JP4075381B2 - 車両のドア開閉装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のドア開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワンボックスカーのバックドアとしては、図８に示すようにワンボックスカー１００の車体１０１の後面１０２に形成された開口部１０３上縁に、ヒンジを介して上下方向Ａに回動自在に支持された跳ね上げ式のバックドア１０４が一般的となっており、手動でバックドア１０４を上下方向Ａに開閉するように構成されている。
【０００３】
そして、このような跳ね上げ式のバックドア１０４の開閉に伴う労力を軽減させるために車両にはドア開閉装置が設けられており、例えばこのワンボックスカー１００では、車体１０１の後面１０２の左右側縁とバックドア１０４の左右側縁との間にガス圧式バランサー５０、５０が介装されている。
【０００４】
このガス圧式バランサー５０は、バックドア１０４に一端側が軸支されたシリンダー５０ａと、シリンダー５０ａ内に一端側が往復自在に挿入されて他端側が車体１０１に軸支されたピストン５０ｂとから構成されている。
【０００５】
シリンダー５０ａ内には窒素ガスが封入されており、この窒素ガスの圧力でピストン５０ｂが押し出されることによりガス圧式バランサー５０はバックドア１０４を開方向Ｂに付勢している。
【０００６】
そして、このガス圧式バランサー５０は、図９に示すように、その付勢力５０Ｆ（図８参照）によりバックドア１０４に作用する回動中心まわりのモーメント（以下モーメントと呼ぶ）が、バックドア１０４の全閉位置Ｐから全開位置Ｑの全範囲に渡ってバックドア１０４の開方向Ｂに作用する曲線状の開モーメントＭ１に設定されている。
【０００７】
この開モーメントＭ１は、バックドア１０４が全閉位置Ｐから所定角度Ｘ開いた所定位置Ｒでは、バックドア１０４の自重１０４Ｆ（図８参照）によりバックドア１０４の閉方向Ｃ（下方向、図８参照）に作用する閉モーメントＭ０と同じ大きさに設定されている。
【０００８】
さらに、開モーメントＭ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも低い位置ではバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０よりも小さく設定されており、所定位置Ｒよりも高い位置では前記閉モーメンＭ０トよりも大きく設定されている。
【０００９】
そして、この開モーメントＭ１とバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０とから合成されてバックドア１０４に作用する合成モーメントＭ０＋Ｍ１は曲線状であって、バックドア１０４が所定位置Ｒではバックドア１０４に作用しない０モーメントに設定されている。
【００１０】
さらに、合成モーメントＭ０＋Ｍ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも低い位置ではバックドア１０４の閉方向Ｃに作用する閉モーメントＭａに設定されているとともに、この閉モーメントＭａはバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０よりも小さく設定されている。
【００１１】
さらに、合成モーメントＭ０＋Ｍ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも高い位置ではバックドア１０４の開方向Ｂに作用する開モーメントＭｂに設定されているとともに、この開モーメントＭｂは第一のガス圧式バランサー５０による開モーメント５０Ｆよりも小さく設定されている。
【００１２】
そして、バックドア１０４を開ける際には所定位置Ｒよりも少し上に開けると合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂによりバックドア１０４が開方向Ｂに助力されながら自然に回動して全開位置Ｑに保持されるため、バックドア１０４が開け易くなっている。
【００１３】
そして、バックドア１０４を閉める際には所定位置Ｒよりも少し下に閉めると合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉モーメントＭａによりバックドア１０４が閉方向Ｃに付勢されながら自然に回動するため、バックドア１０４が閉まり易くなっている。
【００１４】
また、ドア開閉装置の中には、前述した構成に加えて例えば図１０や図１１に示すような車体１０１側に設けられた電動式の駆動ユニット２０１と、駆動ユニット２０１にリンク２０２で連結されてバックドア１０４側に固設されたブラケット２０３とを備え、駆動ユニット２０１が作動することによりリンク２０２とブラケット２０３とを介してバックドア１０４を押し引きしてバックドア１０４を開閉駆動させる機構を備えたものがある（特開２０００−３３５２４５号公報参照）。
【００１５】
この機構では、リンク２０２がブラケット２０３を介してバックドア１０４を押し引きする位置が、リンク２０２とブラケット２０３をコンパクトに収めるとともに、ユーザーが荷物を出し入れする際にリンク２０２とブラケット２０３が邪魔にならないようにできるだけ上方に設定されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８〜図１１に示す構成を備えたドア開閉装置では、バックドア１０４を全閉位置Ｐから所定位置Ｒまで開駆動する場合には、リンク２０２がブラケット２０３を介してバックドア１０４を押し引きする位置が上方に設定されているためバックドア１０４の回動中心の近くに力が加わり、この力が合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉モーメントＭａに抗して駆動することになる。
【００１７】
したがって、バックドア１０４の開駆動に要する動力が大きくなるため、駆動ユニット２０１に設けられた電動モータ２０４（図１１参照）に大きな負荷がかかってバックドア１０４の開速度が必要以上に遅くなる。
【００１８】
そして、バックドア１０４を所定位置Ｒから全開位置Ｑまで開駆動する場合には、合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂに助力されながら駆動させるため、電動モータ２０４にかかる負荷が小さくなって回転数が上昇し、バックドア１０４の開速度が必要以上に速くなる。
【００１９】
また、バックドア１０４を全開位置Ｑから所定位置Ｒまで閉駆動する場合には、合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂに抗して駆動させるため、電動モータ２０４に大きな負荷がかかり、バックドア１０４の閉速度が必要以上に遅くなる。
【００２０】
そして、バックドア１０４を所定位置Ｒから全閉位置Ｐまで閉駆動する場合には、合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉モーメントＭａに助力されながら駆動させるため、電動モータ２０４にかかる負荷が小さくなって回転数が上昇し、バックドア１０４の閉速度が必要以上に速くなる。
【００２１】
したがって、このようなドア開閉装置においては、合成モーメントＭ０＋Ｍ１に抗してバックドア１０４を開閉させる際に電動モータ２０４に大きな負荷がかかるため、モータの大型化または小型のモータが複数必要となり、コストがかかってしまう問題があった。
【００２２】
また、合成モーメントＭ０＋Ｍ１によりバックドア１０４の開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりしてスムーズに開閉せず、特にバックドア１０４が閉まりきる直前では、バックドア１０４の所定位置Ｒが通常全閉位置Ｐの近くに設定されていることからバックドア１０４が加速してしまうため、性能が良くなかった。
【００２３】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、ドアを開閉駆動する際にモータにかかる負荷を低コストで抑えるとともに、性能を高めることができる車両のドア開閉装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の請求項１記載の車両のドア開閉装置では、車両に設けられ、この車両の車体に設けられた開口部の上縁に上下方向に回動自在に支持されて前記開口部を開閉するドアを電動モータにより開閉駆動するとともに、前記車体と前記ドアとの間に介装されて内部に封入されたガスの圧力で前記ドアを開方向に付勢するガス圧式バランサーを備え、このガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが前記ドアの全閉位置から全開位置の全範囲に渡って前記ドアの開方向に作用する開モーメントに設定されるとともに、この開モーメントと前記ドアの自重により前記ドアの閉方向に作用する閉モーメントとから合成されて前記ドアに作用する合成モーメントが、前記ドアが前記全閉位置から所定角度開いた所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記ガス圧式バランサーによる前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定された車両のドア開閉装置において、前記車両に、内部に封入されたガスの圧力で付勢する第二のガス圧式バランサーを設け、この第二のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントを、前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定し、前記所定位置よりも低い位置では開モーメントに設定し、前記所定位置よりも高い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定するとともに、前記第二のガス圧式バランサーによる前記モーメントと前記合成モーメントとから合成されて前記ドアに作用する第二の合成モーメントを、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定し、前記所定位置よりも低い位置では前記合成モーメントの前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定し、前記所定位置よりも高い位置では前記合成モーメントの前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定したものとしている。
【００２５】
かかる構成においては、ガス圧式バランサーを追加したことによりドアに作用する合成モーメントの変動幅が小さくなるため、ドアを開閉駆動する際にモータにかかる負荷の変動幅も小さくなる。このため、ドアを開閉駆動させる際にモータにかかる負荷が軽減されるのでモータの小型化やモータの個数を減らすことが可能となる。また、ドアの開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりするのが抑えられるのでドアをスムーズに開閉させることが可能となる。
【００２６】
また請求項２記載の車両のドア開閉装置においては、車体に設けられた開口部の上縁に上下方向に回動自在に支持されて前記開口部を開閉するドアと前記車体との間に介装されて内部に封入されたガスの圧力で前記ドアを開方向に付勢する第一のガス圧式バランサーと、前記車体側に設けられて前記ドアを開閉駆動する駆動ユニットと、前記車体の上部に設けられて前記駆動ユニットにより駆動されるバランサーユニットと、このバランサーユニットに一端側が軸支されたリンクと、このリンクの他端側に軸支されて前記ドアの上部に固設されたブラケットとを備え、前記駆動ユニットは、前記ドアを開閉駆動する動力を発生する電動モータを備えている一方、前記バランサーユニットは、前記車体に取り付けられたベース部と、前記電動モータに接続して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されるとともに前記リンクの前記一端側が軸支された出力ギヤと、この出力ギヤに噛合して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されたサブギヤと、前記ドアが全閉位置から所定角度開いた所定位置で前記サブギヤの回転中心を通るように先端部が前記サブギヤに軸支されるとともに基端部が前記ベース部に軸支され、内部に封入されたガスの圧力により付勢する第二のガス圧式バランサーとを備え、前記電動モータによる前記出力ギヤの正方向の回転により前記リンクを車外側に押して前記ブラケットを介して前記ドアを開駆動し、前記電動モータによる前記出力ギヤの逆方向の回転により前記リンクを車内側に引いて前記ブラケットを介して前記ドアを閉駆動するとともに、前記第二のガス圧式バランサーは、前記ドアの前記所定位置では前記リンクを付勢しないとともに、前記所定位置より低い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車外方向に付勢し、前記所定位置より高い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車内方向に付勢する一方、前記第一のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記全閉位置から全開位置の全範囲に渡って前記ドアの開方向に作用する開モーメントに設定されているとともに、この開モーメントと前記ドアの自重により前記ドアの閉方向に作用する閉モーメントとから合成され前記ドアに作用する第一の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一のガス圧式バランサーによる前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されている一方、前記第二のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では開モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定されているとともに、前記第二のガス圧式バランサーによる前記モーメントと前記第一の合成モーメントとから合成され前記ドアに作用する第二の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記第一の合成モーメントの前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一の合成モーメントの前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されたものとしている。
【００２７】
かかる構成においては、ガス圧式バランサーを追加したことによりドアに作用する合成モーメントの変動幅が小さくなるため、ドアを開閉駆動する際にモータにかかる負荷の変動幅が小さくなる。このため、ドアを開閉駆動させる際にモータにかかる負荷が軽減されるのでモータの小型化やモータの個数を減らすことが可能となる。また、ドアの開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりするのが抑えられるのでドアをスムーズに開閉させることが可能となる。
【００２８】
また請求項３記載の車両のドア開閉装置においては、車体に設けられた開口部の上縁に上下方向に回動自在に支持されて前記開口部を開閉するドアと前記車体との間に介装されて内部に封入されたガスの圧力で前記ドアを開方向に付勢する第一のガス圧式バランサーと、前記車体の上部に設けられて前記ドアを開閉駆動させる駆動ユニットと、この駆動ユニットに一端側が軸支されたリンクと、このリンクの他端側に軸支されて前記ドアの上部に固設されたブラケットとを備え、前記駆動ユニットは、前記車体に取り付けられたベース部と、このベース部に設けられて前記ドアを開閉駆動する動力を発生する電動モータと、この電動モータに接続して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されるとともに前記リンクの前記一端側が軸支された出力ギヤと、この出力ギヤに噛合して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されたサブギヤと、前記ドアが全閉位置から所定角度開いた所定位置で前記サブギヤの回転中心を通るように先端部が前記サブギヤに軸支されるとともに基端部が前記ベース部に軸支され、内部に封入されたガスの圧力により付勢する第二のガス圧式バランサーとを備え、前記電動モータによる前記出力ギヤの正方向の回転により前記リンクを車外側に押して前記ブラケットを介して前記ドアを開駆動し、前記電動モータによる前記出力ギヤの逆方向の回転により前記リンクを車内側に引いて前記ブラケットを介して前記ドアを閉駆動するとともに、前記第二のガス圧式バランサーは、前記ドアの前記所定位置では前記リンクを付勢しないとともに、前記所定位置より低い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車外方向に付勢し、前記所定位置より高い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車内方向に付勢する一方、前記第一のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記全閉位置から全開位置の全範囲に渡って前記ドアの開方向に作用する開モーメントに設定されているとともに、この開モーメントと前記ドアの自重により前記ドアの閉方向に作用する閉モーメントとから合成され前記ドアに作用する第一の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一のガス圧式バランサーによる前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されている一方、前記第二のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では開モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定されているとともに、前記第二のガス圧式バランサーによる前記モーメントと前記第一の合成モーメントとから合成され前記ドアに作用する第二の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記第一の合成モーメントの前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一の合成モーメントの前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されたものとしている。
【００２９】
かかる構成においては、ガス圧式バランサーを追加したことによりドアに作用する合成モーメントの変動幅が小さくなるため、ドアを開閉駆動する際にモータにかかる負荷の変動幅が小さくなる。このため、ドアを開閉駆動させる際にモータにかかる負荷が軽減されるのでモータの小型化やモータの個数を減らすことが可能となる。また、ドアの開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりするのが抑えられるのでドアをスムーズに開閉させることが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示すドア開閉装置１を備えたワンボックスカー１０の後部斜視図であり、図２はドア開閉装置１の要部斜視図である。このワンボックスカー１０には、車体１０１の後面１０２に設けられた開口部１０３の上縁にヒンジを介して上下方向Ａに回動自在に支持されて開口部１０３を開閉するバックドア１０４が設けられているとともに、このバックドア１０４を開閉する本発明のドア開閉装置１が設けられている。
【００３２】
このドア開閉装置１は、車体１０１の後面１０２の左右側縁とバックドア１０４の左右側縁との間に介装されてバックドア１０４を開方向Ｂ（上方）に付勢する第一のガス圧式バランサー５０と、車体１０１側に設けられバックドア１０４を開閉駆動する駆動ユニット（図示せず）と、車体１０１の右側面１０５の上縁内側において開口部１０３近傍に設けられ、前記駆動ユニットにより駆動されるバランサーユニット２と、バランサーユニット２に一端側が軸支されたリンク３と、リンク３の他端側に軸支されたバックドア１０４の右側部１０６上部内側において開口部１０３近傍に固設されたブラケット４とを備えている。
【００３３】
第一のガス圧式バランサー５０は、バックドア１０４に一端側が軸支されたシリンダー５０ａと、シリンダー５０ａ内に一端側が往復自在に挿入されて他端側が車体１０１側に軸支されたピストン５０ｂとから構成されている。
【００３４】
シリンダー５０ａ内には窒素ガスが封入されており、この窒素ガスの圧力でピストン５０ｂが押し出されることにより、第一のガス圧式バランサー５０はバックドア１０４を開方向Ｂに付勢している。
【００３５】
また前記駆動ユニットは、図示しないが、前記バランサーユニット２に接続してバックドア１０４を開閉駆動する動力を発生させる電動モータ、電動モータの回転速度をおそくさせる減速ギヤ、バランサーユニット２に伝達される電動モータの動力を断絶するクラッチ等を備えている。
【００３６】
一方、バランサーユニット２は、図２に示すように車体１０１に取り付けられたベース部５と、前記駆動ユニットの電動モータに接続してベース部５に正逆方向に回転自在に支持されるとともにリンク３の一端側が軸支された出力ギヤ６と、出力ギヤ６より車内側に位置して出力ギヤ６に噛合するとともにベース部５に正逆方向に回転自在に支持されたサブギヤ７と、サブギヤ７より車内側で基端部８１がベース部５に軸支されるとともに先端部８２がサブギヤ７に軸支された第二のガス圧式バランサー８とを備えている。
【００３７】
ベース部５は左右方向に凸型に屈曲形成されて上下端部５１、５１が車体に固定されており、中間部５２が車体中心方向に向かって突出している。
【００３８】
出力ギヤ６は扇状であって回転中心となる角部６１がベース部５の中間部５２の側面５３上に回転自在に支持されており、図２で示すバックドア１０４の全閉位置では歯６２が形成された円弧６３は車内側に位置している。またこのときに出力ギヤ６の下端部６４にリンク３の一端側が軸支されている。
【００３９】
サブギヤ７は略半円形状であってその中心部がベース部５の中間部５２の側面５３上に軸支されており、図２で示すバックドア１０４の全閉位置では歯７１が形成された円弧７２は上側に位置している。
【００４０】
第二のガス圧式バランサー８は、サブギヤ７より車内側に位置してベース部５の中間部５２の側面５３上に基端部８１である一端部が軸支されたシリンダー８３と、シリンダー８３内に一端側が往復自在に挿入されて先端部８２である他端部がサブギヤ７に軸支されたピストン８４とから構成されている。
【００４１】
シリンダー８３内には窒素ガスが封入されており、この窒素ガスの圧力でピストン８４が押し出されることによって、第二のガス圧式バランサー８が付勢するように構成されている。
【００４２】
また、第二のガス圧式バランサー８は、バックドアが図３に示す全閉位置から図４に示す所定の角度まで開いた所定位置でピストンがサブギヤの回転中心７ａを通るようにピストン８４の先端部８２がサブギヤ７に軸支されており、全閉位置ではサブギヤ７の回転中心７ａよりも上側に位置している。
【００４３】
そして、図３から図５にかけて示すようにバックドア１０４を全閉位置Ｐから全開位置Ｑまで開駆動する場合には、前記駆動ユニットの電動モータが正方向Ｄに回転して出力ギヤ６が正方向Ｄ（時計と反対回りの方向）に回転する。
【００４４】
この出力ギヤ６の正方向Ｄの回転によりリンク３を車外方向Ｅに押し、押されたリンク３がブラケット４を介してバックドア１０４を押し上げることでバックドア１０４を開駆動するように構成されている。
【００４５】
また、図５から図３にかけて示すようにバックドア１０４を全開位置から全閉位置まで閉駆動する場合には、前記駆動ユニットの電動モータが逆方向Ｆに回転して出力ギヤ６が逆方向Ｆ（時計回りの方向）に回転する。
【００４６】
この出力ギヤ６の逆方向Ｆの回転によりリンク３を車内方向Ｇに引き、引っ張られたリンク３がブラケット４を介してバックドア１０４を引き下げることでバックドア１０４を閉駆動するように構成されている。
【００４７】
また、バックドア１０４の開閉駆動の際に、第二のガス圧式バランサー８は、図４に示すようにバックドア１０４の所定位置Ｒでは、ピストン８４がサブギヤ７の回転中心７ａを通って最大限に伸びた状態となる。
【００４８】
これにより、第二のガス圧式バランサー８は、その付勢力８Ｆによってサブギヤ７を正方向Ｄまたは逆方向Ｆに付勢させることはなく、これに伴ってサブギヤ７に噛合する出力ギヤ６も正方向Ｄまたは逆方向Ｆに付勢されないことから、リンク３を付勢しないように構成されている。
【００４９】
また、バックドア１０４が所定位置Ｒより低い位置では、図３に示すように第二のガス圧式バランサー８は、ピストン８４がサブギヤ７の回転中心７ａよりも上側に位置される。
【００５０】
これにより、第二のガス圧式バランサー８は、その付勢力８Ｆによってサブギヤ７を逆方向Ｆに付勢し、これに伴ってサブギヤ７に噛合する出力ギヤ６は正方向Ｄに付勢されることからリンク３を車外方向Ｅに付勢するように構成されている。
【００５１】
また、バックドア１０４が所定位置Ｒより高い位置では、図５に示すように第二のガス圧式バランサー８は、ピストン８４がサブギヤ７の回転中心７ａよりも下側に位置される。
【００５２】
これにより、第二のガス圧式バランサー８は、その付勢力８Ｆによってサブギヤ７を正方向Ｄに付勢し、これに伴ってサブギヤ７に噛合する出力ギヤ６は逆方向Ｆに付勢されることからリンク３を車内方向Ｇに付勢するように構成されている。
【００５３】
図６は、バックドア１０４に作用する各モーメントとドア開度との関係を示す図である。第一のガス圧式バランサー５０は、その付勢力５０Ｆ（図３〜図５参照）によりバックドア１０４に作用するモーメントが、バックドア１０４の全閉位置Ｐから全開位置Ｑの全範囲に渡ってバックドア１０４の開方向Ｂに作用する曲線状の開モーメントＭ１に設定されている。
【００５４】
この開モーメントＭ１は、バックドア１０４が全閉位置Ｐから所定角度Ｘ開いた所定位置Ｒでは、バックドア１０４の自重１０４Ｆによりバックドア１０４の閉方向Ｃ（下方向、図１、図５参照）に作用する閉モーメントＭ０と同じ大きさに設定されている。
【００５５】
さらに、開モーメントＭ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも低い位置ではバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０よりも小さく設定されており、所定位置Ｒよりも高い位置では前記閉モーメンＭ０トよりも大きく設定されている。
【００５６】
そして、この開モーメントＭ１とバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０とから合成されてバックドア１０４に作用する第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１は曲線状であり、バックドア１０４が所定位置Ｒではバックドア１０４に作用しない０モーメントに設定されている。
【００５７】
さらに、第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも低い位置ではバックドア１０４の閉方向Ｃに作用する閉モーメントＭａに設定されているとともに（図３参照）、この閉モーメントＭａはバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０よりも小さく設定されている。
【００５８】
さらに、第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも高い位置ではバックドア１０４の開方向Ｂに作用する開モーメントＭｂに設定されているとともに（図５参照）、この開モーメントＭｂは第一のガス圧式バランサー５０による開モーメントＭ１よりも小さく設定されている。
【００５９】
一方、第二のガス圧式バランサー８は、その付勢力８Ｆ（図３〜図５参照）によりバックドア１０４に作用するモーメントＭ２は曲線状であり、バックドア１０４が所定位置Ｒでは、サブギヤ７と出力ギヤ６を介してリンク３を付勢していないことにより（図４参照）、バックドア１０４に作用しない０モーメントに設定されている。
【００６０】
さらに、第二のガス圧式バランサーによるモーメントＭ２は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも低い位置では、サブギヤ７と出力ギヤ６を介してリンク３を車外方向Ｅに付勢していることによりバックドア１０４の開方向Ｂに作用する開モーメントＭｃに設定されているとともに（図３参照）、この開モーメントＭｃは第一のガス圧式バランサー５０による開モーメントＭ１よりも小さく設定されている。
【００６１】
さらに、第二のガス圧式バランサーによるモーメントＭ２は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも高い位置では、サブギヤ７と出力ギヤ６を介してリンク３を車内方向Ｇに付勢していることによりバックドア１０４の閉方向Ｃに作用する閉モーメントＭｄに設定されているとともに（図５参照）、この閉モーメントＭｄはバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０よりも小さく設定されている。
【００６２】
そして、第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１と第二のガス圧式バランサーによるモーメントＭ２とから合成されてバックドア１０４に作用する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２は曲線状であって、バックドア１０４が所定位置Ｒではバックドア１０４に作用しない０モーメントに設定されている。
【００６３】
さらに、第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２は、所定位置Ｒよりも低い位置ではバックドア１０４の閉方向Ｃに作用する閉モーメントＭｅに設定されているとともに（図３参照）、この閉モーメントＭｅは第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉モーメントＭａよりも小さく設定されている。
【００６４】
さらに、第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２は、所定位置Ｒよりも高い位置ではバックドア１０４の開方向Ｂに作用する開モーメントＭｆに設定されているとともに（図５参照）、この開モーメントＭｆは第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂよりも小さく設定されている。
【００６５】
かかる構成においては、バックドア１０４を全閉位置Ｐから所定位置Ｒまで開駆動する場合には、開駆動に抗する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の閉モーメントＭｅの大きさが、第二のガス圧式バランサー８がない場合に抗する第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉モーメントＭａに比べて小さくなっている。
【００６６】
このため、第二のガス圧式バランサー８を有しない従来のドア開閉装置に比べて電動モータにかかる負荷が軽減されるので、バックドア１０４の開速度が必要以上に遅くなるのを抑えることができる。
【００６７】
そして、バックドア１０４を所定位置Ｒから全開位置Ｑまで開駆動する場合には、開駆動に助力する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の開モーメントＭｆの大きさが、第二のガス圧式バランサー８がない場合に助力する第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂに比べて小さくなっている。
【００６８】
このため、第二のガス圧式バランサー８を有しない従来のドア開閉装置に比べて電動モータにかかる負荷が増えるので、バックドア１０４の開速度が必要以上に速くなるのを抑えることができる。
【００６９】
一方、バックドア１０４を全開位置Ｑから所定位置Ｒまで閉駆動させる場合には、閉駆動に抗する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の開モーメントＭｆの大きさが、第二のガス圧式バランサー８がない場合に抗する第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂよりも小さくなっている。
【００７０】
このため、第二のガス圧式バランサー８を有しない従来のドア開閉装置に比べて電動モータにかかる負荷が軽減されるので、バックドア１０４の閉速度が必要以上に遅くなるのを抑えることができる。
【００７１】
さらに、バックドア１０４を所定位置Ｒから全閉位置Ｐまで閉駆動する場合には、閉駆動を助力する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の閉モーメントＭｅの大きさが、第二のガス圧式バランサー８がない場合に助力する第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉Ｍａモーメントよりも小さくなっている。
【００７２】
このため、第二のガス圧式バランサー８を有しない従来のドア開閉装置に比べて電動モータにかかる負荷が増えるので、バックドア１０４の閉速度が必要以上に速くなるのを抑えることができ、バックドア１０４が閉まりきる直前でも加速してしまうのを抑えることができる。
【００７３】
このように本実施の形態のドア開閉装置１では、第二のガス圧式バランサー８を出力ギヤ６と逆方向に回転するサブギヤ７に設けたことにより、第二のガス圧式バランサー８を有しない従来のドア開閉装置に比べて、バックドア１０４に作用するモーメントである第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の変動幅Ｗａが従来のドア開閉装置によりバックドア１０４に作用していた第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の変動幅Ｗｂよりも小さくなるため、バックドア１０４を開閉駆動する際に電動モータにかかる負荷の変動幅が小さくなる。
【００７４】
このため、第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２に抗してバックドア１０４を開閉駆動する際に電動モータにかかる負荷が軽減されるのでモータの小型化やモータの個数を減らすことが可能になる。よって、モータにかかる負荷を低コストで抑えることができる。また同時にドア開閉装置１の重量を低減させることもできる。
【００７５】
また、第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２によりバックドア１０４の開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりするのが抑えられるのでバックドア１０４をスムーズに開閉させることが可能となる。よって、ドア開閉装置１の性能を高めることができる。
【００７６】
また、クラッチにより電動モータを切り離してバックドア１０４を手動で開閉する場合でも、開閉時にはバックドア１０４に作用する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の大きさが、従来の合成モーメントである第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１よりも小さくなっている。
【００７７】
このためバックドア１０４の操作力が小さくなり、また合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の変動幅も従来の合成モーメントＭ０＋Ｍ１よりも小さくなっているので操作しやすい。
【００７８】
さらに、第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２はバックドア１０４の所定位置Ｒから全閉位置Ｐにおいて閉モーメントＭｅとなっているため、バックドア１０４を閉めきる時も必要以上に大きな力を要しない。
【００７９】
また、第一のガス圧式バランサー５０を有するドア開閉装置が設けられた車両に、前記駆動ユニット、リンク３、ブラケット４、出力ギヤ６、サブギア７と第二のバランサー８を追加すれば本実施の形態のような車両１０を製造できる。このため、既存の第一のガス圧式バランサーの取り付け位置を変更することなく電動開閉バックドア仕様の車両を製造して本実施の形態と同様の効果を得ることが可能になる。よって、生産性を高めることができる。
【００８０】
また、第二のガス圧式バランサー８は噛合するギヤ６、７に取り付けられるので、ギヤ６、７の組み合わせ方法（歯数、枚数）により第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の大きさを調整でき、設計自由度を高めることができる。
【００８１】
図７は、本発明の第２の実施の形態を示す車両のドア開閉装置９の要部斜視図である。以下、第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
【００８２】
このドア開閉装置９は、第１の実施の形態と同様に、車体１０１の後面１０２の左右側縁とバックドア１０４の左右側縁との間に介装されバックドア１０４を開方向Ｂに付勢する第一のガス圧式バランサー５０を備えている（図１参照）。
【００８３】
さらにこの開閉装置９は、車体１０１の右側面１０５の上縁内側において開口部１０３近傍に設けられてバックドア１０４を駆動する駆動ユニット９１と、駆動ユニット９１に一端側が軸支されたリンク３と、このリンク３の他端側に軸支されてバックドア１０４の右側部１０６上部内側において開口部１０３近傍に固設されたブラケット４とを備えている。
【００８４】
駆動ユニット９１は、車体１０１に取り付けられたベース部９２を中心にして構成されている。このベース部９２は、車体１０１に取り付けられた平板状の底部９３と、底部９３の上下端部に取り付けられて左右方向に凸型に屈曲形成されたベース本体９４とから構成され、このベース本体９４は第１の実施の形態のドア開閉装置１を構成するベース部５と同じものである。
【００８５】
ベース本体９４と底部９３との間には、バックドア１０４を開閉駆動させる動力を発生する電動モータ９５と、電動モータ９５に接続して電動モータ９５の回転速度をおそくする減速ギヤ９６と、減速ギヤ９６に接続して電動モータ９５の動力を外部に伝達するのを断絶するクラッチ９７が設けられている。
【００８６】
また、ベース本体９４において外方に向かって突出した中間部９８の側面９９上には、クラッチ９７と減速ギヤ９６とを介して電動モータ９５に接続して側面９９に正逆方向に回転自在に支持されるとともにリンク３の一端側が軸支された出力ギヤ６と、出力ギヤ６より車内側に位置して出力ギヤ６に噛合して側面９９に正逆方向に回転自在に支持されたサブギヤ７と、サブギヤ７より車内側で基端部８１が側面９９に軸支されるとともに先端部８２がサブギヤ７に軸支された第二のガス圧式バランサー８とが設けられている。
【００８７】
なお、リンク３、ブラケット４、出力ギヤ６、サブギヤ７、ガス圧式バランサー８の各取付位置、バックドア１０４を開閉駆動する際の各部材の動作は、第１の実施の形態のドア開閉装置１と同様に構成されている（図２〜図５参照）。
【００８８】
また、バックドア１０４の自重１０４Ｆによりバックドア１０４の閉方向Ｃに作用する閉モーメントおよび、第一のガス圧式バランサー５０の付勢力５０Ｆ（図３〜図５参照）によりバックドア１０４に作用するモーメント、このモーメントと前記閉モーメントとを合成した第一の合成モーメント、第二のガス圧式バランサー８の付勢力８Ｆによりバックドア１０４に作用するモーメント、このモーメントと第一の合成モーメントを合成した第二の合成モーメントは、第１の実施の形態の図６で示した各モーメントＭ０、Ｍ１、Ｍ０＋Ｍ１、Ｍ２、Ｍ０＋Ｍ１＋Ｍ２と同じである。
【００８９】
このように本実施の形態のドア開閉装置９では、第１の実施の形態のドア開閉装置１が第二のガス圧式バランサー８と駆動ユニットとを別体にして構成したのに対し、第二のガス圧式バランサー８と駆動ユニット９１を一体にして構成している。よって、第１の実施の形態のドア開閉装置１で得られる効果に加えて、省スペース化を図ることができるとともに、車体１０１への取り付け作業性を向上させることもできる。
【００９０】
なお、両実施の形態のドア開閉装置１、９では、電動モータの動力をリンクに伝達する伝達手段をギヤ６、７と第二のガス圧式バランサー８とから構成したが、このような構成に限定されることはなく、例えばリンクと第二のガス圧式バランサー８とから構成してバックドア１０４に作用する各モーメントを図６のように設定しても良い。また、両実施の形態の開閉装置１、９においても、バックドア１０４に適用した場合について説明したが、他のドアに適用した場合でも同様の効果を得ることができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の車両のドア開閉装置においては、ガス圧式バランサーを追加したことによりドアに作用する合成モーメントの大きさと変動幅が小さくなるため、ドアを開閉駆動する際にモータにかかる負荷の大きさと変動幅が小さくなる。
【００９２】
このため、ドアを開閉駆動させる際にモータにかかる負荷が軽減されるのでモータの小型化やモータの個数を減らすことが可能となる。よって、モータにかかる負荷を低コストで抑えることができる。また、ドアの開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりするのが抑えられるのでドアをスムーズに開閉させることが可能となる。よって、性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すドア開閉装置を備えたワンボックスカーの後部斜視図である。
【図２】ドア開閉装置の要部を示す斜視図である。
【図３】バックドアの全閉位置におけるドア開閉装置の状態を示す模式図である。
【図４】バックドアの所定位置におけるドア開閉装置の状態を示す模式図である。
【図５】バックドアの全開位置におけるドア開閉装置の状態を示す模式図である。
【図６】バックドアに作用する各モーメントとドア開度との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示すドア開閉装置の要部を示す斜視図である。
【図８】従来のドア開閉装置を備えたワンボックスカーの後部斜視図である。
【図９】バックドアに作用する従来の各モーメントとドア開度との関係を示す図である。
【図１０】他の従来のドア開閉装置を備えたワンボックスカーの後部模式図である。
【図１１】図１０の要部を示す斜視図である
【符号の説明】
１ ドア開閉装置
２ バランサーユニット
３ リンク
４ ブラケット
５ ベース部
６ 出力ギヤ
７ サブギヤ
８ 第二のガス圧式バランサー
８Ｆ 付勢力
９ ドア開閉装置
１０ ワンボックスカー
５０ 第一のガス圧式バランサー
５０Ｆ 付勢力
８１ 基端部
８２ 先端部
９１ 駆動ユニット
９２ ベース部
９５ 電動モータ
１０１ 車体
１０３ 開口部
１０４ バックドア
１０４Ｆ 自重
Ａ 上下方向
Ｂ 開方向
Ｃ 閉方向
Ｄ 正方向
Ｅ 車外方向
Ｆ 逆方向
Ｇ 車内方向
Ｍ０ ドア重量による閉モーメント
Ｍ１ 第一のガス圧式バランサーによる開モーメント
Ｍ２ 第二のガス圧式バランサーによるモーメント
Ｍ０＋Ｍ１ 第一の合成モーメント
Ｍ０＋Ｍ１＋Ｍ２ 第二の合成モーメント
Ｐ 全閉位置
Ｑ 全開位置
Ｒ 所定位置
Ｘ 所定角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のドア開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワンボックスカーのバックドアとしては、図８に示すようにワンボックスカー１００の車体１０１の後面１０２に形成された開口部１０３上縁に、ヒンジを介して上下方向Ａに回動自在に支持された跳ね上げ式のバックドア１０４が一般的となっており、手動でバックドア１０４を上下方向Ａに開閉するように構成されている。
【０００３】
そして、このような跳ね上げ式のバックドア１０４の開閉に伴う労力を軽減させるために車両にはドア開閉装置が設けられており、例えばこのワンボックスカー１００では、車体１０１の後面１０２の左右側縁とバックドア１０４の左右側縁との間にガス圧式バランサー５０、５０が介装されている。
【０００４】
このガス圧式バランサー５０は、バックドア１０４に一端側が軸支されたシリンダー５０ａと、シリンダー５０ａ内に一端側が往復自在に挿入されて他端側が車体１０１に軸支されたピストン５０ｂとから構成されている。
【０００５】
シリンダー５０ａ内には窒素ガスが封入されており、この窒素ガスの圧力でピストン５０ｂが押し出されることによりガス圧式バランサー５０はバックドア１０４を開方向Ｂに付勢している。
【０００６】
そして、このガス圧式バランサー５０は、図９に示すように、その付勢力５０Ｆ（図８参照）によりバックドア１０４に作用する回動中心まわりのモーメント（以下モーメントと呼ぶ）が、バックドア１０４の全閉位置Ｐから全開位置Ｑの全範囲に渡ってバックドア１０４の開方向Ｂに作用する曲線状の開モーメントＭ１に設定されている。
【０００７】
この開モーメントＭ１は、バックドア１０４が全閉位置Ｐから所定角度Ｘ開いた所定位置Ｒでは、バックドア１０４の自重１０４Ｆ（図８参照）によりバックドア１０４の閉方向Ｃ（下方向、図８参照）に作用する閉モーメントＭ０と同じ大きさに設定されている。
【０００８】
さらに、開モーメントＭ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも低い位置ではバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０よりも小さく設定されており、所定位置Ｒよりも高い位置では前記閉モーメンＭ０トよりも大きく設定されている。
【０００９】
そして、この開モーメントＭ１とバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０とから合成されてバックドア１０４に作用する合成モーメントＭ０＋Ｍ１は曲線状であって、バックドア１０４が所定位置Ｒではバックドア１０４に作用しない０モーメントに設定されている。
【００１０】
さらに、合成モーメントＭ０＋Ｍ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも低い位置ではバックドア１０４の閉方向Ｃに作用する閉モーメントＭａに設定されているとともに、この閉モーメントＭａはバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０よりも小さく設定されている。
【００１１】
さらに、合成モーメントＭ０＋Ｍ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも高い位置ではバックドア１０４の開方向Ｂに作用する開モーメントＭｂに設定されているとともに、この開モーメントＭｂは第一のガス圧式バランサー５０による開モーメント５０Ｆよりも小さく設定されている。
【００１２】
そして、バックドア１０４を開ける際には所定位置Ｒよりも少し上に開けると合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂによりバックドア１０４が開方向Ｂに助力されながら自然に回動して全開位置Ｑに保持されるため、バックドア１０４が開け易くなっている。
【００１３】
そして、バックドア１０４を閉める際には所定位置Ｒよりも少し下に閉めると合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉モーメントＭａによりバックドア１０４が閉方向Ｃに付勢されながら自然に回動するため、バックドア１０４が閉まり易くなっている。
【００１４】
また、ドア開閉装置の中には、前述した構成に加えて例えば図１０や図１１に示すような車体１０１側に設けられた電動式の駆動ユニット２０１と、駆動ユニット２０１にリンク２０２で連結されてバックドア１０４側に固設されたブラケット２０３とを備え、駆動ユニット２０１が作動することによりリンク２０２とブラケット２０３とを介してバックドア１０４を押し引きしてバックドア１０４を開閉駆動させる機構を備えたものがある（特開２０００−３３５２４５号公報参照）。
【００１５】
この機構では、リンク２０２がブラケット２０３を介してバックドア１０４を押し引きする位置が、リンク２０２とブラケット２０３をコンパクトに収めるとともに、ユーザーが荷物を出し入れする際にリンク２０２とブラケット２０３が邪魔にならないようにできるだけ上方に設定されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８〜図１１に示す構成を備えたドア開閉装置では、バックドア１０４を全閉位置Ｐから所定位置Ｒまで開駆動する場合には、リンク２０２がブラケット２０３を介してバックドア１０４を押し引きする位置が上方に設定されているためバックドア１０４の回動中心の近くに力が加わり、この力が合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉モーメントＭａに抗して駆動することになる。
【００１７】
したがって、バックドア１０４の開駆動に要する動力が大きくなるため、駆動ユニット２０１に設けられた電動モータ２０４（図１１参照）に大きな負荷がかかってバックドア１０４の開速度が必要以上に遅くなる。
【００１８】
そして、バックドア１０４を所定位置Ｒから全開位置Ｑまで開駆動する場合には、合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂに助力されながら駆動させるため、電動モータ２０４にかかる負荷が小さくなって回転数が上昇し、バックドア１０４の開速度が必要以上に速くなる。
【００１９】
また、バックドア１０４を全開位置Ｑから所定位置Ｒまで閉駆動する場合には、合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂに抗して駆動させるため、電動モータ２０４に大きな負荷がかかり、バックドア１０４の閉速度が必要以上に遅くなる。
【００２０】
そして、バックドア１０４を所定位置Ｒから全閉位置Ｐまで閉駆動する場合には、合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉モーメントＭａに助力されながら駆動させるため、電動モータ２０４にかかる負荷が小さくなって回転数が上昇し、バックドア１０４の閉速度が必要以上に速くなる。
【００２１】
したがって、このようなドア開閉装置においては、合成モーメントＭ０＋Ｍ１に抗してバックドア１０４を開閉させる際に電動モータ２０４に大きな負荷がかかるため、モータの大型化または小型のモータが複数必要となり、コストがかかってしまう問題があった。
【００２２】
また、合成モーメントＭ０＋Ｍ１によりバックドア１０４の開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりしてスムーズに開閉せず、特にバックドア１０４が閉まりきる直前では、バックドア１０４の所定位置Ｒが通常全閉位置Ｐの近くに設定されていることからバックドア１０４が加速してしまうため、性能が良くなかった。
【００２３】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、ドアを開閉駆動する際にモータにかかる負荷を低コストで抑えるとともに、性能を高めることができる車両のドア開閉装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の請求項１記載の車両のドア開閉装置では、車両に設けられ、この車両の車体に設けられた開口部の上縁に上下方向に回動自在に支持されて前記開口部を開閉するドアを電動モータにより開閉駆動するとともに、前記車体と前記ドアとの間に介装されて内部に封入されたガスの圧力で前記ドアを開方向に付勢するガス圧式バランサーを備え、このガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが前記ドアの全閉位置から全開位置の全範囲に渡って前記ドアの開方向に作用する開モーメントに設定されるとともに、この開モーメントと前記ドアの自重により前記ドアの閉方向に作用する閉モーメントとから合成されて前記ドアに作用する合成モーメントが、前記ドアが前記全閉位置から所定角度開いた所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記ガス圧式バランサーによる前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定された車両のドア開閉装置において、前記車両に、内部に封入されたガスの圧力で付勢する第二のガス圧式バランサーを設け、この第二のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントを、前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定し、前記所定位置よりも低い位置では開モーメントに設定し、前記所定位置よりも高い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定するとともに、前記第二のガス圧式バランサーによる前記モーメントと前記合成モーメントとから合成されて前記ドアに作用する第二の合成モーメントを、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定し、前記所定位置よりも低い位置では前記合成モーメントの前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定し、前記所定位置よりも高い位置では前記合成モーメントの前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定したものとしている。
【００２５】
かかる構成においては、ガス圧式バランサーを追加したことによりドアに作用する合成モーメントの変動幅が小さくなるため、ドアを開閉駆動する際にモータにかかる負荷の変動幅も小さくなる。このため、ドアを開閉駆動させる際にモータにかかる負荷が軽減されるのでモータの小型化やモータの個数を減らすことが可能となる。また、ドアの開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりするのが抑えられるのでドアをスムーズに開閉させることが可能となる。
【００２６】
また請求項２記載の車両のドア開閉装置においては、車体に設けられた開口部の上縁に上下方向に回動自在に支持されて前記開口部を開閉するドアと前記車体との間に介装されて内部に封入されたガスの圧力で前記ドアを開方向に付勢する第一のガス圧式バランサーと、前記車体側に設けられて前記ドアを開閉駆動する駆動ユニットと、前記車体の上部に設けられて前記駆動ユニットにより駆動されるバランサーユニットと、このバランサーユニットに一端側が軸支されたリンクと、このリンクの他端側に軸支されて前記ドアの上部に固設されたブラケットとを備え、前記駆動ユニットは、前記ドアを開閉駆動する動力を発生する電動モータを備えている一方、前記バランサーユニットは、前記車体に取り付けられたベース部と、前記電動モータに接続して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されるとともに前記リンクの前記一端側が軸支された出力ギヤと、この出力ギヤに噛合して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されたサブギヤと、前記ドアが全閉位置から所定角度開いた所定位置で前記サブギヤの回転中心を通るように先端部が前記サブギヤに軸支されるとともに基端部が前記ベース部に軸支され、内部に封入されたガスの圧力により付勢する第二のガス圧式バランサーとを備え、前記電動モータによる前記出力ギヤの正方向の回転により前記リンクを車外側に押して前記ブラケットを介して前記ドアを開駆動し、前記電動モータによる前記出力ギヤの逆方向の回転により前記リンクを車内側に引いて前記ブラケットを介して前記ドアを閉駆動するとともに、前記第二のガス圧式バランサーは、前記ドアの前記所定位置では前記リンクを付勢しないとともに、前記所定位置より低い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車外方向に付勢し、前記所定位置より高い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車内方向に付勢する一方、前記第一のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記全閉位置から全開位置の全範囲に渡って前記ドアの開方向に作用する開モーメントに設定されているとともに、この開モーメントと前記ドアの自重により前記ドアの閉方向に作用する閉モーメントとから合成され前記ドアに作用する第一の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一のガス圧式バランサーによる前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されている一方、前記第二のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では開モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定されているとともに、前記第二のガス圧式バランサーによる前記モーメントと前記第一の合成モーメントとから合成され前記ドアに作用する第二の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記第一の合成モーメントの前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一の合成モーメントの前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されたものとしている。
【００２７】
かかる構成においては、ガス圧式バランサーを追加したことによりドアに作用する合成モーメントの変動幅が小さくなるため、ドアを開閉駆動する際にモータにかかる負荷の変動幅が小さくなる。このため、ドアを開閉駆動させる際にモータにかかる負荷が軽減されるのでモータの小型化やモータの個数を減らすことが可能となる。また、ドアの開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりするのが抑えられるのでドアをスムーズに開閉させることが可能となる。
【００２８】
また請求項３記載の車両のドア開閉装置においては、車体に設けられた開口部の上縁に上下方向に回動自在に支持されて前記開口部を開閉するドアと前記車体との間に介装されて内部に封入されたガスの圧力で前記ドアを開方向に付勢する第一のガス圧式バランサーと、前記車体の上部に設けられて前記ドアを開閉駆動させる駆動ユニットと、この駆動ユニットに一端側が軸支されたリンクと、このリンクの他端側に軸支されて前記ドアの上部に固設されたブラケットとを備え、前記駆動ユニットは、前記車体に取り付けられたベース部と、このベース部に設けられて前記ドアを開閉駆動する動力を発生する電動モータと、この電動モータに接続して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されるとともに前記リンクの前記一端側が軸支された出力ギヤと、この出力ギヤに噛合して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されたサブギヤと、前記ドアが全閉位置から所定角度開いた所定位置で前記サブギヤの回転中心を通るように先端部が前記サブギヤに軸支されるとともに基端部が前記ベース部に軸支され、内部に封入されたガスの圧力により付勢する第二のガス圧式バランサーとを備え、前記電動モータによる前記出力ギヤの正方向の回転により前記リンクを車外側に押して前記ブラケットを介して前記ドアを開駆動し、前記電動モータによる前記出力ギヤの逆方向の回転により前記リンクを車内側に引いて前記ブラケットを介して前記ドアを閉駆動するとともに、前記第二のガス圧式バランサーは、前記ドアの前記所定位置では前記リンクを付勢しないとともに、前記所定位置より低い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車外方向に付勢し、前記所定位置より高い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車内方向に付勢する一方、前記第一のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記全閉位置から全開位置の全範囲に渡って前記ドアの開方向に作用する開モーメントに設定されているとともに、この開モーメントと前記ドアの自重により前記ドアの閉方向に作用する閉モーメントとから合成され前記ドアに作用する第一の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一のガス圧式バランサーによる前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されている一方、前記第二のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では開モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定されているとともに、前記第二のガス圧式バランサーによる前記モーメントと前記第一の合成モーメントとから合成され前記ドアに作用する第二の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記第一の合成モーメントの前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一の合成モーメントの前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されたものとしている。
【００２９】
かかる構成においては、ガス圧式バランサーを追加したことによりドアに作用する合成モーメントの変動幅が小さくなるため、ドアを開閉駆動する際にモータにかかる負荷の変動幅が小さくなる。このため、ドアを開閉駆動させる際にモータにかかる負荷が軽減されるのでモータの小型化やモータの個数を減らすことが可能となる。また、ドアの開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりするのが抑えられるのでドアをスムーズに開閉させることが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示すドア開閉装置１を備えたワンボックスカー１０の後部斜視図であり、図２はドア開閉装置１の要部斜視図である。このワンボックスカー１０には、車体１０１の後面１０２に設けられた開口部１０３の上縁にヒンジを介して上下方向Ａに回動自在に支持されて開口部１０３を開閉するバックドア１０４が設けられているとともに、このバックドア１０４を開閉する本発明のドア開閉装置１が設けられている。
【００３２】
このドア開閉装置１は、車体１０１の後面１０２の左右側縁とバックドア１０４の左右側縁との間に介装されてバックドア１０４を開方向Ｂ（上方）に付勢する第一のガス圧式バランサー５０と、車体１０１側に設けられバックドア１０４を開閉駆動する駆動ユニット（図示せず）と、車体１０１の右側面１０５の上縁内側において開口部１０３近傍に設けられ、前記駆動ユニットにより駆動されるバランサーユニット２と、バランサーユニット２に一端側が軸支されたリンク３と、リンク３の他端側に軸支されたバックドア１０４の右側部１０６上部内側において開口部１０３近傍に固設されたブラケット４とを備えている。
【００３３】
第一のガス圧式バランサー５０は、バックドア１０４に一端側が軸支されたシリンダー５０ａと、シリンダー５０ａ内に一端側が往復自在に挿入されて他端側が車体１０１側に軸支されたピストン５０ｂとから構成されている。
【００３４】
シリンダー５０ａ内には窒素ガスが封入されており、この窒素ガスの圧力でピストン５０ｂが押し出されることにより、第一のガス圧式バランサー５０はバックドア１０４を開方向Ｂに付勢している。
【００３５】
また前記駆動ユニットは、図示しないが、前記バランサーユニット２に接続してバックドア１０４を開閉駆動する動力を発生させる電動モータ、電動モータの回転速度をおそくさせる減速ギヤ、バランサーユニット２に伝達される電動モータの動力を断絶するクラッチ等を備えている。
【００３６】
一方、バランサーユニット２は、図２に示すように車体１０１に取り付けられたベース部５と、前記駆動ユニットの電動モータに接続してベース部５に正逆方向に回転自在に支持されるとともにリンク３の一端側が軸支された出力ギヤ６と、出力ギヤ６より車内側に位置して出力ギヤ６に噛合するとともにベース部５に正逆方向に回転自在に支持されたサブギヤ７と、サブギヤ７より車内側で基端部８１がベース部５に軸支されるとともに先端部８２がサブギヤ７に軸支された第二のガス圧式バランサー８とを備えている。
【００３７】
ベース部５は左右方向に凸型に屈曲形成されて上下端部５１、５１が車体に固定されており、中間部５２が車体中心方向に向かって突出している。
【００３８】
出力ギヤ６は扇状であって回転中心となる角部６１がベース部５の中間部５２の側面５３上に回転自在に支持されており、図２で示すバックドア１０４の全閉位置では歯６２が形成された円弧６３は車内側に位置している。またこのときに出力ギヤ６の下端部６４にリンク３の一端側が軸支されている。
【００３９】
サブギヤ７は略半円形状であってその中心部がベース部５の中間部５２の側面５３上に軸支されており、図２で示すバックドア１０４の全閉位置では歯７１が形成された円弧７２は上側に位置している。
【００４０】
第二のガス圧式バランサー８は、サブギヤ７より車内側に位置してベース部５の中間部５２の側面５３上に基端部８１である一端部が軸支されたシリンダー８３と、シリンダー８３内に一端側が往復自在に挿入されて先端部８２である他端部がサブギヤ７に軸支されたピストン８４とから構成されている。
【００４１】
シリンダー８３内には窒素ガスが封入されており、この窒素ガスの圧力でピストン８４が押し出されることによって、第二のガス圧式バランサー８が付勢するように構成されている。
【００４２】
また、第二のガス圧式バランサー８は、バックドアが図３に示す全閉位置から図４に示す所定の角度まで開いた所定位置でピストンがサブギヤの回転中心７ａを通るようにピストン８４の先端部８２がサブギヤ７に軸支されており、全閉位置ではサブギヤ７の回転中心７ａよりも上側に位置している。
【００４３】
そして、図３から図５にかけて示すようにバックドア１０４を全閉位置Ｐから全開位置Ｑまで開駆動する場合には、前記駆動ユニットの電動モータが正方向Ｄに回転して出力ギヤ６が正方向Ｄ（時計と反対回りの方向）に回転する。
【００４４】
この出力ギヤ６の正方向Ｄの回転によりリンク３を車外方向Ｅに押し、押されたリンク３がブラケット４を介してバックドア１０４を押し上げることでバックドア１０４を開駆動するように構成されている。
【００４５】
また、図５から図３にかけて示すようにバックドア１０４を全開位置から全閉位置まで閉駆動する場合には、前記駆動ユニットの電動モータが逆方向Ｆに回転して出力ギヤ６が逆方向Ｆ（時計回りの方向）に回転する。
【００４６】
この出力ギヤ６の逆方向Ｆの回転によりリンク３を車内方向Ｇに引き、引っ張られたリンク３がブラケット４を介してバックドア１０４を引き下げることでバックドア１０４を閉駆動するように構成されている。
【００４７】
また、バックドア１０４の開閉駆動の際に、第二のガス圧式バランサー８は、図４に示すようにバックドア１０４の所定位置Ｒでは、ピストン８４がサブギヤ７の回転中心７ａを通って最大限に伸びた状態となる。
【００４８】
これにより、第二のガス圧式バランサー８は、その付勢力８Ｆによってサブギヤ７を正方向Ｄまたは逆方向Ｆに付勢させることはなく、これに伴ってサブギヤ７に噛合する出力ギヤ６も正方向Ｄまたは逆方向Ｆに付勢されないことから、リンク３を付勢しないように構成されている。
【００４９】
また、バックドア１０４が所定位置Ｒより低い位置では、図３に示すように第二のガス圧式バランサー８は、ピストン８４がサブギヤ７の回転中心７ａよりも上側に位置される。
【００５０】
これにより、第二のガス圧式バランサー８は、その付勢力８Ｆによってサブギヤ７を逆方向Ｆに付勢し、これに伴ってサブギヤ７に噛合する出力ギヤ６は正方向Ｄに付勢されることからリンク３を車外方向Ｅに付勢するように構成されている。
【００５１】
また、バックドア１０４が所定位置Ｒより高い位置では、図５に示すように第二のガス圧式バランサー８は、ピストン８４がサブギヤ７の回転中心７ａよりも下側に位置される。
【００５２】
これにより、第二のガス圧式バランサー８は、その付勢力８Ｆによってサブギヤ７を正方向Ｄに付勢し、これに伴ってサブギヤ７に噛合する出力ギヤ６は逆方向Ｆに付勢されることからリンク３を車内方向Ｇに付勢するように構成されている。
【００５３】
図６は、バックドア１０４に作用する各モーメントとドア開度との関係を示す図である。第一のガス圧式バランサー５０は、その付勢力５０Ｆ（図３〜図５参照）によりバックドア１０４に作用するモーメントが、バックドア１０４の全閉位置Ｐから全開位置Ｑの全範囲に渡ってバックドア１０４の開方向Ｂに作用する曲線状の開モーメントＭ１に設定されている。
【００５４】
この開モーメントＭ１は、バックドア１０４が全閉位置Ｐから所定角度Ｘ開いた所定位置Ｒでは、バックドア１０４の自重１０４Ｆによりバックドア１０４の閉方向Ｃ（下方向、図１、図５参照）に作用する閉モーメントＭ０と同じ大きさに設定されている。
【００５５】
さらに、開モーメントＭ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも低い位置ではバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０よりも小さく設定されており、所定位置Ｒよりも高い位置では前記閉モーメンＭ０トよりも大きく設定されている。
【００５６】
そして、この開モーメントＭ１とバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０とから合成されてバックドア１０４に作用する第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１は曲線状であり、バックドア１０４が所定位置Ｒではバックドア１０４に作用しない０モーメントに設定されている。
【００５７】
さらに、第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも低い位置ではバックドア１０４の閉方向Ｃに作用する閉モーメントＭａに設定されているとともに（図３参照）、この閉モーメントＭａはバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０よりも小さく設定されている。
【００５８】
さらに、第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも高い位置ではバックドア１０４の開方向Ｂに作用する開モーメントＭｂに設定されているとともに（図５参照）、この開モーメントＭｂは第一のガス圧式バランサー５０による開モーメントＭ１よりも小さく設定されている。
【００５９】
一方、第二のガス圧式バランサー８は、その付勢力８Ｆ（図３〜図５参照）によりバックドア１０４に作用するモーメントＭ２は曲線状であり、バックドア１０４が所定位置Ｒでは、サブギヤ７と出力ギヤ６を介してリンク３を付勢していないことにより（図４参照）、バックドア１０４に作用しない０モーメントに設定されている。
【００６０】
さらに、第二のガス圧式バランサーによるモーメントＭ２は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも低い位置では、サブギヤ７と出力ギヤ６を介してリンク３を車外方向Ｅに付勢していることによりバックドア１０４の開方向Ｂに作用する開モーメントＭｃに設定されているとともに（図３参照）、この開モーメントＭｃは第一のガス圧式バランサー５０による開モーメントＭ１よりも小さく設定されている。
【００６１】
さらに、第二のガス圧式バランサーによるモーメントＭ２は、バックドア１０４が所定位置Ｒよりも高い位置では、サブギヤ７と出力ギヤ６を介してリンク３を車内方向Ｇに付勢していることによりバックドア１０４の閉方向Ｃに作用する閉モーメントＭｄに設定されているとともに（図５参照）、この閉モーメントＭｄはバックドア１０４の自重１０４Ｆによる閉モーメントＭ０よりも小さく設定されている。
【００６２】
そして、第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１と第二のガス圧式バランサーによるモーメントＭ２とから合成されてバックドア１０４に作用する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２は曲線状であって、バックドア１０４が所定位置Ｒではバックドア１０４に作用しない０モーメントに設定されている。
【００６３】
さらに、第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２は、所定位置Ｒよりも低い位置ではバックドア１０４の閉方向Ｃに作用する閉モーメントＭｅに設定されているとともに（図３参照）、この閉モーメントＭｅは第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉モーメントＭａよりも小さく設定されている。
【００６４】
さらに、第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２は、所定位置Ｒよりも高い位置ではバックドア１０４の開方向Ｂに作用する開モーメントＭｆに設定されているとともに（図５参照）、この開モーメントＭｆは第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂよりも小さく設定されている。
【００６５】
かかる構成においては、バックドア１０４を全閉位置Ｐから所定位置Ｒまで開駆動する場合には、開駆動に抗する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の閉モーメントＭｅの大きさが、第二のガス圧式バランサー８がない場合に抗する第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉モーメントＭａに比べて小さくなっている。
【００６６】
このため、第二のガス圧式バランサー８を有しない従来のドア開閉装置に比べて電動モータにかかる負荷が軽減されるので、バックドア１０４の開速度が必要以上に遅くなるのを抑えることができる。
【００６７】
そして、バックドア１０４を所定位置Ｒから全開位置Ｑまで開駆動する場合には、開駆動に助力する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の開モーメントＭｆの大きさが、第二のガス圧式バランサー８がない場合に助力する第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂに比べて小さくなっている。
【００６８】
このため、第二のガス圧式バランサー８を有しない従来のドア開閉装置に比べて電動モータにかかる負荷が増えるので、バックドア１０４の開速度が必要以上に速くなるのを抑えることができる。
【００６９】
一方、バックドア１０４を全開位置Ｑから所定位置Ｒまで閉駆動させる場合には、閉駆動に抗する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の開モーメントＭｆの大きさが、第二のガス圧式バランサー８がない場合に抗する第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の開モーメントＭｂよりも小さくなっている。
【００７０】
このため、第二のガス圧式バランサー８を有しない従来のドア開閉装置に比べて電動モータにかかる負荷が軽減されるので、バックドア１０４の閉速度が必要以上に遅くなるのを抑えることができる。
【００７１】
さらに、バックドア１０４を所定位置Ｒから全閉位置Ｐまで閉駆動する場合には、閉駆動を助力する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の閉モーメントＭｅの大きさが、第二のガス圧式バランサー８がない場合に助力する第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の閉Ｍａモーメントよりも小さくなっている。
【００７２】
このため、第二のガス圧式バランサー８を有しない従来のドア開閉装置に比べて電動モータにかかる負荷が増えるので、バックドア１０４の閉速度が必要以上に速くなるのを抑えることができ、バックドア１０４が閉まりきる直前でも加速してしまうのを抑えることができる。
【００７３】
このように本実施の形態のドア開閉装置１では、第二のガス圧式バランサー８を出力ギヤ６と逆方向に回転するサブギヤ７に設けたことにより、第二のガス圧式バランサー８を有しない従来のドア開閉装置に比べて、バックドア１０４に作用するモーメントである第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の変動幅Ｗａが従来のドア開閉装置によりバックドア１０４に作用していた第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１の変動幅Ｗｂよりも小さくなるため、バックドア１０４を開閉駆動する際に電動モータにかかる負荷の変動幅が小さくなる。
【００７４】
このため、第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２に抗してバックドア１０４を開閉駆動する際に電動モータにかかる負荷が軽減されるのでモータの小型化やモータの個数を減らすことが可能になる。よって、モータにかかる負荷を低コストで抑えることができる。また同時にドア開閉装置１の重量を低減させることもできる。
【００７５】
また、第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２によりバックドア１０４の開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりするのが抑えられるのでバックドア１０４をスムーズに開閉させることが可能となる。よって、ドア開閉装置１の性能を高めることができる。
【００７６】
また、クラッチにより電動モータを切り離してバックドア１０４を手動で開閉する場合でも、開閉時にはバックドア１０４に作用する第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の大きさが、従来の合成モーメントである第一の合成モーメントＭ０＋Ｍ１よりも小さくなっている。
【００７７】
このためバックドア１０４の操作力が小さくなり、また合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の変動幅も従来の合成モーメントＭ０＋Ｍ１よりも小さくなっているので操作しやすい。
【００７８】
さらに、第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２はバックドア１０４の所定位置Ｒから全閉位置Ｐにおいて閉モーメントＭｅとなっているため、バックドア１０４を閉めきる時も必要以上に大きな力を要しない。
【００７９】
また、第一のガス圧式バランサー５０を有するドア開閉装置が設けられた車両に、前記駆動ユニット、リンク３、ブラケット４、出力ギヤ６、サブギア７と第二のバランサー８を追加すれば本実施の形態のような車両１０を製造できる。このため、既存の第一のガス圧式バランサーの取り付け位置を変更することなく電動開閉バックドア仕様の車両を製造して本実施の形態と同様の効果を得ることが可能になる。よって、生産性を高めることができる。
【００８０】
また、第二のガス圧式バランサー８は噛合するギヤ６、７に取り付けられるので、ギヤ６、７の組み合わせ方法（歯数、枚数）により第二の合成モーメントＭ０＋Ｍ１＋Ｍ２の大きさを調整でき、設計自由度を高めることができる。
【００８１】
図７は、本発明の第２の実施の形態を示す車両のドア開閉装置９の要部斜視図である。以下、第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
【００８２】
このドア開閉装置９は、第１の実施の形態と同様に、車体１０１の後面１０２の左右側縁とバックドア１０４の左右側縁との間に介装されバックドア１０４を開方向Ｂに付勢する第一のガス圧式バランサー５０を備えている（図１参照）。
【００８３】
さらにこの開閉装置９は、車体１０１の右側面１０５の上縁内側において開口部１０３近傍に設けられてバックドア１０４を駆動する駆動ユニット９１と、駆動ユニット９１に一端側が軸支されたリンク３と、このリンク３の他端側に軸支されてバックドア１０４の右側部１０６上部内側において開口部１０３近傍に固設されたブラケット４とを備えている。
【００８４】
駆動ユニット９１は、車体１０１に取り付けられたベース部９２を中心にして構成されている。このベース部９２は、車体１０１に取り付けられた平板状の底部９３と、底部９３の上下端部に取り付けられて左右方向に凸型に屈曲形成されたベース本体９４とから構成され、このベース本体９４は第１の実施の形態のドア開閉装置１を構成するベース部５と同じものである。
【００８５】
ベース本体９４と底部９３との間には、バックドア１０４を開閉駆動させる動力を発生する電動モータ９５と、電動モータ９５に接続して電動モータ９５の回転速度をおそくする減速ギヤ９６と、減速ギヤ９６に接続して電動モータ９５の動力を外部に伝達するのを断絶するクラッチ９７が設けられている。
【００８６】
また、ベース本体９４において外方に向かって突出した中間部９８の側面９９上には、クラッチ９７と減速ギヤ９６とを介して電動モータ９５に接続して側面９９に正逆方向に回転自在に支持されるとともにリンク３の一端側が軸支された出力ギヤ６と、出力ギヤ６より車内側に位置して出力ギヤ６に噛合して側面９９に正逆方向に回転自在に支持されたサブギヤ７と、サブギヤ７より車内側で基端部８１が側面９９に軸支されるとともに先端部８２がサブギヤ７に軸支された第二のガス圧式バランサー８とが設けられている。
【００８７】
なお、リンク３、ブラケット４、出力ギヤ６、サブギヤ７、ガス圧式バランサー８の各取付位置、バックドア１０４を開閉駆動する際の各部材の動作は、第１の実施の形態のドア開閉装置１と同様に構成されている（図２〜図５参照）。
【００８８】
また、バックドア１０４の自重１０４Ｆによりバックドア１０４の閉方向Ｃに作用する閉モーメントおよび、第一のガス圧式バランサー５０の付勢力５０Ｆ（図３〜図５参照）によりバックドア１０４に作用するモーメント、このモーメントと前記閉モーメントとを合成した第一の合成モーメント、第二のガス圧式バランサー８の付勢力８Ｆによりバックドア１０４に作用するモーメント、このモーメントと第一の合成モーメントを合成した第二の合成モーメントは、第１の実施の形態の図６で示した各モーメントＭ０、Ｍ１、Ｍ０＋Ｍ１、Ｍ２、Ｍ０＋Ｍ１＋Ｍ２と同じである。
【００８９】
このように本実施の形態のドア開閉装置９では、第１の実施の形態のドア開閉装置１が第二のガス圧式バランサー８と駆動ユニットとを別体にして構成したのに対し、第二のガス圧式バランサー８と駆動ユニット９１を一体にして構成している。よって、第１の実施の形態のドア開閉装置１で得られる効果に加えて、省スペース化を図ることができるとともに、車体１０１への取り付け作業性を向上させることもできる。
【００９０】
なお、両実施の形態のドア開閉装置１、９では、電動モータの動力をリンクに伝達する伝達手段をギヤ６、７と第二のガス圧式バランサー８とから構成したが、このような構成に限定されることはなく、例えばリンクと第二のガス圧式バランサー８とから構成してバックドア１０４に作用する各モーメントを図６のように設定しても良い。また、両実施の形態の開閉装置１、９においても、バックドア１０４に適用した場合について説明したが、他のドアに適用した場合でも同様の効果を得ることができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の車両のドア開閉装置においては、ガス圧式バランサーを追加したことによりドアに作用する合成モーメントの大きさと変動幅が小さくなるため、ドアを開閉駆動する際にモータにかかる負荷の大きさと変動幅が小さくなる。
【００９２】
このため、ドアを開閉駆動させる際にモータにかかる負荷が軽減されるのでモータの小型化やモータの個数を減らすことが可能となる。よって、モータにかかる負荷を低コストで抑えることができる。また、ドアの開閉速度が必要以上に速くなったり遅くなったりするのが抑えられるのでドアをスムーズに開閉させることが可能となる。よって、性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すドア開閉装置を備えたワンボックスカーの後部斜視図である。
【図２】ドア開閉装置の要部を示す斜視図である。
【図３】バックドアの全閉位置におけるドア開閉装置の状態を示す模式図である。
【図４】バックドアの所定位置におけるドア開閉装置の状態を示す模式図である。
【図５】バックドアの全開位置におけるドア開閉装置の状態を示す模式図である。
【図６】バックドアに作用する各モーメントとドア開度との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示すドア開閉装置の要部を示す斜視図である。
【図８】従来のドア開閉装置を備えたワンボックスカーの後部斜視図である。
【図９】バックドアに作用する従来の各モーメントとドア開度との関係を示す図である。
【図１０】他の従来のドア開閉装置を備えたワンボックスカーの後部模式図である。
【図１１】図１０の要部を示す斜視図である
【符号の説明】
１ ドア開閉装置
２ バランサーユニット
３ リンク
４ ブラケット
５ ベース部
６ 出力ギヤ
７ サブギヤ
８ 第二のガス圧式バランサー
８Ｆ 付勢力
９ ドア開閉装置
１０ ワンボックスカー
５０ 第一のガス圧式バランサー
５０Ｆ 付勢力
８１ 基端部
８２ 先端部
９１ 駆動ユニット
９２ ベース部
９５ 電動モータ
１０１ 車体
１０３ 開口部
１０４ バックドア
１０４Ｆ 自重
Ａ 上下方向
Ｂ 開方向
Ｃ 閉方向
Ｄ 正方向
Ｅ 車外方向
Ｆ 逆方向
Ｇ 車内方向
Ｍ０ ドア重量による閉モーメント
Ｍ１ 第一のガス圧式バランサーによる開モーメント
Ｍ２ 第二のガス圧式バランサーによるモーメント
Ｍ０＋Ｍ１ 第一の合成モーメント
Ｍ０＋Ｍ１＋Ｍ２ 第二の合成モーメント
Ｐ 全閉位置
Ｑ 全開位置
Ｒ 所定位置
Ｘ 所定角度
Claims (3)
- 車両に設けられ、この車両の車体に設けられた開口部の上縁に上下方向に回動自在に支持されて前記開口部を開閉するドアを電動モータにより開閉駆動するとともに、前記車体と前記ドアとの間に介装されて内部に封入されたガスの圧力で前記ドアを開方向に付勢するガス圧式バランサーを備え、
このガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが前記ドアの全閉位置から全開位置の全範囲に渡って前記ドアの開方向に作用する開モーメントに設定されるとともに、
この開モーメントと前記ドアの自重により前記ドアの閉方向に作用する閉モーメントとから合成されて前記ドアに作用する合成モーメントが、前記ドアが前記全閉位置から所定角度開いた所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記ガス圧式バランサーによる前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定された車両のドア開閉装置において、
前記車両に、内部に封入されたガスの圧力で付勢する第二のガス圧式バランサーを設け、この第二のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントを、前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定し、前記所定位置よりも低い位置では開モーメントに設定し、前記所定位置よりも高い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定するとともに、
前記第二のガス圧式バランサーによる前記モーメントと前記合成モーメントとから合成されて前記ドアに作用する第二の合成モーメントを、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定し、前記所定位置よりも低い位置では前記合成モーメントの前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定し、前記所定位置よりも高い位置では前記合成モーメントの前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定したことを特徴とする車両のドア開閉装置。 - 車体に設けられた開口部の上縁に上下方向に回動自在に支持されて前記開口部を開閉するドアと前記車体との間に介装されて内部に封入されたガスの圧力で前記ドアを開方向に付勢する第一のガス圧式バランサーと、前記車体側に設けられて前記ドアを開閉駆動する駆動ユニットと、前記車体の上部に設けられて前記駆動ユニットにより駆動されるバランサーユニットと、このバランサーユニットに一端側が軸支されたリンクと、このリンクの他端側に軸支されて前記ドアの上部に固設されたブラケットとを備え、
前記駆動ユニットは、前記ドアを開閉駆動する動力を発生する電動モータを備えている一方、
前記バランサーユニットは、前記車体に取り付けられたベース部と、前記電動モータに接続して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されるとともに前記リンクの前記一端側が軸支された出力ギヤと、この出力ギヤに噛合して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されたサブギヤと、前記ドアが全閉位置から所定角度開いた所定位置で前記サブギヤの回転中心を通るように先端部が前記サブギヤに軸支されるとともに基端部が前記ベース部に軸支され、内部に封入されたガスの圧力により付勢する第二のガス圧式バランサーとを備え、
前記電動モータによる前記出力ギヤの正方向の回転により前記リンクを車外側に押して前記ブラケットを介して前記ドアを開駆動し、前記電動モータによる前記出力ギヤの逆方向の回転により前記リンクを車内側に引いて前記ブラケットを介して前記ドアを閉駆動するとともに、
前記第二のガス圧式バランサーは、前記ドアの前記所定位置では前記リンクを付勢しないとともに、前記所定位置より低い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車外方向に付勢し、前記所定位置より高い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車内方向に付勢する一方、
前記第一のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記全閉位置から全開位置の全範囲に渡って前記ドアの開方向に作用する開モーメントに設定されているとともに、
この開モーメントと前記ドアの自重により前記ドアの閉方向に作用する閉モーメントとから合成され前記ドアに作用する第一の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一のガス圧式バランサーによる前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されている一方、
前記第二のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では開モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定されているとともに、
前記第二のガス圧式バランサーによる前記モーメントと前記第一の合成モーメントとから合成され前記ドアに作用する第二の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記第一の合成モーメントの前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一の合成モーメントの前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されたことを特徴とする車両のドア開閉装置。 - 車体に設けられた開口部の上縁に上下方向に回動自在に支持されて前記開口部を開閉するドアと前記車体との間に介装されて内部に封入されたガスの圧力で前記ドアを開方向に付勢する第一のガス圧式バランサーと、前記車体の上部に設けられて前記ドアを開閉駆動させる駆動ユニットと、この駆動ユニットに一端側が軸支されたリンクと、このリンクの他端側に軸支されて前記ドアの上部に固設されたブラケットとを備え、
前記駆動ユニットは、前記車体に取り付けられたベース部と、このベース部に設けられて前記ドアを開閉駆動する動力を発生する電動モータと、この電動モータに接続して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されるとともに前記リンクの前記一端側が軸支された出力ギヤと、この出力ギヤに噛合して前記ベース部に正逆方向に回転自在に支持されたサブギヤと、前記ドアが全閉位置から所定角度開いた所定位置で前記サブギヤの回転中心を通るように先端部が前記サブギヤに軸支されるとともに基端部が前記ベース部に軸支され、内部に封入されたガスの圧力により付勢する第二のガス圧式バランサーとを備え、
前記電動モータによる前記出力ギヤの正方向の回転により前記リンクを車外側に押して前記ブラケットを介して前記ドアを開駆動し、前記電動モータによる前記出力ギヤの逆方向の回転により前記リンクを車内側に引いて前記ブラケットを介して前記ドアを閉駆動するとともに、
前記第二のガス圧式バランサーは、前記ドアの前記所定位置では前記リンクを付勢しないとともに、前記所定位置より低い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車外方向に付勢し、前記所定位置より高い位置では前記サブギヤと前記出力ギヤとを介して前記リンクを車内方向に付勢する一方、
前記第一のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記全閉位置から全開位置の全範囲に渡って前記ドアの開方向に作用する開モーメントに設定されているとともに、
この開モーメントと前記ドアの自重により前記ドアの閉方向に作用する閉モーメントとから合成され前記ドアに作用する第一の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一のガス圧式バランサーによる前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されている一方、
前記第二のガス圧式バランサーの付勢力により前記ドアに作用するモーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では開モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記ドアの自重による前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定されているとともに、
前記第二のガス圧式バランサーによる前記モーメントと前記第一の合成モーメントとから合成され前記ドアに作用する第二の合成モーメントが、前記ドアの前記所定位置では前記ドアに作用しない０モーメントに設定され、前記所定位置よりも低い位置では前記第一の合成モーメントの前記閉モーメントよりも小さい閉モーメントに設定され、前記所定位置よりも高い位置では前記第一の合成モーメントの前記開モーメントよりも小さい開モーメントに設定されたことを特徴とする車両のドア開閉装置。
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