JP2004138245A - 無段階型ロック装置 - Google Patents

Abstract

　【課題】所要の構造スペースを減少させることができ，製造，取り付け及びメインテナンスが簡単な無段階型ロック装置を提案する。
【解決手段】本発明による無段階型ロック装置は，ハウジング（５）と，ハウジングの外側で回動可能に配置されると共にハウジング内に突出するシャフト（６）と，ハウジング内に配置され，流体が充填された作動室１０と，作動室に設けられた可動ピストン（１２，１３）及びロック弁（２１，２２）とを具える。作動室（１０）は互いに連通可能とされた２個のチャンバ（８，９）を具える。ピストン（１２，１３）がチャンバ（８，９）内で変位可能に案内されると共に斜板カム（１６）により駆動可能とされている。各チャンバ（８，９）の制御手段（１９，２０）がロック弁（２１，２２）を介してチャンバ（８，９）を作動室（１０）に連通可能とし，開放バルブ（２３，２４）を介して作動室（１０）をチャンバ（８，９）に連通可能とする。
【選択図】図２

Description

　本発明は，ハウジングと，ハウジングの外側で回動可能に配置されると共にハウジング内に突出するシャフトと，ハウジング内に配置され，流体が充填された作動室と，作動室に設けられた可動ピストン及びロック弁とを具える無段階型ロック装置に関するものである。このロック装置は，自動車ドア等の旋回可能として設けた部材に使用される。

　上述の構成を有する無段階型ロック装置においては，軸線方向に可動としたピストンロッドをシリンダ内に配置するのが一般的である。このシリンダの作動室には流体を充填する。ピストンロッドにはロック弁が設けられ，このロック弁がピストンロッド及びロック装置の無段階的な拘束を可能にする。ロック弁は，ピストンロッドの他端に作用する調整素子により作動する。ピストンロッドに配置した伝達部材を介して調整素子をロック弁に結合する。ロック装置は過大な力が作用する際に損傷を生じる恐れがあるため，付加的な安全弁によりロック装置を損傷から保護する。シリンダから突出したピストンロッドの端部に設けられた受け部材を介して，ロック装置を旋回する第１構造部材に結合する。ピストンロッドに対向するシリンダ端部にも受け部材を設け，この受け部材を介してロック装置を第２構造部材に固定する。この第２構造部材には旋回する構造部材を同様に結合する。したがって，ロック装置は，その軸線方向延長線上で旋回する構造部材の旋回軸線に対して直角に配置される。

　ロック装置は，軸線方向の延長線上にシリンダ，ピストンロッドを具える構造とするため，相当に大きな全長となる。ピストンロッドにより実行されるピストン行程を考慮する必要があるため，ロック装置に不可欠な構造スペースは著しく大きくなる。特に自動車ドアの場合，ロック装置は基本的にドア内部に配置されるため，ロック装置に必要な構造スペースを他の装置のために活用することができない。中空のピストンロッドと，その内部に配置した構造部材とを具える機構は複雑であるために故障しやすい。多数の構造部材を具えることは，ロック装置の製造及び取り付けに係る費用の増加につながる。

　本発明の課題は，所要の構造スペースを減少させることができ，製造，取り付け及びメインテナンスが簡単な無段階型ロック装置を提案することにある。

　この課題を解決するため，本発明は，ハウジングと，ハウジングの外側で回動可能に配置されると共にハウジング内に突出するシャフトと，ハウジング内に配置され，流体が充填された作動室と，作動室に設けられた可動ピストン及びロック弁とを具える無段階型ロック装置において，作動室が互いに連通可能とされた２個のチャンバを具え，ピストンがチャンバ内で変位可能に案内されると共に斜板カムにより駆動可能とされ，各チャンバの制御手段がロック弁を介してチャンバを作動室に連通可能とし，開放バルブを介して作動室をチャンバに連通可能とすることを特徴とするものである。

　本発明は，少数の構造部材を具え，確実に機能すると共に構成が簡単なロック装置を実現できる点で有利である。作動室内にチャンバを配置することにより，軸線方向延長線上の構造寸法を減少することができる。したがって，ロック装置は極めてコンパクトとなり，多くの用途に適用可能となる。少数の構造部材に止めることにより，ロック装置の製造及び取り付けに係る費用が低く抑えられる。本発明に係るロック装置の構造は，旋回部分の外側に配置することを可能にするため，旋回部分の内部スペースを他の機構及び／又は構造部材のために活用することができる。

　ロック装置を作動するために，シャフトを調整部材に結合し，この調整部材をシャフトに対して直角に配置する。それにより，ロック装置を旋回部分の旋回軸線内に配置するか，又は旋回軸線に対して平行に配置することができる。更に，コンパクト構造としたロック装置はヒンジ領域内に配置可能であるため，本発明によるロック装置は専ら既存の構造スペースを利用することが可能である。特に好適な実施形態においては，ヒンジを調整部材として使用する。

　制御手段は，ロック弁及び開放バルブとを具える。好適な実施形態においては，他方のチャンバに向けて開放するばね負荷された逆止弁をロック弁とする。この構成により，ロック装置の応答性を向上することが可能となる。ロック弁を開放するための圧力は，ピストンと制御手段との間に存在する流体にのみ生じる必要がある。ばねを具えたロック弁により，流体は所定の圧力を超えたときに一方のチャンバから他方のチャンバへ移行する。更に，ロック状態では大きな保持力が確保される。ロック弁を適切に構成することにより，ロック装置のスムーズな動作特性を実現することが可能となる。

　開放バルブは，他方のチャンバから押し出された流体を流入可能とする。同時に，一方のチャンバから押し出された流体は，専らロック弁を経てチャンバから確実に流出する。

　チャンバ間における流体の流れを可能とするため，両チャンバは作動室の通路を経て互いに連通させる。

　流体を両ピストン間で加圧すれば，特に良好な流体の流れが達成される。

　ピストンを斜板カムと恒久的に接触させれば，一方ではピストンの確実な復帰変位が達成され，他方では両ピストンが旋回方向に係わり無く流体を加圧する。一方のチャンバ内に進入するピストンが流体に正圧を及ぼすのに対し，他方のチャンバから退去するピストンは他方の室内に負圧を生じる。両ピストンが流体の流れをバックアップするため，特に平滑な動作特性を有するロック装置が実現可能となる。

　ピストンをばねにより斜板カムに対して附勢すれば，ピストンと斜板カムとの恒久的な接触が確保される。ばねはコイルばね又は皿ばねとすることができる。ばねをチャンバ内に配置すると共に制御手段に対して支持すれば，ロック装置は構造的に極めて簡単となる。

　特に，係止結合又は差込結合等の形状結合によりピストンを斜板カムに結合すれば，ばねを使用する必要がなくなる。ピストン端部と斜板カムとの間の自由な相対運動を可能とするため，ピストン端部を球状又は円錐状として形成する。ピストン端部は，対応して形成した受け部材で斜板カムに担持される。

　両ピストン間に最大可能なストロークを確保するために，両ピストンを斜板カムの中心から大きく離間させて斜板カム上に配置する。両ピストンが斜板カム上で１８０°の角度間隔を有する場合には，ピストンの逆方向運動が実現する。非圧縮性流体が特に好適である。非圧縮性流体は実質的に遅滞なく圧力を生じるからである。

　ロック装置に用いる旋回部分の旋回角度は，特定の周辺条件下で過小となることがある。そのような場合，ピストン行程は制御手段を作動させるのに不十分となる。したがって，旋回運動を斜板カムの大きな回転運動に変換する伝達手段を具えるのが有利である。

　伝動装置は，斜板カムとシャフトとの間のみならず，シャフトと，シャフトを作動するための調整部材との間にも配置することができる。

　ハウジング内に伝達手段を配置すれば，伝達手段を環境の影響に対して確実に保護することが可能である。他方，伝達手段をハウジングの外部に配置すれば，既存のロック装置に伝達手段を容易に追加装備することができる。この場合，付加的なハウジングが外的影響から伝動装置を保護する。

　温度が影響するため，ロック装置はハウジング内の，ばね負荷された逆止弁に作用する圧力比を変えることができる。ピストンの反対側で作動室内に存在するガスによる温度補償により，ハウジング内に一定の圧力比を極めて容易に実現することができる。その結果，ロック装置は常に同一の特性を発揮する。ガスと流体との間の反応は，両者間にダイヤフラムを配置することで容易に回避することができる。

　ガスを両チャンバ間の通路内に封入すれば，ガスを構造的に極めて簡便に配置することが可能となる。

　以下，本発明を図示の実施形態について更に具体的に説明する。

　図１は，ヒンジ２を用いて車体３に旋回可能として固定した自動車ドア１の一部を示す。ヒンジ２の上方で，無段階型ロック装置４を自動車ドア１の旋回軸線内で車体３に配置する。ロック装置４はハウジング５を具え，このハウジング５をシャフト６が貫通する。シャフト６は調整部材７を通じて自動車ドア１に結合するため，ドア１を旋回させると，シャフト６が回動する。

　図２に示したロック装置４のハウジング５内には，２個のチャンバ８，９から成る作動室１０が配置され，この作動室１０には流体１１が充填されている。チャンバ８，９には各１本のピストン１２，１３を変位可能に配置する。チャンバ８，９の外側に配置されたピストン１２，１３の端部１４，１５は，斜板カム１６に結合する。斜板カム１６は，シャフト６を介して調整部材７と結合し，自動車ドアの旋回運動に際して調整部材７がシャフト６を回動させる。ピストン１２，１３と斜板カム１６との恒久的な接触を確実とするために，ピストン１２，１３は各１個のばね１７，１８により斜板カム１６に対して附勢される。

　各チャンバ８，９には制御手段１９，２０を配置する。各制御手段１９，２０にはロック弁２１，２２と開放バルブ２３，２４とを配置する。簡単な逆止弁とするバルブ２３，２４は，各チャンバ８，９に設けたピストンに向けて開放する。それに対してロック弁２１，２２は，ばね負荷されて他方のチャンバに向けて開放する。両チャンバ８，９を，遷移部２５を経て互いに連通することにより，作動室１０の流体１１は両チャンバ８，９間で流動する。遷移部２５では，流体１１の上方にガス２６が存在し，このガス２６はダイヤフラム２７により流体１１から分離されている。

　図示の配置では自動車ドア１が閉じている。この位置では斜板カム１６の位置が決定され，ピストン１３はチャンバ９内の上死点に位置する。それに対し，ピストン１２はチャンバ８内の下死点に位置する。全てのバルブ２１〜２４は閉鎖している。ばね負荷されたロック弁２１，２２がチャンバ８，９間における流体の流れを防止するため，ロック装置４はロック状態にある。自動車ドア１が旋回すると，シャフト６及び斜板カム１６が回動する。ばね１７，１８によりピストン１２，１３が斜板カム１６に対して附勢されるため，ピストン１２はチャンバ８に進入する。他方のピストン１３は，それとは反対の特性を有する。ピストン１２がチャンバ８に向けて移動することで生じる圧力は，制御手段１９内でロック弁２１を開放する。一方の開放バルブ２３は閉じたままである。ロック弁が開放すると，直ちにロック装置４のロック状態が解除される。流体１１は，ロック弁２１及び通路２５を経てチャンバ９へ流入する。流体は，開放バルブ２４によりのみ制御手段２０を通過することができる。加えて，ピストン１３の運動により，流体１１のチャンバ９からの流れがバックアップされる。

本発明によるロック装置の一実施形態を取付状態で示す略図である。 図１に示したロック装置を示す線図的な断面図である。

符号の説明

　１　自動車ドア
　２　ヒンジ
　３　車体
　４　ロック装置
　５　ハウジング
　６　シャフト
　７　調整部材
　８，９　チャンバ
　１０　作動室
　１１　流体
　１２，１３　ピストン
　１４，１５　端部
　１６　斜板カム
　１７，１８　ばね
　１９，２０　制御手段
　２１，２２　ロック弁
　２３，２４　開放バルブ
　２５　遷移部
　２６　ガス
　２７　ダイヤフラム

Claims (15)

1. 　ハウジングと，ハウジングの外側で回動可能に配置されると共にハウジング内に突出するシャフトと，ハウジング内に配置され，流体が充填された作動室と，作動室に設けられた可動ピストン及びロック弁とを具える無段階型ロック装置において，
   　作動室（１０）が互いに連通可能とされた２個のチャンバ（８，９）を具え，ピストン（１２，１３）がチャンバ（８，９）内で変位可能に案内されると共に斜板カム（１６）により駆動可能とされ，各チャンバ（８，９）の制御手段（１９，２０）がロック弁（２１，２２）を介してチャンバ（８，９）を作動室（１０）に連通可能とし，開放バルブ（２３，２４）を介して作動室（１０）をチャンバ（８，９）に連通可能とすることを特徴とするロック装置。
2. 　請求項１記載のロック装置において，ロック弁（２１，２２）が，ばね負荷された逆止弁であることを特徴とするロック装置。
3. 　請求項２記載のロック装置において，ロック弁（２１，２２）が，それぞれ他方のチャンバ（８，９）に向けて開放することを特徴とするロック装置。
4. 　請求項１〜３の何れか一項に記載のロック装置において，制御手段（１９，２０）が，逆止弁として構成された開放バルブ（２３，２４）を具えることを特徴とするロック装置。
5. 　請求項１〜４の何れか一項に記載のロック装置において，両チャンバ（８，９）を，作動室（１０）の通路（２５）と連通させることを特徴とするロック装置。
6. 　請求項１〜５の何れか一項に記載のロック装置において，ピストン（１２，１３）を，形状結合により斜板カム（１６）と結合することを特徴とするロック装置。
7. 　請求項１〜６の何れか一項に記載のロック装置において，ピストン（１２，１３）の端部（１４，１５）のための受け部材を具えることを特徴とするロック装置。
8. 　請求項１〜７の何れか一項に記載のロック装置において，ピストン（１２，１３）を，斜板カム（１６）に対して弾性手段（１７，１８）により附勢することを特徴とするロック装置。
9. 　請求項１〜８の何れか一項に記載のロック装置において，制御手段（１９，２０）が，各チャンバ（８，９）内に配置したばね（１７，１８）の支持部材を構成することを特徴とするロック装置。
10. 　請求項１〜９の何れか一項に記載のロック装置において，ピストン（１２，１３）を，斜板カム（１６）に対して１８０°の角度間隔で配置することを特徴とするロック装置。
11. 　請求項１〜１０の何れか一項に記載のロック装置において，シャフト（６）を調整部材（７）に結合し，該調整部材（７）によりシャフト（６）を回動可能に駆動することを特徴とするロック装置。
12. 　請求項１〜１１の何れか一項に記載のロック装置において，シャフト（６）と斜板カム（１６）との間又は調整部材（７）と斜板カム（１６）との間に，動力伝達手段を配置することを特徴とするロック装置。
13. 　請求項１〜１２の何れか一項に記載のロック装置において，シャフト（６）を旋回部分（１）の旋回軸線に対して同軸的又は平行に配置することを特徴とするロック装置。
14. 　請求項１〜１３の何れか一項に記載のロック装置において，作動室（１０）内のピストン（１２，１３）と反対側にガス（２６）を封入することを特徴とするロック装置。
15. 　請求項１４記載のロック装置において，ダイヤフラム（２７）を流体（１１）とガス（２６）との間に配置することを特徴とするロック装置。

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