(57)【要約】【課題】  車体に対して上下方向に移動自在に装着された開閉体の開閉角制御及び開閉角度制御が容易な車両用自動開閉装置を提供する。【解決手段】  車両用自動開閉装置は、車体１０に設けられ出力軸１６を備えた電動アクチュエータ１５と、一端がトランクリッド１２に固定され他端が開閉中心軸を中心として回転することによりトランクリッド１２を車体１０に対して上下方向に移動自在に支持する開閉アーム１３とを有する。出力軸１６に開閉アーム１３の他端を直接固定することにより、開閉アーム１３の開閉中心軸を出力軸１６の軸心に一致させるとともに開閉アーム１３を介して上下方向に移動するトランクリッド１２の開度と出力軸１６の回転角度とを一致させる。【選択図】    図４
2007016470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉中心軸を中心として車体に上下方向に開閉自在に装着される開閉体を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、
正逆両方向に回転する出力軸を備え、前記出力軸の軸心を前記開閉中心軸に一致させて前記車体に固定される駆動手段と、
一端が前記開閉体に固定されるとともに他端が前記出力軸に固定され、前記出力軸により揺動駆動されて前記開閉体を開閉させる開閉アームとを有することを特徴とする車両用自動開閉装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用自動開閉装置において、前記出力軸の先端を回転自在に支持する支持部を前記車体に設けたことを特徴とする車両用自動開閉装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両用自動開閉装置において、前記開閉体は車体後部に取り付けられるとともに、夫々、車体幅方向の端部に位置するよう配された前記開閉中心軸と前記出力軸とによって開閉自在に支持されていることを特徴とする車両用自動開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車体に対して上下方向に開閉自在に装着される開閉体を自動的に開閉する車両用自動開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車体に対して上下方向に開閉自在に装着される開閉体としては、荷物が収容されるトランクルームを開閉するトランクリッドや車体の後部を開閉するバックドア（テールゲート）等があり、これらの開閉体は一端が開閉体に固定され他端を回転中心として回転するヒンジアーム等の支持部材により車体に対して上下方向に開閉自在に支持されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような開閉体が設けられる車体には、開閉体の開閉操作を容易にするために、特許文献１に示されるように、電動モータを駆動源としてヒンジアームを揺動させることにより開閉体を開閉する自動開閉装置を搭載するものがあり、一般には電動モータとヒンジアームとをリンク又はロッドを用いて連結し、電動モータの回転に連動して揺動するリンク又はロッドを介してヒンジアームを揺動させることにより開閉体を開閉するようにしている。特許文献１に示される自動開閉装置においては、電動モータに連結される出力アームとヒンジアームに連結されるリンクとによりリンク機構を構成し、出力アーム及びリンクを揺動させて開閉体を開閉するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２４２５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動モータとヒンジアームとをリンク又はロッドを用いて連結するようにした特許文献１に示されるような従来の自動開閉装置においては、開閉体の開閉角度つまり開度によりリンクの挟み角やロッドの取付け角度が変化するため、一定の回転数で電動モータを回転させても、開閉体の開度により変化するリンクの挟み角やロッドの取付け角度に応じて開閉体の開閉速度が変動してしまう。従来、開閉体の開閉速度を一定にするために、開閉体の開度により変化するリンクの挟み角やロッドの取付け角度に応じて電動モータの回転数を制御していたことから、制御性が悪く煩雑であった。リンク又はロッドを用いることなく開閉体を開閉させることができれば、部品点数の削減を図ることができる。
【０００５】
本発明の目的は車体に対して上下方向に開閉自在に装着される開閉体の開閉角制御及び開閉角度制御が容易な車両用自動開閉装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は車体に対して上下方向に開閉自在に装着される開閉体をリンク又はロッドを用いることなく開閉させることが可能な車両用自動開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用自動開閉装置は、開閉中心軸を中心として車体に上下方向に開閉自在に装着される開閉体を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、正逆両方向に回転する出力軸を備え、前記出力軸の軸心を前記開閉中心軸に一致させて前記車体に固定される駆動手段と、一端が前記開閉体に固定されるとともに他端が前記出力軸に固定され、前記出力軸により揺動駆動されて前記開閉体を開閉させる開閉アームとを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記出力軸の先端を回転自在に支持する支持部を前記車体に設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記開閉体は車体後部に取り付けられるとともに、夫々、車体幅方向の端部に位置するよう配された前記開閉中心軸と前記出力軸とによって開閉自在に支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、駆動手段の出力軸の回転角度と開閉体の開度とを一致させることができるので、開閉体の開閉角制御及び開閉角速度制御を容易にすることができる。例えば、開閉体の開閉速度を一定とするためには駆動手段を出力軸の回転数が一定となるように制御すれば良く制御性が格段に向上する。リンク又はロッドを用いることなく開閉体を開閉させることができ、部品点数の削減を図ることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、駆動手段の出力軸の先端を車体に設けられる支持部により回転自在に支持するようにしたので、出力軸を両持ち状態で支持することができ、上下方向に移動する開閉体の重みによる出力軸のたわみを抑制し、装置全体の剛性を高くすることができる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、開閉体を車体後部に設け、夫々、車体幅方向の端部に位置するよう配された開閉中心軸と出力軸とによって開閉自在に支持するようにしたので、車体後方に配される比較的大きな開閉体であるトランクリッドやバックドアであっても、駆動手段により自動で開閉可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置が設けられた車両の一部を後方から示す斜視図である。図２は図１に示すトランクリッドの全開状態を示す側面図であり、図３は図１に示すトランクリッドの全閉状態を示す側面図である。
【００１４】
図１に示すように、車体１０の後部には荷物が収容されるトランクルーム１１とトランクルーム１１の開口部を開閉するための開閉体としてのトランクリッド１２とが設けられている。トランクリッド１２は車体右側面側に配置される開閉アーム１３と車体左側面側に配置されるヒンジアーム１４とにより車体１０に対して上下方向に移動自在に装着されており、開閉アーム１３の他端及びヒンジアーム１４の他端に設けられ、夫々、車体幅方向の端部に位置するよう配された出力軸１６と開閉中心軸とを支点として、図２に示す全開位置と図３に示す全閉位置との間で車体１０に対して上下方向に開閉自在となっている。
【００１５】
トランクリッド１２を上下方向に開閉自在に支持するとともにトランクリッド１２の開閉操作を容易にするために、トランクルーム１１の内部の一方の側壁部には駆動手段としての電動アクチュエータ１５が取り付けられるとともに、開閉アーム１３の一端はトランクリッド１２の背面に固定され、他端は電動アクチュエータ１５から車体幅方向に突出するように設けられた出力軸１６に一体回転自在に直接固定されている。電動アクチュエータ１５の出力が開閉アーム１３に伝達されることによりトランクリッド１２は電動アクチュエータ１５の出力軸１６を回転中心として自動的に開閉されるようになっている。なお、トランクルーム１１の内部に取り付けられた電動アクチュエータ１５は、図示しない化粧カバーにて覆われるようになっている。
【００１６】
トランクリッド１２を開閉自在に支持するために、トランクルーム１１の内部の他方の側壁部には出力軸１６と同軸上に開閉中心軸としての開閉ヒンジ軸（図示省略）が突設されるとともに、ヒンジアーム１４の一端はトランクリッド１２の背面に固定され他端は開閉ヒンジ軸に回転自在に装着されており、トランクリッド１２は出力軸１６と開閉ヒンジ軸とにより支持された状態で上下方向に移動自在となっている。なお、トランクルーム１１内において、車体１０とトランクリッド１２との間には、所定角度を超えたときにトランクリッド１２を全開方向に付勢するための、図示しない開閉補助力発生装置（トーションスプリング機構）が取り付けられている。
【００１７】
図４は図１〜図３に示す車両用自動開閉装置の全体構成を示す斜視図である。図４に示すように、電動アクチュエータ１５は駆動源としての電動モータ１７、動力伝達制御機構としての電磁クラッチ１８、及び減速機構１９が組み込まれたケース２０を有しており、電動モータ１７の出力トルクが減速機構１９を介して増幅されて出力軸１６に伝達されることにより出力軸１６が正逆両方向に回転する構造となっている。そして、電動アクチュエータ１５は出力軸１６の軸心がトランクリッド１２の開閉中心軸と一致するように、車体１０に固定されている。これにより、電動モータ１７が作動して出力軸１６が回転すると、出力軸１６により開閉アーム１３が揺動駆動されてトランクリッド１２が開閉される。
【００１８】
また、出力軸１６の出力側端部１６ａはケース２０の外側に突出して配置されており、本実施の形態においては、出力軸１６の出力側端部１６ａが車体１０に固定される支持部としてのフランジ２１により回転自在に支持されることにより、出力軸１６は電動アクチュエータ１５とフランジ２１とにより両持ち状態で回転自在に支持されている。
【００１９】
図５は図１〜図４に示す車両用自動開閉装置の内部構造を説明するための説明図である。電動モータ１７のモータ軸２２には図示しないウォームが形成されており、このウォームはケース２０内に回転自在に組み込まれたウォームホイール２３に常時噛み合っている。ウォームホイール２３が設けられる入力軸２４はケース２０に回転自在に支持されており、この入力軸２４と同軸上には小歯車２５が設けられた従動軸２６がケース２０に回転自在に支持されており、入力軸２４の一端部には従動軸２６の一端部に設けられる従動側摩擦板２７に対向して配置される駆動側摩擦板２８が設けられている。なお、駆動側摩擦板２８の従動側摩擦板２７と対向する側の面には、図示しない電磁コイル装置が配されており、この電磁コイルに通電して駆動側摩擦板２８と従動側摩擦板２７とを電磁的に連結状態とすることにより入力軸２４と従動軸２６との動力伝達可能な状態が確保される一方、入力軸２４に所定値以上の回転トルクが加わったときには駆動側摩擦板２８と従動側摩擦板２７との間で滑りが生じて所定値以上の回転トルクが伝達されないようになっており、この駆動側摩擦板２８と従動側摩擦板２７とが互いに滑ることによりトルクリミッタとしても機能するようになっている。一方、図示しないスイッチ等によって、電磁コイルへの通電を断つことにより、電動モータ１７と減速機構１９との動力伝達可能な状態を解除することで、手動操作によっても軽い操作力でトランクリッド１２が開閉可能となっている。
【００２０】
ケース２０には、従動軸２６に平行して中間軸２９と出力軸１６とが回転自在に支持されており、中間軸２９には小歯車２５に常時噛み合う大歯車３０と出力軸１６に設けられる大歯車３１に常時噛み合う小歯車３２が設けられており、ケース２０に組み込まれたこれらの歯車により減速機構１９が構成されており、モータ軸２２の回転トルクは増幅されて出力軸１６に伝達される構造となっている。開閉アーム１３は、電動アクチュエータ１５とフランジ２１とにより両持ち状態で回転自在に支持された出力軸１６に固定されており、トランクリッド１２及び開閉アーム１３の重みによる出力軸１６のたわみが抑制されるようになっている。
【００２１】
電動モータ１７には電子制御ユニットつまりＥＣＵ３３が接続されている。このＥＣＵ３３は各種制御信号を演算するマイクロプロセッサつまりＣＰＵ、制御プログラムやマップデータ等が格納されるＲＯＭ、及び一時的にデータを格納するＲＡＭ等を有しており、電動モータ１７の駆動制御はこのＥＣＵ３３により行われる。電動モータ１７のモータ軸２２には回転数センサ３４が取り付けられており、回転数センサ３４はモータ軸２２に固定される図示しない多極着磁磁石と多極着磁磁石の回転軌道近傍に互いに９０度の位相差を設けて配置される２つのホールＩＣ３５ａ，３５ｂとを有し、モータ軸２２が回転すると各ホールＩＣ３５ａ，３５ｂから互いに９０度位相がずれたパルス信号がモータ回転数に応じた周期でＥＣＵ３３に出力される。
【００２２】
ＥＣＵ３３では入力されるパルス信号の周期に基づいてモータ軸２２の回転数を検出するとともに、モータ軸２２の回転数と減速機構１９の減速比に基づいて出力軸１６の回転速度が検出される。また、ＥＣＵ３３は入力されるパルス信号の出現タイミングに基づいてモータ軸２２つまり出力軸１６の回転方向を検出し、トランクリッド１２が基準位置（例えば全閉位置）となったときを起点としてパルス信号をカウントつまり積算することによりトランクリッド１２の開度を検出するようになっている。なお、回転数センサ３４は多極着磁磁石とホールＩＣ３５ａ，３５ｂとを用いているが、これに限らず、レゾルバやロータリーエンコーダ等を用いても良い。
【００２３】
電動モータ１７の駆動制御はＥＣＵ３３により行われ、モータ軸２２の回転方向を正逆自在に制御することによりトランクリッド１２の開閉操作が行われる。上述の通り、出力軸１６に開閉アーム１３の他端が直接固定されることにより、開閉アーム１３の回転中心を出力軸１６の軸心に一致させる、つまり出力軸１６を回転中心として揺動させることができるとともに、トランクリッド１２が開閉アーム１３と一体として回転移動することによりトランクリッド１２の開度と出力軸１６の回転角度とを一致させることができる。これにより、トランクリッド１２の開閉角制御及び開閉角速度制御が容易となる。例えば、電動モータ１７の回転数が一定となるように制御すればトランクリッド１２を一定の速度で開閉することができる。
【００２４】
図６は電動モータの回転数を一定にしたときの単位回転パルスあたりのトランクリッド先端の回転方向への移動量とトランクリッド開度との関係を示す実験データであり、図７はトランクリッドを一定の速度で開閉させたときの電動モータの回転数とトランクリッド開度との関係を示す実験データである。なお、図６及び図７においては本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置を用いて開閉させたときの実験結果が太線で示され、従来のリンクを用いた自動開閉装置を用いて開閉させたときの実験データが細線で示されている。
【００２５】
従来のリンクを用いた自動開閉装置においては、トランクリッドの開度により変化するリンクの挟み角に応じてトランクリッド１２の開閉速度が変動してしまうことから、電動モータの回転数を一定にしたときの単位回転パルスあたりのトランクリッド先端の回転方向への移動量は、図６において細線で示されるように、トランクリッドの開き始めで大きくトランクリッド開度が大きくなるに従い徐々に減少し目標値に対して約６０％の幅で変動していた。そのため、トランクリッドを一定の速度で開閉させる場合には、リンクの挟み角に応じて、図７において細線で示されるように、電動モータ１７の回転数を約６３％の範囲で変動させる必要があり、制御性が悪く煩雑であった。
【００２６】
一方、本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置においては、出力軸１６と一体として回転する開閉アーム１３を介してトランクリッド１２を開閉することによりトランクリッド開度と出力軸１６の回転角度とが一致することから、電動モータ１７の回転数を一定にしたときのトランクリッド１２先端の回転方向への移動量は、図６において太線で示されるように、目標値に対して一定であり、トランクリッド１２を一定の速度で開閉させる場合には、図７において太線で示されるように、電動モータ１７の回転数が一定となるように制御すれば良いことが確認された。
【００２７】
このように、本発明の車両用自動開閉装置においては、トランクリッド１２の開度と出力軸１６の回転角度とを一致させることができるので、トランクリッド１２の開閉角制御及び開閉角速度制御が容易となり、制御性が格段に向上する。また、リンク又はロッドを用いることなくトランクリッド１２を開閉させることができ、部品点数の削減を図ることができる。
【００２８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本発明は車体に対して上下方向に移動自在に装着された開閉体であればテールゲート等の開閉体にも適用することができる。
【００２９】
また、本実施の形態においては、動力伝達制御機構としての電磁クラッチ１８を用いたが、機械式のクラッチ機構など、動力伝達力を断続制御できるものであれば、他の動力伝達制御機構を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置が設けられた車両の一部を後方から示す斜視図である。
【図２】図１に示すトランクリッドの全開状態を示す側面図である。
【図３】図１に示すトランクリッドの全閉状態を示す側面図である。
【図４】図１〜図３に示す車両用自動開閉装置の全体構成を示す斜視図である。
【図５】図１〜図４に示す車両用自動開閉装置の内部構造を説明するための説明図である。
【図６】電動モータの回転数を一定にしたときのトランクリッド先端の回転方向への移動量とトランクリッド開度との関係を示す実験データである。
【図７】トランクリッドを一定の速度で開閉させたときの電動モータの回転数とトランクリッド開度との関係を示す実験データである。
【符号の説明】
【００３１】
１０  車体
１１  トランクルーム
１２  トランクリッド（開閉体）
１３  開閉アーム
１４  ヒンジアーム
１５  電動アクチュエータ（駆動手段）
１６  出力軸
１６ａ  出力側端部
１７  電動モータ
１８  電磁クラッチ
１９  減速機構
２０  ケース
２１  フランジ（支持部）
２２  モータ軸
２３  ウォームホイール
２４  入力軸
２５  小歯車
２６  従動軸
２７  従動側摩擦板
２８  駆動側摩擦板
２９  中間軸
３０  大歯車
３１  大歯車
３２  小歯車
３３  ＥＣＵ
３４  回転数センサ
３５ａ，３５ｂ  ホールＩＣ
【図１】
2007016470.tif 000003
【図２】
2007016470.tif 000004
【図３】
2007016470.tif 000005
【図４】
2007016470.tif 000006
【図５】
2007016470.tif 000007
【図６】
2007016470.tif 000008
【図７】
2007016470.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月20日(2005.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2007016470.tif 000010
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2007016470.tif 000011