JP3354774B2 - 開閉体用の開閉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開閉体を本体に対
して回動開閉可能に枢支するヒンジと、一端側が開閉体
に、他端側が本体にそれぞれ枢着され、開閉体に対して
開方向のモーメントを付与するステーダンパとを有する
開閉体用の開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の機械装置や、車両などには、各種
の開閉体が設けられており、自動車の車体に回動開閉可
能に枢支されたフードパネルや、ラゲージドア、或いは
バックドアなどがその代表例である。このような開閉体
には、その自重による閉方向のモーメントが作用するの
で、これを開放回動させるとき、大きな操作力が必要と
なる。そこで、開閉体と本体との間に、例えばガススプ
リングより成るステーダンパを介設し、これによって開
閉体に対して開方向のモーメントを付与し、小さな操作
力で開閉体を回動開放させることができるようにすると
共に、開閉体が全開したとき、それをその開放位置に保
持できるようにした冒頭に記載した形式の開閉装置が従
来より用いられている。

【０００３】その際、開閉体を開放するときに必要とさ
れる操作力をより小さくするには、ステーダンパのガス
圧を上げ、ステーダンパの反力を大きくすればよい。と
ころが、この方法によると、開閉体の開放時における操
作力は小さくなるものの、開閉体の閉鎖時における操作
力が大きくなる欠点がある。

【０００４】開閉体の開放回動時の操作力を小さくする
今一つの方法として、本体に対する開閉体の回動中心か
ら、ステーダンパが開閉体に対して与える反力の作用線
までの距離、すなわちモーメントアーム長を大きくする
方法が考えられる。ところが、この方法を採用しようと
しても、ステーダンパと、これを取り付ける本体部分
や、本体に着装された他の部品との相互干渉を考慮する
と、ステーダンパの取付位置が大きく制限されるため、
モーメントアーム長を大きく設定できるように、ステー
ダンパを配置できないことが少なくない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ステ
ーダンパが、本体部分や他の部品などと干渉することな
しに、開閉体の開放時に、ステーダンパによって開閉体
に与えられるモーメントのモーメントアーム長を大きく
設定できるようにして、その開放回動時における操作力
の一段の軽減化を図り、しかも開閉体の閉鎖時に操作力
が大きくなることを阻止した開閉体用の開閉装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、開閉体を本体に対して回動開閉可能に枢支
するヒンジと、一端側が開閉体に、他端側が本体にそれ
ぞれ枢着され、開閉体に対して開方向のモーメントを付
与するステーダンパとを有する開閉体用の開閉装置にお
いて、本体に対する開閉体の回動中心であるヒンジ中心
から、ステーダンパが開閉体に対して与える反力の作用
線までの距離が、開閉体をその開放位置から閉鎖させる
ときよりも、開閉体の自重による閉方向のモーメントに
抗して、開閉体をその閉鎖位置から開放させるときの方
が大きくなるように、前記ヒンジを本体に対して移動さ
せる駆動手段を設けたことを特徴とする開閉体用の開閉
装置を提案する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車のバックド
ア用の開閉装置として構成した実施形態例を図面に従っ
て詳細に説明し、併せて前述の従来の欠点を図面に即し
てより具体的に明らかにする。

【０００８】図１において、開閉体の一構成例であるバ
ックドア１は、その開閉装置を介して、当該ドア１を支
持する本体の一例である車体１０に回動開閉可能に枢支
されている。開閉装置は、バックドア１を車体１０に対
して回動開閉可能に枢支するヒンジ２と、バックドア１
に対して開方向のモーメントを付与するステーダンパ３
とを有し、そのヒンジ２のヒンジ中心Ｐが、車体１０に
対するバックドア１のヒンジ中心となっている。バック
ドア１は図２に鎖線ないしは破線で示す閉鎖位置と、図
２及び図３に実線で示し、ないしは図３に破線で示す開
放位置との間を、回動中心Ｐの周りに回動開閉され、こ
の開閉に伴い、車体１０の後部開口が開閉される。

【０００９】ガススプリングから構成されたステーダン
パ３は、図２にも示すように、シリンダ３ａと、その内
部のガス、例えばエアの圧力によってシリンダ３ａから
離れる向きに付勢されたロッド３ｂを有し、そのシリン
ダ３ａと、これに嵌合したロッド３ｂは、実質的に同一
の中心軸線Ｘ上に位置している。かかるステーダンパ３
の一端側、図示した例ではそのシリンダ３ａの基端部が
枢着部５においてバックドア１に回動可能に枢着され、
ステーダンパ３の他端側、図の例ではそのロッド４ｂの
先端部が、枢着部４において車体１０に回動可能に枢着
されている。車体１０とバックドア１との間にステーダ
ンパ３が介設されているのである。

【００１０】ステーダンパ３は、車体１０の幅方向各側
に１個ずつ配設されているが、これらの構成と作用に変
りはない。かかるステーダンパ３とその枢着部４，５、
及びヒンジ２は、次に説明するように、バックドア１や
車体１０の内部側、すなわち車外から目視されない位置
に配置されているが、図１乃至図３においては、これら
の要素２，３，４，５を便宜上、車外から目視される状
態、すなわち実線で示してある（図１０においても同
じ）。

【００１１】図９に示すように、車体１０を構成するク
ォータパネル１１４には、その車内側の部分に、上下方
向に延びる溝１１４ａが形成され、ここにステーダンパ
３が配置されている。従って、バックドア１が閉鎖位置
にあるとき、ステーダンパ３は、車体１０の内部側に隠
される。他側のステーダンパも全く同様に配置されてい
る。また、図４及び図５を参照して後に説明するよう
に、ヒンジ２も、バックドア１を閉鎖したとき、その内
部側に隠される。

【００１２】バックドア１は、図１又は図２に鎖線で示
す閉鎖位置、すなわちその全閉位置において、バックド
ア１に付設されたロック装置８が車体１０に固定された
ストライカー９に係合することによって、車体１０に対
してロックされている。

【００１３】バックドア１が、図１に示すように車体１
０に対してロックされた閉鎖位置にあるとき、ステーダ
ンパ３は、そのシリンダ３ａの内部のガス圧によって、
その閉鎖位置にあるバックドア１に対して図１にＦで示
す外力を及ぼす。ステーダンパ３のシリンダ３ａとロッ
ド３ｂは、シリンダ３ａ内の圧縮されたガスの圧力によ
って互いに離間する向きの力を受け、これによってステ
ーダンパ３がバックドア１に対してＦなる力を及ぼすの
である。

【００１４】ここで、車体１０に対するバックドア１の
回動中心であるヒンジ中心Ｐから、ステーダンパ３がバ
ックドア１に対して与える反力Ｆの作用線、すなわちス
テーダンパ３の中心軸線Ｘまでの距離をａとすると、バ
ックドア１には（ａ×Ｆ）なる開方向にモーメントが作
用する。これと共に、バックドア１には、その自重によ
る閉方向のモーメントが作用し、かかる状態で、バック
ドア１は図２に示したロック装置８と、これが係合した
ストライカー９とによって車体１０に対して閉鎖位置に
ロックされる。

【００１５】図示していない車内のオープナレバーの操
作、若しくは車外でのキーシリンダの操作により、図２
に示したロック装置８と、車体側のストライカー９との
相互の係合が外されると、バックドア１のロック状態が
解除される。このときもバックドア１には、ステーダン
パ３による開方向のモーメントと、バックドア１の自重
による閉方向のモーメントが作用する。

【００１６】かかる状態で操作者がバックドア１を持ち
上げて、これを開放回動させるが、バックドア１がその
閉鎖位置から或る角度まで開放回動するまでは、その自
重による閉方向のモーメントの方がステーダンパ３によ
る開方向のモーメントよりも大きく、その或る角度を越
えると、ステーダンパ３による開方向のモーメントの方
が大きくなる。従って、操作者はバックドア１を閉鎖位
置から或る角度まで手で持ち上げた後は、そのバックド
ア１から手を離しても、該ドア１は自動的に図２に実線
で示した開放位置まで回動する。このように、ステーダ
ンパ３を設けることによって、小さな操作力でバックド
ア１を開放回動させることができるのである。

【００１７】図４及び図５に示すように、ヒンジ２は、
ボルト１２とナット１３によって、バックドア１の上
部、すなわちその基端側に固定されたヒンジ回動プレー
ト７と、車体１０側に位置するヒンジブラケット６と、
これらを枢着するヒンジピン２Ａとを有し、そのヒンジ
ピン２Ａの中心軸線は車体１０の幅方向に延び、当該中
心軸線がヒンジ中心Ｐ、すなわちバックドア１の回動中
心となっている。かように構成されたヒンジは、車体１
０の幅方向における他側にも設けられている。

【００１８】ここで、本例においては、ヒンジ２が可動
となっていて、バックドア１を開放させようとすると
き、かかるヒンジ２が図１において実線位置から仮想線
位置、すなわちステーダンパ３によりバックドア１に与
えられる開方向モーメントのアーム長が大きくなる位置
に移動可能になっている。かかる移動を可能にする駆動
手段の具体的構成に関して、以下に説明する。

【００１９】ヒンジブラケット６は、図６に示すよう
に、ボルト１４及びナット１５によって、ヒンジブラケ
ット取り付け板１７に固定され、このヒンジブラケット
取り付け板１７にはネジ軸１８の上端部が固定されてい
る。図５及び図６に示すように、車体１０を構成するフ
レーム部材１１にはモータハウジングユニット取り付け
用ブラケット１９が固定され、このブラケット１９に
は、モータハウジングユニット２１が複数本のビス２２
によって固定されている。

【００２０】モータハウジングユニット２１の内部に
は、ヒンジブラケット取り付け板１７に固定されたネジ
軸１８が、モータハウジングユニット２１の配設方向と
直交する方向に貫通している。モータハウジングユニッ
ト２１は、モータ２１Ａを有していて、このモータ２１
Ａが回転すると、モータハウジングユニット２１の内部
に配設された図示していないねじなどの回転伝達要素が
回転し、これに噛み合うネジ軸１８がほぼ上下方向に作
動する。これに伴って、ヒンジブラケット取り付け板１
７がヒンジブラケット６もろともほぼ上下方向に作動す
る。

【００２１】図６に示すように、ヒンジブラケット取り
付け板１７にはピン２３の上端部が固定され、このピン
２３が、モータハウジングユニット２１の上端部に固定
された山形のピン受け部材２４の穴２４ａに嵌入するこ
とにより、ヒンジブラケット取り付け板１７が、ネジ軸
１８の軸心周りに廻らないようにされている。

【００２２】車体１０の幅方向における他側に設けられ
たヒンジも、図４乃至図６に示し、かつ上述したところ
と同じ構成の駆動手段を介して車体１０に支持され、こ
の駆動手段の作用は図示した駆動手段と全く同じであ
り、両駆動手段が連動して作動する。

【００２３】ここで、先にも述べたように、車内でのオ
ープナレバーの操作若しくは車外でのキーシリンダの操
作によって、バックドア１のロック状態が解除される
と、これに伴い、図２に示したロック装置８に設けられ
た図示していないスイッチが作動し、図４乃至図６に示
したモータ２１Ａが所定時間だけ回転し、これによって
ネジ軸１８がその軸方向に移動する。すなわち、ヒンジ
２が図２において仮想線で示す初期位置から、実線で示
す車体１０から離間した作動位置（図１では仮想線で示
す位置）まで、例えば３０mm程移動するのである。

【００２４】ヒンジ２が車体１０から離間した図２に実
線で示す作動位置に移動すると、図２において仮想線で
示す閉鎖位置にあったバックドア１は、破線で示す閉鎖
位置に変位する。この状態で、前述のように操作者がバ
ックドア１を或る角度まで手で持ち上げ、次いでステー
ダンパ３の力でバックドア１を図２に実線で示す開放位
置まで開放させることができる。

【００２５】ここで、バックドア１を開け始めるに際し
て、そのバックドア１が上述のように図２に鎖線で示し
た閉鎖位置から、破線で示した閉鎖位置へ作動し、ヒン
ジ２が図２に実線で示した作動位置に変位すると、この
ときのバックドア１の回動中心であるヒンジ中心Ｐか
ら、ステーダンパ３がバックドア１に対して与える反力
Ｆの作用線（ステーダンパの中心軸線）Ｘまでの距離、
すなわちモーメントアーム長がｂとなり、その大きさ
は、バックドア１が図２に鎖線で示した閉鎖位置にある
ときのモーメントアーム長ａよりも大きくなる。

【００２６】従って、バックドア１が図２に破線で示す
閉鎖位置に変位したとき、ステーダンパ１のガス反力を
Ｆとして、この状態でバックドア１を開放させるとき、
バックドア１には、ステーダンパ３によって（Ｆ×ｂ）
なるモーメントが付与される。このとき、ｂ＞ａとなっ
ているので、そのモーメントはヒンジ２が移動しないと
きよりも大きくなる。すなわち、バックドア１の開放回
動時における操作力を軽くできるのである。

【００２７】ここで、従来においては、図１０に示すよ
うに、バックドア１のヒンジ２のヒンジ中心Ｐが固定さ
れていた。すなわち、図１１及び１２に示すように、車
体１０側に固定されたヒンジブラケット６と、ボルト１
２とナット１３によってバックドア１に固定されたヒン
ジ回動プレート７との間に介設されたヒンジピン２Ａの
周りに、バックドア１が回動自在となっていて、且つ、
そのヒンジピン２Ａが可動ではなく固定支点となるよう
に、ヒンジブラケット６が車体１０に対して、ボルト１
０９と、これにねじ込まれたナット１１１によって不動
に固定されていたのである。かかる構成によれば、バッ
クドア１を開放回動させ始めたときに、ステーダンパが
バックドア１に与える開方向のモーメントのアーム長
は、ほぼ図１０にａで示した長さに保たれ、かかる状態
でバックドア１を開放回動させることになるので、操作
者は大きな力でバックドア１を持ち上げる必要があっ
た。

【００２８】先にも説明したように、上記操作力を小さ
くする方法として、ステーダンパ３のガス圧を上げ、ス
テーダンパの反力Ｆを大きくする方法があるが、この方
法によると、バックドア１の開放時における操作力が小
さくなるものの、これを閉鎖させるときの操作力も大き
くなる欠点がある。

【００２９】又、これも先に説明したが、上記操作力を
小さくする今一つの方法として、図１０に示したバック
ドア１の回動中心からステーダンパ３の反力Ｆの作用線
Ｘまでの距離、すなわちモーメントアーム長ａを当初よ
り大きくしておく方法が考えられる。図９に示すよう
に、ヒンジ中心Ｐの位置からステーダンパ３の反力作用
線までの距離ａを、当初より長くしておけば、ステーダ
ンパ３の反力Ｆを大きくしなくとも、バックドア１の開
放操作力を軽くすることができる。すなわち、図９に示
したようにステーダンパ３を配置したとき、そのステー
ダンパ３が位置するクォータパネル１１４の溝１１４ａ
の深さｄを大きくして、ステーダンパによってバックド
ア１に与えられるモーメントのアーム長ａを大きく設定
すれば良いのである。ところが、この溝１１４ａの深さ
ｄを深くすべく、クォータパネル１１４の成形時に、こ
れを大きく絞るには限界があり、モーメントアーム長ａ
をあまり大きく設定することができない。溝１１４ａの
深さｄを深く形成せずに、モーメントアーム長ａを大き
くとろうとしても、ステーダンパ３が溝１１４ａの底に
干渉し、ステーダンパ３を組付けることができない。こ
のように、ステーダンパ３がクォータパネルの溝１１４
ａの底と干渉して、モーメントアーム長ａを大きく設定
できないのである。

【００３０】これに対し、図１乃至図９に示した本発明
の具体例においては、バックドア１を開放回動させると
き、ヒンジ２を移動させるので、ステーダンパ３が車体
部分や他の部品などと干渉することなく、バックドア１
の開放時にステーダンパ３がバックドア１に与えるモー
メントのアーム長を大きくとることができるのである。

【００３１】一方、本例の開閉装置においては、図７に
示すように、ステーダンパ３の車体側枢着部４の近傍の
車体部分に、スイッチ２５が設けられていて、バックド
ア１が図２に実線で示した開放位置に至る直前に、旋回
するステーダンパ３がこのスイッチ２５に当接し、これ
が所定のスイッチング動作を行うようになっている。こ
のスイッチ２５に関しても、図３では実線で示してある
が、実際には、図３の状態で、このスイッチ２５は車体
に隠されて直には目視できない。

【００３２】上述したスイッチ２５のスイッチング動作
によって、図４に示したモータ２１Ａが前述したところ
と逆方向に所定時間だけ回転し、これによってヒンジブ
ラケット６が移動して、ヒンジ２が、車体１０から離れ
た図３に実線で示した作動位置から、仮想線で示した元
の初期位置に移動する。この移動に伴い、バックドア１
は、図３に実線で示す開放位置から、破線で示す開放位
置に変位する。ヒンジ２が元の位置に戻ることで、バッ
クドア１は、ヒンジ２を固定支点とした従来例の場合と
同じ開放位置に戻るのである。

【００３３】ヒンジ２が図３において実線で示す作動位
置から、元の仮想線で示す初期位置に戻ることによっ
て、バックドア１を従来と同じステーダンパ３による力
によってその開放位置に保持できる。しかもこの状態で
バックドア１を閉じれば、これを完全な全閉状態とする
ことができる。図３において、バックドア１が破線で示
す位置に変位した状態で、それを押し下げると、バック
ドア１は、図１に示した閉鎖位置まで回動し、この位置
でロックされるのである。バックドア１が図３に破線で
示した開放位置にあるとき、ステーダンパ３がバックド
ア１に対して与えるモーメントのアーム長ｃは、従来と
同じになるので、バックドア１の閉鎖時の操作力は従来
と同じになり、その操作力が大きくなることはない。

【００３４】上述のように、本例の特徴とするところ
は、車体１０に対するバックドア１の回動中心であるヒ
ンジ中心Ｐから、ステーダンパ３がバックドア１に対し
て与える反力の作用線までの距離、すなわち、モーメン
トアーム長が、バックドア１をその開放位置から閉鎖さ
せるときよりも、バックドア１の自重による閉方向のモ
ーメントに抗して、バックドア１をその閉鎖位置から開
放させるときの方が大きくなるように、ヒンジ２を車体
１０に対して移動させる駆動手段を設けた点にある。図
４に示したネジ軸１８、モータハウジングユニット２１
等から構成されるものが、かかる駆動手段の一例を構成
している。他の適宜な駆動手段を採用することも可能で
ある。

【００３５】図８は、バックドア１の開度が変化した場
合に、そのバックドアの開閉時における操作力がいかよ
うに変化するかを示す操作力変化特性図の一例を示して
いる。この特性図では、ヒンジ２における摩擦力につい
ては考慮していない。この図における操作力「０」は、
バックドア１に対して与えられるステーダンパ３による
開方向のモーメントと、その自重による閉方向のモーメ
ントが釣り合ったときの状態である。

【００３６】図８中、破線は従来においてバックドアを
開くときの操作力変化特性線であり、実線は本発明例に
おいてバックドアを開くときの操作力変化特性線であ
る。本発明例においては、バックドアを閉鎖位置から開
け初めるときの操作力が、従来よりもＨだけ軽減してい
る。操作力がＨ＝約２．６kg・f程度、軽減されるのであ
る。

【００３７】図８において、Ｂ領域は、バックドアの開
閉操作者がバックドアに対して開方向に操作力を加える
領域であり、この領域では、バックドア１の自重による
閉方向のモーメントの方が、ステーダンパによる開方向
のモーメントよりも大きくなっている。これに対し、Ｃ
領域は、バックドア１の強制的な開放操作を不要にする
領域であり、この領域ではステーダンパ３による開方向
のモーメントの方が、バックドアの自重による閉方向の
モーメントよりも大きくなり、バックドア１は自動で開
くことになる。いずれにしても、この図においてハッチ
ングで示す領域が、バックドア開放時における操作力の
軽減分となるのである。

【００３８】一方、図８中、一点鎖線はバックドアを開
放位置から閉鎖位置に向けて閉じるときの操作力の変化
特性線を示すものであり、Ｄ領域は、開閉操作者がバッ
クドア１を閉じるのに、バックドア１に対して操作力を
加える必要のある領域である。また、Ｅ領域は、ステー
ダンパ３による開方向のモーメントよりも、バックドア
の自重による閉方向のモーメントの方が大きくなる。バ
ックドア１を閉じるときは、従来と同じ操作力となる。

【００３９】なお、図示した例ではステーダンパ３のシ
リンダ３ａをバックドア１に、そのロッド３ｂを車体１
０にそれぞれ枢着したが、これを逆にし、シリンダ３ａ
を車体１０に、ロッド３ｂをバックドア１に回動可能に
枢着してもよい。

【００４０】上述の実施形態例は、開閉体を自動車のバ
ックドアとしたものであるが、この他、自動車のラゲー
ジルームの上部開口を開閉するラゲージドアや、車体に
開閉自在に枢支されて、エンジンルームの上部開口を開
閉するフードパネルなどの開閉体においても、前述した
ような構成を採用することによって、前述した一連の諸
効果を得ることができる。また、自動車のフードパネル
やバックドアなどに限らずに、他の機械装置などに使わ
れる各種開閉体においても、同様なる構成を採用するこ
とによって、同じ効果を得ることができる。本発明は、
これらのいずれの開閉体の開閉装置にも適用できるもの
である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、ステーダンパが、これ
を取り付ける本体部分や他の部品などと干渉することな
く、開閉体の開放時に、ステーダンパが開閉体に与える
開方向のモーメントのモーメントアーム長を大きく設定
でき、その開放時における操作力を一段と軽くすること
ができる。これにより、開閉体を楽に開放させることが
でき、しかも開閉体を閉じるときにおいても、小さな力
で開閉体を楽に閉じることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施形態例のバックドア用の開閉装置
を有する自動車の後部側面図である。

【図２】本発明一実施形態例のバックドア用の開閉装置
を有する自動車の後部側面図であって、バックドアを開
放する前に、その基端側のヒンジが、モーメントアーム
長を大きくする位置に移動することを説明するための図
である。

【図３】本発明一実施形態例のバックド用のア開閉装置
を有する自動車の後部側面図であって、バックドアの基
端側のヒンジが、車体側の元の位置に移動することを説
明するための図である。

【図４】ヒンジを移動させる駆動手段の一例を示す斜視
図である。

【図５】図４に示したヒンジ移動駆動手段が取り付けら
れた車体部分の断面図である。

【図６】図４に示したヒンジ移動駆動手段の分解斜視図
である。

【図７】バックドアの全開直前にステーダンパが当接し
て、バックドアのヒンジ部を移動させるためのスイッチ
を示す斜視図である。

【図８】バックドアの開度が変化した場合に、その開閉
時における操作力が、いかように変化するかを示す操作
力変化特性図である。

【図９】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図１０】従来技術を説明するのに用いた、自動車の後
部側面図である。

【図１１】従来技術を説明するのに用いたバックドアヒ
ンジの分解斜視図である。

【図１２】図１１に示したヒンジ周辺部の断面図であ
る。

【符号の説明】

２ ヒンジ ３ ステーダンパ Ｐ ヒンジ中心

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 25/10 B60J 5/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉体を本体に対して回動開閉可能に枢
   支するヒンジと、一端側が開閉体に、他端側が本体にそ
   れぞれ枢着され、開閉体に対して開方向のモーメントを
   付与するステーダンパとを有する開閉体用の開閉装置に
   おいて、本体に対する開閉体の回動中心であるヒンジ中
   心から、ステーダンパが開閉体に対して与える反力の作
   用線までの距離が、開閉体をその開放位置から閉鎖させ
   るときよりも、開閉体の自重による閉方向のモーメント
   に抗して、開閉体をその閉鎖位置から開放させるときの
   方が大きくなるように、前記ヒンジを本体に対して移動
   させる駆動手段を設けたことを特徴とする開閉体用の開
   閉装置。