JP2007524048A - 一体型コイルスプリングアシスト付シングルピボットヒンジ - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】車両の開閉ヒンジであって、回動軸フランジを有するマウントと、回動リンクと、前記回動リンクを回動軸フランジに連結する回動点と、前記回動軸に対して変位面からほぼ直角をなす方向に、第１のコイル端部から第２のコイル端部まで横方向に巻かれた螺旋構造の形をとるスプリングとを具える。このコイルのサイズ、螺旋構造のサイズ、巻き数を変更して、ヒンジの他の部品を変更することなく車両の開閉部をスプリング付勢する所望の力を得ることができる。ヒンジの各部品は、１本の回動リンクや四棒リンク機構など様々な構造とすることができる。コイルスプリングのストランド端部は第１のコイル端部の位置までコイルの方向に延在し、回動軸を中心とした変位面の近くに付勢力を保持するようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、横方向に巻かれたスプリングで開閉部を支えるようスプリング付勢された回動軸を具える自動車の開閉ヒンジに関する。

例えばエンジン室のフードやトランクの蓋などの、従来の車両の開閉ヒンジの多くは、パネル端部の回動軸で回動する重いパネルの移動を補助すべく付勢するスプリングを具えている。しかしながら、開閉部を完全に開いた位置に保持するには、多くの場合、スプリング付勢アシスト力に加えて、回動軸を中心とするアームのモーメントで動作するパネルの重量やリンク機構を介して伝達される力により開閉パネルが閉じようとするのを阻止する突っ張り棒やガス圧縮材または類似の追加機構を設けていた。

スプリング付勢を得る方法の一つに、車両を横切って配設しうるトーションロッドを用いる方法がある。しかしながら、このスプリング付勢は閉じるのに逆らうのに十分な力を得られるが、トーションロッドの長さ全体でスプリング付勢力を提供することから、トーションロッドを長くすると、開口部あるいは開閉パネルで覆われたコンパートメント内へのアクセスを妨げ実質的に邪魔になってしまう。ガス強化圧縮材や強化スプリングといった他のスプリング設計の改良は、スプリング付勢ユニットを別に取り付けて従来のヒンジ構造を補完する必要があり、往々にして複数の工程が必要となる。このような部品の使用は、車両に要素を追加し嵩張らせるとともに製造工程も増加するため非常に高価となり、実質的に製造が困難である。ガス圧縮材のパワーソースの場合、閉位置において圧縮材の力はヒンジの回動点にかかり、そのため回動点に高い負荷がかかり、当初からの装備の寿命が短くなってしまう。また、ガス圧縮材の寿命も時間と頻度に依存するため、スチールのスプリングより耐久性に欠けるものとなる。

さらに、特定の応用例について設計とスプリングの強度が定まると、そのヒンジの設計は、この設計の対象でないサイズや重量、重量バランスや重心の異なる他の車両へ容易に転用することができない。逆に、異なる開閉部は、その特定の開閉部のタイプに応じて特別に設計されたリンク部および／または付勢構造を必要とし、そのため車両の製造ライン全体において、製造や修理を実現するために自動車製造業者やディーラにより製造され棚卸しされる部品や製造部材の数が実質的に多くなる。

上述した問題に取り組む公知の試みとして、四棒リンク機構の一部としてのシングルピボットアームと、一体型の放射状に巻かれたクロックスプリングを用いるものがある。しかしながら、このクロックスプリングは付勢力をヒンジ機構に向けるが、このスプリングは四棒リンク機構に取り付けるのに上下左右方向のいずれも非常に大きな格納場所を必要とする。その結果、これらの公知の機構はトラックのような大型車両にのみ適している。さらに、異なる設計は複雑で、多くの部品と組み立て工程を必要とし、部品を追加するとヒンジが比較的重くなり、それ故にそれ以前のシステムと比較して大きな出費となるため多くの製造工程に寄与するものではない。

本発明は、予め一体型に組み立てて出荷され単一の部材として装着されるシングルピボット開閉ヒンジの設計を提供することにより、上記の不利益を解消するものである。リンク構造は、ヒンジ周りの空き領域などにパッケージが収まるよう設計されており、開閉パネルの重量や重心の違いにも、一体型パッケージ部品の物理的なリンク構造を実質的に変更することなく対応可能である。より具体的には、このパッケージは、横方向に巻かれたスプリングを具え、開閉パネルのパフォーマンスに応じてコイル半径、ワイヤ直径、横に整列するコイル数を変更することができる。さらに、このコイルはヒンジの回動軸に装着可能であり、あるいは、ピボット周りにスペースの制限がある場合や隣接する場所が自動車に四棒リンク機構を取付可能である場合には回動軸に偏心させて装着される。さらに、この横方向に巻かれたスプリングの一体型パッケージは、様々なリンク構造に適用可能である。

好適な実施例において、横方向に巻かれたスプリングはブラケット内に配置され、回動軸の周りにグーズネックバーを回動可能に装着可能としている。このコイルスプリングは回動軸を取り巻いており、あるいは変形例として示すように、レバーアセンブリを通ってグーズネックバーの回動軸に偏心させて装着される。さらに、偏心させて装着したコイルスプリングは放射状に延びる端部を具え、回動軸フランジを有するマウントと当該マウントに回動可能に取り付けられたピボットリンクとを具える四棒リンク機構を構成してもよい。さらに、この螺旋の端部はコイルの一端のリンク機構に連結されており、これによりコイルの端部は実質的にリンク機構の転移面（plane of displacement）として構成される。

このように、本発明は、一体型のヒンジユニットにより従来のガス圧縮材やクロックスプリングアセンブリより実質的に仕事工程や取付工程が少なくなるため、実質的にコストを低減することができる。さらに、スチール等でできたスプリングは、従来用いられていたガス圧縮材や公知のヒンジ構成より広い範囲の温度や外部状況に耐えうるため、信頼性を向上することができる。さらに、本発明により、車両の開閉パネルで覆われた開口またはコンパートメント内の障害物を減少させることができる。さらに、主としてヒンジの連結点を調整することにより、およびコイルサイズ、スプリング直径、スプリングの巻き数を変更することにより、予め定められたヒンジ構造を簡単に調整して重量や重心規格の異なる開閉パネルに用いることができる。さらに、本発明はヒンジの回動負荷を低減することができる。

本発明は、好適な実施例に関する以下の詳細な説明を添付の図面とともに参照することにより一層明確に理解されるものであり、図面において同じ参照符号を付したものは同じ部品を示す。

図１を参照すると、車両本体１２が示されており、例えばトランク空間２２などのコンパートメント２０へアクセスするための、例えばトランクの蓋１６などの車両用開閉パネル１４を具えている。パネル１６は、パネル１６の左右部分にある一対のヒンジアセンブリ２８（一方のみを示す）を具えるヒンジ機構２６により、本体構造２４における開口２２の端部に回動可能に取り付けられている。

ヒンジアセンブリ２８は、ボディ構造２４に例えばボルト２５と対応するナットで固定されるマウントブラケット３０を具えている。このブラケット３０は、回動軸フランジ３２、３４で規定される回動軸に沿って、好ましくは中央開口３６の両端部に、間隔が設けられたフランジ３２と３４を具える。回動ピン３８が開口３６を横切って、各フランジ３２、３４のピン受け穴３９、４０を通って延在している。ピボットリンク４２は、好ましくはグーズネックバー４４の形状であり、バー４４の一端で回動ピン３８を受ける穴を具えている。好適には、このバーは四角い筒型に形成される。

回動ピン３８はまた、ブラケット３０の開口３６内に支持され横方向に巻かれたスプリング５０のコイル４８に通されている。コア５２が、例えばナイロンなどのブッシング材料からなり、金属と接触しても音が出ることがなく、回動ピン３８と同軸でバー４４に隣接するコイルスプリング５０を支持している。螺旋の一方の端部５４は、ブラケット２８の開口３６の脇のノッチ５６に保持されている。螺旋６０の他方の端部５８は伸長部を具えており、これがバー４４の穴５９（図２）に保持されている。この結果、バー４４は、コイルスプリング５０によって、本体構造２４に取り付けられたブラケット３０からスプリング付勢されている。

図２に最もよく示すように、コイルスプリング５０は、車両本体１２の開口１８からパネル１６が離れる上側あるいは開位置側に回動リンク４２を付勢している。図に示す実施例では、ブラケット３０の制御溝６２で螺旋構造６０の伸長端部５８を受けており、コンパートメント２０の開口１８に対しグーズネックバー４４が邪魔にならない位置に位置決めされるようにしている。ただし、蓋１６が閉められた場合、パネル１６は本体１２の開口１８を覆うように、公知の方法（図示せず）で蓋の係合端部のラッチにより図１に示す位置に保持され、グーズネックバー４４が図１に示す位置に保持される。

図３−５を参照すると、互いに離れた回動軸フランジ７０（図３）、７２（図５）を具えるブラケット６８の形態をとるマウント２８が示されている。これら回動軸フランジ７０、７２（図５）はそれぞれ、回動ピン６６を受けるよう構成された穴を具えている。上記実施例と同様に、回動リンク４２は、好ましくはグーズネックバーとして形成され回動軸フランジ７０と７２間でバー４４の端部に配置された回動ピン６６を受けるよう構成された穴を具える。

ブラケット６８はまた、マウントピン８０を支持するよう構成された穴を具えるスプリング支持フランジ７６，７８を具えている。このマウントピン８０は、スプリングブシュの中央開口を貫通する。コイルスプリング５０は、ブラケット６８の係留溝８６（図４）に収容されるブラケット係合端部５４を具えている。スプリング螺旋の他方の端部８８は、伸長部分９０と末端フック部９２とを具えている。このフック部８２は回動リンク９６のスプリング保持穴９４に通されている。リンク９６の他方の端部は、グーズネックバー４４の穴を貫通する回動ピン１０２を受ける互いに離れた回動フランジ９８、１００（図３）を具えている。

図４に最もよく示すように、スプリングはリンク９６を近接方向に付勢し、パネル１６をトランクの開口１８から離れた開位置の方にグーズネックバー４４を移動させる。図３に示すように、トランクの蓋１６がバー４４とともに閉位置側に回動した場合、コイルスプリング５０の力は、回動軸フランジ７０、７２を通るヒンジ軸回動ピン６６の方ではなく、回動ピン１０２のところでリンク９６とバー４４により阻止される。それにも拘わらず、図１、２に示す実施例と同様に、付勢スプリングとリンク機構を含むヒンジアセンブリは、市販および車両本体１２へ一体型として取り付けられるように予め組み立てられている。

図６、７を参照すると、ヒンジアセンブリ１０８は、周りの構造体２４に例えばマウントフランジ１１４で固定されるよう構成された回動軸フランジ１１２を有するマウント１１０を具えている。この回動軸フランジ１１２には、回動ピン１１８により回動リンク１１６が回動可能に連結されている。

ヒンジアセンブリ１０８はまた、横方向に巻かれたスプリング５０を具えている。ただし、コイル螺旋の一方の端部１２０は、コイルの中心からほぼ外側放射方向に延びる伸長端部を具える。終端部１２１は、マウント１１０に設けられた回動フランジ１１８に係止するよう屈曲されている。コイル螺旋の他方の端部１２４は、好ましくはコイル内を通って、コイルの端部１２０あるいはその近傍まで、コイルの長手方向に延びる折り返し部分１２２を具えている。この長手方向に延在する部分１２２はその後、部分１２５を介して保持端部１２６の方へ、コイルの中心からほぼ放射方向外側に延びている。この端部１２６は、回動リンク１１６の端部に設けられた回動軸フランジ１２８に回動可能に係合している。スプリング５０の終端部１２５、１２０は、回動リンク１１６とマウント１１０に連結され、四棒ヒンジを構成している。

このようにして、蓋１６は、例えばマウントフランジ１３０の回動リンクに装着され、図７に示すように、上側の開位置へとスプリング付勢される。この蓋１６が車両の開口１８を覆うように閉じられ、公知の方法でラッチされた場合、ヒンジ機構は図６に示すような配置となり、コイルスプリング５０の力は、回動ピン１１８から離れた位置で回動フランジ１１８、１２８を付勢している。

以上に本発明の好適な実施例について説明したが、当業者であれば、添付のクレームで規定される本発明の範囲と意図を越えることなく、様々な変更を施すことができる。

図１は、本発明により製造された車両本体の拡大斜視図であって、開閉部を閉じた状態を、ヒンジを明確に示すために一部を除去して示す。 図２は、図１の構成において車両本体の開閉部とヒンジを開いた状態を示す斜視図である。 図３は、は車両本体の開閉ヒンジと車両の開閉パネルを閉じた状態を示す斜視図である。 図４は、図３に示すヒンジ機構を反対からみた斜視図であり、ヒンジが開位置にある状態を示す図である。 図５は、図３および図４に示す装置の部分分解斜視図である。 図６は、車両の開閉ヒンジと四棒リンク機構の斜視図であってヒンジが閉位置にある状態を示す。 図７は、図６に示すヒンジの斜視図であって、ヒンジが開位置にある状態を示す。

Claims (19)

1. 回動軸フランジを有するマウントと；
   回動リンクと；
   前記回動リンクを前記軸フランジに連結する回動点と；
   第１のコイル端部から第２のコイル端部まで横方向に巻かれた螺旋構造を具えるスプリングであって、前記螺旋構造が前記第１のコイル端部にある第１の端部と、前記コイルの長手方向に前記第１の端部部分まで延在する伸長部を有する第２の端部とを具え、前記第１および第２の端部が前記第１のコイル端部にて前記リンクと前記マウントを付勢しているスプリングとを具えることを特徴とする車両の開閉ヒンジ。
2. 前記長手方向に延在する部分が、前記コイル内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発明。
3. 前記長手方向に延在する部分が、前記コイルと同軸であることを特徴とする請求項１に記載の発明。
4. 前記螺旋構造の第１の端部と第２の端部が、ほぼ同一平面上の位置で終端することを特徴とする請求項１に記載の発明。
5. 前記回動リンクがグーズネックアームであることを特徴とする請求項１に記載の発明。
6. 前記第１および第２の端部が、外側に延びるアーム部を具えることを特徴とする請求項１に記載の発明。
7. 前記アーム部の少なくとも１以上が、前記回動リンクと前記マウントの一方に回動可能に連結された終端部を具えることを特徴とする請求項１に記載の発明。
8. 前記第１および第２の端部が、終端部を有し外側に延びるアーム部を具えており、第１の前記終端部が第１のスプリングアーム軸で前記回動リンクに回動可能に保持されており、第２の前記終端部が第２のスプリングアーム軸で前記マウントに回動可能に保持されていることを特徴とする請求項７に記載の発明。
9. 前記第１のスプリングアーム軸と前記第２のスプリングアーム軸は、前記回動軸フランジの軸から離れており且つ平行していることを特徴とする請求項８に記載の発明。
10. 車両の開閉ヒンジをスプリング付勢する方法であって：
    コンパートメントの隔壁構造に回動軸フランジを取り付けるステップと；
    車両の開閉部に保持された回動リンクを前記回動軸フランジの近くに整列させるステップと；
    前記回動リンクを前記回動軸フランジに連結するステップと；
    第１のコイル端部から第２のコイル端部まで延在する横方向に巻かれた螺旋構造のスプリングにて前記回動リンクを付勢するステップであって、前記螺旋構造が、前記第１のコイル端部にある第１のストランド端部と、前記コイルの長手方向に前記第１のコイル端部の位置まで延びる第２のストランド端部とを具え、前記付勢が前記回動軸を中心に前記第１のコイル端部で作用するステップとを含むことを特徴とする方法。
11. 前記付勢するステップは、前記第２のストランド端部を前記コイル内を通るように位置づけるステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の発明。
12. 回動軸フランジを有するマウントと；
    回動リンクと；
    前記回動リンクと前記回動軸フランジとを連結する回動点と；
    第１のコイル端部から第２のコイル端部まで横方向に巻かれた螺旋構造を有し、当該螺旋構造が、前記回動リンクに連結された第１のストランド端部と、前記マウントに連結された第２のストランド端部とを有するスプリングとを具え；
    前記回動リンクがグーズネックバーであることを特徴等する車両の開閉ヒンジ。
13. 前記巻かれた螺旋構造が、前記回動軸と同軸であることを特徴とする請求項１２に記載の発明。
14. 前記巻かれた螺旋構造が、前記回動軸と平行しているが離れている軸を取り巻いていることを特徴とする請求項１２に記載の発明。
15. 前記第１のストランド端部が、前記回動リンクに回動可能に連結されていることを特徴とする請求項１２に記載の発明。
16. 前記回動可能に連結された第１のストランド端部が、前記回動リンクに保持されたレバーに回動可能に連結していることを特徴とする請求項１５に記載の発明。
17. 前記レバーが、前記回動リンクを連結する第２の回動点を具える請求項１６に記載の発明。
18. 前記開閉ヒンジが、前記回動軸から離れた位置で前記回動リンクに連結されている前記第１または第２のストランド端部の一方を具えることを特徴とする請求項１２に記載の発明。
19. 前記第２のストランド端部が、前記回動軸から離れた位置で前記マウントに連結されていることを特徴とする請求項１８に記載の発明。

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