JP4229690B2 - 車両用自動開閉装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両には、ドア、バックドア等、車両に開閉自在に装着された開閉部材が随所に設けられている。特に、ワゴン車やワンボックス車等では、車両の後端部にバックドアを設けて車両後方からの荷物の積み下ろし等を容易に行い得るようにしたものが多く見受けられる。通常、このようなバックドアは、回転支点を略水平として車両ルーフの後端部に固定されたヒンジを介して車両に装着されて、ヒンジの回転支点を中心として上下方向に開閉するようになっている。この場合、バックドアは車両上方に大きく跳ね上げられることになるため、リフトゲートやリヤハッチなどとも呼ばれている。
【０００３】
ところが、このようなバックドアは大型で重い場合が多いため、特に、女性や子供ではその開閉を容易に行うことが困難な場合があった。特に、全開状態となったときにはバックドアは上方に大きく跳ね上げられることになるため、その開閉はさらに困難なものとなっていた。
【０００４】
そこで、ワンボックス車等のファミリーユースが増加している状況の下、女性や子供でも容易に開閉できるようにバックドアの自動開閉装置を搭載した車両が登場し、増加する傾向にある。また、自動開閉装置を設置すれば運転席から手が届かなくともバックドアを遠隔操作できるため、この利便性からも自動開閉装置の取り付け要請は少なくない。
【０００５】
このような自動開閉装置としては、車両に固定されたアクチュエータユニットとアクチュエータユニットの出力をバックドアに伝達する連結ロッドとを有するものが知られている。この場合、アクチュエータユニットはガイド部材に案内されて車両前後方向に移動自在のスライド部材を有しており、このスライド部材の側面にはラックギヤが形成されている。また、スライド部材のラックギヤには出力ピニオンギヤが噛み合わされており、この出力ピニオンギヤは電動モータにより回転駆動されるようになっている。したがって、電動モータが作動つまり正逆回転することにより、スライド部材は車両前後方向に直線往復運動されるようになっている。
【０００６】
一方、バックドアにはヒンジの回転支点から所定距離離れた位置にてアームが固定されており、このアームを車両前後方向に駆動することによりバックドアを開閉することができるようになっている。そして、スライド部材とアームとは連結ロッドにより連結されており、スライド部材が直線往復運動するとこの直線往復運動が連結ロッドを介してバックドアに伝達されてバックドアが開閉運動されるようになっている。
【０００７】
バックドアが開閉するとアームと連結ロッドの連結部の軌跡はヒンジの回転支点を中心とした円弧状となる。そのため、従来の自動開閉装置では、スライド部材の移動方向つまりバックドアの開閉方向に垂直且つヒンジの回転支点と平行に配置された軸部材を介して連結ロッドをアームに連結して、バックドアの開閉動作にともなって連結ロッドが軸部材を中心としてバックドアに対して傾斜することができるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２８００００号公報 （第５―７頁、第２―４および１１―１２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような自動開閉装置では、アクチュエータユニットやアームの組付け誤差が生じた場合、経年変化や自重によりバックドアに撓みが生じた場合などには、スライド部材とアームの位置関係にずれが生じて連結ロッドはアームに対して車両の幅方向に傾斜することになる。そして、連結ロッドが傾斜することにより軸部材には曲げ力が加わり、連結部から異音が発生したり、連結部が異常摩耗してこの自動開閉装置の動力伝達効率を低下させることも考えられる。
【００１０】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置の動力伝達効率を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用自動開閉装置は、車両のルーフ部の後端部にヒンジを介して前記車両の上下方向に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、前記車両に設けられる駆動手段と、前記駆動手段の出力が伝達され、開閉両方向に回転する出力ピニオンギヤと、前記出力ピニオンギヤに噛み合うラックギヤを備え、前記出力ピニオンギヤの回転により前記車両の前後方向に直線往復動するラックと、球状の内輪と前記内輪に接する球面を備えた外輪とを有する球面滑り軸受により一端が前記ラックの側面に連結されるとともに他端が前記開閉部材に固定されるアームの先端の側面に連結され、前記ラックの移動方向となる前記車両の前後方向に対して前記ヒンジの軸方向となる前記車両の幅方向に傾動自在となって前記開閉部材と前記ラックとを連結する連結ロッドとを有し、前記ラックが正規の位置に組み付けられたときには前記連結ロッドは前記車両の上方から見て前記ラックの移動方向に平行な状態で作動して前記開閉部材を開閉し、前記ラックが正規の位置から前記車両の幅方向にずれて組み付けられたときには前記連結ロッドは前記車両の幅方向に傾斜して当該ずれを吸収するとともに当該傾斜状態のまま作動して前記開閉部材を開閉することを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記外輪を塑性変形により形成したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記外輪を前記連結ロッドと一体に形成したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図であり、図２は図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。
【００１６】
図１、図２に示すように、車両１１の後端部には開閉部材としてのバックドア１２が設けられている。バックドア１２は車両１１のルーフ部１３の後端部にその開閉中心軸１４ａを略水平として取り付けられたヒンジ１４を介して車両１１に開閉自在に装着されている。そして、バックドア１２は、図１に示すように車両１１に対して略垂直となる全閉状態と、図２に示すように車両１１に対して略水平となる全開状態との間で、開閉中心軸１４ａを中心とした約９０度の範囲で車両１１の上下方向に開閉するようになっている。
【００１７】
図３は図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図である。また、図４は図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す斜視図であり、図５は図４に示すアクチュエータユニットの正面図である。
【００１８】
車両１１には、バックドア１２を自動的に開閉するために車両用自動開閉装置としてのパワーバックドア機構１５が設けられている。図３に示すように、このパワーバックドア機構１５は車両１１のルーフ部１３に固定されたアクチュエータユニット１６とこのアクチュエータユニット１６とバックドア１２とを連結する連結ロッド１７とを有しており、アクチュエータユニット１６により連結ロッド１７を駆動してバックドア１２を自動開閉させるようになっている。
【００１９】
図４、図５に示すように、アクチュエータユニット１６はスライド機構２１と駆動ユニット２２および制御ユニット２３を有している。
【００２０】
スライド機構２１はガイドレール２４と出力部材としてのアウターラック２５とを有する所謂アウターラック式となっており、ガイドレール２４は断面略六角形状に形成されて、その軸方向を車両１１の前後方向に合わせてベース２６に固定されている。アウターラック２５はその軸方向の長さ寸法がガイドレール２４の略半分程度とされており、その断面形状はガイドレール２４の外側に係合可能な略Ｃの字形に形成されている。そして、アウターラック２５はガイドレール２４の外側に装着されて、このガイドレール２４に案内されて軸方向つまり車両１１の前後方向に直線往復動自在となっている。
【００２１】
駆動ユニット２２はベース２６と一体に形成されたギヤケース２７を有しており、このギヤケース２７にはこのアクチュエータユニット１６の駆動手段としての電動モータ２８が固定されている。ギヤケース２７の内部には図示しない減速ギヤ機構が収容されており、電動モータ２８の出力はこの減速ギヤ機構に伝達されるようになっている。この減速ギヤ機構の出力側の最終段は出力ピニオンギヤ３１となっており、つまり、この出力ピニオンギヤ３１には電動モータ２８の出力が減速して伝達されるようになっている。また、ギヤケース２７には電磁クラッチ３２が固定されており、電動モータ２８の出力はこの電磁クラッチ３２を介して減速ギヤ機構に伝達されるようになっている。この電磁クラッチ３２は従来から知られた所謂摩擦式の電磁クラッチであり、この電磁クラッチ３２により電動モータ２８と出力ピニオンギヤ３１とを動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えることができるようになっている。
【００２２】
このような構造により、電動モータ２８が正転すると出力ピニオンギヤ３１は図５において時計回りとなる開方向に回転され、電動モータ２８が逆転すると出力ピニオンギヤ３１は図５において反時計回りとなる閉方向に回転されるようになっている。
【００２３】
アウターラック２５の側面には軸方向に並ぶラックギヤ３３が形成されており、出力ピニオンギヤ３１はガイドレール２４の軸方向の略中間位置においてこのラックギヤ３３に噛み合わされている。これにより、出力ピニオンギヤ３１が開方向に回転するとアウターラック２５は開方向に移動され、出力ピニオンギヤ３１が閉方向に回転するとアウターラック２５は閉方向に移動されることになる。つまり、アウターラック２５は駆動ユニット２２により駆動されて、車両１１の後方側となる閉側ストローク端と車両１１の前方側となる開側ストローク端との間で直線往復動するようになっている。
【００２４】
ベース２６には２つの車両側固定ブラケット３４，３５が固定されており、これらのブラケット３４，３５によりアクチュエータユニット１６は車両１１のルーフ部１３の内部に固定されている。また、ベース２６にはサブブラケット３６が固定されており、制御ユニット２３はこのサブブラケット３６によりベース２６に固定されている。
【００２５】
制御ユニット２３は制御信号を演算する図示しないマイクロプロセッサと、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納される図示しないＲＯＭと、一時的にデータを格納する図示しないＲＡＭなどを有しており、給電ライン３７を介して電動モータ２８と電磁クラッチ３２とに接続されるとともに図示しないバックドア開閉スイッチに接続されている。そして、バックドア開閉スイッチからの指令信号にしたがって電動モータ２８や電磁クラッチ３２の作動を制御することができるようになっている。
【００２６】
一方、バックドア１２にはヒンジ１４の開閉中心軸１４ａから所定距離離れた位置にてアーム３８が固定されている。このアーム３８はヒンジ１４の回転中心軸１４ａを中心として湾曲する円弧状に形成されており、このアーム３８の先端部３８ａを車両１１の前後方向に駆動することによりバックドア１２を開閉することができるようになっている。そして、連結ロッド１７はこのアーム３８とアウターラック２５とを連結するようになっている。また、車室内の天井トリム４１には開口部４１ａが形成されており、連結ロッド１７はこの開口部４１ａを介してルーフ部１３の内外に移動可能とされている。なお、開口部４１ａについては、ゴム等の弾性部材で形成されたダストカバー等を取り付けるようにしてもよい。
【００２７】
図６（ａ）は連結ロッドを示す斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２８】
連結ロッド１７は鋼材で形成されており、ロッド部４２とこのロッド部４２の両端に形成されたピロボールジョイント４３，４４とを有している。ピロボールジョイント４３は所謂球面滑り軸受となっており、ロッド部４２と一体に形成された円環状の外輪４５と、鋼材により形成された内輪つまり球面４６ａを有する球状のピロボール４６とを備えている。外輪４５の内周には球面４５ａが形成されており、ピロボール４６は外輪４５の内側に装着されて球面４６ａが球面４５ａと球面接触するようになっている。つまり、ピロボール４６は外輪４５に回転自在且つ傾斜自在に支持されている。同様に、ピロボールジョイント４４は所謂球面滑り軸受となっており、ロッド部４２と一体に形成された円環状の外輪４７と、鋼材により形成された内輪つまり球面４８ａを有する球状のピロボール４８とを備えている。外輪４５の内周には球面４７ａが形成されており、ピロボール４８は外輪４７の内側に装着されて球面４８ａが球面４７ａと球面接触するようになっている。つまり、ピロボール４８は外輪４７に回転自在且つ傾斜自在に支持されている。
【００２９】
ここで、外輪４５の球面４５ａは、外輪４５の内側にピロボール４６を配置した状態で、例えばかしめ等により外輪４５の内周を塑性変形させることにより、その幅寸法Ｗがピロボールの直径Ｄの１／２以上となるように形成されている。したがって、ピロボール４６は球面４５ａに接した状態で外輪４５の内側に支持されることになり、この外輪４５に対して離脱不能となっている。ここで、離脱不能とは外輪４５もしくはピロボール４６を弾性変形させてピロボール４６を外輪４５から離脱させることができない状態であり、外輪４５もしくはピロボール４６の金属組織を破壊したり塑性変形させて離脱させる場合を含まない。そして、この構造は、ピロボールジョイント４４についても同様となっている。
【００３０】
ピロボール４６には固定用孔４６ｂが形成されており、この固定用孔４６ｂに挿通されたボルト５１によりピロボール４６はアウターラック２５の側面に固定されている。これにより、連結ロッド１７の一端はピロボールジョイント４３を介してアウターラック２５に連結されている。同様に、ピロボール４８には固定用孔４８ｂが形成されており、この固定用孔４８ｂに挿通されたボルト５２によりピロボール４８はアーム３８の先端部３８ａに固定されている。これにより、連結ロッド１７の他端はピロボールジョイント４４を介してアーム３８に連結されている。
【００３１】
このように、連結ロッド１７はピロボールジョイント４３にてアウターラック２５に連結されるとともにピロボールジョイント４４にてアーム３８とに連結されることにより、アウターラック２５とアーム３８とを連結することになる。したがって、アウターラック２５の直線往復運動はこの連結ロッド１７を介してバックドアに伝達され、アウターラック２５の位置が閉側ストローク端となったときにはバックドア１２は全閉状態とされ、開側ストローク端となったときにはバックドア１２は全開状態とされるようになっている。
【００３２】
図７（ａ）〜（ｃ）はアウターラックと連結ロッドの連結部の詳細を示す断面図であり、図８（ａ）〜（ｃ）はアームと連結ロッドの連結部の詳細を示す断面図であり、また、図９は図５に示すアクチュエータユニットの固定位置が変化したときの連結ロッドの状態を示す正面図である。さらに、図１０はピロボールジョイントの変形例を示す断面図であり、図１１は連結ロッドの変形例を示す斜視図である。
【００３３】
ピロボール４６は外輪４５に対して球面接触により支持されているので、連結ロッド１７はアウターラック２５に対してボルト５１の周方向に回転自在であるとともに、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、アウターラック２５の軸方向つまり移動方向に対して車両の幅方向に傾動自在となっている。同様に、ピロボール４８は外輪４７に対して球面接触により支持されているので、連結ロッド１７はアーム３８に対してボルト５２の周方向に回転自在であるとともに、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、アーム３８の軸方向つまりバックドアの開閉方向に対して車両１１の幅方向に傾動自在となっている。
【００３４】
したがって、図９に示すように、アクチュエータユニット１６の車両１１へ組付け誤差によりその固定位置が正規の位置から車両の幅方向に距離Ｌだけずれることにより、アクチュエータユニット１６とアーム３８との位置関係がずれて連結ロッド１７がアウターラック２５やアーム３８に対して傾斜した場合であっても、この傾斜はピロボールジョイント４３，４４により吸収されるので、連結ロッド１７とアウターラック２５、アーム３８との連結部が拗れることがなく、アウターラック２５の直線往復運動は滑らかにバックドア１２に伝達されることになる。
【００３５】
このように、このパワーバックドア機構１５では、連結ロッド１７とアウターラック２５をピロボールジョイント４３を介して連結し、連結ロッド１７とアーム３８をピロボールジョイント４４を介して連結するようにしたので、このパワーバックドア機構１５の動力伝達効率を向上させることができる。
【００３６】
また、連結ロッド１７とアウターラック２５、アーム３８との連結部が拗れることがないので、連結部からの異音の発生を防止し、また、連結部の異常摩耗を防止することができる。
【００３７】
次に、このような構造のパワーバックドア機構１５の作動について説明する。
【００３８】
まず、図１に示すように、バックドア１２が全閉状態となっているときにバックドア開閉スイッチが開側に投入されると図示されないドアロック機構が解除され、バックドア１２の開動作が行える状態とされる。その後、電磁クラッチ３２が動力伝達状態に切り換えられるとともに電動モータ２８が正転方向に作動を開始し、出力ピニオンギヤ３１が開方向に回転駆動されてアウターラック２５は閉側ストローク端から開側ストローク端に向かって移動することになる。そして、このアウターラック２５の変位が連結ロッド１７を介してバックドア１２に伝達されてバックドア１２は開方向へ移動することになる。そして、アウターラック２５が開側ストローク端に達するとバックドア１２は図２に示すように全開状態となり、電動モータ２８の作動が停止されるとともに電磁クラッチ３２は動力遮断状態とされる。
【００３９】
一方、バックドア１２が全開状態となっているときにバックドア開閉スイッチが閉側に投入されると、電磁クラッチ３２が動力伝達状態に切り換えられるとともに電動モータ２８が逆転されて出力ピニオンギヤ３１が閉方向に回転駆動され、アウターラック２５は開側ストローク端から閉側ストローク端に向かって移動することになる。そして、このアウターラック２５の変位が連結ロッド１７を介してバックドア１２に伝達されてバックドア１２は閉方向へ移動することになる。そして、アウターラック２５が閉側ストローク端に達すると図示しないドアロック機構が作動してバックドア１２は図１に示すように全閉状態となり、電動モータ２８の作動が停止されるとともに電磁クラッチ３２は動力遮断状態とされる。
【００４０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４３】
例えば、前記実施の形態においては、ピロボールジョイント４３，４４はロッド部４２と一体に形成されているが、これに限らず、例えば図１０に示すように、ロッド部５３とは別体に形成されたピロボールジョイント５４をロッド部５３に固定する所謂ロッドエンド形としてもよく、また、ピロボール５５をスタッド５５ａが一体に形成された形状として形成するようにしてもよい。
【００４４】
さらに、例えば図１１に示すように、連結ロッド５６をパイプ部材により形成するようにしてもよい。この場合、外輪５７はパイプ部材の両端部をプレス加工等にて塑性変形させることにより形成されることになり、ピロボール５８はその際に外輪５７の内側に配置されて外輪５７の内側に離脱不能に装着されることになる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、連結ロッドと出力部材もしくはバックドアとの連結部が拗れることがなく、出力部材の出力は滑らかにバックドアに伝達されることになるので、この車両用自動開閉装置の動力伝達効率を向上させることができる。
【００４６】
また、本発明によれば、連結ロッドと出力部材もしくはバックドアとの連結部が拗れることがないので、連結部からの異音の発生を防止し、また、連結部の異常摩耗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図である。
【図２】図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。
【図３】図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図である。
【図４】図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す斜視図である。
【図５】図４に示すアクチュエータユニットの正面図である。
【図６】（ａ）は連結ロッドを示す斜視図であり、（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はアウターラックと連結ロッドの連結部の詳細を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はアームと連結ロッドの連結部の詳細を示す断面図である。
【図９】図５に示すアクチュエータユニットの固定位置が変化したときの連結ロッドの状態を示す正面図である。
【図１０】ピロボールジョイントの変形例を示す断面図である。
【図１１】連結ロッドの変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１ 車両
１２ バックドア
１３ ルーフ部
１４ ヒンジ
１４ａ 開閉中心軸
１５ パワーバックドア機構
１６ アクチュエータユニット
１７ 連結ロッド
２１ スライド機構
２２ 駆動ユニット
２３ 制御ユニット
２４ ガイドレール
２５ アウターラック
２６ ベース
２７ ギヤケース
２８ 電動モータ
３１ 出力ピニオンギヤ
３２ 電磁クラッチ
３３ ラックギヤ
３４、３５ 車両側固定ブラケット
３６ サブブラケット
３７ 給電ライン
３８ アーム
３８ａ 先端部
４１ 天井トリム
４１ａ 開口部
４２ ロッド部
４３，４４ ピロボールジョイント
４５ 外輪
４５ａ 球面
４６ ピロボール
４６ａ 球面
４６ｂ 固定用孔
４７ 外輪
４７ａ 球面
４８ ピロボール
４８ａ 球面
４８ｂ 固定用孔
５１，５２ ボルト
５３ ロッド部
５４ ピロボールジョイント
５５ ピロボール
５５ａ スタッド
５６ 連結ロッド
５７ 外輪
５８ ピロボール
Ｌ 距離
Ｗ 幅寸法
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両には、ドア、バックドア等、車両に開閉自在に装着された開閉部材が随所に設けられている。特に、ワゴン車やワンボックス車等では、車両の後端部にバックドアを設けて車両後方からの荷物の積み下ろし等を容易に行い得るようにしたものが多く見受けられる。通常、このようなバックドアは、回転支点を略水平として車両ルーフの後端部に固定されたヒンジを介して車両に装着されて、ヒンジの回転支点を中心として上下方向に開閉するようになっている。この場合、バックドアは車両上方に大きく跳ね上げられることになるため、リフトゲートやリヤハッチなどとも呼ばれている。
【０００３】
ところが、このようなバックドアは大型で重い場合が多いため、特に、女性や子供ではその開閉を容易に行うことが困難な場合があった。特に、全開状態となったときにはバックドアは上方に大きく跳ね上げられることになるため、その開閉はさらに困難なものとなっていた。
【０００４】
そこで、ワンボックス車等のファミリーユースが増加している状況の下、女性や子供でも容易に開閉できるようにバックドアの自動開閉装置を搭載した車両が登場し、増加する傾向にある。また、自動開閉装置を設置すれば運転席から手が届かなくともバックドアを遠隔操作できるため、この利便性からも自動開閉装置の取り付け要請は少なくない。
【０００５】
このような自動開閉装置としては、車両に固定されたアクチュエータユニットとアクチュエータユニットの出力をバックドアに伝達する連結ロッドとを有するものが知られている。この場合、アクチュエータユニットはガイド部材に案内されて車両前後方向に移動自在のスライド部材を有しており、このスライド部材の側面にはラックギヤが形成されている。また、スライド部材のラックギヤには出力ピニオンギヤが噛み合わされており、この出力ピニオンギヤは電動モータにより回転駆動されるようになっている。したがって、電動モータが作動つまり正逆回転することにより、スライド部材は車両前後方向に直線往復運動されるようになっている。
【０００６】
一方、バックドアにはヒンジの回転支点から所定距離離れた位置にてアームが固定されており、このアームを車両前後方向に駆動することによりバックドアを開閉することができるようになっている。そして、スライド部材とアームとは連結ロッドにより連結されており、スライド部材が直線往復運動するとこの直線往復運動が連結ロッドを介してバックドアに伝達されてバックドアが開閉運動されるようになっている。
【０００７】
バックドアが開閉するとアームと連結ロッドの連結部の軌跡はヒンジの回転支点を中心とした円弧状となる。そのため、従来の自動開閉装置では、スライド部材の移動方向つまりバックドアの開閉方向に垂直且つヒンジの回転支点と平行に配置された軸部材を介して連結ロッドをアームに連結して、バックドアの開閉動作にともなって連結ロッドが軸部材を中心としてバックドアに対して傾斜することができるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２８００００号公報 （第５―７頁、第２―４および１１―１２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような自動開閉装置では、アクチュエータユニットやアームの組付け誤差が生じた場合、経年変化や自重によりバックドアに撓みが生じた場合などには、スライド部材とアームの位置関係にずれが生じて連結ロッドはアームに対して車両の幅方向に傾斜することになる。そして、連結ロッドが傾斜することにより軸部材には曲げ力が加わり、連結部から異音が発生したり、連結部が異常摩耗してこの自動開閉装置の動力伝達効率を低下させることも考えられる。
【００１０】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置の動力伝達効率を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用自動開閉装置は、車両のルーフ部の後端部にヒンジを介して前記車両の上下方向に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、前記車両に設けられる駆動手段と、前記駆動手段の出力が伝達され、開閉両方向に回転する出力ピニオンギヤと、前記出力ピニオンギヤに噛み合うラックギヤを備え、前記出力ピニオンギヤの回転により前記車両の前後方向に直線往復動するラックと、球状の内輪と前記内輪に接する球面を備えた外輪とを有する球面滑り軸受により一端が前記ラックの側面に連結されるとともに他端が前記開閉部材に固定されるアームの先端の側面に連結され、前記ラックの移動方向となる前記車両の前後方向に対して前記ヒンジの軸方向となる前記車両の幅方向に傾動自在となって前記開閉部材と前記ラックとを連結する連結ロッドとを有し、前記ラックが正規の位置に組み付けられたときには前記連結ロッドは前記車両の上方から見て前記ラックの移動方向に平行な状態で作動して前記開閉部材を開閉し、前記ラックが正規の位置から前記車両の幅方向にずれて組み付けられたときには前記連結ロッドは前記車両の幅方向に傾斜して当該ずれを吸収するとともに当該傾斜状態のまま作動して前記開閉部材を開閉することを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記外輪を塑性変形により形成したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記外輪を前記連結ロッドと一体に形成したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図であり、図２は図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。
【００１６】
図１、図２に示すように、車両１１の後端部には開閉部材としてのバックドア１２が設けられている。バックドア１２は車両１１のルーフ部１３の後端部にその開閉中心軸１４ａを略水平として取り付けられたヒンジ１４を介して車両１１に開閉自在に装着されている。そして、バックドア１２は、図１に示すように車両１１に対して略垂直となる全閉状態と、図２に示すように車両１１に対して略水平となる全開状態との間で、開閉中心軸１４ａを中心とした約９０度の範囲で車両１１の上下方向に開閉するようになっている。
【００１７】
図３は図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図である。また、図４は図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す斜視図であり、図５は図４に示すアクチュエータユニットの正面図である。
【００１８】
車両１１には、バックドア１２を自動的に開閉するために車両用自動開閉装置としてのパワーバックドア機構１５が設けられている。図３に示すように、このパワーバックドア機構１５は車両１１のルーフ部１３に固定されたアクチュエータユニット１６とこのアクチュエータユニット１６とバックドア１２とを連結する連結ロッド１７とを有しており、アクチュエータユニット１６により連結ロッド１７を駆動してバックドア１２を自動開閉させるようになっている。
【００１９】
図４、図５に示すように、アクチュエータユニット１６はスライド機構２１と駆動ユニット２２および制御ユニット２３を有している。
【００２０】
スライド機構２１はガイドレール２４と出力部材としてのアウターラック２５とを有する所謂アウターラック式となっており、ガイドレール２４は断面略六角形状に形成されて、その軸方向を車両１１の前後方向に合わせてベース２６に固定されている。アウターラック２５はその軸方向の長さ寸法がガイドレール２４の略半分程度とされており、その断面形状はガイドレール２４の外側に係合可能な略Ｃの字形に形成されている。そして、アウターラック２５はガイドレール２４の外側に装着されて、このガイドレール２４に案内されて軸方向つまり車両１１の前後方向に直線往復動自在となっている。
【００２１】
駆動ユニット２２はベース２６と一体に形成されたギヤケース２７を有しており、このギヤケース２７にはこのアクチュエータユニット１６の駆動手段としての電動モータ２８が固定されている。ギヤケース２７の内部には図示しない減速ギヤ機構が収容されており、電動モータ２８の出力はこの減速ギヤ機構に伝達されるようになっている。この減速ギヤ機構の出力側の最終段は出力ピニオンギヤ３１となっており、つまり、この出力ピニオンギヤ３１には電動モータ２８の出力が減速して伝達されるようになっている。また、ギヤケース２７には電磁クラッチ３２が固定されており、電動モータ２８の出力はこの電磁クラッチ３２を介して減速ギヤ機構に伝達されるようになっている。この電磁クラッチ３２は従来から知られた所謂摩擦式の電磁クラッチであり、この電磁クラッチ３２により電動モータ２８と出力ピニオンギヤ３１とを動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えることができるようになっている。
【００２２】
このような構造により、電動モータ２８が正転すると出力ピニオンギヤ３１は図５において時計回りとなる開方向に回転され、電動モータ２８が逆転すると出力ピニオンギヤ３１は図５において反時計回りとなる閉方向に回転されるようになっている。
【００２３】
アウターラック２５の側面には軸方向に並ぶラックギヤ３３が形成されており、出力ピニオンギヤ３１はガイドレール２４の軸方向の略中間位置においてこのラックギヤ３３に噛み合わされている。これにより、出力ピニオンギヤ３１が開方向に回転するとアウターラック２５は開方向に移動され、出力ピニオンギヤ３１が閉方向に回転するとアウターラック２５は閉方向に移動されることになる。つまり、アウターラック２５は駆動ユニット２２により駆動されて、車両１１の後方側となる閉側ストローク端と車両１１の前方側となる開側ストローク端との間で直線往復動するようになっている。
【００２４】
ベース２６には２つの車両側固定ブラケット３４，３５が固定されており、これらのブラケット３４，３５によりアクチュエータユニット１６は車両１１のルーフ部１３の内部に固定されている。また、ベース２６にはサブブラケット３６が固定されており、制御ユニット２３はこのサブブラケット３６によりベース２６に固定されている。
【００２５】
制御ユニット２３は制御信号を演算する図示しないマイクロプロセッサと、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納される図示しないＲＯＭと、一時的にデータを格納する図示しないＲＡＭなどを有しており、給電ライン３７を介して電動モータ２８と電磁クラッチ３２とに接続されるとともに図示しないバックドア開閉スイッチに接続されている。そして、バックドア開閉スイッチからの指令信号にしたがって電動モータ２８や電磁クラッチ３２の作動を制御することができるようになっている。
【００２６】
一方、バックドア１２にはヒンジ１４の開閉中心軸１４ａから所定距離離れた位置にてアーム３８が固定されている。このアーム３８はヒンジ１４の回転中心軸１４ａを中心として湾曲する円弧状に形成されており、このアーム３８の先端部３８ａを車両１１の前後方向に駆動することによりバックドア１２を開閉することができるようになっている。そして、連結ロッド１７はこのアーム３８とアウターラック２５とを連結するようになっている。また、車室内の天井トリム４１には開口部４１ａが形成されており、連結ロッド１７はこの開口部４１ａを介してルーフ部１３の内外に移動可能とされている。なお、開口部４１ａについては、ゴム等の弾性部材で形成されたダストカバー等を取り付けるようにしてもよい。
【００２７】
図６（ａ）は連結ロッドを示す斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２８】
連結ロッド１７は鋼材で形成されており、ロッド部４２とこのロッド部４２の両端に形成されたピロボールジョイント４３，４４とを有している。ピロボールジョイント４３は所謂球面滑り軸受となっており、ロッド部４２と一体に形成された円環状の外輪４５と、鋼材により形成された内輪つまり球面４６ａを有する球状のピロボール４６とを備えている。外輪４５の内周には球面４５ａが形成されており、ピロボール４６は外輪４５の内側に装着されて球面４６ａが球面４５ａと球面接触するようになっている。つまり、ピロボール４６は外輪４５に回転自在且つ傾斜自在に支持されている。同様に、ピロボールジョイント４４は所謂球面滑り軸受となっており、ロッド部４２と一体に形成された円環状の外輪４７と、鋼材により形成された内輪つまり球面４８ａを有する球状のピロボール４８とを備えている。外輪４５の内周には球面４７ａが形成されており、ピロボール４８は外輪４７の内側に装着されて球面４８ａが球面４７ａと球面接触するようになっている。つまり、ピロボール４８は外輪４７に回転自在且つ傾斜自在に支持されている。
【００２９】
ここで、外輪４５の球面４５ａは、外輪４５の内側にピロボール４６を配置した状態で、例えばかしめ等により外輪４５の内周を塑性変形させることにより、その幅寸法Ｗがピロボールの直径Ｄの１／２以上となるように形成されている。したがって、ピロボール４６は球面４５ａに接した状態で外輪４５の内側に支持されることになり、この外輪４５に対して離脱不能となっている。ここで、離脱不能とは外輪４５もしくはピロボール４６を弾性変形させてピロボール４６を外輪４５から離脱させることができない状態であり、外輪４５もしくはピロボール４６の金属組織を破壊したり塑性変形させて離脱させる場合を含まない。そして、この構造は、ピロボールジョイント４４についても同様となっている。
【００３０】
ピロボール４６には固定用孔４６ｂが形成されており、この固定用孔４６ｂに挿通されたボルト５１によりピロボール４６はアウターラック２５の側面に固定されている。これにより、連結ロッド１７の一端はピロボールジョイント４３を介してアウターラック２５に連結されている。同様に、ピロボール４８には固定用孔４８ｂが形成されており、この固定用孔４８ｂに挿通されたボルト５２によりピロボール４８はアーム３８の先端部３８ａに固定されている。これにより、連結ロッド１７の他端はピロボールジョイント４４を介してアーム３８に連結されている。
【００３１】
このように、連結ロッド１７はピロボールジョイント４３にてアウターラック２５に連結されるとともにピロボールジョイント４４にてアーム３８とに連結されることにより、アウターラック２５とアーム３８とを連結することになる。したがって、アウターラック２５の直線往復運動はこの連結ロッド１７を介してバックドアに伝達され、アウターラック２５の位置が閉側ストローク端となったときにはバックドア１２は全閉状態とされ、開側ストローク端となったときにはバックドア１２は全開状態とされるようになっている。
【００３２】
図７（ａ）〜（ｃ）はアウターラックと連結ロッドの連結部の詳細を示す断面図であり、図８（ａ）〜（ｃ）はアームと連結ロッドの連結部の詳細を示す断面図であり、また、図９は図５に示すアクチュエータユニットの固定位置が変化したときの連結ロッドの状態を示す正面図である。さらに、図１０はピロボールジョイントの変形例を示す断面図であり、図１１は連結ロッドの変形例を示す斜視図である。
【００３３】
ピロボール４６は外輪４５に対して球面接触により支持されているので、連結ロッド１７はアウターラック２５に対してボルト５１の周方向に回転自在であるとともに、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、アウターラック２５の軸方向つまり移動方向に対して車両の幅方向に傾動自在となっている。同様に、ピロボール４８は外輪４７に対して球面接触により支持されているので、連結ロッド１７はアーム３８に対してボルト５２の周方向に回転自在であるとともに、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、アーム３８の軸方向つまりバックドアの開閉方向に対して車両１１の幅方向に傾動自在となっている。
【００３４】
したがって、図９に示すように、アクチュエータユニット１６の車両１１へ組付け誤差によりその固定位置が正規の位置から車両の幅方向に距離Ｌだけずれることにより、アクチュエータユニット１６とアーム３８との位置関係がずれて連結ロッド１７がアウターラック２５やアーム３８に対して傾斜した場合であっても、この傾斜はピロボールジョイント４３，４４により吸収されるので、連結ロッド１７とアウターラック２５、アーム３８との連結部が拗れることがなく、アウターラック２５の直線往復運動は滑らかにバックドア１２に伝達されることになる。
【００３５】
このように、このパワーバックドア機構１５では、連結ロッド１７とアウターラック２５をピロボールジョイント４３を介して連結し、連結ロッド１７とアーム３８をピロボールジョイント４４を介して連結するようにしたので、このパワーバックドア機構１５の動力伝達効率を向上させることができる。
【００３６】
また、連結ロッド１７とアウターラック２５、アーム３８との連結部が拗れることがないので、連結部からの異音の発生を防止し、また、連結部の異常摩耗を防止することができる。
【００３７】
次に、このような構造のパワーバックドア機構１５の作動について説明する。
【００３８】
まず、図１に示すように、バックドア１２が全閉状態となっているときにバックドア開閉スイッチが開側に投入されると図示されないドアロック機構が解除され、バックドア１２の開動作が行える状態とされる。その後、電磁クラッチ３２が動力伝達状態に切り換えられるとともに電動モータ２８が正転方向に作動を開始し、出力ピニオンギヤ３１が開方向に回転駆動されてアウターラック２５は閉側ストローク端から開側ストローク端に向かって移動することになる。そして、このアウターラック２５の変位が連結ロッド１７を介してバックドア１２に伝達されてバックドア１２は開方向へ移動することになる。そして、アウターラック２５が開側ストローク端に達するとバックドア１２は図２に示すように全開状態となり、電動モータ２８の作動が停止されるとともに電磁クラッチ３２は動力遮断状態とされる。
【００３９】
一方、バックドア１２が全開状態となっているときにバックドア開閉スイッチが閉側に投入されると、電磁クラッチ３２が動力伝達状態に切り換えられるとともに電動モータ２８が逆転されて出力ピニオンギヤ３１が閉方向に回転駆動され、アウターラック２５は開側ストローク端から閉側ストローク端に向かって移動することになる。そして、このアウターラック２５の変位が連結ロッド１７を介してバックドア１２に伝達されてバックドア１２は閉方向へ移動することになる。そして、アウターラック２５が閉側ストローク端に達すると図示しないドアロック機構が作動してバックドア１２は図１に示すように全閉状態となり、電動モータ２８の作動が停止されるとともに電磁クラッチ３２は動力遮断状態とされる。
【００４０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４３】
例えば、前記実施の形態においては、ピロボールジョイント４３，４４はロッド部４２と一体に形成されているが、これに限らず、例えば図１０に示すように、ロッド部５３とは別体に形成されたピロボールジョイント５４をロッド部５３に固定する所謂ロッドエンド形としてもよく、また、ピロボール５５をスタッド５５ａが一体に形成された形状として形成するようにしてもよい。
【００４４】
さらに、例えば図１１に示すように、連結ロッド５６をパイプ部材により形成するようにしてもよい。この場合、外輪５７はパイプ部材の両端部をプレス加工等にて塑性変形させることにより形成されることになり、ピロボール５８はその際に外輪５７の内側に配置されて外輪５７の内側に離脱不能に装着されることになる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、連結ロッドと出力部材もしくはバックドアとの連結部が拗れることがなく、出力部材の出力は滑らかにバックドアに伝達されることになるので、この車両用自動開閉装置の動力伝達効率を向上させることができる。
【００４６】
また、本発明によれば、連結ロッドと出力部材もしくはバックドアとの連結部が拗れることがないので、連結部からの異音の発生を防止し、また、連結部の異常摩耗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるパワーバックドア機構を備えた車両の一部であって、バックドアが全閉状態のときを示す側面図である。
【図２】図１に示す車両の一部であって、バックドアが全開状態のときを示す側面図である。
【図３】図２に示すパワーバックドア機構の詳細を示す断面図である。
【図４】図３に示すアクチュエータユニットの詳細を示す斜視図である。
【図５】図４に示すアクチュエータユニットの正面図である。
【図６】（ａ）は連結ロッドを示す斜視図であり、（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はアウターラックと連結ロッドの連結部の詳細を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はアームと連結ロッドの連結部の詳細を示す断面図である。
【図９】図５に示すアクチュエータユニットの固定位置が変化したときの連結ロッドの状態を示す正面図である。
【図１０】ピロボールジョイントの変形例を示す断面図である。
【図１１】連結ロッドの変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１ 車両
１２ バックドア
１３ ルーフ部
１４ ヒンジ
１４ａ 開閉中心軸
１５ パワーバックドア機構
１６ アクチュエータユニット
１７ 連結ロッド
２１ スライド機構
２２ 駆動ユニット
２３ 制御ユニット
２４ ガイドレール
２５ アウターラック
２６ ベース
２７ ギヤケース
２８ 電動モータ
３１ 出力ピニオンギヤ
３２ 電磁クラッチ
３３ ラックギヤ
３４、３５ 車両側固定ブラケット
３６ サブブラケット
３７ 給電ライン
３８ アーム
３８ａ 先端部
４１ 天井トリム
４１ａ 開口部
４２ ロッド部
４３，４４ ピロボールジョイント
４５ 外輪
４５ａ 球面
４６ ピロボール
４６ａ 球面
４６ｂ 固定用孔
４７ 外輪
４７ａ 球面
４８ ピロボール
４８ａ 球面
４８ｂ 固定用孔
５１，５２ ボルト
５３ ロッド部
５４ ピロボールジョイント
５５ ピロボール
５５ａ スタッド
５６ 連結ロッド
５７ 外輪
５８ ピロボール
Ｌ 距離
Ｗ 幅寸法
Claims (3)
- 車両のルーフ部の後端部にヒンジを介して前記車両の上下方向に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、
前記車両に設けられる駆動手段と、
前記駆動手段の出力が伝達され、開閉両方向に回転する出力ピニオンギヤと、
前記出力ピニオンギヤに噛み合うラックギヤを備え、前記出力ピニオンギヤの回転により前記車両の前後方向に直線往復動するラックと、
球状の内輪と前記内輪に接する球面を備えた外輪とを有する球面滑り軸受により一端が前記ラックの側面に連結されるとともに他端が前記開閉部材に固定されるアームの先端の側面に連結され、前記ラックの移動方向となる前記車両の前後方向に対して前記ヒンジの軸方向となる前記車両の幅方向に傾動自在となって前記開閉部材と前記ラックとを連結する連結ロッドとを有し、
前記ラックが正規の位置に組み付けられたときには前記連結ロッドは前記車両の上方から見て前記ラックの移動方向に平行な状態で作動して前記開閉部材を開閉し、前記ラックが正規の位置から前記車両の幅方向にずれて組み付けられたときには前記連結ロッドは前記車両の幅方向に傾斜して当該ずれを吸収するとともに当該傾斜状態のまま作動して前記開閉部材を開閉することを特徴とする車両用自動開閉装置。 - 請求項１記載の車両用自動開閉装置において、前記外輪を塑性変形により形成したことを特徴とする車両用自動開閉装置。
- 請求項１または２記載の車両用自動開閉装置において、前記外輪を前記連結ロッドと一体に形成したことを特徴とする車両用自動開閉装置。
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