(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両におけるテールゲートの自動開閉システムであって、
出力ギアとなるピニオンギアと、該ピニオンギアに噛合するラックギアを形成したラック部材と、該ラック部材に外嵌して、該ラック部材の移動をガイドするガイド部材と、を有するラックアンドピニオン機構と、
前記テールゲートと前記ラック部材とを連結するリンク部材と、
を備え、
前記ラック部材においては、前記ラックギアが形成されたギア面と該ギア面と反対の面とに挟まれる左右一対の側部に凹部又は凸部からなる係合部を形成し、かつ前記リンク部材を連結するためのリンク取り付け座を前記ギア面と反対の面に形成し、前記ガイド部材においては、前記ラック部材の係合部に係合する被係合部を形成し、前記ラック部材の移動をこの係合部と被係合部との係合によってガイドさせる構成とし、
前記ラック部材の係合部または前記ガイド部材の被係合部の一方はＶ溝からなり、前記ガイド部材の被係合部または前記ラック部材の係合部の他方は前記Ｖ溝に向けて突出した山形形状部からなり、これら係合部と被係合部との間において、ラック部材の移動方向と直交する面方向の荷重を受けることが可能なように摺動部を設けたことを特徴とするテールゲートの自動開閉システム。
【請求項２】
前記ガイド部材は、その全長にわたって開口する、前記リンク取り付け座を通すための開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のテールゲートの自動開閉システム。
【請求項３】
前記摺動部はローラを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のテールゲートの自動開閉システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両におけるテールゲートを自動で開閉可能とする自動開閉システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テールゲートの自動開閉システムに関する従来技術として、特開２００１−２５３２４１号公報に開示された技術が挙げられる。当該技術は、モータの動力により回転するピニオンギアと、該ピニオンギアに噛合するラックギアが形成され、上下方向に移動するラックバーと、該ラックバーの移動をガイドする環状チャンネルとを有し、前記ラックバーとテールゲートとを連結するリンク部材を介してテールゲートを自動開閉する構成となっている。
【０００３】
前記環状チャンネルの側壁には、ピニオンギアとラックギアとを噛合させるべく窓部が切欠き形成されており、さらに、ラックバーとリンク部材との連結部位であるスタッドを挿通させるためのスロットが切欠き形成されている。そして、環状チャンネル内におけるラックバーの摺動運動を容易にするべく、ラックバーにＵ字シューを設ける技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記環状チャンネルはラックバーを支持可能とするべくその平断面形状が環状を呈した部材となっているが、当該形状では前記したように、側壁におけるピニオンギアとラックギアを噛合させるための窓部の切欠き形成、又はスタッド用のスロットの切欠き形成が必須となり、これら切欠き加工の工程を別途に要するという問題があった。
【０００５】
また、特開２００１−２５３２４１号公報にも示されているように、ラックバーの移動方向とリンク部材の軸方向とが平行でない場合には、ラックバーにおいて、その移動方向と直交する面の３６０度の方向にわたって荷重がかかるおそれがある。その場合、ラックバーの一側面側にのみ設けられる前記Ｕ字シューでは、この３６０度の方向にわたる荷重に対応できず、長期使用の場合には、摩耗によるがたつきが発生するおそれがある。例えば、ラックバーとリンク部材が大きな角度を形成した場合には、Ｕ字シューの一面側に大きく荷重がかかり、その一面側のみ摩耗が大きくなり、その一面側の摩耗によりがたつきが発生しやすくなる。
【０００６】
また、このようにＵ字シューの一面側のみ摩耗が大きくなると、この一面側と反対に位置した他面側のみの片すべりとなるので、偏荷重によりラックギアやピニオンギアの歯が欠けやすくなり、歯が欠けた場合にはラックバーの移動がスムースに行われないおそれがある。さらに、テールゲートの自動開閉システムでは、テールゲートと車体との間に人や物が挟まった際に駆動源（モータ）を自動的に停止させる機構を設けることが好ましいが、この場合、挟み込んだ状態を検知する手段としてはモータの回転数（パルス数）をピックアップする方法が一般的である。このような場合、前記したようにＵ字シューの片すべりに起因してラックギアやピニオンギアの歯が欠けた場合には、モータが空回りして的確な挟み込みの検知ができないおそれもある。
【０００７】
本発明は以上のような問題を解決するために創作されたものであり、ラックバーをガイドする部材として、従来のように環状のチャンネル部材として構成することなく且つ前記窓部又はスロットの加工工程を省略でき、さらに、ラックバーにその移動方向と直交する面方向の３６０度にわたって荷重が加わった際、当該荷重に対応可能となるテールゲートの自動開閉システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、車両におけるテールゲートの自動開閉システムであって、出力ギアとなるピニオンギアと、該ピニオンギアに噛合するラックギアを形成したラック部材と、該ラック部材に外嵌して、該ラック部材の移動をガイドするガイド部材と、を有するラックアンドピニオン機構と、前記テールゲートと前記ラック部材とを連結するリンク部材と、を備え、前記ラック部材においては、前記ラックギアが形成されたギア面と該ギア面と反対の面とに挟まれる左右一対の側部に凹部又は凸部からなる係合部を形成し、かつ前記リンク部材を連結するためのリンク取り付け座を前記ギア面と反対の面に形成し、前記ガイド部材においては、前記ラック部材の係合部に係合する被係合部を形成し、前記ラック部材の移動をこの係合部と被係合部との係合によってガイドさせる構成とし、前記ラック部材の係合部または前記ガイド部材の被係合部の一方はＶ溝からなり、前記ガイド部材の被係合部または前記ラック部材の係合部の他方は前記Ｖ溝に向けて突出した山形形状部からなり、これら係合部と被係合部との間において、ラック部材の移動方向と直交する面方向の荷重を受けることが可能なように摺動部を設けた。
【０００９】
当該構成により、ガイド部材の形状の設計自由度が広がることとなり、ガイド部材の平断面形状を環状として形成することなく、例えば、ピニオンギアとラックギアを噛合させる部位やスタッドを挿通させる部位を、ガイド部材の全長にわたって開口させた形状とすることで、窓部やスロットの切欠きの加工工程を省略でき、経済的な自動開閉システムとなる。
また、前記ラック部材の係合部または前記ガイド部材の被係合部の一方はＶ溝からなり、前記ガイド部材の被係合部または前記ラック部材の係合部の他方は前記Ｖ溝に向けて突出した山形形状部からなり、これら係合部と被係合部との間において、ラック部材の移動方向と直交する面方向の荷重を受けることが可能なように摺動部を設ける構成としたことにより、摩耗に起因するがたつきの発生が低減されるため、長期にわたりラック部材を安定した状態でガイド部材に沿って移動させることができ、自動開閉システムの信頼性が向上する。
【００１０】
前記ガイド部材をその全長にわたって開口する、前記リンク取り付け座を通すための開口部を有する構成とすれば、前記したように窓部やスロットの切欠きの加工工程を省略でき、経済的な自動開閉システムとなる。
【００１２】
さらに、前記摺動部にローラを備える構成とすれば、ラック部材の移動がよりスムースとなり、ラック部材とガイド部材との間のがたつきがさらに低減されることとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態で説明する車両はいわゆるワゴンタイプの車両であり、そのバックドア（以降、テールゲートという）を自動で開閉する自動開閉システムを備える。図１はこの自動開閉システムの側面説明図、図２は車両後方側から見た自動開閉システムの正面説明図であり、ともにテールゲートが開いた状態を示している。図３は図２におけるＡ方向から見た場合の自動開閉システムの側断面説明図（本図はラック部材が最下降位置に位置した状態、つまりテールゲートが閉じた状態を示す）、図４は自動開閉システムの外観斜視図（ガイド部材の中央部を破断した状態として示す）、図５は図３におけるＢ−Ｂ断面図、図６はローラの拡大斜視図である。
【００１４】
図１及び図２において、テールゲート１は、車体２に対して、ルーフ後端の近傍に位置した車両の幅方向に平行な回動軸（図示せず）回りに回動（開閉）自在に取り付けられている。このテールゲート１の自動開閉システム３は、図３及び図４も参照して（図３及び図４ではテールゲート１は図示せず）、出力ギアとなるピニオンギア４（図１及び図２では図示せず）と、ピニオンギア４に噛合するラックギア５ａ（図３及び図４参照）を形成したラック部材５と、ラック部材５の移動をガイドするレール状のガイド部材６とを有するラックアンドピニオン機構７と、テールゲート１とラック部材５とを連結するリンク部材８と、を備えた構成からなる。
【００１５】
図２から判るように、自動開閉システム３は、リアピラー（以降、Ｄピラー９という）の近傍内側において配設される。本実施形態では、車両左側のＤピラー９の側にのみ配設している。左右のＤピラー９の内側に一対として配設しても良いが、片側にのみ配設することで経済的な車両となる。特に、後記するように、ラック部材５の移動方向と直交する面方向３６０度にわたって発生する荷重を受けることが可能な摺動部を設けることで、自動開閉システム３の信頼性が向上するため、片側にのみ配設した場合であっても長期にわたってテールゲート１を安定して自動開閉できることとなる。
【００１６】
自動開閉システム３の駆動源となる電動モータ１０はブラケット１１等を介して車体２（具体的にはリアインサイドパネル等）に取り付けられており、電動モータ１０の回転力は図３に示すように、伝達ギア１２を介してピニオンギア４に伝達される。符号１３は減速機を示す。本実施形態では、ピニオンギア４は、車両の幅方向を回転軸方向として配設されている。なお、駆動源やこの駆動源に付随する装置の種類や構成等については本発明では特に限定されるものではない。
【００１７】
長尺の部材となるラック部材５は、ラックギア５ａが形成されたギア面を車両前方側に向けて配設され、前記ピニオンギア４と噛合する。図３及び図５に示すように、ガイド部材６には窓部６ａが矩形状に開口形成されていて、ピニオンギア４とラックギア５ａはこの窓部６ａを介して噛合する。ラック部材５とガイド部材６は略起立した状態で配設されるものであり、本実施形態においてはラック部材５とガイド部材６は、図１から判るように側面視して、上端部側が下端部側よりも車両後方側に位置するように傾斜した状態として、また、図２から判るように背面視して、上端部側が下端部側よりも車両中央側に位置するように傾斜した状態として配設されている。ガイド部材６はブラケット１１等を介して車体２（リアインサイドパネル等）に取り付けられている。
【００１８】
ラック部材５においてギア面と反対の面、つまり車両後方側に対向する面の上端部には、リンク取り付け座５ｂが突出形成されている。リンク部材８の下端側はこのリンク取り付け座５ｂにおいてラック部材５と連結する。リンク部材８の上端側は図１や図２に示すように、テールゲート１に連結している。本実施形態では、ラック部材５の長手方向を含む面とリンク部材８の軸方向を含む面とが平行ではないため、リンク部材８の挙動を許容するべく、リンク部材８の下端側及び上端側の連結部位は３次元ジョイント機構を有する。
【００１９】
３次元ジョイント機構としては、公知の構造、例えばボールジョイント機構等が適用できる。前記リンク取り付け座５ｂにはボールスタッド１４が形成され、そのボール部にリンク部材８の下端に形成したボールソケット１５が外嵌している。図示はしないが、リンク部材８の上端側におけるテールゲート１との連結部位も同様のボールジョイント機構を有している。
【００２０】
以上の構成により、電動モータ１０の駆動力によりピニオンギア４を正逆回転させることで、ラック部材５がガイド部材６にガイドされて上下方向に移動し、３次元的な挙動を許容されたリンク部材８を介してテールゲート１の開閉が行われる。
【００２１】
なお、ラック部材５の長手方向を含む面とリンク部材８の軸方向を含む面とを互いに平行にした場合、例えば、図２に示す背面視の状態において、ラック部材５及びリンク部材８を鉛直状に配設した場合などには、リンク部材８の連結部位は２次元の自由度を有する連結機構で構成できることとなる。しかし、この場合であっても、テールゲート１やラック部材５側の取り付け誤差等を考慮した場合には３次元ジョイント機構を用いることが望ましい。
【００２２】
また、本実施形態では、電動モータ１０の出力低減やテールゲート１の自動開閉と手動開閉との両立性を考慮し、図２に示すように、テールゲートの開口部の両側にガスダンパー１６を配設してある。勿論、ガスダンパー１６はその有無が適宜に選択され得る構成要素である。
【００２３】
さて本発明は、図５にも示すように、平断面形状に関し、ラック部材５においては、前記ラックギア５ａが形成されたギア面を挟んだ左右一対の側部に凹部又は凸部からなる係合部１７を形成するとともに、ガイド部材６においては、この係合部１７に係合する被係合部１８を形成して、ラック部材５の移動を係合部１７と被係合部１８との係合によってガイドさせる構成としてある。
【００２４】
図５では、ラック部材５に関し、ギア面を挟んだ左右一対の側面に形成される係合部１７として、ラック部材５の長手方向に沿って形成されるＶ溝から構成する一方、ガイド部材６の被係合部１８として、ガイド部材６の長手方向に沿って形成され、前記ラック部材５のＶ溝に向けて突出した山形形状部から構成した例を示している。つまり、ラック部材５において、その平断面形状を略鼓形状としたものである。Ｖ溝と山形形状部の各形成角度は共に対応した角度であり、図では略９０度として示してある。
【００２５】
このように、Ｖ溝と山形形状部が嵌合し合うことでラック部材５の移動がガイドされることとなる。これにより、ガイド部材６側においては、従来のように環状のチャンネル材として形成する必要がなくなり、例えば図５に示すように、ラック部材５のリンク取り付け座５ｂが形成された面に対向する部位において、図４からも判るようにガイド部材６の全長にわたって開口する開口部１９を有する構成とすることができる。また、例えばリンク取り付け座５ｂは設計変更によりラックギア５ａが形成されたギア面側の上端部に形成することも可能であり、この場合にはラック部材５のギア面に対向する部位（図５における窓部６ａが形成された面を指す）において、ガイド部材６の全長にわたって開口する開口部を有する構成とすることもできる。
【００２６】
これにより、従来のようにガイド部材６を環状のチャンネル部材とし、このチャンネル部材の側壁に、リンク部材８の連結部位となるリンク取り付け座５ｂを通すためのスロットを形成したり、ピニオンギア４とラックギア５ａとを噛合させるための窓部６ａを形成する加工工程を省略でき、経済的な自動開閉システム３となる。
【００２７】
また前記したように、ラック部材５の長手方向とリンク部材８の軸方向とは平行ではなく、テールゲート１の開閉の際には前記両方向の交差角度が変化するため、ラック部材５にはその移動方向と直交する面方向において、３６０度の方向にわたって荷重（負荷）が加わる。そこで、本実施形態では、係合部１７であるＶ溝と被係合部１８である山形形状部との間において、ラック部材５の移動方向と直交する面方向３６０度にわたって発生する荷重を受けることが可能なように摺動部を設ける構成としてある。
【００２８】
図４ないし図６は当該摺動部をローラ２０から構成した例を示している。ローラ２０の材質は特に限定されないが、例えば摩擦係数の小さい合成樹脂材料が好適である。ラック部材５には、各Ｖ溝の面に平行となるように、且つラック部材５の移動方向と直交するように軸２１（図５，図６）が設けられ、ローラ２０は各Ｖ溝の面と若干の隙間を有するようにして軸２１に回転自在に取り付けられている。ローラ２０は例えば図４に示すようにラック部材５の長手方向に関し適宜間隔をおいて複数設けられる。そして、各ローラ２０は図５に示すようにガイド部材６の山形形状部の各面に接する。なお、ローラ２０の取り付け態様は以上の態様に限られず、例えば、矩形状の孔部を形成した板状部材（図示せず）をラック部材５のＶ溝の面に固設し、或いはＶ溝の面に直接、矩形状の孔部を形成し、この孔部にローラ２０を回転可能となるように単に挿入した構造としても良い。
【００２９】
以上により、図５から判るように、平断面視してローラ２０は各Ｖ溝の面と各山形形状部の面が対向し合う４つの空間部において配設されることとなる。これにより、ラック部材５にその移動方向と直交する面方向において荷重が加わった際、各空間部に配置されたローラ２０が荷重を方向成分ごとに分散して受けることで、３６０度の方向にわたる荷重を受けることが可能となる。したがって、長期にわたりラック部材５を安定した状態でガイド部材６に沿って移動させることができ、自動開閉システム３の信頼性が向上する。なお、ローラ２０はガイド部材６側に取り付けることも可能である。
【００３０】
また、摺動部としてローラ２０を設ける構成とすることで、ラック部材５の移動がスムースとなり、摩耗に起因するラック部材５とガイド部材６との間のがたつき等も低減される。
【００３１】
図７はラック部材５の係合部１７及びガイド部材６の被係合部１８の形状変形例を示す図である。図７（ａ）は係合部１７として平断面矩形状の凹部を形成する一方、被係合部１８として該凹部に向けて突出するように平断面矩形状の凸部を形成した場合を示す。この場合も、各凹部の面と各凸部の面とが対向し合う各空間部（図では６つの空間部）に前記同様のローラ２０を配設すれば、ラック部材５にその移動方向と直交する面方向において荷重が加わった際、各空間部に配置されたローラ２０が荷重を方向成分ごとに分散して受けることで、３６０度の方向にわたる荷重を受けることが可能となる。
【００３２】
また、図７（ｂ）は係合部１７として外側に向けて山形に突出する突出部から構成する一方、被係合部１８として該突出部に対応するように外側に向けて山形に突出する突出部から構成した例を示す。この場合も、対向し合う面に挟まれた各空間部に前記同様のローラ２０を配設すれば、ラック部材５にその移動方向と直交する面方向において荷重が加わった際、各空間部に配置されたローラ２０が荷重を方向成分ごとに分散して受けることで、３６０度の方向にわたる荷重を受けることが可能となる。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、各構成要素のレイアウト、形状、個数等は、図面に記載したものに限定されず、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ガイド部材として従来のように環状のチャンネル部材とすることなく構成できるため、リンク部材の連結部位を通すためのスロットを形成したり、ピニオンギアとラックギアとを噛合させるための窓部を形成する加工工程を省略でき、経済的な自動開閉システムとなる。また、ラック部材にその移動方向と直交する面方向において荷重が加わった際、摺動部にて３６０度の方向にわたる荷重を受けることが可能となり、自動開閉システムの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるテールゲートの自動開閉システムの側面説明図である。
【図２】車両後方側から見た自動開閉システムの正面説明図である。
【図３】図２におけるＡ方向から見た場合の自動開閉システムの側断面説明図である。
【図４】自動開閉システムの外観斜視図である。
【図５】図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図６】ローラの拡大斜視図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は共に係合部及び被係合部の形状変形例を示す平断面説明図である。
【符号の説明】
１      テールゲート
２      車体
３      自動開閉システム
４      ピニオンギア
５      ラック部材
５ａ    ラックギア
６      ガイド部材
７      ラックアンドピニオン機構
８      リンク部材
１７      係合部
１８      被係合部
１９      開口部
２０      ローラ
【図１】
0004084579.tif 000002
【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】
0004084579.tif 000007
【図７】
0004084579.tif 000008