(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力によってスライドするドア本体が、ドアオープニングから抜け出して開き、ドアオープニングに嵌入して閉じ、ドアオープニングへの嵌入過程でラッチとポールの係合によって定まる半ドア状態を経由するパワースライドドアであって、
前記ドア本体をスライドさせるための動力を発生するモータと、
前記モータへの少なくとも前記ドア本体の半ドア状態における供給電圧を増加させる電圧調節手段を具備し、
前記供給電圧の増加は、電源電圧をスイッチングするデューティ比の多段階での増加によって行われ、
前記デューティ比の最後の増加は、前記ポールのスイッチの２回目の作動の直前で行われる
ことを特徴とするパワースライドドア。
【請求項２】
前記最後の増加で、デューティ比は予め設定された範囲の最大値となる
ことを特徴とする請求項１に記載のパワースライドドア。
【請求項３】
前記最後の増加で、デューティ比は予め設定された電圧とモータの電源電圧の比となる
ことを特徴とする請求項１に記載のパワースライドドア。
【請求項４】
前記予め設定された電圧は、前記ドアオープニングを全閉可能な必要最小限の電圧である
ことを特徴とする請求項３に記載のパワースライドドア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワースライドドアに関し、特に、動力によってスライドするドア本体が、ドアオープニングから抜け出して開き、ドアオープニングに嵌入して閉じ、ドアオープニングへの嵌入過程でラッチとポールの係合によって定まる半ドア状態を経由するパワースライドドアに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワンボックス型やミニバン型の車両では、後部のサイドドアを、モータ等の動力で作動するパワースライドドアとすることが多い。パワースライドドアにおいては、ドア本体が、ドアオープニングから抜け出して開き、ドアオープニングに嵌入して閉じる。ドアオープニングへの嵌入過程では、ドア本体は、ラッチとポールの係合によって定まる半ドア状態を経由する。全閉状態では、ドア本体の外面とボデーの外面の間に段差がなくなり、いわゆる面一(つらいち)となる。
【０００３】
パワースライドドアの全閉は、ドア本体に組み込まれたクローザ機構によって行われる。クローザ機構はモータの動力で作動し、ラッチ機構と協働して全閉を行う。全閉状態では、ドア本体は、ラッチ機構によってドアオープニングのストライカに緊結される（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００６−２０７３００号公報（段落番号００２７−００３６、図１）
【特許文献２】特開平１０−２６６６６８号公報（段落番号００１０、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
全閉をクローザ機構で行うパワースライドドアは、スライド用のモータの他にクローザ機構専用のモータを必要とする。このため、部品点数と組付け工数が増えて高コストとなり、ドア本体の重量も増す。また、クローザ機構の作動開始のタイミングは、ラッチ機構の構成によって機械的に定まり融通性がない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、クローザ機構なしで全閉が行えるパワースライドドアを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
課題を解決するための手段としての請求項１に係る発明は、動力によってスライドするドア本体が、ドアオープニングから抜け出して開き、ドアオープニングに嵌入して閉じ、ドアオープニングへの嵌入過程でラッチとポールの係合によって定まる半ドア状態を経由するパワースライドドアであって、前記ドア本体をスライドさせるための動力を発生するモータと、前記モータへの少なくとも前記ドア本体の半ドア状態における供給電圧を増加させる電圧調節手段を具備し、前記供給電圧の増加は、電源電圧をスイッチングするデューティ比の多段階での増加によって行われ、前記デューティ比の最後の増加は、前記ポールのスイッチの２回目の作動の直前で行われることを特徴とするパワースライドドアである。
【００１２】
課題を解決するための手段としての請求項２に係る発明は、前記最後の増加で、デューティ比は予め設定された範囲の最大値となることを特徴とする請求項１に記載のパワースライドドアである。
【００１３】
課題を解決するための手段としての請求項３に係る発明は、前記最後の増加で、デューティ比は予め設定された電圧とモータの電源電圧の比となることを特徴とする請求項１に記載のパワースライドドアである。
【００１４】
課題を解決するための手段としての請求項４に係る発明は、前記予め設定された電圧は、前記ドアオープニングを全閉可能な必要最小限の電圧であることを特徴とする請求項３に記載のパワースライドドアである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、動力によってスライドするドア本体が、ドアオープニングから抜け出して開き、ドアオープニングに嵌入して閉じ、ドアオープニングへの嵌入過程でラッチとポールの係合によって定まる半ドア状態を経由するパワースライドドアは、前記ドア本体をスライドさせるための動力を発生するモータと、前記モータへの少なくとも前記ドア本体の半ドア状態における供給電圧を増加させる電圧調節手段を具備するので、クローザ機構なしで全閉が行えるパワースライドドアを実現することができる。
【００１６】
また、請求項１に係る発明によれば、前記供給電圧の増加は、電源電圧をスイッチングするデューティ比の増加によって行われるので、電圧調節手段を簡素化することができる。
また、請求項１に係る発明によれば、前記デューティ比の増加は、多段階で行われるので、供給電圧を多段階に増加させることができる。
【００１９】
また、請求項１に係る発明によれば、前記デューティ比の最後の増加は、前記ポールのスイッチの２回目の作動の直前で行われるので、全閉直前の力を大きくすることができる。
請求項２に係る発明によれば前記最後の増加で、デューティ比は予め設定された範囲の最大値となるので、全閉直前の力を最大にすることができる。
【００２０】
請求項３に係る発明によれば、前記最後の増加で、デューティ比は予め設定された電圧とモータの電源電圧の比となるので、全閉直前の力を適切にすることができる。
請求項４に係る発明によれば、前記予め設定された電圧は、前記ドアオープニングを全閉可能な必要最小限の電圧であるので、全閉直前の力を必要最小限にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。
図１に、パワースライドドアを装備した車両の左側の外観を模式的に示す。図１に示すように、車両１００は、パワースライドドア２００を装備している。パワースライドドア２００は、発明を実施するための最良の形態の一例である。パワースライドドア２００の構成によって、パワースライドドアに関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。以下、パワースライドドアを、単にスライドドアともいう。
【００２２】
スライドドア２００の上部、下部および後部は、車両１００のボデー１１０の上部、下部および後部に設けられたガイドレール１１２，１１４，１１６にそれぞれ係合する。スライドドア２００は、ガイドレール１１２，１１４，１１６に沿った後方への往復的なスライド運動により、ボデー１１０の側面のドアオープニングを開閉する。スライドドア２００の開閉は、モータを動力源とする周知の開閉機構によって行われる。
【００２３】
スライドドア２００の内部には、後端寄りにラッチ機構２１０が設けられる。ラッチ機構２１０に対応して、ボデー１１０側にはストライカ１３０が設けられる。ラッチ機構２１０とストライカ１３０は、スライドドア２００の全閉時にフルラッチ状態で係合し、スライドドア２００をボデー１１０に緊結する。
【００２４】
図２に、スライドドアとドアオープニングの構成を模式的に示す。図２は、図１に示した車両１００のＡＡ断面図に相当する。図２では、上が室外、下が室内、左が前方、右が後方である。
【００２５】
図２に示すように、スライドドア２００は、ボデー１１０のドアオープニング３００に嵌入した状態で全閉となる。スライドドア２００は、本発明におけるドア本体の一例である。全閉状態では、スライドドア２００の外面は、ボデー１１０の外面と面一となる。また、スライドドア２００の内面のドアトリム２０２も、ボデー１１０の内面に対して面一となる。以下、ドアオープニングを、単にオープニングともいう。
【００２６】
スライドドア２００の後部は、オープニング３００内で、係合部材２０４を介してガイドレール１１６に係合する。係合部材２０４は、スライドドア２００側がヒンジとなっており、ガイドレール１１６側がローラとなっている。
【００２７】
ガイドレール１１６は、ボデー１１０の外面からオープニング３００内に斜めに入り込んでおり、係合部材２０４のローラは、ガイドレール１１６の斜め部の終端付近に位置する。
【００２８】
スライドドア２００の前部は、オープニング３００内で、ボス２０６によりソケット１１８に係合する。ソケット１１８は、オープニング３００内で、ボデー１１０のセンタピラー１２０の後面に設けられる。オープニング３００の内周は、室内側がオープニングフランジ３０２となっている。オープニングフランジ３０２の先端部には、ウェザーストリップ４００が設けられる。
【００２９】
図３に、ラッチ機構２１０の主要部の構成を模式的に示す。図３では、ラッチ機構２１０は、作動直前の状態にある。図３に示すように、ラッチ機構２１０は、ラッチ２１２とポール２２２を有する。ラッチ２１２およびポール２２２は、それぞれ、回転軸２１４および回転軸２２４を有する。回転軸２１４および回転軸２２４は互いに平行である。回転軸２１４および回転軸２２４には、ばねによる反力がそれぞれ付与されている。図３では、ばねはいずれもニュートラルの状態となっている。
【００３０】
ラッチ２１２の外周には、外に向かって凸となる２つの爪２１２ａ，２１２ｂと内に向かって凹となるＵ字溝２１２ｃが、略半周にわたって時計回りに順次設けられている。    ポール２２２の外周には、ラッチ２１２に向かって凸となる爪２２２ａが設けられている。ポール２２２の爪２２２ａは、時計回りに見て、ラッチ２１２の最初の爪２１２ａより上流に位置する。
【００３１】
ラッチ２１２のＵ字溝２１２ｃの入口には、ストライカ１３０が係合している。ストライカ１３０は、ラッチ２１２の回転軸２１４とポール２２２の回転軸２２４に平行な棒状部材である。Ｕ字溝２１２ｃの溝幅は、ストライカ１３０が遊嵌可能な程度に広い。
【００３２】
ラッチ２１２とポール２２２は、スライドドア２００の閉作動時に、ストライカ１３０に関して左方向に平行移動する。すなわち、相対的には、ストライカ１３０が、ラッチ２１２とポール２２２に関して右方向に平行移動することになる。このような移動により、ラッチ２１２は反時計回りに回転し、それに伴って、ストライカ１３０はＵ字溝２１２ｃの奥に漸次進入する。
【００３３】
ラッチ２１２の反時計回りの回転により、爪２１２ａ，２１２ｂによってポール２２２の爪２２２ａが順次に押しのけられる。このため、ポール２２２は、時計回り方向に往復的に２回スイングする。
【００３４】
ラッチ２１２の回転状態は、フルラッチスイッチ２１６とハーフラッチスイッチ２１８によって検知され、ポール２２２のスイング状態は、ポールスイッチ２２６によって検知される。以下、スイッチをS/Wともいう。
【００３５】
フルラッチスイッチ２１６は、ラッチ２１２のフルラッチに相当する回転状態においてオフ(OFF)となり、それ以外の回転状態ではオン(ON)となる。ハーフラッチスイッチ２１８は、ラッチ２１２のハーフラッチに相当する回転状態においてオフ(OFF)となり、それ以外の回転状態ではオン(ON)となる。ポールスイッチ２２６は、ポール２２２の時計回りのスイングが所定角度以上になったときオン(ON)となり、それ以外のときオフ(OFF)となる。
【００３６】
図４に、スライドドア２００の制御系の構成をブロック図によって示す。図４に示すように、制御系はコントローラ５００を有する。コントローラ５００としては、例えばＥＣＵ(Electronic Control Unit)等が用いられる。ＥＣＵはマイクロコンピュータおよびそのインターフェースによって構成される。
【００３７】
コントローラ５００は、フルラッチS/W２１６、ハーフラッチS/W２１８、ポールS/W２２６、ドア位置センサ２３０、パワーモードS/W２４０およびマニュアルモードS/W２５０からの入力信号に基づいて、駆動モータ６００を制御する。駆動モータ６００は、スライドドア２００の開閉機構の動力源であり、本発明におけるモータの一例である。
【００３８】
図５に、パワーモードでのスライドドア２００の閉作動のシーケンスを、ラッチ機構の作動状態とともに示す。図５に示すように、ON状態の駆動モータ６００の動力によって、スライドドア２００は閉方向に移動する。
【００３９】
スライドドア２００が、ドア位置Ｐ０まで進行すると、ラッチ機構２１０は作動直前の状態になる。ここまでは、ラッチ位置はラッチオープン、ドア状態はドア開、フルラッチS/W２１６はON、ハーフラッチS/W２１８はON、ポールスイッチ２２６はOFFである。
【００４０】
スライドドア２００がドア位置Ｐ１に到達すると、ラッチ２１２の最初の爪２１２ａに押されたポール２２２の時計回りのスイングにより、ポールスイッチ２２６がONになる。  この状態からさらに進んで、ドア位置Ｐ２に到達すると、ラッチ状態はハーフラッチとなり、ドア状態は半ドアとなる。このとき、ハーフラッチS/W２１８がOFFになる。
【００４１】
スライドドア２００がドア位置Ｐ３に到達すると、爪２１２ａの通過に伴うポール２２２の戻りによって、ポールスイッチ２２６は一旦OFFになるが、ドア位置Ｐ４に到達すると、２番目の爪２１２ｂに押されたポール２２２のスイングによりポールスイッチ２２６は再びONになる。
【００４２】
スライドドア２００がドア位置Ｐ５に到達すると、ラッチ位置はフルラッチとなり、それに伴ってフルラッチS/W２１６がOFFになる。この状態ではドア状態はまだ半ドアであるが、ドア位置Ｐ６への到達によって、ドア状態はドア全閉になる。このとき、爪２１２ｂの通過に伴うポール２２２の戻りによって、ポールスイッチ２２６がOFFになり、それに基づいて駆動モータ６００がOFFにされる。
【００４３】
上記のような閉作動において、駆動モータ６００の負荷は、スライドドア２００が全閉に近づくにつれて増大する。これは、ラッチ機構２１０の作動に伴うばねの反力とウェザーストリップ４００との接触に伴う弾性的な反力のためである。
【００４４】
このような負荷の増大に対処するために、コントローラ５００は、閉作動の終段において駆動モータ６００の動力を増加させる。駆動力の増加は、駆動モータ６００への供給電圧の増加によって行われる。供給電圧の増加は、電源電圧をスイッチングするデューティ比を大きくすることによって行われる。コントローラ５００は、本発明における電圧調節手段の一例である。
【００４５】
図６に、パワーモードにおける供給電圧の増加のタイムチャートの一例を示す。図６に示すように、スライドドア２００がドア位置Ｐ２に到達してハーフラッチS/W２１８がOFFになったとき、コントローラ５００は、駆動モータ６００への供給電圧をそれまでのＶ１からＶ２に上げる。デューティ比でいえば、例えば、それまでの５０％を７５％に上げる。これによって駆動モータ６００の動力が増加し、ラッチ機構２１０のばねの反力に関わらず、スライドドア２００の移動の等速性を維持することができる。
【００４６】
その後、スライドドア２００がドア位置Ｐ４の直前のドア位置Ｐ４’に到達したときは、駆動モータ６００への供給電圧をＶ２からＶ３に増加させる。デューティ比でいえば、例えば７５％から１００％への増加である。
【００４７】
ドア位置Ｐ４’は、ポールS/W２２６が２回目にONになる位置であり、スライドドア２００がウェザーストリップ４００に接触し始める位置に相当する。この位置から駆動モータ６００の動力をさらに増加させることにより、ウェザーストリップ４００の弾力に関わらず、スライドドア２００の移動の等速性を維持することができる。
【００４８】
ドア位置Ｐ４’への到達の有無は、ドア位置センサ２３０からの入力信号に基づいて判定される。あるいは、ドア位置Ｐ２到達後に所定時間が経過したことに基づいて判定しても良い。
【００４９】
スライドドア２００がドア位置Ｐ６に到達すると、ポールS/W２２６のOFFに伴って供給電圧を０にする。このようにして、スライドドア２００は、半ドア状態が継続するドア位置Ｐ２からドア位置Ｐ６まで、漸次増大する動力によって駆動されるので、従来のようなクローザ機構を必要とせず、かつ、等速性を維持したまま全閉作動を完遂することができる。
【００５０】
駆動モータ６００の動力の増加は、ドア位置Ｐ２よりも前または後の適宜の位置から始めるようにしても良い。すなわち、コントローラ５００にはドア位置センサ２３０からドア位置が入力されているので、所望のドア位置を指定すれば、その位置から動力増加を開始させることができる。これによって、動力増加位置に融通性を持たせることができる。
【００５１】
なお、駆動モータ６００への供給電圧の調節は、デューティ比を用いた間接的な調節に代えて電圧振幅の直接的調節によって行うようにしても良い。また、電圧漸増の段階は、２段階に限らず３段階以上の多段階としても良い。以下、同様である。
【００５２】
図７に、マニュアルモードにおける供給電圧の増加のタイムチャートの一例を示す。図７に示すように、マニュアルで閉操作されたスライドドア２００がドア位置Ｐ２に到達し、ハーフラッチS/W２１８がOFFになったとき、コントローラ５００は、駆動モータ６００への供給電圧をそれまでの０からＶ２に上げる。デューティ比でいえば、例えばそれまでの０％から７５％に上げる。これによって駆動モータ６００の動力が加わり、ラッチ機構２１０のばねの反力に関わらず、軽い手応えないしほとんど手応えなしでスライドドア２００を移動させることができる。
【００５３】
その後、スライドドア２００がドア位置Ｐ４の直前のドア位置Ｐ４’に到達したときは、駆動モータ６００への供給電圧をＶ２からＶ３に増加させる。デューティ比でいえば、例えば７５％から１００％への増加である。これによって、ウェザーストリップ４００の弾力に関わらず、軽い手応えでないしほとんど手応えなしでスライドドア２００を移動させることができる。
【００５４】
スライドドア２００がドア位置Ｐ６に到達すると、ポールS/W２２６のOFFに伴って供給電圧を０にする。このようにして、スライドドア２００は、半ドア状態が継続するドア位置Ｐ２からドア位置Ｐ６まで、漸次増大する動力によって閉操作が支援されるので、僅かな労力で全閉操作を完遂することができる。
【００５５】
駆動モータ６００の動力の増加は、ドア位置Ｐ２よりも前または後の適宜の位置から始めるようにしても良い。すなわち、コントローラ５００にはドア位置センサ２３０からドア位置が入力されているので、所望のドア位置を指定すれば、その位置から動力の増加を開始させることができる。このような動力増加位置の融通性は、手動操作の利便性を高めるのに特に効果的である。
【００５６】
図８に、閉作動の一例のフローチャートを示す。図８に示すように、閉作動がスタートすると、ステップ８０１で、ハーフラッチＯＦＦエッジか否かを判定しながら、この条件が成立まで待機する。ハーフラッチＯＦＦエッジとは、ハーフラッチS/W２１８がOFFになるドア位置Ｐ２に対応する。
【００５７】
ハーフラッチＯＦＦエッジが成立したときは、ステップ８０２で、デューティ比を所定値に変更する。所定のデューティ比は例えば７５％である。これによって、駆動モータ６００の動力が増加する。
【００５８】
ステップ８０３で、ポールS/Wの２回目のONエッジ直前か否かを判定しながら、この条件が成立するまで待機する。ポールS/Wの２回目のONエッジ直前はドア位置Ｐ４’に相当する。
【００５９】
ポールS/Wの２回目のONエッジ直前になったときは、ステップ８０４で、デューティ比を最大値に変更する。最大デューティ比は例えば１００％である。これによって、駆動モータ６００の動力が最大となる。
【００６０】
ステップ８０５で、ポールS/Wの２回目のOFFエッジか否かを判定しながら、この条件が成立するまで待機し、条件成立とともに閉作動を終了する。
図９に、閉作動の他の例のフローチャートを示す。図９に示すように、閉作動がスタートすると、ステップ９０１で、ハーフラッチＯＦＦエッジか否かを判定しながら、この条件が成立まで待機する。ハーフラッチＯＦＦエッジとは、ハーフラッチS/W２１８がOFFになるドア位置Ｐ２に相当する。
【００６１】
ハーフラッチＯＦＦエッジが成立したときは、ステップ９０２で、デューティ比を所定値に変更する。所定のデューティ比は例えば７５％である。これによって、駆動モータ６００の動力が増加する。
【００６２】
ステップ９０３で、ポールS/Wの２回目のONエッジ直前か否かを判定しながら、この条件が成立するまで待機する。ポールS/Wの２回目のONエッジ直前はドア位置Ｐ４’に相当する。
【００６３】
ポールS/Wの２回目のONエッジ直前になったときは、ステップ９０４で、最低閉じきり電圧ａを取得する。最低閉じきり電圧ａは、スライドドア２００を閉じきるのに必要な最小限の電圧である。この電圧は予め実験等によって求められ、メモリに記憶されている。最低閉じきり電圧ａは、本発明における予め設定された電圧の一例である。
【００６４】
ステップ９０５で、電源電圧ｂを取得する。電源電圧ｂは駆動モータ６００の既知の電源電圧であり、メモリに記憶されている。
ステップ９０６で、デューティ比Ｃを計算する。デューティ比Ｃは次式によって計算される。
Ｃ＝（ａ／ｂ）×１００
ステップ９０７で、デューティ比をＣに変更する。これによって、駆動モータ６００は閉じきり可能な必要最小限の動力で効率良くスライドドア２００の全閉駆動を行う。
【００６５】
ステップ９０８で、ポールS/Wの２回目のOFFエッジか否かを判定しながら、この条件が成立するまで待機し、条件成立とともに閉作動を終了する。
以上、発明を実施するための最良の形態として車両用のパワースライドドアを例示したが、本発明のパワースライドドアは、車両用に限らず、船舶や航空機等用のパワースライドドア、あるいは、屋内や屋外で使用されるパワースライドドア等、適宜の用途のパワースライドドアであって良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】発明を実施するための最良の形態の一例のパワースライドドアを装備した車両の外観を示す図である。
【図２】スライドドアとドアオープニングの構成を示す図である。
【図３】ラッチ機構の主要部の構成を示す図である。
【図４】スライドドアの制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】スライドドアの閉作動のシーケンスを示す図である。
【図６】パワーモードにおける供給電圧の増加のタイムチャートである。
【図７】マニュアルモードにおける供給電圧の増加のタイムチャートである。
【図８】閉作動のフローチャートである。
【図９】閉作動のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１００ ： 車両
１１０ ： ボデー
１１２，１１４，１１６ ： ガイドレール
１１８ ： ソケット
１２０ ： センタピラー
１３０ ： ストライカ
２００ ： パワースライドドア
２０２ ： ドアトリム
２０４ ： 係合部材
２０６ ： ボス
２１０ ： ラッチ機構
２１２ ： ラッチ
２１２ａ，２１２ｂ ： 爪
２１２ｃ ： Ｕ字溝
２１４ ： 回転軸
２１６ ： フルラッチスイッチ
２１８ ： ハーフラッチスイッチ
２２２ ： ポール
２２２ａ ： 爪
２２４ ： 回転軸
２２６ ： ポールスイッチ
２３０ ： ドア位置センサ
３００ ： ドアオープニング
３０２ ： オープニングフランジ
４００ ： ウェザーストリップ
５００ ： コントローラ
６００ ： 駆動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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