JP6011611B2 - 開閉体の開閉補助装置 - Google Patents
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Description
また、この構成によれば、接触子に対するダンパステーの弾性力の作用する方向が上向きから下向きに切り替わった場合であれ、接触子がストッパに係合することにより、接触子の下方への移動が規制される。このため、接触子がカムから離間すること、ひいては案内部材から抜け落ちることが抑制される。
以下、開閉体の開閉補助装置の第1の実施の形態を図1〜図10に基づいて説明する。
図1に示すように、車体11(第2部材)の後部には、バックドア12(第1部材)が設けられている。バックドア12は車体11の上部に設定された支点13を中心として上下方向へ回転可能である。支点13は、車幅方向に沿って水平に延びる回転軸線に相当する。車体11とバックドア12との間には、バックドア12の開閉に要する操作力を補助する左右一対(片側のみ図示)の開閉補助装置14が設けられている。各開閉補助装置14は、ダンパステー15およびスライド機構16を備えている。
つぎに、スライド機構16について説明する。
つぎに、カム面43の形状について説明する。カム面43の形状は、バックドア12を回転させるために必要とされるモーメントM(操作力)を、所望の操作特性とする観点に基づき設定される。ここでは、所望の操作特性として、バックドア12を開閉するために必要とされる操作力を零に近づける観点で説明する。以下の説明では、適宜図2を参照する。
ただし、「Mg」はバックドア12の自重によるモーメント、「Ma」はダンパステー15の弾性力によるアシストモーメント、「Mc」はカム22の反力Fcによるアシストモーメントである。すべてバックドア12に働く力である。
ただし、「Fg」はバックドア12の自重、「m」はバックドア12の質量、「g」は重力加速度、「l」はバックドア12の重心と支点13との間の距離である。
アシストモーメントMaは、次式(D)で表される。
ただし、Faはダンパステー15の弾性力のバックドア12に対する開方向成分、すなわちバックドア12を開方向へ移動させた際の円弧状軌跡に対する接線方向に作用する力である。Laは支点13とダンパステー15のドア側連結点である第1の端部15aとの距離(アシストモーメントMaの腕の長さ)である。
ただし、Lcは、モーメントの腕の長さ、すなわちカム22の回転中心である支点13と、カム面43におけるロッド21との接触点Pとの間の距離である(図3参照)。なお、図2および図3では、便宜上、カム22の扇形の中心と支点13とを一致させている。また、Fはロッド21のカム面43に対する押圧力であり、押圧力Fは、ダンパステー15の弾性力に基づいて決定される。さらに、図4に示されるように、θcはカム22の接触角、ρは摩擦角(カム22とロッド21との間に生じる摩擦により決まる係数)である。なお、接触角θcは、カム面43におけるロッド21との接触点Pにおける接線と、ロッド21に対してダンパステー15の弾性力に基づく押圧力Fが作用する方向に直交する直線とがなす角度である。
つぎに、スライド機構16の具体的な構成を説明する。
本例では所望の操作特性として、図8に示される操作特性が得られるように、長孔42の形状を設定することもできる。なお、同図の横軸はバックドア12の開度θ、縦軸はバックドア12を操作するために必要とされる操作力を示す。また、バックドア12の開度θが0°〜θ2である開け始めの領域を第1の開度領域A1、バックドア12の開度θがθ2〜θ4である中間領域を第2の開度領域A2、バックドア12の開度θがθ4〜θmaxである開け終わりの領域を第3の開度領域A3として区分する。
つぎに、前述のように構成した開閉補助装置の動作を説明する。なお、バックドア12に対する操作力は、ユーザによって、支点13と反対側に位置するバックドア12の端部に印加される。
バックドア12を全閉位置から全開位置に移動させる場合、バックドア12には、2つのアシストモーメントMa,Mcが作用する。すなわち、バックドア12を開けるために必要とされるユーザによる操作力は、2つのアシストモーメントMa,Mcによりそれぞれ補助される。
全開位置に至ったバックドア12は、2つのアシストモーメントMa,Mcにより当該全開位置に保持される。バックドア12が全開位置にある場合、ピストンロッド18の伸長量は最大となる。ピストンロッド18の伸長量が増大するほど、シリンダ17に内蔵された圧縮コイルばねの弾性力は減少する。この減少するダンパステー15によるアシストモーメントMaがカム22によるアシストモーメントMcにより補われる。開度θが第3の開度領域A3であるときには、ひときわ大きなカム反力によるアシストモーメントMcがバックドア12に印加される。このため、バックドア12を好適に全開位置に保持することが可能である。
全開位置のバックドア12を閉める場合、開閉補助装置14はバックドア12を開けるときと逆に動作する。
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
つぎに、本発明の第2の実施の形態を説明する。なお、第1の実施の形態と同様の部材については同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
ただし、「Fa」はダンパステー15の弾性力によって、バックドア12の端部に作用する荷重、「Fc」はカム22の反力によってバックドア12の端部に作用する荷重、「Fg」はバックドア12の自重によってバックドア12の端部に作用する荷重である。
つぎに、カム面24の形状について説明する。図12の線図に示されるように、車体11の前後方向における座標を横軸に、車体11の上下方向における座標を縦軸とする。また、支点13を中心としてバックドア12を全閉位置と全開位置との間で一定の開度θずつ移動させたときのバックドア12の移動軌跡を複数の線分Tで、ダンパステー15の移動軌跡を複数の線分Sでそれぞれ示す。各線分T,Sの各交点P0〜P10は、ダンパステー15のドア側連結点である第1の端部15aの移動軌跡である。同図に示されるように、各交点P0〜P10を滑らかに結ぶことにより得られる第1の端部15aの移動軌跡は円弧状をなす。ただし、バックドア12の全閉位置における開度θを開度θ0としたとき、開度θ0〜開度θ3の範囲における第1の端部15aの軌跡半径は、開度θ3〜開度θ10の範囲における第1の端部15aの軌跡半径よりも少し大きい。
したがって、本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、バックドア12の開度θに応じてダンパステー15のドア側連結点である第1の端部15aをスライド移動させる。当該スライド移動を通じてカム反力によるモーメントの腕の長さが調整されることにより、バックドア12の自重モーメントMgと開閉補助装置14によるアシストモーメントMa,Mcとを釣り合わせることができる。したがって、バックドア12のすべての開度θにおいて、バックドア12を開閉させる際に必要とされる操作力を軽減することが可能である。
つぎに、開閉体の開閉補助装置の第3の実施の形態を説明する。
つぎに、カム52について説明する。
つぎに、前述のように構成した開閉補助装置の動作を説明する。ここでは、バックドア12の状態を全閉状態から全開状態へ移行させる場合について説明する。
したがって、本実施の形態によれば、第1の実施の形態の(1)〜(6),(8),(9)に加え、以下の効果を得ることができる。
なお、前記各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
Claims (5)
- 開閉体の取付け対象に設けられた支点を中心として回転する開閉体の開閉に要する操作力を補助する、開閉体の開閉補助装置であって、
前記取付け対象と前記開閉体との間に設けられるように構成され、前記操作力を補助するための弾性力を発揮するダンパステーと、
前記支点の近傍において、前記開閉体及び前記取付け対象の一方である第1部材に固定されるように構成されたカムと、
前記開閉体及び前記取付け対象の他方である第2部材に設けられるように構成され、前記開閉体の回転中心軸線に対して交わる方向へスライド移動可能な接触子と、を備え、
前記ダンパステーは、前記第1部材に対して回転可能に連結される第1の端部と、前記接触子に対して回転可能に連結される第2の端部とを有するとともに、前記接触子を前記弾性力によって前記カムに押し付けた状態に維持し、
前記接触子を介して印加される前記弾性力に基づき前記カムに発生するモーメントが、前記開閉体を回転させるために必要とされるモーメントを前記開閉体に要求される操作特性に応じたものとするべく発生するように、前記カムの形状が設定され、
前記開閉体は前記支点を中心として重力に沿った上下方向へ回転するように構成され、前記接触子は前記開閉体の回転に連動して同開閉体の回転中心軸線の延びる方向に対して交わる上下方向へスライド移動するように構成され、前記ダンパステーは前記開閉体の上方向へ向けた開動作に伴い前記接触子に対するダンパステーの弾性力の作用する方向が上向きから下向きへと切り替わるように構成され、
前記開閉補助装置は、前記第2部材に設けられるとともに前記接触子が挿通されて当該接触子の上下方向へのスライド移動を案内する案内部材を備え、
前記接触子と前記案内部材との間、または前記接触子と前記取付け対象あるいは前記開閉体との間には、接触子に対する前記ダンパステーの弾性力の作用する方向が上向きから下向きへ切り替わることにより下方へ移動しようとする接触子に係合するストッパが設けられる、開閉体の開閉補助装置。 - 請求項1に記載の開閉体の開閉補助装置において、
前記開閉体は前記支点を中心として重力に沿った上下方向へ回転するように構成され、
前記弾性力に基づき前記開閉体に発生するモーメントと、前記弾性力に基づき前記カムに発生するモーメントとの合計が、前記開閉体の自重によるモーメントと釣り合うように、前記カムの形状が設定される、開閉体の開閉補助装置。 - 請求項1または請求項2に記載の開閉体の開閉補助装置において、
前記カムの形状の設定を通じて、前記カムの回転中心軸線と前記接触子が押し付けられるカム面との間の距離であるカム径が、前記カム面の部分ごとに異なったものとされている、開閉体の開閉補助装置。 - 請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の開閉体の開閉補助装置において、
前記ストッパは、前記接触子の移動方向に沿った下方において当該接触子に対向して設けられていて、
前記開閉体の開動作に伴い前記接触子に対する前記ダンパステーの弾性力の作用する方向が上向きから下向きへ切り替わるタイミングに近づくにつれて接触子が前記ストッパに近接するように、前記カムの形状が設定されている、開閉体の開閉補助装置。 - 請求項4に記載の開閉体の開閉補助装置において、
前記接触子と前記ストッパとの間には、緩衝部材が介在されている、開閉体の開閉補助装置。
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