JP4084579B2 - テールゲートの自動開閉システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両におけるテールゲートを自動で開閉可能とする自動開閉システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
テールゲートの自動開閉システムに関する従来技術として、特開2001−253241号公報に開示された技術が挙げられる。当該技術は、モータの動力により回転するピニオンギアと、該ピニオンギアに噛合するラックギアが形成され、上下方向に移動するラックバーと、該ラックバーの移動をガイドする環状チャンネルとを有し、前記ラックバーとテールゲートとを連結するリンク部材を介してテールゲートを自動開閉する構成となっている。
【0003】
前記環状チャンネルの側壁には、ピニオンギアとラックギアとを噛合させるべく窓部が切欠き形成されており、さらに、ラックバーとリンク部材との連結部位であるスタッドを挿通させるためのスロットが切欠き形成されている。そして、環状チャンネル内におけるラックバーの摺動運動を容易にするべく、ラックバーにU字シューを設ける技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記環状チャンネルはラックバーを支持可能とするべくその平断面形状が環状を呈した部材となっているが、当該形状では前記したように、側壁におけるピニオンギアとラックギアを噛合させるための窓部の切欠き形成、又はスタッド用のスロットの切欠き形成が必須となり、これら切欠き加工の工程を別途に要するという問題があった。
【0005】
また、特開2001−253241号公報にも示されているように、ラックバーの移動方向とリンク部材の軸方向とが平行でない場合には、ラックバーにおいて、その移動方向と直交する面の360度の方向にわたって荷重がかかるおそれがある。その場合、ラックバーの一側面側にのみ設けられる前記U字シューでは、この360度の方向にわたる荷重に対応できず、長期使用の場合には、摩耗によるがたつきが発生するおそれがある。例えば、ラックバーとリンク部材が大きな角度を形成した場合には、U字シューの一面側に大きく荷重がかかり、その一面側のみ摩耗が大きくなり、その一面側の摩耗によりがたつきが発生しやすくなる。
【0006】
また、このようにU字シューの一面側のみ摩耗が大きくなると、この一面側と反対に位置した他面側のみの片すべりとなるので、偏荷重によりラックギアやピニオンギアの歯が欠けやすくなり、歯が欠けた場合にはラックバーの移動がスムースに行われないおそれがある。さらに、テールゲートの自動開閉システムでは、テールゲートと車体との間に人や物が挟まった際に駆動源(モータ)を自動的に停止させる機構を設けることが好ましいが、この場合、挟み込んだ状態を検知する手段としてはモータの回転数(パルス数)をピックアップする方法が一般的である。このような場合、前記したようにU字シューの片すべりに起因してラックギアやピニオンギアの歯が欠けた場合には、モータが空回りして的確な挟み込みの検知ができないおそれもある。
【0007】
本発明は以上のような問題を解決するために創作されたものであり、ラックバーをガイドする部材として、従来のように環状のチャンネル部材として構成することなく且つ前記窓部又はスロットの加工工程を省略でき、さらに、ラックバーにその移動方向と直交する面方向の360度にわたって荷重が加わった際、当該荷重に対応可能となるテールゲートの自動開閉システムを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、車両におけるテールゲートの自動開閉システムであって、出力ギアとなるピニオンギアと、該ピニオンギアに噛合するラックギアを形成したラック部材と、該ラック部材に外嵌して、該ラック部材の移動をガイドするガイド部材と、を有するラックアンドピニオン機構と、前記テールゲートと前記ラック部材とを連結するリンク部材と、を備え、前記ラック部材においては、前記ラックギアが形成されたギア面と該ギア面と反対の面とに挟まれる左右一対の側部に凹部又は凸部からなる係合部を形成し、かつ前記リンク部材を連結するためのリンク取り付け座を前記ギア面と反対の面に形成し、前記ガイド部材においては、前記ラック部材の係合部に係合する被係合部を形成し、前記ラック部材の移動をこの係合部と被係合部との係合によってガイドさせる構成とし、前記ラック部材の係合部または前記ガイド部材の被係合部の一方はV溝からなり、前記ガイド部材の被係合部または前記ラック部材の係合部の他方は前記V溝に向けて突出した山形形状部からなり、これら係合部と被係合部との間において、ラック部材の移動方向と直交する面方向の荷重を受けることが可能なように摺動部を設けた。
【0009】
当該構成により、ガイド部材の形状の設計自由度が広がることとなり、ガイド部材の平断面形状を環状として形成することなく、例えば、ピニオンギアとラックギアを噛合させる部位やスタッドを挿通させる部位を、ガイド部材の全長にわたって開口させた形状とすることで、窓部やスロットの切欠きの加工工程を省略でき、経済的な自動開閉システムとなる。
また、前記ラック部材の係合部または前記ガイド部材の被係合部の一方はV溝からなり、前記ガイド部材の被係合部または前記ラック部材の係合部の他方は前記V溝に向けて突出した山形形状部からなり、これら係合部と被係合部との間において、ラック部材の移動方向と直交する面方向の荷重を受けることが可能なように摺動部を設ける構成としたことにより、摩耗に起因するがたつきの発生が低減されるため、長期にわたりラック部材を安定した状態でガイド部材に沿って移動させることができ、自動開閉システムの信頼性が向上する。
【0010】
前記ガイド部材をその全長にわたって開口する、前記リンク取り付け座を通すための開口部を有する構成とすれば、前記したように窓部やスロットの切欠きの加工工程を省略でき、経済的な自動開閉システムとなる。
【0012】
さらに、前記摺動部にローラを備える構成とすれば、ラック部材の移動がよりスムースとなり、ラック部材とガイド部材との間のがたつきがさらに低減されることとなる。
【0013】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態で説明する車両はいわゆるワゴンタイプの車両であり、そのバックドア(以降、テールゲートという)を自動で開閉する自動開閉システムを備える。図1はこの自動開閉システムの側面説明図、図2は車両後方側から見た自動開閉システムの正面説明図であり、ともにテールゲートが開いた状態を示している。図3は図2におけるA方向から見た場合の自動開閉システムの側断面説明図(本図はラック部材が最下降位置に位置した状態、つまりテールゲートが閉じた状態を示す)、図4は自動開閉システムの外観斜視図(ガイド部材の中央部を破断した状態として示す)、図5は図3におけるB−B断面図、図6はローラの拡大斜視図である。
【0014】
図1及び図2において、テールゲート1は、車体2に対して、ルーフ後端の近傍に位置した車両の幅方向に平行な回動軸(図示せず)回りに回動(開閉)自在に取り付けられている。このテールゲート1の自動開閉システム3は、図3及び図4も参照して(図3及び図4ではテールゲート1は図示せず)、出力ギアとなるピニオンギア4(図1及び図2では図示せず)と、ピニオンギア4に噛合するラックギア5a(図3及び図4参照)を形成したラック部材5と、ラック部材5の移動をガイドするレール状のガイド部材6とを有するラックアンドピニオン機構7と、テールゲート1とラック部材5とを連結するリンク部材8と、を備えた構成からなる。
【0015】
図2から判るように、自動開閉システム3は、リアピラー(以降、Dピラー9という)の近傍内側において配設される。本実施形態では、車両左側のDピラー9の側にのみ配設している。左右のDピラー9の内側に一対として配設しても良いが、片側にのみ配設することで経済的な車両となる。特に、後記するように、ラック部材5の移動方向と直交する面方向360度にわたって発生する荷重を受けることが可能な摺動部を設けることで、自動開閉システム3の信頼性が向上するため、片側にのみ配設した場合であっても長期にわたってテールゲート1を安定して自動開閉できることとなる。
【0016】
自動開閉システム3の駆動源となる電動モータ10はブラケット11等を介して車体2(具体的にはリアインサイドパネル等)に取り付けられており、電動モータ10の回転力は図3に示すように、伝達ギア12を介してピニオンギア4に伝達される。符号13は減速機を示す。本実施形態では、ピニオンギア4は、車両の幅方向を回転軸方向として配設されている。なお、駆動源やこの駆動源に付随する装置の種類や構成等については本発明では特に限定されるものではない。
【0017】
長尺の部材となるラック部材5は、ラックギア5aが形成されたギア面を車両前方側に向けて配設され、前記ピニオンギア4と噛合する。図3及び図5に示すように、ガイド部材6には窓部6aが矩形状に開口形成されていて、ピニオンギア4とラックギア5aはこの窓部6aを介して噛合する。ラック部材5とガイド部材6は略起立した状態で配設されるものであり、本実施形態においてはラック部材5とガイド部材6は、図1から判るように側面視して、上端部側が下端部側よりも車両後方側に位置するように傾斜した状態として、また、図2から判るように背面視して、上端部側が下端部側よりも車両中央側に位置するように傾斜した状態として配設されている。ガイド部材6はブラケット11等を介して車体2(リアインサイドパネル等)に取り付けられている。
【0018】
ラック部材5においてギア面と反対の面、つまり車両後方側に対向する面の上端部には、リンク取り付け座5bが突出形成されている。リンク部材8の下端側はこのリンク取り付け座5bにおいてラック部材5と連結する。リンク部材8の上端側は図1や図2に示すように、テールゲート1に連結している。本実施形態では、ラック部材5の長手方向を含む面とリンク部材8の軸方向を含む面とが平行ではないため、リンク部材8の挙動を許容するべく、リンク部材8の下端側及び上端側の連結部位は3次元ジョイント機構を有する。
【0019】
3次元ジョイント機構としては、公知の構造、例えばボールジョイント機構等が適用できる。前記リンク取り付け座5bにはボールスタッド14が形成され、そのボール部にリンク部材8の下端に形成したボールソケット15が外嵌している。図示はしないが、リンク部材8の上端側におけるテールゲート1との連結部位も同様のボールジョイント機構を有している。
【0020】
以上の構成により、電動モータ10の駆動力によりピニオンギア4を正逆回転させることで、ラック部材5がガイド部材6にガイドされて上下方向に移動し、3次元的な挙動を許容されたリンク部材8を介してテールゲート1の開閉が行われる。
【0021】
なお、ラック部材5の長手方向を含む面とリンク部材8の軸方向を含む面とを互いに平行にした場合、例えば、図2に示す背面視の状態において、ラック部材5及びリンク部材8を鉛直状に配設した場合などには、リンク部材8の連結部位は2次元の自由度を有する連結機構で構成できることとなる。しかし、この場合であっても、テールゲート1やラック部材5側の取り付け誤差等を考慮した場合には3次元ジョイント機構を用いることが望ましい。
【0022】
また、本実施形態では、電動モータ10の出力低減やテールゲート1の自動開閉と手動開閉との両立性を考慮し、図2に示すように、テールゲートの開口部の両側にガスダンパー16を配設してある。勿論、ガスダンパー16はその有無が適宜に選択され得る構成要素である。
【0023】
さて本発明は、図5にも示すように、平断面形状に関し、ラック部材5においては、前記ラックギア5aが形成されたギア面を挟んだ左右一対の側部に凹部又は凸部からなる係合部17を形成するとともに、ガイド部材6においては、この係合部17に係合する被係合部18を形成して、ラック部材5の移動を係合部17と被係合部18との係合によってガイドさせる構成としてある。
【0024】
図5では、ラック部材5に関し、ギア面を挟んだ左右一対の側面に形成される係合部17として、ラック部材5の長手方向に沿って形成されるV溝から構成する一方、ガイド部材6の被係合部18として、ガイド部材6の長手方向に沿って形成され、前記ラック部材5のV溝に向けて突出した山形形状部から構成した例を示している。つまり、ラック部材5において、その平断面形状を略鼓形状としたものである。V溝と山形形状部の各形成角度は共に対応した角度であり、図では略90度として示してある。
【0025】
このように、V溝と山形形状部が嵌合し合うことでラック部材5の移動がガイドされることとなる。これにより、ガイド部材6側においては、従来のように環状のチャンネル材として形成する必要がなくなり、例えば図5に示すように、ラック部材5のリンク取り付け座5bが形成された面に対向する部位において、図4からも判るようにガイド部材6の全長にわたって開口する開口部19を有する構成とすることができる。また、例えばリンク取り付け座5bは設計変更によりラックギア5aが形成されたギア面側の上端部に形成することも可能であり、この場合にはラック部材5のギア面に対向する部位(図5における窓部6aが形成された面を指す)において、ガイド部材6の全長にわたって開口する開口部を有する構成とすることもできる。
【0026】
これにより、従来のようにガイド部材6を環状のチャンネル部材とし、このチャンネル部材の側壁に、リンク部材8の連結部位となるリンク取り付け座5bを通すためのスロットを形成したり、ピニオンギア4とラックギア5aとを噛合させるための窓部6aを形成する加工工程を省略でき、経済的な自動開閉システム3となる。
【0027】
また前記したように、ラック部材5の長手方向とリンク部材8の軸方向とは平行ではなく、テールゲート1の開閉の際には前記両方向の交差角度が変化するため、ラック部材5にはその移動方向と直交する面方向において、360度の方向にわたって荷重(負荷)が加わる。そこで、本実施形態では、係合部17であるV溝と被係合部18である山形形状部との間において、ラック部材5の移動方向と直交する面方向360度にわたって発生する荷重を受けることが可能なように摺動部を設ける構成としてある。
【0028】
図4ないし図6は当該摺動部をローラ20から構成した例を示している。ローラ20の材質は特に限定されないが、例えば摩擦係数の小さい合成樹脂材料が好適である。ラック部材5には、各V溝の面に平行となるように、且つラック部材5の移動方向と直交するように軸21(図5,図6)が設けられ、ローラ20は各V溝の面と若干の隙間を有するようにして軸21に回転自在に取り付けられている。ローラ20は例えば図4に示すようにラック部材5の長手方向に関し適宜間隔をおいて複数設けられる。そして、各ローラ20は図5に示すようにガイド部材6の山形形状部の各面に接する。なお、ローラ20の取り付け態様は以上の態様に限られず、例えば、矩形状の孔部を形成した板状部材(図示せず)をラック部材5のV溝の面に固設し、或いはV溝の面に直接、矩形状の孔部を形成し、この孔部にローラ20を回転可能となるように単に挿入した構造としても良い。
【0029】
以上により、図5から判るように、平断面視してローラ20は各V溝の面と各山形形状部の面が対向し合う4つの空間部において配設されることとなる。これにより、ラック部材5にその移動方向と直交する面方向において荷重が加わった際、各空間部に配置されたローラ20が荷重を方向成分ごとに分散して受けることで、360度の方向にわたる荷重を受けることが可能となる。したがって、長期にわたりラック部材5を安定した状態でガイド部材6に沿って移動させることができ、自動開閉システム3の信頼性が向上する。なお、ローラ20はガイド部材6側に取り付けることも可能である。
【0030】
また、摺動部としてローラ20を設ける構成とすることで、ラック部材5の移動がスムースとなり、摩耗に起因するラック部材5とガイド部材6との間のがたつき等も低減される。
【0031】
図7はラック部材5の係合部17及びガイド部材6の被係合部18の形状変形例を示す図である。図7(a)は係合部17として平断面矩形状の凹部を形成する一方、被係合部18として該凹部に向けて突出するように平断面矩形状の凸部を形成した場合を示す。この場合も、各凹部の面と各凸部の面とが対向し合う各空間部(図では6つの空間部)に前記同様のローラ20を配設すれば、ラック部材5にその移動方向と直交する面方向において荷重が加わった際、各空間部に配置されたローラ20が荷重を方向成分ごとに分散して受けることで、360度の方向にわたる荷重を受けることが可能となる。
【0032】
また、図7(b)は係合部17として外側に向けて山形に突出する突出部から構成する一方、被係合部18として該突出部に対応するように外側に向けて山形に突出する突出部から構成した例を示す。この場合も、対向し合う面に挟まれた各空間部に前記同様のローラ20を配設すれば、ラック部材5にその移動方向と直交する面方向において荷重が加わった際、各空間部に配置されたローラ20が荷重を方向成分ごとに分散して受けることで、360度の方向にわたる荷重を受けることが可能となる。
【0033】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、各構成要素のレイアウト、形状、個数等は、図面に記載したものに限定されず、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、ガイド部材として従来のように環状のチャンネル部材とすることなく構成できるため、リンク部材の連結部位を通すためのスロットを形成したり、ピニオンギアとラックギアとを噛合させるための窓部を形成する加工工程を省略でき、経済的な自動開閉システムとなる。また、ラック部材にその移動方向と直交する面方向において荷重が加わった際、摺動部にて360度の方向にわたる荷重を受けることが可能となり、自動開閉システムの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるテールゲートの自動開閉システムの側面説明図である。
【図2】車両後方側から見た自動開閉システムの正面説明図である。
【図3】図2におけるA方向から見た場合の自動開閉システムの側断面説明図である。
【図4】自動開閉システムの外観斜視図である。
【図5】図3におけるB−B断面図である。
【図6】ローラの拡大斜視図である。
【図7】(a),(b)は共に係合部及び被係合部の形状変形例を示す平断面説明図である。
【符号の説明】
1 テールゲート
2 車体
3 自動開閉システム
4 ピニオンギア
5 ラック部材
5a ラックギア
6 ガイド部材
7 ラックアンドピニオン機構
8 リンク部材
17 係合部
18 被係合部
19 開口部
20 ローラ
Claims (3)
- 車両におけるテールゲートの自動開閉システムであって、
出力ギアとなるピニオンギアと、該ピニオンギアに噛合するラックギアを形成したラック部材と、該ラック部材に外嵌して、該ラック部材の移動をガイドするガイド部材と、を有するラックアンドピニオン機構と、
前記テールゲートと前記ラック部材とを連結するリンク部材と、
を備え、
前記ラック部材においては、前記ラックギアが形成されたギア面と該ギア面と反対の面とに挟まれる左右一対の側部に凹部又は凸部からなる係合部を形成し、かつ前記リンク部材を連結するためのリンク取り付け座を前記ギア面と反対の面に形成し、前記ガイド部材においては、前記ラック部材の係合部に係合する被係合部を形成し、前記ラック部材の移動をこの係合部と被係合部との係合によってガイドさせる構成とし、
前記ラック部材の係合部または前記ガイド部材の被係合部の一方はV溝からなり、前記ガイド部材の被係合部または前記ラック部材の係合部の他方は前記V溝に向けて突出した山形形状部からなり、これら係合部と被係合部との間において、ラック部材の移動方向と直交する面方向の荷重を受けることが可能なように摺動部を設けたことを特徴とするテールゲートの自動開閉システム。 - 前記ガイド部材は、その全長にわたって開口する、前記リンク取り付け座を通すための開口部を有することを特徴とする請求項1に記載のテールゲートの自動開閉システム。
- 前記摺動部はローラを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のテールゲートの自動開閉システム。
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