(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
図1から
図3は、本発明の実施形態を説明するための、開閉装置の一例を示す。
【0013】
図1に示す車両は、車両幅方向に開閉される車両ドア1を備える。車両ドア1は、ドア前端側に設けられている開閉装置2によって開閉可能に車両ボディ3に連結されている。また、車両ドア1は、ラッチ装置4と、クローザ装置5とを有する。ラッチ装置4及びクローザ装置5は、ドア後端側に設けられている。
【0014】
ラッチ装置4は、車両ボディ3のストライカ(不図示)と係合して車両ドア1を閉状態(全閉状態及び半閉状態)に保持可能に構成されている。クローザ装置5は、ラッチ装置4を駆動し、ラッチ装置4によって半閉状態に保持されている車両ドア1を全閉させる。ラッチ装置4及びクローザ装置5は、公知のものが用いられる。
【0015】
図2に示すように、開閉装置2は、車両上下方向に間隔をあけて配置されている上アーム10及び下アーム20と、連結部材30と、車両ボディ3に取り付けられているボディ側上ヒンジ40及びボディ側下ヒンジ50と、車両ドア1に取り付けられているドア側上ヒンジ60及びドア側下ヒンジ70と、補強部材80と、電動駆動部90とを備える。
【0016】
上アーム10及び下アーム20は、車両ドア1と車両ボディ3との間に架け渡される。車両ボディ3側に配置される上アーム10の第1端部11と、同じく車両ボディ3側に配置される下アーム20の第1端部21とは、連結部材30によって連結されており、連結部材30が、ボディ側上ヒンジ40及びボディ側下ヒンジ50によって支持されている。ボディ側上ヒンジ40及びボディ側下ヒンジ50は、車両ボディ3に取り付けられており、全閉状態にある車両ドア1のドア前端部と重なるドア枠前端部で車両上下方向に間隔をあけて配置されている。
【0017】
図3は、ボディ側上ヒンジ40を拡大して示しており、ボディ側上ヒンジ40は、ヒンジフィメール部41と、ヒンジメール部42とを有する。
【0018】
ヒンジフィメール部41は、ベース部43と、一対の軸保持部44と、ヒンジ軸45とを含む。ベース部43は、ボルト等によって車両ボディ3のドア枠6に着脱可能に固定される。一対の軸保持部44は、ベース部43と一体に設けられており、互いに間隔をあけて対向して配置されている。ヒンジ軸45は一対の軸保持部44に架け渡されており、一対の軸保持部44によって保持されている。
【0019】
ヒンジメール部42は、一対の軸受部46と、一対のフランジ部47とを含む。一対の軸受部46は一対の軸保持部44の間に挟まれており、互いに間隔をあけて対向して配置され且つ連結部48によって連結されている。一対の軸受部46には貫通孔49が形成されており、貫通孔49にはヒンジ軸45が挿通されている。一対の軸受部46はヒンジ軸45を中心に回動可能である。一対のフランジ部47は、一対の軸受部46から一対の軸保持部44の外側に延びており、連結部材30に固定されている。
【0020】
図2を参照して、ボディ側下ヒンジ50は、ボディ側上ヒンジ40と同様に構成され、ヒンジフィメール部51と、ヒンジメール部52とを有する。ヒンジフィメール部51は、ベース部と、一対の軸保持部と、ヒンジ軸55とを含み、ヒンジメール部52は、一対の軸受部と、一対のフランジ部とを含む。
【0021】
ボディ側上ヒンジ40及びボディ側下ヒンジ50が車両ボディ3のドア枠6に取り付けられた状態で、ボディ側上ヒンジ40のヒンジ軸45とボディ側下ヒンジ50のヒンジ軸55とは車両上下方向に延びる同一直線上に配置され、第1回動軸X1を形成する。連結部材30を介してボディ側上ヒンジ40及びボディ側下ヒンジ50に支持されている上アーム10及び下アーム20は、この第1回動軸X1まわりに車両ボディ3に対して回動可能である。
【0022】
なお、ヒンジフィメール部41,51がボルト等によって車両ボディ3に着脱可能に固定されている本例では、ヒンジフィメール部41,51が車両ボディ3に対して着脱されることによって車両ドア1が着脱されるが、特許第4838218号公報に記載されたドアのヒンジ取付構造のように、ヒンジメール部42,52が連結部材30に対して着脱されることによって車両ドア1が着脱されてもよい。また、本出願人による国際出願であるPCT/JP2018/010319号に記載された自動車用ドアヒンジの製造方法のように、ヒンジメール部42,52がヒンジフィメール部41,51に対して着脱されることによって車両ドア1が着脱されてもよい。
【0023】
車両ドア1側に配置される上アーム10の第2端部12は、ドア側上ヒンジ60によって支持されており、車両ドア1側に配置される下アーム20の第2端部22は、ドア側下ヒンジ70によって支持されている。ドア側上ヒンジ60及びドア側下ヒンジ70は、車両ドア1に取り付けられており、車両ドア1の前後方向における中央部で車両上下方向に間隔をあけて配置されている。
【0024】
ドア側上ヒンジ60は、ヒンジフィメール部61と、ヒンジメール部62とを有する。ヒンジフィメール部61は、ベース部63と、一対の軸保持部64と、ヒンジ軸65とを含む。ベース部63は、ボルト等によって車両ドア1のインナーパネル7に着脱可能に固定される。一対の軸保持部64は、ベース部63と一体に設けられており、互いに間隔をあけて対向して配置されている。ヒンジ軸65は一対の軸保持部64に架け渡されており、一対の軸保持部64によって保持されている。
【0025】
ヒンジメール部62は、上アーム10の第2端部12によって構成されている。第2端部12には貫通孔が形成されており、貫通孔にはヒンジ軸65が挿通されている。上アーム10の第2端部12はヒンジ軸65を中心に回動可能である。
【0026】
ドア側下ヒンジ70は、ドア側上ヒンジ60と同様に構成され、ヒンジフィメール部71と、ヒンジメール部72とを有する。ヒンジフィメール部71は、ベース部73と、一対の軸保持部74と、ヒンジ軸75とを含み、ヒンジメール部72は下アーム20の第2端部22によって構成されている。
【0027】
ドア側上ヒンジ60及びドア側下ヒンジ70が車両ドア1のインナーパネル7に取り付けられた状態で、ドア側上ヒンジ60のヒンジ軸65とドア側下ヒンジ70のヒンジ軸75とは車両上下方向に延びる同一直線上に配置され、第2回動軸X2を形成する。ドア側上ヒンジ60及びドア側下ヒンジ70に支持されている上アーム10及び下アーム20は、この第2回動軸X2まわりに車両ドア1に対して回動可能である。
【0028】
補強部材80は、車両ドア1のインナーパネル7におけるドア側上ヒンジ60の取り付け箇所及びドア側下ヒンジ70の取り付け箇所に固定されており、インナーパネル7を補強している。補強部材80は、本例では、車両ドア1のインナーパネル7とアウターパネル8との間に配置されており、インナーパネル7とアウターパネル8(
図1参照)との間に収納されるドアウインドウガラス9(
図1参照)とは非干渉である。
【0029】
電動駆動部90は、第1回動軸X1まわりに上アーム10及び下アーム20を車両ボディ3に対して回動させ、且つ第2回動軸X2まわりに上アーム10及び下アーム20を車両ドア1に対して回動させる。本例では、電動駆動部90は、第1駆動部91と、第2駆動部92と、第1リンク93と、第2リンク94とを有する。第1駆動部91及び第2駆動部92は、モータと、電磁ブレーキとをそれぞれ含み、後述する制御部によって制御される。第1駆動部91と、第2駆動部92とは、ブラケット31を介して連結部材30に取り付けられており、上アーム10と下アーム20との間に配置されている。
【0030】
第1リンク93は、第1駆動部91の出力軸と車両ボディ3との間に架け渡されている。第1リンク93、第1駆動部91の出力軸の回転に応じて動作され、車両ボディ3を引き寄せ、又は押し退ける。これにより、上アーム10と下アーム20は第1回動軸X1まわりに回動される。第2リンク94は、第2駆動部92の出力軸と車両ドア1との間に架け渡されている。第2リンク94は、第2駆動部92の出力軸の回転に応じて動作され、車両ドア1を引き寄せ、又は押し退ける。これにより、上アーム10と下アーム20は第2回動軸X2まわりに回動される。
【0031】
図4から
図6は、車両ドア1の開扉動作を模式的に示す。
【0032】
図4は、開閉装置2の上アーム10及び下アーム20が第1回動軸X1まわりに回動されることにより、車両ドア1が全閉状態から開扉された場合を示している。車両ドア1が全閉状態にある場合に、第1回動軸X1は車両ドア1のドア前端部に位置している。したがって、上アーム10及び下アーム20が第1回動軸X1まわりに回動されることによって車両ドア1が開扉された場合に、車両ドア1とドア枠6との距離は、ドア前端側からドア後端側に向かって次第に広がる。ここで、車両ドア1のドア後端部が車両の側方に存在する障害物Bに接触する直前まで車両ドア1が開扉された場合の、車両ドア1のドア後端部とドア枠6との距離をD1とする。
【0033】
図5は、
図4に示した車両ドア1の開扉状態から開閉装置2の上アーム10及び下アーム20が第2回動軸X2まわりに回動された場合を示している。上アーム10及び下アーム20が第2回動軸X2まわりに回動されることにより、車両ドア1のドア後端部とドア枠6との距離はD1より狭まるが、一方で車両ドア1のドア前端部とドア枠6との距離は広がる。そして、車両ドア1のドア後端部とドア枠6との距離が狭まることによって、車両ドア1のドア後端部と障害物Bとの距離は広がり、車両ドア1をさらに開扉する余裕が生じる。
【0034】
そこで、
図6に示すように、開閉装置2の上アーム10及び下アーム20が第1回動軸X1まわりに回動され、同時に第2回動軸X2まわりに回動されることにより、車両ドア1がさらに開扉される。車両ドア1のドア後端部とドア枠6との距離がD1となるまで車両ドア1が開扉された際に、車両ドア1のドア前端側とドア枠6との距離は
図4に示した開扉状態よりも広がっている。これにより、車両ドア1の開度が制限される狭い場所であっても乗降用のスペースが確保される。
【0035】
以上の開閉装置2では、ボディ側上ヒンジ40とボディ側下ヒンジ50とが連結部材30によって連結されており、ボディ側上ヒンジ40及びボディ側下ヒンジ50の互いに独立した変位が規制される。これにより、ボディ側上ヒンジ40のヒンジ軸45及びボディ側下ヒンジ50のヒンジ軸55の一方が他方に対して傾くことが防止され、上アーム10及び下アーム20の第1回動軸X1まわりの回動を伴う車両ドア1の開閉が円滑に行われる。
【0036】
さらに、開閉装置2では、連結部材30と、上アーム10及び下アーム20と、補強部材80とによって矩形状の枠体が構成され、枠体の剛性に基づきドア側上ヒンジ60及びドア側下ヒンジ70の互いに独立した変位が規制される。これにより、ドア側上ヒンジ60のヒンジ軸65及びドア側下ヒンジ70のヒンジ軸75の一方が他方に対して傾くことが防止され、上アーム10及び下アーム20の第2回動軸X2まわりの回動を伴う車両ドア1の開閉が円滑に行われる。
【0037】
また、開閉装置2では、電動駆動部90の第1駆動部91及び第2駆動部92が、ブラケット31を介して連結部材30に取り付けられている。これにより、開閉装置2を既存の車両ボディ3に容易に適用可能である。
【0038】
図7は、開閉装置2を備える開閉システム100の機能ブロックを示す。
【0039】
開閉システム100は、上述したラッチ装置4と、クローザ装置5と、電動駆動部90(第1駆動部91及び第2駆動部92)と、ラッチ装置4、クローザ装置5及び電動駆動部90を制御する制御部101と、車両ドア1に対して開閉方向に作用する外乱を検出する外乱検出部102と、制御部101に対して指示可能な携帯通信端末103、車両ドア1の内側に設けられている車内スイッチ104、車両ドア1の外側に設けられている車外スイッチ105等の指示手段とを備える。
【0040】
外乱検出部102は、車両ドア1に対して開閉方向に作用する外乱を検出する。外乱としては、車両の傾きに起因して車両ドア1の開閉方向に作用する重力を例示でき、開閉方向に作用する重力は、例えば傾斜センサ(加速度センサ)を用いて検出できる。また、外乱としては、車両ドア1が受ける風圧を例示でき、風圧は、例えば圧力センサを用いて検出できる。
【0041】
携帯通信端末103は、ROM、RAM、フラッシュメモリ等の記憶媒体と、CPU等のプロセッサとを含んで構成され、記憶媒体に記憶された制御プログラム及び制御データに従ってプロセッサが動作することにより、携帯通信端末103に対する操作に基づいて制御部101に対する指示を送出する。携帯通信端末103は、例えばスマートフォンであり、制御プログラムは、例えばネットワークを介したダウンロードによって提供される。
【0042】
制御部101は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の記憶媒体と、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサとを含んで構成され、記憶媒体に記憶された制御プログラム及び制御データに従ってプロセッサが動作することにより、携帯通信端末103、車内スイッチ104、車外スイッチ105等の指示手段から入力される指示に基づいてラッチ装置4、クローザ装置5及び電動駆動部90を制御する。ラッチ装置4は、制御部101によって制御されるリリースアクチュエータを含み、リリースアクチュエータが動作されることにより、閉状態に保持している車両ドア1を解放する。クローザ装置5もまた、制御部101によって制御されるアクチュエータを含み、このアクチュエータが動作されることにより、ラッチ装置4によって半閉状態に保持されている車両ドア1を全閉させる。
【0043】
携帯通信端末103、車内スイッチ104、車外スイッチ105等の指示手段が制御部101に対して送出する指示は、例えば車両ドア1の開扉指示及び閉扉指示を含み、車両ドア1の開扉及び閉扉の停止指示を含む。そして、携帯通信端末103が送出する指示は、開扉の際の上アーム10及び下アーム20の第1回動軸X1まわりの回動角度Θ(Θ=θ1+θ2:
図4、6参照)及び第2回動軸X2まわりの回動角度Φ(Φ=φ1+φ2:
図5、6参照)を設定する設定指示をさらに含む。設定された回動角度Θ,Φは、制御データとして制御部101の記憶媒体に記憶される。
【0044】
図8及び
図9は、開閉システム100によって開扉される車両ドア1の開扉動作の一例を示す。
【0045】
上述したとおり、開閉装置2の上アーム10及び下アーム20が第1回動軸X1まわりに回動され、同時に第2回動軸X2まわりに回動されることにより、車両ドア1が開扉されるが、好ましくは、ラッチ装置4(
図1参照)と車両ボディ3のストライカとの係合が解除されて車両ドア1がラッチ装置4による保持から解放されるまでは、上アーム10及び下アーム20は第1回動軸X1まわりにのみ回動される。
【0046】
車両ドア1がラッチ装置4による保持から解放される際の上アーム10及び下アーム20の第1回動軸X1まわりの回動角度θをθ3として、
図8に示すように、制御部101は、第1駆動部91に含まれるモータを動作させて上アーム10及び下アーム20を第1回動軸X1まわりに角度θ3まで回動させる。この間、制御部101は、第2駆動部92に含まれる電磁ブレーキを動作させて上アーム10及び下アーム20の第2回動軸X2まわりの回動をロックする。なお、上アーム10及び下アーム20の第1回動軸X1まわりの角度θ3までの回動は、車両ドア1と車両ボディ3のドア枠6との間をシールするシール材の弾力によって行われてもよい。
【0047】
そして、上アーム10及び下アーム20の第1回動軸X1まわりの回動角度θが角度θ3に達した後、
図9に示すように、制御部101は、引き続き第1駆動部91に含まれるモータを動作させて上アーム10及び下アーム20を第1回動軸X1まわりに設定角度Θまで回動させる。同時に、制御部101は、第2駆動部92に含まれるモータを動作させて上アーム10及び下アーム20を第2回動軸X2まわりに設定角度Φまで回動させる。
【0048】
このように、車両ドア1がラッチ装置4による保持から解放されるまで、上アーム10及び下アーム20を第1回動軸X1まわりにのみ回動させることにより、ラッチ装置4と車両ボディ3のストライカとの係合を円滑に解除できる。
【0049】
図10及び
図11は、開閉システム100によって閉扉される車両ドア1の閉扉動作の一例を示す。
【0050】
閉扉の際には、好ましくは、ラッチ装置4と車両ボディ3のストライカとが係合して車両ドア1がラッチ装置4によって半閉状態に保持されるまで、上アーム10及び下アーム20は第1回動軸X1まわりに回動され、同時に第2回動軸X2まわりに回動される。そして、車両ドア1がラッチ装置4によって半閉状態に保持された後、上アーム10及び下アーム20は第1回動軸X1まわりにのみ回動される。
【0051】
車両ドア1がラッチ装置4によって半閉状態に保持される際の上アーム10及び下アーム20の第1回動軸X1まわりの回動角度θをθ4として、
図10に示すように、制御部101は、上アーム10及び下アーム20を第1回動軸X1まわりに角度θ4まで回動させ、同時に第2回動軸X2まわりに角度0まで回動させる。
【0052】
そして、上アーム10及び下アーム20の第1回動軸X1まわりの回動角度θが角度θ4に達した後、
図11に示すように、制御部101は、第2駆動部92に含まれる電磁ブレーキを動作させて上アーム10及び下アーム20の第2回動軸X2まわりの回動をロックし、上アーム10及び下アーム20を第1回動軸X1まわりにのみ角度0まで回動させる。これにより、車両ドア1はラッチ装置4によって全閉状態に保持される。なお、車両ドア1がラッチ装置4によって半閉状態に保持された後の上アーム10及び下アーム20の第1回動軸X1まわりの回動は、クローザ装置5によって行われる。
【0053】
このように、車両ドア1がラッチ装置4によって半閉状態に保持された後、上アーム10及び下アーム20を第1回動軸X1まわりにのみ回動させることにより、ラッチ装置4と車両ボディ3のストライカとを円滑に係合させることができる。
【0054】
以上の車両ドア1の開扉動作及び閉扉動作において、制御部101は、上アーム10及び下アーム20の回動角度(位置)に基づいて第1駆動部91及び第2駆動部92それぞれのモータ及び電磁ブレーキを動作させるが、電磁ブレーキについては、外乱検出部102の検出結果によっても動作させる。
【0055】
例えば車両の傾きに起因して重力が車両ドア1の開扉方向に作用している場合において、外乱検出部102によって検出される開扉方向の力が所定の閾値を超えている場合に、制御部101は、開扉の際に、第1駆動部91に含まれる電磁ブレーキを動作させ、車両ドア1を制動する。車両ドア1が開扉方向に風圧を受ける場合も同様であり、外乱検出部102によって検出される開扉方向の力が所定の閾値を超えている場合に、制御部101は、開扉の際に、第1駆動部91に含まれる電磁ブレーキを動作させ、車両ドア1を制動する。これにより、急な開扉を防止でき、車両ドア1が障害物Bに接触することを防止できる。
【0056】
また、重力が車両ドア1の閉扉方向に作用している場合において、外乱検出部102によって検出される閉扉方向の力が所定の閾値を超えている場合に、制御部101は、閉扉の際に、第1駆動部91に含まれる電磁ブレーキを動作させ、車両ドア1を制動する。車両ドア1が閉扉方向に風圧を受ける場合も同様であり、外乱検出部102によって検出される閉扉方向の力が所定の閾値を超えている場合に、制御部101は、閉扉の際に、第1駆動部91に含まれる電磁ブレーキを動作させ、車両ドア1を制動する。これにより、急な閉扉を防止でき、乗員が車両ドア1と車両ボディ3との間に挟まれることを防止できる。
【0057】
ここまで、開閉装置2の電動駆動部90が第1駆動部91と第2駆動部92とを有するものとして説明したが、電動駆動部は一つの駆動部によって構成されてもよい。
【0058】
図12は、上述した開閉装置2の変形例を示す。なお、上述した開閉装置2と共通する要素には共通の符号を付し、説明を省略する。
【0059】
図12に示す開閉装置202は、第1回動軸X1まわりに上アーム10及び下アーム20を車両ボディ3に対して回動させ、且つ第2回動軸X2まわりに上アーム10及び下アーム20を車両ドア1に対して回動させる電動駆動部290を備える。電動駆動部290は、モータと、電磁ブレーキとを含む一つの駆動部291と、第1リンク293と、第2リンク294とを有する。駆動部291は、ブラケット31を介して連結部材30に取り付けられており、上アーム10と下アーム20との間に配置されている。
【0060】
第1リンク293は、駆動部291の出力軸と車両ボディ3との間に架け渡されている。第1リンク293は、駆動部291の出力軸の回転に応じて動作され、車両ボディ3を引き寄せ、又は押し退ける。これにより、上アーム10と下アーム20は第1回動軸X1まわりに回動される。
【0061】
第2リンク294は、駆動部291の出力軸と車両ドア1との間に架け渡されている。第2リンク294は、駆動部291の出力軸の回転に応じて動作され、車両ドア1を引き寄せ、又は押し退ける。これにより、上アーム10と下アーム20は第2回動軸X2まわりに回動される。
【0062】
駆動部291の出力軸の回転に対する上アーム10及び下アーム20の第1回動軸X1まわりの回動角度θ及び第2回動軸X2まわりの回動角度φは、第1リンク293のリンク長及び第2リンク294のリンク長によって適宜設定される。
【0063】
電動駆動部290が、モータと、電磁ブレーキとを含む一つの駆動部291によって構成されることにより、開閉装置202の小型化及び軽量化が図られる。