JP4447141B2 - 自動車のドア開閉機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のドア開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、自動車のバックドアは車体の後部に形成された開口部の上端に軸着され、バックドアの下端と開口部下端とに、ドアが閉鎖状態にある時、互いに係止されるドアロック装置が設けられ、車体とドアとの間には、ドアを全開状態で支持するガスステーが設けられている。
このようなバックドアを開閉するには、車外からの操作或いは運転席からの操作によってドアロック装置を開錠した後、車外において手でバックドアを押し上げ、荷物の積み卸し等を行ってから、同じく車外においてバックドアをガスステーの圧力に抗して閉じなければならなかった。
【０００３】
ところが、悪天候の際に、車外で人手によりバックドアを開閉するのは非常に億劫であり、また、全開状態のバックドアは邪魔にならないように高い位置まで上昇してしまうので、身長の低い人ではドアの先端に手が届かず、バックドアを閉鎖するのが困難であった。
そこで、悪天候の際に、車外で手動によってドアの開閉操作を行わなくて済むように、また、小柄な人でも高い位置にある全開状態のドアを閉鎖することができるように、自動的にドアを開閉できる装置が種々提案されている。
【０００４】
例えば、実開昭５９−９６２７５号公報には、正逆回転する駆動体を固定側部材に設け、駆動体の回転力が伝達される回転主軸にピニオンを軸方向に移動可能に、且つ、回転力が伝達されるように嵌合し、扉の裏面にピニオンと噛合可能名円弧状内歯ギヤを固定し、ピニオンを内歯ギヤとの噛合方向に付勢するスプリングに抗して、ピニオンと内歯ギヤとの噛合を外すソレノイド機構を固定側部材に設けた扉の自動開閉装置が開示されている。
ところが、この装置においては、ロック機構として、ソレノイド機構を組み込んだ特殊なものを使用しており、従来のガスステー、ドアロック装置等の部品を利用することができない。また、ドアを自動開閉させるには、運転席に乗り込まなければならなかった。
【０００５】
また、正逆転可能な駆動モータと、駆動モータの正逆転により往復運動する駆動部材と、駆動部材に連結されると共に、車体側の第１のガイド部材に沿って昇降する駆動体と、ドアに設けられた第２のガイド部材に沿って上下にスライド可能な摺動体と、駆動体の上昇時に摺動体を上方へスライドさせてドアを開放すると共に、駆動体の下降時に摺動体を下方へスライドさせてドアを閉塞するリンク部材を設けたドアの自動開閉装置が特開平３−２７９５７８号公報に開示されている。
しかし、この装置は、駆動モータでギヤードワイヤを往復駆動させることにより、駆動体を昇降させるようになっているため、ギヤードワイヤに拘束されて手動でドアを開閉することができず、ドアを開閉するには運転席から操作する以外になかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、車外からでも無線操作によってドアを自動的に開閉することができ、特別な切換操作を行うことなく、手動でドアを開閉することも可能で、構造が簡単であると共に、一般的なドア装置の部材を利用することができて低コストの自動車のドア開閉装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動車のドア開閉装置は、車体の開口部に開閉自在に取り付けられたドアと、ドアを開放方向に付勢すると共に、一端がドアの上端寄りに軸着され、他端が車体に設けられたガイドレールに沿って前後方向に摺動可能な伸縮ステーと、伸縮ステーの他端をガイドレールに沿って摺動させる駆動手段と、開放されたドアを牽引手段を介して閉鎖方向に牽引する巻取モータと、ドアを車体に閉鎖状態でロックするドアロック装置とを有する。
ドアロック装置は、無線操作でロック解除されると共に、巻取モータは無線操作で前記牽引手段を巻き取る。無線操作によるドアロック装置のロック解除に伴って駆動手段を作動させ、伸縮ステーの他端を、ドアが閉鎖状態から半開状態を経て全開状態に開口するよう摺動させる。
ガイドレールの後端部の、伸縮ステーによる付勢方向と閉鎖状態のドアの面方向とが小さい角度で交差する停止位置に、伸縮ステーの他端と接触して前記駆動手段を停止させる第１のリミットスイッチを設け、ガイドレールの前端部の、伸縮ステーによる付勢方向と閉鎖状態のドアとが大きい角度で交差する反転位置に、伸縮ステーの他端と接触して前記駆動手段を反転させる第２のリミットスイッチを設ける。
無線操作による巻取モータの作動に伴って、牽引手段と巻取モータとが接続される。
【０００８】
無線によりドアのロックを解除すると、伸縮ステーの付勢力によりドアが開放される。
この時、牽引手段と巻取モータとは接続されていないので、牽引手段は自由に巻き戻され、ドアの開放が拘束されることはない。
無線で巻取モータが作動させると、牽引手段と巻取モータとが接続され、牽引手段が巻き取られて、ドアが閉鎖する。
ドアが閉鎖状態にあるときは、伸縮ステーによる付勢力がドアの開放方向に働かないので、ドアロック装置に無理な力が加わらず、不意にロックが外れてもドアが大きく開くことがない。
無線操作で駆動手段を作動させると、伸縮ステーの他端が、伸縮ステーによる付勢方向と閉鎖状態のドアとのなす角度が大きくなる方向に移動するため、伸縮ステーの付勢力がそれほど大きくなくてもドアを開放することができる。
ドアが半開状態になった後は、伸縮ステーの他端が後方に移動し、伸縮ステーの付勢方向が全開状態まで上昇したドアに対して大きい角度で交差するので、小さい付勢力でもドアを全開状態で維持することができる。
【０００９】
車体に牽引手段を巻き取り・巻き戻し可能な巻取ドラムを設置すると共に、該巻取ドラムを巻き取り方向に回動するよう付勢するバネを設け、巻取ドラムと巻取モータとの間に、常態において巻取ドラムと巻取モータとを分離させると共に、巻取モータの作動時に、巻取ドラムと巻取モータとを接続させる断続切換手段を設けることができる。
この構成により、手動でドアを閉鎖したときには、バネの付勢力によって巻取ドラムが牽引手段を巻き取るので、巻取モータが作動しなくても、牽引手段がたるむことはない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、ワンボックスカーのバックドアを開閉する機構である実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の自動車のドア開閉機構は、図１及び図２に示すように、車体１の開口部に開閉自在に軸着されたドア２を、車体１の開口部に閉鎖状態でロックすると共に、無線でドア開放操作された時、及び手動で開錠操作された時にロックを解除するドアロック装置３と、車体１とドア２との間に架設され、ドア２をその開放方向に付勢するエアシリンダ装置４より成る伸縮ステーと、巻取ドラム５で巻き取ることによりドア２を閉鎖方向に牽引するケーブル６等の牽引手段と、無線でのドア閉鎖操作により駆動して、巻取ドラム５を巻き取り方向に回動させる巻取モータ７と、常態において巻取ドラム５と巻取モータ７とを分離させると共に、巻取モータ７の駆動時に、巻取ドラム５と巻取モータ７とを接続させる電磁クラッチ機構８より成る断続切換手段とから構成される。
【００１３】
ドア２は、車体１の後部に形成された開口部の上端に、ヒンジを介して取り付けられた跳ね上げ式のものである。
ドアロック装置３は、一般的なバックドアのロック装置と同様に、ドア２の下端中央に回動自在に設けられたラッチと、車体１の開口部の下端中央に固定されたストライカとを有し、ラッチがストライカに衝突した衝撃で回転して、ラッチとストライカとが係合することによりドア２を閉鎖状態でロックする。
また、ドアロック装置３のラッチが逆回転すると、ラッチとストライカとの係合が解除され、内蔵されている跳ね上げバネの力により、ドア２が僅かに開くようになっている。
なお、図２に示すように、このドアロック装置３は無線受信器９を備え、この無線受信器９が無線でのドア開放信号を受けると、ラッチが逆回転してラッチとストライカとの係合が解除される。また、エンジンキーを用いて車外から手動で開錠操作するか、或いは、車内の操作レバーを用いて開錠操作を行っても、従来のものと同様に、ラッチを逆回転させてラッチとストライカとの係合を解除することができる。
【００１４】
図１及び図２に示すように、エアシリンダ装置４は開口部の両側にそれぞれ配置され、その一端（シリンダ４ａの基端）がドア２の上部寄りに軸着されると共に、他端(ピストンロッド４ｂの先端）は、車体１の下部に設けられたガイドレール１０に摺動可能に係合され、常態においてピストンロッド４ｂの伸長方向に圧力が加えられている。
ガイドレール１０は車体１の前後方向に延び、ガイドレール１０の後端には第１のリミットスイッチ１１が設けられ、ガイドレール１０の前端には第２のリミットスイッチ１２が設けられている。
【００１５】
また、ガイドレール１０の下方には、その長手方向に沿ってガイドチューブ１３が配設され、このガイドチューブ１３にギヤードワイヤ１４が往復動自在に挿通されている。
ギヤードワイヤ１４は駆動モータ１５の出力軸に接続され、駆動モータ１５が正逆に回転すると、ギヤードワイヤ１４はガイドチューブ１３に沿って往復運動するようになっており、ギヤードワイヤ１４と駆動モータ１５とで、エアシリンダ装置４の他端を前後方向に摺動させる駆動手段を構成している。
すなわち、ギヤードワイヤ１４には、エアシリンダ装置４の他端が軸着され、駆動モータ１５が正転してギヤードワイヤ１４が前方に往動すると、エアシリンダ装置４の他端がガイドレール１０に沿って前方に移動し、駆動モータ１５が逆転してギヤードワイヤ１４が後方に復動すると、エアシリンダ装置４の他端がガイドレール１０に沿って後方に移動するようになっている。
【００１６】
駆動モータ１５は、無線によりドア開放操作すると正転を開始して、エアシリンダ装置４の他端が前方に移動する。また、エアシリンダ装置４の他端が第２のリミットスイッチ１２に接触すると、駆動モータ１５が逆転を開始して、エアシリンダ装置４の他端は後方に移動する。さらに、エアシリンダ装置４の他端が第１のリミットスイッチ１１に接触すると、駆動モータ１５が停止して、エアシリンダ装置４の他端もその位置で停止する。
【００１７】
なお、エアシリンダ装置４の他端がその摺動経路の後端に位置している状態では、エアシリンダ装置４の付勢方向は、閉鎖状態にあるドア２の面方向に対して１０度程度の小さい角度で交差する。従って、エアシリンダ装置４の圧力は、ドア２を解放する方向に有効に働かない。
ところが、エアシリンダ装置４の他端が摺動経路の後端に位置していても、ドア２が全開状態にある場合は、エアシリンダ装置４の付勢方向は、ドア２の面方向に対して８０度程度の大きい角度をもって交差するので、確実にドア２を支持することができる。
【００１８】
一方、エアシリンダ装置４の他端が前方に移動するに従って、エアシリンダ装置４の付勢方向と閉鎖状態にあるドア２の面方向とのなす角度は次第に大きくなり、エアシリンダ装置４の圧力が有効に働いてドア２を押し上げることができるようになる。
そして、エアシリンダ装置４の他端がその摺動経路の前端に位置して、第２のリミットスイッチ１２に接触している状態では、ドア２が半開状態となり、このドア２の面方向とエアシリンダ装置４の付勢方向とは、直角に近い角度で交差することになる。
【００１９】
車体１の一側下部には、巻取ドラム５、巻取モータ７及び電磁クラッチ機構８を備えたドア開放ユニット１７が固定されている。ドア開放ユニット１７の上部には巻取ドラム５が回動自在に取り付けられると共に、巻取ドラム５の下方には巻取モータ７が配置され、巻取モータ７と巻取ドラム５との間には、複数のギヤを有する電磁クラッチ機構８が設置されている。
また、巻取ドラム５に巻回されたケーブル６が、開口部の側縁中間部に装着されたプーリー１６を通過して、ドア２の一側縁の上端寄りに連結されている。
【００２０】
無線によりドア閉鎖操作すると、電磁クラッチ機構８が入って、巻取モータ７の出力軸に固着されたギヤと、巻取ドラム５に固定されたギヤとが接続されると共に、巻取モータ７が駆動する。
これにより、巻取ドラム５が巻き取り方向に回動して、ケーブル６が巻取ドラム５に巻き取られ、この結果、ドア２が下方に牽引されて閉鎖する。
無線でのドア開放操作が無く、巻取モータ７が停止している時には、電磁クラッチ機構８が切れて、巻取モータ７と巻取ドラム５とは分離しているので、ドア２を開放する際にはケーブル６は自由に巻き戻されて、ドア２の上昇を拘束することはない。
【００２１】
図６に示すように、巻取ドラム５には、これを巻き取り方向に回動するよう付勢するバネ１８が設けられる。バネ１８の一端は巻取ドラム５に固定されると共に、他端は巻取ドラム５の中心を貫通する軸５’に固定されている。
従って、手動でドア２を閉鎖する場合に、巻取モータ７と巻取ドラム５とが分離していても、バネ１８の付勢力で巻取ドラム５は巻き取り方向に回動するので、ケーブル６が弛むことはない。
なお、バネ１８の付勢力は、ドア２を開放する際に、ケーブル６が巻き戻されるのを阻害しない程度の比較的弱いものとする。
【００２２】
ドア２の開閉は以下のように行われる。
図３に示すように、ドア２が閉鎖状態にあるときには、エアシリンダ装置４の他端がガイドレール１０の後端に位置して、エアシリンダ装置４の付勢方向とドア２の面方向とが非常に小さい角度で交差しているため、エアシリンダ装置４の圧力はドア２を開放するのに有効に働かないようになっている。また、この時には、電磁クラッチ機構８が切れて、巻取モータ７と巻取ドラム５とは分離している。
この状態で無線によりドア開放操作を行うと、ドアロック装置３の無線受信器９がドア開放信号を受けて、ロックが解除される。
【００２３】
同時に、駆動モータ１５が正転を開始して、ギヤードワイヤ１４がガイドチューブ１３に沿って前方に往動し、エアシリンダ装置４の他端がガイドレール１０に沿って前方に移動する。
エアシリンダ装置４の他端が一定距離前進して、エアシリンダ装置４の付勢方向と閉鎖状態にあるドア２の面方向とのなす角度が所定以上になると、エアシリンダ装置４の圧力によってドア２が押し上げられる。
また、ドア２の上昇に伴って、ケーブル６が巻取ドラム５から巻き戻される。
【００２４】
図４に示すように、ドア２が半開状態となって、エアシリンダ装置４の他端がガイドレール１０の前端に達し、第２のリミットスイッチ１２に接触すると、駆動モータ１５が逆転を始めて、ギヤードワイヤ１４が後方への復動を開始し、エアシリンダ装置４の他端は後方に移動する。
図５に示すように、ドア２が全開状態まで押し上げられて、エアシリンダ装置４の他端がガイドレール１０の後端に戻り、第１のリミットスイッチ１１に接触すると、駆動モータ１５が停止して、エアシリンダ装置４の他端もその位置で停止する。
この時、エアシリンダ装置４の付勢方向は、全開したドア２の面方向に対して大きい角度で交差しているので、ドア２は安定して全開状態で支持される。
【００２５】
無線でドア閉鎖操作を行うと、電磁クラッチ機構８が入って、巻取モータ７と巻取ドラム５とが接続され、同時に巻取モータ７が駆動して、巻取ドラム５が巻き取り方向に回動する。
この結果、ドア２がケーブル６に牽引されて下降し、エアシリンダ装置４の圧力に抗して閉鎖される。
ドア２の下端が車体１の開口部の下端に接触して、ドア２が完全に閉鎖されると、巻取モータ７が停止して、電磁クラッチ機構８が切れる。
そして、ドアロック装置３のドア２側に設けられたラッチが車体１側に固定されたストライカに衝突すると、ラッチが回動してドア２は閉鎖状態で開口部に係止される。
【００２６】
また、無線によるドア開放操作が無いときは、エアシリンダ装置４の角度を変える駆動モータ１５は作動しないが、この時は、電磁クラッチ機構８が切れて、巻取モータ７と巻取ドラム５とは分離されているので、車内の操作レバー或いはエンジンキーを用いてドアロック装置３を手動で開錠すると、ケーブル６に拘束されることなく、通常のバックドアと同様に手でアウタハンドルを操作することにより簡単にドア２を開放することができる。
さらに、無線でドア閉鎖操作を行わずに手動でドア２を閉鎖すると、巻取モータ７は作動しないが、巻取ドラム５がバネ１８の付勢力により巻き取り方向に回動して、ケーブル６を巻き取るため、ケーブル６が弛むことはない。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、無線操作によって車外からでもドアを自動的に開閉することができるので、悪天候等の際に車外において手動により開閉操作を行う必要が無く、また、身長が低くて高く上昇したドアに手が届かない人であっても、ドアを閉鎖することが可能である。
また、巻取モータが作動していないときは、牽引手段がドアを開放するのを阻害することが無いので、無線での開閉操作をしない場合には、特別な切換操作を行うことなく、通常のドアと同様に手動で開閉することができる。
さらに、伸縮ステー、ドアロック装置等の部品は、一般的なものを利用することができるので、コストが低廉で済む。
ドアが閉鎖状態にあるときは、伸縮ステーによる圧力がドアの開放方向に有効に働かないので、ドアロック装置に無理な力が加わって故障を引き起こすこともなく、不意にロックが外れても、伸縮ステーの圧力によってドアが大きく開く心配がない。
また、伸縮ステーをその付勢方向が有効に働くよう移動させることにより、伸縮ステーの圧力をそれほど大きくしなくても、閉鎖したドアを解放すると共に、全開状態で維持することができる。
【００２８】
請求項２に係る発明によれば、手動でドアを閉鎖したときには、バネの付勢力により巻取ドラムが回動して牽引手段を巻き取るので、巻取モータが駆動しなくても、牽引手段がたるむことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す自動車のドア開閉装置の側面図
【図２】同上の後面図
【図３】閉鎖状態における自動車のドア開閉装置の側面図
【図４】半開状態における自動車のドア開閉装置の側面図
【図５】全開状態における自動車のドア開閉装置の側面図
【図６】巻取ドラムの断面図
【符号の説明】
１ 車体
２ ドア
３ ドアロック装置
４ エアシリンダ装置（伸縮ステー）
４ａ シリンダ
４ｂ ピストンロッド
５ 巻取ドラム
６ ケーブル（牽引手段）
７ 巻取モータ
８ 電磁クラッチ機構（断続切換手段）
９ 無線受信器
１０ ガイドレール
１１ 第１のリミットスイッチ
１２ 第２のリミットスイッチ
１３ ガイドチューブ
１４ ギヤードワイヤ
１５ 駆動モータ
１６ プーリー
１７ ドア開放ユニット
１８ バネ

Claims (2)

1. 車体の開口部に開閉自在に取り付けられたドアと、前記ドアを開放方向に付勢すると共に、一端が前記ドアの上端寄りに軸着され、他端が前記車体に設けられたガイドレールに沿って前後方向に摺動可能な伸縮ステーと、前記伸縮ステーの他端をガイドレールに沿って摺動させる駆動手段と、開放された前記ドアを牽引手段を介して閉鎖方向に牽引する巻取モータと、前記ドアを車体に閉鎖状態でロックするドアロック装置とを有し、前記ドアロック装置は、無線操作でロック解除されると共に、前記巻取モータは無線操作で前記牽引手段を巻き取る自動車のドア開閉機構において、無線操作による前記ドアロック装置のロック解除に伴って前記駆動手段を作動させ、伸縮ステーの他端を、前記ドアが閉鎖状態から半開状態を経て全開状態に開口するよう摺動させ、前記ガイドレールの後端部の、前記伸縮ステーによる付勢方向と閉鎖状態のドアの面方向とが小さい角度で交差する停止位置に、前記伸縮ステーの他端と接触して前記駆動手段を停止させる第１のリミットスイッチを設け、前記ガイドレールの前端部の、前記伸縮ステーによる付勢方向と閉鎖状態のドアとが大きい角度で交差する反転位置に、前記伸縮ステーの他端と接触して前記駆動手段を反転させる第２のリミットスイッチを設け、無線操作による巻き取りモータの作動に伴って、前記牽引手段と巻取モータとが接続されることを特徴とした自動車のドア開閉機構。
2. 前記車体に牽引手段を巻き取り・巻き戻し可能な巻取ドラムを設置すると共に、該巻取ドラムを巻き取り方向に回動するよう付勢するバネを設け、前記巻取ドラムと巻取モータとの間に、常態において前記巻取ドラムと巻取モータとを分離させると共に、前記巻取モータの作動時に、前記巻取ドラムと巻取モータとを接続させる断続切換手段を設けた請求項１に記載の自動車のドア開閉機構。

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