(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記サイドドアと前記車両本体との間には、前記ヒンジを上下に間隔をもって設け、かつこれらのヒンジの間となる部位において前記出力アームを前記車両本体に連結したことを特徴とする請求項2に記載のドア開閉装置。
前記サイドドアと前記車両本体との間には、前記サイドドアの開き角度を制御するチェックリンク機構を設けたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のドア開閉装置。
前記出力アームは、リンクアームを介して前記車両本体に連結したものであり、前記出力アームもしくは前記リンクアームに前記チェックリンク機構を設けたことを特徴とする請求項5に記載のドア開閉装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、特許文献1のように、車両のバックドアにおいては、車両本体に駆動ユニットを取り付けるためのスペースを確保することは容易である。しかしながら、車両のサイドドアは、人が車両に出入りするための開口に設けられたものである。従って、人の乗降性や居住性を考慮した場合、車両の天井部分や床部分に駆動ユニットを取り付けるためのスペースを確保することは困難である。しかも、特許文献1に記載された駆動ユニットでは、出力アームの軸部材(駆動ユニットの最終出力軸)がモータの出力軸に対して直角となる方向に沿って配置されたものであるため、設置に比較的大きな占有スペースが必要となり、サイドドアの内部に収容することも困難である。
【0005】
本発明は、上記実情に鑑みて、乗降性や居住性を損なうことなくサイドドアの開閉補助を行うことのできるドア開閉装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明に係るドア開閉装置は、車両本体の側面にヒンジを介して支持させたサイドドアを開閉するためのドア開閉装置であって、前記サイドドアの内部においてウインドウガラスの昇降ガイドと前記ヒンジを取り付けた前記サイドドアの端面との間の空間に駆動ユニットを配設したことを特徴とする。
【0007】
また本発明は、上述したドア開閉装置において、前記駆動ユニットは、駆動源の出力軸に対してその延長上に減速機及び最終出力軸を備え、前記最終出力軸が前記ヒンジの回転軸芯に沿う状態で前記サイドドアの内部に収容し、前記駆動ユニットの最終出力軸に径方向に沿って出力アームを設けるとともに、前記出力アームを前記車両本体に連結したことを特徴とする。
【0008】
また本発明は、上述したドア開閉装置において、前記サイドドアと前記車両本体との間には、前記ヒンジを上下に間隔をもって設け、かつこれらのヒンジの間となる部位において前記出力アームを前記車両本体に連結したことを特徴とする。
【0009】
また本発明は、上述したドア開閉装置において、前記ヒンジに前記サイドドアの開き角度を制御するチェック機構を設けたことを特徴とする。
【0010】
また本発明は、上述したドア開閉装置において、前記サイドドアと前記車両本体との間には、前記サイドドアの開き角度を制御するチェックリンク機構を設けたことを特徴とする。
【0011】
また本発明は、上述したドア開閉装置において、前記出力アームは、リンクアームを介して前記車両本体に連結したものであり、前記出力アームもしくは前記リンクアームに前記チェックリンク機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、サイドドアの内部においてウインドウガラスの昇降ガイドとヒンジを取り付けたサイドドアの端面との間の空間に駆動ユニットを配設しているため、乗降性や居住性を何ら損なうことなくサイドドアの開閉を補助することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】
図1は、本発明の実施の形態であるドア開閉装置を適用した車両の左側面を概念的に示した図である。
【
図2】
図2は、
図1に示した車両のサイドドアと車両本体との接続部を概念的に示したもので、サイドドアが閉じた状態の拡大平面図である。
【
図3】
図3は、
図1に示した車両のサイドドアと車両本体との接続部を概念的に示したもので、サイドドアが開いた状態の拡大平面図である。
【
図4】
図4は、
図1に示したサイドドアと車両本体との間に適用するヒンジを側方から見た断面図である。
【
図5】
図5は、
図4に示したヒンジを示したもので、(a)はニードルベアリングがヒンジ軸の溝に収容された状態の拡大横断面図、(b)はニードルベアリングがヒンジの軸から逸脱した状態の拡大横断面図である。
【
図6】
図6は、
図1に示した車両に適用する駆動ユニットの外観を示す斜視図である。
【
図7】
図7は、
図6に示した駆動ユニットの減速機を露出させた状態の斜視図である。
【
図8】
図8は、
図6に示した駆動ユニットのクラッチ機構を分解した状態の斜視図である。
【
図9】
図9は、
図6に示した駆動ユニットに適用するクラッチ機構の要部を示す斜視図である。
【
図10】
図10は、
図6に示した駆動ユニットに適用するクラッチ機構の要部を示す斜視図である。
【
図11】
図11は、
図6に示した駆動ユニットに適用するクラッチ機構の動作を示すためのもので、カム部材が2つのクラッチプレートから離隔した状態の図である。
【
図12】
図12は、
図11に示した状態から駆動源である電動モータが駆動し、カム部材の制御部が一方のクラッチプレートに当接するとともに、ローラが従動軸の噛合面に当接した状態の図である。
【
図13】
図13は、
図12に示す状態からカム部材を超える速度で従動軸を手動操作した状態の図である。
【
図14】
図14は、
図13に示す状態からさらに従動軸が回転し、従動軸から電動モータ側へのトルクが遮断された状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係るドア開閉装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【0015】
図1は、本発明の実施の形態であるドア開閉装置を適用した車両を示したものである。ここで例示する車両は、車両本体Bの両側面にそれぞれ前サイドドアD及び後サイドドアDを備えた4ドアタイプの四輪自動車である。前サイドドアD及び後サイドドアDは、
図1〜
図3に示すように、アウタパネルOP及びインナパネルIPによって箱状に構成したドア本体DMと、ドア本体DMの上部に枠状に設けたサッシュDSとを備えて構成したものである。それぞれのサイドドアDは、ドア本体DMの前面(サイドドアの端面)DMFに設けた上方ヒンジ10及び下方ヒンジ10によって車両本体Bに連結してあり、上下方向に沿ったヒンジ軸11を中心に回転し、車両本体Bの乗降用開口BOを開閉することが可能である。
【0016】
上方ヒンジ10及び下方ヒンジ10としては、
図4及び
図5に示すように、外方ヒンジプレート12と内方ヒンジプレート13との間にチェック機構が内蔵されたものを適用している。すなわち、ヒンジ軸11は、相対回転が規制された状態で外方ヒンジプレート12に取り付けてある。ヒンジ軸11の周囲には、ニードルベアリング14及びコイルスプリング15が順次設けてある。ニードルベアリング14は、リテーナ16によって周方向に等間隔に配設してあり、それぞれヒンジ軸11の周面に設けた溝11aに収容してある。ニードルベアリング14のリテーナ16は、内方ヒンジプレート13に係合してある。例えば、サイドドアDが閉じている状態では、
図5の(a)に示すように、ニードルベアリング14は、ヒンジ軸11の溝11aに収容され、コイルスプリング15によってその状態が維持されている。この状態からサイドドアDを開くと、外方ヒンジプレート12に対して内方ヒンジプレート13が回転する結果、
図5の(b)に示すように、リテーナ16に保持されたニードルベアリング14がコイルスプリング15を拡開させながら溝11aから逸脱した状態となる。外方ヒンジプレート12に対する内方ヒンジプレート13の回転が進行すると、再び
図5の(a)に示すように、ニードルベアリング14がヒンジ軸11の溝11aに収容され、コイルスプリング15によってその状態が維持されるようになるため、内方ヒンジプレート13の回転がチェックされることになる。図中の符号17は、コイルスプリング15の外周を覆うカバーである。
【0017】
サイドドアDのサッシュDSには、
図1に示すように、ウインドウガラスGが配設してある。ウインドウガラスGは、ドア本体DMの内部に配設した図示せぬ昇降機構により昇降ガイドWGに沿って上下方向に移動可能に配設してあり、上方に移動した場合にサッシュDSの開口を閉じることが可能である。ウインドウガラスGが下方に移動した場合には、ウインドウガラスGがドア本体DMの内部に順次収容され、サッシュDSの開口を開放することができる。
【0018】
また、それぞれのサイドドアDには、ドア本体DMの内部に駆動ユニット20が設けてある。駆動ユニット20は、車両本体Bに対するサイドドアDの開閉を補助するためのもので、
図6〜
図8に示すように、駆動源となる電動モータ21、第一減速機22、回転センサ23、第二減速機24及びクラッチ機構25を備えて構成してある。
【0019】
第一減速機22は、
図7に示すように、電動モータ21の出力軸21aに固定したギヤ(図示せず)をサンギヤとして構成した遊星歯車機構である。この遊星歯車機構では、プラネタリキャリヤ22aのキャリヤ22bがギヤケース22cに固定されており、サンギヤの回転が減速されてリングギヤ22dから出力される。回転センサ23は、第一減速機22の出力であるリングギヤ22dの回転角度及び回転方向を磁気的に検出するものである。第二減速機24は、二組の遊星歯車機構を接続することによって構成したものである。二組の遊星歯車機構は、共通の固定リングギヤ24aを備えて構成したもので、第一減速機22のリングギヤ22dに連結した前段のサンギヤ24bの回転が減速されて後段のプラネタリキャリヤ24cに伝達され、さらにプラネタリキャリヤ24cに連結した第二減速出力軸24dから出力される。図には明示していないが、第一減速機22及び第二減速機24は、いずれもサンギヤの回転軸芯及び第二減速出力軸24dが電動モータ21の出力軸21aに対してその延長上となるように構成してある。
【0020】
クラッチ機構25は、
図8に示すように、第二減速出力軸24dと最終出力軸となる従動軸26との間に介在し、第二減速出力軸24dが回転した場合に従動軸26にトルクを伝達する一方、従動軸26が回転した場合に第二減速出力軸24dへのトルクを遮断するものである。本実施の形態では、プレート状のアッパケース251aと円筒状のロアケース251bとによって構成されるクラッチケース251と、クラッチケース251の内部に収容したクラッチドラム252、カム部材253及び従動軸26とを備えてクラッチ機構25が構成してある。
【0021】
クラッチドラム252は、円筒状を成す基部252aと、基部252aの一端に設けた外径の大きなフランジ252bとを有したもので、基部252aの軸芯を回転中心としてクラッチケース251の内部に回転可能に収容してある。図からも明らかなように、クラッチドラム252のフランジ252bとロアケース251bの底壁との間には、コイルスプリング254が配設してある。コイルスプリング254は、フランジ252bを介してクラッチドラム252をアッパケース251aに付勢することによりクラッチドラム252の軸芯方向に沿った移動を規制するものである。
【0022】
このクラッチドラム252には、
図9及び
図10に示すように、基部252aの周面2カ所に凹部252cが設けてある。凹部252cは、周方向に沿って互いに180°ずれた位置に開口を有するもので、それぞれの内部に2枚のクラッチプレート271,272及びローラ28を備えている。
【0023】
クラッチプレート271,272は、支持軸273を介して互いの基端縁部の間を回転可能に連結したものである。これら2枚のクラッチプレート271,272は、支持軸273が基部252aの軸芯に沿い、かつ個々の先端縁部が基部252aの外周に向けて漸次相互間隔が増大する状態で、支持軸273を介してクラッチドラム252の凹部252cに配設してある。これらのクラッチプレート271,272には、個々の先端縁部に当接片271a,272aが設けてあるとともに、互いの間にクラッチバネ274が設けてある。当接片271a,272aは、クラッチプレート271,272の先端縁部の一部から互いに離反する方向に向けて屈曲するように設けた円板状部分である。これらの当接片271a,272aは、クラッチプレート271,272が支持軸273を中心として相互に近接する方向に向けて回転した場合に基部252aの内周面に当接し、2枚のクラッチプレート271,272の最小夾角を規定するように機能する。クラッチバネ274は、クラッチプレート271,272を互いに閉じる方向に付勢し、個々の当接片271a,272aを基部252aの内周面に押圧するように設けたねじりバネである。このクラッチバネ274は、円筒状に巻回した部分にクラッチプレート271,272の支持軸273が貫通し、個々のバネ端部がクラッチプレート271,272において基部252aの内周側に臨む裏面に当接するように配設してある。
【0024】
ローラ28は、
図8及び
図10に示すように、全長にわたってほぼ一定の外径を有した円柱状を成すもので、クラッチプレート271,272において基部252aの外周側に臨む表面に当接するように配設してある。
図11に示すように、クラッチプレート271,272の当接片271a,272aがそれぞれ基部252aの内周面に当接した状態においては、ローラ28の一部が基部252aの外周面よりも外周側に突出するように、それぞれの寸法が設定してある。この状態からクラッチバネ274の付勢力に抗してローラ28の周面を基部252aの中心に向けて押圧すると、
図14中の実線で示すように、クラッチプレート271,272が支持軸273を中心として基部252aの内周側に回転することになり、基部252aの外周面からのローラ28の突出量を減少させることが可能である。
【0025】
カム部材253は、
図8に示すように、第二減速出力軸24dに連結されたもので、2つの制御部253aを有している。制御部253aは、第二減速出力軸24dに対して互いに180°ずれた位置から径方向に沿って突出したもので、クラッチドラム252のフランジ252bに設けた挿通孔(図示せず)を介して基部252aの内部に挿入し、クラッチプレート271,272の裏面に対向するように配設してある。
図11に示すように、カム部材253の制御部253aは、クラッチプレート271,272の当接片271a,272aが基部252aの内周面に当接された状態にある場合にすべてのクラッチプレート271,272の裏面から離隔した状態となることができるように寸法が設定してある。この状態からクラッチドラム252に対してカム部材253を一方に向けて回転させると、
図12に示すように、それぞれの制御部253aが個々の凹部252cに配設した一方のクラッチプレート272の裏面に当接する一方、個々の凹部252cに配設した他方のクラッチプレート271の裏面からは離隔された状態が維持される。同様に、クラッチドラム252に対してカム部材253を他方に向けて回転させると、それぞれの制御部253aが個々の凹部252cに配設した他方のクラッチプレート271の裏面に当接する一方、個々の凹部252cに配設した一方のクラッチプレート272の裏面から離隔された状態を維持する。
【0026】
従動軸26は、円筒状を成し、一端が閉塞端となる噛合筒部261と、噛合筒部261の閉塞端に設けた四角柱状を成す出力部262とを一体に成形したもので、噛合筒部261の内部にクラッチドラム252の基部252aを収容する一方、出力部262をロアケース251bの孔から外部に露出させた状態でクラッチケース251の内部に収容してある。噛合筒部261の内周面には、
図11に示すように、弧状面261aと噛合面261bとが周方向に沿って交互に設けてある。弧状面261aは、クラッチプレート271,272に当接するローラ28の最大突出量よりも大きな内径の円弧状を成す面である。これに対して噛合面261bは、弧状面261aの相互間を直線状に連続させる平坦面であり、噛合筒部261の軸芯からの距離がクラッチプレート271,272に当接するローラ28の最大突出量よりも小さい寸法となるように形成してある。但し、噛合面261bの突出寸法dは、クラッチプレート271,272が支持軸273を中心として基部252aの内周側に回転した場合のローラ28の内周側への移動可能距離よりも小さく設定してある。
【0027】
上記のように構成した駆動ユニット20では、例えば電動モータ21を正転駆動すると、出力軸21aの回転が第一減速機22及び第二減速機24を通じて減速されて第二減速出力軸24dが一方に向けて回転する。第二減速出力軸24dが一方に向けて回転すると、クラッチ機構25においては、
図12に示すように、カム部材253の制御部253aが個々の凹部252cに配設した一方のクラッチプレート272の裏面に当接し、一方のクラッチプレート272を介してクラッチドラム252が一方に向けて回転するとともに、それぞれのローラ28が一方に向けて回転する。ローラ28が一方に向けて回転すると、ローラ28の周面がその進行方向に位置する噛合筒部261の噛合面261bに当接した状態となる。
【0028】
ここで、ローラ28を回転させているクラッチプレート272は、その裏面にカム部材253の制御部253aが当接した状態にある。従って、クラッチドラム252の基部252aに対してクラッチプレート272が内周側に回転することはなく、ローラ28の周面が噛合筒部261の噛合面261bに当接した状態に維持される。この結果、第二減速出力軸24dが回転すると、カム部材253、クラッチプレート272、ローラ28及び噛合筒部261を介して従動軸26にトルクが伝達されることになる。
【0029】
一方、電動モータ21によって従動軸26が回転している場合に、クラッチドラム252を超える速度で従動軸26を同方向に回転させると、
図13に示すように、噛合筒部261の噛合面261bがローラ28の周面に当接し、ローラ28がクラッチドラム252に対して従動軸26とともに回転する。ここで、ローラ28の進行方向に位置するクラッチプレート271には、その裏面にカム部材253の制御部253aが当接していない。従って、ローラ28が当接した時点で、
図14に示すように、クラッチプレート271が当接片271aを基部252aの内周面から離隔するように内周側に回転し、ローラ28が基部252aの中心に向けて内周側に移動する。この結果、クラッチドラム252の外周面からのローラ28の突出量が減少するため、噛合筒部261の噛合面261bは、ローラ28を通過することになり、クラッチドラム252にトルクが伝達されることはない。なお、電動モータ21を逆転駆動した場合にも、上記と同様、第二減速出力軸24dの回転によって従動軸26にトルクが伝達される。この状態からクラッチドラム252を超える速度で従動軸26を回転させても従動軸26からクラッチドラム252にトルクが伝達されないのも上記と同様である。
【0030】
上述の車両に対しては、
図1に示すように、クラッチ機構25が下方となり、電動モータ21の出力軸21aがヒンジ軸11の延在方向に沿った状態でそれぞれのサイドドアDの内部に駆動ユニット20が取り付けてある。駆動ユニット20を取り付ける位置は、ドア本体DMの内部においてヒンジ10が取り付けられた前面DMFと昇降ガイドWGとの間の空間Aである。駆動ユニット20の従動軸26は、
図2に示すように、出力部262に固定した出力アーム30及び開閉リンクアーム(リンク)31を介して車両本体BのピラーPに連結してある。開閉リンクアーム31は、上方ヒンジ10と下方ヒンジ10との間となる部位において車両本体Bと連結してある。
【0031】
上述したように、駆動ユニット20の電動モータ21を駆動すると、従動軸26にトルクが伝達されることになる。従って、例えば、ストライカとラッチとの噛合が解除された状態で駆動ユニット20を動作させれば、
図3に示すように、途中まで開けたサイドドアDの開放が補助されることになり、小さい操作力でサイドドアDを開くことが可能となる。また、サイドドアDが開いた状態で先とは逆方向に駆動ユニット20を動作させれば、
図2に示すように、手を触れることなくサイドドアDを閉じることが可能となる。
【0032】
これらの動作の間、上記駆動ユニット20によれば、電動モータ21によるサイドドアDの開閉速度を超える速度でサイドドアDが同方向に手動操作された場合には、上述したように、従動軸26から電動モータ21側へのトルク伝達が遮断されるため、駆動ユニット20が負荷となることが無く、サイドドアDの開閉操作が重く感じされる事態を招来することがない。しかも、開閉リンクアーム31を、上方ヒンジ10と下方ヒンジ10との間となる部位において車両本体Bと連結しているため、開閉リンクアーム31が作動時にねじれるような事態が招来されるおそれもない。さらに、サイドドアDに収容した駆動ユニット20は、サイドドアDの前面DMFから開閉リンクアーム31が外部に露出するだけであり、車両の居住スペースに何ら影響を与えることが無く、乗降性や居住性を損なうことも無い。
【0033】
上述したように、この駆動ユニット20によれば、クラッチバネ274の付勢力によりクラッチプレート271,272を介してローラ28を噛合筒部261の弧状面261aに当接させ、第二減速出力軸24dが回転した場合にカム部材253の制御部253aをいずれかのクラッチプレート271,272に当接させ、ローラ28を噛合筒部261の噛合面261ab当接させることで第二減速出力軸24dから従動軸26にトルクを伝達する。一方、第二減速出力軸24dの回転に対して従動軸26がこれを超える速度で回転した場合には、噛合筒部261の噛合面261bがローラ28に当接することでクラッチバネ274の付勢力に抗してクラッチプレート271,272が移動し、ローラ28が内周側に移動するため、従動軸26から第二減速出力軸24dへのトルクが遮断されるものである。従って、従来のように移動経路を案内するための構成を要しないため、容易に製造することができ、生産性を損なうことなく操作性の向上を図ることが可能となる。
【0034】
また、上述した駆動ユニット20を適用する車両にあっては、サイドドアDを組立製造する工程において予めドア本体DMの内部に駆動ユニット20を収納しておくことができる。従って、メインの車両組立製造ラインにおいては、車両本体BにサイドドアDを取り付けた後、車両本体B側との配線接続を行う程度の作業が必要となるだけとなり、生産効率を向上させることが可能になる。
【0035】
サイドドアDが閉じた後、もしくはサイドドアDが開いた後においては、電動モータ21をあらかじめ設定した時間だけ逆方向に回転させ、カム部材253の制御部253aがいずれのクラッチプレート271,272にも当接していない
図11に示す状態に復帰させるように制御してある。例えば、
図12に示す状態でクラッチ機構25が停止した状態にあると、噛合筒部261が反時計回りに回転する方向にサイドドアを手動操作した場合、クラッチプレート272にカム部材253の制御部253aが当接しているため、ローラ28が内周側に移動することができない。この結果、従動軸26から電動モータ21側へのトルク伝達が遮断されなくなり、手動操作を行う場合に電動モータ21が負荷となるおそれがある。従って、駆動ユニット20では、電動モータ21を逆方向に回転させて
図11に示す状態でクラッチ機構25を停止させるようにしている。
【0036】
なお、上述した実施の形態では、4枚のサイドドアDを備えた車両を例示しているが、サイドドアDの数は4枚である必要はない。また、ヒンジ10の位置はサイドドアDの前面DMFである必要はなく、サイドドアの後面と車両本体との間に設けるようにしても良い。なお、ヒンジ10の数も2つに限らない。
【0037】
また、上述した実施の形態では、チェック機構を内蔵したヒンジ10を適用しているが、ヒンジ10がチェック機構を有している必要はない。例えば、サイドドアと車両本体との間にチェックリンクを設けても良いし、開閉リンクアーム31をチェックリンクとして機能させるように構成しても構わない。また、駆動ユニット20のメカフリクションをチェック機構として利用することも可能である。
【0038】
さらに、上述した実施の形態では、クラッチ機構25を備えた駆動ユニット20を適用しているため、手動操作を行う際の操作性を損なうおそれがないが、必ずしも駆動ユニットがクラッチ機構を備えている必要はない。
【0039】
またさらに、上述した実施の形態では、2枚のクラッチプレート271,272及びローラ28を2組備えた駆動ユニット20を例示しているが、2枚のクラッチプレート271,272及びローラ28の組み合わせは3以上あっても良い。