JP4979227B2 - ケーブル巻取り用ドラムおよびそのドラムを用いたバックドアアシスト装置 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブル巻取り用ドラムおよびそのドラムを用いたバックドアアシスト装置に関する。

特開２００５−２０６１２３号公報

従来、車体後部の下部に上方および下方に回動自在に取り付けられたフラップゲート式のバックドアが知られている（図６参照）。そして、そのバックドア（フラップゲート１０２）の開閉をアシストするバックドアアシスト装置１０１が特許文献１に開示されている。

このバックドアアシスト装置１０１は、図７に示すように、一端がフラップゲート１０２に取り付けられたインナーケーブル１０３と、そのインナーケーブル１０３の他端が取り付けられ、かつ、そのインナーケーブル１０３を巻きつけて収納できるドラム１０４と、そのドラム１０４を回転させる駆動装置（スパイラルスプリング）と、そのドラムとスパイラルスプリングを収納し、車体に取り付けられるブラケット１０５とからなる。この図７において、スパイラルスプリングはドラムが設けられたブラケットの他面に設けられており、図示されていない。

このドラム１０４は、図８に示すように、円板状のドラム部１０６と、その中心に設けられた円筒状の回転軸部１０７とからなり、ドラム部１０６は、インナーケーブルの端部に設けられた係止具と係合する係合部１０８と、インナーケーブルに設けられたストッパーを格納するストッパー格納部１０９と、外周縁に設けられた上下のフランジ部１１０とからなっている。そして、この両フランジ部１１０の間に形成される溝部１１１にインナーケーブル１０３を巻きつけるものである。

上述のバックドアアシスト装置１０１では、ドラム１０４の溝部が円形であるため、ドラム１０４が回転し、ストッパー格納部１０９が溝部のインナーケーブルの送出部（インナーケーブルがドラムの溝部に収納され始める位置あるいはインナーケーブルと溝部の交点）に位置したとき以外、いずれの溝部の部位がインナーケーブルの送出部に位置しても、ドラム１０４に巻きつけられたインナーケーブルを引っ張り出すために必要な力と、インナーケーブルのドラム一巻きにおけるストロークは、スパイラルスプリングに基づいた比例に近い関係を有する（図９参照）。また、ドラム１０４の周りにインナーケーブルを一巻きすると、インナーケーブルの径だけ、インナーケーブルとドラムの中心との距離が長くなり、それにより、ドラムを一周させるインナーケーブルの長さが長くなる。そのため、インナーケーブルが送り出されるほど、インナーケーブルを引っ張り出すために必要な力は大きくなる。図９において、符号Ｘ、Ｙ、Ｚはインナーケーブルの巻き数を表しており、Ｘが３巻き、Ｙが２巻き、Ｚが１巻きである。

一方、フラップゲート１０２は、閉じた状態から開いていくにつれて、フラップゲート自身の重さが加わるため、フラップゲートが開く方向のトルクが段々大きくなる。つまり、フラップゲート１０２に取り付けられたインナーケーブル１０３を引っ張る力もフラップゲートが開く（インナーケーブルが送り出される）に連れて段々と大きくなっていく。そのため、ドラム、インナーケーブル、フラップゲートはある一連の平衡関係を持って開閉される。

しかし、フラップゲートを開くとき、その開いている動作中のフラップゲートを止めるあるいは支えるには、さらに、非連続的な大きな力が必要となる。この力がないと、フラップゲートは、たたきつけられるようにして開かれ、フラップゲートを静かに開くことができず、また、フラップゲートの破損につながる。一方、フラップゲートを閉じるときは、静止しているフラップゲートを動かすため、最も大きい操作力が必要となる。
本発明は、フラップゲートが開き切る瞬間に必要な非連続的な張力を与えながらインナーケーブルを送り出し、フラップゲートを閉じるときに最大の操作力をインナーケーブルに与えることができるドラムおよびそのドラムを用いたバックドアアシスト装置を提供することを技術的課題としている。

本発明のインナーケーブル巻取り用ドラムは、円板状のドラム部と、そのドラム部の外周縁に設けられた上下のフランジ部と、そのドラム部の中心に設けられた回転軸とからなり、前記フランジ部の間の溝部にストッパーを有するケーブルを重ねて、巻き付けるドラムであって、前記ドラム部が、ケーブル端部と係合し、ドラム部の軸方向に貫通して設けられた係合部と；その係合部と前記溝部とをつなぐ誘導溝と；ドラム部外周に形成され、ケーブルのストッパーを格納するストッパー格納部と；前記ドラム部外周に形成され、ケーブルの巻き径が前記ドラム部の中心と溝部を結ぶ基準径からなる円にケーブルを巻いたときより小さくなるように形成された小径部とをそれぞれ別々に備えていることを特徴としている。

また、このようなドラムであって、前記小径部が左右対称に２箇所設けられているものが好ましい。

本発明のバックドアアシスト装置は、本発明のドラムを備え、車体後部の下部に回動自在に取り付けられたフラップゲートの開閉をアシストするバックドアアシスト装置であって、一端を前記フラップゲートに取り付け、他端を前記ドラムに取り付け、フラップゲートを開閉するケーブルと、前記ドラムを常時ケーブルを巻き取る方向に付勢するスパイラルスプリングと、そのドラムとスパイラルスプリングとを収納するブラケットとを備えたことを特徴としている。

本発明のケーブル巻取り用ドラムは、前記溝部が、小径部を有しているため、ケーブルを真円に巻くことができない。これにより、巻かれたケーブルを送り出すとき、あるいはケーブルをドラムに巻いて引き戻すとき、その小径部の巻き取り径が他の部位の巻き取り径より小さくなる。つまり、スパイラルスプリングのトルクに対して小径部の巻き取り径が小さくなり、ケーブルの張力を瞬間的に大きくする。そのため、フラップゲートが開き切るケーブルのストロークと、この張力が大きくなるストロークとをあわせることにより、静かで、かつ、安全なフラップゲートの開閉が可能となる。

また、前記ドラムに収納されるケーブルがストッパーを有し、前記ドラム部が、その外周にケーブルのストッパーを格納するストッパー格納部を備えている場合、ストッパーによって、ストッパー以降のケーブルの送り出しを規制することができる。

本発明のバックドアアシスト装置は、本発明のドラムを備え、車体後部の下部に回動自在に取り付けられたフラップゲートの開閉をアシストするバックドアアシスト装置であって、一端を前記フラップゲートに取り付け、他端を前記ドラムに取り付け、フラップゲートを開閉するケーブルと、前記ドラムを常時ケーブルを巻き取る方向に付勢するスパイラルスプリングと、そのドラムとスパイラルスプリングとを収納するブラケットとを備えているため、フラップゲートの開閉を静かに、かつ、安全に行うことができる。

次に、図面を用いて本発明のケーブル巻取り用ドラムおよびそれを用いたバックドアアシスト装置の説明を行う。図１ａ、ｂ、ｃ、ｄは本発明のケーブル巻取り用ドラムの一実施形態を示す側面図、正面断面図、正面図、側面断面図であり、図２ａ、ｂは本発明のバックドアアシスト装置の一実施形態を示す正面図、側面一部断面図であり、図３は図２ａに用いられるインナーケーブルを示す全体図であり、図４は図１のドラムにインナーケーブルを巻きつけたときを示す正面断面概略図であり、図５はドラムに巻きつけたインナーケーブルを引き出す力（出力）とそのインナーケーブルのストロークとの関係を示すグラフである。

始めに図２ａ、図２ｂを参照して、本発明のバックドアアシスト装置２０の説明を行う。このバックドアアシスト装置２０は、車内に取り付けられるものであり、一端２１ａがフラップゲートに取り付けられるインナーケーブル２１と、そのインナーケーブルの他端２１ｂを取り付け、インナーケーブルを収納することができるドラム１０と、そのドラム１０を常時インナーケーブルを巻き取る方向に付勢するスパイラルスプリング２３と、そのドラム１０とスパイラルスプリング２３を収納するブラケット２４とからなるものである。

インナーケーブル２１は、図３に示すように、インナーケーブル本体２６と、インナーケーブル本体２６の両端に設けられており、フラップゲートおよびドラム１０と係合する係止具２７ａ、２７ｂとを備えている。この図３において符号５０は、後述するストッパーブラケットであり、ブラケットに備え付けるものである。
インナーケーブル本体は、複数の鋼線を撚り合わせたものであり、従来公知のものであり、その径は２．５〜４．０ｍｍ、特に３．０〜３．５ｍｍのものが好ましい。また、このインナーケーブル本体の引張強度は、５〜１０ＫＮ／ｍｍ^２、特に７ＫＮ／ｍｍ^２以上のものが好ましい。

フラップゲート側の係止具２７ａは円板状の本体２８と、その本体に垂直に設けられた円柱状の係止部２９と、本体に平行して設けられた円筒状の金具３０とからなり、金具３０をインナーケーブル端部２１ａに被せてカシメつけたものである。一方、ドラム側の係止具２７ｂは、円筒状の金具３１をインナーケーブル端部２１ｂに被せてカシメつけたものである。また金具３０、３１は、鋳込んだものであってもよい。

インナーケーブルのドラム側の端部近辺にはストッパー３２が設けられている。ストッパー３２は円筒状の金属片をインナーケーブルに装着し、その上からカシメつけたものである。このインナーケーブルのストッパー３２の径は、インナーケーブルの径よりも大きくなっている。
また、このインナーケーブル２６本体であって、ストッパー３２とフラップゲート側の係止具２７ａとの間は、合成樹脂によってインナーコート３３が形成されている。

ドラム１０は、図１ａに示されているように、円板状のドラム部１１と、そのドラム部１１の外周縁に設けられた上下のフランジ部１２と、そのドラム部の中心に、ドラム部に対して垂直に設けられた円筒状の回転軸１３とからなり、フランジ部１２の間の溝部１４にインナーケーブルを巻きつけるものである。また、ドラム部の中心部１１ａは円筒状に形成されており、ブラケットの突出部に回転自在に取り付けられるようになっている。
次に図１ｂにおいて、矢印方向をドラム１０の前方とし、軸方向とは、図１ｂを貫通する方向として説明する。また、ドラム部１１には、ドラム部１１の軸方向に貫通して設けられた係合部１５が左右対称に形成されており、それぞれの係合部１５とドラム部外周（溝部１４）とをつなぐ誘導溝１６が前方に平行に形成されている。このドラム１０では、係合部１５および誘導溝１６を左右対称に２箇所設けているのは、勝手違いのアシスト装置に共用するためであり、１箇所であってもよい。

また、ドラム部１１には、ドラム部１１の中心とドラム部外周（溝部１４）を結ぶ溝部の基準径（想像線Ａ）に対して、その径が小さくなっている小径部１７が左右対称に２箇所形成されている。さらに、誘導溝１６において、誘導溝１６と溝部１４とは緩やかに合流するように形成されている。このドラム１０に小径部１７を左右対称に２箇所設けているのは、上述の係合部１５と同様に勝手違いのアシスト装置に共用するためである。

さらに、ドラム部外周（溝部１４）に上述したインナーケーブルのストッパー３２を格納するストッパー格納部１９が後部に形成されている。このストッパー格納部１９はインナーケーブルのストッパー３２が格納されるため、このストッパーの径の大きさを考慮して小径となっており、ストッパーが収納されることにより、インナーケーブルの位置は基準径に該当するように構成されている。そのため、このストッパー格納部はいわゆる本願の小径部に該当しない。しかし、このストッパー格納部１９を深く形成し、ストッパー格納部１９の位置を小径部となるようにしてもよい。

スパイラルスプリング２３は、従来公知のものであり、スパイラルスプリング自身の変形とともにその復元するトルクが大きくなるものである。本実施形態では、スパイラルスプリング２３はドラムの回転軸１３と係合している。そして、ドラム１０からインナーケーブル２１が引き出されることによって、ドラム１０も回転し、それに応じてスパイラルスプリング２３も次第に変形する。つまり、ドラム１０からインナーケーブル２１が引き出されるほどスパイラルスプリングの復元力は大きくなり、インナーケーブルの張力も大きくなる。このスパイラルスプリングの復元力は１０〜５０Nとなるように設定されているのが好ましく、特に、１５〜３５Nとなるものが好ましい。

図２ａ、ｂに戻って、ブラケット２４は、矩形で板状のベースブラケット４７と、そのべースブラケット４７の一面に取り付けられ、ドラムを覆うドラムブラケット４８と、ベースブラケットの他面に取り付けられ、スパイラルスプリングを覆うスプリングケース４９と、ベースブラケットの一面にブラケットから飛び出すようにして取り付けられるストッパーブラケット５０とを備えている。

ストッパーブラケット５０は、ベースブラケットの外周縁に外側を向くように取り付けられたインナーケーブルの出口となる部材である。また、ストッパーブラケット５０は、有底筒状で、その底にはインナーケーブルのみを通す孔５１が形成されており、ベースブラケット４７に対して寝かせるようにして取り付けられている。このようにストッパーブラケット５０を備えているため、インナーケーブル２１が送り出されても、インナーケーブル２１に備え付けられたストッパー３２がストッパーブラケット５０と係合し、それ以上インナーケーブル２１が送り出されない。
このバックドアアシスト装置２０のインナーケーブルの引き出し量は、１００〜４５０ｍｍである。

このように構成されたバックドアアシスト装置２０は、フラップゲートが閉じられているとき、ドラム１０はインナーケーブル２１に３回巻きつけられている（図４参照）。そしてこのときインナーケーブル２１を引き出すために必要な力は一番小さい。ついで、フラップゲートを開いていくにしたがって、インナーケーブル２１を引き出すのに必要な力は大きくなる。そして、インナーケーブルが送り出されることによってドラム２１が回転するが、この回転によってドラムの小径部１７がこのインナーケーブルの送り出されるインナーケーブル送出部（インナーケーブルとドラムの溝部の交点）に位置したとき、インナーケーブルを引き出すのに必要な力は瞬間的に大きくなる。つまり、インナーケーブルを引き出している最中に、瞬間的に大きな力が必要となる。これにより、フラップゲートはその瞬間瞬間にブレーキがかけられながら開かれていく。また、フラップゲートが完全に開くときには、インナーケーブルを引き出すのに一番大きな力が必要となるように、その開き切る瞬間にドラムの小径部１７が、インナーケーブルの送出部に位置するようにインナーケーブルの配索は構成されている。これによりフラップゲートがたたきつけられるようにして開くことを防止することができる。また、フラップゲートを閉じるときにインナーケーブルに最大の操作力を与えることができるため、フラップゲートのスムースな開閉が可能となる。

本実施形態のドラムおよびそのドラムを用いたバックドアアシスト装置は、特に、コントロールケーブルのインナーケーブルに用いている。これはインナーケーブルの有する前述した特性が特にこのドラムに好ましいためである。しかし、本発明は特に限定されるものではなく、他のケーブル類を用いても良く、前述の特性を有するインナーケーブルと同等の作用を奏するケーブル類も好ましく用いられる。

［実施例１］
図１に示すドラムにインナーケーブルの一端を取り付けて、そして、インナーケーブルを巻きつけて、インナーケーブルの他端を荷重センサーに取り付けて、インナーケーブルを引っ張り出すための出力を測定した。その実験結果を表１に示す。

また、このときの荷重センサーの出力とインナーケーブルの引き出し量（ストローク）の関係を表すグラフを図５に示す。この図５に記載された想像線は、基準半径に基づいた出力とストロークの比例関係を示す線である（図９参照）。ここで符号Ｘ、Ｙ、Ｚは図９と同様にインナーケーブルの巻き数を表しており、それぞれＸが３巻き、Ｙが２巻き、Ｚが１巻きである。

この実施例からわかるように、インナーケーブルの送出部に小径部が位置するときに、インナーケーブルを引っ張り出すために大きな力が必要となるのがわかる。そのため、この小径部がインナーケーブルの送出部に位置するときに、フラップゲートが完全に開くようにインナーケーブルを配索することにより、フラップゲートを静かに、そして、安全に開くことができるのがわかる。また、図５においてＰ１とＰ２の間、および、Ｐ４とＰ５の間に小さなピークが見られるが、これは誘導溝１６と溝部１４との交点１８が若干小径となっているためである。

図１は、図１ａ、ｂ、ｃ、ｄは本発明のインナーケーブル巻取り用ドラムの一実施形態を示す側面図、正面断面図、正面図、側面断面図である。 図２ａ、ｂは本発明のバックドアアシスト装置の一実施形態を示す正面図、側面一部断面図である。 図２ａに用いられるインナーケーブルを示す全体図である。 図１のドラムにインナーケーブルを巻きつけたときを示す正面断面概略図である。 本発明のドラムに巻きつけたインナーケーブルを引き出す力（出力）とそのインナーケーブルのストロークとの関係を示すグラフである。 従来公知の車体のバックドアを示す概略図である。 従来公知のバックドアアシスト装置を示す正面図である。 図７に用いられているドラムを示す正面図である。 図８のドラムに巻きつけたインナーケーブルを引き出す力（出力）とそのインナーケーブルのストロークとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ ドラム
１１ ドラム部
１１ａ 中心部
１２ フランジ部
１３ 回転軸
１４ 溝部
１５ 係合部
１６ 誘導溝
１７ 小径部
１８ 交点
１９ ストッパー格納部
２０ バックドアアシスト装置
２１ インナーケーブル
２１ａ インナーケーブル端部
２３ スパイラルスプリング
２４ ブラケット
２６ インナーケーブル本体
２７ａ、ｂ 係止具
２８ 係止具本体
２９ 係止部
３０ 金具
３１ 金具
３２ ストッパー
３３ インナーコート
４７ ベースブラケット
４８ ドラムブラケット
４９ スプリングケース
５０ ストッパーブラケット
５１ 孔

Claims (3)

1. 円板状のドラム部と、
   そのドラム部の外周縁に設けられた上下のフランジ部と、
   そのドラム部の中心に設けられた回転軸とからなり、
   前記フランジ部の間の溝部にストッパーを有するケーブルを重ねて、巻き付けるドラムであって、
   前記ドラム部が、ケーブル端部と係合し、ドラム部の軸方向に貫通して設けられた係合部と；その係合部と前記溝部とをつなぐ誘導溝と；ドラム部外周に形成され、ケーブルのストッパーを格納するストッパー格納部と；前記ドラム部外周に形成され、ケーブルの巻き径が前記ドラム部の中心と溝部を結ぶ基準径からなる円にケーブルを巻いたときより小さくなるように形成された小径部とをそれぞれ別々に備えている、
   ケーブル巻取り用ドラム。
2. 前記小径部が左右対称に２箇所設けられている、請求項１記載のケーブル巻取り用ドラム。
3. 請求項１または２記載のドラムを備え、車体後部の下部に回動自在に取り付けられたフラップゲートの開閉をアシストするバックドアアシスト装置であって、
   一端を前記フラップゲートに取り付け、他端を前記ドラムに取り付け、フラップゲートを開閉するケーブルと、前記ドラムを常時ケーブルを巻き取る方向に付勢するスパイラルスプリングと、そのドラムとスパイラルスプリングとを収納するブラケットとを備えており、
   前記フラップゲートが完全に開き切る瞬間にドラムの小径部が、ケーブルの送出部に位置するように構成された、
   バックドアアシスト装置。