JP4753405B2 - Opening and closing mechanism for vehicle opening and closing body - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ワンボックスカーの後部ドアや一般車両のサンルーフ等、各種の車両用開閉体を開閉させるための開閉機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の開閉機構としては、例えば、USP 6,142,551号公報に示されるものがあった。
当該技術は、車両ドアの開閉装置を構成するにあたり以下の構成を有していた。
まず、電動モーターからの駆動力が、当該モーターに固定したウォーム、および当該ウォームに噛合するウォームホイールを介し、さらに、当該ウォームホイールに同軸上に形成したギヤおよびその他のギヤ列を介してスライダ部材に伝達される。
【0003】
このスライダ部材は長尺状の板部材であって、一対の長辺のうち一方の縁部にラックが形成してある。スライダ部材への駆動力は、前記ギヤ列のうちの最終ギヤからこのラックに入力される。スライダ部材の一端側は、前記最終ギヤと同軸心上に枢支された揺動ケースの内部を挿通している。当該揺動ケースの内部において、前記スライダ部材は、前記最終ギヤと押えローラーとによって挟持されており、前記ラックの回転によって、スライダ部材は揺動しつつ往復移動する。そして、当該スライダ部材には略円弧状のリンク部材を接続してあり、さらに当該リンク部材に車両ドアが接続してある。これらの機構により、電動モーターからの駆動力が車両ドアに伝達される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の開閉機構は、例えば、車両の後部天井に取り付けられる。その際には、室内空間を広く確保するために前記開閉機構をできる限りコンパクトに構成しておくのが望ましい。
【0005】
しかし、当該開閉機構を構成する部材の配置状態に注目すると、一連のギア列に係る各ギアの枢支軸芯の延出方向と、前記スライド部材およびリンク部材に係る連結軸芯の延出方向、さらには、後部ドアの枢支軸芯の延出方向とが全て平行に配置してある。つまり、各ギアを構成する板部材の広がり平面と、揺動する前記スライド部材及びリンク部材が含まれる揺動平面とが平行になっている。後部ドアは上方に開く構成であるから、前記揺動平面は、略鉛直方向に広がることとなる。
【0006】
この結果、車両の後部天井に取り付けた当該開閉機構は、室内空間の下方側に向かって突出する。特に、重量の大きな後部ドアを開閉させるには、モーターの減速比を高めるためにギア径を大きく設定することが多く、そのような場合には室内空間への突出量はさらに増大する。
以上のごとく、従来の構造を有する開閉機構を用いる場合には、車両の室内空間を有効に利用することができない等、未だ改良すべき点を有していた。
【0007】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、室内空間を有効に利用することができる車両用開閉体の開閉機構を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
〔特徴構成1〕
この目的を達成するために、本発明のうち請求項1に係る車両用開閉体の開閉機構は、車両用開閉体を開閉させるべくクランク軸芯の周りに回転駆動可能なクランクギアと、ガイド部材に沿って往復運動可能なスライダーと、クランクピンを介して一端が前記クランクギアに枢支され、スライダーピンを介して他端が前記スライダーに枢支されるクランクアームと、作動部材枢支軸を介して前記スライダーに枢支され、前記スライダーと前記車両用開閉体とを連動させる開閉体作動部材とを備えており、
前記スライダーの移動方向に沿う方向視において、前記作動部材枢支軸の軸芯と前記クランク軸芯とが略垂直となるように構成し、
前記スライダーが、前記作動部材枢支軸の軸芯と平行な第1回転軸芯の周りに回転する第1回転部材を備えると共に、前記スライダーピンの軸芯と平行な第2回転軸芯の周りに回転する第2回転部材を備えており、
前記ガイド部材がレール部材を有していて、当該レール部材に、前記第1回転部材を案内する第1ガイド面と、前記第2回転部材を案内する第2ガイド面とを形成した点に特徴を有する。
【0009】
(作用効果)
本発明の開閉機構はクランク機構を用いるものであり、スライダーのストロークを確保するためにクランクギアを比較的大径に構成してある。
そこで、本構成のごとく、作動部材枢支軸の軸芯とクランク軸芯とを略垂直に設定しておけば、例えば、上方に開口する車両用開閉体を支持する場合には以下のごとく有利となる。
即ち、当該開閉機構を車両の後部天井に取り付ける際には、鉛直方向に広がる平面内で前記開閉体作動部材が揺動するように前記開閉機構の取付姿勢を決定する。この場合、前記クランク軸芯は鉛直方向を向く。これに伴い、大径に形成してある前記クランクギアの板面は車両の天井に沿うこととなる。この結果、室内空間側への開閉機構の突出量が減少し、車内空間を広く確保することができるのである。
尚、ここで「略垂直」とは、実施的に垂直であることを意味し、多少の製作誤差等が生じていて厳密には垂直でないような構成をも含む意味である。
【0010】
また、本構成のごとく、レール部材に第1ガイド面および第2ガイド面の両者を設けることで、レール部材をコンパクト化することができ、開閉機構のサイズを縮小することができるため、さらに室内空間を拡大することができる。
しかも、本構成においては、作動部材枢支軸の軸芯と平行な第1回転軸芯の周りに回転する第1回転部材と、スライダーピンの軸芯と平行な第2回転軸芯の周りに回転する第2回転部材とをスライダーに備えてあり、これら第1回転部材および第2回転部材が、夫々第1ガイド面および第2ガイド面という、方向の異なる平面でガイドされるから、スライダーの動きを非常に円滑なものにすることができる。
【0011】
〔特徴構成2〕
本発明のうち請求項2に係る車両用開閉体の開閉機構は、前記クランクギアを駆動させる駆動モーターの出力軸を、前記クランクギアに対して車両の室内空間とは反対側に配置した点に特徴を有する。
【0012】
(作用効果)
本構成のごとく、駆動モーターの出力軸を前記クランクギアに対して車両の室内空間とは反対側に配置することで、例えば、本開閉機構を車両の後部天井に取り付ける場合、駆動モーターをクランクギアに対してより天井側に配置できるため、室内空間をさらに広く確保することができる。
このことは、例えば、車両後部の天井部分が前方に向かう登り勾配を有していて、駆動モーターをさらに上方に配置し得るような場合により有利となる。
【0013】
〔特徴構成3〕
本発明のうち請求項3に係る車両用開閉体の開閉機構は、前記ガイド部材が、前記レール部材と、当該レール部材を取り付けるガイド本体とからなり、当該ガイド本体を、前記クランクギア等を取り付ける機構本体に一体成形した点に特徴を有する。
【0014】
(作用効果)
本構成のごとく、ガイド本体と機構本体とを一体化するものであれば、別途、ガイド本体を設ける必要がなく、この部材分の厚みが削減される。よって、当該開閉機構の省スペース化を図ることができる。
【0015】
〔特徴構成4〕
本発明のうち請求項4に係る車両用開閉体の開閉機構は、車両用開閉体を開閉させるべくクランク軸芯の周りに回転駆動可能なクランクギアと、ガイド部材に沿って往復運動可能なスライダーと、クランクピンを介して一端が前記クランクギアに枢支され、スライダーピンを介して他端が前記スライダーに枢支されるクランクアームと、作動部材枢支軸を介して前記スライダーに枢支され、前記スライダーと前記車両用開閉体とを連動させる開閉体作動部材とを備えており、
前記スライダーの移動方向に沿う方向視において、前記作動部材枢支軸の軸芯と前記クランク軸芯とが略垂直となるように構成し、
前記クランクギアを駆動させる駆動モーターの出力軸を、前記クランクギアに対して車両の室内空間とは反対側に配置し
前記ガイド部材が、前記レール部材と、当該レール部材を取り付けるガイド本体とからなり、
当該ガイド本体を、前記クランクギア等を取り付ける機構本体に一体成形した点に特徴を有する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る車両用開閉体の開閉機構は、図1に示すごとく、例えばワンボックスカーの後部ドア1(以降において、「後部ドア1」を車両用開閉体100の例示として説明する)を閉状態(図1(イ))と開状態(図1(ロ))との間で動作させる部位に用いるものである。後部ドア1の操作は、駆動モーター2からの駆動力をクランク機構を介して開閉体作動部材300(以降において、単に「ドアアーム3」と称する)に伝達することで行う。以下、当該後部ドア1を開閉する場合の実施形態に基づいて本発明に係る機構を説明する。
【0017】
本発明に係る開閉機構は、例えば図2及び図3に示すごとく、主に、クランクギア4の他に、当該クランクギア4を駆動させる駆動モーター2、前記クランクギア4に連結されるクランクアーム5、及び、スライダー6、さらに、当該スライダー6に連結されて後部ドア1に開閉力を付与するドアアーム3、そして、前記スライダー6を案内するガイド部材7などを有する。
【0018】
前記クランクギア4と前記クランクアーム5とは、例えばクランクピン8を介して連結され、前記クランクアーム5と前記スライダー6とは、例えばスライダーピン9を介して連結される。よって、単にギアによって動力が伝達される機構等に比べて、各部材どうしの連絡が容易に損なわれるおそれがなく、各部材間において力の伝達が確実に行われる。
本構成であれば、クランクギア4からの駆動力を、クランクアーム5を介してスライダー6に確実に伝達することができる。このため、所定の重量を有する後部ドア1であっても確実に開閉させることができ、しかも、開位置にある後部ドア1が不意に閉まるようなおそれがなく、安全な開閉機構を構成することができる。
【0019】
また、クランク機構を用いることで、例えば、駆動モーター2の駆動能力やクランクギア4のサイズが一定であっても、クランクピン8の形成位置や、ガイド部材7の配置、クランクアーム5の長さ等を適宜設定することで、スライダー6の駆動ストロークや駆動力を最適化することができる。このように、比較的単純な形状の部材を変更したり、相対位置を変更することで、所期の開閉機構を得ることができるため、車種毎に設計が異なる多種のドアに対して本開閉機構は適用可能である。
【0020】
(機構本体)
当該開閉機構は、車両の天井などに容易に取付けることができるよう一つのユニットに形成してある。本開閉機構に係る部材は、外殻構造をなす機構本体10に取り付けられている。当該機構本体10は、アルミダイキャスト等で凹状空間を備えた状態に構成する。前記クランクギア4やその他の部材は、前記凹状空間の内部に収まるように取り付けてある。
当該機構本体10は、機構取付部11を用いて車両に取り付ける。機構取付部11としては、例えは、取付ボルトを挿通可能なボルト孔を機構本体10に形成しておく。
【0021】
(クランクギア)
図2乃至図5に示すごとく、クランクギア4は、後部ドア1を開閉させるべくクランク軸芯4Aの周りに回転駆動可能である。当該クランクギア4は、後述するスライダー6のストロークを確保するのに必要な外径に仕上げておく。当該クランクギア4には、駆動モーター2から当該クランクギア4に駆動力を入力するための複数の減速ギア列12を係合させてある。
【0022】
(駆動モーター)
図1に示すごとく、後部ドア1を開閉させるための駆動モーター2は、当該開閉機構の端部に設けてある。図2に示すごとく、駆動モーター2の出力軸13は、
前記クランクギア4に対して車両の室内空間とは反対側に配置してある。これにより、例えば、本開閉機構を車体の後部天井に取り付けた場合、駆動モーター2はクランクギア4に対して、より天井側に配置されることとなり、室内空間を広く確保することができる。
【0023】
(クランクアーム)
図3或いは図5に示すごとく、クランクアーム5の一端はクランクピン8を介して前記クランクギア4に枢支されている。他端は、スライダーピン9を介してスライダー6に枢支してある。
当該クランクアーム5の長さは、クランクギア4の直径や、後述するガイド部材7とクランク軸芯4Aとの距離などに応じて適宜設定する。例えば、クランクアーム5を長くすると、クランクアーム5そのものの揺動角度が減少して、スライダー6との相対角度の変化が減少し、スライダー6に対して駆動力を円滑に伝達できることとなる。ただし、クランクアーム5が長くなるほど当該開閉機構のサイズが拡大する。
一方、クランクアーム5を短くすると、開閉機構そのものをコンパクト化することができる。しかし、この場合には、クランクアーム5の揺動角度が増大して、前記スライダー6に駆動力を伝達する際の効率が損なわれる。
【0024】
(スライダー)
図2乃至図5に示すごとく、当該スライダー6は、ガイド部材7に沿って往復運動可能である。当該スライダー6は、前記クランクアーム5とドアアーム3との間に介装され、駆動力の伝達方向を変換しつつ両部材を連動させる。
スライダーピン9は、スライダー6の幅方向Xにおける中央に設けてある。ここで、幅方向Xとは、例えば図3において、スライダー6の移動方向Yに対して、これと同一平面内で垂直な方向(図3示左右方向)をいう。
【0025】
(第1回転部材及び第2回転部材)
図6及び図8に示すごとく、前記スライダー6には、当該スライダー6の往復運動を滑らかにガイドする第1回転部材14と第2回転部材15とを設けてある。このうち、第1回転部材14は、当該スライダー6の移動方向Yに沿う方向視において、前記スライダーピン9に垂直な方向に延出する第1回転軸芯14Aの周りに回転可能である。さらに、前記第1回転軸芯14Aは、スライダー6の移動方向Yに対してこれと同一平面内において垂直である(図6左右方向に延びる)。
【0026】
図2或いは図8に示すごとく、スライダー6には、移動方向Yに沿って二つの第1回転軸芯14Aを設けると共に、夫々の第1回転軸芯14A上には前記スライダー6を挟み込む状態に二つの第1回転部材14を取り付けてある。
第1回転部材14は、特に、その方向が順次変化しつつ伝達されるドアアーム3からの入力に対応するためのものである。尚、当該第1回転部材14が有する機能については後述する。
【0027】
前記第1回転部材14としては、図6に示すごとく、一般のラジアルベアリングを用いることができる。また、筒状の回転可能なカラー部材を用いるものであってもよい。要するに、当該第1回転部材14は、後述するガイド部材7との間の摩擦力を軽減しつつ、ガイド部材7に沿ってスライダー6を往復移動させることができるものであれば、何れの構成であっても良い。
尚、回転しない突出部材等を単にスライダー6に設けるようなものであっても、スライダー6をガイド部材7に沿って円滑にガイドし得るものであれば、第1回転部材14として代用可能である。
【0028】
図2乃至図6に示すごとく、前記スライダー6には、二つの第2回転軸芯15Aを設けてある。この第2回転軸芯15Aの周りに第2回転部材15が回転可能である。二つの第2回転軸芯15Aのうちの一つは、前記スライダーピン9の軸芯9Aに一致させてある。つまり、本実施形態では、スライダーピン9を第2回転部材15の取付け部として兼用している。
当該第2回転部材15は、前記スライダー6をガイドすることの他に、特に、その方向が順次変化しつつ伝達されるクランクアーム5からの入力に対応するためのものである。
【0029】
第2回転部材15としては、第1回転部材14の場合と同様に、一般のラジアルベアリングや回転可能な筒状部材、さらには、回転はしないが摺動性を有する突出部材等を用いることができる。
【0030】
(ガイド部材)
当該ガイド部材7は、前記スライダー6の運動方向を規制するものである。図4或いは図6に示すごとく、当該ガイド部材7は、ガイド本体71とレール部材72とで構成してある。
【0031】
本実施形態においては、前記ガイド本体71は、前記機構本体10と一体に形成してある。例えば、アルミダイキャスト等で溝状部分を一体に形成しておき、ここにレール部材72を取り付ける。
本構成であれば、別途、ガイド本体71を設ける必要がなく、この部材分の厚みが削減される。よって、当該開閉機構の省スペース化を図ることができる。
また、ガイド本体71を省略することで、経済性においても有利となる。
【0032】
また、レール部材72は、例えば、略コの字状の長尺部材を二本用いて構成してある。この場合、図6に示すごとく、コの字の上辺部分と下辺部分とに第1ガイド面16を形成する。そして、コの字の上辺部分の縁部に連接したフランジ部17に、第2ガイド面18を形成する。当該レール部材72は、例えば、ネジ部材等を用いてガイド本体71に取り付けることができる。
【0033】
図6から明らかなごとく、本実施形態におけるレール部材72では、一つのレール部材72に、前記第1ガイド面16と前記第2ガイド面18との双方を形成してあるから、ガイド部材7をコンパクトに形成することができ、その結果、当該開閉機構の省スペース化を図ることができる。
また、当該レール部材72は、例えば、板状長尺部材を曲げ加工して形成することができる。よって、レール部材72の製作の手間が軽減されるなど経済面においても有利である。
【0034】
(第1回転部材の動作態様)
後部ドア1が開閉される際には、ドアアーム3とスライダー6との相対角度が順次変化して両者間での力の伝達角度が変化する。その結果、前記スライダー6には、当該スライダー6の往復移動方向とは異なった方向から力が作用する。
例えば、図4を、後部ドア1が閉じ始められた状態を示したものとする。後部ドア1を開位置から閉じ始める際には、スライダー6の移動方向Yに対して、ドアアーム3の延出方向は車両の上方側を向いている。よって、スライダー6がドアアーム3を引き込もうと動作すると、スライダー6が上方に引っ張られる。このとき、前記第1ガイド面16が第1回転部材14を受けることで、上記上向きの力が生じても、スライダー6の浮き上がりを防止すると共に、スライダー6とレール部材72との間の摩擦を最小限に留めることができる。この結果、後部ドア1の閉じ始めの動作が非常に円滑なものとなる。
【0035】
一方、図4を、後部ドア1が閉じ位置から開位置に近付いた状態を示したものであるとする。この場合には、スライダー6とドアアーム3との間には押圧力が作用する。その結果、第1回転部材14が下方の第1ガイド面16に押し付けられる。しかし、この場合にも、第1回転部材14及び第1ガイド面16の協動により、スライダー6は非常に円滑に動作することができる。
以上のごとく、上下の第1ガイド面16によって第1回転部材14をガイドする構成であれば、スライダー6に対してドアアーム3が何れの姿勢にあっても、さらには、両者の間に押圧力あるいは引張力の何れが作用している場合であっても、スライダー6のガタつきを防止すると共に、スライダー6の移動を円滑にすることができる。
【0036】
なお、本実施形態では、スライダー6に前記ドアアーム3を枢支するドアアーム軸19(作動部材枢支軸190の一実施例として示してある)の軸芯19Aと一方の第1回転軸芯14Aとを一致させてある。本構成によれば、両軸芯を別に構成する場合に比べて、スライダー6を簡略かつコンパクトに構成することができ、当該開閉機構の縮小化を図ることができる。また、スライダー6の加工工数を少なくすることができて、経済性の面においても有利となる。
【0037】
(第2回転部材の動作態様)
本開閉機構においては、クランクギア4の回転に伴って、クランクアーム5がスライダー6に対して揺動する。つまり、この揺動平面内に於いて、クランクアーム5とスライダー6との間で力の伝達方向が順次変化する。
その際、スライダー6とレール部材72とが干渉するため、クランクアーム5から伝達される駆動力のうち幾分かは抵抗となって消費されてしまう。駆動力の伝達を効率的に行うには、このような抵抗を極力少なくするのが好ましい。
【0038】
そこで、本開閉機構では、前記スライダー6が、前記スライダーピン9の軸芯9Aと平行な第2回転軸芯15Aの周りに回転する第2回転部材15を備えると共に、ガイド部材7を構成するレール部材72に、前記第2回転部材15を案内する第2ガイド面18を形成してある。
【0039】
このように、第2ガイド面18によって第2回転部材15を受けることで、スライダー6とレール部材72との干渉を緩和させることができる。その結果、上記余分な抵抗が両者間に発生するのを抑制して、スライダー6および後部ドア1の動きを円滑にすることができる。
【0040】
(ドアアーム)
上述のごとく、当該ドアアーム3は、前記スライダー6と前記後部ドア1とを連動させるべく両者の間に介装してある。
前記後部ドア1は、図1及び図2に示すごとく、車体後方の上部に設けたヒンジ20に取り付けられている。このため、当該後部ドア1と前記スライダー6とに連結されたドアアーム3は、スライダー6の往復運動に伴って、前記ヒンジ20及び前記ドアアーム軸19に略垂直な平面内で揺動する。
【0041】
本実施形態では、前記ドアアーム軸19の軸芯19Aと前記クランク軸芯4Aとは略垂直である。当該開閉機構が、例えば車両の後部天井に取り付けられており、後部ドア1が上方に開口する場合には、前記ドアアーム3は上下方向に揺動する必要がある。この場合、前記ドアアーム軸19の軸芯19Aは、略水平方向を向き、前記クランクギア4のクランク軸芯4Aは、鉛直方向に向くことになる。
上述のごとく、本発明に係るクランクギア4は、スライダー6のストロークを確保するために比較的大径のものを用いる。よって、このようにクランクギア4を水平姿勢に取り付けることで、クランクギア4の板面を車両の天井に沿わすことができ、車内空間を広く確保することができる。
【0042】
本発明に係る開閉機構は、後部ドア1の取付けに際し、例えば車両の幅方向に取付誤差が生じているような場合でも、前記後部ドア1を円滑に開閉することができる。
図7に示すごとく、本実施形態では、ドアアーム3の一端を、球面ジョイント21を介して前記ドアアーム軸19に枢支してある。ドアアーム3の他端に設けてあるのは、後部ドア1に対する取付部材22である。
【0043】
後部ドア1の取付状態によっては、前記ドアアーム3が前記ドアアーム軸19に対して垂直な方向に延出しない状態となる場合がある。しかし、上記球面ジョイント21を介することで、前記ドアアーム3が、前記ドアアーム軸19に対して垂直な面の面外に首振り動作することが許容される。この結果、前記ドアアーム3或いは前記ドアアーム軸19などに無理な力が作用するのを防止して、後部ドア1を円滑に開閉動作させることができる。
【0044】
(クランク機構の動作態様1)
図2乃至図5に示すごとく、前記後部ドア1を開閉する場合、前記クランクギア4が閉位置と開位置との間で往復回転する。その際には、図9に示すごとく、前記クランクピン8と前記スライダーピン9とを結ぶアーム中心線23或いはその延長線の位置及び方向が変化する。そして、当該アーム中心線23に降ろした前記クランク軸芯4Aからの垂線長が変化し、この結果、クランクギア4からクランクアーム5に、さらには、クランクアーム5からスライダー6に与えられる駆動力が変化する。
【0045】
図9(イ)は、クランクギア4が閉位置にある状態を示す。図9(ハ)は、クランクギア4が開位置をある状態を示す。そして、図9(ロ)は、これらの中間位置にある状態を示す。これらの図に示すごとく、本機構では前記閉位置における閉位置垂線長d1及び前記開位置における開位置垂線長d2に比べて、前記閉位置と前記開位置との間の位置で、より長い垂線長d3を採り得るように構成してある。
【0046】
垂線長が短いほどクランク軸芯4Aからのモーメントアームが短くなるから、クランクギア4からクランクアーム5に伝達される駆動力は増大する。例えば、図9(イ)及び図9(ハ)では、比較的大きい駆動力F10及びF30がクランクアーム5の長手方向に沿って作用するが、図9(ロ)では、これらより小さいF20が作用することになる。
【0047】
一般に、例えばワンボックスカーの後部ドア1を閉じる場合には、閉じ始めと全閉位置とにおいて大きな力を必要とする。通常、後部ドア1には、開いた後部ドア1の重量を支える等のためにガスダンパー等を設けてあることが多い。このため、閉じ始めでは、ガスダンパーの動作抵抗等が加わって大きな操作力を必要とする。しかも、長年の使用に伴って後部ドアのヒンジ部に汚れが溜まり、ヒンジ部の動きが固くなった場合にはさらに大きな操作力が必要となる。
また、全閉位置では、後部ドア1と車体との間に設けたシール部材の弾性抵抗に抗う必要があるため、やはり大きな操作力が必要となる。このシール部材が経年硬化した場合には必要な操作力はさらに増加する。
【0048】
一方、閉位置にある後部ドア1を開位置に操作する場合には、開け始めに大きな操作力を必要とする。後部ドア1を閉位置から開け始める際には、後部ドア1の慣性に抗って後部ドア1に開き速度を与える必要があるからである。
【0049】
この点、本構成であれば、これら双方の位置で開閉力を増大させることができる。よって、駆動力の大きいモーターを用いなくても、閉位置及び開位置での開閉力を適宜設定することができる。さらには、クランクギア4のサイズや、クランクギア4に対するレール部材72の配設位置を工夫すること等で、閉位置及び開位置における駆動力の増大程度を任意に設定することもできる。
【0050】
(クランク機構の動作態様2)
図9に示すごとく、スライダー6の動作中において、クランクアーム5の方向とスライダー6の移動方向Yとの相対角度は一定ではない。このため、例えば、図9(イ)において、クランクアーム5からスライダー6に伝達される駆動力F10は、スライダーピン9の位置で、スライダー6の移動方向Yに沿った力F11と、これに垂直な方向への力F12とに分解される。このうち、前記分力F12は、スライダー6の動作に対して抵抗となる。よって、このような抵抗を軽減し、クランクアーム5の駆動力を効率よくスライダー6に伝達するには、クランクアーム5の長手方向をスライダー6の移動方向Yに近付けるのが好ましい。
【0051】
そこで、本実施形態では、図9に示すごとくクランク軸芯4Aの延出方向に沿って見た場合に、スライダーピン9の往復軌跡24或いはその延長線が前記クランクピン8の回転軌跡25と交差するように前記ガイド部材7を配置してある。そして、前記閉位置(図9(イ))及び前記開位置(図9(ハ))における前記クランクピン8の位置が、前記往復軌跡24或いはその延長線に対して前記クランク軸芯4Aの側に位置するよう構成してある。
【0052】
本構成にすることで、例えば、クランクギア4が前記閉位置から前記中間位置に回転する際に、クランクピン8がスライダーピン9の往復軌跡24を一旦横切り、さらに、クランクピン8が前記中間位置から前記開位置に至る際に、再び前記往復軌跡24を横切ることになる。このように、本構成であれば、クランクアーム5とスライダーピン9の往復軌跡24とは2回一致し、クランクアーム5は前記往復軌跡24を中心に一往復の首振り運動を行うことになる。
【0053】
このように、スライダー6及びクランクアーム5を配置して、クランクアーム5の方向とスライダー6の移動方向とをできるだけ近付けておくことで、上記余分な分力の発生を最小限に留めることができ、クランクアーム5からの駆動力を最も効率よくスライダー6に伝達することができる。
【0054】
(クランク機構の動作態様3)
さらに、本構成においては、スライダー6の幅方向Xにおける中央にスライダーピン9を形成すると共に、前記ドアアーム3を、スライダー6に取り付けたドアアーム軸19の略中央に取り付けてある。つまり、ドアアーム3が、ドアアーム軸19に対して略垂直な平面内で揺動し、当該平面内に、スライダー6の移動経路とスライダーピン9とが含まれるように構成してある。
【0055】
このように、スライダーピン9とドアアーム3の取付け部とを、スライダー6の移動方向においてオフセットしないように位置設定することで、一旦、スライダー6の進行方向に入力された駆動力を効率的にドアアーム3に伝達することができる。つまり、前記オフセットを作らないことで、スライダー6を自転させるような力が発生するのを防止している。
【0056】
このため、例えば、図9の紙面内における力の伝達をみた場合に、スライダー6が不用意にガイド部材7に干渉することが防止でき、スライダー6からガイド部材7に作用する力は、クランクアーム5からスライダー6に力が伝達される際に発生する分力F12のみとなる。この結果、クランクギア4からの駆動力を最大の効率で後部ドア1に伝達することができる。
【0057】
〔別実施形態〕
〈1〉
上記実施形態においては、レール部材72を構成するのに、断面がコの字状の二本の長尺部材を用いたが、この他にも図10に示すごとく、断面が矩形状の長尺部材を四本用いて構成することもできる。
【0058】
本別実施形態では、矩形断面を有する4本のレール部材73を用いる。ガイド本体71の長手方向に垂直な断面視において、4本のレール部材73を四隅に配置する。当該配置に際しては、ガイド本体71に対してレール部材73をネジ止めしても良いし、嵌着するものであってもよい。これにより、ガイド本体71の内部に略十字形の空間が現出する。図10に示すごとく、当該空間の内部において、前記スライダー6、及び、第1回転部材14、第2回転部材15を配置する。
【0059】
四本のレール部材73には、前記第1回転部材14を案内する第1ガイド面16を夫々形成してある。また、四本のレール部材73のうち二本のレール部材73には、前記第2回転部材15を案内する第2ガイド面18を形成してある。つまり、スライダーピン9を挟み込むように配置した二本のレール部材73には、第1ガイド面16と第2ガイド面18との双方を形成する。
【0060】
本構成のごとく、一つのレール部材73に、第1ガイド面16及び第2ガイド面18という複数の機能を担持させることで、レール部材73の部品点数を少なくして構造を簡略化し、ガイド部材7をコンパクトに構成することができる。
【0061】
また、本構成のごとく、四つのレール部材73を独立に構成するものであれば、図示は省略するが、各レール部材73どうしの相対位置を決定する位置調節機能を設けることも可能であり、ガタのないガイド部材7を得ることも容易となる。
【0062】
〈2〉
また、この他にも、前記レール部材72,73を単一の部材で構成することも可能である。
図示は省略するが、例えば、図6に示した二つのレール部材72を、前記フランジ部17とは反対側で連接しておく。その場合には、前記ドアアーム3の揺動空間を確保するために、前記フランジ部17とは反対側に膨出部を設けておく。
本構成であれば、レール部材の部材点数をさらに少なくできるうえに、ガイド本体71に対する取付の手間も軽減することができ、より効率的に開閉機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る開閉機構の取付状況を示す説明図
【図2】開閉機構が閉位置にある状態を示す側方断面図
【図3】開閉機構が閉位置近傍にある状態を示す平面断面図
【図4】開閉機構が開位置にある状態を示す側方断面図
【図5】開閉機構が開位置近傍にある状態を示す平面断面図
【図6】スライダー及びガイド部材の断面図
【図7】球面ジョイントの動作態様を示す説明図
【図8】スライダー近傍の構成を示す分解斜視図
【図9】クランク機構の動作態様を示す説明図
【図10】別実施形態に係るガイド部材を示す断面図
【符号の説明】
4 クランクギア
4A クランク軸芯
5 クランクアーム
7 ガイド部材
6 スライダー
8 クランクピン
9 スライダーピン
9A スライダーピンの軸芯
14 第1回転部材
14A 第1回転軸芯
15 第2回転部材
15A 第2回転軸芯
16 第1ガイド面
18 第2ガイド面
19A 作動部材枢支軸の軸芯
21 球面ジョイント
23 アーム中心線
24 スライダーピンの往復軌跡
25 クランクピンの回転軌跡
100 車両用開閉体
190 作動部材枢支軸
300 開閉体作動部材
d1,d2,d3 垂線長
Y スライダーの移動方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an opening / closing mechanism for opening and closing various vehicle opening / closing bodies such as a rear door of a one-box car and a sunroof of a general vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this kind of opening / closing mechanism, there has been one disclosed in, for example, USP 6,142,551.
The technology has the following configuration in configuring a vehicle door opening and closing device.
First, the driving force from the electric motor passes through a worm fixed to the motor and a worm wheel meshing with the worm, and further, a slider member via a gear and other gear trains formed coaxially with the worm wheel. Is transmitted to.
[0003]
This slider member is a long plate member, and a rack is formed on one edge of a pair of long sides. The driving force to the slider member is input to the rack from the last gear in the gear train. One end side of the slider member is inserted through the inside of a swing case pivotally supported coaxially with the final gear. Inside the swing case, the slider member is sandwiched between the final gear and the presser roller, and the slider member reciprocates while swinging by the rotation of the rack. A substantially arc-shaped link member is connected to the slider member, and a vehicle door is connected to the link member. By these mechanisms, the driving force from the electric motor is transmitted to the vehicle door.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional opening / closing mechanism is attached to the rear ceiling of the vehicle, for example. In that case, it is desirable to make the opening / closing mechanism as compact as possible in order to secure a wide indoor space.
[0005]
However, paying attention to the arrangement state of the members constituting the opening and closing mechanism, the extending direction of the pivot shaft core of each gear related to a series of gear trains, and the extending direction of the connecting shaft core related to the slide member and the link member Furthermore, the extending direction of the pivot axis of the rear door is all arranged in parallel. That is, the spreading plane of the plate member constituting each gear and the swinging plane including the swinging slide member and link member are parallel to each other. Since the rear door is configured to open upward, the swing plane extends in a substantially vertical direction.
[0006]
As a result, the opening / closing mechanism attached to the rear ceiling of the vehicle protrudes toward the lower side of the indoor space. In particular, in order to open and close the heavy rear door, the gear diameter is often set large in order to increase the reduction ratio of the motor. In such a case, the amount of protrusion into the indoor space further increases.
As described above, when the opening / closing mechanism having the conventional structure is used, there is still a point to be improved such that the vehicle interior space cannot be used effectively.
[0007]
An object of the present invention is to provide an opening / closing mechanism for an opening / closing body for a vehicle that solves the above-described conventional problems and can effectively use an indoor space.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
[Characteristic configuration 1]
To achieve this object, an opening / closing mechanism for a vehicle opening / closing body according to
In the direction view along the moving direction of the slider, the axial center of the operating member pivot shaft and the crank shaft core are configured to be substantially vertical ,
The slider includes a first rotation member that rotates about a first rotation axis that is parallel to the axis of the operating member pivot shaft, and a second rotation axis that is parallel to the axis of the slider pin. A second rotating member that rotates to
The guide member has a rail member, and the rail member is formed with a first guide surface for guiding the first rotating member and a second guide surface for guiding the second rotating member. Has characteristics.
[0009]
(Function and effect)
The opening / closing mechanism of the present invention uses a crank mechanism, and the crank gear has a relatively large diameter in order to ensure the stroke of the slider.
Therefore, as in this configuration, if the axis of the actuating member pivot shaft and the crankshaft core are set substantially perpendicular to each other, for example, when supporting a vehicle opening / closing body that opens upward, it is advantageous as follows. It becomes.
That is, when the opening / closing mechanism is attached to the rear ceiling of the vehicle, the attachment posture of the opening / closing mechanism is determined so that the opening / closing body operating member swings in a plane extending in the vertical direction. In this case, the crankshaft core faces in the vertical direction. In connection with this, the plate | board surface of the said crank gear formed in large diameter will follow the ceiling of a vehicle. As a result, the amount of protrusion of the opening / closing mechanism toward the indoor space is reduced, and a wide interior space can be secured.
Here, “substantially vertical” means that it is vertical in practice, and includes a configuration in which some manufacturing error or the like occurs and is not strictly vertical.
[0010]
Further, as in this configuration, by providing both the first guide surface and the second guide surface on the rail member, the rail member can be made compact and the size of the opening / closing mechanism can be reduced. The space can be expanded.
In addition, in this configuration, the first rotating member that rotates around the first rotating shaft that is parallel to the axis of the operating member pivot shaft, and the second rotating shaft that is parallel to the axis of the slider pin. A rotating second rotating member is provided in the slider, and the first rotating member and the second rotating member are guided by planes having different directions, ie, a first guide surface and a second guide surface, respectively. The movement can be very smooth.
[0011]
[Characteristic configuration 2 ]
In the opening / closing mechanism for a vehicle opening / closing body according to
[0012]
(Function and effect)
As in this configuration, by arranging the output shaft of the drive motor on the opposite side of the vehicle interior space with respect to the crank gear, for example, when the open / close mechanism is attached to the rear ceiling of the vehicle, the drive motor is connected to the crank gear. Since it can arrange | position on the ceiling side more, indoor space can be further ensured.
This is advantageous, for example, when the ceiling portion of the rear part of the vehicle has an upward slope toward the front and the drive motor can be arranged further upward.
[0013]
[Characteristic configuration 3 ]
In the opening / closing mechanism for a vehicle opening / closing body according to a third aspect of the present invention, the guide member includes the rail member and a guide body to which the rail member is attached. The guide body is attached to the crank gear or the like. It is characterized in that it is integrally formed with the mechanism body.
[0014]
(Function and effect)
If the guide main body and the mechanism main body are integrated as in this configuration, there is no need to provide a separate guide main body, and the thickness of this member is reduced. Therefore, space saving of the opening / closing mechanism can be achieved.
[0015]
[Characteristic configuration 4]
According to a fourth aspect of the present invention, an opening / closing mechanism for a vehicle opening / closing body includes a crank gear that can be driven to rotate around a crankshaft core to open and close the vehicle opening / closing body, and a slider that can reciprocate along a guide member. And a crank arm having one end pivotally supported by the crank gear via a crank pin and the other end pivotally supported by the slider via a slider pin, and a pivot arm supported by the slider via an operating member pivot shaft. And an opening / closing body operating member for interlocking the slider and the vehicle opening / closing body,
In the direction view along the moving direction of the slider, the axial center of the operating member pivot shaft and the crank shaft core are configured to be substantially vertical,
The output shaft of the drive motor that drives the crank gear is disposed on the opposite side of the vehicle interior space with respect to the crank gear.
The guide member comprises the rail member and a guide body to which the rail member is attached.
The guide body is characterized in that it is integrally formed with a mechanism body to which the crank gear or the like is attached.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the opening / closing mechanism for a vehicle opening / closing body according to the present invention closes, for example, a
[0017]
As shown in FIGS. 2 and 3, for example, the opening / closing mechanism according to the present invention mainly includes a
[0018]
The
With this configuration, the driving force from the
[0019]
Further, by using the crank mechanism, for example, even when the driving capability of the driving
[0020]
(Mechanism body)
The opening / closing mechanism is formed in one unit so that it can be easily attached to the ceiling of a vehicle. A member related to the opening / closing mechanism is attached to a
The
[0021]
(Crank gear)
As shown in FIGS. 2 to 5, the
[0022]
(Drive motor)
As shown in FIG. 1, the
The
[0023]
(Crank arm)
As shown in FIG. 3 or 5, one end of the
The length of the
On the other hand, if the
[0024]
(slider)
As shown in FIGS. 2 to 5, the
The
[0025]
(First rotating member and second rotating member)
As shown in FIGS. 6 and 8, the
[0026]
As shown in FIG. 2 or FIG. 8, the
The first rotating
[0027]
As the first rotating
Even if the
[0028]
As shown in FIGS. 2 to 6, the
In addition to guiding the
[0029]
As the second rotating
[0030]
(Guide member)
The
[0031]
In the present embodiment, the
If it is this structure, it is not necessary to provide the guide
Further, omitting the guide
[0032]
Moreover, the
[0033]
As apparent from FIG. 6, in the
The
[0034]
(Operation mode of first rotating member)
When the
For example, FIG. 4 shows a state in which the
[0035]
On the other hand, FIG. 4 shows a state in which the
As described above, as long as the first rotating
[0036]
In the present embodiment, the
[0037]
(Operation mode of second rotating member)
In the opening / closing mechanism, the
At this time, since the
[0038]
Therefore, in this opening / closing mechanism, the
[0039]
Thus, by receiving the second rotating
[0040]
(Door arm)
As described above, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0041]
In the present embodiment, the
As described above, the
[0042]
The opening / closing mechanism according to the present invention can smoothly open and close the
As shown in FIG. 7, in this embodiment, one end of the
[0043]
Depending on the mounting state of the
[0044]
(Crank mechanism operation mode 1)
As shown in FIGS. 2 to 5, when the
[0045]
FIG. 9A shows a state where the
[0046]
The shorter the perpendicular length, the shorter the moment arm from the
[0047]
In general, for example, when closing the
Further, in the fully closed position, it is necessary to resist the elastic resistance of the seal member provided between the
[0048]
On the other hand, when operating the
[0049]
In this regard, with this configuration, the opening / closing force can be increased at both positions. Therefore, the opening / closing force at the closed position and the open position can be set as appropriate without using a motor having a large driving force. Furthermore, the degree of increase in the driving force at the closed position and the open position can be arbitrarily set by devising the size of the
[0050]
(Crank mechanism operation mode 2)
As shown in FIG. 9, during the operation of the
[0051]
Therefore, in this embodiment, the
[0052]
With this configuration, for example, when the
[0053]
In this way, by arranging the
[0054]
(Crank mechanism operation mode 3)
Further, in this configuration, the
[0055]
Thus, by setting the position of the
[0056]
Therefore, for example, when the transmission of force in the plane of FIG. 9 is seen, the
[0057]
[Another embodiment]
<1>
In the above embodiment, two long members having a U-shaped cross section are used to form the
[0058]
In this other embodiment, four
[0059]
The four
[0060]
As in this configuration, a plurality of functions of the
[0061]
Further, as in this configuration, if the four
[0062]
<2>
In addition, the
Although illustration is omitted, for example, the two
If it is this structure, the number of members of a rail member can be reduced further, the effort of attachment with respect to the guide
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a mounting state of an opening / closing mechanism according to the present invention. FIG. 2 is a side sectional view showing a state in which the opening / closing mechanism is in a closed position. FIG. 4 is a side sectional view showing a state in which the opening / closing mechanism is in the open position. FIG. 5 is a plan sectional view showing a state in which the opening / closing mechanism is in the vicinity of the open position. FIG. 7 is an explanatory view showing an operation mode of a spherical joint. FIG. 8 is an exploded perspective view showing a configuration near a slider. FIG. 9 is an explanatory view showing an operation mode of a crank mechanism. FIG. 10 is a guide member according to another embodiment. Sectional view showing [signs]
4 crank
Claims (4)
ガイド部材に沿って往復運動可能なスライダーと、
クランクピンを介して一端が前記クランクギアに枢支され、スライダーピンを介して他端が前記スライダーに枢支されるクランクアームと、
作動部材枢支軸を介して前記スライダーに枢支され、前記スライダーと前記車両用開閉体とを連動させる開閉体作動部材とを備えており、
前記スライダーの移動方向に沿う方向視において、前記作動部材枢支軸の軸芯と前記クランク軸芯とが略垂直となるように構成し、
前記スライダーが、前記作動部材枢支軸の軸芯と平行な第1回転軸芯の周りに回転する第1回転部材を備えると共に、前記スライダーピンの軸芯と平行な第2回転軸芯の周りに回転する第2回転部材を備えており、
前記ガイド部材がレール部材を有していて、当該レール部材に、前記第1回転部材を案内する第1ガイド面と、前記第2回転部材を案内する第2ガイド面とを形成してある車両用開閉体の開閉機構。A crank gear that can be rotated around the crankshaft core to open and close the vehicle opening and closing body;
A slider capable of reciprocating along the guide member;
A crank arm having one end pivotally supported by the crank gear via a crank pin and the other end pivotally supported by the slider via a slider pin;
An open / close body actuating member pivotally supported by the slider via an actuating member pivot shaft and interlocking the slider and the vehicle open / close body;
In the direction view along the moving direction of the slider, the axial center of the operating member pivot shaft and the crank shaft core are configured to be substantially vertical ,
The slider includes a first rotation member that rotates about a first rotation axis that is parallel to the axis of the operating member pivot shaft, and a second rotation axis that is parallel to the axis of the slider pin. A second rotating member that rotates to
The guide member has a rail member, and the rail member is formed with a first guide surface for guiding the first rotating member and a second guide surface for guiding the second rotating member. Opening and closing mechanism for the opening and closing body.
当該ガイド本体を、前記クランクギア等を取り付ける機構本体に一体成形してある請求項2に記載の車両用開閉体の開閉機構。The guide member comprises the rail member and a guide body to which the rail member is attached.
The opening / closing mechanism for a vehicle opening / closing body according to claim 2 , wherein the guide body is integrally formed with a mechanism body to which the crank gear or the like is attached.
ガイド部材に沿って往復運動可能なスライダーと、A slider capable of reciprocating along the guide member;
クランクピンを介して一端が前記クランクギアに枢支され、スライダーピンを介して他端が前記スライダーに枢支されるクランクアームと、A crank arm having one end pivotally supported by the crank gear via a crank pin and the other end pivotally supported by the slider via a slider pin;
作動部材枢支軸を介して前記スライダーに枢支され、前記スライダーと前記車両用開閉体とを連動させる開閉体作動部材とを備えており、An open / close body actuating member pivotally supported by the slider via an actuating member pivot shaft and interlocking the slider and the vehicle open / close body;
前記スライダーの移動方向に沿う方向視において、前記作動部材枢支軸の軸芯と前記クランク軸芯とが略垂直となるように構成し、In the direction view along the moving direction of the slider, the axial center of the operating member pivot shaft and the crank shaft core are configured to be substantially vertical,
前記クランクギアを駆動させる駆動モーターの出力軸を、前記クランクギアに対して車両の室内空間とは反対側に配置しThe output shaft of the drive motor that drives the crank gear is disposed on the opposite side of the vehicle interior space with respect to the crank gear.
前記ガイド部材が、前記レール部材と、当該レール部材を取り付けるガイド本体とからなり、The guide member comprises the rail member and a guide body to which the rail member is attached.
当該ガイド本体を、前記クランクギア等を取り付ける機構本体に一体成形してある車両用開閉体の開閉機構。An opening / closing mechanism for a vehicle opening / closing body, wherein the guide body is integrally formed with a mechanism body to which the crank gear or the like is attached.
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