JP2015182616A

JP2015182616A - 蓋体の開閉機構

Info

Publication number: JP2015182616A
Application number: JP2014061163A
Authority: JP
Inventors: 晋一澤田; Shinichi Sawada; 信彦横田; Nobuhiko Yokota; 邦仁近藤; Kunihito Kondo
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2015-10-22
Also published as: US9586731B2; US20150274383A1; CN104943593A; CN104943593B

Abstract

【課題】蓋体を円滑に開閉することができる蓋体の開閉機構を提供する。
【解決手段】本発明の蓋体の開閉機構５は、蓋体３に突設され蓋体の開閉に伴い仮想の揺動中心を中心にして揺動するアーム部５１と、アーム部に形成された円弧状ギヤ５２と、本体２に設けられ且つ円弧状ギヤに噛合する第１固定ギヤ５３と、蓋体のアーム部に設けられダンパギヤを有するダンパ５８と、本体に設けられ且つ蓋体の開閉移動に伴うダンパの移動軌跡に沿って形成されダンパギヤに噛合する第２固定ギヤ５４と、円弧状ギヤと本体との間に設けられ蓋体を開方向に付勢する引張りばね５５と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、蓋体の開閉機構に関する。

従来、車両の室内に設置されるカップホルダは、開閉する蓋体を備えたものがある。例えば、特許文献１に開示されたカップホルダを例にとって説明する。特許文献１に開示されたカップホルダは、図９に示すように、蓋体９４に形成されたピニオン部９１５を、本体９３に固定したラック９１３と噛み合わせている。リンクアーム９５の一端を、本体９３に形成した第１揺動軸９１１に回動可能に支持させ、リンクアーム９５の他端を、蓋体９４に形成した第２揺動軸９１２に連結させる。蓋体９４のピニオン部９１５がラック９１３に沿って回動するとともに、蓋体９４の第２揺動軸９１２がリンクアーム９５の揺動にともなって上下移動する。第２揺動軸９１２が上下移動するので、蓋体９４の開閉に伴う蓋体９４の揺動軌跡を小さくできる。

特許文献１に開示された開閉構造では、例えば、図１０に示すように、蓋体９４の揺動軸９１２にねじりコイルばね９６を巻回させ、ねじりコイルばね９６の一端９６ａを蓋体９４に係止させ、ねじりコイルばね９６の他端９６ｂを本体９３に係止させることで、蓋体９４を開き方向に付勢させることができる。

しかしながら、蓋体９４に取り付けたねじりコイルばね９６の開き角度は小さいため、閉止状態から持ち上げるときの蓋体９４の初期トルクが弱い。このため、本体９３の上端部近傍に板ばねを設けて蓋体９４を持ち上げる方向の付勢力を与えることで、ねじりコイルばね９６の初期トルクを補強する必要がある。

また、蓋体９４の回動速度を緩和させるダンパを蓋体９４に設けることで、蓋体９４の開閉を安定化させることが可能である。しかし、蓋体９４の回動角度は小さいため、ダンパの回転数が少なく、蓋体９４の動きを緩和させることが困難である。

特許文献２〜７にも、ダンパにより蓋体の開閉速度を緩和させるカップホルダが開示されている。

特許第４２５８１７５号公報（特開２００４−２５９６７号公報）特開２０１０−２４７５６５号公報特開２０１０−２４２７９４号公報特開２００９−２４９９４５号公報特開２００９−２４８７９３号公報特開２００７−２５５６号公報特許第３８３３９２５号公報

本発明者は、蓋体を円滑に開閉する構造を鋭意探求し、従来にない構成に発案した。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、蓋体を円滑に開閉することができる蓋体の開閉機構を提供することを課題とする。

本発明の蓋体の開閉機構は、本体に形成された開口を蓋体で開閉する蓋体の開閉機構であって、
前記蓋体に突設され前記蓋体の開閉に伴い揺動中心を中心にして揺動するアーム部と、
前記アーム部に形成された円弧状ギヤと、
前記本体に設けられ且つ前記円弧状ギヤに噛合する第１固定ギヤと、
前記蓋体の前記アーム部に設けられダンパギヤを有するダンパと、
前記本体に設けられ且つ前記蓋体の開閉移動に伴う前記ダンパの移動軌跡に沿って形成され前記ダンパギヤに噛合する第２固定ギヤと、
前記円弧状ギヤと前記本体との間に設けられ前記蓋体を開方向に付勢する引張りばねと、を有することを特徴とする。

上記構成によれば、蓋体のアーム部に形成された円弧状ギヤは、本体に形成された第１固定ギヤに噛合し、アーム部に設けられたダンパは、本体に形成された第２固定ギヤに噛合している。蓋体は、このように円弧状ギヤと第１固定ギヤとの噛合と、ダンパギヤと第２固定ギヤとの噛合により、蓋体が本体に保持されている。

アーム部に形成された円弧状ギヤは、第１固定ギヤに噛み合い、第１固定ギヤの歯の配列方向に円弧状ギヤが移動することで、アーム部が第１固定ギヤの歯の配列方向に移動しながら揺動し、蓋体が開閉する。このアーム部の動きに連動して、ダンパは、第２固定ギヤの歯の配列方向に移動する。このため、第１、第２固定ギヤで、アーム部が移動されながら保持されて、蓋体が開閉する。

第２固定ギヤの歯の配列方向の長さを長くすることでダンパによる蓋体の移動速度を調整可能な距離が長くなり、開閉時のダンパギヤの回転数を増やすことができる。蓋体の移動速度を自在に制御できる。円滑に蓋体を開閉させることができる。

第１固定ギヤの歯の配列方向を変えることで、アーム部の揺動軌跡を変えることができる。蓋体の開閉に伴うアーム部の揺動軌跡の幅を縮小でき、蓋体の開閉機構全体のスペースを縮小できる。

蓋体を開方向に付勢する付勢部材として、引張りばねを用いている。引張りばねは、ねじりコイルばねに比べて、引張り力が比較的大きい。このため、蓋体を閉位置から開位置に移動させるときの蓋体の開き方向の初期トルクを大きくすることができる。初期トルクを補助するための補助ばねを用いることなく、円滑に蓋体を開くことができる。

本発明では、蓋体と本体とダンパと引張りばねとで、蓋体を円滑に開閉することができる。従来のようにリンクアームを用いていないため、部品点数が少なく、組付け工数も少ない。

前記第２固定ギヤは、前記アーム部を挟んで前記第１固定ギヤと反対側に位置していることが好ましい。第１固定ギヤと第２固定ギヤとで、アーム部をより安定に保持することができる。

更に、前記アーム部から突設された嵌合部と、前記本体に形成され前記嵌合部を移動可能に嵌合し且つ前記蓋体の開閉移動に伴って前記嵌合部の移動軌跡に沿って延びているガイド溝とを有することが好ましい。アーム部に突設された嵌合部は、本体に形成されたガイド溝に沿って移動する。アーム部は、更に、ガタつくことなく且つ円滑に揺動することができる。

例えば、前記嵌合部は、前記アーム部の前記揺動中心に位置しており、前記ガイド溝は、前記第１固定ギヤと平行に延びていることがよい。アーム部は嵌合部を中心に揺動する。揺動中心である嵌合部は、ガイド溝に支持される。

本発明の蓋体の開閉機構によれば、蓋体を円滑に開閉することができる。

本発明の実施形態の蓋体の開閉機構を備えたカップホルダの平面図である。実施形態のカップホルダの分解斜視図である。実施形態の、蓋体が閉じた状態のカップホルダの左側面図である。実施形態の、蓋体が開いた状態のカップホルダの左側面図である。実施形態の、蓋体が閉じた状態のカップホルダの右側面図である。実施形態の、蓋体の開閉移動を説明するための、カップホルダの右側面図である。実施形態の、ハートカム機構を説明するための、カップホルダの左側面図である。実施形態の、蓋体のカム部の説明図である。従来例の、蓋体の開閉機構の説明図である。従来例の蓋体の開閉機構にねじりコイルばねを取り付けた場合の説明図である。

本発明の実施形態に係る蓋体の開閉機構は、車両の室内に設置されるカップホルダに設けられている。図１に示すように、カップホルダ１は、開口２０をもつ本体２と、開口２０を開閉する蓋体３と、蓋体３を開閉する開閉機構５とを備えている。

図２に示すように、本体２は、箱形形状をなし、開口２０をもつ収容部２１を有する。収容部２１は、飲料容器を保持する容器収容部２１ａと、開時の蓋体３を収容する蓋体収容部２１ｂとを有する。容器収容部２１ａの前方側、後方側、及び左右方向外側は、それぞれ前方壁２ｂ、後方壁２ｃ、側方壁２ｄにより囲まれている。蓋体収容部２１ｂは、容器収容部２１ａの後方壁２ｃと、後方側に形成され円弧状に湾曲する弧状壁２ａとにより囲まれている。蓋体２の側方壁２ｄよりも更に左右方向外側には、カップホルダ１を周辺部材に取り付けるための取付部２ｅが形成されている。側方壁２ｄと取付部２ｅとの間には、後述の蓋体３のアーム部５１を挿入するための挿入穴２ｆが開口している。

図２，図３に示すように、蓋体３は、本体２の開口２０を開閉可能に被覆している。蓋体３は、上板部材３１と下板部材３２とからなり、上板部材３１の周縁は下板部材３２の周縁に対して嵌合されている。

図１，図２に示すように、開閉機構５は、蓋体３に設けられたアーム部５１と、アーム部５１に形成された円弧状ギヤ５２と、本体２に形成された第１固定ギヤ５３及び第２固定ギヤ５４と、引張りばね５５と、ダンパ５８とを有する。

図２に示すように、アーム部５１は、蓋体３の下板部材３２の左右両側に突設されている。各アーム部５１は、蓋体３の左右両側の外側に突出する連結部５１ａと、連結部５１ａの先端に設けられた扇形状の薄板部５１ｂとを有する。薄板部５１ｂは、扇状の薄板形状をなす。薄板部５１ｂは、本体２の取付穴２ｆに挿入して側方壁２ｄに対面させている。薄板部５１ｂの周縁には、その前方側から後方側に向けて円弧状の円弧状ギヤ５２が形成されている。薄板部５１ｂにおける円弧状ギヤ５２の回転中心は、アーム部５１の揺動中心である。円弧状ギヤ５２の回転中心には、左右内側方向に向けて嵌合部５６が突設されている。また、薄板部５１ｂにおける円弧状ギヤ５２の回転中心には、嵌合部５６と同軸上に、左右方向外側に向けて係止突部５１ｃが突設されている。

本体２の左右両側の側方壁２ｄには、第１ギヤ部２ｈとガイド部２ｉとが左右方向外側に突出している。第１ギヤ部２ｈは、上下方向に延びる長尺薄板状をなし、後方側表面に第１固定ギヤ５３が形成されている。第１固定ギヤ５３の歯の配列方向は上下方向である。第１固定ギヤ５３には、アーム部５１の円弧状ギヤ５２が噛合している。第１固定ギヤ５３は、円弧状ギヤ５２の回転運動を、略上下方向の直線運動に変える。第１固定ギヤ５３は第１ラックギヤで、円弧状ギヤ５２はピニオンギヤとも称することができる。

ガイド部２ｉは、上下方向に長いガイド溝５７を有する。ガイド溝５７には、左右方向外側から蓋体３の嵌合部５６が嵌合されている。図３，図５に示すように、ガイド溝５７は、アーム部５１から突設された嵌合部５６を移動可能に嵌合し、且つ蓋体３の開閉移動に伴う嵌合部５６の移動軌跡に沿って延びている。

図５に示すように、本体２の右側後方に形成された弧状壁２ａの端部は、囲み壁２ｊが前方側に向けて立設している。囲み壁２ｊの前方側縁部は、緩やかに湾曲する第２固定ギヤ５４が形成されている。第２固定ギヤ５４には、右側のアーム部５１に固定されたダンパ５８のダンパギヤ５９が噛合している。ダンパ５８は、アーム部５１に形成した凹部５１ｄに嵌合されている。

本体２の右側の第２固定ギヤ５４は、アーム部５１を挟んで第１固定ギヤ５３と反対側に位置している。第２固定ギヤ５４は、第２ラックギヤと称することもできる。図６に示すように、円弧状ギヤ５２の回転中心と、円弧状ギヤ５２の第１固定ギヤ５３との噛合位置との距離をＡとし、円弧状ギヤ５２の回転中心と、ダンパギヤ５９の第２固定ギヤ５４との噛合位置との間の距離をＢとすると、Ｂ＞Ａの関係をもつ。ダンパギヤ５９の噛み合う第２固定ギヤ５４の歯の配列方向の長さは、円弧状ギヤ５２の噛み合う第１固定ギヤ５３の歯の配列方向の長さよりも大きい。第１固定ギヤ５３の歯数は、第２固定ギヤ５４の歯数よりも多い。蓋体２の開閉時のダンパ５８の移動距離は、円弧状ギヤ５２の移動距離よりも大きい。

図３に示すように、カップホルダ１の左側には、引張りばね５５が設けられている。引張りばね５５は、引張りコイルばねであり、上下方向に延びている。引張りばね５５の一端は、左側のアーム部５１の係止突部５１ｃに係止されている。引張りばね５５の他端は、本体２の左側の側方壁２ｄに突出する係止部２２ａに係止されている。引張りばね５５は、左側のアーム部５１を下向きに移動させる方向に付勢している。図４に示すように、引張りばね５５によりアーム部５１が下向きに移動されると、アーム部５１の円弧状ギヤ５２が第１固定ギヤ５３に沿って移動する。円弧状ギヤ５２の回転中心に位置する係止突部５１ｃを中心にアーム部５１が揺動する。円弧状ギヤ５２の回転中心が下降すると、アーム部５１の後方側に固定したダンパ５８のダンパギヤ５９が第２固定ギヤ５４に沿って下降する。アーム部５１が、薄板部５１ｂの回転中心である嵌合部５６を中心に回動しながら下降することで、蓋体３が開く。

ここで、図２，図７に示すように、開閉機構５は、更に、蓋体３の閉位置を規制するハートカム機構６を備えている。ハートカム機構６は、本体２の左側に設けたスイングアーム２３と、蓋体３の左側のアーム部５１に形成したカム部５１ｄとを備えている。図８に示すように、カム部５１ｄは、ハート形状の第１島部５１ｅと、矩形の第２島部５１ｆとが突設している。図２に示すように、スイングアーム２３の上部は、軸部２３ｂをもち、軸部２３ｂは、本体２の左側の取付部２ｅよりも下方に突出する壁に形成した穴部２２ｂに、ワッシャー２３ｃを介して軸支されている。スイングアーム２３の下部は、左右方向内側にピン２３ａが突出している。図８に示すように、蓋体３が閉位置に位置しているときには、ピン２３ａは、第１島部５１ｅの下方の窪み５１ｇに係止されている。蓋体３の前方側を押すと、蓋体３の後方側が若干持ち上がる。カム部５１ｄが上昇して、ピン２３ａは第１島部５１ｅの窪み５１ｇから脱出し、第２島部５１ｆの斜面にガイドされて後方側の開放経路Ａに導かれる。蓋体３の後部は引張りばね５５の付勢力により下降する。本体２に取り付けられたピン２３ａは、アーム部５１のカム部５１ｄの開放経路Ａを相対的に上昇する。蓋体３の後方側の突起部３１が弧状壁２ａの下端に形成した当て部２ｇに当接すると、蓋体３の移動は停止される。このときの蓋体３の位置を開位置とする。

開位置から蓋体３の前部を前方側に倒すと、蓋体３の後方部は持ち上がる。ピン２３ａは、カム部５１ｄの第１島部５１ｅの前方側の閉止経路Ｂを通る。蓋体３の前方側を閉位置よりも更に押し込むと、蓋体３の後方側は閉位置よりも若干持ち上がる。本体２の後方側に設けたピン２３ａは、一旦、第１島部５１ｅよりも相対的に下方に移動する。次に、蓋体３の前方側の押し込み力を解除すると、蓋体３の後方側は下降する。蓋体３のカム部５１ｄは下がり、ピン２３ａは第１島部５１ｅの窪み５１ｇに係止される。これにより、蓋体３は、閉位置に規制される。

上記構成によれば、蓋体３のアーム部５１に形成された円弧状ギヤ５２は、本体２に形成された第１固定ギヤ５３に噛合し、アーム部５１に設けられたダンパ５８は、本体２に形成された第２固定ギヤ５４に噛合している。蓋体３は、このように円弧状ギヤ５２と第１固定ギヤ５３との噛合と、ダンパギヤ５９と第２固定ギヤ５４との噛合により、蓋体３が本体２に保持されている。第１固定ギヤ５３は略上下方向に延び、第２固定ギヤ５４は下方向に対して後方側から前方側に傾斜して延びている。このため、第１ラックギラ５３と第２固定ギヤ５４とで、アーム部５１の重力が支えられ、アーム部５１の重力落下を防止している。

アーム部５１に形成された円弧状ギヤ５２は、第１固定ギヤ５３に噛み合い、第１固定ギヤ５３の歯の配列方向に円弧状ギヤ５２が移動することで、アーム部５１が第１固定ギヤ５３の歯の配列方向に沿って上側又は下側に移動しながら揺動し、蓋体３が開閉する。このアーム部５１の動きに連動して、ダンパ５８は、第２固定ギヤ５４の歯の配列方向に移動する。このため、第１、第２固定ギヤ５４でアーム部５１が保持されて、蓋体３が開閉する。

ダンパ５８の噛み合う第２固定ギヤ５４の歯の配列方向の長さは、円弧状ギヤ５２の噛み合う第１固定ギヤ５３の歯の配列方向の長さよりも大きい。第２固定ギヤ５４の歯の配列方向の長さを長くすることで、第２固定ギヤ５４の歯数を増やして開閉時のダンパギヤ５９の回転数を増やすことができ、回転速度を自在に制御しやすくなる。円滑に蓋体３を開閉させることができる。

第１固定ギヤ５３の歯の配列方向を変えることで、アーム部５１の揺動軌跡を変えることができる。蓋体３の開閉に伴うアーム部５１の揺動軌跡の幅Ｈ（図６）を縮小でき、蓋体３の開閉機構５全体のスペースを縮小できる。本実施形態では、第１固定ギヤ５３の歯の配列方向は、下方向に向けて若干前方側に傾斜している。このため、第１固定ギヤ５３の歯の配列方向が鉛直方向である場合に比べて、アーム部５１の揺動軌跡の幅Ｈが狭くなる。第１固定ギヤ５３を更に前方側に膨出する形状にすると、アーム部５１の揺動軌跡の幅Ｈは更に狭くなる。

蓋体３を開方向に付勢する付勢部材として、引張りばね５５を用いている。引張りばね５５は、比較的引張り力が大きい。このため、蓋体３を閉位置から開位置に移動させるときの蓋体３の開き方向の初期トルクを大きくすることができる。補助ばねを用いることなく、円滑に蓋体３を開くことができる。

蓋体３と本体２とダンパ５８と引張りばね５５とで、蓋体３を円滑に開閉することができる。従来のようにリンクアームを用いていないため、部品点数が少なく、組付け工数も少ない。

第２固定ギヤ５４は、アーム部５１の揺動中心を挟んで第１固体ギヤ５３と反対側に位置している。第１固定ギヤ５３と第２固定ギヤ５４とで、アーム部５１をより安定に保持することができる。

本体２に形成したガイド溝５７は、アーム部５１から突設された嵌合部５６を移動可能に嵌合し且つ蓋体３の開閉移動に伴って嵌合部５６の移動軌跡に沿って延びている。アーム部５１に形成された嵌合部５６は、本体２に形成されたガイド溝５７に沿って移動する。アーム部５１は、更に、ガタつくことなく且つ円滑に揺動することができる。

本実施形態では、嵌合部５６が、アーム部５１の揺動中心に位置している。これに限定されず、嵌合部５６は、アーム部５１のどの位置に配置しても良い。嵌合部５６、及び嵌合部５６が嵌合されるガイド溝５７は、蓋体３及び本体２の左右両側に設けられているが、左右一方の側にのみ設けても良い。また、嵌合部５６とガイド溝５７はなくてもよい。

本実施形態では、ダンパ５８、引張りばね５５が蓋体３の左右一方側のアーム部５１に設けられているが、蓋体３の左右両側のアーム部５１に設けても良い。蓋体３の左右両側にダンパ５８を設ける場合には、本体２の左右両側にも、ダンパギヤ５９と噛み合う第２固定ギヤ５４を設けることが必要である。

本発明の蓋体３の開閉機構は、カップホルダに設けているが、これに限定されず、収納ボックスなどの車室内装品に設けることもできる。

なお、ダンパと第２固定ギヤを有しておらず、蓋体に設けた嵌合部を、本体に形成したガイド溝に移動可能に嵌合することによっても、蓋体を開閉可能に本体に保持することができる。即ち、本体に形成された開口を蓋体で開閉する蓋体の開閉機構であって、前記蓋体に突設され前記蓋体の開閉に伴い揺動中心を中心にして揺動するアーム部と、前記アーム部に形成された円弧状ギヤと、前記本体に設けられ且つ前記円弧状ギヤに噛合する第１固定ギヤと、前記アーム部から突設された嵌合部と、前記本体に形成され前記嵌合部を移動可能に嵌合し且つ前記蓋体の開閉移動に伴って前記嵌合部の移動軌跡に沿って延びているガイド溝と、前記円弧状ギヤと前記本体との間に設けられ前記蓋体を開方向に付勢する引張りばねと、を有することを特徴とする蓋体の開閉機構である。

１：カップホルダ、２：本体、３：蓋体、５：開閉機構、６：ハートカム機構、２１：収容部、２２：側部、５１：アーム部、５１ａ：連結部、５１ｂ：ギヤ部、５２：円弧状ギヤ、５３：第１固定ギヤ、５４：第２固定ギヤ、５５：引張りばね、５６：嵌合部、５７：ガイド溝、５８：ダンパ、５９：ダンパギヤ

Claims

本体に形成された開口を蓋体で開閉する蓋体の開閉機構であって、
前記蓋体に突設され前記蓋体の開閉に伴い揺動中心を中心にして揺動するアーム部と、
前記アーム部に形成された円弧状ギヤと、
前記本体に設けられ且つ前記円弧状ギヤに噛合する第１固定ギヤと、
前記蓋体の前記アーム部に設けられダンパギヤを有するダンパと、
前記本体に設けられ且つ前記蓋体の開閉移動に伴う前記ダンパの移動軌跡に沿って形成され前記ダンパギヤに噛合する第２固定ギヤと、
前記円弧状ギヤと前記本体との間に設けられ前記蓋体を開方向に付勢する引張りばねと、を有することを特徴とする蓋体の開閉機構。
前記第２固定ギヤは、前記アーム部を挟んで前記第１固定ギヤと反対側に位置している請求項１記載の蓋体の開閉機構。
更に、前記アーム部から突設された嵌合部と、前記本体に形成され前記嵌合部を移動可能に嵌合し且つ前記蓋体の開閉移動に伴って前記嵌合部の移動軌跡に沿って延びているガイド溝とを有する請求項１又は２に記載の蓋体の開閉機構。
前記嵌合部は、前記アーム部の前記揺動中心に位置しており、前記ガイド溝は、前記第１固定ギヤと平行に延びている請求項３記載の蓋体の開閉機構。