JP4295006B2

JP4295006B2 - バックドア開閉システム

Info

Publication number: JP4295006B2
Application number: JP2003138318A
Authority: JP
Inventors: 聰井上; 紀宗渡辺; 真二遠藤
Original assignee: Shiroki Corp
Current assignee: Shiroki Corp
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: JP2004338586A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、パワーバックドア開閉システムに関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
従来のバックドア等の自動開閉装置においては、キーのリモコン操作、運転席でのスイッチ操作等によりバックドアのオートオープン／クローズを行っていた。このような装置においては、バックドアと車体間に人や物が挟まることを防ぐため、全閉の手前でいったん停止させ、再度閉操作を行うことで自動開閉装置を再起動させるものがあった。また、ドア開口部に挟み込みを検知するための圧力センサを設けて、または、挟み込み発生時のモータ回転速度の変化を検知して、バックドア反転させる機構を有するものもあった。
【０００３】
しかし、上記の従来のバックドア等の自動開閉装置においては、モータ等によりバックドアが自動開閉するため、挟み込み防止センサ等を設けて安全を確保する必要があるため、大幅なコストアップにつながっていた。
また、キーのリモコンスイッチにより離れたところからでもバックドアの開閉が可能なため、車両周りを通行する人に対して危険が生じる場合があった。
さらに、バックドアの半開停止ができないため不便であった。
【０００４】
【特許文献】
特開平４−１８２５８９号公報
特開２００１−１３０２１号公報
【０００５】
【発明の目的】
そこで本発明の目的は、バックドアの半開状態での停止が可能であり、車両周りを通行する人に対して危険が及ばず、かつ、挟み込み防止センサ等設ける必要がなくコストを抑えることができるバックドア開閉システムを提供することにある。
【０００６】
【発明の概要】
本発明のバックドア開閉システムにおいては、オンオフ切り替え可能なモータのオン状態でのトルクを受けて開状態のバックドアを閉方向に駆動する駆動部材を備えたドア閉止機構と、ドア閉止機構のモータから駆動部材へのトルクの伝達を許容するオン状態と遮断するオフ状態に切り替え可能なクラッチと、バックドアに設けられ、触れることによりクラッチをオン状態にさせ、かつ触れ続けている間前記モータのオン状態を持続させてドア閉止機構によるバックドアの閉方向駆動を行わせるタッチセンサを有することを特徴としている。
【０００７】
このシステムにおいてはさらに、タッチセンサとは別に、オン状態にあるクラッチをオフ状態にさせるクラッチ解除操作手段をバックドアに設けるとよい。
【０００８】
本システムにおいては、バックドアは所定開度を超えると開放方向に付勢され、所定開度以下では付勢されないことが望ましい。
【０００９】
この場合、バックドアが所定開度以下にあるときにはタッチセンサの操作に関わらずクラッチをオフ状態に維持させ、所定開度を超えるとタッチセンサによるクラッチのオン操作を許す制御装置を有することが好ましい。
【００１０】
また、駆動部材として、車体側に揺動可能に支持され該揺動によってバックドアを開閉させる揺動アームを設け、該揺動アームを介してバックドアが所定開度を超えているか否かを判別するドア開度検知手段を備えるとよい。例えば、ドア開度検知手段として、発光部からの光を受ける受光センサを車体側に設け、バックドアが前記所定開度以下であるとき、発光部から出射されて受光センサへ向かう光が揺動アームによって遮られるように構成するとよい。
【００１１】
タッチセンサは、バックドアの後面に設けられていると使用者が作業しやすい。また、クラッチ解除操作手段は、バックドアの後面または端面に設けられていると使用者が作業しやすい。
【００１２】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。本実施形態に係るバックドア開閉システムは、図１に示すように車体１０の後面にヒンジ（不図示）により上下方向に回動可能に結合されたバックドア１１を開閉するものであり、モータ３１、タッチセンサ５０、ストップ解除スイッチ５１、ストップ解除センサ５２、ドア開度検出センサ５３を有する。
【００１３】
バックドア１１の左右両端部と車体１０との間には、ガスダンパー１２が設けられている。このガスダンパー１２は、バックドア１１を閉じると短縮され、バックドア１１を開くと伸張するように、その両端部が車体１０とバックドア１１のそれぞれに枢着されている。このガスダンパー１２は、バックドア１１を開くときに内部のガス圧によってバックドア１１を上方に付勢し、これによりバックドア１１の開動作（バックドア１１を上方に開く動作）の操作力を軽減することができる。
【００１４】
なお、ガスダンパー１２の付勢力が働くのはバックドア１１の開度（開放角度）が図１（ｂ）のＸの範囲内としてある。バックドア１１の開く範囲は、開度が大きい側のＸの範囲と、開度が小さい側のＹの範囲とに分けられ、Ｙの範囲ではバックドアが自重で閉まり、Ｘの範囲ではバックドアは自重で閉まらずかつガスダンパー１２により開方向に付勢される。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、バックドア１１の左右の一端（図示例では左端）には、リンク部材（駆動部材）２０の一端部が軸２０ａで枢着され、このリンク部材２０の他端部は、車体１０後部の左側面１０ａに設けられた駆動部３０に結合されている。駆動部３０は、リンク部材２０を介してバックドア１１の閉動作（バックドア１１を下方に閉じる動作）の操作力を軽減する。
【００１６】
駆動部３０は、図２、図３に詳細を示すように、モータ３１、支持板３２、２段歯車３４、セクタギヤ３５、押さえ板３６、揺動アーム（駆動部材）３７及び押さえ部材３９を有する。また、ドア閉止機構は、駆動部３０、揺動アーム３７、リンク部材２０を有する。
【００１７】
モータ３１は、電源４５から供給される電力によって、回転軸３１ａ及びこの先端に同軸固定された歯車３１ｂを回転するものである。このモータ３１内部には、モータ３１から揺動アーム３７への伝達経路を連結もしくは切り離すためのクラッチ（不図示）が設けられている。このクラッチにより、モータ３１から揺動アーム３７、リンク部材２０を経てバックドア１１へのトルクの伝達の許容又は遮断が選択可能となる。クラッチは、これに接続された制御装置４６によりオン状態とされるとモータ３１から揺動アーム３７への伝達経路を連結して、モータ３１から揺動アーム３７へのトルクの伝達を許容し、オフ状態とされるとモータ３１から揺動アーム３７への伝達経路を切り離して、モータ３１から揺動アーム３７へのトルクの伝達が遮断する。
【００１８】
歯車３１ｂは、支持板３２の上部に設けられた孔部３２ａを通り２段歯車３４の原動側歯車３４ａと噛合している。原動側歯車３４ａと同心の従動側歯車３４ｂはセクタギヤ３５と噛合しており、歯車３１ｂの回転とセクタギヤ３５の回動とが所定の速度比をなすように、原動側歯車３４ａと従動側歯車３４ｂの歯数が設定されている。支持板３２は、孔部３２ａの図３の下方に、支持軸３２ｂと、自由回転軸３２ｃとを有しており、孔部３２ａの周囲に設けたねじ孔３２ｆ、３２ｇ、３２ｈからモータ３１のハウジングのねじ受け部３１ｄ、３１ｅ、３１ｆにそれぞれ螺合させたねじ３３ａ、３３ｂ、３３ｃによって、モータ３１に固定されている。
【００１９】
２段歯車３４は、支持板３２の支持軸３２ｂに回転自在に支持され、支持軸３２ｂの先端は押さえ板３６の中央部に設けた孔部３６ａに圧入固定されている。一方、セクタギヤ３５の回転中心孔３５ｂには、支持板３２に回転自在に支持されている自由回転軸３２ｃのセレーション部３２ｄが圧入固定されている。自由回転軸３２ｃは、セレーション部３２ｄと非円形断面部３２ｅとを有しており、その非円形断面部３２ｅが押さえ板３６の下部に設けた孔部３６ｂを貫通し、揺動アーム３７の非円形孔３７ａに嵌合している。従って、セクタギヤ３５の回転は、自由回転軸３２ｃを介して揺動アーム３７に伝達される。揺動アーム３７は、その先端部に外方に突出するピン３７ｂを備えている。このピン３７ｂは、一端部を軸２０ａでバックドア１１に枢着したリンク部材の他端部に設けた孔部２０ｂ内を回動可能に貫通している。
【００２０】
このような構成の駆動部３０においては、クラッチがオン状態でモータ３１を駆動（モータＯＮ）すると、歯車３１ｂが回転軸３１ａとともに回転する。すると、歯車３１ｂと噛合した２段歯車３４が連れ回り、原動側歯車３４ａと従動側歯車３４ｂの歯数により決められる所定の速度でセクタギヤ３５が回動し、セクタギヤ３５と一体となって揺動アーム３７が回動する。図２の矢印に示すように揺動アーム３７を下方向に回動すると、これに連結されたリンク部材２０が所定の軌跡を描いて移動し、これに伴ってバックドア１１の閉動作が行われる。
【００２１】
一方、モータ３１の駆動を停止（モータＯＦＦ）し、かつ、クラッチをオフ状態とすると、使用者は手動によりバックドア１１の閉動作を行うことができる。一方、バックドア１１の中間開状態でクラッチをオンすると、バックドア１１はその開状態に保持される。
【００２２】
つづいて、図１及び図２を参照しつつ、タッチセンサ５０、ストップ解除スイッチ（クラッチ解除操作手段）５１、ストップ解除センサ（クラッチ解除操作手段）５２、ドア開度検出センサ（ドア開度検知手段）５３について説明する。
【００２３】
バックドア１１の後面１１ａの最下部中央にはタッチセンサ５０が設けられている。タッチセンサ５０は、電源４５及び制御装置４６に接続されており、使用者が触れることによりクラッチをオン状態にするための信号を制御装置４６に送ることができる。タッチセンサ５０は、使用者が触れ続けている間はモータのオン状態を持続することができるが、使用者がセンサから手を離すとモータはオフ状態にもどる。なお、タッチセンサ５０は、後面１１ａの任意の位置に配置することができる。
【００２４】
一方、バックドア１１の下端面１１ｂにはストップ解除スイッチ５１が設けられ、後面１１ａの下部であってタッチセンサ５０の上方にはストップ解除センサ５２が設けられている。ストップ解除スイッチ５１及びストップ解除センサ５２は制御装置４６に接続されており、ストップ解除スイッチ５１を使用者が押す又はストップ解除センサ５２に使用者が触れることにより、クラッチをオフ状態にするための信号が制御装置４６に送られる。なお、ストップ解除スイッチ５１は下端面１１ｂの任意の位置（バックドア１１の全開状態において使用者が触れることができる任意の位置）に、ストップ解除センサ５２は後面１１ａの任意の位置（バックドア１１の中間開状態において使用者が触れることができる任意の位置）に配置することができる。また、ストップ解除スイッチ５１及びストップ解除センサ５２の一方のみを設けてもよい。
【００２５】
さらに、車体１０後部の左側面１０ａにはドア開度検出センサ５３が配置され、右側面の対応する箇所にはドア開度検出センサ５３に向けて赤外線を出射する発光部５４が設けられている。ドア開度検出センサ５３は、バックドア１１がＹの範囲にあるときに発光部５４からの赤外光が揺動アーム３７により遮断されるように揺動アーム３７の下方に配置されている。ドア開度検出センサ５３は、赤外センサのほか、揺動アーム３７との間でスイッチを形成するようなものでもよい。例えば、弾性を有する金属切片と端子との接触によってオン状態となるスイッチを、揺動アーム３７の回転中心付近に配置する。このスイッチは、バックドア１１の開度がＸの範囲にあるときは揺動アーム３７により金属切片が端子に押圧されてスイッチがオンとなる。一方、揺動アーム３７の回転中心付近には切り欠き部が設けてあって、バックドア１１の開度がＹの範囲にあるときは金属切片は切り欠き部に入るため金属切片は端子に接触せず、スイッチはオフ状態となる。なお、ドア開度検出センサ５３は、駆動部３０が右側面１０ｂに設けられたときは右側面１０ｂに設けてもよい。
【００２６】
制御装置４６に接続されたドア開度検出センサ５３は、Ｙの範囲において発光部５４から出射された赤外線が検知できないとオフ状態となって、制御装置４６に対してクラッチをオフ状態とするための信号を送る。ドア開度検出センサ５３がオフ状態であるときは、上述のストップ解除スイッチ５１、ストップ解除センサ５２及びドア開度検出センサ５３を操作してもクラッチの状態は変化しない。
【００２７】
つぎに、図４を参照しつつ、以上のように構成されたバックドア開閉システムの動作について説明する。
（１）開動作
まず、使用者（運転者、同乗者など）は、全閉状態のバックドア１１（ステップＳ１００）を手動で開く（ステップＳ１０１）。バックドア１１の開度が図１（ｂ）のＹの範囲内ではモータ及びクラッチはオフ状態であり、かつ、ガスダンパー１２による上方への付勢力が働かないため使用者はアシストなしにバックドア１１を開かなければならない。ここで、図４において、●はモータがオン状態であること、○はモータがオフ状態であること、▲はクラッチがオン状態であること、及び、△はクラッチがオフ状態であることを示している。
【００２８】
バックドア１１の開度がＸの範囲に入ると、ガスダンパー１２による上方への付勢力が働くとともに、発光部５４からドア開度検出センサ５３への赤外光を遮っていた揺動アーム３７が上方に移動するためドア開度検出センサ５３がオン状態となる（ステップＳ１０２でＹＥＳ）。一方、バックドア１１の開度がＹの範囲にある間は、発光部５４からドア開度検出センサ５３への赤外光は揺動アーム３７により遮られるため、ドア開度検出センサ５３はオフ状態であって（ステップＳ１０２でＮＯ）モータ及びクラッチはオフ状態のままである。
【００２９】
バックドア１１の開度がＸの範囲に入った後、使用者がタッチセンサ５０に触れると（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、タッチセンサ５０から制御装置４６に信号が送られてクラッチがオン状態となる（ステップＳ１０４）。このときモータはオフ状態であるため、開動作中のバックドア１１は強制的に停止される。なお、開動作中に使用者がタッチセンサ５０に触れないと（ステップＳ１０３でＮＯ）、強制停止されることなくバックドア１１は全開状態に至る（ステップＳ１０８）。
【００３０】
開動作の途中で停止されたバックドア１１を再び開動作可能とするには（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ストップ解除スイッチ５１を押し込む又はストップ解除センサ５２に触れる（ステップＳ１０６）ことにより制御装置４６に信号を送ってクラッチをオフ状態にする。すると、バックドア１１は使用者による開動作が可能な通常ドア状態となる（ステップＳ１０７）。さらに、使用者が開動作中にバックドア１１を停止したい場合は再びタッチセンサ５０に触れればよく、ストップ解除スイッチ５１を押し込む又はストップ解除センサ５２に触れることにより再度通常ドア状態にもどすことができる（ステップＳ１０３〜Ｓ１０７のループ）。
【００３１】
（２）閉動作
バックドア１１が全開の状態（ステップＳ１０８）から、又は、開動作の途中でバックドア１１を停止した後に、バックドア１１の閉動作を行う場合（ステップＳ１０５でＮＯ）の動作について説明する。
【００３２】
使用者は自力でバックドア１１を閉めることもできるが、駆動部３０によるアシストを受けて閉動作を行うこともできる。
駆動部３０によるアシストを受けるには（ステップＳ１１０でＮＯ）、タッチセンサ５０を押し続けることで（ステップＳ１１１）閉動作を行えばよい。タッチセンサ５０は、使用者が触れることにより制御装置４６に信号を送ってクラッチをオン状態とし、電源４５に信号を送ってモータ３１のオン状態を保持する。すなわち、アシストユニットとしてのモータ３１及びクラッチが作動する（ステップＳ１１２）。
【００３３】
アシストを受けつつ閉動作をしている途中で使用者がタッチセンサ５０から手を離すと（ステップＳ１１３でＹＥＳ）、クラッチはオン状態で保持される一方モータ３１は停止するため、バックドア１１は強制的に停止される（ステップＳ１０４）。この後、バックドア１１の開動作に移る場合はストップ解除スイッチ５１を押す又はストップ解除センサ５２に触れればよい（ステップＳ１０５でＹＥＳ→ステップＳ１０６→ステップＳ１０７）。一方、アシストを受けた閉動作を継続する場合は、再びタッチセンサ５０を押しながら（ステップＳ１１１）閉動作を行えばよい。
【００３４】
一方、タッチセンサ５０を押しつづけてアシストを受けつつ閉動作を続ける（ステップＳ１１３でＮＯ）場合は、バックドア１１がＸの範囲内にある間（ステップＳ１１４でＹＥＳ）はタッチセンサ５０を押しつづけることによりアシストを受けつつ閉動作を続けることができる。しかし、バックドア１１がＹの範囲内に入ると（ステップＳ１１４でＮＯ）、モータ３１及びクラッチはオフ状態となる（ステップＳ１１７）ため、アシストは受けられなくなり、使用者は自力で閉動作を行うことになる（ステップＳ１１８）。このため、Ｙの範囲では、手動で軽量かつスムーズなドア閉じを行うことができる。
【００３５】
また、バックドア１１が全開の状態（ステップＳ１０８）から、又は、開動作の途中でバックドア１１を停止した後に、アシストを受けずにバックドア１１の閉動作を行う場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）は、使用者がストップ解除スイッチ５１を押す又はストップ解除センサ５２に触れる（ステップＳ１１５）ことにより制御装置４６に対して信号を送られてクラッチはオフ状態となる。この状態では、モータ３１もオフ状態であって、使用者は全閉状態まで自力で閉動作を行うことができる（ステップＳ１１６〜Ｓ１１８）。
【００３６】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、バックドアに設置されたタッチセンサに継続的に触れている間だけバックドアの閉動作が行われ、センサ操作時間がバックドア閉移動時間に等しいため、閉操作に違和感がない。また、タッチセンサへの接触を解除するだけで、クラッチのオン状態を維持させつつモータがオフされるので、安全かつ確実にバックドアを半開状態で停止させることができる。これにより、挟み込み防止用の圧力センサやモータを要さない安価な構造によって、バックドアによる不用意な挟み込みを防ぐことができる。さらに、タッチセンサとは別に設けたクラッチ解除操作手段によって任意にクラッチをオフ状態とすることができるため、手動で軽量かつスムーズなドア閉じを行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るバックドア開閉システムを備える車体後方の斜視図であり、（ａ）はバックドアが閉じた状態を、（ｂ）はバックドアが開いた状態を示す。
【図２】本発明の実施形態に係るバックドア開閉システムを備える車体後方の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るバックドア開閉システムの駆動部の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るバックドア開閉システムの動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１バックドア
２０リンク部材（駆動部材）
３１モータ
３５セクタギヤ
３７揺動アーム（駆動部材）
５０タッチセンサ
５１ストップ解除スイッチ（クラッチ解除操作手段）
５２ストップ解除センサ（クラッチ解除操作手段）
５３ドア開度検出センサ（ドア開度検知手段）

Claims

オンオフ切り替え可能なモータと、オン状態の該モータのトルクを受けて開状態のバックドアを閉方向に駆動する駆動部材とを備えたドア閉止機構；
前記ドア閉止機構のモータから前記駆動部材へのトルクの伝達を許容するオン状態と遮断するオフ状態に切り替え可能なクラッチ；及び
バックドアに設けられ、触れることにより前記クラッチをオン状態にさせ、かつ触れ続けている間前記モータのオン状態を持続させて前記ドア閉止機構によるバックドアの閉方向駆動を行わせるタッチセンサ；
を有することを特徴とするバックドア開閉システム。
前記タッチセンサとは別にバックドアに設けた、前記オン状態にあるクラッチをオフ状態にさせるクラッチ解除操作手段を有する請求項１記載のバックドア開閉システム。
前記バックドアは所定開度を超えると開放方向に付勢され、前記所定開度以下では付勢されない請求項１または請求項２記載のバックドア開閉システム。
前記バックドアが前記所定開度以下にあるときには前記タッチセンサの操作に関わらず前記クラッチをオフ状態に維持させ、前記所定開度を超えると前記タッチセンサによる前記クラッチのオン操作を許す制御装置を有する請求項３記載のバックドア開閉システム。
前記駆動部材は、車体側に揺動可能に支持され該揺動によって前記バックドアを開閉させる揺動アームを有し、該揺動アームを介して前記バックドアが所定開度を超えているか否かを判別するドア開度検知手段を備えている請求項３または請求項４記載のバックドア開閉システム。
前記ドア開度検知手段は、発光部からの光を受ける受光センサからなり、バックドアが前記所定開度以下であるとき、前記発光部から出射されて受光センサへ向かう光が前記揺動アームによって遮られる請求項５記載のバックドア開閉システム。
前記タッチセンサは、前記バックドアの後面に設けられている請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載のバックドア開閉システム。
前記クラッチ解除操作手段は、前記バックドアの後面または端面に設けられている請求項２乃至請求項６のいずれか１項記載のバックドア開閉システム。