JP2008030611A - 車両用ドアの開閉機構 - Google Patents

Abstract

【課題】重量及びコストの増加を招くことなく、バランサの付勢力によるドアヒンジ部の変形を防いでドアの取付精度を高め、外観性の低下やドアの機能的不具合の発生を防ぐことができる車両用ドアの開閉機構を提供すること。
【解決手段】車体開口部を開閉するバックドア１をヒンジ３を介して車体に回動可能に枢支し、該バックドア１に開方向に付勢力を付与するバランサの一端を前記バックドア１に回動可能に連結し、同バランサの他端を車体に回動可能に連結して成るバックドア（車両用ドア）１の開閉機構において、前記バックドア１が閉じている状態において側面視で前記ヒンジ３のドア側取付面Ｓの傾きをバランサの付勢力Ｆの方向に略等しく設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ドアを開く際の操作力を軽減するためのバランサを備えた車両用ドアの開閉機構に関するものである。

車両においては、車体開口部を開閉するドアがヒンジを介して車体に回動可能に枢支されているが、車両用ドアの開閉機構には、ドアを開く際の操作力を軽減するとともに、ドアを全開状態に保持するためのバランサが設けられている。

上記バランサは、油圧、ガス圧、スプリング等によって所要の付勢力を発生するものであって、その一端はドアに回動可能に連結され、他端は車体に回動可能に連結されている。

ところで、バランサの付勢力は、ドアを介してヒンジによって受けられるが、ヒンジに作用する付勢力の向きによってはヒンジ取付部が変形し、ドアが正規の位置からずれて取り付けられるために外観性が悪化したり、開閉時にドアが他の部品に接触してドアの円滑な開閉が阻害されたり、他の部品が傷付く等の機能的不具合が発生する虞があるため、対策を要する。

そこで、特許文献１には、ヒンジベースを延長して補強部を形成し、ダンパステー（バランサ）のドア側端部を前記補強部と共にドアの幅方向端部に固定することによって、ダンパステーの付勢力によるドアの変形を防ぐ技術が提案されている。
実公平７−００２２７５号公報

しかしながら、特許文献１において提案された構成は、ヒンジとダンパステー間の距離が大きなレイアウトに対しては適用できず、又、ヒンジが大型化するために重量及びコストの増加を招くという問題を有している。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、重量及びコストの増加を招くことなく、バランサの付勢力によるドアヒンジ部の変形を防いでドアの取付精度を高め、外観性の低下やドアの機能的不具合の発生を防ぐことができる車両用ドアの開閉機構を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、車体開口部を開閉するドアをヒンジを介して車体に回動可能に枢支し、該ドアに開方向に付勢力を付与するバランサの一端を前記ドアに回動可能に連結し、同バランサの他端を車体に回動可能に連結して成る車両用ドアの開閉機構において、前記ドアが閉じている状態において側面視で前記ヒンジのドア側取付面の傾きを前記バランサの付勢力の方向に略等しく設定したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、車体開口部に取り付けられたブラケットを介して前記バランサの一端を連結するとともに、その連結点を前記ブラケットの車体取付部に対してドア側にオフセットさせたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ドアを複数のヒンジを介して車体に回動可能に枢支するとともに、前記バランサを車体開口部の両側にそれぞれ配置したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ドアが閉じている状態において側面視でヒンジのドア側取付面の傾きをバランサの付勢力の方向に略等しく設定したため、ヒンジのドア側取付面をドア側に押す力（付勢力のヒンジのドア側取付面に対して垂直方向の分力）の発生を防ぐことができ、重量及びコストの増加を招くことなく、バランサの付勢力によるドアヒンジ部の変形を防いでドアの取付精度を高め、外観性の低下やドアの機能的不具合の発生を防ぐことができる。

請求項２記載の発明によれば、車体開口部に取り付けられたブラケットを用いることによって、側面視でヒンジのドア側取付面の傾きをバランサの付勢力の方向に略等しく設定することができ、ドアのアウタパネルのデザインを変更することなく、簡単な構成でドアの取付精度を高めて外観性の低下やドアの機能的不具合の発生を防ぐことができる。

請求項３記載の発明によれば、各ヒンジの近くにバランサを配置することができ、一対のヒンジとバランサとの間に前記請求項１記載の関係（ヒンジのドア側取付面の傾きをバランサの付勢力の方向に略等しく設定する関係）が一層確実に維持される。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るドア開閉機構を備えたバックドアを車室側から見た斜視図、図２は本発明に係るドア開閉機構におけるドアヒンジとバランサの取付位置との関係を示す側面図、図３は本発明に係るドア開閉機構におけるヒンジのドア側取付面の傾きとバランサの付勢力の作用方向との関係を示す部分側面図、図４は従来のドア開閉機構におけるヒンジのドア側取付面の傾きとバランサの付勢力の作用方向との関係を示す部分側面図である。

図１において、１は所謂ワンボックスカーの車体後面の開口部を開閉するバックドアであって、該バックドア１によって開閉される車体の開口部（不図示）の周縁には、シール部材としてのウェザーストリップ２が取り付けられている。尚、図１はバックドア１が閉まっている状態を示している。

上記バックドア１は、外面を形成するアウタパネル１ａと内面を形成するインナパネル１ｂの外周縁同士を接合して中空状に成形され、その上端部の左右がヒンジ３によって不図示の車体の開口部上縁のルーフパネルに回動可能に枢支されており、このバックドア１を左右のヒンジ３を中心として上下に回動させることによって車体の開口部が開閉される。

ここで、上記各ヒンジ３は、図３に詳細に示すように、車体側に固定されたヒメール３ａとバックドア１側に固定されたメール３ｂとをピン３ｃによって回動可能に連結して構成されており、メール３ｂは、これに挿通するボルト４を、バックドア１のインナパネル１ｂの裏面にリンフォース５を挟んで溶着されたウェルドナット６に螺着することによってバックドア１に取り付けられている。この場合、ヒンジ３のドア側取付面Ｓ、つまり、メール３ｂのバックドア１への取付面Ｓは、図２及び図３に示すように、バックドア１の傾斜に合わせて側面視で車体後方（図２及び図３におい右方が車体後方）に向って斜め下方に傾斜している。又、ヒンジ３のヒメール３ａは、ボルトによる締結や溶接によって車体に取り付けられている。

ところで、図１及び図２に示すように、バックドア１の左右と車体開口部の間には、バックドア１を開く際の操作力を軽減するための左右一対のバランサ７がそれぞれ設けられている。ここで、各バランサ７は、油圧、ガス圧、スプリング等によって所要の付勢力を発生するものであって、高圧ガス等が封入されたシリンダ７ａと、該シリンダ７ａ内に摺動可能に嵌挿された不図示のピストンからシリンダ７ａ外へと延びるロッド７ｂとで構成されている。

そして、左右一対の上記バランサ７の各ロッド７ｂの下端は、ボールジョイント８及びボルト９を介してバックドア１の側部に回動可能に連結されており、各シリンダ７ａの上端は、ブラケット１０及びボールジョイント１１を介して車体開口部の側部に回動可能に連結されている。各バランサ７は、最伸長状態（ロッド７ｂが最も伸びた状態）で付勢力が最も小さく、図１及び図２に示すようにバックドア１が閉じている状態では収縮して軸方向下向きの付勢力Ｆ（図２に実線にて示す）を発生する。従って、バランサ７（ロッド７ｂ）のバックドア１への取付部に付勢力Ｆが作用し、この付勢力Ｆによってバックドア１を開く際の操作力が軽減される。

ここで、左右の各ブラケット１０は、その一端部に形成された２つの円孔１０ａに挿通する不図示のボルトによって車体開口部の側部に車体後方に向って斜め上方に傾斜して取り付けられており、その他端（つまり、車体への取付部から車体後方にオフセットした位置）にバランサ７（シリンダ７ａ）の上端がボールジョイント１１を介して回動可能に連結されている。

上述のように、各バランサ７（シリンダ７ａ）の上端部をブラケット１０を介して車体側に連結し、その連結点をブラケット１０の車体取付部に対して車体後方（バックドア１側）にオフセットさせたため、バックドア１を閉じた状態においてバランサ７の側面視での傾きを従来の傾きよりも車体後方に向かって起き上がるよう立てることができる。

即ち、図２に示すＬ１は従来のドア開閉機構におけるバランサ７の側面視での傾斜角を示す中心軸線、Ｌ２は本発明に係るドア開閉機構におけるバランサ７の側面視での傾斜角を示す中心軸線であり、本発明に係るドア開閉機構によれば、バランサ７の傾斜を従来の傾斜よりも図示の角度Δθだけ立てることができる。

ところで、本発明に係るドア開閉機構においては、バックドア１が閉じている状態でバランサ７の付勢力Ｆは、図２に実線にて示すように、ロッド７ｂの下端（ロッド７ｂのバックドア１への連結点）に中心軸線Ｌ２方向に作用するが、前述のようにバランサ７の傾斜を従来の傾斜よりも図２の角度Δθだけ立てることができる結果、側面視で前記ヒンジ３のドア側取付面（メール３ｂのバックドア１への取付面）Ｓの傾きをバランサ７の付勢力Ｆの方向に略等しく設定することができる。つまり、中心軸線Ｌ２と平面Ｓ（ヒンジ３のドア側取付面）を略平行とすることができる。

尚、従来のドア開閉機構においては、バランサ７の付勢力Ｆ’は、図２に破線にて示すように中心軸線Ｌ１方向に作用し、この付勢力Ｆ’の作用方向は、平面（ヒンジ３のドア側取付面）Ｓに対して平行にならない。

而して、本発明に係るドア開閉機構においては、バランサ７の付勢力Ｆは、図３に示すように、バックドア１を介してヒンジ３によって受けられるが、前述のように側面視でヒンジ３のドア側取付面Ｓの傾きをバランサ７の付勢力Ｆの方向に略等しく設定することができるため、ヒンジ３のドア側取付面Ｓ（ボルト４）には中心軸線Ｌ２と平行な付勢力Ｆが作用し、ヒンジ３のドア側取付面Ｓをバックドア１側に押す力（付勢力Ｆのヒンジ３のドア側取付面Ｓに対して垂直方向の分力、つまり、ボルト４に作用する軸方向の引張力）の発生が防がれる。

ここで、ヒンジ３のドア側取付面Ｓをバックドア１側に押す力（ボルト４に作用する軸力）は、ヒンジ３のドア側取付面Ｓをねじ曲げようとするモーメントを発生するが、本発明に形態に係るドア開閉機構においては、前述のようにヒンジ３のドア側取付面Ｓをバックドア１側に押す力（ボルト４に作用する軸力）をほぼ０とすることができるため、バランサ７の付勢力Ｆによるドアヒンジ部の変形を防いでバックドア１の取付精度を高め、外観性の低下やバックドア１の機能的不具合の発生を防ぐことができる。そして、このような効果は、補強部材等を用いることなく得られるため、ドア開閉機構の重量やコストの増加を招くことがない。

上記効果を得るためには、ヒンジ３のドア側取付面Ｓをバランサ７の傾きに合わせて室内側に傾けても良いが、ヒンジ３のドア側取付面Ｓの裏面側のバックドア１の内部にはリンフォース５やウェルドナット６等が配置されているため、ヒンジ３のドア側取付面Ｓを室内側に傾けると、ボルト４の先端がバックドア１の内部においてアウタパネル１ａ側に突出してアウタパネル１ａと干渉する可能性がある。これを避けるためには、バックドア１のアウタパネル１ａを車室外方へ膨出させる必要があり、車両の外観デザインに影響を及ぼすこととなるため、バックドア１のヒンジ３の取付部側での調整は困難である。

そこで、本実施の形態では、車体開口部に取り付けられたブラケット１０を用いることによって、バックドア１が閉じている状態において側面視でヒンジ３のドア側取付面Ｓの傾きをバランサ７の付勢力Ｆの方向に略等しく設定するようにしたため、バックドア１のアウタパネル１ａのデザインを変更することなく、バックドア１が閉じている状態において側面視でヒンジ３のドア側取付面Ｓの傾きをバランサ７の付勢力Ｆの方向に略等しく設定することができ、簡単な構成でバックドア１の取付精度を高めて外観性の低下やバックドア１の機能的不具合の発生を防ぐことができる。

更に、本実施の形態では、バックドア１を左右一対のヒンジ３によって車体に回動可能に枢支し、各ヒンジ３の近くにバランサ７をそれぞれ配置したため、一対のヒンジ３とバランサ７との間に前記関係（ヒンジ３のドア側取付面Ｓの傾きをバランサ７の付勢力Ｆの方向に略等しく設定する関係）が一層確実に維持される。

ところで、従来のドア開閉機構においては、バランサ７は、バックドア１と車体開口部の内側との間を繋ぐように取り付けられていたため、バックドア１が閉じた状態において側面視で車体開口部の傾きよりもやや車室内側に傾いた角度になり易く、図４に示すように、該バランサ７の中心軸線Ｌ１とヒンジ３のドア側取付面Ｓとは平行にはならなかった。

而して、従来のドア開閉機構においては、ヒンジ３のドア側取付面Ｓ（ボルト４）には中心軸線Ｌ１と平行な付勢力Ｆ’が作用するが、ヒンジ３のドア側取付面Ｓの傾きはバランサ７の付勢力Ｆ’の方向に一致しておらず、ヒンジ３のドア側取付面Ｓと中心軸線Ｌ１とは平行ではないため、ヒンジ３のドア側取付面Ｓ、具体的にはボルト４には、軸方向の分力（引張力）Ｆ’₁ （＝Ｆ’ｓｉｎΔθ）とこれに直角な方向の分力（剪断力）Ｆ’₂ （＝Ｆ’ｃｏｓΔθ）が作用する。

而して、上記分力（引張力）Ｆ’₁ は、ヒンジ３のドア側取付面Ｓをバックドア１側に押す力として作用し、ヒンジ３のドア側取付面Ｓをねじ曲げようとするモーメントＭを発生させるため、バランサ７の付勢力によるドアヒンジ部が変形し、バックドア１の取付精度が低下するとともに、外観性の低下やバックドア１の機能的不具合が発生する。

ここで、図４に示すように、ヒンジ３のピン３ｃの軸心とボルト４の軸心間の距離をＬとすると、モーメントＭは次式で表される。

Ｍ＝Ｆ’₁ ×Ｌ＝Ｆ’ｓｉｎΔθ×Ｌ
これに対して、本発明に係るドア開閉機構によれば、前述のようにヒンジ３のドア側取付面Ｓをバックドア１側に押す力（ボルト４に作用する軸力）をほぼ０とすることができるため、前記効果を得ることができる。

尚、以上は本発明を特に上下に回動する縦開きバックドアの開閉機構に対して適用した形態について説明したが、本発明は、横開きバックドア、フード、トランクリッド等の他の任意のドアを開閉するための開閉機構に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

本発明に係るドア開閉機構を備えたバックドアを車室側から見た斜視図である。 本発明に係るドア開閉機構におけるドアヒンジとバランサの取付位置との関係を示す側面図である。 本発明に係るドア開閉機構におけるヒンジのドア側取付面の傾きとバランサの付勢力の作用方向との関係を示す部分側面図である。 従来のドア開閉機構におけるヒンジのドア側取付面の傾きとバランサの付勢力の作用方向との関係を示す部分側面図である。

符号の説明

１ バックドア（車両用ドア）
１ａ バックドアのアウタパネル
１ｂ バックドアのインナパネル
２ ウェザーストリップ
３ ヒンジ
３ａ ヒンジのヒメール
３ｂ ヒンジのメール
３ｃ ヒンジのピン
４ ボルト
５ リンフォース
６ ウェルドナット
７ バランサ
７ａ バランサのシリンダ
７ｂ バランサのロッド
８ ボールジョイント
９ ボルト
１０ ブラケット
１１ ボールジョイント
Ｆ，Ｆ’ バランサの付勢力
Ｌ１ 従来のバランサの中心軸線
Ｌ２ 本発明のバランサの中心軸線
Ｓ ヒンジのドア側取付面

Claims (3)

1. 車体開口部を開閉するドアをヒンジを介して車体に回動可能に枢支し、該ドアに開方向の付勢力を付与するバランサの一端を前記ドアに回動可能に連結し、同バランサの他端を車体に回動可能に連結して成る車両用ドアの開閉機構において、
   前記ドアが閉じている状態において側面視で前記ヒンジのドア側取付面の傾きを前記バランサの付勢力の方向に略等しく設定したことを特徴とする車両用ドアの開閉機構。
2. 車体開口部に取り付けられたブラケットを介して前記バランサの一端を連結するとともに、その連結点を前記ブラケットの車体取付部に対してドア側にオフセットさせたことを特徴とする請求項１記載の車両用ドアの開閉機構。
3. 前記ドアを複数のヒンジを介して車体に回動可能に枢支するとともに、前記バランサを車体開口部の両側にそれぞれ配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用ドアの開閉機構。

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