JP2015096378A - ヒンジ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】全開時付近での駆動トルクが小さいヒンジ装置を提供することを課題とする。【解決手段】第２リンク５７のボデーブラケット５１との取り付け軸と、第２リンク５７のリッドブラケット５３との取り付け軸との距離をＡ、リッドの瞬間中心と、第２リンク５７のリッドブラケット５３との取り付け軸との距離をＢ、駆動アーム８１のボデーブラケット５１との取り付け軸と、駆動アーム８１のリッドブラケット５３との取り付け軸との距離をＡ’、リッドの瞬間中心と、駆動アーム８１のリッドブラケット５３との取り付け軸との距離をＢ’、とした時、リッドの全開時に、Ａ／Ｂ ＞ Ａ’／Ｂ’となるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、車両のトランクに設けられ、トランクの開口に対してリッドを開閉可能に回転支持するヒンジ装置に関し、特に、四節回転機構を用いたヒンジ装置に関する。

従来のヒンジ装置を図３、図４を用いて説明する。図３はトランクの開口に対してリッドを開閉可能に回転支持する従来のヒンジ装置を説明する図、図４は図３のヒンジ装置が設けられたトランクの斜視図である。

まず図４を用いて、トランクの全体構成を説明する。車両の後部に設けられたトランク１１は、荷物を収納する荷室１２を有している。この荷室１２には、車外から荷物を出し入れする開口１０が設けられている。また、開口１０を開閉するリッド（蓋）１３が設けられている。

荷室１２の車両の前後方向に沿った立壁部１２ａ、１２ｂには、開口１０を塞ぐリッド１３を開閉可能に回転支持するヒンジ装置１５、１７が設けられている。ヒンジ装置１５と、ヒンジ装置１７とは同一構造である。

以下、図３を用いてヒンジ装置１５を用いて説明し、ヒンジ装置１７の説明は省略する。
図３において、リッドブラケット３は、リッド１３のトランクの開口１０と対向する裏面に、リッド１３が開口１０を塞ぐ全閉状態で、車両の車長方向に沿って設けられる。

ボデーブラケット１は、リッド１３が開口１０を塞ぐ全閉状態で、車両に、リッドブラケット３と対向するように設けられる。
第１リンク５は、一端部がボデーブラケット１に、他端部がリッドブラケット３のリッドの回転端部側にそれぞれ回転可能に取り付けられている。

第２リンク７は、リンク長が第１リンク５より短く設定され、一端部がボデーブラケット１に、他端部がリッドブラケット３のリッドの回転基部側にそれぞれ回転可能に、かつ、第１リンク５と交差しないように取り付けられている。

よって、ボデーブラケット１、リッドブラケット３と、第１リンク５と、第２リンク７とで、ボデーブラケット１が固定された四節回転機構が構成されている
そして、図示しない駆動源により駆動軸９を正転、逆転方向に回転し、第２リンク７を揺動させることにより、リッドブラケット３に設けられたリッドの開閉を行う。図において、二点鎖線の位置がリッド全閉時、実線の位置がリッド全開時を示している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０10−280287号公報

図３に示すヒンジ装置のリッド３の瞬間中心（Ｏ）は、第１リンク５のボデーブラケット１側の回転中心軸、リッドブラケット３側の回転中心軸を通る直線Ｌ１と、第２リンク７のボデーブラケット１側の回転中心軸、リッドブラケット３側の回転中心軸を通る直線Ｌ２との交点となる。

なお、本明細書において、「瞬間中心」とは、「回転運動している剛体を仮想的に延長していったとき、速度ベクトルがゼロになる点」を意味し、具体的には、運動している剛体が、ある瞬間にて、ある点を中心に回転運動を行っていると見なせる場合、その中心点を瞬間中心という。また、Ｌは、このリッド３の開閉に応じて変化する瞬間中心の軌跡(セントロード)である。

図示しない駆動源を駆動して閉状態のリッドを開く際には、第２リンク７のリッドブラケット３の回転中心軸であるピン１１に、リッドを押し上げる力としてＦが発生する。
ここで、駆動軸９からピン１１までの距離をＡ、ピン１１から瞬間中心Ｏまでの距離をＢとする。

瞬間中心Ｏ回りのトルクをＴ１とすると、
Ｔ１＝Ｆ×Ｂ
Ｆ＝Ｔ１／Ｂ
となる。

駆動軸９を回転させるトルクをＴとすると、
Ｔ＝Ｆ×Ａ
＝（Ｔ１／Ｂ）×Ａ
＝Ｔ１×（Ａ／Ｂ）
となる。

よって、Ａ／Ｂを小さくできれば、駆動軸９の出力を小さくできることがわかる。
一方、図３に示すような四節回転機構を用いたヒンジ装置の駆動軸９をモータ等の駆動源で回転駆動する場合、図５に示すように、全開時から全開付近（リッド開度が９０°〜１００°）でのトルクが非常に大きくなるという問題点がある。

これは、図３に示すように、全開時（実線示す状態）において、Ｂが小さくなり、Ａ／Ｂが大きくなるからである。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、全開時から全開付近での駆動トルクが小さいヒンジ装置を提供することにある。

上述した課題のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映したヒンジ装置は、
車両の開口に対してリッドを開閉可能に回転支持するヒンジ装置において、
前記リッドが前記開口を塞ぐ全閉状態で、前記車両の車長方向に沿って前記リッドに設けられるリッドブラケットと、
前記リッドの全閉状態で、前記リッドブラケットと対向するように前記車両に設けられるボデーブラケットと、
一端部が前記ボデーブラケットに、他端部が前記リッドブラケットの前記リッドの回転端部側にそれぞれ回転可能に取り付けられる第１リンクと、
一端部が前記ボデーブラケットに、他端部が前記第１リンクよりも前記リッドブラケットの前記リッドの回転基部側にそれぞれ回転可能に取り付けられた第２リンクと、
一端部が前記ボデーブラケットに設けられた駆動軸に、他端部が前記リッドブラケットに設けられ、前記駆動軸が回転することにより前記リッドを開閉する駆動アームと、
を備え、
前記第２リンクの前記ボデーブラケットとの取り付け軸と、前記前記第２リンクの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＡ、
前記リッドの瞬間中心と、前記第２リンクの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＢ、
前記駆動アームの前記ボデーブラケットとの取り付け軸と、前記駆動アームの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＡ’、
リッドの瞬間中心と、前記駆動アームの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＢ’、
とした時、
前記リッドの全開時に、
Ａ／Ｂ ＞ Ａ’／Ｂ’
となるようにしたことを特徴とする。

本発明の他の特徴は、以下に述べる発明を実施するための形態並びに添付の図面から一層明らかになるであろう。

本願発明によれば、
前記第２リンクの前記ボデーブラケットとの取り付け軸と、前記前記第２リンクの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＡ、
前記リッドの瞬間中心と、前記第２リンクの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＢ、
前記駆動アームの前記ボデーブラケットとの取り付け軸と、前記駆動アームの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＡ’、
リッドの瞬間中心と、前記駆動アームの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＢ’、
とした時、
前記リッドの全開時に、
Ａ／Ｂ ＞ Ａ’／Ｂ’
となるようにした。

第２リンクを駆動してリッドを開閉する場合、リッドブラケットの瞬間中心回りのトルクをＴ１、第２リンクを回転させるトルクをＴとすると、
Ｔ＝Ｔ１×（Ａ／Ｂ）
一方、駆動アームを駆動してリッドを開閉する場合、リッドブラケットの瞬間中心回りのトルクをＴ１、駆動アームを回転させるトルクをＴ’とすると、
Ｔ’＝Ｔ１×（Ａ’／Ｂ’）
となる。

前記リッドの全開時に、
Ａ／Ｂ ＞ Ａ’／Ｂ’
となるようにしたので、
全開時から全開付近で、駆動アームを駆動したほうが、第２アームを駆動するより、トルクは小さくなる。

本発明の他の効果は、以下に述べる発明を実施するための形態並びに添付の図面から一層明らかになるであろう。

実施形態のヒンジ装置を説明する図である。 本実施形態のヒンジ装置のリッドの開度とリッドを開閉するのに必要なトルクとの関係を示す図である。 トランクの開口に対してリッドを開閉可能に支持する従来のヒンジ装置を説明する図である。 図３のヒンジ装置が設けられたトランクの斜視図である。 図３に示す従来のヒンジ装置のリッドの開度とリッドを開閉するのに必要なトルクとの関係を示す図である。

実施形態を図１を用いて説明する。
図において、トランクの開口を塞ぐリッドの裏側には、リッドが開口を塞ぐ全閉状態で、車両の車長方向に沿ってリッドブラケット５３が設けられている。

トランクの荷室（車両）には、ボデーブラケット５１が設けられる。このボデーブラケット５１は、リッドがトランクの開口を塞ぐ全閉状態で、リッドブラケット５３と対向するように設けられる。更に詳しく説明すると、ボデーブラケット５１は、トランクの荷室の奥行き方向に沿って設けられる。なお、本実施形態での「荷室の奥行き方向」とは、「荷室の車長方向」を意味している。

第１リンク５５の一端部が、ボデーブラケット５１のトランクの荷室の奥行き方向の手前側にピン７１を用いて回転可能に取り付けられている。第１リンク５５の他端部がリッドブラケット５３のリッドの回転端部側にピン７３を用いてれ回転可能に取り付けられている。

第２リンク５７は、第１リンク５５よりリンク長が短く設定され、一端部がボデーブラケット５１のトランクの荷室の奥行き方向の奥側にピン７５を用いて回転可能に取り付けられている。第２リンク５７の他端部は、リッドブラケット５３のリッドの回転基部側にピン７７を用いて回転可能に取り付けられている。よって、第１リンク５５と交差しないように取り付けられている。

そして、ボデーブラケット５１と、リッドブラケット５３と、第１リンク５５と、第２リンク５７とで、ボデーブラケット５１が固定された四節回転機構が構成されている。
なお、図３に示す従来のヒンジ装置と、図１に示す本実施形態のヒンジ装置との相違点は、以下のとおりである。

(1) 従来のヒンジ装置は、ヒンジ装置を駆動する駆動力は第２リンクに入力されたが、本実施形態は、第２リンク以外に従来のヒンジ装置にはない駆動アームを有し、ヒンジ装置を駆動する駆動力が駆動アームに入力される点。

(2) 駆動アームが取り付けられるために、ボデーブラケット、リッドブラケットの形状が異なる点。
そして、ボデーブラケットと、リッドブラケットと、第１リンクと、第２リンクとで構成される四節回転機構のリンク長、回転支点の位置は、図３に示すヒンジ装置と同じである。

リッドが開口を塞ぐ全閉状態で、ボデーブラケット５１の第２リンク５７の取り付け軸より更にリッドの回転基部側に、図示しない駆動源により回転駆動される駆動軸５９が設けられる。

駆動アーム８１の一端部は、この駆動軸５９に取り付けられている。駆動アーム８１の他端部側は、長穴８３が形成されている。リッドブラケット５３のピン７７よりも更にリッドの回転基部側には、長穴８３に遊嵌するピン８５が設けられている。即ち、駆動アーム８１のリッドブラケット５３との取り付け軸は、第２リンク５７のリッドブラケット５３と取り付け軸より、リッドの回転基部側にある。

そして、図示しない駆動源により駆動軸５９を正転あるいは逆転方向に駆動して、駆動アーム８１を揺動させることにより、リッドブラケット５３に設けられたリッドの開閉を行う。図において、二点鎖線の位置がリッド全閉時、実線の位置がリッド全開時を示している。

そして、本実施形態では、駆動アーム８１のボデーブラケット５１との取り付け軸は、
全閉時の前記リッドの車両の車長方向（トランクの荷室の奥行き方向）において、実線で示すリッドの全開時の駆動アーム８１のリッドブラケット５３との取り付け軸と、二点鎖線で示すリッドの全閉時の駆動アーム８１のリッドブラケット５３との取り付け軸との間にあるようにした。

図１に示すヒンジ装置のリッドの瞬間中心（Ｏ）は、第１リンク５５のボデーブラケット１側の回転中心軸であるピン７１、リッドブラケット３側の回転中心軸である７３を通る直線Ｌ１と、第２リンク５７のボデーブラケット５１側の回転中心軸であるピン７５、リッドブラケット５３側の回転中心軸であるピン７７を通る直線Ｌ２との交点となる。なお、Ｌは、このリッドの開閉に応じて変化する瞬間中心の軌跡である。

図示しない駆動源を駆動して閉状態のリッドを開く際には、駆動アーム８１のリッドブラケット５３の回転中心軸であるピン８５に、リッドを押し上げる力としてＦが発生する。

ここで、駆動軸５９からピン８５までの距離をＡ’、ピン８５から瞬間中心Ｏまでの距離をＢ’とする。
瞬間中心Ｏ回りのトルクをＴ１とすると、
Ｔ１＝Ｆ×Ｂ’
Ｆ＝Ｔ１／Ｂ’
となる。

駆動軸９を回転させるトルクをＴとすると、
Ｔ＝Ｆ×Ａ’
＝（Ｔ１／Ｂ’）×Ａ’
＝Ｔ１×（Ａ’／Ｂ’）
となる。

前述したように、図３と図１のボデーブラケットと、リッドブラケットと、第１リンクと、第２リンクとで構成される四節回転機構は、同じ形状、同じ大きさである。
図１、図３を対比すれば分かるように、本実施形態では、リッドの全開時に、
Ａ／Ｂ ＞ Ａ’／Ｂ’
となるように設定されている。

このような構成によれば、以下のような効果が得られる。
(1) リッドの全開時に、
Ａ／Ｂ ＞ Ａ’／Ｂ’
となるようにしたので、全開時付近で、駆動アーム８１を駆動したほうが、第２アーム５７を駆動するより、トルクは小さくなる。

図２に本実施形態のヒンジ装置のリッドの開度とリッドを開閉するのに必要なトルクとの関係を示す。全開時から全閉時にわたって、トルク及びトルク変動が小さいことが確認できる。

(2) 全閉時の前記リッドの車両の車長方向（トランクの荷室の奥行き方向）で、駆動アーム８１のボデーブラケット５１との取り付け軸は、実線で示すリッドの全開時の駆動アーム８１のリッドブラケット５３との取り付け軸と、二点鎖線で示すリッドの全閉時の駆動アーム８１のリッドブラケット５３との取り付け軸との間にあるようにしたことにより、駆動アーム８１の長さを短くすることができる。

本発明は、上記実施形態に限定するものではない。上記実施形態では駆動アーム８１に長穴８３を設け、リッドブラケット５３に長穴８３に遊嵌するピン８５を設けたが、逆に、駆動アーム８１にピンを設け、リッドブラケット５３にピンが遊嵌する長穴を設けてもよい。

更に、長穴とこの長穴に遊嵌するピンとに限定するものではなく、ガイドとこのガイド荷移動可能に係合したスライダとであってもよい。

５１ ボデーブラケット
５３ リッドブラケット
５５ 第１リンク
５７ 第２リンク
８１ 駆動アーム

Claims (4)

1. 車両の開口に対してリッドを開閉可能に回転支持するヒンジ装置において、
   前記リッドが前記開口を塞ぐ全閉状態で、前記車両の車長方向に沿って前記リッドに設けられるリッドブラケットと、
   前記リッドの全閉状態で、前記リッドブラケットと対向するように前記車両に設けられるボデーブラケットと、
   一端部が前記ボデーブラケットに、他端部が前記リッドブラケットの前記リッドの回転端部側にそれぞれ回転可能に取り付けられる第１リンクと、
   一端部が前記ボデーブラケットに、他端部が前記第１リンクよりも前記リッドブラケットの前記リッドの回転基部側にそれぞれ回転可能に取り付けられた第２リンクと、
   一端部が前記ボデーブラケットに設けられた駆動軸に、他端部が前記リッドブラケットに設けられ、前記駆動軸が回転することにより前記リッドを開閉する駆動アームと、
   を備え、
   前記第２リンクの前記ボデーブラケットとの取り付け軸と、前記前記第２リンクの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＡ、
   前記リッドの瞬間中心と、前記第２リンクの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＢ、
   前記駆動アームの前記ボデーブラケットとの取り付け軸と、前記駆動アームの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＡ’、
   リッドの瞬間中心と、前記駆動アームの前記リッドブラケットとの取り付け軸との距離をＢ’、
   とした時、
   前記リッドの全開時に、
   Ａ／Ｂ ＞ Ａ’／Ｂ’
   となるようにしたことを特徴とするヒンジ装置。
2. 前記駆動アームと前記リッドブラケットとの取り付けは、
   前記駆動アーム、前記リッドブラケットのうちのどちらか一方に設けられた長穴と、
   前記駆動アーム、前記ボデーブラケットのうちの他方に設けられ、前記長穴に遊嵌する突部と、
   からなることを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。
3. 前記駆動アームの前記リッドブラケットとの取り付け軸は、
   前記第２リンクの前記リッドブラケットと取り付け軸より、前記リッドの回転基部側にあることを特徴とする請求項１または２記載のヒンジ装置。
4. 前記駆動アームの前記ボデーブラケットとの取り付け軸は、
   前記リッドの車長方向において、
   前記リッドの全開時の前記駆動アームの前記リッドブラケットとの取り付け軸と、前記リッドの全閉時の前記駆動アームの前記リッドブラケットとの取り付け軸との間にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のヒンジ装置。

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