JP2011017239A

JP2011017239A - 車両の前部ドア開閉装置

Info

Publication number: JP2011017239A
Application number: JP2009178387A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yamauchi; 智山内
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2011-01-27

Abstract

【課題】狭小部での自動車の運転席・助手席からのドア開閉や乗降を容易に、かつ安全に、しかも開閉の操作性を損なわず行うことを、故障の要因となりやすい電子電気部品等を極力使わず製作も容易に低コストでできる方法を提供する事を目的とする。
【解決手段】自動車ドアの前端吊元を屏風のような動きをする大型のＺ型ヒンジ金具で固定し、油圧ダンパー等を、ドア開放時のＺ型ヒンジ金具本体と平行になるように車両本体側面下部とドア内側下部に取付け、ドアを上底、車両本体側面を下底、Ｚ型ヒンジ金具本体と油圧ダンパー等を左右斜辺とする、全頂点が回転ピン接合された平行四辺形としての動きを構成する骨格を有する事を特徴とする。平行四辺形の各頂点回転軸の使い方により、ドアの開閉方法につき、車両側面に対して平行状態を保ったまま開く事も、一般的なスイングドアのように開く事も、両方組み合わせて開く事もできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒンジによる車両前部ドア開閉方法に関するものである。

車両のドア開閉方法はヒンジによるスイングドアが主流であり、後部ドアの開閉方法についてはスライドドアも多く用いられている。

特公昭６２−５７５２４号公報特開平９−１３２０３４号公報特開平１０−８８８９６号公報特開２０００−２４０３４６号公報特第２７６８０８４号公報

自動車ドアの開閉方法についての主流であるスイングドアはヒンジによる開閉方法であり、構造が単純で安価に堅牢なドアを製造できる。しかし乗降については、ドアがヒンジを中心に回転運動の軌跡を描き、そのヒンジが乗降時の足元近辺にあるという構造上、外部へ踏み出す時や車両に乗り込む時の動線上重要な車両側面外部の足元空間がドアに邪魔されて確保できず、さらにドア本体そのものが乗降時の障害物となってしまう。つまり、車両側面に広いスペースを確保してドアをかなり開かない限りは不自由な乗降を強いられる事になる。日常的な使用状態として車両の側面スペースが狭い場所や駐車場では、乗降の問題以前にドアを開くことがそもそも困難であり、そのような状況で無理に乗降すれば、自分や隣の車のドアに傷をつける恐れが非常に高い。

一方、スライドレールを取付けてアームとローラーによってレール上を可動するスライドドアは、車両の側面スペースがほぼ必要なく、人が通行できる幅を車両側面に確保できれば乗降に支障はなく、乗降時の足元空間も確保できるという利点がある開閉方法である。

しかしスライドドアについては、ドア全体を移動させる必要があることから開閉作業には結構な力が必要であり、その対策としてモーター駆動による自動ドアもあるが、重量増加や使用電力増加を招き、また、ドアをスライドさせる開閉状態は車両に長いレールを取付ける必要があり車体のデザインにも大きな制約を与え、ドア構造が複雑になることによる製造効率の悪化という欠点がある。前部ドアについてはレール取付け場所や方法が難しく前輪の干渉等の問題があり、また、乗用車のドアの様に分厚いドアをスライド式にするのは困難であることから、スライドドアは主にミニバンタイプの後部ドアに多用されている。いまだ前部ドアについてはスイングドアが主流であり、乗降性が悪い状態である。

このような問題に対して特開２０００−２４０３４６号公報や特開平１０−８８８９６号公報による解決策もあるが、いずれもスライドドアとしての開閉構造であり、スライドドアとしての諸問題は存続されている。

また、スイングドア開閉方法について、特開平９−１３２０３４号公報や特第２７６８０８４号公報、また、特公昭６２−５７５２４号公報による解決策がある。

この公報に記載された開閉方法は、特開平９−１３２０３４号公報については、スイングドアの支点ヒンジについて前後にスライド許容部分を設け、前部ドア開閉時に、ドア全体が少し前にスライドしながら前端を支点にして後端が開いていく構造であるが、スイングドアの開閉の特徴である支点を中心とした回転運動に基づいたドア開閉の軌跡が少し前にずれるだけにとどまり、狭小部等、ドア開閉角度が十分に確保できない場所での乗降性については未だ厳しい状態であり、乗降時の足元空間を十分に確保するのも難しい。

特第２７６８０８４号公報では、単独の１本アームの片端を車両側面におけるドア開口部の前端部に、他方端をドア内側の中央部あたりに、それぞれヒンジを介したピン接合で構成したドア開閉構造であり、車両側面にヒンジで接合された１本のアームが盾を持つかのようにドアを持っている状態である。この様な開閉構造をピン接合した場合には、乗降時の足元空間の確保は可能となるが、開く時にはドアの前端が、閉める時にはドアの後端が、それぞれ車両側面へ平行ではなく突き刺さるような角度で激突する恐れがある。回避するにはピン接合部に何らかのストッパーを設置しなければならないところ、集中荷重がかかる部分であるため重たいドアのモーメント荷重に耐え続けることは容易ではなく、また、アームの上下方向と水平方向それぞれの曲げ強度も増大させる必要がでてくる。モーターで強制的に制御する方法もあるが、電気使用量の増加や、精密機械の使用は故障の原因を増やす事になるのと同時に、製造コストも上がってしまう。１本のアームでドア本体を完全に車体から離して持たせているのでドア開閉時のふらつきや歪みの原因となりやすく、閉める時にはドア外周部全てが車両側面のドア開口部にきっちり納まらなければならない点から考えると、ドア開閉の耐久性が課題となる。類似の例として、フランスのルノー社アヴァンタイムという車のようにドアの前方一部分が内装と共に少し折れ曲がり、ドアが車両から少しせり出しながら開く方法もあるが、スイングドアについて第２の支点をドア吊元より少し後方に設けている構造となっているので根本的な吊元は従来のスイングドアと大して変わらず、従来のスイングドアと比して乗降時の足元空間が少々確保できるにとどまる。ドアが内装と共に折れ曲がる事は製造についての複雑度が増してコストが上がり、利便性との効果での兼ね合いから判断しても問題がある。

特公昭６２−５７５２４号公報では、ドアの動き方としては、上記特第２７６８０８４号公報のアームの中央あたりにヒンジが追加され、２段アームにより途中で折れる開閉構造であり、開閉動作はアーム内部の特殊構造によって制御されている。アーム内部に収められた、スリットを介して動く剛球や複数のギアが、ヒンジに連動してドアは車両側面と平行に動く事が可能である。しかし、平行以外に開くにはギア比を変える等の必要があり、操作性に問題が残る。さらに、アーム部分について、ギアや剛球のガイドレールである円筒に彫られた曲線スリット等、精密な加工が要求されていることから、製造コストの上昇が懸念される。

本発明は、前部ドアからの乗降につき狭い場所での高い乗降性を確保し、開閉の操作性を損なわず、２ドアクーペタイプの車から軽自動車、またはミニバンタイプの車等あらゆるタイプの車について、デザインの制約を極力与えず、単純構造で安価かつ堅牢に製造できるヒンジによるスイングドアの開閉装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、自動車側面前部ドアの前端吊元を大型のＺ型ヒンジ金具で固定し、最小長がヒンジ金具中央本体部の横の長さとほぼ同じ長さの油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケットを、ドア開放時のヒンジ金具本体と平行になるように車両本体側面下部とドア内側下部に取付け、ドアを上底、車両本体側面を下底、ヒンジ金具本体と油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケットを左右斜辺とする、全頂点が回転ピン接合された平行四辺形としての動きを構成する骨格を有する事を特徴とする。

また、請求項２に記載された発明は、前記ドアにおいて、従来のスイングドア開閉におけるピン接合のドア吊元であるヒンジの固定端を、従来の固定位置である車両側面におけるドア開口部の前端部よりも前方へ移動させ、ドア前端部に第２のヒンジを設ける事による２段階開閉動作を特徴とする。

また、請求項３に記載された発明は、前記ドアが車両側面に対して平行に開いた後、又は開きながら、Ｚ型ヒンジ金具のドア側のヒンジを支点として、さらにドアが回転運動によって開閉する、２段階開閉できる事を特徴とする。

また、請求項４に記載された発明は、前記ドアにおいて、Ｚ型ヒンジ金具の車両側ヒンジと油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケットのドア取付け端、または、油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケットの車両側取付け端とＺ型ヒンジ金具のドア側ヒンジの、各対面２頂点に各々若しくは同時に電子制御ダンパー等を新たに設置することによって自動ドアや開閉動作アシスト機能としての半自動ドアとして作動することを特徴とする。

また、請求項５に記載された発明は、前記ドアにおいて、全頂点ピン接合された平行四辺形としての動作を司る各頂点ヒンジの回転軸の使い方によって、ドア開閉時の力の向きと方向、さらに力をかける場所を各自が調整することにより、一般的なスイングドアのように開くことも、Ｚ型ヒンジ金具の前部ヒンジを支点に大きく開くことも、車体側面に対して平行に開くことも、さらにその平行状態からＺ型ヒンジ金具の後部ヒンジを支点にスイング式に開くことも出来る事を特徴とする。

以上のように本発明によれば、大型のＺ型ヒンジ金具と油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケットを使用した、全頂点ピン接合による平行四辺形としての骨格の動きがそのままドア開閉の動きになることにより、ドアは車両側面に対して平行状態を保ったままふらつかずに安定した動きで一定の開閉が可能となり、安全に乗降時の足元空間を確保することができる。つまり、狭小部での自動車の運転席・助手席からのドア開閉や乗降を容易に、かつ安全に、しかも開閉の操作性を損なわず行うことを、故障の要因となりやすい電子電気部品等を極力使わず製作も容易に低コストで可能となる。平行四辺形の骨格により、さらに、一般的なスイングドアとしての開閉方法も組み合わせて操作できるので、開閉方法は様々な状況に合わせて乗降する本人の意思で自由な乗降スタイルを選択できる。

本発明は、３枚の大型平板をヒンジ接合して一体化した屏風の様な動きをする大型のＺ型ヒンジ金具の両端平板を車両側面とドアそれぞれに堅固に接合するため、部材製作・取付け作業、強度管理が容易である。さらに、平行四辺形の骨格は１本アームによるドア開閉構造と比して開閉動作自体のふらつきが大幅に減り、ストッパーにかかる荷重は各ヒンジ部分、計４箇所に分散できる。

右ドアを開けた状態を車両右後方から見た斜視図と拡大図である。ドア開閉の骨格モデル平面図である。狭小部での乗降性の違いを示した説明図である。余裕のある場所での乗降性の違いを示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜４に基づいて説明する。

図１は右ドアを開けた状態を車両右後方から見た斜視図とその可動部拡大図であり、図２は車両側面に対してドアが平行開閉する動きのみの骨格モデル平面図と、平行開閉と一般的なヒンジ開閉を併用した動きの骨格モデル平面図、図３は狭小部での図２の乗降性をそれぞれ比較する平面図と平面図に対応した立面図、図４は車両側面空間に余裕のあるドア開放時における乗降時足元空間の比較平面図である。

図１において、鋼板等である部材１と部材１ｃと部材１ｄの３枚をヒンジ１ａと１ｂでそれぞれピン接合して一体化した屏風の様な動きをする大型のＺ型ヒンジ金具が、車両本体Ｗの側面とドア４の前部４ａ内側に堅牢に取付けられている。部材３は、車両外板としての化粧パネルとして部材１の外部側に取付けている。

油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケットである部材２は、車両側面開口部の角端部２ａとドア４下部の２ｂでピン接合されている。

部材２のピン接合部である車両側面開口部の角端部２ａと、Ｚ型ヒンジ金具のヒンジ１ａとの距離はＬ１であり、Ｚ型ヒンジ金具のヒンジ１ｂと、部材２のもう一方のピン接合部であるドア４下部の２ｂとの距離も同じくＬ１である。

Ｚ型ヒンジ金具のヒンジ１ａと１ｂの距離はＬ２であり、油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケットである部材２の一番短い状態の長さもＬ２である。つまり、辺１ａ２ａを底辺とし、辺１ｂ２ｂを上底、辺１ａ１ｂを左辺、辺２ａ２ｂを右辺とした平行四辺形とした骨格を形成しており、各頂点は全て回転する状態である。

ドア開閉の動きについて図２の開閉骨格モデル平面図で説明すると、ドアが閉まっている状態では上記の平行四辺形が畳まれている状態であり、ドアを開ける時には、図２Ａ１のように平行四辺形が起き上がり、図２Ａ２のような状態まで、ドアは自動的に車両側面と平行に開く。なお、この開閉動作の軌跡を示したものが図２Ａである。ドアを閉める時は、平行四辺形が畳まれるように、ドアは自動的に車両側面と平行に閉まることになる。

さらにドアを開けたいときは、外側に向けてドアを開けば、図２Ｂのように部材２の伸縮部が伸びる事によって従来のスイングドアとしての動きで、さらにドアが開放される。また、最初からドアを大きく開けたいときは、外側に向けてドアを開けば、図２Ｂ１から図２Ｂ２のように車両に平行した動きと従来のスイングドアとしての動きが混在した開閉動作となる。

図３Ａや図３Ｅは、隣接車両までの距離がかなり狭い駐車場等での、側面スペースＬ３での従来のスイングドアでの乗降を示した平面図であり、足を降ろす空間が全くと言ってよいほど無い状態で、さらにドア本体そのものが行く手を阻む障害物となり、のけぞりながら、隣の車にドアをぶつけない様ドアを押さえながら乗降する事になり、足腰が弱い人や荷物を持っていれば身動きが取れなくなってしまう場合もある状態を示している。

上記のような車両側面のスペースが殆ど無い状況でも、図３Ｂや図３Ｄのように、長さＬ３分のスペースさえ側面に確保していればドアは開閉でき、乗降時の足元空間が確保できているうえにドア本体は障害物にはならない配置なのでとても楽に乗降することができる。また、図３Ｃのように側面のスペースが広い場合には、さらに足元空間が広がり、なおかつドア本体が障害物にならない位置にあることから、非常に快適に乗降できる。

図４は、ドアをかなり開いた状態での足元空間の違いをそれぞれ示した図である。図４Ａは従来のスイングドアであるが、ドアをかなり開いているにも関わらず足元空間に余裕は無く、ドアその物も乗降についての障害物となっている。本発明である図４Ｂでの開閉方法では、足元空間が広くドアは全く邪魔にならない為、ストレスなく乗降が出来る。

上記のように、ドア開閉方法につき、車両側面と平行に開ける事も、大きく開けることも、それぞれ混在させて開けることも、ドアを開けるときの車両内側から車両外側へ対する力の向きと力の大きさ加減で、様々な状況に合わせて乗降する本人の意思で自由な乗降スタイルを選択できる。

さらに、２ａと１ｂ、又は１ａと２ｂの対角線上に各々若しくは同時に電子制御ダンパー等を新たに設置することによって自動ドアや開閉動作アシスト機能としての半自動ドアとして作動することもできる。

なお、図１における大型のＺ型ヒンジ金具の使用部材１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄについて、強度が確保できる場合には軽量化を目的として一部を欠如させる事も可能である。つまり、複数のアームにより構成されるＺ型ヒンジ金具としての姿となる場合もある。

本発明の実施は、上記内容の要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

１Ｚ型ヒンジ金具の中央部材
１ａＺ型ヒンジ金具の前部ヒンジ
１ｂＺ型ヒンジ金具の後部ヒンジ
１ｃＺ型ヒンジ金具の前部部材
１ｄＺ型ヒンジ金具の後部部材
２油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケット
２ａ油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケットの車両側ヒンジ
２ｂ油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケットのドア側ヒンジ
３車両外板
４ドア本体
４ａドア前端部
４ｂドア後端部
５車両側面前部
６車両側面後部
７隣接車両のドア
Ｗ車両本体
Ｈ乗降者
Ｌ１１ａと２ａの距離
Ｌ２１ａと１ｂの距離
Ｌ３隣接車両との距離

Claims

自動車側面前部ドアの前端吊元（４ａ）を大型のＺ型ヒンジ金具（１）で固定し、最小長がヒンジ金具本体（１）の横の長さとほぼ同じ長さの油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケット（２）を、ドア開放時のヒンジ金具本体（１）と平行になるように車両本体側面下部（２ａ）とドア内側下部（２ｂ）に取付け、ドア（４）を上底、車両本体側面を下底、ヒンジ金具本体（１）と油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケット（２）を左右斜辺とする、全頂点が回転ピン接合された平行四辺形としての動きを構成する骨格を有する事を特徴とする、ドアの開閉構造。
前記ドアにおいて、従来のスイングドア開閉におけるピン接合のドア吊元であるヒンジの固定端を、従来の固定位置である車両側面におけるドア開口部の前端部よりも前方へ移動（１ａ）させ、ドア前端部に第２のヒンジ（１ｂ）を設ける事による２段階開閉動作を特徴とする、ドアの開閉構造。
前記ドアが車両側面に対して平行に開いた後、又は開きながら、Ｚ型ヒンジ金具（１）のドア側のヒンジ（１ｂ）を支点として、さらにドアが回転運動によって開閉する、２段階開閉できる事を特徴とする、ドアの開閉構造。
前記ドアにおいて、Ｚ型ヒンジ金具（１）の車両側ヒンジ（１ａ）と油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケット（２）のドア取付け端（２ｂ）、または、油圧ダンパー若しくは自由伸縮ブラケット（２）の車両側取付け端（２ａ）とＺ型ヒンジ金具（１）のドア側ヒンジ（１ｂ）の、各対面２頂点に各々若しくは同時に電子制御ダンパー等を新たに設置することによって自動ドアや開閉動作アシスト機能としての半自動ドアとして作動することを特徴とする、ドアの開閉構造。
前記ドアにおいて、全頂点ピン接合された平行四辺形としての動作を司る各頂点ヒンジ（１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ）の回転軸の使い方によって、ドア開閉時の力の向きと方向、さらに力をかける場所を各自が調整することにより、一般的なスイングドアのようにヒンジ１ｂのみを支点に開くことも、ヒンジ１ａを支点に開くことも、車体側面に対して平行に開くことも、さらにその平行状態からヒンジ１ｂを支点にスイング式に開くことも出来る事を特徴とする、ドアの開閉構造。