JP2015183360A - 保持力発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で、任意の相対位置にて大きな保持力を発生させることができる保持力発生装置を提供すること。【解決手段】 ドアチェック装置１は、車体Ｂに連結され、車両ドアＤＲの開閉動作に伴い車両ドアＤＲに対して軸方向移動する棒状部材３と、棒状部材３の軸方向移動により回転させられるピニオンギア４と、車両ドアＤＲに取付けられるとともに、内部に粘性流体Ｆが封入されたケース部材２と、ケース部材２内に配設され、ケース部材２内で沈殿層Ｑを形成可能な固体粒子Ｐと、ピニオンギア４に連結されるとともに、ピニオンギア４の回転に連動してケース部材２内で回転可能であり、ケース部材２内に沈殿層Ｑが形成されている場合に沈殿層Ｑに部分的に埋没するようにケース部材２内に配設された羽根車５と、を備える。【選択図】 図５

Description

本発明は、第１部材と第２部材との間に設けられ、第１部材と第２部材との間の相対移動に対する抵抗力である保持力を発生する保持力発生装置に関する。

第１部材と第２部材との間に設けられ、第１部材と第２部材との間の相対移動に対する抵抗力（保持力）を発生する保持力発生装置の一つとして、ドアチェック装置が挙げられる。ドアチェック装置は、車体や建築物等の構造体（第１部材）とその構造体の開口を開閉可能なドア（第２部材）との間に設けられ、ドアの開閉動作（すなわち第１部材と第２部材との間の相対移動）に対する抵抗力である保持力を発生するように構成される。保持力よりも強い操作力をドアに入力することによりドアが開閉する。

ドアチェック装置は例えば車両に搭載される。この場合、ドアチェック装置は、乗員の乗降りのための開口を有する車体と、その開口を開閉可能なように車体に取り付けられる車両ドアとの間に設けられる。車両にドアチェック装置を搭載することによって、例えば坂道上で車両ドアを所定の開度で開放している時に車両ドアが意に反して閉じたり、或いは風などに煽られて車両ドアが所望の開度からさらに大きく開く等の、車両ドアの意に反する開閉動作が防止できる。

車両に設けられる一般的なドアチェック装置は、車両ドアが所定の開度で開いているときに大きな保持力を発生し、それ以外の開度で開いているときに小さな保持力を発生するように構成される。例えば車両ドアの開度が３０°および６０°であるときに大きな保持力が発生し、それ以外の開度であるときに小さな保持力が発生するようにドアチェック装置が構成される。しかし、乗員の体格、車両の周囲環境（例えば隣接する車両との間の距離）により、大きな保持力を発生させるべき最適な開度は異なる。そこで、ユーザが車両ドアの開閉動作（相対移動）を停止した任意の開度位置（相対位置）で大きな保持力を発生させることができるドアチェック装置が求められる。

特許文献１は、ドアの開閉動作が任意の開度位置で停止しているときに大きな保持力を発生させることができるドアチェック装置（保持力発生装置）を開示する。このドアチェック装置は、ドアの開閉に伴い軸方向移動する棒状部材と、棒状部材に形成されているラックギヤに噛合するピニオンギヤと、磁性流体が内部に封入されたハウジング部材と、回転軸を介してピニオンギヤに連結されるとともにハウジング部材内に配設されたロータと、ハウジング部材に近接配置された電磁石とを備える。ドアを所定の開度位置にて保持するときには、電磁石に通電される。このため電磁石から磁力が発せられる。この磁力がハウジング部材内の磁性流体に印加されて磁性流体の粘度が増加する。磁性流体の粘度が増加すると、ハウジング部材内のロータの回転に対する抵抗力が増大する。このようにしてロータの回転に対する抵抗力を増大することにより、任意の開度位置でドアに大きな保持力を付与することができる。また、ドアを開閉させるときには、電磁石への通電が停止される。このためハウジング部材内の磁性流体の粘度が低下して、ハウジング部材内のロータの回転に対する抵抗力が低下する。従って、スムーズにドアを開閉させることができる。

特開２００８−８４１８号公報

（発明が解決しようとする課題）
上記特許文献１に記載のドアチェック装置によれば、ハウジング部材内の磁性流体の粘度を増加させるために電磁石が用いられているため、電磁石への通電を制御するための制御装置が必要である。また、電磁石への通電を制御するに当たり、ドアの開閉動作を検知するセンサも必要である。このように、特許文献１に記載のドアチェック装置は、それを構成するための部品点数が多いために構造が複雑であるとともに、コストが高いという問題を有する。

本発明は、簡易な構成で、任意の相対位置にて、第１部材と第２部材との間の相対移動に対して大きな保持力を発生させることができるように構成された保持力発生装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
本発明は、第１部材と第２部材との間に設けられ、第１部材と第２部材との間の相対移動に対する抵抗力である保持力を発生する保持力発生装置であって、第１部材に連結され、第１部材と第２部材との間の相対移動に伴い第２部材に対して軸方向移動する棒状部材と、棒状部材の軸方向移動により回転させられる第１回転部材と、第２部材に取付けられるとともに、内部に流体が封入されたケース部材と、ケース部材内に配設され、ケース部材内で沈殿層を形成可能な固体粒子と、第１回転部材に連結されるとともに、第１回転部材の回転に連動してケース部材内で回転可能であり、ケース部材内に沈殿層が形成されている場合に沈殿層に部分的に埋没するようにケース部材内に配設された第２回転部材と、を備える、保持力発生装置を提供する。この場合、第１回転部材は、第２部材に回転可能に支持されていると良い。

本発明によれば、第１部材と第２部材との間の相対移動に伴い棒状部材が第２部材に対して軸方向移動し、棒状部材の軸方向移動により第１回転部材が回転し、第１回転部材の回転に連動して第２回転部材がケース部材内で回転する。

また、ケース部材内には流体が封入されているとともに固体粒子が配設されている。固体粒子がケース部材内で沈殿層を形成しているときには、第２回転部材は部分的に沈殿層に埋没している。このため、第２回転部材は沈殿層から拘束力を受ける。斯かる拘束力が第２回転部材の回転に対する大きな抵抗力として第２回転部材に作用する。第２回転部材に作用した大きな抵抗力が第１回転部材を介して棒状部材に作用する結果、第１部材と第２部材との間の相対移動に対して大きな保持力が発生する。

上記した大きな抵抗力（保持力）に抗して第１部材と第２部材との間に相対移動を生じさせた場合、棒状部材が軸方向移動する。棒状部材の軸方向移動に伴い、第２回転部材がケース部材内で回転してケース部材内の沈殿層を構成する固体粒子を巻き上げる。固体粒子が巻き上げられた場合、沈殿層は消失して固体粒子がケース部材内に分散する。この状態においては、第２回転部材を拘束する沈殿層が消失しているので、第２回転部材の回転に対する抵抗力が低下する。その結果、第１部材と第２部材との間の相対移動に対する保持力が小さくされる。従って、沈殿層が消失された後は、スムーズに第１部材と第２部材との間の相対移動を実行することができる。

また、第１部材と第２部材との間の相対移動を任意の相対位置にて停止させた場合、第２回転部材の回転も停止する。すると、第２回転部材の回転によってケース部材内で巻き上げられていた固体粒子が沈降し、やがて、再びケース部材内で沈殿層を形成する。形成された沈殿層に第２回転部材が部分的に埋没することにより、再び第２回転部材が沈殿層に拘束される。従って、相対移動を停止させた任意の相対位置にて，第１部材と第２部材との相対移動に対して大きな保持力が発生する。

このように、本発明に係る保持力発生装置は、ケース部材内に形成される固体粒子の沈殿層によって第２回転部材を拘束することにより、第１部材と第２部材との間の相対移動に対する大きな保持力を発生するように構成される。また、第１部材と第２部材との間の相対移動が実行されているときには、ケース部材内での第２回転部材の回転により固体粒子が巻き上げられて沈殿層が消失されることにより、保持力の大きさが低下される。こうしたケース部材内での沈殿層の形成及び消失を利用することにより、電気的な制御を要しない簡易な構成であり、且つ、任意の相対位置にて大きな保持力を発生させることができる保持力発生装置を提供することができる。

第２回転部材は、一方端が第１回転部材に連結され、他方端側がケース部材内に挿入され、第１回転部材と同軸回転する回転軸と、回転軸の他方端側の側周面から径方向外方に向かって放射状に延設されるように回転軸に設けられた複数の羽根部とを備えるとよい。そして、第２回転部材は、ケース部材内に固体粒子の沈殿層が形成されている場合に複数の羽根部のうち回転軸よりも下方に位置する羽根部が沈殿層に埋没するように、ケース部材内に配設されるとよい。この場合、第２回転部材は、ケース部材内に沈殿層が形成されている場合に回転軸が沈殿層に埋没しないように、ケース部材内に配設されるとよい。これによれば、第１部材と第２部材との間の相対移動に対して大きな保持力を作用させることができる。

また、棒状部材にラックギヤが形成されており、第１回転部材はラックギヤに噛合するピニオンギアであるのがよい。これによれば、棒状部材の軸方向移動動作を第１回転部材及び第２回転部材の回転動作に容易に変換することができる。

また、第１部材は車両ドアであり、第２部材は、開口を有するとともに車両ドアが開口を開閉可能なように取り付けられる車体であり、保持力発生装置は、車両ドアの開閉動作に対する抵抗力を発生するドアチェック装置であるのがよい。これによれば、電気的な制御を要しない簡易な構成であり、且つ、車両ドアが任意の開度位置にあるときに大きな保持力を発生させることができるドアチェック装置を提供することができる。

本発明において、ケース部材内に封入される流体は、液体であるのがよい。特に、オイル等の粘性流体であるのがよい。また、ケース部材内に配設される固体粒子は、ケース部材内に封入される流体に溶解しない固体である。また、固体粒子の比重は流体の比重よりも大きい。固体粒子の粒子径は、ケース部材内で緻密な沈殿層を形成することができるように、できるだけ小さい方がよい。例えば固体粒子として砂鉄を用いることができる。

実施形態に係る保持力発生装置としてのドアチェック装置が搭載される車両の概略図である。 図１のＡ部詳細図である。 ドアチェック装置を側面方向から見た図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面概略図である。 図４のＶ−Ｖ断面概略図である。 ケース部材内で羽根車が回転し、それにより固体粒子Ｐがケース部材内に分散した状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る保持力発生装置としてのドアチェック装置が搭載される車両の概略図である。図１に示す車両Ｖは車体Ｂ（第１部材）および車両ドアＤＲ（第２部材）を備える。車体Ｂの側方部に乗降用の開口ＯＰが形成される。開口ＯＰの車両前方の縁部（前縁部）ＦＥに一対のドアヒンジＨ，Ｈが上下方向に沿って取り付けられる。一対のドアヒンジＨ，Ｈを介して車両ドアＤＲが車体Ｂに揺動可能に連結される。従って、車両ドアＤＲは車体Ｂに形成された開口ＯＰを開閉可能に車体Ｂに取り付けられる。

図２は図１のＡ部を詳細に示す図である。図２に示すように、一対のドアヒンジＨ，Ｈはそれぞれ同軸のヒンジ軸Ｈ１、Ｈ１を備える。車両ドアＤＲの開閉時に車両ドアＤＲはヒンジ軸Ｈ１，Ｈ１を中心として車体Ｂに対して揺動（相対移動）する。また、前縁部ＦＥにブラケットＢＲがボルト等の締結手段により固定される。このブラケットＢＲにピンＫを介して、本実施形態に係るドアチェック装置の構成要素である棒状部材３の一方端が揺動可能に車体Ｂに連結される。一方端が車体Ｂに揺動可能に連結された棒状部材３は、車両ドアＤＲの全閉時に車体Ｂの前縁部ＦＥに対面する部分である車両ドアＤＲの前端部ＤＥに形成された孔Ｓを経由して、車両ドアＤＲ内に延出される。

図３は、ドアチェック装置１を側面方向から見た図である。なお、図３において左方が車両ドアＤＲの前方であり、右方が車両ドアＤＲの後方である。また、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面概略図、図５は図４のＶ−Ｖ断面概略図である。ドアチェック装置１は、車体Ｂと車両ドアＤＲとの間に設けられ、車両ドアＤＲの開閉動作に対する抵抗力（保持力）を発生する。ドアチェック装置１は、ケース部材２と、棒状部材３と、ピニオンギア４と、羽根車５（図４参照）と、固体粒子Ｐ（図５参照）とを備える。

ケース部材２は、車両ドアＤＲの前端部ＤＥの内側面（後方面）に取付けられる。なお、図３において、前端部ＤＥよりも右方部分（後方部分）が車両ドアＤＲの内部空間である。従って、ケース部材２は車両ドアＤＲ内に配設される。ケース部材２は、本実施形態においては直方体形状をなし、その内部に空間が形成される。

棒状部材３は、上記したようにその一方端にて車体Ｂに揺動可能に連結されるとともに、孔Ｓを経由して車両ドアＤＲ内に延出されている。棒状部材３は、車両ドアＤＲの開閉動作に応じて車両ドアＤＲに対して相対的に軸方向移動するように、車両ドアＤＲ内に設けられた図示しないガイド部材に支持される。また、棒状部材３の側周面には、図３に示すようにラックギア３ａが形成される。

ピニオンギア４は、車両ドアＤＲ内にて棒状部材３に形成されたラックギア３ａに噛合する位置に配設されるとともに、車両ドアＤＲを構成する部品（例えばインナパネル）に回転可能に支持される。よって、棒状部材３が車両ドアＤＲに対して軸方向移動した場合、その軸方向移動によってピニオンギア４が回転させられる。

図４に示すように、ケース部材２内に羽根車５が配設される。羽根車５は回転軸５１及び複数の羽根部５２を有する。回転軸５１の一方端側がケース部材２から突出してピニオンギア４と同軸回転可能にピニオンギア４に連結される。回転軸５１の他方端側が、ケース部材２に形成された孔２ａを経由して回転可能にケース部材２内に挿入される。ケース部材２に挿入された回転軸５１の他方端側に複数の羽根部５２が取付けられる。複数の羽根部５２は、図５に示すように、回転軸５１の側周面から径方向外方に延設されるように放射状に回転軸５１に取付けられる。本実施形態では、回転軸５１の側周面から４枚の羽根部５２が等間隔（９０°間隔）に取付けられている。

また、図５に示すように、ケース部材２内に粘性流体Ｆが封入される。なお、粘性流体Ｆがケース部材２内から漏れないように、孔２ａにシール部材が設けられていると良い。本実施形態において、粘性流体Ｆとしてシリコンオイル、作動油等が用いられる。更に、ケース部材２内に固体粒子Ｐが配設される。固体粒子Ｐは、粒径が小さく、その比重が粘性流体Ｆの比重よりも大きく、且つ粘性流体Ｆに溶解しないものであれば、どのような粒子を用いても良い。本実施形態においては、固体粒子Ｐとして砂鉄が用いられる。

固体粒子Ｐの比重は粘性流体Ｆの比重よりも大きいため、粘性流体Ｆが流動していない場合には固体粒子Ｐが粘性流体Ｆ中を沈降して、固体粒子Ｐの沈殿層Ｑがケース部材２内に形成される。この場合、羽根車５は、図５に示すように、回転軸５１よりも下方に配置している羽根部５２の少なくとも一部分が沈殿層Ｑに埋没し、且つ、回転軸５１が沈殿層Ｑに埋没しないように、ケース部材２内に配設される。

上記構成のドアチェック装置１において、車両ドアＤＲが開閉した場合、その開閉動作に伴い棒状部材３が車両ドアＤＲに対して相対的に軸方向移動する。棒状部材３の軸方向移動により、棒状部材３のラックギア３ａに噛合しているピニオンギア４が回転させられる。さらに、ピニオンギア４の回転動作に連動して、ピニオンギア４に連結した羽根車５がケース部材２内で回転する。

また、固体粒子Ｐがケース部材２内で沈殿層Ｑを形成しているときには、羽根車５の一部の羽根部５２が沈殿層Ｑに埋没しているため、沈殿層Ｑにより羽根車５の回転が阻害される。つまり、羽根車５は沈殿層Ｑから拘束力を受ける。斯かる拘束力が羽根車５の回転に対する大きな抵抗力として羽根車５に作用する。羽根車５に作用した大きな抵抗力がピニオンギア４を介して棒状部材３に作用する結果、車両ドアＤＲの開閉動作、すなわち車両ドアＤＲと車体との間の相対移動に対して大きな抵抗力（保持力）が発生する。

上記した大きな抵抗力（保持力）に抗して（すなわち保持力よりも大きな力で）車両ドアＤＲを開閉させた場合、棒状部材３が軸方向移動する。棒状部材３の軸方向移動に伴い、羽根車５がケース部材２内で回転してケース部材２内の沈殿層Ｑを押し退ける。そして、羽根車５の回転によって、沈殿層Ｑを構成していた固体粒子Ｐが巻き上げられる。固体粒子Ｐが巻き上げられた場合、沈殿層Ｑのうち少なくとも羽根車５を拘束していた部分は消失して固体粒子Ｐがケース部材２内に分散（拡散）する。図６は、ケース部材２内で羽根車５が回転し、それにより固体粒子Ｐがケース部材２内に分散した状態を示す図である。図６に示すように、固体粒子Ｐがケース部材２内に分散している状態では、羽根車５を拘束する沈殿層Ｑが消失しているので、羽根車５の回転に対して粘性流体Ｆの粘性抵抗のみが作用する。その結果、車両ドアＤＲの開閉動作に対する保持力が小さくされる。従って、スムーズに車両ドアＤＲを開閉させることができる。

また、車両ドアＤＲの開閉動作を任意の開度位置にて停止させた場合、羽根車５の回転も停止する。すると、羽根車５の回転によってケース部材２内に巻き上げられていた固体粒子Ｐが沈降し、やがて、再びケース部材２内で沈殿層Ｑを形成する。形成された沈殿層Ｑに羽根車５の羽根部５２が部分的に埋没することにより、再び羽根車５が沈殿層Ｑに拘束される。従って、車両ドアＤＲの開閉動作を停止させた任意の開度位置にて車両ドアＤＲの開閉動作に対して大きな保持力を働かせることができる。

以上、説明したように、本実施形態に係るドアチェック装置１は、車体Ｂに連結され、車両ドアＤＲの開閉動作に伴い車両ドアＤＲに対して軸方向移動する棒状部材３と、車両ドアＤＲに回転可能に支持されるとともに棒状部材３の軸方向移動により回転させられるピニオンギア４と、車両ドアＤＲに取付けられるとともに、内部に粘性流体Ｆが封入されたケース部材２と、ケース部材２内に配設され、ケース部材２内で沈殿層Ｑを形成可能な固体粒子Ｐと、ピニオンギア４に連結されるとともに、ピニオンギア４の回転に連動してケース部材２内で回転可能であり、ケース部材２内に沈殿層Ｑが形成されている場合に沈殿層Ｑに部分的に埋没するようにケース部材２内に配設された羽根車５と、を備える。

本実施形態によれば、ケース部材２内に形成される固体粒子Ｐの沈殿層Ｑが羽根車５を拘束することにより、車両ドアＤＲの開閉動作に対する大きな保持力を発生させることができるようにドアチェック装置１が構成される。また、車両ドアＤＲが開閉されているときには、羽根車５がケース部材２内で回転して固体粒子Ｐの沈殿層Ｑを消失させることにより、保持力の大きさを低下させることができるようにドアチェック装置１が構成される。このようにして沈殿層Ｑの形成及び消失を利用することにより、電気的な制御を要しない簡易な構成であり、且つ、任意の開度位置にて大きな保持力を発生させることができるドアチェック装置１（保持力発生装置）を提供することができる。

また、羽根車５は、一方端がピニオンギア４に連結され、他方端側がケース部材２内に挿入され、ピニオンギア４と同軸回転する回転軸５１と、回転軸５１の他方端側の側周面から径方向外方に向かって放射状に延設されるように回転軸５１に設けられた複数の羽根部５２とを備える。そして、羽根車５は、ケース部材２内に固体粒子Ｐの沈殿層Ｑが形成されている場合に複数の羽根部５２のうち回転軸５１よりも下方に位置する羽根部５２が沈殿層Ｑに埋没し、回転軸５１が沈殿層Ｑに埋没しないように、ケース部材内に配設される。これによれば、羽根部５２が沈殿層Ｑに深く差し込まれることによって、羽根車５の回転トルクに対する抵抗力が大きくされる。このため車両ドアＤＲの開閉動作に対してより大きな保持力を作用させることができる。

また、本実施形態によれば、棒状部材３に形成されたラックギア３ａとピニオンギア４とによりラックアンドピニオン機構が構成される。棒状部材３の軸方向動作をピニオンギア４及び羽根車５の回転動作に容易に変換することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態では、棒状部材３の軸方向移動動作をラックギア３ａとピニオンギア４との噛合（すなわちラックアンドピニオン機構）によって回転動作に変換してケース部材２内で羽根車５を回転させるように構成している。しかしながら、ネジ送り機構（例えばボールネジ機構）等によって棒状部材３の軸方向移動動作を回転動作に変換してもよい。また、車両ドア以外のドアの保持力発生装置として本発明を利用することができる。また、本発明に係る保持力発生装置はドア以外の構造物に適用することができる。特に、初期荷重が大きく、その後に荷重が小さくなるような保持力が必要なものに本発明を適用することができる。例えば、車両の操舵ハンドルに本発明に係る保持力発生装置を用いることができる。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。

１…ドアチェック装置（保持力発生装置）、２…ケース部材、３…棒状部材、３ａ…ラックギア、４…ピニオンギア（第１回転部材）、５…羽根車（第２回転部材）、５１…回転軸、５２…羽根部（羽根部）、Ｂ…車体（第１部材）、ＤＲ…車両ドア（第２部材）、Ｆ…粘性流体、Ｐ…固体粒子、Ｑ…沈殿層

Claims (5)

1. 第１部材と第２部材との間に設けられ、前記第１部材と前記第２部材との間の相対移動に対する抵抗力である保持力を発生する保持力発生装置であって、
   前記第１部材に連結され、前記第１部材と前記第２部材との間の相対移動に伴い前記第２部材に対して軸方向移動する棒状部材と、
   前記棒状部材の軸方向移動により回転させられる第１回転部材と、
   前記第２部材に取付けられるとともに、内部に流体が封入されたケース部材と、
   前記ケース部材内に配設され、前記ケース部材内で沈殿層を形成可能な固体粒子と、
   前記第１回転部材に連結されるとともに、前記第１回転部材の回転に連動して前記ケース部材内で回転可能であり、前記ケース部材内に前記沈殿層が形成されている場合に前記沈殿層に部分的に埋没するように前記ケース部材内に配設された第２回転部材と、
   を備える、保持力発生装置。
2. 請求項１に記載の保持力発生装置において、
   前記第２回転部材は、一方端が前記第１回転部材に連結され、他方端側が前記ケース部材内に挿入され、前記第１回転部材と同軸回転する回転軸と、前記回転軸の他方端側の側周面から径方向外方に向かって放射状に延設されるように前記回転軸に設けられた複数の羽根部とを備え、前記ケース部材内に前記沈殿層が形成されている場合に前記複数の羽根部のうち前記回転軸よりも下方に位置する羽根部が前記沈殿層に埋没するように、前記ケース部材内に配設される、保持力発生装置。
3. 請求項２に記載の保持力発生装置において、
   前記第２回転部材は、前記ケース部材内に前記沈殿層が形成されている場合に前記回転軸が前記沈殿層に埋没しないように、前記ケース部材内に配設される、保持力発生装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の保持力発生装置において、
   前記棒状部材にラックギヤが形成されており、
   前記第１回転部材は前記ラックギヤに噛合するピニオンギアである、保持力発生装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の保持力発生装置において、
   前記第１部材は車両ドアであり、
   前記第２部材は、開口を有するとともに前記車両ドアが前記開口を開閉可能なように取り付けられる車体であり、
   前記保持力発生装置は、前記車両ドアの開閉動作に対する抵抗力を発生するドアチェック装置である、保持力発生装置。

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