライド扉１１と前記車体１０との間に設けられるワイヤーケーブルと、前記ワイヤーケーブルをモータ動力で移動させることにより前記スライド扉１１を前記閉扉方向及びの前記開扉方向にスライドさせる動力ユニット２０とを有し；前記動力ユニット２０はモータ２９と、一対の開扉ドラム２１Ａ及び閉扉ドラム２１Ｂとを備え；前記ワイヤーケーブルは、前記開扉ドラム２１Ａに一端側が連結される開扉ケーブル２２Ａと前記閉扉ドラム２１Ｂに一端側が連結される閉扉ケーブル２２Ｂとを備え；前記開扉ドラム２１Ａの開扉ドラム軸２８Ａと、前記閉扉ドラム２１Ｂの閉扉ドラム軸２８Ｂと前記モータ２９のモータ軸２９Ａとは、互いに軸芯の異なる平行軸とした動力スライド装置において：前記閉扉ケーブル２２Ｂの他端側および前記開扉ケーブル２２Ａの他端側は、水平に延伸させて前記スライド扉１１の後端から前記スライド扉１１の外部にそれぞれ引き出した後、ガイド体３２により前記車体１０の前後方向に伸びるセンターレール１６に沿って前方及び後方に方向転換させた車両スライド扉の動力スライド装置との構成としたものである。

請求項１に係る発明では、動力ユニット２０の幅方向の厚さを抑制できるため、スライド扉１１への設置場所Ｘに対する制限が、ドアガラスとの干渉を生じさせることなく大幅に緩和され、その結果、開扉ケーブル２２Ａと閉扉ケーブル２２Ｂとを水平に後方に延伸させることが出来る。
請求項２に係る発明では、開扉ケーブル２２Ａと閉扉ケーブル２２Ｂとを互いに干渉することなく水平に後方に延伸させることが出来る。

本発明による動力スライド装置を備えたスライド扉及び車体の側面図である。スライド扉の金属製インナーパネルの室内側の側面である。動力ユニットの室内側の斜視図である。動力ユニットの室外側の斜視図である。動力ユニットの内部構造の室内側の斜視図である。動力ユニットの内部構造の室外側の斜視図である。ガイド体の全体斜視図である。動力ユニットから開扉ケーブルおよび閉扉ケーブルが水平に後方に延伸する状態を示した説明図である。

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。図１は、車体１０と、車体１０にスライド自在に取付けられたスライド扉１１と、スライド扉１１により閉塞されうる出入口１２とを示している。車体１０の上部側にはアッパーレール１３が固定され、下部側にはロワーレール１４が固定され、車体１０の上下の略中央にはセンターレール１６が固定される。センターレール１６は車体１０のクオータパネル１５の外面側に配置される。アッパーレール１３、ロワーレール１４及びセンターレール１６は車両前後方向に伸びている。

スライド扉１１には、アッパーレール１３、ロワーレール１４及びセンターレール１６にそれぞれスライド自在に係合するアッパーローラーブラケット１７と、ロワーローラーブラケット１８と、センターローラーブラケット１９とが設けられる。３つのブラケット１７、１８、１９は三角形の各頂点となるように配置され、これにより、スライド扉１１は車体１０にバランス良く支持されてスライド移動の安定性が確保され、また、スライド扉の支持強度も十分に確保される。

スライド扉１１の内部空間にはモータ動力を備えた動力ユニット２０が設けられる。動力ユニット２０には、モータ動力で回転するワイヤードラム２１が設けられる。ワイヤードラム２１には２本のワイヤーケーブル（図２以下参照）、即ち、スライド扉１１を開扉移動させるときに巻き取られる開扉ケーブル２２Ａと、スライド扉１１を閉扉移動させるときに巻き取られる閉扉ケーブル２２Ｂの一端側がそれぞれ連結される。ワイヤードラム２１が開扉回転すると、開扉ケーブル２２Ａの巻き取りと閉扉ケーブル２２Ｂの繰り出しが行われて、スライド扉１１は開扉スライドする。ワイヤードラム２１が閉扉方向に回転すると、スライド扉１１は閉扉スライドする。

図２はスライド扉１１の金属製のインナーパネル２３の室内側を示している。インナーパネル２３の上部半分には昇降式ドアガラス２４（図１）用の窓開口部２５が設けられ、下部半分には、複数のサービスホール２６が設けられている。サービスホール２６は窓開口部２５に比して格段に小型である。サービスホール２６は、車両ごとに若干の違いはあるが、略類似した場所に設けられている。

本願発明の動力ユニット２０は、図２において太い点線枠で示した所定の設置場所Ｘに設置・固定する。動力ユニット２０はインナーパネル２３に室内側からボルトナットなどの連結具で固定でき、かつ、開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂはインナーパネル２３の室外側を通って、スライド扉１１の外方に引き出される。開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂは水平方向で車両後方に向かって引き出される共に、センターレール１６と同じ高さ関係となるように設置場所Ｘを設定する。換言すれば、クオータパネル１５の上下の中間に設けられるセンターレール１６を基準に、動力ユニット２０の設置場所Ｘは定められる。これは、本願発明の動力ユニット２０が小型でとても厚さを薄く形成できことによりもたらされる設計上の自由度である。

図３、４には、動力ユニット２０の外観が示されている。図３、４においては、動力ユニット２０から伸びている一対のケーブル２２Ａ、２２Ｂが水平方向となる。

動力ユニット２０は、全体を分割可能なハウジング２７で囲われている。ハウジング２７内の上部には、ワイヤードラムと減速機構とが設けられ、ハウジング２７内の下部には、モータと、制御用のＥＣＵとが配置される。

図５、６には、動力ユニット２０の内部構造が示されている。内部構造における特徴はワイヤードラム２１の構成である。本願のワイヤードラム２１は、図６のように、別軸で軸止された一対の開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとに分割構成している。

開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとは、互いに平行な開扉ドラム軸２８Ａと閉扉ドラム軸２８Ｂとにそれぞれ軸止されている。開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとは、同じ回転平面上に配置するが、互いに重合しない距離だけ離間させる。

開扉ドラム２１Ａには開扉ケーブル２２Ａの端部が連結され、閉扉ドラム２１Ｂには閉扉ケーブル２２Ｂの端部が連結される。開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとは、互いに等速で逆回転する構成とする。

開扉ドラム軸２８Ａと閉扉ドラム軸２８Ｂとは、横並びであるが、正確には、上下に多少に段差・間隔を設け、開扉ドラム２１Ａの外周から水平に伸びる開扉ケーブル２２Ａと、閉扉ドラム２１Ｂの外周から水平に伸びる閉扉ケーブル２２Ｂとに段差を設定する。この段差は極僅かな量であり、開扉ケーブル２２Ａと閉扉ケーブル２２Ｂとが互いに干渉しない程度に間隔が保たれればよい。

開扉ドラム２１Ａおよび閉扉ドラム２１Ｂの下方にはモータ２９を設ける。モータ２９は、極力、開扉ドラム２１Ａおよび閉扉ドラム２１Ｂと同じ回転平面に配置する。モータ２９のモータ軸２９Ａには、モータ歯車２９Ｂを固定する。モータ歯車２９Ｂは好適にはヘリカルギヤである。

モータ歯車２９Ｂには、２段ギヤ３０の大径ギヤ３０Ａを噛合させる。２段ギヤ３０のギヤ軸３０Ｂは、モータ軸２９Ａ並びに開扉ドラム軸２８Ａおよび閉扉ドラム軸２８Ｂと平行とする。２段ギヤ３０の小径ギヤ３０Ｃは、開扉ドラムギヤ３１Ａに噛合させ、開扉ドラムギヤ３１Ａを閉扉ドラムギヤ３１Ｂに噛合させる。

開扉ドラムギヤ３１Ａは開扉ドラム２１Ａと一体的に回転させ、閉扉ドラムギヤ３１Ｂは閉扉ドラム２１Ｂと一体的に回転させる。モータ２９の回転力を開扉ドラムギヤ３１Ａを介して閉扉ドラムギヤ３１Ｂに伝達することで、開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとは等速で反対方向に回転する。

図５、６においては、ケーブル２２Ａ、２２Ｂを水平方向とした場合、開扉ドラム軸２８Ａが閉扉ドラム軸２８Ｂより若干上方に位置していることになるが、これは例示した実施例の場合であって、閉扉ドラム軸２８Ｂを開扉ドラム軸２８Ａより上方にするように、全体を設計変更することは極めて容易であり、本発明の応用例の範疇となる。

本願では、ワイヤードラム２１を別軸で軸止された一対の開扉ドラム２１Ａと閉扉ドラム２１Ｂとに分割している。分割することで、従来の単体形式のワイヤードラムに比べて、ワイヤードラムの軸方向の厚さを有意に短縮することが可能になる。

開扉ドラム軸２８Ａ、閉扉ドラム軸２８Ｂ、およびモータ軸２９Ａは軸芯の異なる互いに平行な軸としてある。このため、開扉ドラム２１Ａと、閉扉ドラム２１Ｂと、モータ２９とのそれぞれの厚さの合算による厚みの増加を抑制している。

本願のモータ２９はインナーロータ型でネオジム磁石を用いた１２極８相、扁平薄型のブラシレスモータを採用している。モータ２９には図示省略のＵ相線とＶ相線とＷ相線とが１２０度間隔で設けられている。

ブラシレスであるモータ２９は、ブラシ省略により高寿命となり、さらに機械的効率も高くなる。ブラシレスであるモータ２９は通電時の摺接がないことから摺動音が生じずに静音性に優れ、ブラシによるスパークの発生がないためＥＭＣノイズ問題も回避できる。

ブラシレスモータ２９は、ブラシを用いないため薄型となる。インナーロータ型のモータ２９はコイルを外周側に配置できるので放熱性に優れ、回転イナーシャを低減できる。ブラシレスモータは多極化が容易であり、多極化することによりコギングの低減を図れる。

モータ２９はブラシレスの特性として停止状態においても保持トルクを発生させる停止保持制御を行うことができる。停止保持制御とは、別途のクラッチなしでモータ２９をブレーキとして使用するもので、このため、スライド扉１１を停止状態で保持することができ、また、所定角度の傾斜地においててもスライド扉１１を停止状態で保持することができる。クラッチのないモータ２９は動力ユニット２０の小型化、薄型化に貢献する。

モータ２９は、ステッピングモータのようなステップ制御を行うことができて制御性や回転精度に優れる。また、モータ２９は正弦波駆動することも可能であり、トルク変動を低減させることができる。

モータ２９の停止保持制御は、スライド扉１１のスライド移動を急制動させることもできる。モータ２９ではベクトル制御により永久磁石の磁力を変化させることができ、スライド扉１１の種類やその他の仕様により、高トルク低回転運転や低トルク高回転運転を行うことができる。さらに、高電圧低回転制御によりステッピングモータのような動作が得られる。低電圧高回転制御では、スライド扉１１の手動開閉モードにおいて人手による開閉操作のアシストをすることができる。

モータ２９にブラシレスモータを採用することにより、上記の特徴を生かしてスライド扉１１の挙動を安定化できる。制御性の向上により低電流動作が可能となりハーネス径およびヒューズ容量を低減化し、コストダウンを図ることができる。

図７は、開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂを、センターレール１６に沿わせて前後方向に方向転換させるガイド体３２を示している。ケーブル２２Ａ、２２Ｂは、動力ユニット２０から水平に後方に延伸し、スライド扉１１の後端部から外部に引き出され、ガイド体３２に導かれる。

ガイド体３２のケース３５は、好適には、センターローラーブラケット１９に軸止される。ケース３５には、一対のガイドプーリー３６Ａ、３６Ｂが軸止される。第１ガイドプーリー３６Ａおよび第２ガイドプーリー３６Ｂは、それぞれ独立回転可能な上下二重のプーリーであり、例えば、開扉ケーブル２２Ａは第１ガイドプーリー３６Ａの上段プーリーおよび第２ガイドプーリー３６Ｂの上段プーリーをそれぞれ経由して、センターレール１６の後端部に固定され、閉扉ケーブル２２Ｂは第１ガイドプーリー３６Ａの下段プーリーおよび第２ガイドプーリー３６Ｂの下段プーリーをそれぞれ経由して、センターレール１６の前端部に固定される。

図８は、ケーブル２２Ａ、２２Ｂが動力ユニット２０からセンターレール１６と同じ高さ位置に置いて、センターレール１６と平行に水平で後方に伸びた状態を示している。３７は、スライド扉１１の後端部のケーブル貫通孔を閉塞するカバーである。

図１のスライド扉１１は説明のために例示したものに過ぎず、動力ユニット２０は小型車のスライド扉１１への取付も容易なものである。

以上のように、本発明による動力ユニット２０は、スライド扉１１の幅方向の厚みを極力抑えることに成功しているため、スライド扉１１の狭い内部空間内に従来に比べて容易に取り付けることができ、また、ドアガラス２４の昇降の妨げとなることも良好に回避できる。また、従来困難であった、小型車のスライド扉に対しても対応可能性が高くなる。加えて、スライド扉１１内での取付場所の自由度が高くなるため、各種多数のスライド扉への取付可能性が期待できる。また、開扉ケーブル２２Ａおよび閉扉ケーブル２２Ｂは、水平状態でガイド体３２に導かれるので、従来のように、スライド扉の内部において、ワイヤーケーブルの延伸方向を調節する中継プーリーを省くことも可能となる。

１０…車体、１１…スライド扉、１２…出入口、１３…アッパーレール、１４…ロワーレール、１５…クオータパネル、１６…センターレール、１７…アッパーローラーブラケット、１８…ロワーローラーブラケット、１９…センターローラーブラケット、２０…動力ユニット、２１…ワイヤードラム、２１Ａ…開扉ドラム、２１Ｂ…閉扉ドラム、２２Ａ…開扉ケーブル、２２Ｂ…閉扉ケーブル、２３…インナーパネル、２４…ドアガラス、２５…窓開口部、２６…サービスホール、２６Ａ…サービスホール、２７…ハウジング、２８Ａ…開扉ドラム軸、２８Ｂ…閉扉ドラム軸、２９…モータ、２９Ａ…モータ軸、２９Ｂ…モータ歯車、３０…２段ギヤ、３０Ａ…大径ギヤ、３０Ｂ…ギヤ軸、３０Ｃ…小径ギヤ、３１Ａ…開扉ドラムギヤ、３１Ｂ…閉扉ドラムギヤ、３２…ガイド体、３５…ケース、３６Ａ…第１ガイドプーリー、３６Ｂ…第２ガイドプーリー、３７…カバー、Ｘ…設置場所。

Claims

車体（１０）に対して閉扉方向と開扉方向にスライド自在に取付けらるスライド扉（１１）と、前記スライド扉（１１）と前記車体（１０）との間に設けられるワイヤーケーブルと、前記ワイヤーケーブルをモータ動力で移動させることにより前記スライド扉（１１）を前記閉扉方向及びの前記開扉方向にスライドさせる動力ユニット（２０）とを有し；前記動力ユニット（２０）はモータ（２９）と、一対の開扉ドラム（２１Ａ）及び閉扉ドラム（２１Ｂ）とを備え；前記ワイヤーケーブルは、前記開扉ドラム（２１Ａ）に一端側が連結される開扉ケーブル（２２Ａ）と前記閉扉ドラム（２１Ｂ）に一端側が連結される閉扉ケーブル（２２Ｂ）とを備え；前記開扉ドラム（２１Ａ）の開扉ドラム軸（２８Ａ）と、前記閉扉ドラム（２１Ｂ）の閉扉ドラム軸（２８Ｂ）と前記モータ（２９）のモータ軸（２９Ａ）とは、互いに軸芯の異なる平行軸とした動力スライド装置において：
前記閉扉ケーブル（２２Ｂ）の他端側および前記開扉ケーブル（２２Ａ）の他端側は、水平に延伸させて前記スライド扉（１１）の後端から前記スライド扉（１１）の外部にそれぞれ引き出した後、ガイド体（３２）により前記車体（１０）の前後方向に伸びるセンターレール（１６）に沿って前方及び後方に方向転換させた車両スライド扉の動力スライド装置。
請求項１において、前記開扉ケーブル（２２Ａ）および前記閉扉ケーブル（２２Ｂ）は、前記開扉ドラム（２１Ａ）および前記閉扉ドラム（２１Ｂ）の外周から上下に一定の間隔を置いて平行に延伸させた車両スライド扉の動力スライド装置。
請求項１又は２において、前記スライド扉（１１）の後端には、前記閉扉ケーブル（２２Ｂ）の他端側および前記開扉ケーブル（２２Ａ）の他端側が通過するケーブル貫通用の閉塞カバー（３７）を、前記センターレール（１６）と同じ高さ位置に設けた車両スライド扉の動力スライド装置。
請求項１〜３のいずれか一項において、前記ガイド体（３２）は、第１ガイドプーリー（３６Ａ）および第２ガイドプーリー（３６Ｂ）を備え、前記第１ガイドプーリー（３６Ａ）および前記第２ガイドプーリー（３６Ｂ）は、それぞれ独立回転可能な上下二重のプーリーとし、前記開扉ケーブル（２２Ａ）は前記第１ガイドプーリー（３６Ａ）の上段プーリーおよび前記第２ガイドプーリー（３６Ｂ）の上段プーリー若しくは前記第１ガイドプーリー（３６Ａ）の下段プーリーおよび前記第２ガイドプーリー（３６Ｂ）の下段プーリーの外周を経由させた後、前記センターレール（１６）の後端部に固定し、前記閉扉ケーブル（２２Ｂ）は前記第１ガイドプーリー（３６Ａ）の下段プーリーおよび前記第２ガイドプーリー（３６Ｂ）の下段プーリー若しくは前記第１ガイドプーリー（３６Ａ）の上段プーリーおよび前記第２ガイドプーリー（３６Ｂ）の上段プーリーの外周を経由させた後、前記センターレール（１６）の前端部に固定させた車両スライド扉の動力スライド装置。