JP2006233514A - 自動車のドア開閉機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボディ側面に沿って回動する動作によってドアを開閉する方式による自動車のドア開閉機構であって、ドアをがたつかせることなく円滑に開閉することができ、十分な耐久性を備えたドア開閉機構を提供する。
【解決手段】 ドア１１を横方向への開き位置に回動し、開き位置から鉛直方向に回動することによってドアを開閉する自動車のドア開閉機構であって、自動車に固定支持されるステー板２０と、該ステー板２０に基端部が支持され、先端部にドア１１が取り付けられる回動アーム３０とを備え、前記回動アーム３０はユニバーサルジョイント２２により前記ステー板２０に回動自在に取り付けられるとともに、前記回動アーム３０に、前記ユニバーサルジョイント２２を囲む配置に、前記ステー板２０に対して前記回動アーム３０を横方向に開いた開き位置を規制する少なくとも３個のストッパ手段４２、４４ａ、４４ｂを設けたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は自動車のドア開閉機構に関し、より詳細には自動車のボディの側面に沿ってドアを上下方向にスイングするようにして開閉する自動車のドア開閉機構に関する。

乗用車等の自動車のドアは、一般的には、自動車のボディの左右の側方にドアの開放端側を振り出すようにして開閉する。このような開閉方式は、ドアを開閉するための支持軸の軸線方向をいわば鉛直方向に向けたものであり、ドアを開閉する際にドアの可動端は水平方向に移動する。
また、別の開閉方式としてガルウイング方式と呼ばれるものがある。この開閉方式はボディの左右側方にドアを跳ね上げるようにして開閉するもので、ボディの天井側にドアを開閉する支持軸を設け、支持軸をいわば水平方向として、軸線方向を自動車の前後方向に向けたものということができる（特許文献１参照）。

また、ガルウイング方式の別の形態として、ボディの左右の側方で、ボディの側面に沿ってドアを上下動させるようにして開閉する方式のものがある。図４は、この開閉方式での従来のドア開閉機構を示す。
このドアの開閉機構は、自動車のボディに固設されるステー１０に、ドア１１を支持する回動アーム１２を取り付けたものである。回動アーム１２は、ステー１０に固定した支持ロッド１３に回動可能に支持されたヒンジ板１４に、支持軸１５を介して取り付けられている。支持ロッド１３は軸線方向を鉛直向きにしてステー１０に取り付けられ、支持軸１５は軸線方向をヒンジ板１４の面に対して垂直方向、すなわち水平方向にして取り付けられている。なお、回動アーム１２とステー１０との間にはドア１１の開閉を補助する補助機構としてガススプリング１６が取り付けられている。

このドアの開閉機構によってドア１１を開く際には、まずドアロックを外してドア１１を横方向（水平方向）に押し、ドア１１と自動車のボディとが干渉しない位置まで押し開き、次いでドア１１を上方に押し上げる。ドア１１を横方向に押す操作は、支持ロッド１３を軸として回動アーム１２が水平方向に回動する動作に相当し、ドア１１を押し上げる操作は支持軸１５を支点として回動アーム１２が鉛直面内で回動する動作に相当する。ドア１１を押し上げる際には、ガススプリング１６による押し上げ力が利用される。
特開２００３−１４６０８２号公報

上述したように、ドアを自動車のボディに沿って押し上げるようにして開閉する方式の場合、従来のドア開閉機構では、支持ロッド１３を支点としてヒンジ板１４を回動し、ヒンジ板１４が開いた位置で、支持軸１５を支点として回動アーム１２を鉛直面内で回動させる。この回動アーム１２を鉛直面内で回動させる操作は、ヒンジ板１４に支持された支持軸１５を支点としてドア１１を回動させる操作となる。このため、従来のドア開閉機構では、支持軸１５とヒンジ板１４との連結部分に荷重が集中し、支持軸１５とヒンジ板１４との間にガタが生じて、故障しやすいという問題があった。また、支持軸１５とヒンジ板１４との間にガタが生じると、ドアを開閉する際にドアががたつき、安定したドアの開閉操作を行うことができなくなるという問題もあった。

そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、ボディ側面に沿って回動する動作によってドアを開閉する方式による自動車のドア開閉機構であって、ドアをがたつかせることなく円滑に開閉することができ、十分な耐久性を備え、長期間にわたって安定した開閉動作を行うことができる自動車のドア開閉機構を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、ドアを横方向への開き位置に回動し、開き位置から鉛直方向に回動することによってドアを開閉する自動車のドア開閉機構であって、自動車に固定支持されるステー板と、該ステー板に基端部が支持され、先端部にドアが取り付けられる回動アームとを備え、前記回動アームはユニバーサルジョイントにより前記ステー板に回動自在に取り付けられるとともに、前記回動アームに、前記ユニバーサルジョイントを囲む配置に、前記ステー板に対して前記回動アームを横方向に開いた開き位置を規制する少なくとも３個のストッパ手段を設けたことを特徴とする。

また、前記回動アームに、該回動アームの鉛直方向への回動動作とともに移動するガイドローラを設け、前記ステー板に、前記ガイドローラに係合する円弧状のガイド溝を備えた円弧ガイド部を固定したことを特徴とする。
また、前記円弧ガイド部に、前記ガイドローラが係合して、前記回動アームが開き方向に位置ずれすることを防止する抜け止め手段を設けたことを特徴とする。
また、前記ストッパ手段として、前記回動アームから前記ステー板に向けて先端を突出したピン部材を設けたことを特徴とする。

また、前記ステー板に、長孔のガイド孔を設け、前記ピン部材の一つを、前記ドアが閉まった状態に前記回動アームがあるときには前記ガイド孔に先端部が進入し、前記回動アームが開き位置に回動したときにはガイド孔から抜け出すようにピンの長さを設定したガイドピンとして設けたことを特徴とする。
また、前記回動アームを鉛直方向に回動する際における下位置と上位置とを規制するストッパを前記ステー板に設けたことを特徴とする。

本発明に係る自動車のドア開閉機構によれば、鉛直方向に回動アームを回動する際に、ストッパ手段とユニバーサルジョイントによりステー板に対する回動アームの開き位置を規制することによって、ドアをがたつかせることなく円滑に回動させて開閉することが可能になる。また、回動アームが複数点で支持されて回動されることから、回動機構の構成が堅牢になり、耐久性を備えたドア開閉機構として提供することが可能になる。

以下、本発明に係る自動車のドア開閉機構についての好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、自動車のドア開閉機構の一実施形態の構成を正面方向から見た状態を示す。本実施形態のドア開閉機構は、自動車のボディに固定される部材であるステー板２０と、ステー板２０に任意の方向に回動可能に支持された回動アーム３０とを備える。

ステー板２０は所定の耐久性を備えた金属平板を用いて、正面形状が略コの字状に形成された部材であり、上片部２０ａと側板部２０ｂと下片部２０ｃとからなる。
一方、回動アーム３０もステー板２０と同様に金属平板を用いて形成された部材であり、正面形状が略Ｌ字形に形成される。回動アーム３０はステー板２０の上片部２０ａに取り付けられる基端部３０ａと中間部３０ｂと先端部３０ｃとからなる。

回動アーム３０の先端部３０ｃにはドア１１を固定するための取り付けアーム３２が固定されている。本実施形態では、回動アームの端部にねじ締め部３４を設け、取り付けアーム３２をねじ締め部３４にねじ止めすることによって、ねじ締め部３４への取り付けアーム３２の取り付け位置を調節可能としている。

回動アーム３０をステー板２０に回動可能に取り付ける手段として、本実施形態では、回動アーム３０の基端部３０ａをボール２１を用いたユニバーサルジョイント２２を用いてステー板２０に取り付ける方法を採用している。すなわち、回動アーム３０はステー板２０の上片部２０ａに固定されたボール２１に摺動可能に、かつ抜け止めして取り付けられている。
本発明に係るドア開閉機構では、ドアを水平方向に動かす開き操作と、ドアを鉛直方向に動かす回動操作が必要となる。ユニバーサルジョイント２２は回動アーム３０を任意の方向に回動および傾動可能とするものであり、これらの動きを容易に可能にする。なお、ユニバーサルジョイント２２を設けた部位で、回動アーム３０とステー板２０の対向面は１５ｍｍ程度離間するように設けられている。

（回動アームの鉛直方向への回動機構）
本実施形態のドア開閉機構では、ドアを鉛直方向に回動する動作に対応して回動アーム３０の鉛直方向への回動動作を規制する手段として、円弧ガイド部２３を設けている。
この円弧ガイド部２３は、正面形状が円弧状となるガイドレール状に形成された部材であり、ステー板２０に平行に、回動アーム３０とステー板２０とに挟まれるようにしてステー板２０に固定されている。円弧ガイド部２３には、その全長にわたって、ユニバーサルジョイント２２の中心から半径Ｒとなる円弧状のガイド溝２３ａが形成されている。円弧ガイド部２３の回動アーム３０に対向する面には、回動アーム３０に取り付けられたガイドローラ３１をガイド溝２３ａ内に保持するためのつば部が設けられている。

ガイドローラ３１は、回動アーム３０の内面（ステー板２０に対向する面）に固定された支持ブロック３１ａに、ローラの周面をガイド溝２３ａの内側面に当接させて転動自在に支持される。ガイドローラ３１の回転軸線方向はユニバーサルジョイント２２の回転中心に向けて設けられ、これによって回動アーム３０が回動する際に、ガイドローラ３１はガイド溝２３ａに常時、係合して転動する。

本実施形態では、円弧ガイド部２３はユニバーサルジョイント２２の下方から、図の右方へ４５°程度の角度範囲にわたって延出する部分円弧状に設けられている。図１は、ドアが閉められている状態に回動アーム３０がある状態を示す。この状態でガイドローラ３１はガイド溝２３ａの一端側（図の左端側）に位置する。

ステー板２０の側板部２０ｂには、回動アーム３０の中間部３０ｂの一方の側面に当接するストッパ２４が設けられている。ストッパ２４は、半球状に形成された当接部を回動アーム３０の側面に対向するように配置され、回動アーム３０の一方の側面がストッパ２４の当接部に当接することにより回動アーム３０が上位置から下方に回動した際の下位置が規制される。本実施形態においては、回動アーム３０が下位置にある状態で、ストッパ２４の当接部がユニバーサルジョイント２２とガイドローラ３１とを結ぶ線上（鉛直線方向）に位置するように設けられている。

円弧ガイド部２３の他端側には回動アーム３０を上方に回動した際の上位置を規制するストッパ２５がステー板２０の上片部２０ａに固定して設けられている。ストッパ２５はストッパ端２５ａをガイド溝２３ａに延出して設けられたもので、上片部２０ａにおけるストッパ２５の取り付け位置を可変とすることにより、ガイド溝２３ａ内におけるストッパ端２５ａの延出位置を調節して回動アーム３０の回動位置（開放位置）を調節することができる。

ステー板２０の側板部２０ｂと回動アーム３０の中間部３０ｂとの間には、ドア１１を鉛直方向に回動する際の補助機構としてガススプリング３６が装着されている。側板部２０ｂと回動アーム３０の中間部３０ｂには、ガススプリング３６の両端を各々固定するための取り付け孔２０ｄ、３０ｄが設けられ、ガススプリング３６を装着する際に、所定間隔をあけて複数設けられた取り付け孔２０ｄ、３０ｄを適宜選択することによってガススプリング３６による押し上げ力が調節可能となっている。

（回動アームの水平方向への回動機構）
ドアを横方向に開く操作に対応して回動アーム３０を水平方向に開くための規制手段として、本実施形態のドアの開閉機構では、ステー板２０の上片部２０ａにガイド孔４０を設け、回動アーム３０にこのガイド孔４０に係合するガイドピン４２を設けている。ガイド孔４０は、図の左右方向、すなわち水平方向に長孔となるように設けられ、ガイドピン４２は回動アーム３０からステー板２０に向けて先端部が延出し、先端部がガイド孔４０に進入するように設けられている。

また、ガイド孔４０は回動アーム３０をステー板２０におけるユニバーサルジョイント２２の配置位置を基準としてその他端側（図の右側）に偏位した位置に設けられる。同様にガイドピン４２も回動アーム３０におけるユニバーサルジョイント２２の配置位置を基準としてその右側に偏位した位置に設けられる。
このことは、ガイド孔４０にガイドピン４２が係合している状態で、回動アーム３０が鉛直方向に移動することが阻止され、この状態で回動アーム３０は水平方向に回動することを意味する。なお、回動アーム３０が開き位置まで水平方向に開くと、ガイドピン４２とガイド孔４０との係合が解除されるようにガイドピン４２の長さが設定されている。なお、ガイドピン４２はその先端部に転動可能にボールを支持して形成されている。

回動アーム３０が水平方向に開く際に、回動アーム３０の開き角度を規制する手段として、回動アーム３０におけるユニバーサルジョイント２２の配置位置を基準としてその一方側（図の左側）に偏位した位置に、回動アーム３０からステー板２０に向けて２本のストッパピン４４ａ、４４ｂを突出させて設けている。ストッパピン４４ａ、４４ｂは、上下に離間して配置され、ストッパピン４４ａ、４４ｂとガイドピン４２とは、正面配置がユニバーサルジョイント２２を囲む三角形の頂点位置を占めるように配置される。なお、ストッパピン４４ａ、４４ｂの先端部にも転動可能にボールが支持されている。

（ドア開閉機構の作用）
続いて、上述したドア開閉機構の作用について、ドアの開閉手順にしたがって説明する。
まず、ドアが閉められている状態からドアを開く操作を行う。図１の状態はドア１１が閉まっている状態である。この状態でドアロックを外し、ドア１１を横方向（水平方向）に回動させる開き操作を行う。
図１の状態ではガイドピン４２がガイド孔４０に係合していることによって、ドア１１が上方向に移動することが規制され、ストッパ２４がユニバーサルジョイント２２の中心位置の鉛直下方に位置することから、ストッパ２４に回動アーム３０の側面が当接し、ストッパ２４が支点となって回動アーム３０が横方向に回動する。

図３に、ステー板２０と回動アーム３０とを上方から見た状態を示す。図３(a)がドアが閉まった状態、図３(b)がドアを横方向に回動した状態を示す。ドアが閉まった状態ではステー板２０と回動アーム３０とは平行に支持され、ガイド孔４０にガイドピン４２の先端が進入している。
ドアを横方向に開くと、回動アーム３０がユニバーサルジョイント２２を回転支点として回動し、ガイドピン４２がガイド孔４０から抜け出し、ストッパピン４４ａがステー板２０の上片部２０ａの表面に当接する。このストッパピン４４ａ、４４ｂがステー板２０の板面に当接する位置が回動アーム３０の開き位置が規制される位置である。図３(b)は、ストッパピン４４ａがステー板２０の表面に当接した状態を示す。これによってドアが横方向に開かれる。

ドアを横方向に開いた後、ドアを鉛直方向に回動して上位置まで移動させる。このドアの回動操作は、ユニバーサルジョイント２２を回転の支点として回動アーム３０を回動することによってなされる。
この回動アーム３０を鉛直方向に回動する動作は、図３(b)に示すように、ステー板２０に対して回動アーム３０を傾斜した状態を維持したまま回動する操作に相当する。回動アーム３０を横方向に開き操作した時点でストッパピン４４ａ、４４ｂがステー板２０の板面に当接するが、これと同時に本実施形態ではガイドピン４２の先端位置がステー板２０の板面位置に一致するようにガイドピン４２の長さが設定されている。したがって、回動アーム３０を鉛直方向に回動開始すると、ガイドピン４２がステー板２０の板面に乗り上げ、ステー板２０の板面にガイドピン４２の先端が当接する。

本実施形態では、ガイドピン４２およびストッパピン４４ａ、４４ｂの先端に転動可能にボールを取り付けているから、ユニバーサルジョイント２２を支点として回動アーム３０を回動させる際に、ステー板２０の板面にガイドピン４２とストッパピン４４ａ、４４ｂが当接した状態でスムーズにガイドピン４２とストッパピン４４ａ、４４ｂを移動（周方向に移動する）させることが可能となっている。

図２は、回動アーム３０を鉛直方向に所定角度回動させた状態を示している。ストッパピン４４ａ、４４ｂおよびガイドピン４２がユニバーサルジョイント２２を中心として右回りに所定角度回転していること、ガイドピン４２がガイド孔４０から抜け出してステー板２０の板面上に位置していることを示す。
ユニバーサルジョイント２２の回り（三角形の頂点位置）にストッパピン４４ａ、４４ｂおよびガイドピン４２を配置したことによって、可動アーム３０はステー板２０に対して所定の開き角度を維持したままステー板２０に対して回動する。

これと同時に、可動アーム３０に装着したガイドローラ３１は、回動アーム３０がユニバーサルジョイント２２を支点として回動することによって、円弧ガイド部２３に設けられたガイド溝２３ａに係合して移動する。ガイド溝２３ａは円弧ガイド部２３に設けられたつば部とステー板２０の板面によって断面形状がＵ字状に形成され、ガイドローラ３１はガイド溝２３ａに抜け止めされるように係止されながら転動する。

このガイドローラ３１がガイド溝２３ａに抜け止めされながら転動する作用は、ステー板２０に対する回動アーム３０の開き角度がこれ以上に広がらないように保持して回動アーム３０を回動させるように作用する。ガイドローラ３１はガイド溝２３ａに係合しつつ、滑らかに転動するから、ガイドローラ３１によるガイド作用は可動アーム３０を開き角度を維持しつつ円滑に回動させる作用になる。

こうして、回動アーム３０は、ストッパピン４４ａ、４４ｂとガイドピン４２により回動アーム３０の開き角度をステー板２０に対して維持するとともに、ガイドローラ３１と円弧ガイド部２３の作用によって、回動アーム３０を鉛直方向に回動させる際に、回動アーム３０の開き角度を所定角度に維持しつつ円滑に回動動作をさせることが可能になる。本実施形態のドア開閉機構では、回動アーム３０を鉛直方向に回動する際の支持点は、２本のストッパピン４４ａ、４４ｂと、ガイドピン４２と、ガイドローラ３１と、ユニバーサルジョイント２２による５点支持によることになる。

図２に示す状態は、回動アーム３０が中途位置まで回動された状態である。回動アーム３０はストッパ２５のストッパ端２５ａにガイドローラ３１が当接することによって回動アーム３０が上方に回動された際の上位置が規定される。すなわち、ガイドローラ３１がストッパ端２５ａに当接した時点でドアが完全に開いた状態になる。ガススプリング３６の作用によって、ドア１１は軽く持ち上げるようにするだけで簡単に上位置まで移動させることができる。

上位置から元の位置にドア１１を閉める際には、ドア１１を上位置からドアの開き位置まで下げ、次いで開き位置からドア１１を横方向に回動して閉めればよい。
鉛直上方位置から開き位置までドア１１を降ろす際には、上述したと同様に、回動アーム３０はストッパピン４４ａ、４４ｂ、ガイドピン４２およびガイドローラ３１によってステー板２０にガイドされて回動し、開き位置から横方向に回動する際には、ストッパ２４に回動アーム３０の側面が当接しているから、ユニバーサルジョイント２２とストッパ２４とを基点としてドア１１を回動することによってドア１１を閉めることができる。

本実施形態のドア開閉機構によれば、上述したように、とくにドアを鉛直方向に回動させる際に、ドア１１を支持する回動アーム３０をステー板２０に対して、ストッパピン４４ａ、４４ｂ、ガイドピン４２、ガイドローラ３１を支持点として回動させることによって、回動アーム３０を所定の開き角度を維持するように規制して回動させることができ、回動アーム３０をがたつかせることなく円滑に回動させることができる。
また、ユニバーサルジョイント２２を使用して回動アーム３０を回動させる構成としたことによって、回動アーム３０の回動を支持する支持部分が十分な堅牢性、耐久性を備えるものとなる。

前述したように、自動車のドアをボディに沿って鉛直方向に開閉する際には、ドアの開閉操作機構に大きな荷重が加わることから、ドアの開閉機構が故障しやすく、回動支持部分にがたが生じて、ドアの円滑な開閉操作ができなくなったり、ドアを安定して開閉することが難しかったりするという問題が生じる。本実施形態のドア開閉機構によれば、回動アーム３０を鉛直方向に回動する際には、ステー板２０によって回動アーム３０を複数点で支持しながら回動させるから、回動機構に作用する荷重が分散でき、故障のない、安定して操作性の良いドア開閉機構として提供することが可能になる。

また、本実施形態のドア開閉機構では、ドアを鉛直方向に回動させる際に、ドアはステー板２０の板面を回転の基準面として回転することになるから、図４に示す従来例のように、ヒンジ板１４が回動した位置でドアが鉛直方向に回動する場合とくらべて、自動車の車体により近い位置でドアを鉛直方向に回動させることが可能となる。これによってドアの開閉操作を容易に行うことが可能になるという利点もある。

なお、上述した実施形態では自動車の左側のドアについて開閉機構を示したが、右側のドアについてもまったく同様に構成することができる。また、車種によってドアの形状やドアの取り付け部の構造が相違するが、本発明に係るドア開閉機構は、ドアの形状等に合わせて適宜デザインを変更することにより、種々の車種に適用することが可能である。

本発明に係るドア開閉機構の一実施形態の構成を示す正面図である。 図１に示すドア開閉機構で、回動アームを鉛直方向に回動した状態を示す正面図である。 回動アームを閉め位置から開き位置に回動した状態におけるステー板と回動アームの上面図である。 従来のドア開閉機構を示す説明図である。

符号の説明

１１ ドア
２０ ステー板
２０ａ 上片部
２０ｂ 側板部
２０ｃ 下片部
２０ｄ、３０ｄ 取り付け孔
２１ ボール
２２ ユニバーサルジョイント
２３ 円弧ガイド部
２３ａ ガイド溝
２４、２５ ストッパ
２５ａ ストッパ端
３０ 回動アーム
３０ａ 基端部
３０ｂ 中間部
３０ｃ 先端部
３１ ガイドローラ
３２ 取り付けアーム
３６ ガススプリング
４０ ガイド孔
４２ ガイドローラ
４２ ガイドピン
４４ａ、４４ｂ ストッパピン

Claims (5)

1. ドアを横方向への開き位置に回動し、開き位置から鉛直方向に回動することによってドアを開閉する自動車のドア開閉機構であって、
   自動車に固定支持されるステー板と、該ステー板に基端部が支持され、先端部にドアが取り付けられる回動アームとを備え、
   前記回動アームはユニバーサルジョイントにより前記ステー板に回動自在に取り付けられるとともに、
   前記回動アームに、前記ユニバーサルジョイントを囲む配置に、前記ステー板に対して前記回動アームを横方向に開いた開き位置を規制する少なくとも３個のストッパ手段を設けたことを特徴とする自動車のドア開閉機構。
2. 前記回動アームに、該回動アームの鉛直方向への回動動作とともに移動するガイドローラを設け、
   前記ステー板に、前記ガイドローラに係合する円弧状のガイド溝を備えた円弧ガイド部を固定したことを特徴とする請求項１記載の自動車のドア開閉機構。
3. 前記円弧ガイド部に、前記ガイドローラが係合して、前記回動アームが開き方向に位置ずれすることを防止する抜け止め手段を設けたことを特徴とする請求項２記載自動車のドア開閉機構。
4. 前記ストッパ手段として、前記回動アームから前記ステー板に向けて先端を突出したピン部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の自動車のドア開閉機構。
5. 前記ステー板に、長孔のガイド孔を設け、
   前記ピン部材の一つとして、前記ドアが閉まった状態に前記回動アームがあるときには前記ガイド孔に先端部が進入し、前記回動アームが開き位置に回動したときにはガイド孔から抜け出すようにピンの長さを設定したガイドピンとして設けたことを特徴とする。
   また、前記回動アームを鉛直方向に回動する際における下位置と上位置とを規制するストッパを前記ステー板に設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の自動車のドア開閉機構。

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