JP6556434B2 - 車両用ドア開閉装置 - Google Patents

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Description

この発明は、例えば、後部座席のドアを運転席からの操作で自動的に開閉するタイプの自動車等に用いられる車両用ドア開閉装置に関するものである。
従来の自動車後扉の開閉装置では、運転席から助手席の座席下部まで車両の幅方向に沿ってクランクロッドが配置されている。クランクロッドの運転席側端部には、クランクロッドを回転させる操作レバーが取り付けられている。また、クランクロッドの助手席側端部は、腕杆及び連結杆を介して、後扉を開閉するフックに連結されている(例えば、特許文献1参照)。
実公平6−28626号公報
上記のような従来の開閉装置では、運転席と後扉との間に大がかりな機械式の伝達機構を配置する必要があるため、既存の自動車に追加しようとすると、設置作業に手間がかかる。また、開閉装置を取り外して元の状態に戻すのも難しくなる。さらに、車種によっては設置自体が困難な場合がある。
これに対して、ドア内に埋め込んだエア伝達ロッドを、エンジンに発生する吸気負圧を利用して駆動させ、ドアを開閉する方式、いわゆるバキューム方式のドア開閉装置も知られている。しかし、バキューム方式のドア開閉装置では、ハイブリッド車に適用した場合に開閉動作ができない時間が生じる。即ち、エンジンがかかっておらず、負圧が発生していない状態では、ドアを開閉することができない。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両への設置が容易で、かつ、エンジンがかかっているかどうかによらずドアを開閉することができる車両用ドア開閉装置を得ることを目的とする。
この発明に係る車両用ドア開閉装置は、ドア内に設けられるドア開閉モータ、ドア開閉モータからの回転出力を直線運動に変換する変換機構、及び変換機構に連結されており、かつ、ドアから突出して車両本体に回転可能に連結されており、ドア開閉モータの駆動力が変換機構を介して伝達されることによりドアに対して出入りする方向へ移動して前記ドアを開閉させる開閉部材を備え、変換機構は、ドアを手動で開閉操作することによる開閉部材の動きをドア開閉モータ側へ伝達することも可能になっている。
この発明の車両用ドア開閉装置は、ドア内に収容されるドア開閉モータによりドアを開閉するので、大がかりな機械式の伝達機構を配置する必要がなく、車両への設置が容易であり、かつ、エンジンがかかっているかどうかによらずドアを開閉することができる。また、変換機構は、ドアを手動で開閉操作することによる開閉部材の動きをドア開閉モータ側へ伝達することも可能になっているので、万一電源が喪失した場合にも、ドアを手動で開閉することができる。
この発明の実施の形態1による車両用ドア開閉装置を示す側面図である。 図1のII−II線に沿う断面図である。 図2のドアが開放された状態を示す断面図である。 図1のモータユニットの断面図である。 図4のモータユニットのドア開放途中の状態を示す断面図である。 図4のモータユニットのドア全開時の状態を示す断面図である。 図4のかご体を示す斜視図である。 図4のねじ軸の一部を拡大して示す側面図である。 図1のモータユニットと開閉ロッドとの連結部を拡大して示す側面図である。 この発明の実施の形態2による車両用ドア開閉装置を示す側面図である。 この発明の実施の形態3による車両用ドア開閉装置のドアへの設置状態を示す平面図である。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による車両用ドア開閉装置を示す側面図であり、この例では、自動車の後部座席のドア内に装着された状態を示している。また、図2は図1のII−II線に沿う断面図、図3は図2のドアが開放された状態を示す断面図である。
図において、ドア1内には、ドア1を開閉させるためのモータユニット2が収容されている。モータユニット2には、開閉部材としての開閉ロッド3の基端部が回転可能に連結されている。開閉ロッド3の先端部は、ドア1の前端部から突出して車両本体の柱4(図1では省略)に回転可能に連結されている。
開閉ロッド3は、モータユニット2によりドアに対して出入りする方向へ移動してドア1を開閉させる。即ち、図3に示すように、モータユニット2により押されてドア1からの突出量が大きくなることにより、ドア1を開放側へ回転動作させる。また、図2に示すように、モータユニット2により引っ張られてドア1からの突出量が小さくなることにより、ドア1を閉鎖側へ回転動作させる。
ドア1の前端部には、開閉ロッド3を通すロッド貫通孔1aが設けられている。ドア1を開閉する際、開閉ロッド3はモータユニット2に対して若干回転するため、この回転を許容するように、ロッド貫通孔1aには開閉ロッド3との間に余裕が設けられている。
ドア1には、ドア1を全閉位置に保持するドアキャッチ5が設けられている。モータユニット2は、ワイヤ用チューブ(図示せず)内を通された解除ワイヤ6を介してドアキャッチ5に接続されている。
図4は図1のドア1の全閉時のモータユニット2の断面図、図5は図4のモータユニット2のドア開放途中の状態を示す断面図、図6は図4のモータユニット2のドア全開時の状態を示す断面図である。
モータユニット2は、モータユニット2をドア1内に固定するためのブラケット7と、ドア開閉モータ8と、変換機構としての送りねじ機構9と、ドア開閉モータ8の出力を送りねじ機構9に伝達する伝達ギヤ部10と、ドアキャッチ5の保持状態を解除する解除レバー11とを有している。
ドア開閉モータ8は、モータ本体12と、減速ギヤ部13と、出力軸14とを有しているが、図では詳細な断面を省略している。また、ドア開閉モータ8には、車載のバッテリーからの電力が供給される。さらに、ドア開閉モータ8は、運転席からの操作により駆動される。
送りねじ機構9は、断面矩形の筒状のケース15と、ケース15内に収容されている棒状のねじ軸16と、ねじ軸16に組み合わされ、ねじ軸16の回転によりねじ軸16の軸方向へ移動するナット17と、ねじ軸16の軸方向へスライド可能にケース15内に収容されており、ねじ軸16を囲繞する円筒状の伝達ロッド18と、ナット17と伝達ロッド18との間に介在している弾性体としての圧縮ばね19と、ナット17と伝達ロッド18のナット17側端部と圧縮ばね19とを囲むかご体20と、ケース15の伝達ギヤ部10とは反対側の端部に装着され、かご体20のケース15からの抜けを阻止するとともに、伝達ロッド18のスライドを案内する筒状のキャップ21とを有している。
伝達ロッド18は、伝達ロッド本体18aと、伝達ロッド本体18aのナット17側端部に設けられている大径部18bとを有している。大径部18bの外径は、伝達ロッド本体18aの外径よりも大きい。
伝達ギヤ部10は、出力軸14に固定されたモータギヤ10aと、ねじ軸16に固定され、モータギヤ10aと噛み合うねじ軸ギヤ10bとを有している。出力軸14の回転は、モータギヤ10a及びねじ軸ギヤ10bを介してねじ軸16に伝達される。そして、送りねじ機構9は、ドア開閉モータ8の回転出力を伝達ロッド18の直線運動に変換する。
ねじ軸16は、出力軸14と平行に配置されている。また、ドア開閉モータ8及び送りねじ機構9は、伝達ギヤ部10の同じ側に配置されている。さらに、送りねじ機構9は、ドア開閉モータ8に対して上下方向に並べて配置されている。この例では、ドア開閉モータ8は、送りねじ機構9の真下に配置されている。
解除レバー11は、図4に示す第1の位置と、図5及び図6に示す第2の位置との間で、レバー回転軸22を中心として回転可能、即ち変位可能になっている。解除レバー11の中間部には、解除ワイヤ6が接続されるワイヤ接続部11aが設けられている。ワイヤ用チューブのモータユニット2側の端部は、ブラケット7に固定されている。そして、解除レバー11が第1の位置から第2の位置に回転することにより、解除ワイヤ6がモータユニット2側に引かれ、ドアキャッチ5によるドア1の保持状態が解除される。
解除レバー11とケース15との間には、解除レバー11を第2の位置側へ引っ張る引張ばね23が設けられている。解除レバー11のレバー回転軸22とは反対側の端部(図4の下端部)は、ドア1の全閉時には、引張ばね23のばね力によりナット17に押し付けられている。図4の状態から、ナット17が伝達ロッド18側へ前進すると、解除レバー11は、ナット17に追従して第2の位置まで回転する。
図7は図4のかご体20を示す斜視図である。かご体20は、矩形のナット側ストッパ板31と、ナット側ストッパ板31に対向する矩形の伝達ロッド側ストッパ板32と、ナット側ストッパ板31と伝達ロッド側ストッパ板32との間に固定されている複数本(この例では4本)の連結棒33とを有している。
伝達ロッド側ストッパ板32は、ナット側ストッパ板31に対して平行に配置されている。連結棒33は、ナット側ストッパ板31に直角、かつ互いに平行に配置されている。ナット側ストッパ板31には、解除レバー11の通過を許容する切欠31aが設けられている。伝達ロッド側ストッパ板32には、伝達ロッド本体18aを通す伝達ロッド挿入孔32aが設けられている。伝達ロッド挿入孔32aの径は、大径部18bの外径よりも小さい。
ナット17の伝達ロッド18とは反対側の端部には、矩形のフランジ部が設けられており、このフランジ部には、連結棒33を通す4つの孔が設けられている。これにより、ナット17の回転が阻止されている。また、ナット17は、かご体20に対して連結棒33に沿ってスライド可能になっている。
図8は図4のねじ軸16の一部を拡大して示す側面図である。ねじ軸16のねじのリード角(ねじ軸16の軸線に直交する面に対する角度)βは45°以上であり、ねじのリードLは直径dの2倍以上である。この例では、直径d=10mm、リードL=30mm、リード角β=約56°の6条ねじが用いられている。
このようなねじ軸16を用いることにより、ナット17をねじ軸16の軸方向へ移動させると、ねじ軸16が回転するようになっている。これにより、送りねじ機構9は、ドア1を手動で開閉操作することによる開閉ロッド3の動きをドア開閉モータ8側へ伝達して出力軸14を回転させるようになっている。即ち、送りねじ機構9は、ねじ軸16の回転を伝達ロッド18の直線運動に変換するだけでなく、逆の変換も可能、即ち伝達ロッド18の直線運動をねじ軸16の回転に変換することも可能である。
図9は図1のモータユニット2と開閉ロッド3との連結部を拡大して示す側面図である。伝達ロッド18の先端部には、L字形の連結金具34が固定されている。連結金具34には、ボールジョイント35を介して開閉ロッド3が連結されている。ボールジョイント35を用いたことにより、ドア1の開閉時の伝達ロッド18に対する開閉ロッド3の回転(図のZ軸に平行な軸を中心とした回転)が許容される。また、連結金具34を用いたことにより、伝達ロッド18が開閉ロッド3よりも下方に配置されている。
次に、動作について説明する。ドア1の全閉時には、モータユニット2は図4の状態であり、ナット17はナット側ストッパ板31に当たっている。この状態から、ドア1を開く場合、運転席での操作によりドア開閉モータ8を駆動してねじ軸16を回転させ、ナット17を伝達ロッド18側へ前進させる。
このとき、ドアキャッチ5によりドア1の全閉状態が保持されているため、伝達ロッド18及びかご体20はまだ移動できず、ナット17の移動により圧縮ばね19が圧縮され、ナット17はナット側ストッパ板31から離れる。また、解除レバー11は、引張ばね23により引っ張られて、ナット17に接したまま図4の反時計方向へ回転する。
ナット17が図5の位置まで移動すると、解除レバー11が第2の位置に達し、ドアキャッチ5によるドア1の保持が解除される。これにより、圧縮ばね19が復元し、伝達ロッド18及びかご体20が図5の右側へ押し出される。そして、ドア1が全閉位置からある程度開放される。
この後、ナット17をさらに前進させると、圧縮ばね19を介して伝達ロッド18が押され、伝達ロッド18のケース15からの突出量が増大し、開閉ロッド3を介してドア1がさらに開かれる。このとき、かご体20は、伝達ロッド18とともに移動する。また、解除レバー11は、第2の位置でストッパに当たって止まるため、ナット17から離れる。そして、伝達ロッド18が図6の位置まで移動すると、図3に示すように、ドア1が全開位置に達する。
ドア1を閉じる場合には、ドア開閉モータ8によりねじ軸16を開放時とは逆方向へ回転させる。これにより、ナット17が伝達ギヤ部10側へ後退し、かご体20を介して伝達ロッド18も同方向へ引っ張られる。このため、開閉ロッド3のドア1からの突出量が小さくなり、ドア1が閉じる方向へ回転し始める。
ナット17が図5の位置を通過すると、解除レバー11がナット17により押され、図の時計方向へ回転する。そして、ナット17が図4の位置に戻ると、ドア1が全閉位置に達する。このとき、解除レバー11も第1の位置に戻っているため、ドアキャッチ5によりドア1の全閉状態が保持される。
また、万一バッテリーによりドア開閉モータ8が駆動できなくなった場合、ドア1の外側(又は内側)からの手動操作によりドアキャッチ5によるドア1の保持を解除し、ドア1を手動で開ければよい。このとき、図4の状態から、伝達ロッド18が開閉ロッド3により引っ張られ、かご体20を介してナット17が右側へ移動する。これにより、ねじ軸16が回転し、伝達ギヤ部10及びドア開閉モータ8の回転部が空転する。手動でドア1を閉じる場合は、開放時と逆の動作となる。
このような車両用ドア開閉装置では、ドア1内に収容されるドア開閉モータ8によりドア1を開閉するので、運転席と後扉との間に大がかりな機械式の伝達機構を配置する必要がなく、車両への設置が容易であり、かつ、エンジンがかかっているかどうかによらずドアを開閉することができる。
また、送りねじ機構9は、ドア1を手動で開閉操作することによる開閉ロッド3の動きをドア開閉モータ8側へ伝達して出力軸14を回転させるようになっているので、万一電源が喪失した場合にも、ドア1を手動で開閉することができ、閉じ込めを防止することができる。
さらに、エンジンの負圧を利用してドア1を開閉する場合、圧力が小さいので大きなシリンダが必要であるが、ドア開閉モータ8を用いる場合、ドア1を開閉するために必要な力を容易に得ることができる。特に、モータ本体12の出力を減速して送りねじ機構9に伝達することにより、ドア1を開閉するのに十分な力をコンパクトなモータ本体12により得ることができ、坂道でも容易にドア1を開閉することができる。
さらにまた、車両用ドア開閉装置を取り外して元の状態に戻すのも容易である。
また、あらゆるタイプの車両に容易に適用することができる。
さらに、変換機構として送りねじ機構9を用いたので、簡単な構成でドア開閉モータ8の出力を直線運動に変換することができる。
さらにまた、ねじ軸16のねじのリード角を45°以上としたので、より確実にドア1を手動で開閉することができる。
また、1つのドア開閉モータ8により、ドアキャッチ5によるドア1の保持の解除とドア1の開放動作とを連続して行うことができ(ワンモータ・ツーアクション)、構成をコンパクト化することができる。
さらに、ドア開閉モータ8の出力をねじ軸16に入力してナット17を前後動させるようにしたので、ねじ軸16が前後動することはなく、これによっても構成をコンパクト化することができる。
さらにまた、ドア開閉モータ8と送りねじ機構9とを上下方向に並べて配置したので、ドア1の厚さ内にモータユニット2を容易に収容することができる。
また、送りねじ機構9の設置高さが開閉ロッド3の位置によって制約されるのに対して、ドア開閉モータ8を送りねじ機構9の真下に配置したので、送りねじ機構9の上方の空間を空けることができる。これにより、窓ガラスを開いたときの窓ガラスの収納スペースを十分に確保することができ、モータユニット2が窓ガラスの開放の妨げとなるのを防止することができる。
さらに、開閉部材として開閉ロッド3を用いたので、簡単な構成で、ドア1の開放時に圧縮荷重が作用しても折れ曲がらないようにすることができる。
さらにまた、伝達ロッド18と開閉ロッド3との間にボールジョイント35を介在させたので、ドア1の開閉時に伝達ロッド18に対して開閉ロッド3を回転させることができ、伝達ロッド18及び開閉ロッド3に無理な力がかからず、伝達ロッド18及び開閉ロッド3の構成を簡単にすることができる。また、モータユニット2の上下方向への据付誤差等も、ボールジョイント35により吸収することができる。
また、連結金具34を用いたことにより、伝達ロッド18が開閉ロッド3よりも下方に配置されているので、送りねじ機構9の上方の空間をより広く空けることができる。
なお、構成はやや大きくなるが、モータの出力をナット側に入力してねじ軸側を直線運動させ、ねじ軸側に開閉部材を連結してもよい。
また、かご体20とキャップ21との間に、圧縮ばね19よりも弱い緩衝用ばねを介在させてもよい。
実施の形態2.
次に、図10はこの発明の実施の形態2による車両用ドア開閉装置を示す側面図である。この例では、ドアキャッチ5によるドア1の保持を解除するための解除モータ41がドア1内に収容されている。解除モータ41は、例えば操作ロッド等の操作部材42を介してドアキャッチ5に接続されている。解除モータ41は、運転席からの操作により駆動され、操作部材42を介してドアキャッチ5による保持を解除する。また、実施の形態1の解除レバー11及び解除ワイヤ6は、用いられていない。他の構成は、実施の形態1と同様である。
このように、ドア1の開閉用のドア開閉モータ8とは別の解除モータ41を用いてドアキャッチ5による保持を解除してもよい。
実施の形態3.
次に、図11はこの発明の実施の形態3による車両用ドア開閉装置のドア1への設置状態を示す平面図であり、図1のII−II線に沿う断面に相当する。実施の形態3の変換機構43は、ドア開閉モータ8によって回転するピニオン44と、ピニオン44と噛み合うラック45とを有している。ラック45には、実施の形態1と同様のボールジョイント35を介して開閉ロッド3が連結されている。
変換機構43は、ピニオン44の回転をラック45の直線運動に変換するだけでなく、逆の変換も可能、即ちラック45の直線運動をピニオン44の回転に変換することも可能である。
他の構成は、実施の形態1又は2と同様であり、ドアキャッチ5によるドア1の保持は、実施の形態1と同様の機構によって解除しても、実施の形態2のような解除モータ41により解除してもよい。
このような変換機構43を用いても、実施の形態1又は2と同様の効果を得ることができる。
なお、実施の形態3では、ドア開閉モータ8をその軸線がドア1の厚さ方向(X方向)と平行になるように配置したが、実施の形態1と同様に、ドア開閉モータ8をその軸線がドア1の厚さ方向に直角又はほぼ直角になるように配置してもよい。この場合、ピニオン44とドア開閉モータ8との間に、回転の向きを変更するためのかさ歯車機構等を介在させればよい。
また、変換機構は、ドア開閉モータからの出力を直線運動にできればよく、上記の例に限定されない。例えば、変換機構は、一対のスプロケットと、スプロケットに巻かれた無端状のチェーンとの組み合わせであってもよい。また、変換機構は、一対のプーリと、プーリに巻かれた無端状のベルト又はワイヤとの組み合わせであってもよい。
さらに、開閉部材は開閉ロッド3に限定されるものではなく、強度が十分であれば板状の部材であってもよい。
さらにまた、この発明の適用対象は、自動車の後部座席のドアに限定されるものではなく、回転により開閉されるあらゆる車両用ドアに適用することができる。
1 ドア、3 開閉ロッド(開閉部材)、4 車両本体の柱、5 ドアキャッチ、8 ドア開閉モータ、9 送りねじ機構(変換機構)、11 解除レバー、14 出力軸、16 ねじ軸、17 ナット、18 伝達ロッド、19 圧縮ばね(弾性体)、35 ボールジョイント、43 変換機構。

Claims (5)

  1. 横開き式のヒンジドアである座席のドアを開閉する車両用ドア開閉装置であって、
    前記ドア内に設けられるドア開閉モータ、
    前記ドア開閉モータからの回転出力を直線運動に変換する変換機構、及び
    前記変換機構に連結され、かつ、前記ドアから突出して車両本体に回転可能に連結され、前記ドア開閉モータの駆動力が前記変換機構を介して伝達されることにより前記ドアに対して出入りする方向へ移動して前記ドアを開閉させる開閉部材
    を備え、
    前記変換機構は、前記ドアを手動で開閉操作することによる前記開閉部材の動きを前記ドア開閉モータ側へ伝達することも可能になっており、
    前記変換機構は、ねじ軸と、前記ねじ軸に組み合わされているナットとを有しており、
    前記ナットは、前記ねじ軸の回転により前記ねじ軸の軸方向へ相対的に移動し、
    前記ねじ軸は、前記ねじ軸の軸方向への前記ナットの移動により回転し、
    前記ねじ軸のねじのリード角は、45°以上である車両用ドア開閉装置。
  2. ドア内に設けられるドア開閉モータ、
    前記ドア開閉モータからの回転出力を直線運動に変換する変換機構、
    前記変換機構に連結され、かつ、前記ドアから突出して車両本体に回転可能に連結され、前記ドア開閉モータの駆動力が前記変換機構を介して伝達されることにより前記ドアに対して出入りする方向へ移動して前記ドアを開閉させる開閉部材、及び
    第1の位置と第2の位置との間で変位可能になっており、前記第1の位置から前記第2の位置に変位することにより、前記ドアを全閉位置に保持するドアキャッチの保持状態を解除する解除レバー
    を備え、
    前記変換機構は、前記ドアを手動で開閉操作することによる前記開閉部材の動きを前記ドア開閉モータ側へ伝達することも可能になっており、
    前記ドアが閉じた状態から前記ドアを開く場合、前記ドアキャッチにより前記ドアの全閉状態が保持されている間は、前記ドア開閉モータを駆動することにより、前記解除レバーが前記第1の位置から前記第2の位置に変位し、前記解除レバーが前記第2の位置に達すると、前記ドアキャッチによる前記ドアの保持状態が解除され、前記ドアが全閉位置から開方向へ移動し、前記ドア開閉モータをさらに駆動することにより、前記開閉部材により前記ドアがさらに開放される車両用ドア開閉装置。
  3. ドア内に設けられるドア開閉モータ、
    前記ドア開閉モータからの回転出力を直線運動に変換する変換機構、
    前記変換機構に連結され、かつ、前記ドアから突出して車両本体に回転可能に連結され、前記ドア開閉モータの駆動力が前記変換機構を介して伝達されることにより前記ドアに対して出入りする方向へ移動して前記ドアを開閉させる開閉部材、及び
    第1の位置と第2の位置との間で変位可能になっており、前記第1の位置から前記第2の位置に変位することにより、前記ドアを全閉位置に保持するドアキャッチの保持状態を解除する解除レバー
    を備え、
    前記変換機構は、前記ドアを手動で開閉操作することによる前記開閉部材の動きを前記ドア開閉モータ側へ伝達することも可能になっており、
    前記変換機構は、ねじ軸と、前記ねじ軸に組み合わされているナットとを有しており、
    前記ナットは、前記ねじ軸の回転により前記ねじ軸の軸方向へ相対的に移動し、
    前記ねじ軸は、前記ねじ軸の軸方向への前記ナットの移動により回転し、
    前記ねじ軸は、前記ドア開閉モータからの回転出力により回転するようになっており、
    前記ナットは、前記ねじ軸の回転により前記ねじ軸の軸方向へ移動するようになっており、
    前記変換機構は、前記ねじ軸の一部を囲繞している伝達ロッドと、前記ナットと前記伝達ロッドとの間に介在している弾性体とをさらに有しており、
    前記解除レバーは、前記ナットの移動に追従して前記第1の位置から前記第2の位置まで変位するようになっており、
    前記ドアが閉じた状態から、前記ナットを前記伝達ロッド側へ前進させることにより、前記弾性体が圧縮されるとともに、前記解除レバーが前記第1の位置から前記第2の位置へ変位して前記ドアキャッチによる前記ドアの保持状態が解除され、前記ドアが全閉位置から開方向へ移動し、前記ナットをさらに前進させることにより、前記弾性体とともに前記伝達ロッドが前記ナットと同方向へ移動して、前記開閉部材により前記ドアがさらに開放される車両用ドア開閉装置。
  4. 前記ねじ軸には、ねじ軸ギヤが設けられており、
    前記ドア開閉モータには、前記ねじ軸ギヤと噛み合うモータギヤが設けられており、
    前記変換機構は、前記ドア開閉モータに対して上下方向に並べて配置されている請求項3に記載の車両用ドア開閉装置。
  5. 前記開閉部材は、ボールジョイントを介して前記変換機構に連結されている請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の車両用ドア開閉装置。
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