JP2012502203A - フラップまたはドアを移動させる機構を有する自動車 - Google Patents

Abstract

本発明はフラップ３又はドア３を有する自動車に関する。本発明によると、フラップ３またはドア３を、回転軸Ａを中心として回転可能とし、少なくとも１つのエネルギー貯蔵要素１及びこのエネルギー貯蔵要素に結合されて影響を及ぼす手段２，４，７，８，９，１０，１１を使用して、閉鎖位置から重力に反して開放位置へ移動させるねじりモーメントを、少なくとも１つのエネルギー貯蔵要素１からフラップ３またはドア３に供給することが可能であり、フラップ３またはドア３の開放位置に応じて、影響を及ぼす手段２，４，７，８，９，１０，１１により、ねじりモーメントに影響を及ぼしうる。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に、後部フラップまたはシザースドアとして形成されているフラップまたはドアを、閉鎖位置から重力に反して開放位置へ移動できる機構を有する自動車に関する。

このような機構は、自動車において、フラップまたはドアを、閉鎖位置から重力に反して開放位置へと移動する場合および逆の場合において、使用者の労力を減少させるために使用される。一般的によく知られているのは、自動車のスプリング、好ましくはガススプリングであり、たいていは重量のあるフラップやドアの移動を補助するために使用される。しかしながら、ガススプリングは、周囲温度に応じて、ガススプリング内の作動ガスの圧力が変化し、適用される補助モーメントが変化するという欠点がある。その結果、このようなスプリングを取り付けたフラップまたはドアは、冬季に開け難くなり、夏季に閉じ難くなる。
さらに、フラップまたはドアが移動する際に適用されるトルクは、瞬間の旋回位置に応じて変化する。従って、例えば、後部フラップが閉鎖位置から離れて、最大トルクとなる水平位置に達するまでの間は、作用されるトルクが増加し、そこからさらに後部フラップを開放位置へと旋回する間は、作用されるトルクが減少する。
通常、利用できるのは力−変位曲線が線形を示すばね要素のみであるため、フラップまたはドアの有するカーブ状のトルク曲線を十分に補償することができない。

ドイツ国特許公開公報第４１０４１２５号には、２つのヒンジによりルーフレールに結合された後部フラップを有する乗用車が説明されている。ここでは、２つのヒンジは、それぞれ、ルーフレールの脚部及びトーションバーに結合されている。トーションバーは、それぞれ、ルーフレールの一方の脚部から他方の脚部に向けて伸長されている。これらトーションバーは、後部フラップの開放動作を補助する。すなわち、後部フラップが閉鎖位置にあるとき、トーションバーにプリロードがかけられ、後部フラップが移動するために開錠された後、トーションバーの張力が解放されるように使用される。

ドイツ国特許公開公報第３０２３９５０号には、トーションバーのプリロードを調整するための装置が示されている。ここでは、後部フラップとして傾動自在な車体構成要素が利用可能であり、車体構成要素の各側端部において、後部フラップに作動部が作用され、対向して配置される支持部が本体側に平行に支持される。
さらに、トルクを伝達する１つの棒状部材を有し、車体構成要素に固定された歯止めと、ラチェットホイールとを有するラッチェットによって、開放動作および閉鎖動作により生じる後部フラップのトルクと逆方向に作用するトーションバーが用いられる。このトーションバーのねじりモーメントを、静的に調整することができる。
このような装置を用いることにより、小さな範囲において、ねじりモーメントを静的に変化させることができるため、後部フラップを操作することにより様々な支持が可能となる。

ドイツ国特許公開公報第４１０４１２５号 ドイツ国特許公開公報第３０２３９５０号

しかし、後部フラップのほぼ全ての開放位置において、後部フラップの瞬間のトルクとトーションバーの調整されたねじりモーメントとの間に差があるため、全体を開放動作させる操作には、さらに、わずらわしい大きな力を必要とすることが前提とされる。

本発明の課題は、比較的コンパクトで頑丈な機構を有し、フラップまたはドアを開放動作または閉鎖動作させるために要する操作力を可能な限り小さく保つ、フラップまたはドアを有する自動車を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。
本発明は、フラップまたはドアを回転軸を中心として回転可能とし、少なくとも１つのエネルギー貯蔵要素及びこれに結合された影響を及ぼす手段を使用して、閉鎖位置から重力に反して開放位置へ移動させるねじりモーメントを、少なくとも１つのエネルギー貯蔵要素からフラップまたはドアに供給する、フラップまたはドアを有する自動車において、フラップまたはドアの開放位置に応じて、影響を及ぼす手段により、ねじりモーメントに影響を及ぼしうることを特徴とする。

好ましくは、フラップまたはドアに影響を及ぼす手段は、少なくとも１つのエネルギー貯蔵手段からフラップまたはドアに対し、開放位置に向かう方向または逆方向に力を伝達する。
ねじりモーメントに影響を及ぼす手段は環境に反して作用でき、エネルギー貯蔵要素に連結された当該手段が供給するねじりモーメントは、フラップまたはドアが閉鎖位置から開放位置へ移動するに従って線形的に減少する。これに対し、フラップまたはドアが、実質的に水平位置に達するまでの間は、通常、閉鎖位置から開放位置へと移動する間に、フラップまたはドアの重量に対応して、作用されるトルクは増加する。
フラップまたはドアが水平位置にあるとき、フラップまたはドアに起因するトルクは最大値を示す。ここで、フラップまたはドアの重心は、旋回軸に対して最大距離をとる。フラップまたはドアが、さらに、終端位置に達するまで回転する間は、フラップまたはドアに作用するトルクは再び減少する。
より好ましい構成では、ねじりモーメントに影響を及ぼす手段は、少なくとも１つのエネルギー貯蔵要素からフラップまたはドアに伝達されるねじりモーメントと、フラップまたはドアの重量に起因して作用される反モーメントとの差に影響を及ぼすことができ、好ましくは減少することができる。

好ましい実施の形態では、ねじりモーメントに影響を及ぼす手段は、複数の開放位置、好ましくは、全ての開放位置において、フラップまたはドアのモーメントの釣り合いを自動的に調整できる。
これにより、少なくとも１つのエネルギー貯蔵要素からフラップまたはドアに適用されるトルクが最大値をとる場合であっても補償することが可能となる。トルクが最大値を示すフラップまたはドアの開放位置とは別の、フラップまたはドアの種々の開放位置では、フラップまたはドアの急激な開放動作と逆方向に小さなモーメントが作用され、このモーメントはエネルギー貯蔵要素からフラップまたはドアに伝達される。

したがって、フラップまたはドアを旋回させるための操作力を、特に小さく抑えることができ、さらに、複数の、あるいは、全ての開放位置における、フラップまたはドアの保持が確実となる。
さらに有利な構成では、２つの異なる状態におけるフラップまたはドアの２つの互いに異なる開放位置の近傍に、影響を及ぼす手段が配置される。
フラップまたはドアの開放位置において、影響を与える手段によりねじりモーメントが全く供給されないため、フラップまたはドアのトルクは最大値を示し、これにより、エネルギー貯蔵要素から供給されるねじりモーメントによりフラップまたはドアが宙吊り状態に保持される。
フラップまたはドアの第１の開放位置とは異なる第２の開放位置に配置される影響を及ぼす手段により、少なくとも１つのエネルギー貯蔵要素からフラップまたはドアに伝達されるねじりモーメントが減少されるため、フラップまたはドアのトルクは、少なくとも非常に広範囲に補償される。
全ての旋回ストロークにおいて、フラップまたはドアは、宙吊りの状態に保持されるため、フラップまたはドアの開放動作または閉鎖動作に必要となるのは、単純な非常に小さな力となり、フラップまたはドアの慣性質量および摩擦力の影響を克服できる。これらの非常に小さな力としては、操作者の手の力あるいは非常に小さな出力の駆動モータの力が適用できる。
特に、全ての旋回ストロークにおいて、少なくとも１つのエネルギー貯蔵要素により、代わりに、フラップまたはドアの逆方向のモーメントよりわずかに大きなねじりモーメントを、フラップまたはドアに伝達することができる。
従って、例えば、ラジオキーを使用してフラップまたはドアを開錠した後、特に快適に、自動的にフラップまたはドアを開放動作させることができる。この場合、フラップまたはドアの閉鎖動作に用いられるのは、比較的小さな手の力あるいは駆動モータの力のみであるはずである。

好ましい実施の形態では、エネルギー貯蔵要素は、実質的に線形の「力−変位曲線」を示す。線形の「力−変位曲線」、例えば、フックの法則に従う線形のばね特性曲線を有するエネルギー貯蔵要素には、利用形態に応じて特定の選択を行いうる多数の実施の形態がある。

好ましい実施の形態では、エネルギー貯蔵要素が、トーションバーまたはトーションバーシステムとして形成される。特に好ましい実施の形態では、トーションバーシステムが、互いに結合された複数のトーションバーにより形成され、各トーションバーの相互の結合によって有効長が増加される。
好ましいトーションバーまたはトーションバーシステムは、特に経済的で、頑丈で、エネルギー貯蔵要素をコンパクトに設計することができ、自動車の車体に対して容易に組み込むことができる。
複数のトーションバーは、例えば、平行に配置され、互いに回転可能な状態で蛇行形をなすように連結され、これにより得られるトーションバーシステムは、設置スペースが小さくなると同時に、大きな有効長を有する。
比較的大きな断面積を有する単一のトーションバーは、２つの互いに連結されたトーションバーを含んだ、フラップまたはドアのヒンジに結合されたトーションバーシステムに変更することもできる。この場合、２つの互いに連結されたトーションバーは、より小さな断面積を有する。
２つまたはより多数のトーションバーを連結することもでき、断面が円形のトーションバー、またはフラットバーとして形成されたトーションバーを、例えば歯車装置を用いて連結することもできる。

さらなる利点として、連結要素に効果的に結合された２つのトーションバーが組になっている場合、トーションバーの互いに連結される有効長が可変であることが挙げられる。互いに連結されたトーションバーの有効長を変化させることにより、トーションバーからフラップまたはドアに供給されるねじりモーメントを変化させることができる。
したがって、フラップまたはドアに追加の負荷がかかっている場合に、例えば、フラップ又はドアに雪などが乗っている場合に、フラップまたはドアを開ける際の境界条件の変化に適合させるために、互いに連結されたトーションバーの有効長を増加できる。

好ましい実施の形態では、トーションバーまたはトーションバーシステムが、乗員室に隣接して、車体要素に組み込まれる。この場合、二重壁の車体要素を利用する、あるいはトーションバーまたはトーションバーシステムをカバー部材と車体部材との間に配置することにより、２つの車体構成要素の間に配置して組み込むことができる。
本発明によれば、特に、干渉が少なく、コンパクトな機構とすることができる。乗員室は、後部フラップが傾斜したハッチバック車、後部フラップが急傾斜のハッチバック車、あるいはノッチバック車として形成された乗用車の後部に形成することができる。

好ましい実施の形態では、エネルギー貯蔵要素に、連結手段に案内される自由な旋回端を有しかつアーム長さが可変のレバーが回転可能に配置され、フラップまたはドアに有効に結合され、実質的に並進運動が可能な推進要素が、自由な旋回端に作用される。推進要素に結合されたエネルギー貯蔵要素に連結されるレバーは、レバーアーム長さが可変とされると同時に、力も可変とされる。
エネルギー貯蔵要素の線形のトルク曲線が、フラップまたはドアのカーブするトルク曲線に適用される。このため、閉鎖位置から開放位置に旋回する場合、または逆に開放位置から閉鎖位置に旋回する場合、フラップまたはドアがどの位置にあっても、フラップまたはドアのトルクと反対向きのねじりモーメントがエネルギー貯蔵要素から発生される。
これにより、非常に小さな操作力で、例えば、フラップまたはドアを、各位置において確実に保持することができる。例えば、電気機械式アクチュエータを用いることによって、エネルギー貯蔵要素のプリロードが変化され、これにより、フラップまたはドアのトルクに対応するねじりモーメントが調節され、フラップまたはドアの閉鎖動作または開放動作が自動的に行われる。

好ましい実施の形態では、連結手段に、レバーの自由な旋回端に配置したボルトを案内する第１の長孔が形成される。連結手段に形成した第１の長孔にボルトを配置することにより、レバーの自由な旋回端が運動する際に生じる摩擦力を非常に小さくすることができる。

好ましい実施の形態では、ボルトが、レバーに形成されて実質的にレバーの長さ方向に拡張された第２の長孔内に移動可能に取り付けられる。これにより、第２の長孔において、レバーの拡張される長さ方向にボルトが可動となるため、フラップまたはドアの開放角度に応じて相応の形態とされる連結手段によって、レバーアーム長さが可変とされる。また、ボルトの可動軸受の摩擦力がさらに減少し、連結手段にボルトをアンリールすることが可能となる。

好ましい実施の形態では、第１の長孔が、その長さ方向に拡張され、好ましくは正弦波形状に形成されている。第１の長孔が、長さ方向に拡張され、好ましくは正弦波形状に形成されていることにより、第１の長孔内にボルトを案内し、第２の長孔内でボルトを長さ方向に動かすことができる状態とされて、フラップまたはドアが旋回する際の固有のトルク曲線と逆方向に作用する望ましいねじりモーメントの曲線を発生させる、レバーのアーム長さとすることができる。さらに、フラップまたはドアのトルク曲線に応じて、長孔は、円弧形状または自由な形に形成される。

好ましい実施の形態では、推進要素は、フラップまたはドアの回転軸に対して、オフセットされている。このため、回転軸を中心として旋回可能なフラップまたはドアの旋回運動は、特に、推進要素の単純な並進運動に変換される。

好ましい実施の形態では、力を及ぼす第１および第２のエネルギー貯蔵要素が、作用方向と逆方向に影響を及ぼすことができる。これらエネルギー貯蔵要素は、フラップまたはドアが結合された影響を及ぼす手段に有効に連結される。影響を及ぼす手段は、連結要素として形成され、回転軸に対してオフセットされて作動する。
第１および第２のエネルギー貯蔵要素が、作用方向とは逆方向に影響を及ぼすことができることにより、フラップまたはドアの回転軸に対してオフセットされた連結要素の連結が、特に、非同期で変化できる場合、フラップまたはドアの瞬間の位置に応じて、エネルギー貯蔵要素がチャージされる。

２つのエネルギー貯蔵要素の相互作用により、エネルギー貯蔵要素から、フラップまたはドアのトルクと逆方向に固有のねじりモーメントが発生される。わずかな可動部品しか格納される必要がないので、連結要素を介したフラップまたはドアに対するエネルギー貯蔵要素の結合は、特に、頑丈な構造となる。
好ましい実施の形態では、連結要素は、ヒンジ継手として形成され、エネルギー貯蔵要素において回転可能に配置されている。

好ましい実施の形態では、影響を及ぼす手段が、回転可能で、トーションバーに結合された少なくとも１つの伝達要素、特に、偏心カムを有し、かつフラップまたはドアに結合された推進要素を有する。そして、フラップまたはドアが移動する際、偏心カムが運動される。偏心カムが用いられている場合、この偏心カムは、少なくとも１つのトーションバーの回転軸の回転中心と一致するように配置されて、そのトーションバーに結合されている。
フラップまたはドアの移動に連動された伝達要素、特に偏心カムが運動することにより、少なくとも１つのトーションバーは、フラップまたはドアのトルクに対して特に正確に同調して、ねじりモーメントをフラップまたはドアへ伝達する。伝達要素は、少なくとも１つのトーションバーにヒンジで結合された旋回アームを含むことができ、旋回アームは、本体のフラップまたはドアに回転可能に結合され、旋回運動する。
少なくとも１つの旋回アームの旋回運動により、少なくとも１つのトーションバーのプリロードが変化される。この場合、回転運動は、例えば、カムディスクとして形成された本体において、少なくとも１つのトーションバーの長軸周りの回転運動に変換されるので、プリロードの変化に伴う摩擦損失は特に小さくなる。

好ましい実施の形態では、影響を及ぼす手段は、回転式の構成とされて、フラップまたはドアに結合されたカムディスクと伝達要素に連結された推進要素とを有する。カムディスクがフラップまたはドアを開放位置へ移動させる。ここで、推進要素の単純な並進運動は、機械的連結にて、偏心カムの回転運動へと変換される。

好ましい実施の形態では、影響を及ぼす手段は、回転式の構成とされて、フラップまたはドアがカムディスクに連結されるとともに、推進要素に結合された伝達要素を含む。伝達要素は、カムディスクによりフラップまたはドアが開放位置まで移動される際に運動する。
ここで、伝達要素は、カムディスクの外縁部に対し、アンリールでき、あるいはカムディスクの外縁部に沿って滑動することができる。この際、少なくとも１つのトーションバーとの機械的結合により、フラップまたはドアを開放位置に移動する力が強制的に発生される。このため、フラップまたはドアから及ぼされるトルクに対して、トーションバーからフラップまたはドアに伝達するモーメントが、特に、フェイルセーフな状態で、正確に付与される。

好ましい実施の形態では、カムディスクの外縁から中心までの距離が可変とされる。特に、カムディスクは、その外縁が特に効果的なサインカーブ形状を有し、トーションバーから供給されるところの、特に広範囲で一定のねじりモーメントの作用により、フラップまたはドアの全ての開放ストロークについて、フラップまたはドアに及ぼされるトルクを補償することができる。

好ましい実施の形態では、少なくとも１つのトーションバーの旋回アームが可動式であり、この旋回アームは、フラップまたはドアを滑り接触により運動させる。この場合、滑り接触は、ローラ、ボール、滑り部材のようなもので行うことができる。これにより、特に、トーションバーからフラップまたはドアへのモーメントを低損失で伝達することが可能となる。
少なくとも１つのトーションバーは、自動車の車幅の方向において、斜めに、または、湾曲して延びて配置される。そして、フラップまたはドアにモーメントを付与する少なくとも１つのトーションバーは、車幅の方向に平行に配置される。このため、フラップ又はドアの旋回方向にモーメントを伝達できる。

好ましい実施の形態では、少なくとも１つのトーションバーが、自動車の車幅の方向におけるフラップの幅よりも短く形成される。したがって、単一のトーションバーの長さ、または複数の互いに連結されたトーションバーの長さは、フラップのためのヒンジから（車幅の方向において）車両の中心部までとすることができる。
特に、少なくとも１つのトーションバーは、単純に、ルーフのクロスビームあるいはルーフの湾曲部内に配置され、特に好ましくは、少なくとも１つのトーションバーは、後部フラップを移動させるため、ルーフのクロスビームあるいはルーフに配置される。

好ましい実施の形態では、少なくとも１つのトーションバーが湾曲され、少なくとも１つの支持部において支持される。内部にトーションバーを配置したクロスビームあるいはルーフは、自動車における車幅の方向において、自動車の一方の側面から自動車の他方の側面まで延びており、湾曲されたトーションバーは、クロスビームあるいはルーフに従い、例えば、支持部における中心に支持される。これにより比較的長いトーションバーであっても、車体要素に良好に組み込むことができる。

好ましい実施の形態では、少なくとも１つのトーションバーは、車体要素の横剛性を高めるための少なくとも１つのハウジングにより囲われている。ここで、より好ましくは、少なくとも１つのハウジングが、車体要素、例えばクロスビームの全体の横剛性に寄与する。ハウジングは２つの半殻部材により形成され、そのうち少なくとも１つは、特に、トーションバーを格納できる１つの支持部ケースに囲われている。さらに、ハウジングは、特に、ビード等の補強要素、支持板等により補強することができる。

好ましい実施の形態では、フラップが、後部フラップまたはトランク蓋とされ、後部フラップまたはトランク蓋の外縁部において、影響を及ぼす手段が対称に作用される。２つの対称な機構へのフラップまたはドアのトルクは、エネルギー貯蔵要素に分かれて割り当てられる。このため、少なくともフラップの外縁部へ影響を及ぼす手段が対称に作用することにより、後部フラップは、目立たない機構により取り付けられ、特に好ましくは支持される。
本発明によれば、フラップにおける車幅に垂直な（通常、旋回軸に垂直な）方向の長さは、少なくとも１．１５メートルより大きく、好ましくは、少なくとも１．２０メートルより大きく、特に好ましくは、少なくとも１．２５メートルよりも大きく、よりいっそう好ましくは、少なくとも１．３０メートルよりも大きくてもよい。これは、車両設計者に新たな可能性を開く。すなわち、美的な理由や空気力学的な理由に応じて、自動車の外観を異ならせることができる。
フラップが後部フラップである場合、少なくとも１つのトーションバーがルーフのクロスビームの中に組み込まれていることが特に好ましい。ここで、ルーフのクロスビームは、乗員室のルーフに部分的に形成することができる。少なくとも１つのトーションバーは、特に、そのような場所に、ほとんど妨げなく格納されるため、最適な力を後部フラップに伝達することができる。一方、フラップがトランク蓋である場合、少なくとも１つのトーションバーは、格納するための妨げがほとんどない後部窓枠の下方を利用して配置することができる。

好ましい実施の形態では、ドアは、シザースドアまたはバタフライドアとされる。シザースドアは、自動車の車体の支柱に結合され、自動車の乗員のための乗り込み口に実質的に垂直に旋回運動して開くようなドアである。バタフライドアは、垂直方向の旋回運動に加えて、横方向に運動し、乗員の利便のため、必要であれば、自動車のルーフ部分も開く。
実際に、少なくとも１つのトーションバーにより、フラップまたはドアの開放ストロークのすべてにおいて、特に、フラップまたはドアの長さと重量に基づいて、閉鎖位置から開放位置へ移動させるときに作用される回転モーメントを、非常に小さな操作者の手の力のみを用いて、補償し、フラップまたはドアを開放動作させるモーメントを、容易に作用させることが可能となる。これにより、非常に小さなモーメントを供給する圧電モータ等の非常に弱いモータであっても使用することができる。
このような非常に弱いモータは、フラップやドアに物体や体の一部が挟まることによる外力を検出すると、非常に簡単な手法によって、その駆動力が素早く減少される。
本発明の特徴および利点のさらなる詳細は、以下に説明する好ましい実施の形態により明らかにされる。

本発明の自動車におけるトーションバーシステムの第１の実施の形態である。 代替のエネルギー貯蔵要素を有する第１の実施の形態である。 本発明の自動車におけるトーションバーシステムの第２の実施の形態である。 本発明の自動車に備えられる後部フラップの開動作を補助するトーションバーシステムの第３の実施の形態である。 図４のトーションバーシステムの詳細な部分切欠図である。 図４のトーションバーシステムの中央部の切欠斜視図である。 図４のトーションバーシステムを有する自動車のルーフのクロスビームの中央部の断面図である。 本発明の自動車に備えられる後部フラップの開放動作を補助するトーションバーシステムの第４の実施の形態の模式図である。 図８の後部フラップが閉鎖位置にあるときのトーションバーシステムの側面図である。 図８の後部フラップが第１の開放位置にあるときのトーションバーシステムの側面図である。 図８の後部フラップが第２の開放位置にあるときのトーションバーシステムの側面図である。 本発明の自動車におけるトーションバーシステムの第５の実施の形態の斜視図である。 図１２のトーションバーシステムの一部切欠平面図である。 本発明の自動車におけるトーションバーシステムの第６の実施の形態である。 本発明の自動車におけるトーションバーシステムの第７の実施の形態である。

図１によれば、フラップ３またはドア３を、閉鎖位置から重力に反して開放位置に動かすことができ、ここで、フラップ３またはドア３は、フラップ３またはドア３の端部５に配置されたヒンジレバー６を有し、ヒンジレバー６が回転軸Ａを中心として回転可能に取り付けられ、フラップ３またはドア３を閉鎖位置から開放位置に及び逆方向に旋回運動することができる。
図１は、ヒンジレバー６の３つの異なる旋回位置の例を示している。フラップ３またはドア３の旋回運動が推進要素２ｃの並進運動に変換できるように、回転軸Ａに対してオフセットして、推進要素２ｃがヒンジレバー６に配置されている。さらに、エネルギー貯蔵要素は、トーションバーシステム１の形態で提供されている。トーションバーシステム１の一端が固定され、他端が回転可能な状態でレバー２ａに結合されている。

トーションバーシステム１は、複数の平行なトーションバーからなり、複数の平行なトーションバーは、そららの各端部の近傍で互いに連結されており、各トーションバーの有効長が伸ばされ、これにより、所望のばね特性が得られる。レバー２ａの自由な旋回端が第２の長孔２ｅを有し、第２の長孔２ｅがレバー２ａの長さ方向に拡張され、ボルト２ｄが軸方向に移動可能に配置されている。さらに、ボルト２ｄが第１の長孔２ｂとして形成された連結手段に案内され、第１の長孔２ｂが形成された部材は、支持板２ｆに固定して取り付けられて配置されている。この際、第１の長孔２ｂは、ボルト２ｄが主として第１の長孔２ｂの長さ方向にのみ運動することができる寸法とされている。

推進要素２ｃは、ボルト２ｄと係合し、フラップ３またはドア３の運動をレバー２ａに伝達し、これに対応して、レバー２ａがトーションバーシステム１を適切にねじる。この際、第１の長孔２ｂがその長さ方向において蛇行した外形線、特に、サインカーブ形状の外形線を有し、第１の長孔２ｂを移動する際に、ボルト２ｄの運動に対応して変化するレバー２ａの有効長が第２の長孔２ｅ内において連続する程度に調節されている。その結果、フラップ３またはドア３からもたらされたトルクと逆方向のねじりモーメントがトーションバーシステム１から作用されて、トーションバーシステム１がフラップ３またはドア３を全ての任意の位置で平衡に保持する。フラップ３またはドア３が後部フラップである場合、好ましくは、トーションバーシステム１および影響を及ぼす手段２がフラップ３またはドア３の各々の外側の端部５に作用するために、対称的に自動車に配置されている。

図２の構成によれば、フラップ３またはドア３を閉鎖位置から重力に反して開放位置に移動することができ、フラップ３またはドア３が、フラップ３またはドア３の端部５に配置されたヒンジレバー６を有し、ヒンジレバー６が、回転軸Ａを中心として回転可能に取り付けられ、フラップ３またはドア３を閉鎖位置から開放位置に及び逆方向に旋回運動することが可能である。フラップ３またはドア３の旋回運動を推進要素２ｃの並進運動に変換できるように、推進要素２ｃが、回転軸Ａからオフセットしてヒンジレバー６に配置されている。

さらに、エネルギー貯蔵要素１がコイルスプリングシステムの形態で提供されており、コイルスプリングシステムの一端は固定され、他端がプーリー２ｇに掛けられた牽引ロープによりレバー２ａと連結されている。この際、プーリー２ｇは、レバー２ａの一部として形成することができ、レバー２ａの回転運動を牽引ロープの並進運動に変換するために用いられる。好ましくは、コイルスプリングシステム１は、複数の平行なコイルスプリングからなり、これらコイルスプリングが、共通の支持板を介して牽引ロープと結合され、所望のばね特性を可能な限り小さなスペースで実現している。

一方、レバー２ａの自由な旋回端が第２の長孔２ｅを有し、第２の長孔２ｅがレバー２ａの長さ方向に拡張され、ボルト２ｄが長孔２ｅの方向に移動可能に配置される。さらに、ボルト２ｄが第１の長孔２ｂとして形成された連結手段に案内され、第１の長孔２ｂは固定式の支持板２ｆに形成されている。第１の長孔２ｂは、ボルト２ｄが主に第１の長孔２ｂの長さ方向に移動可能な寸法である。

推進要素２ｃは、ボルト２ｄと係合し、フラップ３またはドア３の運動をレバー２ａに伝達し、他方では、レバー２ａがコイルスプリングシステム１に力を及ぼす。この際、第１の長孔２ｂがその長さ方向において蛇行した外形線、特に、正弦波形状の外形線を有し、第１の長孔２ｂを移動する際に、ボルト２ｄの運動に対応して変化するレバー２ａの有効長が第２の長孔２ｅ内において連続する程度に調節されている。その結果、コイルスプリングシステム１からプーリー２ｇには、フラップ３またはドア３からもたらされたトルクと逆方向のねじりモーメントが作用されており、コイルスプリングシステム１がフラップ３またはドア３を全ての任意の位置で平衡に保持する。フラップ３またはドア３が後部フラップである場合、好ましくは、コイルスプリングシステム１および影響を及ぼす手段２が、フラップ３またはドア３の各々の外側の端部５に作用するために、対称的に自動車に配置されている。

図３によれば、フラップ３またはドア３を閉鎖位置から重力に反して開放位置に移動することができ、フラップ３またはドア３が、フラップ３またはドア３の端部５に配置されたヒンジレバー６を有し、ヒンジレバー６が、回転軸Ａを中心として回転可能に取り付けられ、フラップ３またはドア３を閉鎖位置から開放位置に及び逆方向に旋回運動することが可能である。回転軸Ａからオフセットして対向して連結要素４ａ，４ｂが配置され、好ましくは、連結要素が４ａ，４ｂが２つのヒンジ継手として形成されている。

連結要素４ａ，４ｂが、各々のエネルギー貯蔵要素１ａ，１ｂを保持し、好ましくは、エネルギー貯蔵要素１ａ，１ｂがトーションバーまたはトーションバーシステムとして形成されている。回転軸Ａに対向してオフセットされた連結要素４ａ，４ｂがヒンジレバー６に作用することによって、連結要素４ａ，４ｂの有効長を変化させるフラップ３またはドア３の運動を、ヒンジレバー６と、対応する第１のトーションバー１ａまたは第２のトーションバー１ｂに導く。これにより、対応する第１のトーションバー１ａまたは第２のトーションバー１ｂは、反対方向に作用し、互いに異なる力が適用されてねじられる。

フラップ３またはドア３からもたらされたトルクが、フラップ３またはドア３の任意の位置において、第１のトーションバー１ａまたは第２のトーションバー１ｂから付与されるねじりモーメントに反して作用することにより、ねじりモーメントがフラップ３またはドア３を平衡に保持する。フラップ３またはドア３が後部フラップである場合、好ましくは、対応するトーションバーシステム１および影響を及ぼす手段２が、フラップ３またはドア３の各々の外側の端部５に作用するために対称的に自動車に配置されている。

図４は、自動車の後部フラップの開放動作を補助するためのトーションバーシステム１として形成されたエネルギー貯蔵要素を示す。トーションバーシステム１は、図４に示されていない後部フラップの左右のヒンジレバー６に作用し、左右のヒンジレバー６が、図５に示される回転軸Ａを中心として旋回可能となっている。トーションバーシステム１は、長手方向の拡張部を有し、長手方向の拡張部は、車幅方向の軸ｙに平行で、車長方向の軸ｘに垂直とされる。また、回転軸Ａは、車幅方向の軸ｙに平行である。

図５に示す構成では、トーションバーシステム１が４つのトーションバー１６を含み、４つのトーションバー１６がハウジング１８に囲われている。４つのトーションバー１６のうち２つが、旋回アーム２０の運動に貢献し、旋回アーム２０がローラ２２を介してヒンジレバー６に作用する。プリロード未満で停止したトーションバー１６が後部フラップのロック解除後に、旋回アーム２０の旋回を引き起こし、ローラ２２がヒンジレバー６の推力受け部に向けて繰り出される。ヒンジレバー６に作用する２つのトーションバー１６が、ハウジング１８の端部において、かみ合わされて共に結合されている。

ハウジング１８の端部は、図５には示されていない反対側のヒンジレバー６に隣接して配置されている。これにより、旋回アーム２０にねじりモーメントを伝達するトーションバー１６の有効長が単一のトーションバー１６の長さの２倍となる。また、後部フラップが運動する際にねじりモーメントとともにヒンジレバー６に影響を及ぼす他の２つのトーションバーがハウジング１８の端部において歯車２４によって共にかみ合わされている。図示されていない歯車、すなわち、反対側のヒンジレバー６に割り当てられたトーションバー１６に共に結合される歯車が、同様にトーションバーシステム１に配置される。

図６と図７は、４つのトーションバー１６が、車幅方向の軸ｙに沿った自動車の中央において、支持軸受２６に支持されていることを示す。この場合、支持軸受２６は、４つの貫通孔を有し、これら４つの貫通孔により、トーションバー１６を案内している。ここで、支持軸受２６の部分に４つのトーションバー１６のうち３つが、実質的に水平に配置されており、４つのトーションバー１６のうち１つが、この水平位置より下方に位置されている。ここで、トーションバーシステム１は、自動車のルーフのクロスビーム２８に組み込まれている。ルーフのクロスビーム２８は、上部３０と、上部３０に結合された下部３２とを含む。
図７は、車長方向の軸ｘに沿った方向においてルーフのクロスビーム２８の後方に取り付けられた後部フラップ３を示す。

図８は、他のトーションバーシステム１を示す。このトーションバーシステム１は、蛇行した形状に曲げられたトーションバー１６を有し、トーションバー１６の６つの互いに平行な部分が５つのアーチ形状の部分に結合されている。トーションバー１６の前部１６ａと、前部１６ａに平行な後部１６ｂとは、それぞれ、固定軸受５０に、回動可能に支持されている。
トーションビーム１６がプリロードされており、後部１６ｂを通してねじりモーメントが後部フラップに供給されている。ここで、トーションバー１６から後部フラップ３に供給されているねじりモーメントの影響を及ぼす手段８が、前部１６ａと結合された、回転可能な偏心カム５２を含む。偏心カムは、推進要素５４によって後部フラップ３と機械的に連結されている。推進要素５４は長孔５６を有し、長孔５６にトーションバー１６の後部１６ｂが挿し通されている。推進要素５４は、固定軸受５０に支持されたトーションバー１６の後部１６ｂに向けて、車長方向の軸ｘに沿って動く。

図８では、対応する推進要素５４の移動方向が矢印５８で示されている。伝達要素６０は推進要素５４に結合されており、伝達要素６０は、後部フラップ３が閉鎖位置から開放位置に及び逆方向に移動される際に用いられる。伝達要素６０は、ローラ６２を有し、ローラ６２は、後部フラップ３が旋回運動する際に、後部フラップ３に回転可能に結合されたカムディスク６４をアンリールする。

図９は、図８によるトーションバーシステム１を示し、このとき、後部フラップは閉鎖位置にある。この場合、長孔５６は、後部１６ｂの中心軸を基準に、車長方向の軸ｘに沿って相対的に前部１６ａの方にずらされている。これによって、偏心カム５２は相対的に前部１６ａの中心軸から遠くなる方向に移動する。すると、偏心カム５２によってトーションバー１６のプリロードが減少される。
また、偏心カム５２は、後部フラップ３の閉鎖位置において、トーションバー１６から後部フラップ３に伝達されるモーメントに対する反対方向のモーメントを供給する。

図１０は、開放角度が５２［度］であるときの後部フラップ３の開き角度が２６［度］の状態を示している。この開放角度のとき、後部フラップ３の作用する重力の作用が最大となり、後部フラップ３から適用されるモーメントが最大となる。ローラ６２は、車高方向の軸ｚの方向においては図９に示されるローラ６２の位置から変化せず、車長方向の軸ｘの方向においては、カムディスク６４によって、後部１６ｂから最大限に離れるように移動している。
従って、長孔５６と推進要素５４とが、トーションバー１６の後部１６ｂから、車長方向の軸ｘに沿って前方にずらされている。このときの後部フラップの位置において、偏心カム５２は、トーションバー１６から後部フラップ３に伝達されるモーメントに対する反対方向のモーメントを供給しない。
さらに、図１０においては、推進要素５４が調整装置６６を有し、調整装置６６により推進要素５４の長さが可変とされる。これにより、特定の後部フラップ３についてトーションバー１６のプリロードを調節することができる。

図１１は、後部フラップ３が開放位置にある状態を示し、この開放位置のときに、後部フラップが図９に示される位置から５２［度］の位置に向けて旋回している。図９に詳述した、トーションバー１６から供給されたねじりモーメントの影響を及ぼす手段８の動きと同様にして、ローラ６２がカムディスク６４に対してアンリールしており、カムディスク６４は車高方向の軸ｚに沿って上方に旋回している。
これに対して、ローラ６２は、車高方向の軸ｚの方向は変位しない。後部フラップ３のこの位置においては、偏心カム５２により、トーションバー１６から供給されるねじりモーメントが減少している。

図１２は、他のトーションバーシステム１を示し、この図１２のトーションバーシステム１は、機能的には、図８を参照して詳述したトーションバーシステム１に対応する。しかしながら、図１２のトーションバーシステム１では、８つの互いに平行なトーションバー１６が全てヒンジレバーについて利用可能とされる。
この場合、８つの互いに平行なトーションバー１６の各々の長さは、トーションバーシステム１におけるそれら各々が車幅方向の軸ｙの方向において自動車の中央まで伸びるように、決定されている。２つの隣接するトーションバー１６ごとに、それらの終端部が連結要素７２により共に連結されている。カムディスク６４に回転可能に連結されたトーションバー１６は、旋回アーム７４を動かすように設計され、この旋回アーム７４は、滑り接触により後部フラップを移動させる。このため、旋回アーム７４に滑り部材７６が配置されている。

図１３は、図１２のトーションバーシステム１の部分の平面図を示す。この場合、連結要素７２は、サポートロッド７８によりブラケット８０に連結されていることが明らかである。連結要素７２は、サポートロッド７８によって、車高方向の軸ｚの方向には動かないようにされる。
ブラケット８０には、さらに、偏心カム５２、カムディスク６４に回転可能に結合されたトーションバー１６、推進要素５４、および旋回アーム７４のための軸受を設けることが可能である。

図１４は、他のトーションバーシステム１を示し、この図１４のトーションバーシステム１は、機能的に図１２に詳述したトーションバーシステム１に対応する。長孔５６を有する推進要素８４が全体的に角張って形成されており、自動車のルーフのクロスビームへ特に良好に組み込むことができる。ルーフのクロスビームにおいて、自動車の車体は、後部フラップ３に向けて下り傾斜している。
さらに、図１４に示すトーションバーシステム１では、トーションバー１６と結合されたヒンジレバー６が示されている。さらに、トーションバー１６には、回転可能なカムディスク６４が配置されている。

図１５は、推進要素５４，８４に代えて、チェーンホイスト９０を配置したトーションバーシステム１を示す。カムディスク６４に対しローラ６２をアンリールすると、チェーンホイスト９０を介して、偏心カム５２に対して強い引っ張り力が作用され、これにより、もう一方のトーションバー１６に付与するプリロードを減少できる。

ここで、後部フラップ３は、回転軸Ａに垂直に１．３０から１．４０メートルの長さを有する。このような、比較的長く、最大４０ｋｇと比較的重量のある後部フラップ３を閉鎖状態から重力に反して開放位置に動かすために、トーションバーシステム１によりねじりモーメントが２００Ｎｍ以上で供給される。
自動車が平坦な場所ではなく、上り坂または下り坂に停止している場合でも、説明したトーションバーシステム１によって、この特に長く、重い後部フラップ３に関し、全ての開放プロセスにおいて広範囲に均衡が保たれる。この場合、トーションバーシステム１は、旋回運動の際、後部フラップ３から適用されるモーメントに対して、後部フラップ３に供給されるねじりモーメントを特に正確に対応させることができる。

Ａ 回転軸
ｘ 車長方向の軸
ｙ 車幅方向の軸
ｚ 車高方向の軸
１ エネルギー貯蔵要素
１ａ 第１のエネルギー貯蔵要素
１ｂ 第２のエネルギー貯蔵要素
２，４，７〜１１ 影響を及ぼす手段
２ａ レバー
２ｂ 連結手段／第１の長孔
２ｃ，５４，７７ 推進要素
２ｄ ボルト
２ｅ 第２の長孔
２ｆ 支持板
２ｇ プーリー
３ フラップ／ドア
４ａ，４ｂ，７２，８４ 連結要素
５ 端部
６ ヒンジレバー
１６ トーションバー
１６ａ 前部
１６ｂ 後部
１８ ハウジング
２０，７４ 旋回アーム
２２，６２ ローラ
２４ 歯車
２６ 支持軸受
２８ ルーフのクロスビーム
３０ 上部
３２ 下部
５０ 固定軸受
５２ 偏心カム
５６ 長孔
５８ 矢印
６０ 伝達要素
６４ カムディスク
６６ 調整装置
７１ 上部
７６ 滑り軸受
７８ 支持棒
８０ ブラケット
９０ チェーンホイスト

Claims (22)

1. フラップ（３）またはドア（３）を、回転軸（Ａ）を中心として回転可能とし、
   少なくとも１つのエネルギー貯蔵要素（１）及びこのエネルギー貯蔵要素に結合されて影響を及ぼす手段（２，４，７，８，９，１０，１１）を使用して、閉鎖位置から重力に反して開放位置へ移動させるねじりモーメントを、少なくとも１つのエネルギー貯蔵要素（１）からフラップ（３）またはドア（３）に供給することが可能なフラップまたはドアを有する自動車において、
   フラップ（３）またはドア（３）の開放位置に応じて、影響を及ぼす手段（２，４，７，８，９，１０，１１）により、ねじりモーメントに影響を及ぼしうること
   を特徴とするフラップまたはドアを有する自動車。
2. 影響を及ぼす手段（２，４，７，８，９，１０，１１）は、フラップ（３）またはドア（３）の各開放位置において、自動的にモーメントの平衡を調整して、ねじりモーメントに影響を及ぼすものであること
   を特徴とする請求項１に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
3. エネルギー貯蔵要素（１）が、実質的に線形の「力−変位曲線」を示すものであること
   を特徴とする請求項１または２に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
4. エネルギー貯蔵要素（１）が、トーションバー（１６）またはトーションバーシステム（１６）として形成されていること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
5. トーションバーシステム（１）が、互いに結合されたいくつかのトーションバー（１６）からなる互いの結合によって、各トーションバー（１６）の有効長が増加されていること
   を特徴とする請求項４に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
6. トーションバー（１６）またはトーションバーシステム（１）が、乗員室と隣接して車体要素（２８）に組み込まれていること
   を特徴とする請求項４または５に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
7. エネルギー貯蔵要素（１）に、連結手段（２ｂ）に案内される自由な旋回端を有するレバーアーム長さが可変のレバー（２ａ）が回転可能な状態で配置され、
   フラップ（３）またはドア（３）に有効に結合され、実質的に並進運動が可能な推進要素（２ｃ）が、前記の自由な旋回端に作用されるものであること
   を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
8. 連結手段（２ｂ）に、レバー（２ａ）の自由な旋回端に配置したボルト（２ｄ）を案内する第１の長孔が形成され、
   第１の長孔（２ｂ）は、その長さ方向に拡張されて湾曲され、好ましくは、正弦波形状に形成されていること
   を特徴とする請求項７に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
9. ボルト（２ｄ）が、レバー（２ａ）に形成されて実質的にレバー（２ａ）の長さ方向に拡張された第２の長孔（２ｅ）内に移動可能に取り付けられていること
   を特徴とする請求項７または８に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
10. 第１の長孔（２ｂ）が、その長さ方向に拡張され、好ましくは、正弦波形状に形成されていること
    を特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
11. 推進要素（２ｃ）は、フラップ（３）またはドア（３）の回転軸（Ａ）に対して、オフセットされて作動するものであること
    を特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
12. 力を有する第１および第２のエネルギー貯蔵要素（１ａ）（１ｂ）が、作用方向とは逆方向に影響を及ぼし、これらエネルギー貯蔵要素（１ａ，１ｂ）が、フラップ（３）またはドア（３）が結合された影響を及ぼす手段（４）に連結され、影響を及ぼす手段（４）が、連結要素（４ａ，４ｂ）として形成され、かつフラップ（３）またはドア（３）の回転軸（Ａ）に対し、オフセットされて作動するものであること
    を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
13. 連結要素（４ａ，４ｂ）が、ヒンジ継手として形成され、エネルギー貯蔵要素（１ａ，１ｂ）に回転可能な状態で配置されていること
    を特徴とする請求項１２に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
14. 影響を及ぼす手段（８）が、回転可能な状態で、少なくとも１つのトーションバー（１６）に結合された偏心カム（５２）などの伝達要素と、フラップ（３）またはドア（３）に結合された推進要素（５４）とを有し、
    フラップ（３）またはドア（３）が移動する際、推進要素（５４）により偏心カム（５２）が運動されるものであること
    を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
15. 影響を及ぼす手段（８）が、回転可能な状態で、フラップ（３）またはドア（３）に結合されたカムディスク（６４）と、および伝達要素（６０）に連結された推進要素（５４）とを有するとともに、カムディスク（６４）によりフラップ（３）またはドア（３）を開放位置へ移動すること
    を特徴とする請求項１４に記載の自動車。
16. カムディスク（６４）の外縁から中心までの距離が可変であること
    を特徴とする請求項１５に記載の自動車。
17. 少なくとも１つのトーションバー（１６）を用いて旋回アーム（２０，７４）を運動可能とし、
    旋回アーム（２０，７４）は、この旋回アームと共に移動するフラップ（３）またはドア（３）に対し滑り接触するものであること
    を特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の自動車。
18. 少なくとも１つのトーションバー（１６）は、自動車の車幅方向の軸（ｙ）に沿ったフラップ（３）の幅よりも短いこと
    を特徴とする請求項１から１７までのいずれか１項に記載の自動車。
19. 少なくとも１つのトーションバー（１６）が、湾曲されて、少なくとも１つの支持部（２６）によって支持されていること
    を特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の自動車。
20. 少なくとも１つのトーションバー（１６）が、車体要素（２８）の横剛性を高めるための少なくとも１つのハウジング（１８）によって囲われていること
    を特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の自動車。
21. フラップ（３）が、後部フラップまたはトランク蓋であり、
    影響を及ぼす手段（２，４，７，８，９,１０,１１）が、後部フラップ(３)またはトランク蓋の外縁部（５）に作用するものであること
    を特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載のフラップまたはドアを有する自動車。
22. ドア（３）が、シザースドアまたはバタフライドアであること
    を特徴とする請求項１から２１のいずれか１項に記載のフラップまたはドアを有する自動車。

Images