JP2000513419A - 扉用揺動制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 鉛直線に対する扉の揺動軸線の異なる傾斜で制動トルクの連続して累進的な推移を持つ揺動制動装置を持つ扉において、制動トルクを意図された範囲に保つため、この制動トルクの制動規則が、特に扉の意図しない閉鎖を行うトルクに関して、扉の揺動角にわたるこの制動トルクの有利な推移のために与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】 扉用揺動制動装置 本発明は、例えば自動車扉用のように鉛直線に対して揺動軸線の傾斜が変化す る扉用揺動制動装置に関する。 ドイツ連邦共和国特許第４４０６８２４号明細書には揺動抑制装置を持つ蝶番 が記載されており、この蝶番は、蝶番ピン上及び蝶番ピンを支持する部分内の円 形楔輪郭により、これら支持部分の摩擦及び／又は弾性変形によって、扉の揺動 を抑制する。それにより扉は、その開放角範囲のすべての揺動位置において、自 己保持される。 特に自動車の扉には、縦方向又は横方向に傾斜して停止している自動車でも扉 がひとりでに故意でなしには閉じない、という要求が課される。この閉鎖を開始 するトルクの大きさ及び閉じる扉が受ける運動エネルギーは、扉の開放角及び質 量のほかに、空間における扉の揺動軸線の位置、従って傾斜して停止している自 動車の傾斜に著しく関係する。現在まだ許容されている前で枢着される扉を前提 として、上り坂で停止している車両では、閉鎖トルクは開放角の減少と共に減少 し、横に傾斜して停止している車両（上り坂にある扉）では増大する。 揺動抑制により生じる制動トルクに、扉の逆の運動の際、縦軸線の回りに傾斜 して停止している車両の特に山側にある扉の開放の際、打勝たねばならないので 、この制動トルクは大きすぎてはならない。 従って揺動制動装置の制動作用のための制動規則を提示し、この制動規則によ り一部は互いに矛盾するこれらの要求をできるだけ満たすことができるようにす るという課題が、本発明に課された。本発明は請求項１の特徴に示される一般的 な制動規則によりこの課題を解決する。この制動規則によれば、揺動装置の制動 トルクの多少任意の推移が、同様に仮定される初期値と最終値との間でとられる のではなく、扉の重量、扉の重心の揺動腕、揺動角等のようなパラメータにより 鉛直線に対する揺動軸線の最大傾斜において決定される扉のトルクの推移に合わ されている推移がとられる。このパラメータは扉毎に非常に異なることがあるの で、制動トルクの推移の規定に先行して、扉のトルクの推移を求めねばならない 。 扉を開く際車両が傾斜して停止していると、横軸線の周りの傾斜が特にしばし ば問題であり、従って車両が上り坂又は下り坂で停止している。従ってこの場合 制動トルクが扉のトルクをすべての揺動位置で超過していると、揺動制動装置の 制動トルクの有利な推移が既に与えられている。それにより少なくとも上り坂で 停止している車両の位置エネルギーが、この場合危険のない特に熱エネルギーに 変換されるようにすることができる。 縦軸線の周りにおける車両の傾斜により現れるトルクも考慮するため、別の構 成では、扉の最大開放角における制動トルクが、横軸線の周りの傾斜から生じる トルクを、縦軸線の周りの傾斜から生じるトルクだけ超過しているようにする。 制動トルクが、縦軸線の周りの傾斜から生じるトルクを、制動トルクの推移の 中間範囲において、初期範囲及び最終範囲におけるより著しく超過していると、 トルクの特に有利な補償が行われる。 扉を開く際の初期制動トルクは、このために必要な力を大きすぎるようにさせ ないため、特定の値を超過しないようにする。この範囲で、縦軸線の周りに傾斜 して停止している車両の山側にある扉のトルクは最大である。しかし閉鎖の際運 動エネルギーの確立のために利用可能な行程は小さいので、この範囲において揺 動制動装置の揺動力を扉のトルクより低下させることは許容できるものと思われ る。 扉の最大開放角における揺動制動装置の制動トルクの最終値のために、横軸線 の周り及び縦軸線の周りに最大に傾斜して停止している車両において扉に作用す るトルクの和に等しいトルクが有利なことがわかった。 自動車扉の意図しない自動的な閉鎖を防止するか又は少なくとも抑制するとい う課題が、まず本発明に課された。なぜならば、これにより特に乗客の脚の負傷 が起こることがあるからである。しかし自動車扉の意図しない自動的な開放も、 そのそばに停止している車両の損傷を生じることがある。 下り坂で停止し従って横軸線の周りに前方へ傾斜している車両の扉の開放は、 扉のトルクを超過する制動トルクによりすべての場合防止される。縦軸線の周り に傾斜している車両の谷側にある扉の開放は、例として示されかつ説明される場 合において、約３５°の開放角まで阻止されない。この角まで、扉の位置エネル ギーが運動エネルギーに変換されるが、この運動エネルギーはトルクを著しく超 過する制動トルクにより受止められる。 本発明により求められる制動トルクの推移は、異なる構造の揺動制動装置にお いて実現することができる。以下に例として扉蝶番にある４つの異なる構成の揺 動制動装置が示されかつ説明され、かつ従属請求項の対象とされる。しかし蝶番 とは別個の例えば制動湾曲片の揺動制動装置にも、本発明の制動規則により揺動 行程にわたる制動トルクの推移を与えることができる。 鉛直線に対して揺動軸線が変化する扉は、自動車のほかに例えば船舶にも存在 する。従って次の説明は自動車扉において例としてのみ行なわれ、取扱いにおい て一般に周知のこれらの自動車扉について、揺動制動装置の機能に合った寸法設 定の効果が特に明らかに示されている。 図面には、線図及び適当な揺動制動装置の若干の実施例により本発明が示され ている。詳細には、 図１は表われるトルクの線図を揺動角に関して示し、 図２は縦軸線の周りに傾斜して停止している乗用自動車の正面図を示し、 図３は図２の乗用自動車の扉に作用するトルクの概略図を示し、 図４は円形楔の形の揺動制動装置を持つ蝶番の一部を切欠いた正面図を示し、 図５は図４の矢印で示す切断面における蝶番の拡大断面を示し、 図６は多板制動装置の形の揺動制動装置を持つ蝶番の一部を切欠いた正面図を 示し、 図７は図６の矢印で示す切断面における蝶番の拡大断面を示し、 図８はスリツトを切られて狭くできる支持環の形の揺動制動装置を持つ蝶番の 正面図を示し、 図９は図８の矢印で示す切断面における蝶番の拡大断面を示し、 図１０は円錐制動装置の形の揺動制動装置を持つ蝶番の一部を切欠いた正面図 を示している。 図１の線図において、横軸１は扉の揺動角を示し、縦軸２は扉に作用するトル ク及び揺動制動装置の制動トルクを示している。図２に示す乗用自動車９の扉７ 及び８のトルクが記入されている。扉の閉鎖位置は０°で示され、最大開放は７ ０°と仮定されている。示されている値は、特定の車両について求められた値で ある。これらの値が他の適用事例についてそこで与えられる事情に応じて異なっ た所にあってもよく、そのつど求められねばならないことは明らかである。 乗用自動車はその縦軸線の周りに傾斜して示されているが、図１の線図には縦 軸線及び横軸線の周りの傾斜の際のトルクが記入されている。車両の考慮すべき 傾斜について、著名な製造者は、車両の縦軸線及び横軸線において水平線に対す る１４°から出発している。自動車扉の最大開放角は一般に約７０°である。 線３は、上り坂で停止している車両９従って横軸線の周りの傾斜において、前 で枢着される扉７，８を閉じさせる（矢印Ａ）か又は開かせ（矢印Ｂ）ようとす るモーメントの推移を示している。開放角の増大と共に増大するこのモーメント （以下トルクと称する）に、とりわけ扉の重量、扉の重心とその揺動軸線との距 離、及び車両が動きかつ車両９のそのつどの傾斜により決定される面の傾斜が、 蝶番の摩耗及び場合によっては風力のような外部の影響のようなパラメータに加 えて、含まれる。線３は、自動車９のよく知られている種類の扉７，８の揺動範 囲にわたるトルクの典型的な推移を示している。しかし車両扉に作用するトルク は非常に広い範囲で変化するので、すべての事情をある程度考慮する揺動制動装 置の制動作用の大きさ設定を見出すことは困難である。 扉７，８がその揺動範囲のすべての開放角で自動停止するようにするため、揺 動制動装置の制動トルクが理想的に鎖線４の推移に従って扉のトルク３より常に 上にある。水平に停止している車両９ではトルクは生じないので、この場合扉を 閉じる際全制動力に打勝たねばならない。しかし特に上り坂で停止している車の 扉を開く際、トルクだけでなく制動トルクにも打勝たねばならない。このために 必要な力を特に婦人の乗客に対して大きく増大させすぎないようにするため、制 動力はトルクよりあまり上にないようにする。このための好都合な値として、約 ５Ｎｍのトルクがよいことがわかった。与えられた実施例では、約３０Ｎｍへの 制動トルクが有利なことがわかった。 縦軸線の周りに傾斜して停止している図２の車両では、図３に記入した力の三 角形からわかるように、扉７，８の揺動範囲にわたるトルクの推移が反転し、線 ５に従って扉の開放角の増大と共にトルクが減少する。このトルク５の推移は、 矢印Ｃの方向に山側の扉７の閉鎖に相当し、矢印Ｄの方向に谷側の扉８の開放に 相当している。力の三角形において矢印１０は、谷側に作用するトルクを示し、 このトルクは扉を閉じる際これに作用するトルクに等しい。完全に（約７０°だ け）開かれる扉では、このトルクは図１の線図のトルク５まで減少する。図２に 記入した力の三角形からわかるように、このトルク５は、山側にある扉７を閉じ させようとし、谷側にある扉８を開かせようとする。 このトルク５は、大きい開放角では、線４による制動トルクの推移により確実 に覆われる。しかし約３５°より小さい開放角では、トルクは線４と５との間に ある範囲で制動トルクを超過する。 しかしこの範囲でもトルクを越える制動トルクの増大は、ちようどこの開放運 動初めにおいて扉７，８の開放に必要な力を望ましくないように強く増大させる ので、トルクが制動トルクをこのように超過することは甘受される。制動トルク が二点鎖線６に従って推移し、中間範囲で線４による推移に比べて著しく増大し ていると、制動トルクの超過を著しく減少することができる。 全体として、この制動規則を考慮すると、特性曲線４又は６による制動力の有 利な推移が得られ、この制動力により扉は開放位置に保持され、扉の揺動運動は 、その全揺動範囲にわたって制動仕事に操作仕事の大部分を消費すること即ち熱 への変換により制動され、開放力は望ましい範囲に保たれる。 制動トルクのこのような推移は、異なる種類の揺動装置により得ることができ る。本発明による蝶番に適した４つの実施例が以下に説明される。別の実施例も 可能であり、この選択が完全性を要求しないことは明らかである。 図４及び５によれば、蝶番１１は第１の蝶番羽根１２を持ち、ねじ１４による 締付けにより蝶番ピン１３がカラー１５へ取付けられている。蝶番ピン１３の揺 動範囲１６で、第２の蝶番羽根１７が回転可能であり、ナツト１８により止めら れている。穴１９を通るねじにより、蝶番羽根１２又は１７を車両８の車体又は その扉７又は８に結合することができる。 揺動範囲１６は、蝶番ピン１３及び蝶番羽根１７に、互いに合わされる円形楔 の形の輪郭２０，２１を持っている。本発明の意味における円形楔輪郭は、蝶番 ピン１３上の仮想円筒面から周方向に次第に半径方向へ上昇しかつ周方向に等間 隔にずれた楔２２、及びそれに対応して蝶番羽根１７に設けられて少し大きい直 径の仮想円筒面から半径方向内方へ上昇する楔２３を意味し、これらの楔はそれ ぞれ再び急峻に円筒面へ下降している。これらの輪郭２０，２１は蝶番１１をは めるのを可能にする継目遊隙を持ち、蝶番ピン１３を初期位置へ回す際この継目 遊隙が解消される。この初期位置から始まって、蝶番１１の揺動の際、楔２２， ２３の背部が増大する面圧で互いに滑り、それにより蝶番の揺動運動を次第に制 動する。互いに滑る楔２２，２３の背部の純線接触は、これらの背部の面の上昇 が本発明により対数らせんに従っていると、回避される。 このような蝶番の制動作用を決定しかつこれらの制動作用の大きさ設定のため に目的に合わせて選択されて互いに合わされるパラメータは特に 楔２２，２３の数、 楔の勾配、 蝶番１１の軸線方向における楔の長さ、 互いに滑る楔面の摩擦係数、 制動作用の開始を決定する楔の継目遊隙、 互いに係合する部分の弾性係数 である。制動作用へのこれらのパラメータの影響は、最初にあげた特許明細書に 説明されており、その点でこの特許明細書が参照される。 この揺動制動装置の制動作用即ち制動効果は、蝶番ピン１３を回すことによっ て変化することができ、それにより初期位置における円形楔２２，２３の間の面 圧従って蝶番の揺動の際における面圧の増大、及びその結果として制動トルクの 大きさが変化される。このため蝶番羽根１２における蝶番ピン１３の取付けは、 ねじ１４をゆるめることによってゆるめられ、スパナ面２５に係合する工具によ り蝶番ピン１３が回される。 図６及び７によれば、揺動制動装置は多板制動装置として構成されている。揺 動範囲１６の区域は、蝶番ピン１３及び蝶番羽根１７に歯切り部２６，２７を持 ち、これらの歯切り部２６，２７に、内縁又は外縁に対応する歯切り部を備えた 多数の環状制動２８，２９が案内されている。蝶番羽根１７の歯切り部２７には 傾斜円板３０も案内され、この傾斜円板の傾斜面３１はカラー１５の下端面にあ る対応する傾斜面３２と共同作用する。従って制動円板２８，２９は相対回転し ないように交互に蝶番ピン１３又は蝶番羽根１７に結合され、蝶番１１の揺動の 際相対回転する。傾斜円板３０とは反対の板積層体の側には、皿ばね３３が設け られている。 蝶番の揺動の際傾斜面３１，３２は互いに滑り、制動板２８，２９を皿ばね３ ３の作用に抗して次第に強く互いに押付けるので、蝶番の揺動角の増大と共に制 動作用が増大する。この制動作用も、図４及び５の実施例について前述したよう に、蝶番羽根１７内における蝶番ピン１３の回転によって変化することができる 。それにより傾斜面３１，３２の初期位置及びこれを介して制動作用が変化され る。 蝶番ピン１３がゼーゲルクリツプ３４により蝶番羽根１２及び１７に固定され かつ溝及びキー３５により蝶番羽根１２に相互回転しないようにされている図８ 及び９の実施例８及び９では、揺動制動装置２４は、開くように構成されて間隙 ４０を持つ蝶番羽根１７の支持環により形成される。蝶番ピン１３上には環状歯 車３６が相対回転しないように取付けられて、歯車３７にかみ合っている。この 歯車３７は、蝶番羽根１７にある軸受３９内で回転可能な軸３８上にはまってい る。軸３８にはカムが設けられて、蝶番羽根１７の支持環の自由端４２を押して いる。 蝶番１１の揺動の際、蝶番ピン１３に結合される環状歯車３６及び歯車３７に より軸３８及びカム４１が回され、それによりカム４１が蝶番羽根１７の支持環 の自由端を次第に押し、この支持環を狭める。それによりこの軸受における摩擦 従って制動トルクが次第に増大する。制動トルクの推移は、カム４１の形状によ って選ぶことができる。 最後に図１０には、円錐制動装置としての揺動制動装置２４の実施例が示され ている。蝶番羽根１７の支持環も蝶番ピン１３も揺動範囲で円錐状に構成され、 蝶番の揺動の際これらの円錐面上で滑る。蝶番羽根１７の支持環は円板４３上に 支持され、この円板に接する皿ばね３３は傾斜円板４４の他方の側にある。この 傾斜円板４４は、蝶板羽根１７の支持環をこの範囲で多角形に構成することによ り、相対回転しないけれども軸線方向移動可能にこの支持環内に案内されている 。傾斜円板４４の傾斜面３２には、蝶番ピン１３のねじを備えた端部範囲にナツ ト１８により相対回転しないように取付けられている傾斜円板４５の傾斜面３１ が接している。 蝶番１１の揺動の際、傾斜面３１，３２は互いに滑り、蝶番羽根１７の円錐状 支持環を、皿ばね３３へ次第に荷重をかけながら、蝶番ピン１３の円錐状支持範 囲へ次第に強く押付け、それにより制動作用が高められる。制動トルクは、ここ ではナツト１８を介して皿ばね３３の予荷重により決定可能である。 図６，７及び１０の実施例では、揺動制動装置２４の制動トルクの推移は、皿 ばね３３の選択と傾斜面３１，３２の傾斜の推移とによって決定し、蝶番ピン１ ３の回転によって変化することができる。例えば揺動角の増大と共に減少するこ の傾斜面の傾斜は、図１の線６による制動トルクの増大をゆるやかにする。 符号のリスト １ 横軸 ２ 縦軸 ３ トルクの推移 ４ 制動トルクの推移 ５ トルクの推移 ６ 制動トルクの推移 ７，８ 扉 ９ 乗用自動車 １０ トルク １１ 蝶番 １２ 第１の蝶番羽根 １３ 蝶番ピン １４ ねじ １５ カラー １６ 支持範囲 １７ 第２の蝶番羽根 １８ ナツト １９ 穴 ２０，２１ 輪郭 ２２，２３ 楔 ２４ 揺動制動装置 ２５ スパナ面 ２６，２７ 歯切り部 ２８，２９ 制動板 ３０ 傾斜円板 ３１，３２ 傾斜面 ３３ 皿ばね ３４ ゼーゲルクリツプ ３５ キー ３６ 環状歯車 ３７ 歯車 ３８ 軸 ３９ 軸受 ４０ 間隙 ４１ カム ４２ 支持環の自由端 ４３ 円板 ４４，４５ 傾斜円板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 例えば自動車扉用のように鉛直線に対して揺動軸線の傾斜が変化する扉用 の揺動制動装置において、揺動制動装置（２４）の制動トルク（４，６）の 推移が、鉛直線に対する扉の揺動軸線の最大傾斜において、扉（７，７’） の揺動角にわたって扉のトルク（３，５）の推移に合わされていることを特 徴とする、扉用揺動制動装置。 ２ 特に車両の横軸線の周りの傾斜をとることができる車両の扉（７，７’） 用の揺動制動装置において、揺動制動装置（２４）の制動トルク（４，６） が、横軸線の周りにおける車両の傾斜の際、扉のトルク（３）を常に超過し ていることを特徴とする、請求項１に記載の揺動制動装置。 ３ 特に車両の縦軸線の周り及び横軸線の周りの傾斜をとることができる車両 の扉用の揺動制動装置において、揺動制動装置（２４）の制動トルク（４） が、扉の最大開放角、及び横軸線及び縦軸線の周りの車両の最大傾斜におい て、この位置における縦軸線及び横軸線の周りの傾斜から扉のトルク（３， ５）の和と少なくとも同じ大きさであることを特徴とする、請求項１及び２ に記載の揺動制動装置。 ４ 揺動制動装置（２４）の制動トルク（４）が、横軸線の周りの車両の傾斜 の際、扉のトルク（３）を扉の揺動角の中間範囲において、揺動角の下部範 囲及び上部範囲におけるより大きく超過していることを特徴とする、請求項 ３に記載の揺動制動装置。 ５ 揺動制動装置（２４）が、蝶番ピン（１３）及び蝶番ばね（１７）にあっ て互いに合わされる円形楔輪郭（２０，２１）として構成されていることを 特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の揺動制動装置。（図４及び５） ６ 揺動制動装置（２４）が多板制動装置として構成され、かつ揺動角の増大 と共に制動板（２８，２９）の押付けを増大する装置（１５，３０，３１， ３２）を持っていることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の揺動制 動装置(図６及び７)。 ７ 蝶番制動装置（２４）が摩擦制動装置として構成され、かつ揺動角の増大 と共に摩擦する部分（１３，１７）の押付けを増大する装置（３６，３７， ３８，４１）を持っていることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の 揺動制動装置。 ８ 蝶番制動装置（２４）が円錐制動装置として構成され、かつ揺動角の増大 と共に支持円錐の相互押付けを増大する装置（４４，４５）を持っているこ とを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の揺動制動装置(図１０)。