JP4554830B2 - 自動車用ピボットレスヒンジ - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、ヒンジ、より詳しくは自動車用ヒンジに適用され、該ヒンジは、単純な運動学的な回転運動に関連するピボット軸ピンや他のコンポーネントを必要とすることなく、固定された本体構造部に対する閉鎖パネルの運動を容易にするものである。
【０００２】
（発明の背景）
ドアおよび他の一般的な閉鎖パネル、特に自動車用途で使用されるそれらの単純な回転運動は、ピボットピンおよびそれと関係するベアリング面を含む１つ以上のヒンジアセンブリによって通常制御される。
【０００３】
住宅用途では、ドアヒンジの形状は、ロールされたベアリング面（１６）の内部に単一のピボットピン（１５）をつかむよう形成された２つの構造蝶番（１）として一般的に標準化されている。これらのヒンジの２つまたは３つが、注意深く位置合わせされたピボット軸と共に使用され、ドアを構造的に位置させ、かつそのスウィングする動作を容易にする。
【０００４】
自動車用閉鎖パネルは、開閉を容易にするために、単純な回転から、直線運動を経て、マルチリンクヒンジシステムによって作り出される複雑な運動にまで範囲が及ぶ広範囲な運動学的動作を用いている。しかし、これらの場合の全てにおいて、回転運動の何らかの態様が必要であり、それは、常にあるタイプの軸ピンおよびベアリング面によって容易にされる。乗用車のサイドドアの大部分は、単純な回転運動を作り出す２つのヒンジによる単一のピボットシステムを用いている。最も単純な形態におけるこれらのヒンジは、概しては、本体構造部コンポーネント（２）、閉鎖パネル構造部コンポーネント（３）、ピボットピン（４）および２つのピボットブッシング（５）を含むように構成されている。この構成の最も重大な欠点は、ピボット配置が作り出す。ブッシング領域は、ヒンジアセンブリによって伝達することができる力を著しく制限する。加えて、限られた耐久性能（一般的には、システムが耐えることができる開閉サイクルの数として測定される）を通常決定するのはブッシングである。ブッシングおよびピボットピンの両方とも、サイクルの間、高い摩耗を引き起こす厳しい環境に供され、この摩耗は、取り付けがゆるいヒンジおよび雑な、取り付けの悪いドアとして現れる。
新種のピボットピン材料と共に使用される精巧なブッシングまたはベアリングは、これらの問題を解決するために利用することができるが、関連するコストは利益を顕著に減少させるものである。
【０００５】
（発明の要旨）
従って、実質的な回転運動を容易にしつつ、ピボットピンおよびベアリング領域の必要性を排除するヒンジアセンブリを作り出すことが有利であろう。
【０００６】
本発明は、従来のピボットピン配置およびブッシング配置よりも負荷支持能力および耐久性能の両方を増加させつつ、回転ヒンジシステムの複雑さを低減することを目的とする。
【０００７】
本発明の主要な態様では、自動車用ヒンジは、全ての必要とされる構造上の負荷および稼動上の負荷を支えるように構成された単一弾性部材によって、固定された本体構造部に対する閉鎖パネルの実質的な回転運動を容易にする(facilitate)。さらなる態様では、当該自動車用ヒンジは、閉鎖パネルコンポーネントと本体コンポーネントとの間の相対運動が、弾性部材によって実質的に回転的となるように抑制され、かつ全ての必要とされる閉鎖パネルの負荷が該車両本体に十分に伝達され得るように、車両閉鎖パネルと、車両本体にマウントされるように適合された本体コンポーネントと、閉鎖パネルコンポーネントと本体コンポーネントの両方に取り付けられるように適合させた弾性部材とを有するものである。
【０００８】
本発明の自動車用ヒンジのさらなる態様では、
（ａ）本体コンポーネントが、閉鎖パネルの動作範囲にわたって弾性部材をガイドしかつ構造的に支持するように構成されている。
（ｂ）閉鎖パネルコンポーネントが、閉鎖パネルの動作範囲にわたって弾性部材をガイドしかつ構造的に支持するように構成されている。
（ｃ）弾性部材が、トルクを発生するように構成されており、該トルクは稼動上の抵抗を克服するようシステムを補助するものである。
（ｄ）本体コンポーネントおよび閉鎖パネルコンポーネントの両方が、インターロックする造作部（フィーチャー）を含み、該造作部は、完全閉鎖位置でのシステムの並進動作を抑制して、クラッシュコンプライアンスを容易にし、および／または、空気力学的または他の類似の力によって生じる引き離し負荷に抵抗するものである。
（ｅ）インターロックする造作部が保持クリップを含み、該保持クリップは、本体コンポーネントと閉鎖パネルコンポーネントとの間にコンプライアントな接触（インターフェイス）を提供し、かつ適度な干渉を発生させ、その結果、構造変動が相殺されかつ操作摩擦が低減されるものである。
（ｆ）弾性部材が、高強度ばね鋼によって製造されている。
（ｇ）弾性部材が、カーボンファイバのような高強度複合材料から製造されている。
（ｈ）アセンブリ（組立て）が、自動車用サイドドアヒンジとして機能するように構成されている。
（ｉ）アセンブリが、自動車用フロントフードヒンジとして機能するように構成されている。
（ｊ）アセンブリが、自動車用リアデッキリッドヒンジとして機能するように構成されている。
（ｋ）アセンブリが、自動車用リアリフトゲートヒンジとして機能するように構成されている。
【０００９】
（発明の詳細な説明）
本発明の好ましい実施態様を図面を参照して述べる。
【００１０】
単一の弾性部材（６）は、閉鎖システムのすべての必要な構造負荷および操作負荷を支えるように構成されており、同時にその構成材料の単純な曲げによって実質的に回転運動をも与えている。該弾性部材（６）は、閉鎖パネル動作の最大範囲においては、その構成材料に誘起される応力およびひずみが弾性限界を決して超えないように構成されている。このようにして、弾性部材は、決して永久ひずみを被ることなく、そして、全体的な構造上の変形なしに常に元の公称位置に戻る。
【００１１】
該弾性部材は、閉鎖パネルコンポーネント（７）および本体コンポーネント（８）の両方に取り付けられるように適合されており、これらコンポーネントは、弾性部材の動きを抑制するのを助け、弾性部材をその運動範囲にわたって構造的に支持し、マウントを容易にし、その閉位置で要求されるように、ヒンジシステムを構造的にロックする。閉鎖パネルコンポーネント（７）および本体コンポーネント（８）は、先行技術の構成（本体構造部コンポーネント（２）および閉鎖パネル構造部コンポーネント（３）を利用している）と比較すれば、主要な構造部材ではなく、そのため、より軽くより単純でかつより製造コストが低い。閉鎖パネルコンポーネントは、車両閉鎖パネル（９）にマウントされるように適合されている。本体コンポーネントは、車両本体（１０）にマウントされるように適合されている。両方のコンポーネントは、接触面（１１）を有して構成され、この接触面は弾性部材とインターフェイス（接触）し、かつその運動が実質的に回転であるようにガイドする。さらに、両方のコンポーネントは、互いにインターロックする（重なり合ってかみ合う）造作部（１２）を含んでおり、それは、完全閉鎖状態でのシステムの並進運動を抑制し、クラッシュコンプライアンスを容易にし、かつ／あるいは空気力学的または他の類似の力によって生じる引き離し負荷に抵抗する。閉鎖パネルコンポーネントまたは本体コンポーネントはまた、保持クリップ（１３）を載置するように構成してもよく、該保持クリップは、コンプライアントな接触（インターフェイス）を提供しかつ適度な干渉を発生させることによって、インターロックする造作部の機能を増強し、その結果、構造変動が補正される。この保持クリップは、プラスチックまたは比較的硬いゴム化合物を用いて製造される。
【００１２】
弾性部材（６）の幾何学的構成および該部材を製造するための材料は、ヒンジアセンブリの２つの最も重要な設計パラメータである。弾性部材の形状および厚さは、所定の操作運動に対して誘起されるひずみおよび応力を決定する。選択された材料は、弾性部材が弾性領域内で機能しかつ永久変形を避けることを一義的に決定する。一定の厚さまたは変化する厚さのいずれかを有する湾曲したプロフィールが、弾性部材にとって最良の幾何学的構成であることが明らかになっている。鋼のような等方性金属材料ならびにケブラーおよびカーボンファイバのような異方性材料の両方とも、弾性部材を製造するために首尾よく利用されている。
この材料の選択に関しては、疲労耐性が主要な関心事項であり、このために他の材料を選択するとうまくいかないことがわかっている。
【００１３】
稼動中に有益なトルクを発生するように弾性部材の幾何学的形状を構成することによって、さらなる特徴をヒンジシステムに組み込むことができる。弾性部材は、その固有の材料の剛性によって回転中にトルクを発生し、そして適切に構成されるならば、このトルクは、重力に抗して閉鎖パネル（９）をもち上げる際に、または水／風密閉負荷に対してドアを閉じる際にシステムを援助するために利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、典型的な先行技術の住居用ドアヒンジの斜視図である。
【図２】図２は、典型的な先行技術の自動車のサイドドアヒンジの斜視図である。
【図３】図３は、本発明のヒンジアセンブリの斜視図である。
【図４】図４は、本発明のヒンジアセンブリのコンポーネントの分解図である。
【図５】図５は、車両本体およびフロントフードパネルの部分断面図であり、本発明のヒンジアセンブリが閉じた状態を例示している。
【図６】図６は、車両本体およびフロントフードパネルの部分断面図であり、本発明のヒンジアセンブリが開いた状態を例示している。

Claims (15)

1. 固定側である車両本体に対する閉鎖パネルの実質的な回転運動を提供する、自動車用ヒンジアセンブリであって、当該自動車用ヒンジアセンブリは、
   車両閉鎖パネルにマウントされるように適合した、少なくとも１つの閉鎖パネルコンポーネントを有し、
   車両本体にマウントされるように適合した、少なくとも１つの本体コンポーネントを有し、かつ、
   弾性部材を有し、該弾性部材は、前記コンポーネントから独立しており、該閉鎖パネルコンポーネントおよび該本体コンポーネントの両方に取り付けられるよう適合しており、
   少なくとも一つのコンポーネントが接触面を含んでおり、該接触面は、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって該弾性部材をガイドするようにかつ支持するように、該弾性部材と接しており、
   前記本体コンポーネントと、前記閉鎖パネルコンポーネントとが、それぞれの端部に、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって互いに重なり合う造作部を有し、該造作部が、車両閉鎖パネルの閉鎖位置において、当該自動車用ヒンジアセンブリの並進運動を抑制するものである、
   前記自動車用ヒンジアセンブリ。
2. 弾性部材が、操作上の抵抗に打ち勝って、当該自動車用ヒンジアセンブリを補助するトルクを発生するように構成されている、請求項１に記載の自動車用ヒンジアセンブリ。
3. 上記互いに重なり合う造作部が、少なくとも１つの保持クリップを含み、該保持クリップは、上記少なくとも１つの本体コンポーネントと、上記少なくとも１つの閉鎖パネルコンポーネントとの間に、柔軟な接触状態を提供し、かつ、当該自動車用ヒンジアセンブリの構造上の寸法の変動を相殺しかつ操作摩擦を低減させるものである、請求項１に記載の自動車用ヒンジアセンブリ。
4. 弾性部材が、ばね鋼によって製造されている、請求項１に記載の自動車用ヒンジアセンブリ。
5. 弾性部材が、複合材料から製造されている、請求項１に記載の自動車用ヒンジアセンブリ。
6. 当該自動車用ヒンジアセンブリが、自動車用サイドドアヒンジとして機能するように構成されている、請求項１に記載の自動車用ヒンジアセンブリ。
7. 当該自動車用ヒンジアセンブリが、自動車用フロントフードヒンジとして機能するように構成されている、請求項１に記載の自動車用ヒンジアセンブリ。
8. 当該自動車用ヒンジアセンブリが、自動車用リアデッキリッドヒンジとして機能するように構成されている、請求項１に記載の自動車用ヒンジアセンブリ。
9. 当該自動車用ヒンジアセンブリが、自動車用リアリフトゲートヒンジとして機能するように構成されている、請求項１に記載の自動車用ヒンジアセンブリ。
10. 固定側である車両本体に対する閉鎖パネルの実質的な回転運動を提供する、自動車用ヒンジアセンブリであって、当該自動車用ヒンジアセンブリは、
    車両閉鎖パネルにマウントされるように適合した、少なくとも１つの閉鎖パネルコンポーネントを有し、
    車両本体にマウントされるように適合した、少なくとも１つの本体コンポーネントを有し、かつ、
    弾性部材を有し、該弾性部材は、該閉鎖パネルコンポーネントおよび該本体コンポーネントの両方に取り付けられるよう適合しており、
    少なくとも一つのコンポーネントが接触面を含んでおり、該接触面は、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって該弾性部材をガイドするようにかつ支持するように、該弾性部材と接しており、
    前記本体コンポーネントと、前記閉鎖パネルコンポーネントとが、それぞれの端部に、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって互いに重なり合う造作部を有し、該造作部が、車両閉鎖パネルの閉鎖位置において、当該自動車用ヒンジアセンブリの並進運動を抑制し、
    該弾性部材が複合材料から製造されている、
    前記自動車用ヒンジアセンブリ。
11. 複合材料が、カーボンファイバである、請求項１０に記載の自動車用ヒンジアセンブリ。
12. 固定側である車両本体に対する閉鎖パネルの実質的な回転運動を提供する、自動車用ヒンジアセンブリであって、当該自動車用ヒンジアセンブリは、
    車両閉鎖パネルにマウントされるように適合した、少なくとも１つの閉鎖パネルコンポーネントを有し、
    車両本体にマウントされるように適合した、少なくとも１つの本体コンポーネントを有し、かつ、
    弾性部材を有し、該弾性部材は、該閉鎖パネルコンポーネントおよび該本体コンポーネントの両方に取り付けられるよう適合しており、
    少なくとも一つのコンポーネントが接触面を含んでおり、該接触面は、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって該弾性部材をガイドするようにかつ支持するように該弾性部材と接しており、
    前記本体コンポーネントと、前記閉鎖パネルコンポーネントとが、それぞれの端部に、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって互いに重なり合う造作部を有し、該造作部が、車両閉鎖パネルの閉鎖位置において、当該自動車用ヒンジアセンブリの並進運動を抑制し、かつ、
    該弾性部材がばね鋼から製造されている、
    前記自動車用ヒンジアセンブリ。
13. 固定側である車両本体に対する閉鎖パネルの実質的な回転運動を提供する、自動車用ヒンジアセンブリであって、当該自動車用ヒンジアセンブリは、
    車両閉鎖パネルにマウントされるように適合した、少なくとも１つの閉鎖パネルコンポーネントを有し、
    車両本体にマウントされるように適合した、少なくとも１つの本体コンポーネントを有し、かつ、
    弾性部材を有し、該弾性部材は、該閉鎖パネルコンポーネントおよび該本体コンポーネントの両方に取り付けられるよう適合しており、
    少なくとも一つのコンポーネントが接触面を含んでおり、該接触面は、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって該弾性部材をガイドするようにかつ支持するように該弾性部材と接しており、
    前記本体コンポーネントと、前記閉鎖パネルコンポーネントとが、それぞれの端部に、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって互いに重なり合う造作部を有し、該造作部が、車両閉鎖パネルの閉鎖位置において、当該自動車用ヒンジアセンブリの並進運動を抑制し、かつ、
    当該自動車用ヒンジアセンブリが、自動車用フロントフードヒンジとして機能するように構成されている、
    前記自動車用ヒンジアセンブリ。
14. 固定側である車両本体に対する閉鎖パネルの実質的な回転運動を提供する、自動車用ヒンジアセンブリであって、当該自動車用ヒンジアセンブリは、
    車両閉鎖パネルにマウントされるように適合した、少なくとも１つの閉鎖パネルコンポーネントを有し、
    車両本体にマウントされるように適合した、少なくとも１つの本体コンポーネントを有し、かつ、
    弾性部材を有し、該弾性部材は、該閉鎖パネルコンポーネントおよび該本体コンポーネントの両方に取り付けられるよう適合しており、
    少なくとも一つのコンポーネントが接触面を含んでおり、該接触面は、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって該弾性部材をガイドするようにかつ支持するように該弾性部材と接しており、
    前記本体コンポーネントと、前記閉鎖パネルコンポーネントとが、それぞれの端部に、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって互いに重なり合う造作部を有し、該造作部が、車両閉鎖パネルの閉鎖位置において、当該自動車用ヒンジアセンブリの並進運動を抑制し、かつ、
    当該自動車用ヒンジアセンブリが、自動車用リアデッキリッドヒンジとして機能するように構成されている、
    前記自動車用ヒンジアセンブリ。
15. 固定側である車両本体に対する閉鎖パネルの実質的な回転運動を提供する、自動車用ヒンジアセンブリであって、当該自動車用ヒンジアセンブリは、
    車両閉鎖パネルにマウントされるように適合した、少なくとも１つの閉鎖パネルコンポーネントを有し、
    車両本体にマウントされるように適合した、少なくとも１つの本体コンポーネントを有し、かつ、
    弾性部材を有し、該弾性部材は、該閉鎖パネルコンポーネントおよび該本体コンポーネントの両方に取り付けられるよう適合しており、
    少なくとも一つのコンポーネントが接触面を含んでおり、該接触面は、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって該弾性部材をガイドするようにかつ支持するように該弾性部材と接しており、
    前記本体コンポーネントと、前記閉鎖パネルコンポーネントとが、それぞれの端部に、車両閉鎖パネルの動作範囲にわたって互いに重なり合う造作部を有し、該造作部が、車両閉鎖パネルの閉鎖位置において、当該自動車用ヒンジアセンブリの並進運動を抑制し、かつ、
    当該自動車用ヒンジアセンブリが、自動車用リアリフトゲートヒンジとして機能するように構成されている、
    前記自動車用ヒンジアセンブリ。

Images