JP5549196B2

JP5549196B2 - 車両用ドア開閉装置

Info

Publication number: JP5549196B2
Application number: JP2009265144A
Authority: JP
Inventors: 健二堀; 顕義澤田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: JP2011106227A

Description

本発明は、車両用ドア開閉装置に関するものである。

従来、車両用ドア開閉装置として種々のものが提案されている。例えば特許文献１では、中空ハウジング（１）内に電動モータ（２１）及び減速機（２０）を備えており、ねじスピンドル（８）及びスピンドルナット（９）からなるねじ機構を介して回転運動を直進運動に変換することで、バックドア（跳ね上げフラップ）を開閉駆動する。また、特許文献２でも、同様に中空ハウジング（１１）内に電動モータ（１２）及び減速機（１３）を備えており、ねじスピンドル（１４ａ）及びスピンドルナット（１７）からなるねじ機構を介して回転運動を直進運動に変換することで、バックドアを開閉駆動する。

特開２００７−１０１４６号公報特開２００２−３３１８３７号公報

ところで、特許文献１では、手動操作によるバックドアの開閉操作を軽微に行なえるよう、減速機及びねじスピンドル間の動力伝達を断接するクラッチ（７）を備える必要があり、部品点数の増大を余儀なくされる。また、クラッチを中空ハウジング内に同軸上に配置する場合には、その配置スペース分、全体として軸方向に長くなってしまう。一方、特許文献２では、そもそも手動操作によるバックドアの開閉操作を想定しておらず、例えば電動モータが故障等した場合には、バックドアが開閉不能になるなどその利便性が損なわれることになる。

本発明の目的は、部品点数の増大及び装置全体としての大型化を抑制しつつ、手動操作によるバックドアの開閉操作の利便性を確保することができる車両用ドア開閉装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車体及びバックドアのいずれか一方に回動自在に連結される第１ハウジングと、電気的駆動源に回転駆動されるねじ軸と、前記車体及び前記バックドアのいずれか他方に回動自在に連結される第２ハウジングと、前記第２ハウジングに収容され、前記ねじ軸と係合して該ねじ軸の回転運動をねじ作用で直線運動に変換し前記第２ハウジング内で前記ねじ軸を進退させるとともに、前記ねじ軸により軸方向に押圧されて前記第２ハウジング内での前記ねじ軸の進退を許容するように径方向に弾性変形するナット部材とを備え、前記ナット部材は、コイルスプリングであって、該コイルスプリングの１巻き当たりの軸方向の長さが、前記ねじ軸のピッチ又は前記ねじ軸のピッチの整数倍と一致し、前記ナット部材には、前記ねじ軸のピッチ又は前記ねじ軸のピッチの整数倍と一致する凹凸形状を呈し前記ねじ軸との間に介装される円筒状の介装プレートが装着されていることを要旨とする。

同構成によれば、前記ねじ軸及び前記ナット部材の係合により、前記電気的駆動源に回転駆動される前記ねじ軸の回転運動が直線運動に変換されることで、前記第２ハウジング内で前記ねじ軸が進退され、前記車体及び前記バックドアに連結される前記第１及び第２ハウジング間の距離が伸縮されて、前記バックドアが開閉駆動される。一方、前記バックドアを手動操作で開閉すべく、前記ねじ軸によりその軸方向に前記ナット部材を押圧すると、該ナット部材が径方向に弾性変形することで、前記第２ハウジング内での前記ねじ軸の進退が許容される。これにより、手動操作によるバックドアの開閉操作が可能となる。このように、例えば動力伝達を断接するクラッチを設けることなく、手動操作によるバックドアの開閉操作が可能となるため、部品点数の増大及び装置全体としての大型化を抑制することができる。

同構成によれば、前記ナット部材は、１巻き当たりの軸方向の長さが、前記ねじ軸のピッチ又は前記ねじ軸のピッチの整数倍と一致するコイルスプリングであることで、径方向に弾性変形可能であるものの、前記ねじ軸との係合状態を堅固に保持することができる。

同構成によれば、前記ねじ軸及び前記ナット部材間には、前記介装プレートが介装されていることで、例えば該介装プレートの前記ねじ軸側の面に塗布する摩擦材の摩擦力を調整することで、係合状態にある前記ねじ軸及び前記ナット部材の保持力を簡易に調整することができる。また、この摩擦材の塗布は、介装プレートの片側面（ねじ軸側の面）のみでよいため、摩擦材の消費量を削減することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用ドア開閉装置において、前記第２ハウジング内で進退する前記ねじ軸の先端部に設けられ、該第２ハウジングの内壁面に弾接する緩衝部材を備えたことを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、車体及びバックドアのいずれか一方に回動自在に連結される第１ハウジングと、電気的駆動源に回転駆動されるねじ軸と、前記車体及び前記バックドアのいずれか他方に回動自在に連結される第２ハウジングと、前記第２ハウジングに収容され、前記ねじ軸と係合して該ねじ軸の回転運動をねじ作用で直線運動に変換し前記第２ハウジング内で前記ねじ軸を進退させるとともに、前記ねじ軸により軸方向に押圧されて前記第２ハウジング内での前記ねじ軸の進退を許容するように径方向に弾性変形するナット部材とを備え、前記第２ハウジング内で進退する前記ねじ軸の先端部に設けられ、該第２ハウジングの内壁面に弾接する緩衝部材を備えたことを要旨とする。

請求項３に記載の発明の構成によれば、前記ねじ軸及び前記ナット部材の係合により、前記電気的駆動源に回転駆動される前記ねじ軸の回転運動が直線運動に変換されることで、前記第２ハウジング内で前記ねじ軸が進退され、前記車体及び前記バックドアに連結される前記第１及び第２ハウジング間の距離が伸縮されて、前記バックドアが開閉駆動される。一方、前記バックドアを手動操作で開閉すべく、前記ねじ軸によりその軸方向に前記ナット部材を押圧すると、該ナット部材が径方向に弾性変形することで、前記第２ハウジング内での前記ねじ軸の進退が許容される。これにより、手動操作によるバックドアの開閉操作が可能となる。このように、例えば動力伝達を断接するクラッチを設けることなく、手動操作によるバックドアの開閉操作が可能となるため、部品点数の増大及び装置全体としての大型化を抑制することができる。
また、請求項２，３に記載の発明の構成によれば、前記緩衝部材が前記第２ハウジングの内壁面に弾接することで、前記ねじ軸に対する前記第２ハウジングの直線運動の振れを抑制することができる。

本発明では、部品点数の増大及び装置全体としての大型化を抑制しつつ、手動操作によるバックドアの開閉操作の利便性を確保することができる車両用ドア開閉装置を提供することができる。

（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の一実施形態を示す断面図。（ａ）（ｂ）は、駆動体を示す斜視図。車両の後部を示す側面図。駆動体の製造態様を示す斜視図。駆動軸の一部を示す平面図及び斜視図。（ａ）（ｂ）は、同実施形態の動作を示す断面図。本発明の変形形態を示す平面図及び斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図３は、本発明が適用される車両１の後部を示す側面図である。同図に示すように、車体２の後部には、その上部に設けられたドアヒンジ２ａを介してバックドア３が開閉自在に取着されている。そして、車体２及びバックドア３には、車両高さ方向に延在するドア駆動ユニット１０が連結されている。このドア駆動ユニット１０は、バックドア３に固定素子１１ａにおいて回転自在に連結された下側部材１１と、車体２に固定素子１２ａにおいて回転自在に連結された上側部材１２とを備える。ドア駆動ユニット１０は、下側部材１１及び上側部材１２（固定素子１１ａ，１２ａ）間の距離を伸長させることでバックドア３を開駆動するとともに、当該距離を短縮させることでバックドア３を閉駆動する。

図１（ａ）は、ドア駆動ユニット１０を示す縦断面図である。また、図１（ｂ）は、下側部材１１及び上側部材１２の係合部（図１（ａ）の範囲Ｚ）を示す拡大図であり、図１（ｃ）は、下側部材１１及び上側部材１２の係合部におけるピッチ円位置の縦断面図である。

図１（ａ）に示すように、下側部材１１は、前記固定素子１１ａに一体に設けられた第２ハウジングとしての有底略円筒状の移動管１３を備える。この移動管１３の開口端部は、段差１３ａを介して拡開されて支持部１３ｂを形成する。この支持部１３ｂには、駆動体１４が回転不能に固定される。図２（ａ）（ｂ）に示すように、この駆動体１４は、支持部１３ｂの内径と同等の外径を有して該支持部１３ｂに固定される略円筒状のホルダ１５を備えるとともに、該ホルダ１５に軸方向に移動不能且つ回転不能に固定されるナット部材としてのコイルスプリング１６を備え、更に周囲にコイルスプリング１６の巻き付けられた介装プレートとしての略円筒状のロールプレート１７を備える。コイルスプリング１６は、軸方向に圧縮された状態でホルダ１５に保持されており、その１巻き当たりの軸方向の長さΔＬは、一定に設定されている。また、ロールプレート１７は、図４に示すように、上記長さΔＬの半分（＝ΔＬ／２）に一致するピッチｐで凹凸する、条数が偶数（本実施例では「２」）の溝切りプレートＰＬが略円筒状に丸められてなる。従って、ロールプレート１７は、溝切りプレートＰＬの重なる両縁部が凹凸に沿うことで径方向に弾性変形可能となる。ロールプレート１７が上記ピッチｐで凹凸する、即ちピッチｐの歯溝を有することはいうまでもない。なお、移動管１３の外周部には、所定角度位置でその長手方向に延在する突部１３ｃが形成されている。

一方、上側部材１２は、前記固定素子１２ａに一体に設けられた第１ハウジングとしての有蓋略円筒状の中空ハウジング２１を備える。この中空ハウジング２１には、電気的駆動源としての電動モータ２２が収容・固定されるとともに、該電動モータ２２の出力軸に連結された減速機２３が収容されている。そして、減速機２３の出力軸には、中空ハウジング２１から突出するねじ軸としての棒状の駆動軸２４が連結されている。電動モータ２２、減速機２３及び駆動軸２４は、回転駆動部を構成する。

駆動軸２４は、図５に示すように、ロールプレート１７のピッチｐと同等の間隔で軸方向に間欠的に刻設された複数の係合歯２４ａを有する。これら係合歯２４ａは、駆動軸２４の径方向両側に左右対称に対で配設されており、軸方向の直交方向（接線方向）に平行配置されている。そして、図２（ｂ）に示すように、駆動軸２４の径方向両側の各係合歯２４ａは、条数が「２」であるロールプレート１７の各凹部に嵌入している。つまり、ロールプレート１７は、その波状の凹凸によりリード角に沿って係合歯２４ａと係合（噛合）する歯溝を形成している。なお、各係合歯２４ａには、ロールプレート１７との噛み合いを容易にするためのクラウニング（面取り）処理等が施されている。

中空ハウジング２１の開口端部には、その内径と同等の外径及び前記支持部１３ｂの外径と同等の内径を有する略円筒状の中空ハウジング２５が固着されている。この中空ハウジング２５の下端部には、移動管１３の外径と同等の内径を有する略円筒状のガイド壁２５ａが形成されるとともに、前記突部１３ｃに対応する角度位置で該突部１３ｃに対し移動可能に嵌合するガイド溝２５ｂを有する。従って、中空ハウジング２５は、ガイド溝２５ｂが突部１３ｃに案内される態様で、移動管１３に対し軸方向に相対移動可能となっている。

また、駆動軸２４の下端には、移動管１３の内径と同等の外径を有する円盤状の緩衝部材としてのブッシュ２６が固着されている。従って、駆動軸２４は、ブッシュ２６が移動管１３の内周面に案内される態様で、移動管１３に対し軸方向に相対移動可能となっている。この際、ブッシュ２６により駆動軸２４に対する移動管１３の直線運動の振れが抑制される。

このような構成にあって、図６（ａ）に示すように、電動モータ２２により駆動軸２４が回転駆動されると、係合歯２４ａがロールプレート１７及びコイルスプリング１６を撓ませつつ、ロールプレート１７等との間のねじ作用で回転運動が直線運動に変換される。そして、下側部材１１及び上側部材１２は、移動管１３の内周面でブッシュ２６が案内され、且つ、ガイド溝２５ｂが突部１３ｃに案内されて、これら下側部材１１及び上側部材１２（固定素子１１ａ，１２ａ）間の距離が伸縮される。そして、バックドア３が開閉駆動される。

また、例えばバックドア３の開状態において該バックドア３を閉操作すべく、これを押し下げるように負荷を加えると、図６（ｂ）に示すように、駆動軸２４（係合歯２４ａ）により軸方向に押圧されるロールプレート１７及びコイルスプリング１６が径方向に弾性変形しつつ、係合歯２４ａがロールプレート１７（凹凸）を滑る動作が順次、繰り返されて、移動管１３内での駆動軸２４の進退が許容される。これにより、手動操作でのバックドア３の閉操作が可能となる。そして、バックドア３の負荷が解放されると、コイルスプリング１６等が弾性復帰して駆動軸２４を締め付け、該駆動軸２４を再び保持する。手動操作でのバックドア３の開操作についても同様である。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、駆動軸２４及びロールプレート１７（コイルスプリング１６）の係合により、電動モータ２２に回転駆動される駆動軸２４の回転運動が直線運動に変換されることで、移動管１３内で駆動軸２４が進退され、車体２及びバックドア３に連結される移動管１３及び中空ハウジング２１，２５間の距離が伸縮されて、バックドア３が開閉駆動される。一方、バックドア３を手動操作で開閉すべく、駆動軸２４（係合歯２４ａ）によりその軸方向にロールプレート１７及びコイルスプリング１６を押圧すると、該ロールプレート１７等が径方向に弾性変形することで、移動管１３内での駆動軸２４の進退が許容される。これにより、手動操作によるバックドア３の開閉操作が可能となる。このように、例えば動力伝達を断接するクラッチを設けることなく、手動操作によるバックドア３の開閉操作が可能となるため、部品点数の増大及び装置全体としての大型化を抑制することができる。そして、部品点数が少ない分、製造コストを削減することができる。

（２）本実施形態では、コイルスプリング１６は、径方向に弾性変形可能であるものの、駆動軸２４との係合状態を堅固に保持することができる。
（３）本実施形態では、駆動軸２４及びコイルスプリング１６間には、ロールプレート１７が介装されていることで、例えば該ロールプレート１７の駆動軸２４側の面に塗布する摩擦材の摩擦力を調整することで、係合状態にある駆動軸２４及びロールプレート１７の保持力を簡易に調整することができる。また、この摩擦材の塗布は、ロールプレート１７の片側面（駆動軸２４側の面）のみでよいため、摩擦材の消費量を削減することができる。

（４）本実施形態では、ブッシュ２６が移動管１３の内壁面に弾接することで、駆動軸２４に対する移動管１３の直線運動の振れを抑制することができる。
（５）本実施形態では、駆動体１４（ナット部材）と係合する駆動軸２４の係合歯２４ａを、径方向両側に左右対称に突出させたことで、いわゆる汎用の雄ねじを成形する場合のように比較的高価な加工を要することがなく、例えば係合歯２４ａの突出する径方向両側に型割れする対の金型を利用した安価なプレス加工が可能となる。一方、駆動体１４のロールプレート１７も、安価なプレス加工による溝切りプレートＰＬを略円筒状に丸めることで成形することができる。

（６）本実施形態では、駆動体１４、電動モータ２２及び減速機２３等を中空ハウジング２１，２５内に直列的に配置したものの、クラッチの配置スペースが不要になる分、限られたスペース内（固定素子１１ａ，１２ａ間）での駆動軸２４のストローク（伸び代）をより多く確保することができる。

（７）本実施形態では、コイルスプリング１６及びロールプレート１７に径方向への伸縮性を持たせたことで、駆動体１４又は駆動軸２４の精度ばらつきを吸収することができ、その精度管理の負荷を軽減することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図７に示すように、略９０°間隔で径方向外側に突出する４つの係合歯３１ａが軸方向に間欠的に刻設された駆動軸３１であってもよい。この場合、条数が「４」又はその公倍数であるロールプレートを採用することで、四方の各係合歯３１ａが当該ロールプレートの各凹部に嵌入する。この場合、係合歯３１ａの１歯当たりの負荷を減少することができる。

・前記実施形態において、コイルスプリング１６の１巻き当たりの軸方向の長さΔＬは、駆動軸（ねじ軸）のピッチｐ又はその整数倍であればよい。
・前記実施形態において、ロールプレート１７は、駆動軸（ねじ軸）のピッチｐ又はその整数倍と一致する凹凸形状を呈すればよい。

・前記実施形態において、ロールプレート１７を割愛し、コイルスプリング１６のみで駆動軸２４（係合歯２４ａ）と係合させてもよい。あるいは、十分な保持力が得られるのであれば、コイルスプリング１６を割愛し、ロールプレート１７のみで駆動軸２４（係合歯２４ａ）と係合させてもよい。

・前記実施形態において、移動管１３及び駆動軸２４間に、該駆動軸２４の軸方向への相対移動を助勢又は緩衝する適宜のダンパ（コイルばねなど）を介装してもよい。
・前記実施形態において、固定素子１２ａ（中空ハウジング２１等）をバックドア３に連結するとともに、固定素子１１ａ（移動管１３等）を車体２に連結してもよい。

・前記実施形態において、駆動軸２４，３１の係合歯２４ａ，３１ａの形状は、軸方向の位置で異なっていてもよい。これにより、バックドア３の開閉位置に応じて、手動操作によるバックドアの開閉操作力を変化させることができる。例えば、操作力が増す位置（閉動作時のドア全閉位置付近）にて、駆動体１４（ロールプレート１７等）の歯溝形状は変化させず、係合歯２４ａ，３１ａの突出長のみを縮め、歯形を小さくすると、弱い操作力での閉操作が可能となる。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
・前記ねじ軸は、前記ナット部材のピッチと同等の間隔で軸方向に間欠的に刻設され、軸方向に対し直交する方向に平行な複数の係合歯を有することを特徴とする。

２…車体、３…バックドア、１３…移動管（第２ハウジング）、１４…駆動体（ナット部材）、１６…コイルスプリング（ナット部材）、１７…ロールプレート（介装プレート）、２１…中空ハウジング（第１ハウジング）、２２…電動モータ（電気的駆動源）、２３…減速機、２４…駆動軸（ねじ軸）、２６…ブッシュ（緩衝部材）。

Claims

車体及びバックドアのいずれか一方に回動自在に連結される第１ハウジングと、
電気的駆動源に回転駆動されるねじ軸と、
前記車体及び前記バックドアのいずれか他方に回動自在に連結される第２ハウジングと、
前記第２ハウジングに収容され、前記ねじ軸と係合して該ねじ軸の回転運動をねじ作用で直線運動に変換し前記第２ハウジング内で前記ねじ軸を進退させるとともに、前記ねじ軸により軸方向に押圧されて前記第２ハウジング内での前記ねじ軸の進退を許容するように径方向に弾性変形するナット部材とを備え、
前記ナット部材は、コイルスプリングであって、該コイルスプリングの１巻き当たりの軸方向の長さが、前記ねじ軸のピッチ又は前記ねじ軸のピッチの整数倍と一致し、
前記ナット部材には、前記ねじ軸のピッチ又は前記ねじ軸のピッチの整数倍と一致する凹凸形状を呈し前記ねじ軸との間に介装される円筒状の介装プレートが装着されていることを特徴とする車両用ドア開閉装置。
請求項１に記載の車両用ドア開閉装置において、
前記第２ハウジング内で進退する前記ねじ軸の先端部に設けられ、該第２ハウジングの内壁面に弾接する緩衝部材を備えたことを特徴とする車両用ドア開閉装置。
車体及びバックドアのいずれか一方に回動自在に連結される第１ハウジングと、
電気的駆動源に回転駆動されるねじ軸と、
前記車体及び前記バックドアのいずれか他方に回動自在に連結される第２ハウジングと、
前記第２ハウジングに収容され、前記ねじ軸と係合して該ねじ軸の回転運動をねじ作用で直線運動に変換し前記第２ハウジング内で前記ねじ軸を進退させるとともに、前記ねじ軸により軸方向に押圧されて前記第２ハウジング内での前記ねじ軸の進退を許容するように径方向に弾性変形するナット部材とを備え、
前記第２ハウジング内で進退する前記ねじ軸の先端部に設けられ、該第２ハウジングの内壁面に弾接する緩衝部材を備えたことを特徴とする車両用ドア開閉装置。