JP4807383B2 - 制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、制動装置に関する。

自動車に設置されているドアは、一般的にヒンジによって車体に取り付けられ、開閉動作はヒンジを中心とした回動によって行なわれるため、ドアの開放時にはその開度に応じてドアは車体の外側に突出することになる。このため、このドア開放時のドアの突出領域に隣接車両等の障害物があると、ドアがこの障害物に干渉してしまう虞がある。そこで、従来、自動車用ドアには、ドアを最大に開いた全開状態（全開位置）と、途中まで開いた半開状態（中間保持位置）とに停止させるドアチェッカが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

このドアチェッカには、車体側のドアヒンジ部分の近傍に基端を揺動自在に取り付けられ先端にストッパを備えたアームと、ドア側に設けられこのアームに対して相対的に摺動するスライダを有する摺動部材とから構成されている。そして、ドアの全開時には、スライダがストッパに当接することで、ドアがそれ以上開かないように完全に規制する構造となっている。そして、スライダは、アームの周面に弾性力により押し付けられる構造となっており、アームの中間部の周面には、縮径部等の屈曲部分が形成され、スライダがこの屈曲部分において大きな摺動抵抗を受けることにより、ドアが中間保持位置に保持される構造となっているものがある。

そして、ドアチェッカには、さらに、ドアの開動作に合わせて繰り出されるワイヤに伴って回転するプーリの回転がスプリングクラッチ機構に伝達されると、クラッチスプリングが締め付けられることにより、固定部と回転子とがともに回転し、回転子と固定部とが所定角度回転すると、クラッチスプリングの回転子側の端部に形成された解除レバーは、制動解除用凸部に当接し、クラッチスプリングに対して回転子が滑る構造によりドアの開動作を制動する制動装置が併設されているものもがある。

特開平８−１２８２６１号公報 青木弘、長松昭男著、「新編 工業力学」、第２０版、株式会社養賢堂、１９７９年３月２０日、ｐ．５２

上述した従来の制動装置では、クラッチスプリングの解除レバーを制動解除用凸部へ当てる構造により一定のトルクで滑るクラッチを構成している。しかしながら、クラッチスプリングに対して回転子が滑る際に振動や音が発生するスティックスリップ現象が発生する場合がある。このスティックスリップ現象は、静摩擦から動摩擦へ変化することにより生じることが一般に知られているが、クラッチスプリングと固定部との間に生じている摩擦力（上記非特許文献１参照）が静摩擦から動摩擦へ変化したときの摩擦力の変化を無くすことは困難である。そして、スティックスリップ現象が発生した場合、回転子が滑る際に振動や音が発生するため、商品力の低下や中間保持位置前での制動機能の安定作動を阻害する虞がある。

以上のことから、本発明は、スティックスリップ現象の発生を抑制することが可能な制動装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明に係る制動装置は、
設置部に固定されるとともに、該設置部に対して相対的に変位する被制動部の動作を制動する制動装置において、
外殻をなす収容容器に回転可能に支持される回転軸と、
前記回転軸周りに回動可能であるとともに、弾性部材を介して前記収容容器に結合されることにより、前記回転軸に対する姿勢が保持される固定部と、
前記固定部と隣り合うとともに前記被制動部の動作により前記回転軸に入力された回転力が伝達される回転子と、
前記固定部の周面と前記回転子との周面とに亘って巻き付けられ前記回転子が回転すると摩擦によって該回転子と前記固定部を締め付けるクラッチスプリングと、
前記クラッチスプリングの一端に形成される解除レバーと、
前記固定部と前記回転子とが所定角度回転したときに前記解除レバーと当接する前記収容容器に形成される凸部である制動解除用凸部と、
前記固定部の周面と前記収容容器との間に摩擦を発生させる摩擦手段とを備える
ことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第２の発明に係る制動装置は、第１の発明に係る制動装置において、
前記摩擦手段は、前記固定部の周面に設置され前記固定部の一方方向の回転のみを制動するワンウェイスプリングである
ことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第３の発明に係る制動装置は、第１の発明に係る制動装置において、
前記摩擦手段は、前記固定部の周面と前記収容容器との間に設置される弾性体である
ことを特徴とする。

本発明によれば、スティックスリップ現象の発生を抑制することが可能な制動装置を実現することができる。

以下、本発明に係る制動装置の実施例について図を用いて説明する。なお、図１は本発明の第１の実施例に係る制動装置の回転軸の軸方向における断面を示した断面図、図２は図１にＡ−Ａで示す断面における断面図、図３は図１にＢ−Ｂで示す断面における断面図、図４は本発明の第２の実施例に係る制動装置における、第１の実施例の図２に相当する断面図、図５は本発明の第２の実施例に係る制動装置における、第１の実施例の図３に相当する断面図、図６は本発明に係る制動装置及びその周辺の構造を示した図、図７は本発明に係る制動装置が設置されるドア内部の構造を示した図である。

はじめに、本発明に係る制動装置及びその周辺の構造について説明する。
図６に示すように、制動装置１は、例えば、車体３０の助手席の近傍に設けられるドア３１の内部に設置され、ドア３１の開動作を制動している。本実施形態においては、ドア３１が本発明における被制動部である。なお、制動装置１の設置位置はこれに限定されない。例えば、制動装置１は、車体３０の後部座席に設けられるドア３２や、運転席の近傍に設けられるドア（図示省略）に設置してもよい。

なお、制動装置１は、ドア３１の内部に収容されているため、図６中においては破線で示している。ドア３１は、車体３０に形成された乗降用開口３３に開閉可能に設けられている。具体的には、ドア３１は、図６中に破線で示すヒンジ３４によって車体３０外側に回動しながら開く。

図７は、ドア３１において、ドアチェッカ３５と制動装置１との近傍を断面して示している。図７に示すように、ドア３１は、インナパネル３６とアウタパネル３７とを備えており、インナパネル３６とアウタパネル３７とが互いに車幅方向に重なることによって構成されている。

ドアチェッカ３５は、インナパネル３６とアウタパネル３７との間に設置されている。なお、インナパネル３６の先端は、車幅方向外側に向かって延びており、略かぎ状となっている。また、ドアチェッカ３５は、インナパネル３６に固定される本体部３８と、本体部３８に摺動可能に保持されるアーム部材３９と、ヒンジ３４（図６参照）とを備えている。

本体部３８は、インナパネル３６の先端（車幅方向に延びる部位）に設置されている。本体部３８内には、アーム部材３９を、このアーム部材３９が摺動可能であるように挟み込む摺動部材（図示省略）が設けられている。

アーム部材３９は、本体部３８内を前後方向（ドア３１が全閉している状態での車体３０前後方向）に貫通するとともに、摺動部材に挟持されている。アーム部材３９は、摺動部材に対して摺動可能である。ドア３１の開動作に追随して、アーム部材３９は、本体部３８に対して相対的に変位する。言い換えると、アーム部材３９は、ドア３１の開動作に追随して、インナパネル３６に対して相対的に変位する。

ヒンジ３４（図６参照）は、車体３０に形成される乗降用開口３３の縁に設置されている。ヒンジ３４には、アーム部材３９の一端が回動可能に固定されている。このため、アーム部材３９は、ドア３１が開いた状態であっても、一方の端部がヒンジ３４で回動することによって、ドア３１の姿勢の変位に追随することができる。

アーム部材３９の他方の端部には、ストッパ部４０が設けられている。ストッパ部４０は、本体部３８に形成されるアーム部材３９が通る開口３８ａよりも大きい。ストッパ部４０が本体部３８の開口３８ａの縁に当接することによって、ドア３１がそれ以上開かなくなる。つまり、ストッパ部４０が開口３８ａの縁に当接した状態がドア３１の全開の位置となる。

また、アーム部材３９には、凹部３９ａが形成されている。凹部３９ａは、アーム部材３９の表面が凹むことによって形成されている。アーム部材３９が、ドア３１の開閉にともなって摺動部材に対して摺動すると、この摺動部材が凹部３９ａ内に嵌る。それゆえ、凹部３９ａが摺動部材を通過する際の摺動抵抗は大きくなる。この結果、凹部３９ａ内に摺動部材が嵌っている状態では、ドア３１を当該位置に保持しようとする保持力が発生する。このように、ドア３１が開いた状態で保持される位置を中間保持位置とする。

制動装置１は、例えば、インナパネル３６のアウタパネル３７と対向する面に設置されている。本実施形態においては、インナパネル３６が本発明における設置部である。また、制動装置１は、ドアチェッカ３５の本体部３８よりも車体３０後方に配置されている。

ドアチェッカ３５のストッパ部４０には、ワイヤ４１の一方の端部が結合されている。ワイヤ４１は、ドア３１の開閉に伴うストッパ部４０の変位に合わせて図７中に矢印Ｅで示すように引き出される。ワイヤ４１の他方の端部は、後述する回転軸に設置されたプーリ（図示省略）に固定されており、ワイヤ４１が引き出されると回転軸は図７中に矢印Ｆで示すように回転させられる。制動装置１がストッパ部４０の動きを制動することによって、ドア３１の開動作が制動されるようなる。

次に、本発明の第１の実施例に係る制動装置の構造について説明する。
図１〜３に示すように、制動装置１の外殻をなす収容容器２は、第１のカバー部材１０と、第２のカバー部材１１とにより構成されている。第１のカバー部材１０は、アウタパネル３７（図７参照）側に位置し、第２のカバー部材１１は、インナパネル３６（図７参照）側に位置している。制動装置１は、収容容器２内部に、第１のカバー部材１０と第２のカバー部材１１とに亘り回転軸１２と、後述するスプリングクラッチ機構３とを備えている。

回転軸１２の端部は、第１のカバー部材１０と第２のカバー部材１１に回転可能に支持されている。なお、実際には回転軸１２のインナパネル３６側の端部にはドア３１（図６参照）の開動作に伴う入力により回転するプーリ等が設置されるが、ここでの図示による説明は省略する。ワイヤ４１は、プーリに結合され、プーリに巻き付けられている。そして、ドア３１の開放に伴いワイヤ４１が引き出されると、プーリが回転することにより、回転軸１２にＦｉ方向の回転力が入力される。

スプリングクラッチ機構３は、回転軸１２を中心として設置されている。このスプリングクラッチ機構３は、回転子１３と、クラッチスプリング１４と、固定部１５と、解除スプリング１６とにより構成されている。本実施形態においては、解除スプリング１６が本発明における弾性部材である。

回転子１３は、回転軸１２に結合されている。回転子１３は、例えば、一端が閉塞するとともに他端が開口する円筒状をなしている。また、固定部１５も、一端が閉塞するとともに他端が開口する円筒状をなしている。そして、回転子１３の外径寸法と固定部１５の外径寸法は同じであり、回転子１３の周面と固定部１５の周面とは面一となっている。

クラッチスプリング１４は、コイルばね状の部材である。クラッチスプリング１４は、回転子１３の外面と固定部１５の外面とに亘って巻き付けられており、ドア３１の開動作による回転軸１２の回転に伴って回転子１３が回転しようとすると、固定部１５と回転子１３とを締め付けるような巻き方になっている。

クラッチスプリング１４の固定部１５側の端部は固定部１５の周面に結合されている。クラッチスプリング１４の回転子１３側の端部は、回転子１３の径方向外側に向かって延びており、解除レバー１４ａを形成している。また、第１のカバー部材１０の解除レバー１４ａの回転方向における側方には凸部（制動解除用凸部１０ａ）が形成されている。ここで、解除レバー１４ａと制動解除用凸部１０ａとの間の角度を角度θ（図２参照）とする。

ドア３１の開動作により回転軸１２に回転力が入力されると回転子１３が固定部１５に対して回転軸１２周りに回転し、クラッチスプリング１４と回転子１３との間の摩擦により、クラッチスプリング１４が巻き上げられる方向に付勢される。すなわち、クラッチスプリング１４は回転子１３を締め付ける方向に付勢される。

解除スプリング１６は、コイルばね状の部材である。なお、解除スプリング１６の形状はコイルばね状以外の形状であってもよい。解除スプリング１６は、固定部１５の内部に収容されており、解除スプリング１６の一方の端部は固定部１５に結合され、解除スプリング１６の他方の端部は第２のカバー部材１１に結合されている。このため、固定部１５の姿勢は、解除スプリング１６の弾性力によって保持される。

また、固定部１５の外面には、ワンウェイスプリング１７が取り付けられている。ワンウェイスプリング１７の外側には、第２のカバー部材１１に円筒部１１ａが形成されている。そして、ワンウェイスプリング１７は、固定部１５がＦｉの方向に回転するときには円筒部１１ａの内面との摩擦が少なく、固定部１５がＦｏの方向に回転するときには円筒部１１ａの内面との摩擦が大きくなる構造となっている。

次に、本実施例に係る制動装置の動作について説明する。
図１に示すように、ドア３１の開動作による回転軸１２の回転によって、回転子１３は、矢印Ｆｉの方向に回転すると、クラッチスプリング１４は締め付けられる方向に付勢される。これにより、固定部１５及び回転子１３をクラッチスプリング１４が締め付けて摩擦が増大するため、固定部１５及び回転子１３が一体となって回転する。固定部１５及び回転子１３が回転すると、固定部１５の回転に連動して解除スプリング１６が巻き上げられて弾性エネルギを蓄える。

図２中に破線で示すように、制動解除用凸部１０ａが解除レバー１４ａに当接する（角度θがゼロになる）と、クラッチスプリング１４は緩む方向に付勢される。これにより、回転子１３とクラッチスプリング１４との間の摩擦が減少するので、回転子１３がクラッチスプリング１４に対して滑り始める。つまり、固定部１５の回転が止まり、かつ、固定部１５に対して回転子１３が回転し始める。

このとき、本実施形態に係る制動装置においては、ワンウェイスプリング１７と円筒部１１ａの内面との摩擦が増大して固定部１５のＦｏ方向の回転を制動するため、固定部１５の動きを鈍くすることができる。このため、単位時間当たりに固定部１５が回転する量を極力低減して、スティックスリップ現象を抑制することができる。

これにより、従来の制動装置では、クラッチスプリングと固定部との間に生じている摩擦力が静摩擦から動摩擦へ変化したときの摩擦力の変化により、振動や音が発生するスティックスリップ現象が発生する場合があったが、本発明に係る制動装置によればこのスティックスリップ現象を抑制することができる。

次に、本発明の第２の実施例に係る制動装置の構造について説明する。
図４，５に示すように、制動装置１の外殻をなす収容容器４は、第１のカバー部材２０と、第２のカバー部材２１とにより構成されている。第１のカバー部材２０は、アウタパネル３７（図７参照）側に位置し、第２のカバー部材２１は、インナパネル３６（図７参照）側に位置している。制動装置１は、収容容器４内部に、第１のカバー部材２０と第２のカバー部材２１とに亘り回転軸２２と、後述するスプリングクラッチ機構５とを備えている。

回転軸２２の端部は、第１のカバー部材２０と第２のカバー部材２１に回転可能に支持されている。なお、実際には回転軸２２のインナパネル３６側の端部にはドア３１（図６参照）の開動作に伴う入力により回転するプーリ等が設置されるが、ここでの図示による説明は省略する。ワイヤ４１は、プーリに結合され、プーリに巻き付けられている。そして、ドア３１の開放に伴いワイヤ４１が引き出されると、プーリが回転することにより、回転軸１２にＦｉ方向の回転力が入力される。

スプリングクラッチ機構５は、回転軸２２を中心として設置されている。このスプリングクラッチ機構５は、回転子２３と、クラッチスプリング２４と、固定部２５と、解除スプリング２６とにより構成されている。本実施形態においては、解除スプリング２６が本発明における弾性部材である。

回転子２３は、回転軸２２に結合されている。回転子２３は、例えば、一端が閉塞するとともに他端が開口する円筒状をなしている。また、固定部２５も、一端が閉塞するとともに他端が開口する円筒状をなしている。そして、回転子２３の外径寸法と固定部２５の外径寸法は同じであり、回転子２３の周面と固定部２５の周面とは面一となっている。

クラッチスプリング２４は、コイルばね状の部材である。クラッチスプリング２４は、回転子２３の外面と固定部２５の外面とに亘って巻き付けられており、ドア３１の開動作による回転軸２２の回転に伴って回転子２３が回転しようとすると、固定部２５と回転子２３とを締め付けるような巻き方になっている。

クラッチスプリング２４の固定部２５側の端部は固定部２５の周面に結合されている。クラッチスプリング２４の回転子２３側の端部は、回転子２３の径方向外側に向かって延びており、解除レバー２４ａを形成している。また、第１のカバー部材２０の解除レバー２４ａの回転方向における側方には凸部（制動解除用凸部２０ａ）が形成されている。ここで、解除レバー２４ａと制動解除用凸部２０ａとの間の角度を角度θ（図４参照）とする。

ドア３１の開動作により回転軸２２に回転力が入力されると回転子２３が固定部２５に対して回転軸２２周りに回転し、クラッチスプリング２４と回転子２３との間の摩擦により、クラッチスプリング２４が締め付けられる方向に付勢される。

解除スプリング２６は、コイルばね状の部材である。なお、解除スプリング２６の形状はコイルばね状以外の形状であってもよい。解除スプリング２６は、固定部１５の内部に収容されており、解除スプリング２６の一方の端部は固定部２５に結合され、解除スプリング２６の他方の端部は第２のカバー部材２１に結合されている。このため、固定部２５の姿勢は、解除スプリング２６の弾性力によって保持される。

また、固定部２５の周面には、環状のゴム等の弾性体２７が取り付けられている。弾性体２７の外側には、第２のカバー部材２１に円筒部２１ａが形成されている。そして、弾性体２７と固定部２５との間、及び、弾性体２７と円筒部２１ａとの間には、摩擦が生じる構造となっている。なお、本実施形態では、ゴム等の弾性体２７を設置したが、摩擦を生ずるものであれば金属カラーのような非弾性体を設置するものとしてもよい。さらに、固定部１５の底部を第２のカバー部材２１と接触させて摩擦する構造としてもよい。

次に、本実施例に係る制動装置の動作について説明する。
図４に示すように、ドア３１の開動作による回転軸２２の回転によって、回転子２３は、矢印Ｆｉの方向に回転すると、クラッチスプリング２４は締め付けられる方向に付勢される。これにより、固定部２５及び回転子２３をクラッチスプリング２４が締め付けて摩擦が増大するため、固定部２５及び回転子２３が一体となって回転する。固定部２５及び回転子２３が回転すると、固定部２５の回転に連動して解除スプリング２６が巻き上げられて弾性エネルギを蓄える。

図４中に破線で示すように、制動解除用凸部２０ａが解除レバー２４ａに当接する（角度θがゼロになる）と、クラッチスプリング２４は緩む方向に付勢される。これにより、回転子２３とクラッチスプリング２４との間の摩擦が減少するので、回転子２３がクラッチスプリング２４に対して滑り始める。つまり、固定部２５の回転が止まり、かつ、固定部２５に対して回転子２３が回転し始める。

このとき、本実施形態に係る制動装置においては、弾性体２７の内面と固定部２５の周面、及び、弾性体２７の外面と円筒部２１ａの内面とが摩擦し、固定部２５のＦｏ方向の回転を制動するため、固定部２５の動きを鈍くすることができる。このため、単位時間当たりに固定部２５が回転する量を極力低減して、スティックスリップ現象を抑制することができる。

これにより、従来の制動装置では、クラッチスプリングと固定部との間に生じている摩擦力が静摩擦から動摩擦へ変化したときの摩擦力の変化により、振動や音が発生するスティックスリップ現象が発生する場合があったが、本発明に係る制動装置によればこのスティックスリップ現象を抑制することができる。

以上のように本発明に係る制動装置によれば、固定部１５，２５が回転する量を極力低減することができるため、スティックスリップ現象による振動や異雑音の発生を低減することができる。また、回転子１３，２３がクラッチスプリング１４，２４に対して滑っているときのトルクを安定化することができるため、ドア３１の開動作時の操作フィーリングを向上することができ、商品力を向上することができる。また、中間保持位置前での制動を安定して行うことができる。

本発明は、例えば、自動車に設置されるドアの開動作を制動する制動装置に利用することが可能である。

本発明の第１の実施例に係る制動装置の回転軸の軸方向における断面を示した断面図である。 図１にＡ−Ａで示す断面における断面図である。 図１にＢ−Ｂで示す断面における断面図である。 本発明の第２の実施例に係る制動装置における、第１の実施例の図２に相当する 断面図である。 本発明の第２の実施例に係る制動装置における、第１の実施例の図３に相当する 断面図である。 本発明に係る制動装置及びその周辺の構造を示した図である。 本発明に係る制動装置が設置されるドア内部の構造を示した図である。

符号の説明

１ 制動装置
２，４ 収容容器
３，５ スプリングクラッチ機構
１０，２０ 第１のカバー部材
１０ａ，２０ａ 制動解除用凸部
１１，２１ 第２のカバー部材
１１ａ，２１ａ 円筒部
１２，２２ 回転軸
１３，２３ 回転子
１４，２４ クラッチスプリング
１４ａ，２４ａ 解除レバー
１５，２５ 固定部
１６，２６ 解除スプリング
１７ ワンウェイスプリング
２７ 弾性体

Claims (3)

1. 設置部に固定されるとともに、該設置部に対して相対的に変位する被制動部の動作を制動する制動装置において、
   外殻をなす収容容器に回転可能に支持される回転軸と、
   前記回転軸周りに回動可能であるとともに、弾性部材を介して前記収容容器に結合されることにより、前記回転軸に対する姿勢が保持される固定部と、
   前記固定部と隣り合うとともに前記被制動部の動作により前記回転軸に入力された回転力が伝達される回転子と、
   前記固定部の周面と前記回転子との周面とに亘って巻き付けられ前記回転子が回転すると摩擦によって該回転子と前記固定部を締め付けるクラッチスプリングと、
   前記クラッチスプリングの一端に形成される解除レバーと、
   前記固定部と前記回転子とが所定角度回転したときに前記解除レバーと当接する前記収容容器に形成される凸部である制動解除用凸部と、
   前記固定部の周面と前記収容容器との間に摩擦を発生させる摩擦手段とを備える
   ことを特徴とする制動装置。
2. 前記摩擦手段は、前記固定部の周面に設置され前記固定部の一方方向の回転のみを制動するワンウェイスプリングである
   ことを特徴とする請求項１に記載の制動装置。
3. 前記摩擦手段は、前記固定部の周面と前記収容容器との間に設置される弾性体である
   ことを特徴とする請求項１に記載の制動装置。

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