JP2023007523A - ドア開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開放時にドアに振動が発生することを防止する。【解決手段】ドア開閉装置は、駆動源１０、正逆回転可能な出力軸部１１、及び駆動源１０の駆動力を複数の歯車１３，１４により減速して出力軸部１１に伝達する減速機構１２を有するアクチュエータ５と、少なくとも駆動源１０が収容され、車体に開閉可能に取り付けたドアに固定されるケース６と、出力軸部１１に固定され、正回転してドアを開方向に動作させる一方、逆回転してドアを閉方向に動作させるレバー７と、レバー７と車体とを連結するリンク８と、ドアを開方向または閉方向のいずれか一方に付勢する付勢部材９とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ドア開閉装置に関する。

従来、車体のドアを自動で開閉するためのドア開閉装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。このドア開閉装置は、アクチュエータを内蔵する装置本体と、装置本体から突出し、アクチュエータによって回転する出力軸と、出力軸に装着されたレバーと、レバーに回動可能に連結されたリンク（ストラップ）とを備える。装置本体はドアのインナーパネルに固定され、リンクの端部がヒンジを介して車体に固定されている。出力軸を回転させると、レバーが回動し、装置本体（出力軸）と車体（リンクの端部）との距離が変化する。これにより、ドアがヒンジを中心として回転する。つまり、車体に対してドアを開閉させることができる。

しかしながら、前記従来のドア開閉装置では、ドアを開放して停止した際、開放位置で開閉方向に振動することがある。

特表２０１８－５０５３２６号公報

本発明は、開放時にドアに振動が発生することを防止できるドア開閉装置を提供することを課題とする。

前述のドア開閉装置では，重量の大きなドアを開閉させるために、アクチュエータには駆動力の大きなものを使用している。このため、装置本体内には複数の歯車を備えた減速機構を設け、ドアの開閉がスムーズに行われるようにしている。本発明者らは、前記ドア開閉装置による開放作動後の停止時に発生するドアの振動が、減速機構の歯車間のバックラッシュによるがたつきに起因することを見出した。本発明は、かかる新たな知見に基づくものである。

本発明の一態様は、駆動源、正逆回転可能な出力軸部、及び前記駆動源の駆動力を複数の歯車により減速して前記出力軸部に伝達する減速機構を有するアクチュエータと、少なくとも前記駆動源が収容され、車体に開閉可能に取り付けたドアに固定されるケースと、前記出力軸部に固定され、正回転して前記ドアを開方向に動作させる一方、逆回転して前記ドアを閉方向に動作させるレバーと、前記レバーと車体を連結するリンクと、前記ドアを開方向または閉方向のいずれか一方に付勢する付勢部材とを備えるドア開閉装置である。

この構成によれば、付勢部材によってドアを付勢することにより、ドアを自動開放した際のドアの振動の発生を抑制することができる。

前記付勢部材は、前記ドアと前記レバーの間に設けられ、前記レバーを回転方向のいずれか一方に付勢する第１弾性体であるのが好ましい。

この構成によれば、ドアとレバーの間に第１弾性体を取り付けるだけで、簡単に歯車同士のがたつきを防止してドアの振動を抑制することができる。

前記第１弾性体は、前記レバーを逆回転方向に付勢するのが好ましい。

この構成によれば、第１弾性体によってレバーを介してドアを閉方向へと付勢しながらドアの振動を防止することができる。

前記ドアは、前記車体にヒンジを介して回転可能に連結され、前記付勢部材は、前記ヒンジに設けられて、前記ドアを閉方向に付勢する第２弾性体であるのが好ましい。

この構成によれば、ドア自体を閉方向に付勢することにより、ドア開放時の振動の発生を抑制し、ドア開閉装置が駆動していない場合にドアが開放しにくくできる。

前記付勢部材は、前記ケース内に設けられ、前記ケースに対して前記出力軸部を介して前記レバーを回転方向に付勢する第３弾性体であるのが好ましい。

この構成によれば、第３弾性体で歯車同士のがたつきを直接抑制することができる。また、第３弾性体はケース内に配置されているので、異物による損傷や劣化を防止することもできる。

前記第３弾性体は、螺旋状に巻回され、一端に第１係止部を有し、他端に第２係止部を有するコイルスプリングからなり、前記ケースは、前記第１係止部が係止される第１係止受部と、前記第２係止部が係止される第２係止受部とを有し、前記出力軸部は、正回転により前記第１係止受部に係止されている第１係止部を押圧する第１押圧部と、逆回転により前記第２係止受部に係止されている第２係止部を押圧する第２押圧部とを有するのが好ましい。

この構成によれば、出力軸部を正逆いずれの方向に回転させたとしても、コイルスプリングによって逆向きの付勢力が作用する。したがって、出力軸部を回転させてドアを開放した際、コイルスプリングが歯車同士のがたつきを防止し、ドアの振動の発生を抑制することができる。

本発明によれば、ドアを開方向または閉方向のいずれか一方に付勢する付勢部材を設けるようにしたので、ドア開放時の振動の発生を抑制することができる。

第１実施形態に係るドア開閉装置によるドア閉鎖状態を示す斜視図。 図１で、ドア開閉装置を分解した状態を示す斜視図。 図１を異なる方向から見た状態を示す斜視図。 図１のドア開閉装置によるドア開放状態を示す斜視図。 図４を異なる方向から見た状態を示す斜視図。 図１のヒンジが見える方向から見た斜視図。 図６のヒンジの斜視図。 第２実施形態に係るドア開閉装置の斜視図。 第２実施形態に係るドア開閉装置の分解斜視図。 第２実施形態に係るドア開閉装置の第３コイルスプリングの配置状態を示す断面図。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

（第１実施形態）
図１に示すように、車体パネル１には、ヒンジ２を介してドア３のインナーパネル３ａが回動可能に取り付けられている。インナーパネル３ａには、第１実施形態に係るドア開閉装置４が設けられ、ヒンジ２を介してドアを自動開閉できるようになっている。

図２に示すように、ドア開閉装置４は、アクチュエータ５、ケース６、レバー７、リンク８（図３参照）及び付勢部材９を備える。

アクチュエータ５は、駆動源であるモータ１０、出力軸部１１、及び減速機構１２を備える。モータ１０は正逆回転駆動可能である。出力軸部１１は一端側に鍔部１１ａを有する。鍔部１１ａの端面には、出力軸部１１の軸心を中心として周方向に４箇所等分の位置に突部１１ｂが形成されている。出力軸部１１の他端部中心にはねじ孔（図示せず）が形成されている。ねじ孔にフランジ付きボルト１９を螺合して後述するレバー７を固定できるようになっている。減速機構１２は、太陽歯車１３、４つの遊星歯車１４及び環状体１５を備える。太陽歯車１３はモータ１０の回転軸に一体化されている。遊星歯車１４は太陽歯車１３にそれぞれ噛み合っている。各遊星歯車１４の中心孔には、出力軸部１１の突部１１ｂがそれぞれ挿通している。これにより、遊星歯車１４が突部１１ｂを中心として回転し、出力軸部１１と一緒に軸心を中心として回転する。環状体１５は、ケース６の一部を構成し、後述する第２ケース部１７の先端部にネジ止めされている。環状体１５の内周面には内歯１５ａが形成されている。内歯１５ａには遊星歯車１４が噛み合っている。

ケース６は、第１ケース部１６と第２ケース部１７を備える。第１ケース部１６に、モータ１０が収容されている。第１ケース部１６は、出力軸部１１の軸心が車両の上下方向に延びるようにインナーパネル３ａに固定されている。第２ケース部１７の先端には環状体１５と蓋体１８が取り付けられている。蓋体１８の中心には貫通孔が形成され、そこから出力軸部１１が突出している。

図３に示すように、レバー７は、一端部に形成された貫通孔に出力軸部１１の先端部分が挿通される。そして、出力軸部１１の他端面に形成したねじ孔にフランジ付きボルト１９を螺合することにより、レバー７を固定できるようになっている。これにより、出力軸部１１が回転すると、レバー７が旋回する。レバー７の他端部にはブラケット２０が軸部材２１によって回転可能に取り付けられている。軸部材２１の端部には球状の軸部が形成されている。ブラケット２０の先端には係止孔２０ａが形成されている。

リンク８は、一端部をレバー７の他端部に設けた軸部材２１の軸部によって回転可能に支持されている。リンク８の他端部は、インナーパネル３ａに形成した開口部３ｃを介して車体パネル１側へと延び、ヒンジ２に回転可能に連結されている。

付勢部材９は、ここでは第１弾性体である第１コイルスプリング２２で構成されている。第１コイルスプリング２２の一端部は、ブラケット２０の係止孔に係止されている。第１コイルスプリング２２の他端部は、インナーパネル３ａに固定したＵ字状のフック２３に係止されている。なお、第１コイルスプリング２２の付勢力は、ドアを作動させるアクチュエータ５の駆動を妨げるほど大きくはなく、またモータ１０の停止時にレバー７及びリンク８を介してドアを作動させることができる操作力よりも小さい。

図６、詳しくは図７に示すように、ヒンジ２は、車体パネル１側に取り付けられる第１ヒンジ部２４と、インナーパネル３ａ側に取り付けられる第２ヒンジ部２５とを備える。

第１ヒンジ部２４は、車体パネル１にねじ止め等によって固定される取付部２６と、そこから斜めに延びる支持部２７とで構成されている。第１ヒンジ部２４では、取付部２６及び支持部２７で両側部２６ａ及び２７ａが直角に屈曲し、全体の剛性が高められている。支持部２７では中央部２７ｂが山型に突出し、その内面２７ｃには後述する第２コイルスプリング３０の第１押圧部３０ｂが圧接している。また支持部２７では、両側部２７ａが中央部２７ｂよりも突出し、その先端部分には貫通孔（図示せず）がそれぞれ形成されている。中央部２７ｂの外面２７ｄには、Ｌ字状の取付片２７ｅが一体化されている。取付片２７ｅに取り付けた軸部材２１の軸部によってリンク８の他端部が回転可能に支持されている。

第２ヒンジ部２５は板状で、中央部に略Ｕ字状の屈曲部２８が形成されている。屈曲部２８の対向壁には貫通孔（図示せず）がそれぞれ形成されている。支持部２７と屈曲部２８の貫通孔には車両の上下方向に延びるピン２９が嵌合し、このピン２９を軸として第１ヒンジ部２４に対して第２ヒンジ部２５が回転可能に支持されている。またピン２９には、第２弾性体である第２コイルスプリング３０が取り付けられている。換言すれば、一対の巻回部３０ａの中心にピン２０が挿通されている。

第２コイルスプリング３０は、一対の巻回部３０ａの間に第１押圧部３０ｂが形成され、各巻回部３０ａから第２押圧部３０ｃがそれぞれ突出している。第１押圧部３０ａは略Ｕ字状で、第１ヒンジ部２４の支持部２７、すなわち中央部２７ｂの内面２７ｃに圧接している。各第２押圧部３０ｃは先端が直角に屈曲され、この屈曲部分がインナーパネル３ａの鍔部３ｂに圧接している。これにより、ドアが閉方向へと付勢される。なお、第２コイルスプリング３０の付勢力は、ドアを作動させるアクチュエータ５の駆動を妨げるほど大きくはなく、またドア開閉装置４のモータ１０の停止時にドアを作動させることができる操作力よりも小さい。

次に、前記構成のドア開閉装置４の動作について説明する。

モータ１０の駆動により主軸と共に太陽歯車１３が回転すると、環状体１５内を自転しながら公転する遊星歯車１４によって出力軸部１１が減速されて回転する。モータ１０を正転駆動して出力軸部１１を正回転させると、レバー７は正回転する（図３中、矢印ａで示す）。レバー７の正回転により、リンク８がインナーパネル３ａから車体パネル側へと突出し、ドアが図１に示す閉鎖位置から図４に示す開放位置へと回動する。つまり、ドアの自動開放動作が行われる。ドアが所定の開放位置まで開放すると、モータ１０は停止され、ドアの開放動作が停止される。

この間、図３に示すように、第１コイルスプリング２２によって、レバー７には常に矢印ｂ方向すなわちドアを閉鎖する方向へと付勢力が付与されている。すなわち、インナーパネル３ａのフック２３に係止した第１コイルスプリング２２の引張り力がブラケット２０を介してレバー７に作用する。ブラケット２０は、レバー７に回転可能に取り付けられている。このため、第１コイルスプリング２２の引張り力は、レバー７をスムーズに逆回転させるように作用する。この結果、太陽歯車１３と遊星歯車１４の間、あるいは遊星歯車１４と環状体１５の内歯１５ａとの間のバックラッシュによるがたつきが防止される。バックラッシュによるがたつき量自体は小さいが、このがたつき量は、レバー７の回転、リンク８の移動、ドアの開放動作と増幅される。ドアは開放作動を停止したとしても、慣性力によって回動し続けようとし、前記がたつき量に基づくドアのバウンド（振動）が発生してしまう。したがって、バックラッシュによるがたつきを防止することで、ドアの開放時の振動の発生を抑制することができる。また、ドアの開度が大きくなるに従って、作用する第１コイルスプリング２２の付勢力は徐々に大きくなる。さらに、この付勢力は、レバー７に取り付けた軸部材２１の軸部に回転可能に支持されるリンク８を介して車体パネル１との間にも作用する。しかも、ヒンジ２に設けた第２コイルスプリング３０によってもドアは閉方向へと付勢されている。したがって、第２コイルスプリング３０によるこれらの相乗効果によって開放停止時のドアの振動を効果的に抑制することができる。

また逆に、モータ１０を逆転駆動して出力軸部１１を逆回転させると、レバー７は図５中矢印ｂ方向に回転する。レバー７の回転により、リンク８が車体パネル１からインナーパネル３ａへと移動し、ドアが閉方向へと回動する。つまり、ドアの自動閉鎖動作が行われる。この間も、第１コイルスプリング２２及び第２コイルスプリング３０による付勢力がドアを閉鎖する方向に作用し続けるので、歯車同士ががたつくことなく、スムーズな動作を実現できる。

前記第１実施形態に係るドア開閉装置４によれば、次のような効果が得られる。
（１）第１コイルスプリング２２によってレバー７をドアの閉方向へと付勢するようにしたので、太陽歯車１３と遊星歯車１４の間等の歯車に噛合部分でのバックラッシュによるがたつきの発生を防止することができる。しかも、第１コイルスプリング２２によってリンク８を介してドアを閉鎖方向へと付勢している。したがって、ドアを開放位置へと自動開放した際にドアが振動することを抑制できる。
（２）レバー７の一端にブラケット２０を取り付け、インナーパネル３ａにフック２３を取り付け、両者の間に第１コイルスプリング２２を係止するという簡単かつ安価な構成で、がたつきの発生を防止し、ドアの振動を抑制することができる。この構成は、既存のドア開閉装置４であっても簡単に採用することができる。
（３）ヒンジ２に第２コイルスプリング３０を設け、ドアを閉方向に付勢するようにしたので、この点でもドアを開放した状態での振動の発生を抑制することができる。第２コイルスプリング３０は、ドアを閉方向に付勢するため、ドアが必要以上に開放してしまうことをも防止する。

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態に係るドア開閉装置４を示す。このドア開閉装置４は、基本的な構成は前記第１実施形態で説明したものと同様であるので、対応する部材には同一符号を付してその説明を省略する。また、ドア開閉装置４以外の構成については図示していない。

図９に示すように、出力軸部１１と蓋体１８との間には、第３弾性体である第３コイルスプリング３１が配置されている。図１０に示すように、第３コイルスプリング３１は両端部が屈曲されて、一端部が第１係止部３１ａ、他端部が第２係止部３１ｂとなっている。出力軸部１１には、鍔部１１ａに略Ｃ字状の第１突出部３２が形成されている。第１突出部３２は、出力軸部１１の軸心を中心とする同心円上に形成され、周方向の一端部が第１押圧部３２ａ、他端部が第２押圧部３２ｂとなっている。蓋体１８の内面には、出力軸部１１の第１突出部３２と同様に略Ｃ字状の第２突出部３３が鍔部１１ａに向かって突出するように形成されている。第２突出部３３の周方向の一端部が第１係止受部３３ａ、他端部が第２係止受部３３ｂとなっている。

第２ケース部１７に環状体１５と共に蓋体１８を取り付けると、蓋体１８の第２突出部３３が、出力軸部１１の第１突出部３２の円弧状の外面に沿って配置される。また、図１０に示す中立位置において、第１係止受部３３ａ及び第２係止受部３３ｂの周方向端部は、第１押圧部３２ａ及び第２押圧部３２ｂの周方向端部とそれぞれ面一となるように形成されている。そして、第３コイルスプリング３１のコイル状の本体部分は、第２突出部３３の外側に嵌め込まれ、第１係止部３１ａが第１押圧部３２ａと第１係止受部３３ａに係止され、第２係止部３１ｂが第２押圧部３２ｂと第２係止受部３３ｂに係止されている。この状態では、出力軸部１１を正逆いずれの方向に回転させても、第３コイルスプリング３１による逆向きの付勢力が作用する。なお、第３コイルスプリング３１の付勢力は、ドアを作動させるアクチュエータ５の駆動を妨げるほど大きくはなく、またモータ１０の停止時に出力軸部１１、レバー７及びリンク８を介してドアを作動させることができる操作力よりも小さい。

第２実施形態に係るドア開閉装置４では、モータ１０を正転駆動して出力軸部１１を正回転させると、出力軸部１１は正回転し、レバー７は正方向に回転する。レバー７の正方向への回転により、前記第１実施形態と同様に、リンク８がインナーパネル３ａから車体パネル１側へと突出し、ドアが開方向へと回動するドアの自動開放動作が行われる。

この間、図１０の状態から、出力軸部１１の第２押圧部３２ｂが第３コイルスプリング３１の第２係止部３１ｂを押圧し、第３コイルスプリング３１の第１係止部３１ａは第１係止受部３３ａに係止された状態に維持されるため、出力軸部１１は第３コイルスプリング３１の付勢力に抗して回転する。つまり、出力軸部１１には、第３コイルスプリング３１の付勢力が作用した状態に維持される。しかも、第３コイルスプリング３１による付勢力は、出力軸部１１の正方向への回転量（回転角度）が大きくなればなるほど大きくなる。したがって、ドアが開放位置まで回動した状態では、第３コイルスプリング３１の付勢力によって太陽歯車１３と遊星歯車１４の間、あるいは遊星歯車１４と環状体１５の内歯との間のバックラッシュによるがたつきが防止される。この結果、自動開放した直後であってもドアに振動が発生しにくくなる。

また逆に、モータ１０を逆転駆動して出力軸部１１を逆回転させると、出力軸部１１は逆回転し、レバー７は逆方向に回転する。レバー７の逆方向への回転により、前記第１実施形態と同様に、リンク８が車体パネル１からインナーパネル側へとし、ドアが開方向へと回動するドアの自動開放動作が行われる。

前記第２実施形態に係るドア開閉装置４によれば、次のような効果が得られる。
（１）第３コイルスプリング３１によって出力軸部１１に直接、付勢力を作用させることにより、より効果的に太陽歯車１３と遊星歯車１４の間等の歯車に噛合部分でのバックラッシュによるがたつきの発生を防止することができる。この結果、ドアを開放位置へと自動開放した際にドアが振動することを抑制できる。
（２）第３コイルスプリング３１はケース６内に収容されているため、ゴミや埃等の異物が付着して損傷したり、劣化したりすることを抑制できる。このため、長期に亘って安定した状態で使用することが可能となる。

本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記第１実施形態では、第１弾性体である第１コイルスプリング２２と、第２弾性体である第２コイルスプリング３０とを備えた構成について説明したが、いずれか一方のみの構成とすることもできる。

前記２実施形態では、第３弾性体である第３コイルスプリング３１を備えた構成について説明したが、さらに前記第１実施形態で説明した第１コイルスプリング２２を備えた構成とすることもできるし、第２コイルスプリング３０を備えた構成とすることもできるし、第１コイルスプリング２２及び第２コイルスプリング３０を備えた構成とすることもできる。

このように、第１コイルスプリング２２、第２コイルスプリング３０及び第３コイルスプリング３１をそれぞれ単独で備えた構成としてもよいし、任意の２つを備えた構成としてもよいし、３つとも備えた構成としてもよい。１つよりも２つ、２つよりも３つ備えることで、より一層ドア開放時の振動発生の抑制効果を高めることができる。

前記実施形態では、第１弾性体によるレバー７の引っ張り方向はドア閉方向としたが、開方向であってもよい。また、第１弾性体では、レバー７に引っ張り力を作用させるようにしたが、圧縮力を作用させるようにしてもよい。さらに、第１弾性体には第１コイルスプリング２２を使用したが、ウレタン等の他の弾性部材を採用することも可能である。

前記第２実施形態では、第１突出部３２を第２突出部３３の径方向内側に配置しているが、内外を入れ替えて、第１突出部３２を第２突出部の径方向外側に配置するようにしてもよい。

また、前記第２実施形態では、ドア閉鎖状態で、第１突出部３２及び第２突出部３３が図１０に示す中立位置に位置するように構成したが、ドア開放状態、又はドア閉鎖状態とドア開放状態の間の任意の位置で中立位置に位置するように構成してもよい。この場合、出力軸１１が回転可能な範囲でいずれの回転位置においても第３コイルスプリング３１による付勢力が出力軸１１に作用するため、同様の効果を得ることができる。

１ 車体パネル
２ ヒンジ
３ ドア
３ａ インナーパネル
４ ドア開閉装置
５ アクチュエータ
６ ケース
７ レバー
８ リンク
９ 付勢部材
１０ モータ（駆動源）
１１ 出力軸部
１２ 減速機構
１３ 太陽歯車
１４ 遊星歯車
１５ 環状体
１６ 第１ケース部
１７ 第２ケース部
１８ 蓋体
１９ フランジ付きボルト
２０ ブラケット
２１ 軸部材
２２ 第１コイルスプリング
２３ フック
２４ 第１ヒンジ部
２５ 第２ヒンジ部
２６ 取付部
２７ 支持部
２８ 屈曲部
２９ ピン
３０ 第２コイルスプリング
３１ 第３コイルスプリング
３２ 第１突出部
３３ 第２突出部

Claims (6)

1. 駆動源、正逆回転可能な出力軸部、及び前記駆動源の駆動力を複数の歯車により減速して前記出力軸部に伝達する減速機構を有するアクチュエータと、
   少なくとも前記駆動源が収容され、車体に開閉可能に取り付けたドアに固定されるケースと、
   前記出力軸部に固定され、正回転して前記ドアを開方向に動作させる一方、逆回転して前記ドアを閉方向に動作させるレバーと、
   前記レバーと車体を連結するリンクと、
   前記ドアを開方向または閉方向のいずれか一方に付勢する付勢部材と、
   を備える、ドア開閉装置。
2. 前記付勢部材は、前記ドアと前記レバーの間に設けられ、前記レバーを回転方向のいずれか一方に付勢する第１弾性体である、請求項１に記載のドア開閉装置。
3. 前記第１弾性体は、前記レバーを逆回転方向に付勢する、請求項２に記載のドア開閉装置。
4. 前記ドアは、前記車体にヒンジを介して回転可能に連結され、
   前記付勢部材は、前記ヒンジに設けられて、前記ドアを閉方向に付勢する第２弾性体である、請求項１に記載のドア開閉装置。
5. 前記付勢部材は、前記ケース内に設けられ、前記ケースに対して前記出力軸部を介して前記レバーを回転方向に付勢する第３弾性体である、請求項１に記載のドア開閉装置。
6. 前記第３弾性体は、螺旋状に巻回され、一端に第１係止部を有し、他端に第２係止部を有するコイルスプリングからなり、
   前記ケースは、前記第１係止部が係止される第１係止受部と、前記第２係止部が係止される第２係止受部とを有し、
   前記出力軸部は、正回転により前記第１係止受部に係止されている第１係止部を押圧する第１押圧部と、逆回転により前記第２係止受部に係止されている第２係止部を押圧する第２押圧部とを有する、請求項５に記載のドア開閉装置。

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