JP2023007523A - ドア開閉装置 - Google Patents

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秀樹 野間
Hideki Noma
義満 藤川
Yoshimitsu Fujikawa
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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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