(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
従来から、車両ドア開閉用アクチュエータとして、車体側の開口部の周囲と、この開口部に開閉可能に設けられたテールゲート(バックドア)との間に、このテールゲートを開閉動作させるアクチュエータ(支持部材)を設ける構成が知られている。アクチュエータは、筒状の第1ハウジングと、第1ハウジングよりも大径に形成され第1ハウジングの一端側から挿入される第2ハウジングと、第1ハウジング内に設けられたモータ部(モータ)と、モータ部に減速機を介して連結され、モータ部と同軸上に配置されたネジスピンドルと、第2ハウジングに固定され、ネジスピンドルに螺合されたスピンドルナットと、第2ハウジング内に収容されて第1ハウジングと第2ハウジングとを伸長方向に付勢する圧縮コイルバネと、を備えている。
【0003】
また、アクチュエータの軸方向両端、つまり、第1ハウジングの他端、および第2ハウジングの一端には、それぞれソケットが設けられている。第1ハウジングのソケットは、車両のボディに設けられたボールスタッドに回動自在に連結されている。一方、第2ハウジングのソケットは、テールゲートに設けられたボールスタッドに回動自在に連結されている。これらソケットは、アクチュエータの中心軸線上に配置されている場合が多い。
【0004】
このような構成のもと、アクチュエータは、モータ部を回転駆動させると、モータ部の出力軸の回転が減速機を介してネジスピンドルに伝達され、ネジスピンドルが回転する。ネジスピンドルの回転により、このネジスピンドルに螺合したスピンドルナットがネジスピンドルの軸方向に移動する。これにより、第1ハウジングに対して第2ハウジングが出没してアクチュエータが伸縮し、テールゲートの開閉動作が行われる。この際、ボールスタッドに各ソケットが回動自在に連結されているので、アクチュエータとボディおよびテールゲートとの間に無理な応力がかからず、テールゲートの開閉動作がスムーズに行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述の従来技術のように、単にボールスタッドにソケットを連結しただけではソケットの回動範囲が広すぎてしまう。このため、アクチュエータを駆動した際、このアクチュエータの中心軸回りにアクチュエータが振れてしまう場合がある。この振れが、アクチュエータ駆動時の騒音となる可能性があった。
とりわけ、アクチュエータの重心が2つのソケット(2つのボールスタッド)を結ぶ直線からずれた位置にあると、アクチュエータの振れが大きくなり易く、アクチュエータ駆動時の騒音が大きくなり易い。
【0007】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、スムーズな動作を維持しつつ駆動時の振れを抑制し、駆動時の騒音を低減できるアクチュエータおよび車両ドア開閉用アクチュエータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するために、本発明に係るアクチュエータは、アクチュエータ本体と、
該アクチュエータ本体に設けられ、被作動体に取り付けられる作動軸と、前記アクチュエータ本体に設けられ、被固定体の固定面に前記アクチュエータ本体を固定するための取付部と、
前記固定面および前記取付部の何れか一方側に配置される支持部と、前記固定面および前記取付部の何れか他方側に配置されるガイド面と、を有し、前記固定面と前記取付部との間に設けられるガイド部と、を備え、前記取付部は、前記ガイド部を介して前記固定面に固定され、前記ガイド部は、前記固定面の法線
に交差する任意の直線のうちの1つの直線に対し、該直線回りの前記取付部の回転を規制
し、前記ガイド面は、前記法線を中心とする円弧状の凸面となっていることを特徴とする。
【0009】
このように構成することで、ガイド部によって、任意の直線回りの取付部の回転を規制できる。つまり、所望の方向への取付部の回動を許容しつつ、任意の一方向への取付部の回動を規制できる。このため、アクチュエータのスムーズな動作を維持しつつ、このアクチュエータの駆動時の振れ、および騒音を抑制できる。
また、ガイド部の構成を簡素化しつつ、固定面の法線に交差する任意の直線のうちの1つの直線に対し、直線回りの取付部の回転を確実に規制できる。
【0010】
本発明に係るアクチュエータは、前記作動軸と前記取付部とが同一直線上に配置されると共に、前記アクチュエータ本体を挟んで両側に前記作動軸の先端と前記取付部とが配置され、前記作動軸と前記取付部とが配置される直線上からずれた位置に、前記アクチュエータ本体の重心が位置していることを特徴とする。
【0011】
このように、アクチュエータ本体の重心が作動軸と取付部とが配置される直線上からずれた位置にある場合であっても、アクチュエータの駆動時の振れ、および騒音を効果的に抑制できる。
【0014】
本発明に係るアクチュエータは、前記取付部に前記支持部を固定し、前記固定面に平坦な規制板を設け、該規制板に前記ガイド面が当接されていることを特徴とする。
【0015】
このように構成することで、例えば、固定面が変形し易かったり、固定面が平坦でなく凹凸があったりするような場合であっても、ガイド部によって、固定面の法線方向に交差する任意の直線のうちの1つの直線に対し、直線回りの取付部の回転を確実に規制できる。
【0016】
本発明に係るアクチュエータは、前記規制板は、円板状に形成されており、前記規制板の前記固定面側に、該固定面に前記規制板を固定するための固定部が設けられており、前記規制板の外周面に、工具と係合可能な工具掛かり部が形成されていることを特徴とする。
【0017】
このように構成することで、固定面に規制板を容易に固定することができる。このため、アクチュエータの取り付け作業を容易化できる。
【0018】
本発明に係るアクチュエータは、前記取付部に前記ガイド部が一体成形されていることを特徴とする。
【0019】
このように構成することで、アクチュエータの部品点数を減少でき、アクチュエータの製造コストを低減できると共に、アクチュエータの組立工数を簡素化できる。
【0020】
本発明に係るアクチュエータは、前記作動軸は、前記法線方向に直交する方向に沿って伸縮自在に設けられていることを特徴とする。
【0021】
このように、作動軸が法線方向に直交する方向に沿って伸縮するアクチュエータにおいて、駆動時の振れ、および騒音を効果的に抑制できる。
【0022】
本発明に係る車両ドア開閉用アクチュエータは、上記に記載のアクチュエータを備え、前記被固定体は車体であり、ドアに前記作動軸の先端を取り付け、前記ドアを開閉動作させることを特徴とする。
【0023】
このように構成することで、スムーズな動作を維持しつつ駆動時の振れを抑制し、駆動時の騒音を低減可能な車両ドア開閉用アクチュエータを提供できる。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、ガイド部によって、任意の直線回りの取付部の回転を規制できる。つまり、所望の方向への取付部の回動を許容しつつ、任意の一方向への取付部の回動を規制できる。このため、アクチュエータのスムーズな動作を維持しつつ、このアクチュエータの駆動時の振れ、および騒音を抑制できる。
また、ガイド部の構成を簡素化しつつ、固定面の法線に交差する任意の直線のうちの1つの直線に対し、直線回りの取付部の回転を確実に規制できる。
【発明を実施するための形態】
【0026】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0027】
(車両ドア開閉用アクチュエータ)
図1は、本発明の実施形態における車両ドア開閉用アクチュエータ100(以下、単にアクチュエータ100という)を備えた自動車の車体1の縦断面図である。なお、以下の説明では、車体1の進行方向前後を単に前後方向と称し、進行方向前側を単に前側と称し、進行方向後側を単に後側と称し、重力方向上側を単に上側と称し、重力方向下側を単に下側と称し、車体1の車幅方向を左右方向と称して説明する。また、
図1においては、左方向が前方向、右方向が後方向になる。
【0028】
同図に示すように、アクチュエータ100は、テールゲート2を開閉するためのものであり、車体1の天井を構成するルーフアウタパネル4aとルーフインナパネル4bとの間に設けられている。テールゲート2は、車体1の後部に形成された開口部3に対し、開口部3の上部3aにヒンジ機構40を介して開閉可能に設けられている。
【0029】
図2は、アクチュエータ100の概略構成図である。
図1、
図2に示すように、アクチュエータ100は、アクチュエータ本体5と、アクチュエータ本体5の後部に設けられ、前後方向に沿って伸縮可能に設けられた作動軸6と、アクチュエータ本体5の前部に設けられ、車体1にアクチュエータ本体5を固定するための連結ユニット7と、を備えている。
【0030】
アクチュエータ本体5は、不図示のモータ、モータの駆動力を受けて回転するネジスピンドル、およびネジスピンドルに螺合されたスピンドルナット等により構成されている。そして、ネジスピンドルの回転に伴って、このネジスピンドルの軸方向に沿ってスピンドルナットが移動するように構成されている。このスピンドルナットに、作動軸6が連結されている。これにより、アクチュエータ本体5から後方に向かって作動軸6が伸長したり縮退したりする。
【0031】
作動軸6の先端には、ドア側ソケット8が一体成形されている。ドア側ソケット8は、作動軸6からこの作動軸6と同軸上に後方に向かって突出する軸部9と、軸部9の先端に一体成形されているソケット部10と、により構成されている。ソケット部10には、不図示の嵌合凹部が形成されている。この嵌合凹部に、テールゲート2に設けられたボールスタッド20が回動自在に連結されている。
【0032】
(連結ユニット)
図3は、連結ユニット7を上側からみた平面図である。
図1、
図3に示すように、連結ユニット7は、ルーフアウタパネル4aに設けられたブラケット17に取り付けられている。ブラケット17は断面略L字状に形成されており、ルーフアウタパネル4aの面方向と直交する方向の面が、連結ユニット7が取り付けられる取付面17aとされている。
【0033】
連結ユニット7は、アクチュエータ本体5の前部から前方に向かって突設された車体側ソケット11と、車体側ソケット11の一側(後述する一側面15a)に設けられたガイド部12と、これら車体側ソケット11とガイド部12とを一体化させた上で車体側ソケット11と回動自在に連結されたボールスタッド13と、を備えている。
【0034】
車体側ソケット11は、アクチュエータ本体5から前方に向かって突出する軸部14と、軸部14の先端に一体成形されているソケット部15と、により構成されている。ソケット部15は略球形状に形成されており、一部に切除したように平坦に形成された一側面15aを有している。また、車体側ソケット11は、一側面15aの面方向が軸部14と略平行になるように形成されている。さらに、車体側ソケット11は、ブラケット17の取付面17a側に一側面15aが向くように配置されている。
【0035】
車体側ソケット11の一側面15aには、ボールスタッド13の後述する球頭部22が嵌合可能な嵌合凹部16が形成されている。
ここで、
図2に詳示するように、車体側ソケット11の軸部14、ドア側ソケット8の軸部9、および作動軸6は、それぞれ同一軸線L1(前後方向に沿う直線)上に配置されている。また、アクチュエータ本体5の重心Gは、軸線L1からずれた箇所に位置している。
【0036】
図3に戻り、ボールスタッド13は、剛性の高い金属により形成されている。ボールスタッド13は、ブラケット17の取付面17aに配置される略円板状の規制板19と、規制板19からブラケット17の取付面17a側に突設された雄ネジ部18と、規制板19から雄ネジ部18とは反対側に突設された軸部21と、軸部21の先端に一体成形された球頭部22と、により構成されている。
【0037】
これら規制板19、雄ネジ部18、軸部21、および球頭部22は、それぞれ同一軸線L2上に配置されている。軸線L2は、ブラケット17の取付面17aに直交しているので、車幅方向に延びている。つまり、軸線L2は、車体側ソケット11の軸部14、ドア側ソケット8の軸部9、および作動軸6が並ぶ軸線L1に対して略直交している。
【0038】
雄ネジ部18は、ブラケット17に締結固定可能に形成されている。
規制板19は、規制板本体23と、規制板本体23よりも拡径形成されたベースフランジ部24とが一体成形されたものである。そして、ベースフランジ部24がブラケット17の取付面17aに当接されている。
【0039】
また、規制板本体23の外周面23aは、多角形状(本実施形態では六角形状)に形成されている。これにより、外周面23aに、例えば、六角スパナ等の工具が係合可能である。つまり、外周面23aは、工具と係合可能な工具掛かり部25として機能している。この工具掛かり部25に工具を係合させて、ブラケット17にボールスタッド13の雄ネジ部18を締結固定する。
また、規制板本体23の軸部21が突設されている側の面は、平坦な規制面19aとされている。この規制面19aは、ガイド部12と協働して車体側ソケット11の軸線L1回りの回動を規制する(詳細は後述する)。
【0040】
軸部21は、規制板本体23の規制面19aからガイド部12を介して車体側ソケット11の嵌合凹部16に至る間に形成されている。そして、車体側ソケット11の嵌合凹部16に、球頭部22が回動自在に嵌合されている。
【0041】
(ガイド部)
図4は、ガイド部12の斜視図である。
図3、
図4に示すように、ガイド部12は、車体側ソケット11のソケット部15に形成された一側面15aと、規制板19の規制面19aとの間に配置されている。ガイド部12は、車体側ソケット11側に配置された略円柱状の支持部32と、規制板19側に配置されたガイド本体33とが一体成形されたものである。ガイド部12は、支持部32の中心軸がボールスタッド13の軸部21(軸線L2)と同軸上となるように配置されている。そして、ガイド部12の径方向略中央には、軸部21および球頭部22を挿通可能な貫通孔31が形成されている。軸部21の軸径は、球頭部22の直径よりも小さく設定されているの、貫通孔31に軸部21が挿通された状態では、十分な隙間が確保される。
【0042】
支持部32の底面、つまり、ガイド部12において、ソケット部15の一側面15a側の面は、この一側面15aに当接するソケット当接面12aとされている。ソケット当接面12aは、平坦に形成されている。ソケット当接面12aは、ソケット部15の一側面15aに重ね合わさるように当接している。なお、ソケット部15の一側面15aに、ガイド部12の支持部32を固定してもよい。
【0043】
一方、ガイド本体33の表面、つまり、ガイド部12において、規制板19の規制面19a側の面は、この規制面19aと当接する規制板当接面12bとされている。規制板当接面12bは、円弧状に形成されている。
より具体的には、規制板当接面12bは、軸線L2上を中心とした円弧状に形成され、前後方向(軸線L1方向)中央が最も規制板19側に向かって突出する凸面とされている。一方、規制板当接面12bの任意の上下方向(L1軸線(前後方向)とL2軸線(車幅方向)とに沿う平面(以下、L1−L2平面という)の法線方向)は、何れの箇所も平坦に形成されている。換言すれば、規制板当接面12bは、略蒲鉾状に形成されている。このような規制板当接面12bは、規制板19の規制面19aに当接している。
【0044】
(ガイド部の作用)
次に、
図3、
図5、
図6に基づいて、ガイド部12の作用について説明する。
図5は、
図3のA矢視図である。
図6は、
図3のB矢視図である。
図3、
図5、
図6に示すように、アクチュエータ本体5に設けられた連結ユニット7は、ルーフアウタパネル4aに設けられたブラケット17に締結固定されている規制板19と車体側ソケット11との間にガイド部12が設けられているので、車体側ソケット11の可動域が規制される。
【0045】
つまり、上述したように、ボールスタッド13の球頭部22に嵌合されている車体側ソケット11のソケット部15は、球頭部22を中心に回動自在である。ここで、ソケット部15の一側面15a、およびガイド部12のソケット当接面12aは、互いに重ね合わさっている。このため、ソケット部15が回動しようとすると、車体側ソケット11の動作に追随してガイド部12が回動しようとする。
【0046】
この際、ガイド部12の規制板当接面12bは、前後方向(軸線L1方向)中央が最も規制板19側に向かって突出する円弧状の凸面とされているので、L1−L2平面の面方向においては、規制板19の規制面19a上を規制板当接面12bが転がるように、ガイド部12が回動する(
図3における矢印Y1参照)。つまり、アクチュエータ100は、ボールスタッド13の球頭部22を中心にして車幅方向に回動自在となる。
【0047】
また、この際、ガイド部12には貫通孔31が形成されており、この貫通孔31に軸部21が挿通された状態では、十分な隙間が確保されているので、ボールスタッド13の軸部21によって、ガイド部12の回動が阻害されることがない。
さらに、軸線L2(軸部21)回りに、車体側ソケット11が回動する(
図5における矢印Y2)。つまり、アクチュエータ100は、ボールスタッド13の球頭部22を中心にして上下方向に回動自在となる。
【0048】
これに対し、
図6に示すように、軸線L1回りの車体側ソケット11の回動については、この方向の規制板当接面12bが平坦なので(円弧状に形成されていないので)、規制される。換言すれば、ガイド部12によって、ブラケット17の取付面17aの法線方向(軸線L2)に対して直交する軸線L1回りの車体側ソケット11の回動が規制される。
【0049】
このような構成のもと、
図1に示すように、テールゲート2が閉じている状態では、アクチュエータ100の作動軸6が縮退している。この状態から、作動軸6を伸長させると、テールゲート2が後方に押圧され、不図示のヒンジ機構を介してテールゲート2が開放される。
この際、テールゲート2と、アクチュエータ100の作動軸6の先端に設けられているドア側ソケット8との連結位置が上下方向、および車幅方向に多少ずれる。つまり、車体側ソケット11の軸部14、ドア側ソケット8の軸部9、および作動軸6が並ぶ軸線L1の傾きが変化する。
【0050】
ここで、作動軸6とテールゲート2のヒンジ機構40は、ドア側ソケット8およびボールスタッド20を介して連結されているので、軸線L1の傾きの変化に作動軸6をスムーズに追随させることができる。一方、アクチュエータ100の前方に配置された連結ユニット7は、ガイド部12によって、ブラケット17に締結固定されているボールスタッド13を中心とした車体側ソケット11の車幅方向、および上下方向の回動が許容されている。このため、テールゲート2をスムーズに開閉させることができる。
これに対し、軸線L1回りの回動は、ガイド部12によって規制されている。このため、アクチュエータ100が不所望な方向に振れてガタツクことが抑制される。
【0051】
したがって、上述の実施形態によれば、車体側ソケット11のソケット部15に形成された一側面15aと、ルーフアウタパネル4aに設けられたブラケット17に締結固定される規制板19の規制面19aと、の間にガイド部12を設けることにより、アクチュエータ100によるテールゲート2の開閉動作をスムーズに行うことができる。これに加え、アクチュエータ100の駆動時の振れ、および騒音を抑制できる。
【0052】
とりわけ、車体側ソケット11の軸部14、ドア側ソケット8の軸部9、および作動軸6が同一軸線L1上に配置され、且つアクチュエータ本体5の重心Gが軸線L1からずれた箇所に位置しているようなアクチュエータ100においては、軸線L1回りにアクチュエータ本体5(車体側ソケット11)が振れ易い。しかしながら、ガイド部12を用いることにより、アクチュエータ100の駆動時の振れ、および騒音を効果的に抑制できる。
【0053】
また、ガイド部12は、軸線L2上を中心とした円弧状に形成され、前後方向(軸線L1方向)中央が最も規制板19側に向かって突出する凸面である規制板当接面12bを有している。そして、この規制板当接面12bを規制板19の規制面19aに当接させることにより、L1−L2平面に沿う方向(車幅方向)の車体側ソケット11(アクチュエータ本体5)の回動を許容すると共に、L1−L2平面に直交する方向(上下方向)の車体側ソケット11の回動を許容している。一方、軸線L1回りの車体側ソケット11の回動を規制している。このように、ガイド部12の構成を簡素化しつつ、車体側ソケット11(アクチュエータ本体5)の任意の方向の回動を規制できる。
【0054】
また、ブラケット17の取付面17aに平坦な規制面19aを有する規制板19を設け、この規制板19(規制面19a)にガイド部12の規制板当接面12bを当接させている。このため、例えば、取付面17aが変形し易かったり、取付面17aが平坦でなく凹凸があったりするような場合であっても、ガイド部12によって、軸線L1回りの車体側ソケット11(アクチュエータ本体5)の回動を確実に規制できる。
【0055】
さらにボールスタッド13を構成する規制板19は略円板状に形成されており、規制板19の規制板本体23の外周面23aを、多角形状に形成している。そして、この多角形状の外周面23aを、工具と係合可能な工具掛かり部25として機能させている。このため、ブラケット17に、規制板19を利用してボールスタッド13を容易に締結固定できる。よって、ブラケット17に対するボールスタッド13(アクチュエータ100)の取り付け作業を容易化できる。
【0056】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、アクチュエータ100は、車体1のテールゲート2を開閉するための車両ドア開閉用アクチュエータである場合について説明した。また、アクチュエータ100は、ルーフアウタパネル4aとルーフインナパネル4bとの間に設けられている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな装置にアクチュエータ100を用いることが可能である。また、アクチュエータ100を車両ドア開閉用アクチュエータとして用いる場合であっても、車体1のさまざまな箇所に、アクチュエータ100を設けることが可能である。
【0057】
さらに、上述の実施形態では、アクチュエータ本体5の重心Gが、軸線L1からずれた箇所に位置しているアクチュエータ100に、ガイド部12を有する連結ユニット7を設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、アクチュエータ本体5の重心Gが、軸線L1上に位置しているアクチュエータにも、連結ユニット7の構成を採用することが可能である。
【0058】
また、上述の実施形態では、アクチュエータ100は、アクチュエータ本体5に対して伸縮可能に作動軸6が設けられている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、アクチュエータ本体5に対して軸線L1回りに作動軸6が回転するように構成されていてもよい。このようなアクチュエータ100は、主として車両ドア開閉用アクチュエータとして使用されるのではなく、さまざまな装置に用いることが可能である。
【0059】
さらに、上述の実施形態では、車体側ソケット11のソケット部15に形成された一側面15aと、規制板19の規制面19aとの間にガイド部12を設け、ソケット部15の一側面15aとガイド部12のソケット当接面12aとを重ね合わせることにより、結果的に車体側ソケット11とガイド部12とが一体となって回動する場合について説明した。または、ソケット部15の一側面15aに、ガイド部12の支持部32を固定した場合について説明した。
しかしながら、これに限られるものではなく、予め車体側ソケット11とガイド部12とを一体化させてもよい。例えば、ガイド部12を樹脂製とし、車体側ソケット11にガイド部12をアウトサート成形してもよい。このように構成することで、アクチュエータ100の部品点数を減少でき、アクチュエータ100の製造コストを低減できると共に、アクチュエータ100の組立工数を簡素化できる。
【0060】
また、上述の実施形態では、アクチュエータ100は、車体側ソケット11の軸部14、ドア側ソケット8の軸部9、および作動軸6が、それぞれ同一軸線L1に設けられ、この軸線L1に直交する軸線L2上に、ボールスタッド13の規制板19、雄ネジ部18、軸部21、および球頭部22が設けられている場合について説明した。そして、ガイド部12は、ブラケット17の取付面17aの法線方向(軸線L2)に対して直交する軸線L1回りの車体側ソケット11の回動を規制する場合について説明した。
しかしながら、これに限られるものではなく、軸線L1および軸線L2は、互いに交差していればよい。そして、ガイド部12は、ブラケット17の取付面17aの法線方向(軸線L2)に対して交差する任意の直線のうちの1つの直線に対し、この直線回りの車体側ソケット11の回動を規制するものであればよい。
【0061】
さらに、上述の実施形態では、ルーフアウタパネル4aに設けられているブラケット17に、連結ユニット7が取り付けられている場合について説明した。また、ブラケット17は、断面略L字状に形成されている場合について説明した。
しかしながら、これに限られるものではなく、ブラケット17の形状は、任意の形状とすることができる。また、ブラケット17を用いずに、直接ルーフアウタパネル4a(車体1)に連結ユニット7を取り付けてもよい。このような場合であっても、剛性の高い規制板19にガイド部12を当接させるので、ガイド部12によって軸線L1回りの車体側ソケット11の回動を規制できる。
【0062】
また、ルーフアウタパネル4a等のアクチュエータ100を固定する被固定体の剛性が高い場合、ボールスタッド13に規制板19を設けなくてもよい。そして、被固定体の固定面に、ガイド部12の規制板当接面12bを直接当接させるように構成してもよい。このように構成することで、ボールスタッド13の構成を簡素化でき、アクチュエータ100の製品コストをさらに低減することが可能になる。