JP4902469B2 - 跳ね上げ式扉の開閉補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の貨物室に設けた跳ね上げ式の扉の開閉操作を補助する技術に関する。

貨物自動車は、貨物室の出入口に跳ね上げ式の扉を設けている。扉は、開閉操作時に、上縁を回転中心にし、下降端の垂直姿勢の閉鎖位置と上昇端のほぼ水平姿勢の開放位置との間を回転して移動する。このような扉は、自重による閉鎖モーメントが大きく、開閉操作に大きな力を要する。そこで、跳ね上げ式の扉に開放モーメントを作用させる開閉補助装置を設けている。

跳ね上げ式扉の開閉補助装置は、特許文献１に例示されている。この開閉補助装置は、貨物室内に設けている。貨物室の天井と扉の入隅部には、基体を固定し、基体に４本のアームを回転可能に取り付けて、リンク機構を構成している。

リンク機構は、基体に第一回転アームの上端を取り付け、第一回転アームの下端に第一連結アームの下端を連結し、第一連結アームの上端を扉の裏側に取り付けている。第一回転アームは、上端を中心にして扉側に回転すると、扉が開く。また、基体には、第二回転アームの中間部を取り付け、第二回転アームを第一回転アームの扉反対側に配置し、第二回転アームの下端と第一回転アームの中間部に第二連結アームを掛け渡して連結している。第二回転アームは、上端を扉と反対側に回転して移動すると、第一回転アームが扉側に回転する。即ち、リンク機構は、第二回転アームの上端を扉と反対側に移動すると、扉が開く構成にしている。

第二回転アームは、上端にシャフトを連結している。シャフトは、扉と反対側に配置し、基体の外に突出している。シャフトの突出部分には、螺旋ばねを貫通し、ばね受け板を取り付けている。螺旋ばねは、ばね受け板と基体のばね受け面の間に圧縮して嵌め込んでいる。螺旋ばねの弾性力がシャフトを扉と反対側に引っ張る機構を構成している。

この跳ね上げ式扉の開閉補助装置では、４本のアームからなるリンク機構が螺旋ばねの弾性力を、扉に作用するモーメントに変換している。

特許第３００７８８５号公報

［背景技術の課題］
上記のような跳ね上げ式扉の開閉補助装置においては、自重によるモーメントと弾性力によるモーメントは、それぞれ、扉の閉鎖位置からの回転角度によって変化する。自重によるモーメントの変化の仕方、特性は、扉の構造によって決まる。弾性力によるモーメントの特性は、開閉補助装置の機構によって決まる。扉に作用する両モーメントの合成モーメントの特性は、例えば、次のように設定できると、都合が良い。

扉が下降端の閉鎖位置にあるときには、閉鎖位置を保持するため、扉に所望の大きさの閉鎖モーメントを作用させる。また、扉が上昇端の開放位置にあるときには、開放位置を保持するため、扉に所望の大きさの開放モーメントを作用させる。更に、扉の回転角度が所望の角度より小さいときには、閉まり傾向にするため、扉に所望の大きさの閉鎖モーメントを作用させる。逆に、扉の回転角度が所望の角度より大きいときには、開き傾向にするため、扉に所望の大きさの開放モーメントを作用させる。

ところが、上記のようなリンク機構の開閉補助装置においては、リンクの長さや回転中心の位置の変更で、弾性力によるモーメントの特性を所望の通りにすることは、容易ではない。

また、上記のような開閉補助装置は、貨物室の天井と扉の入隅部にこぢんまりと納まることが望まれる。こぢんまりとした形態を維持した上で、弾性力によるモーメントの特性を所望の通りにすることは、困難である。

［課題を解決するため着想］
跳ね上げ式扉の開閉補助装置において、カム機構を用い、カム機構のカム形状、カムの輪郭曲線によって弾性力によるモーメントの特性を所望の通りに設定することとした。

１）自動車の貨物室に設けた跳ね上げ式の扉に、自重によるモーメントの外に弾性力によるモーメントを作用させる開閉補助装置において、
貨物室の天井と扉の入隅部に固定する基体に、第１リンクの上端を回転可能に取り付け、第１リンクの下端に第２リンクの下端を回転可能に連結し、第２リンクの上端を扉の裏側に回転可能に取り付ける構成にし、
また、基体に、カムとレバーを結合した複合部材を回転可能に取り付け、複合部材のカム部と第１リンクの中間部に線状部材を掛け渡して連結し、カム部の外周に線状部材を巻き付け、複合部材のレバー部の端を扉と反対側に回転して移動すると、線状部材の巻き付き角度が変化し、扉が開く構成にし、
レバー部の端を扉と反対側に弾性力で引っ張る機構を設けたこと特徴とする。
２）上記の跳ね上げ式扉の開閉補助装置において、
カム部は、鎖車にし、鎖車のピッチ円をカムの輪郭曲線にし、
線状部材は、カム部の鎖車に噛み合う鎖にしたこと特徴とする。
３）上記の跳ね上げ式扉の開閉補助装置において、
扉の回転範囲の閉鎖側部分の間では、弾性力によるモーメントが自重によるモーメントより小さく、閉まり傾向であり、回転範囲の開放側部分の間では、弾性力によるモーメントが自重によるモーメントより大きく、開き傾向であること特徴とする。

跳ね上げ式扉の開閉補助装置において、カム部の形状、カムの輪郭曲線を変更して、弾性力によるモーメントの特性を所望の通りに設定することができる。カムの輪郭曲線を変更しても、貨物室の天井と扉の入隅部にこぢんまりと納まる形態を維持することができる。

実施形態の跳ね上げ式扉の開閉補助装置は、跳ね上げ式扉Ｄの閉鎖状態を図１と図２に、開放状態を図４に示す。カムとレバーの複合部材１１〜１３を図３に示す。扉Ｄに作用するモーメントの特性を図５に示す。

貨物自動車は、貨物室の後側の出入口に跳ね上げ式扉Ｄを設けている。扉Ｄは、上縁を出入口の上縁に丁番で取り付け、丁番の回転中心ｈを中心にし、下降端の垂直姿勢の閉鎖位置と上昇端のほぼ水平姿勢の開放位置との間を回転可能にしている。

開閉補助装置は、貨物室の扉Ｄと天井Ｃの入隅部にこぢんまりと納まる形態にしている。扉Ｄと天井Ｃの入隅部に固定する基体１を設けている。基体１は、ほぼ箱型にしている。基体１の両側の側壁には、第１リンク２の上端を支軸３で回転可能に取り付けている。第１リンク２は、基体１の下に突出し、下端に第２リンク４の下端をピン５で回転可能に連結している。第２リンク４は、上端に取付部材６をピン７で回転可能に連結している。取付部材６は、扉Ｄの裏側に固定して取り付ける。第１リンク２は、上端の支軸３を中心にして扉Ｄ側に回転すると、扉Ｄが開く構成にしている。

また、基体１の両側の側壁には、カムとレバーを結合した複合部材１１〜１３を支軸１４で回転可能に取り付けている。複合部材１１〜１３は、図３に示すように、カム部１１とレバー部１２を筒部１３に固定して一体化している。筒部１３は、支軸１４に貫通している。支軸１４は、第１リンク２の支軸３に対し、扉Ｄと反対側で上側に配置している。レバー部１２は、上側に突出している。カム部１１は、ほぼ上半分を鎖車にし、鎖車のピッチ円をカムの輪郭曲線にしている。鎖車のピッチ円は、扉Ｄと反対側での半径Ｒ１を扉Ｄ側での半径Ｒ２より大きくしている。カム部１１の鎖車の扉Ｄ反対側と、第１リンク２の中間部の扉Ｄ側には、ローラチェーンの湾曲可能な線状部材１５を掛け渡して連結し、鎖の線状部材１５をカム部１１の鎖車の外周に巻き付けて噛み合せている。レバー部１２の上端を扉Ｄと反対側に回転して移動すると、線状部材１５の鎖車への巻き付き角度が増加し、第１リンク２が扉Ｄ側に回転し、扉Ｄが開く構成にしている。

レバー部１２は、上端に牽引部材２１をピン２２で回転可能に連結している。牽引部材２１は、扉Ｄと反対側に配置し、端を基体１の外に突出している。牽引部材２１の突出端には、螺軸２３をピン２４で回転可能に連結している。螺軸２３は、扉Ｄと反対側に配置している。この螺軸２３には、螺旋ばね２５を貫通し、ばね受け板２６を取り付けている。ばね受け板２６は、取付位置を螺軸２３に沿って調節可能にしている。螺旋ばね２５は、ばね受け板２６と基体１のばね受け部の間に圧縮して嵌め込んでいる。螺旋ばね２５の弾性力が牽引部材２１を扉Ｄと反対側に引っ張る牽引機構を構成している。

貨物室の扉Ｄにおいては、自重による閉鎖モーメントは、図５に破線で示すように、閉鎖位置からの回転角度に対して正弦曲線状に変化する。扉Ｄの回転範囲は、回転角度が零度である下降端の閉鎖位置と、回転角度が１０５度である上昇端の開放位置との間である。回転角度が零度であるときは、自重による閉鎖モーメントが零である。回転角度が９０度であるときは、自重による閉鎖モーメントが最大である。回転角度が最大の１０５度であるときは、自重による閉鎖モーメントが最大値より少し少ない。

開閉補助装置においては、弾性力によるモーメントは、図５に実線で示すように、自重による閉鎖モーメントと少し異なる曲線状に変化する。扉Ｄの回転角度が零度付近であるときは、弾性力によるモーメントは、マイナスであり、開放モーメントではなく、閉鎖モーメントになる。回転角度が５０度強であるときは、弾性力による開放モーメントは、自重による閉鎖モーメントと大きさが同一になる。扉Ｄの回転角度が５０度強の位置は、扉Ｄの回転範囲のほぼ中央位置である。扉Ｄの回転範囲の閉鎖側約半分の間では、弾性力によるモーメントは、自重による閉鎖モーメントより大きさが小さく、閉まり傾向である。回転範囲の開放側約半分の間では、弾性力による開放モーメントは、自重による閉鎖モーメントより大きさが大きく、開き傾向である。

カム機構１１、１５において、カム部１１の鎖車と線状部材１５の鎖との間の力伝達位置は、扉Ｄの回転範囲の閉鎖側約半分の間では、鎖車の扉Ｄ反対側の部分、ピッチ円半径Ｒ１の部分である。回転範囲の開放側約半分の間では、鎖車の扉Ｄ側の部分、ピッチ円半径Ｒ２の部分である。

従って、カム部１１の鎖車の扉Ｄ反対側の部分でピッチ円半径Ｒ１を増加又は減少すると、扉Ｄの回転範囲の閉鎖側約半分の間で、弾性力によるモーメントと自重による閉鎖モーメントの大きさの差、閉まり傾向の強さを調整することができる。また、鎖車の扉Ｄ側の部分でピッチ円半径Ｒ２を増加又は減少すると、回転範囲の開放側約半分の間で、弾性力によるモーメントと自重による閉鎖モーメントの大きさの差、開き傾向の強さを調整することができる。更に、鎖車のピッチ円半径Ｒ１の部分を広げると共にピッチ円半径Ｒ２の部分を狭めると、逆に、ピッチ円半径Ｒ１の部分を狭めると共にピッチ円半径Ｒ２の部分を広げると、弾性力によるモーメントと自重による閉鎖モーメントの大きさが同一になる位置、閉まり傾向と開き傾向が反転する位置を調整することができる。即ち、カム部１１の鎖車のピッチ円、カムの輪郭曲線を変更すると、弾性力によるモーメントの特性を所望の通りに設定することができる。

［変形例］
１）上記の実施形態において、開閉補助装置は、貨物室の後側の跳ね上げ式扉Ｄに設けたが、貨物室の左側又は右側の跳ね上げ式扉に設ける。
２）上記の実施形態において、カム部１１の鎖車のピッチ円、カムの輪郭曲線は、２段階Ｒ１、Ｒ２に変化させたが、３段階以上に変化させる。又は、連続的に変化させる。
３）上記の実施形態において、カム機構は、カムとしての鎖車１１と湾曲可能な線状部材としての鎖１５を用いたが、カムとしてのプーリと湾曲可能な線状部材としてのベルト又はワイヤーロープを用いる。
４）上記の実施形態において、カムとレバーを結合した複合部材は、カム部１１とレバー部１２を、筒部１３を介して結合したが、直接結合する。
５）上記の実施形態において、牽引機構２１〜２６は、螺旋ばね２５を用いたが、その他の形状のばねを用いる。又は、ばね以外の弾性体を用いる。

本発明の実施形態における跳ね上げ式扉の開閉補助装置の縦断側面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 同開閉補助装置のカムとレバーの複合部材を示す拡大図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。 同開閉補助装置の扉開放状態を示す縦断側面図。 同開閉補助装置における扉の自重によるモーメント、弾性力によるモーメントと扉の回転角度との関係を示す線図。

符号の説明

Ｄ 貨物室の跳ね上げ式の扉
ｈ 扉の丁番の回転中心
Ｃ 貨物室の天井
１ 基体
２ 第１リンク２
３ 支軸
４ 第２リンク
５ ピン
６ 取付部材
７ ピン
１１〜１３ カムとレバーの複合部材
１１ カム部、鎖車
１２ レバー部
１３ 筒部
１４ 支軸
１５ 湾曲可能な線状部材、ローラチェーン、鎖
１１、１５ カム機構
Ｒ１、Ｒ２ 鎖車のピッチ円の半径
２１ 牽引部材
２２ ピン
２３ 螺軸
２４ ピン
２５ 螺旋ばね
２６ ばね受け板
２１〜２６ 牽引機構

Claims (3)

1. 自動車の貨物室に設けた跳ね上げ式の扉に、自重によるモーメントの外に弾性力によるモーメントを作用させる開閉補助装置において、
   貨物室の天井と扉の入隅部に固定する基体に、第１リンクの上端を回転可能に取り付け、第１リンクの下端に第２リンクの下端を回転可能に連結し、第２リンクの上端を扉の裏側に回転可能に取り付ける構成にし、
   基体に、カムとレバーを結合した複合部材を回転可能に取り付け、複合部材のカム部と第１リンクの中間部に線状部材を掛け渡して連結し、カム部の外周に線状部材を巻き付け、複合部材のレバー部の端を扉と反対側に回転して移動すると、線状部材の巻き付き角度が変化し、扉が開く構成にし、
   レバー部の端を扉と反対側に弾性力で引っ張る機構を設けたことを特徴とする跳ね上げ式扉の開閉補助装置。
2. カム部は、鎖車にし、鎖車のピッチ円をカムの輪郭曲線にし、
   線状部材は、カム部の鎖車に噛み合う鎖にしたことを特徴とする請求項１に記載の跳ね上げ式扉の開閉補助装置。
3. 扉の回転範囲の閉鎖側部分の間では、弾性力によるモーメントが自重によるモーメントより小さく、閉まり傾向であり、回転範囲の開放側部分の間では、弾性力によるモーメントが自重によるモーメントより大きく、開き傾向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の跳ね上げ式扉の開閉補助装置。

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