JP5970069B2 - トーションバー式ドアチェック - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
この出願は、２０１１年９月６日に出願された米国特許出願第１３／２２６３４８号の優先権を主張するものであり、その内容は参照によって本明細書に組入れられたものとする。
本発明は、自動車のドアチェック（ドアクローザー）に関し、とくに、自動車ドアを１つ又はそれ以上の位置に所定の力で保持することができる、コンパクトな機械的装置に関する。

自動車ドアの移動を多数の所定開放位置で抑止し、乗員の都合よいまた安全な乗り降りを保証する上で有用であることが分かっている。ドアは、通常少なくとも１つの開放位置において突風や、傾斜又は勾配地に駐車するときの作用に抵抗し得る労力又は抵抗力で移動を抑止する。

自動車ドアチェックの最も一般的な形式は、ドア系の強制的な動きに応じてエネルギーを釈放可能に蓄積することによって動きに抵抗する機械的装置である。これら装置は、自動車のボディ構体とドアとの間に配置するもので、ドアヒンジに一体にするか、又は自律性の機械的アセンブリとして別個に構成することができる。エネルギー蓄積は、一般的に最も評判のよい形態である、コイル及びトーション構成を有するばねの形式によって行っている。ドアを開く又は閉じるとき、ドアチェックは、蓄積したエネルギーを抑止位置で釈放し、また抑止位置から移動するときエネルギーを蓄積するよう構成する。ばねシステムにエネルギーを蓄積する最も一般的な方法は、ドアと連動して移動するカム構成によるものがある。このカムは、ヒンジ内で動作し、最終的にヒンジの枢軸周りにトルクを発生するようにするか、又は選択した開放位置でドアガイドするのに抗する力のベクトルを発生する別個の抑止装置内で線形的に動作し得る。

特許文献１（米国特許第５１７３９９１号）は、一般的タイプの個別ドアチェック装置について記載しており、この装置は、成形したリンク部材を利用し、カム構成及び１対のコイルばねを設け、エネルギーを釈放可能に蓄積する。コイルばねはチェックハウジング内に閉じ込め、また玉軸受及び玉軸受リテーナを介して成形リンク部材によって動作する。チェックハウジングは自動車ドアに剛固に取付け、また成形リンク部材は自動車ボディ構体に回動可能に連結する。特許文献１の装置は、自動車ドアの移動を抑止するのに、堅牢であり、信頼性が高く、また比較的コンパクトである。特許文献１の玉軸受の代わりにローラ又はスライダを利用する多くの類似解決策がある。特許文献２（米国特許第６３７０７３３号）には、成形リンク部材又は抑止アーム及びローラを利用する個別抑止装置が記載されている。特許文献３（米国特許第６８４２９４３号）には成形抑止アーム及びスライダを利用する個別抑止装置が記載されている

自動車ドアチェックは車両のボディ構体とドアとの間に配置しなければならないので、車両のボディ構体とドアとの間に限定されたクリアランス、及びドア内に利用できる容積が極めて少ないとき厳しく制限されたパッケージ空間に押し込められざるを得ない。さらに、自動車ドアチェック装置の重量は重過ぎてなならず、なぜならドアチェック装置質量の大部分は、枢軸の周りに揺動し、また重量に極めて影響を受け易いドア輪郭内に存在するからである。一般的に、自動車の構成部材における製造コストは、同等産業界のうち最低のものであり、少ない部品点数で簡単な対策が極めて好ましい。自動車ドアチェックの開発における主な焦点は、できるだけ最小のパッケージにおいて、得られる重量及びコストを最低にして必要とされる抑止力が得られるようにすることである。できるだけ数少ない構成部材を使用することは、ボディ構体に組込み易くし、またボディ構体が受ける製造プロセスに耐える装置能力としても極めて望ましい。ばねのタイプ及びばねに関連するひずみエネルギー蓄積能力が作動機構のパッケージ効率との兼ね合いで、自動車ドアチェック装置の全体的効率に影響する。

特許文献４（米国特許出願公開第２０１１／００１６６６５号）は構成部材の数をアーム及び単一本体に減少したドアチェックの洗練された解決策を記載している。この単一本体に１対の板ばねを形成し、これら板ばねをアームと協調動作させ、アームがハウジングに対して相対移動するときエネルギーを蓄積及び釈放する。この構成は、構成部材の数を減らし、したがって、大きな利点をもたらす。板ばねの使用によれば、構成部材の数を減らすが、同時に必要な動作一貫性を得る上で製造プロセスの厳密な制御を必要とする。材料及び寸法の比較的僅かな変動でも、板ばねの特性に変動をきたし、ドアチェックの究極エンドユーザーにとって容認しがたいものになる場合がある。

トーションばね特性を左右する製造公差はより制御し易い。特許文献５（米国特許第６，６８７，９５３号）は、トーションばねを利用してローラをドアチェックアームの側面に押付けるドアチェック装置について記載している。トーションばねは、均一な物理的特性を示すとともに、特許文献５に示されている構成は、ローラ及びトーションばねを支持するハウジングを含む相当多数の構成部材を利用する。このことは、機械的複雑さ及び重量をアセンブリに与え、並びに構成部材は塗装処理に耐えることができないため、ボディを塗装した後でドアに組込むことが必要となる。

特許文献６（欧州特許第１７５９０８０号）は、スチール製のワイヤを複雑な形状に曲げてエネルギー貯蔵装置にするドアチェックを記載している。ワイヤによる造形は複雑であり、集中的作業を強いられる。実施例の大部分において、貯蔵素子はチェックストラップの一方の側面にのみ作用し、弾性エネルギー貯蔵装置を支持するのに付加的な構成部材を必要とする。チェックストラップの両側に作用する実施形態におけるラッチ素子の構成は、複雑な装填を誘発し、またエネルギー貯蔵装置の自由長に制限がある。

米国特許第５１７３９９１号明細書 米国特許第６３７０７３３号明細書 米国特許第６８４２９４３号明細書 米国特許出願公開第２０１１／００１６６６５号明細書 米国特許第６，６８７，９５３号明細書 欧州特許第１７５９０８０号明細書

したがって、本発明の目的は、上述の欠点を回避又は軽減するドアチェックを得るにある。

大まかに言えば、本発明は、チェックアーム、及びドアが開放位置と閉鎖位置との間で移動するときアームに協調動作する単一エネルギー貯蔵構成部材を有するドアチェックを提供する。単一エネルギー貯蔵構成部材は、エネルギーを貯蔵し、また組立て及び取扱いを容易にするよう機能する単独構成部材として一体に形成する。単一エネルギー貯蔵構成部材は、１対のトーションばねを利用し、これら１対のトーションばねはそれぞれ、ドアが開閉するとき、アームに沿って摺動するシューに連結する。トーションばねには取付けブラケットを設け、この取付けブラケットにより、ねじり荷重が加わるとき、ブラケットとばねとの間で回転運動が可能となるようにする。これらばね、取付けブラケット及びシューは、一体ユニットとして、好適には、単独の成形作業でともに成形し、取扱い及び組立てが容易となるようにする。

本発明の一態様によれば、自動車用のドアチェックを提供し、このドアチェックは、
a) 互いに背反する方向に指向する脇腹面に形成したカム面を有するチェック用のアームと、
b) １対のトーションばねを有する単一エネルギー蓄積構成部材と、
を備え、
c) １対の前記トーションばねは、１対の取付けブラケットに支持され、
d) １対の前記トーションばねは、一対のシューにより互いに連結されるとともに前記シューから互いに逆方向に延在し、
e) 前記取付けブラケットは、前記トーションばねが前記取付けブラケットに対して回転運動できるようにする構成とし、
前記単一エネルギー蓄積構成部材のシューが、前記チェック用のアームの脇腹面に対して係合するよう作用し、前記チェック用のアームと前記単一エネルギー蓄積構成部材との間における相対的な摺動を許容し、これにより前記シューの前記脇腹面に沿う移動により、前記シュー間の間隔を変動させ、したがって、トーションばねに蓄積されるエネルギーを変動させる。

好適には、前記トーションばねそれぞれは、１対の脚部を有し、これら脚部は、前記シューの間隔変動によりねじり荷重を受ける。

好適には、前記脚部から足部が延び、また前記シューを前記足部に連結する。

好適には、共通成形型にトーションばねを配置した後、ブラケット及びシューを共通成形型内でトーションばねに対して成形し、一体構体を形成する。

本発明の実施形態を例として添付図面につき、以下に説明する。

ドアチェックを有するドア組立体の、ドアが閉鎖位置から開放位置に移動するときの構成部材の動態を示す説明図である。 ドアチェックの斜視図である。 図２に示すドアチェックの平面図である。 ドアチェックにおける図３に示す円Ｃ内の部分の拡大図である。 図２に示すドアチェックの側面図である。 図２に示すドアチェックの側面図である。 図２に示すドアチェックの構成部材の構成を示す線図的説明図である。 図２に類似した他の実施形態におけるドアチェックの斜視図である。 ドア組立体の一部に取付ける構成部材の分解斜視図である。 分かり易くするためドアチェックの一部を取外した状態で、ドアチェックが完全開放位置にある状態の、図８に類似する斜視図である。 図８の実施形態に使用するチェックアームの構成を示す線図的説明図である。

図１につき説明すると、ドアチェック１０は、ドア用のフレームＦと車両のドアＤとの間に配置する。ドアＤはヒンジＨによってフレームＦに回動可能に連結し、ヒンジＨはドアＤのフレームＦに対する回転軸線を画定する。

図２及び３に明示するように、ドアチェック１０は、ピン１４によってＵ字形プレート１６に回動可能に連結したチェック用のアーム１２を有する。Ｕ字形プレート１６は、フレームＦに対してボルト１７又は類似の固定具により固定し、アーム１２をフレームに対して位置決めする。

アーム１２は、ピン１４が挿通するナックル２２から延びる細長い本体２０を有する。本体２０は、中心金属コア２４の周りにプラスチック材料で成形する。本体２０は、ナックル２２から延びてカム２８に合流するシャンク２６を有する。カム２８は、互いに背反する方向に指向する脇腹面３０を有する、ほぼＩ字状断面をなす。

カム２８の幅、すなわち、脇腹面３０間の側方間隔は、アーム１２の長さに沿って変化して、幅における局在縮小部が間隔をおいて腰部３２，３４，３６を生ずる。

図３及び４につき説明すると、アーム１２の末端部に１対のアンダーカット付のローブ４０，４２を有する拡大ヘッド３８を形成し、これらローブ４０，４２はアーム１２の両側側面から側方に突出させる。ローブ４０，４２は、それぞれ脇腹面３０に隣接する湾曲窪み４６によって形成した衝合面４４を有する。

図２〜図６につき説明すると、ドアチェック１０は、さらに、ドアＤに固定し、またアーム１２に協調動作する単一エネルギー貯蔵構成部材５０を有し、ドアとフレームＦとの間の回動を制御する。単一エネルギー貯蔵構成部材５０は、アーム１２の対向する側面から突出する１対のトーションばね５２，５４を有する。各トーションばね５２，５４は、湾曲部５８によって相互連結した互いに平行な１対の脚部５６を有する。脚部５６の端部を９０゜曲げて互いに平行な足部６０を生ずる。

脚部５６はブラケット６２によって互いに離れて平行となる関係に維持する。ブラケット６２は、プラスチック材料、例えば商標名Ｚｙｔｅｌとして既知のガラス充填ナイロン６６で形成し、このブラケット６２は、以下により詳細に説明するように、脚部５６の周りに成形する。ナット、ボルト又は類似の固定具のような固定具６４をブラケット６２に埋設し、ブラケット６２をドアＤに連結するのを容易にする。図２，５及び６に示すように、ブラケット６２は脚部５６を取り囲み、脚部５６をその場に保持するが、脚部はブラケット６２内でブラケットの長手方向軸線の周りに回転可能にする。材料の適切な選択、又は局部的な表面処理により、ブラケット６２は脚部５６に対して付着せず、したがって、ブラケット６２に対して脚部５６は制限された範囲の運動ができるようになる。

トーションばね５２，５４はアーム１２の互いに対向する側面に配置し、１対のシュー７０，７２によって相互連結する。シュー７０，７２はそれぞれに対応する側の足部６０に固定し、ばね５２，５４及びシュー７０，７２が単一構体をなすようにする。シュー７０，７２は、高密度低摩擦プラスチック、例えば商標名Ｄｅｌｒｉｎとして知られるアセタールから足部６０に対して一体的に成形し、単一構造をなすようにする。

図３及び４に最も明示するように、シュー７０，７２の内側に指向する面７４は、カム２８の腰部３２，３４，３６に補完し合うほぼ凸状表面を有する輪郭にする。各シュー７０，７２の先導端縁７６は切り欠いて、ローブ４０，４２における衝合面４４の輪郭に補完し合うようにする。先導端縁７６は外側唇状部７８を有し、この外側唇状部７８は隆起部４８に補完し合う輪郭の窪み８０と滑らかに合流する。鼻状部８２は、窪み８０から突出し、またヘッド３８における窪み４６に補完し合う。

脚部５６の側方間隔は、シュー７０，７２がシャンク２６上に位置決めされるとき、トーションばね５２，５４に僅かな予負荷を生じてシュー７０，７２の凸状表面７４をシャンク２６に押付けるとともに、移動に対する公称抵抗を生ずる。ばね５２，５４は、適当なばね材料、例えば、標準的ピアノ線から形成する。

使用にあたり、ドアが閉じた状態で、シュー７０，７２は、アーム１２のシャンク２６とカム２８との間における遷移部に隣接する脇腹面３０に摺動可能に係合する。この位置において、脚部５６は、シュー７０，７２が脇腹面３０に摺動可能に係合した状態で自由体条件にある。

ドアが開くとき、アーム１２と単一エネルギー蓄積構成部材５０との間における相対移動により、シュー７０，７２を脇腹面３０に沿って摺動させる。アーム１２は、徐々に幅広になり、脇腹面３０における増大する間隔がシュー７０，７２を強制的に離間させる。シュー７０，７２間の増大する間隔は、脚部５６を互いに逆向きに回転させ、脚部５６に対してねじり荷重を与えることによって、トーションばね５０，５２内にエネルギーを蓄積する。各トーションばね５２，５４には同時に負荷が加わり、またアーム１２の両側の側面に作用する力はバランスがとれた状態になる。

ドアが連続して移動することにより、図１に示すように、シュー７０，７２は位置Ａで示す第１腰部３２にくるよう移動する。シュー７０，７２が第１腰部３２に進入するとき、エネルギーが脚部５６から釈放され、シュー７０，７２の凸状面７４が第１腰部３２内に収容される。シュー７０，７２が第１腰部３２から移動するには、脚部５６が回転してエネルギーが脚部５６に再び蓄積されることが必要である。したがって、ドアの質量又は突風により生ずる力に由来する外力に抵抗することができる。

再びドアが連続的に移動することにより、シュー７０，７２を互いに離間させ、トーションばね５２，５４にエネルギーを蓄積する。シュー７０，７２が位置Ｂに示すように腰部３４に係合するとき、他のドア安定位置を得る。腰部３４を超える連続した移動により、シュー７０，７２は腰部３６に移動し、位置Ｃに示すように、ヘッド３８に係合する。ヘッド３８は、したがって、ドアの最大開放位置を画定する止め部をなす。

その位置においては、図４に最も明示するように、鼻状部８２が窪み４６に進入する。鼻状部８２と隆起部４８との相互作用により、ドアに対して力が連続して加わる際に、シュー７０，７２の相対的側方変位を阻止する。

ドアが閉じた位置に復帰する際、シュー７０，７２を脇腹面３０に沿ってまた腰部３２，３４を経由して移動させ、最終的に再びシャンク２６に戻る。カム２８の輪郭は、腰部間での移行中の摺動に対する必要な抵抗力、及び各腰部において必要な保持力を生ずるよう選択する。

図７に図解的に示すように、単一エネルギー蓄積構成部材５０は、ブラケット及びシュー７０，７２をトーションばね５２，５４に対して一回の成形操作で成形することにより形成して、単一構造を得る。成形型９０は、上側ハーフ９２及び下側ハーフ９４で形成し、これらハーフは分離平面９６で衝合する。半円形トラック９５を各ハーフに形成し、ばね５２，５４の脚部５６を収容する。脚部５６は、ブラケット６２を生ずる形状の側方キャビティ９８を通過させる。中心ボス１００はキャビティ９８内に固定具を位置決めする。足部６０はシュー７０，７２の輪郭を生ずる形状のキャビティ１０２内に収容する。

成形型９０が開いた状態で、トーションばね５２，５４をトラック９５上に配置し、また固定具６４をボス１００に配置する。成形型９０を閉じ、プラスチック材料をキャビティ９８，１０２に射出注入する。硬化した際に成形型９０を開き、単一エネルギー蓄積構成部材５０を単一構成部材として取り出す。

したがって、単一エネルギー蓄積構成部材５０が、シュー７０，７２を有し、十分な構造剛性を与え、一体ピースとしてユニット５０を維持することができる単独構成部材として得られる。単一エネルギー蓄積構成部材５０をドアに取付けた後、ブラケット６２はトーションばね間の関係を維持し、またしたがって、シューが単一エネルギー蓄積構成部材における構造剛性を維持するのに必要であるよりも、単にスライドとして機能できるようにする。単一エネルギー蓄積構成部材５０の一体性及びローラが存在しない等により、ドアチェックを塗装前にボディに組付けることができるようにもなり、したがって、その後の組立てを簡素化することができる。

ドアチェックの他の実施形態を図８〜１１に示し、この場合、類似構成部材を示すのに使用する類似参照符号には分かり易くするため、「ａ」を付加して示す。

図８につき説明すると、ドアチェック１０ａには、細長い本体２０ａを有するチェック用のアーム１２ａを設ける。本体２０ａは、脇腹面３０ａによって画定されるカム２８ａを有する。図１２に示すように、本体２０ａは、中心金属コア２４ａの周りにプラスチック材料で成形する。シャンク２４ａの末端部に、シャンク２４ａの平面に直交するよう配置した三角形状のヘッド１２０を形成する。ヘッド１２０は、カム２８ａの互いに対向する側面から突出し、また脇腹面３０ａ間に存在する拡大ヘッ３８ａを生ずる。ヘッド３８ａは、アーム１２ａとエネルギー蓄積構成部材５０ａとの間における相対移動の際にシュー７０ａ間を通過できる。

エネルギー蓄積構成部材５０ａは、１対のトーションばね５２ａ，５４ａを有し、またシュー７０ａ，７２ａにより相互連結し、上述したように、一体構造を生ずる。ブラケット６２ａは脚部５６を互いに平行に離れる関係に維持し、またエネルギー蓄積構成部材５０ａをドアＤに取付ける取付けポイントをなす。

止めプレート１３０をエネルギー蓄積構成部材５０ａとドアＤとの間に介在させる。止めプレート１３０は、個別の構成部材として形成し、また運搬及び組立てを容易にするよう、例えば、タグ又はクリップによってエネルギー蓄積構成部材５０ａに取付けることができるようにするか、又は適当であれば、成形プロセスで一体化することによって永久的に固定しておくことができる。止めプレートは、平面状本体１３２及び曲げ上げた端縁１３４，１３６を有する。端縁１３４はブラケット６２ａに係合させ、プレート１３０をエネルギー蓄積構成部材５０ａに対して位置決めする。平面状本体１３２は、アーム１２ａが通過できる中心開孔１３８を有する。１対の隆起部１４０を開孔１３８の互いに対向する端縁に形成する。隆起部１４０は、プレート１３２の中心に位置する谷部１４２を画定する。

隆起部１４０及び谷部１４２は、拡大したヘッド３８ａが谷部１４２に係合してヘッドのプレートに対する側方の位置決めをするよう構成する。図１０から分かるように、ヘッド３８ａはプレート１３０に係合して、ドアと車体との間と相対移動を制限し、したがって、車体がドアの最大開放位置を画定するための止めをなすようにする。アーム１２ａに加わる力は、上述の実施形態のようにシュー７０ａによるよりも、プレート１３０によって反作用を受ける。

脇腹面３０ａ間における拡大ヘッド３８ａの構成により、シュー７０ａはカム２８ａの長手方向軸線の範囲にわたり移動することができ、従って、ドアチェックの全体長さを減少することができ、このことは、一般的に多くの他の機構、例えば、窓調節器下降ガラス及びオーディオスピーカを同一共通領域に収容する必要がある自動車ドア内に構成部材を取付けるのに必要な容積を減少する。

Claims (14)

1. 自動車用のドアチェックにおいて、
   a) 互いに背反する方向に指向する脇腹面に形成したカム面を有するチェック用のアームと、
   b) １対のトーションばねを有する単一エネルギー蓄積構成部材と、
   を備え、
   c) １対の前記トーションばねは、１対の取付けブラケットに支持され、
   d) １対の前記トーションばねは、一対のシューにより互いに連結されるとともに前記シューから互いに逆方向に延在し、
   e) 前記取付けブラケットは、前記トーションばねが前記取付けブラケットに対して回転運動できるようにする構成とし、
   前記単一エネルギー蓄積構成部材のシューが、前記チェック用のアームの脇腹面に対して係合するよう作用し、前記チェック用のアームと前記単一エネルギー蓄積構成部材との間における相対的な摺動を許容し、これにより前記シューの前記脇腹面に沿う移動により、前記シュー間の間隔を変動させ、したがって、トーションばねに蓄積されるエネルギーを変動させる、ドアチェック。
2. 請求項１記載のドアチェックにおいて、前記トーションばねそれぞれは、１対の脚部を有し、これら脚部は、前記シューの間隔変動によりねじり荷重を受ける、ドアチェック。
3. 請求項２記載のドアチェックにおいて、前記脚部から足部が延び、また前記シューを前記足部に連結した、ドアチェック。
4. 請求項１〜３のうちいずれか一項記載のドアチェックにおいて、前記カムには、前記脇腹面間の間隔が局部的に減少して、前記アームに沿う前記シューのチェック位置を生ずるようにした少なくとも１個の腰部を形成した、ドアチェック。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項記載のドアチェックにおいて、前記アームの一方の端部に拡大ヘッドを設け、前記アームと前記単一エネルギー蓄積構成部材との間における相対移動を制限するようにした、ドアチェック。
6. 請求項５記載のドアチェックにおいて、前記ヘッドは、前記シューに係合可能な衝合面を有し、また前記衝合面は、前記シューの側方移動を阻止する輪郭に形成した、ドアチェック。
7. 請求項６記載のドアチェックにおいて、前記シューは、それぞれ前記衝合面の対応する窪みに収容される鼻状部を有する、ドアチェック。
8. 請求項５記載のドアチェックにおいて、前記ヘッドは、前記シュー間を通過できる向きに指向させた、ドアチェック。
9. 請求項８記載のドアチェックにおいて、前記ヘッドは、前記アームから突出し、また前記脇腹面間に存在する、ドアチェック。
10. 請求項９記載のドアチェックにおいて、前記ヘッドは、前記アームの両側の側面から突出する、ドアチェック。
11. 請求項８〜１０のうちいずれか一項記載のドアチェックにおいて、前記アームに隣接する止めプレートを有し、また前記ヘッドは、前記止めプレートに係合するよう動作する、ドアチェック。
12. 請求項１１記載のドアチェックにおいて、前記止めプレートは、前記ヘッドを前記止めプレートに対して側方の位置決めをする形成部を有する、ドアチェック。
13. 請求項１〜１２のうちいずれか一項記載のドアチェックにおいて、前記取付けブラケットは、単一エネルギー蓄積構成部材を自動車ドア構体に構造的に取付け得る固定具と一緒に成形する、ドアチェック。
14. 請求項１３記載のドアチェックにおいて、前記アームの一方の端部には、前記単一エネルギー蓄積構成部材に取付けた前記止めプレートとの係合により、前記アームと前記単一エネルギー蓄積構成部材との相対位置を制限する拡大ヘッドを設けた、ドアチェック。
    

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