KR20110073422A - 패널 또는 도어의 이동을 위한 메커니즘을 구비한 자동차 - Google Patents

패널 또는 도어의 이동을 위한 메커니즘을 구비한 자동차 Download PDF

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KR20110073422A
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프란츠 빈더
쥐르겐 젠트너
프란츠 진제더
만프레드 쉰들러
크누트 마르트쉬
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아우디 아게
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Abstract

본 발명은 패널(3) 또는 도어(3)를 구비한 자동차에 관한 것으로서, 패널 또는 도어는, 적어도 하나의 에너지 저장 부재(1), 및 상기 적어도 하나의 에너지 저장 부재(1)에 의해 패널(3) 또는 도어(3)에 제공되는 토션 모멘트에 영향을 주기 위해, 상기 에너지 저장 부재와 연결된 수단(2, 4, 7, 8, 9, 10 또는 11)을 사용해서 폐쇄 위치로부터 중력에 대항해서 개방 위치로 이동될 수 있고, 패널 또는 도어(3)는 회전축(A)을 중심으로 회전 가능하게 지지되며, 토션 모멘트는 상기 영향을 주기 위한 수단(2, 4, 7, 8, 9, 10 또는 11)에 의해 패널(3) 또는 도어(3)의 개방 위치에 따라 영향을 받을 수 있다.

Description

패널 또는 도어의 이동을 위한 메커니즘을 구비한 자동차{MOTOR VEHICLE HAVING A MECHANISM FOR MOVING A PANEL OR DOOR}
본 발명은 패널 또는 도어의 이동을 위한 메커니즘을 구비한 자동차에 관한 것이며, 상기 패널 또는 도어는 특히 리어 리드(rear lid) 또는 시저스 도어로서 형성되고 폐쇄 위치로부터 중력에 대항해서 개방 위치로 이동될 수 있다.
이러한 메커니즘들은 자동차에서 사용자가 힘을 적게 들이면서 패널 또는 도어를 폐쇄 위치로부터 중력에 대항해서 개방 위치로 그리고 그 반대로 이동시키기 위해 사용된다.
자동차에서 대체로 무거운 패널 또는 도어의 이동을 지원하기 위해 스프링들, 바람직하게는 가스 스프링들이 사용될 수 있다는 것은 일반적으로 공지되어 있다. 그러나, 가스 스프링들은 제공 가능한 지지 모멘트가 주변 온도에 따라 변하는 단점을 갖는데, 그 이유는 가스 스프링 내부에서 작동 가스의 압력이 변하기 때문이다. 그 결과, 이러한 방식으로 스프링 부하를 받는 패널 또는 도어는 겨울에 개방하기 어렵고, 여름에는 폐쇄하기 어렵다. 또한, 패널 또는 도어의 이동을 위해 제공될 회전 모멘트가 해당 선회 위치에 따라 변한다. 예컨대 리어 리드에서, 회전 모멘트는 폐쇄 위치를 벗어난 후, 최대 회전 모멘트에 의해 주어지는 리어 리드의 수평 위치에 도달할 때까지 상승하는 한편, 리어 리드가 개방 위치의 방향으로 더 선회되면 작용 회전 모멘트가 감소한다. 일반적으로 선형 힘-거리 특성 곡선을 갖는 스프링 부재만이 제공되기 때문에, 패널 또는 도어의 곡선형 회전 모멘트 곡선이 충분히 보상될 수 없다.
DE 4104125 A1은 리어 리드를 가진 승용차를 개시하며, 상기 리어 리드는 2개의 힌지들을 통해 루프 레일(roof rail)에 연결된다. 이 경우, 2개의 힌지들 각각은 루프 레일의 족부(foot)와 결합되고 각각 하나의 토션바 스프링과 연결된다. 토션바 스프링은 각각 루프 레일의 족부로부터 대향하는 족부로 연장된다. 토션바 스프링들은 리어 리드의 개방을 지원한다. 즉, 리어 리드의 폐쇄 위치에서 토션바 스프링들이 예비 응력을 받으며, 상기 응력은 해제 후 리어 리드를 개방 위치로 이동시키기 위해 사용된다.
DE 3023950 A1은 선회 가능한 차체 부품, 예컨대 리어 리드의 중량 보상을 위해 사용되는 토션바 스프링의 예비 응력을 조절하기 위한 장치를 제시한다. 각각 단부 측의, 이동된 작동 부분이 리어 리드에 연결되며 이에 대향하는 지지 부분은 차체 측에 지지된다. 회전 모멘트 전달식으로 로드 부분들 중 하나의 로드 부분과 연결될 수 있는 래칫 휠, 및 차체 측에 고정될 수 있는 폴(pawl)을 포함하는 래칫 장치는, 토션바 스프링에 의해 제공되는 토션 모멘트의 정적 조정(static adaptation)을 가능하게 하고, 상기 토션 모멘트는 리어 리드의 개폐시 리어 리드의 회전 모멘트에 대항한다.
이러한 장치에 의해, 토션 모멘트가 적은 범위에서 정적으로 변할 수 있어서, 리어 리드의 작동시 상이한 지원이 가능하다. 그러나, 리어 리드의 거의 모든 개방 위치에서, 리어 리드의 실제 회전 모멘트와 토션바 스프링의 설정된 토션 모멘트 사이에 차이가 생기고, 이 차이는 전체 개방 경로에 걸쳐 원치 않는 큰 작동력을 필요로 한다.
본 발명의 과제는 비교적 컴팩트하고 강한 메커니즘에 의해 패널 또는 도어의 개폐를 위해 필요한 작동력을 가급적 작게 유지하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1항의 특징에 의해 해결된다.
자동차는 패널 또는 도어를 가지며, 상기 패널 또는 도어는, 적어도 하나의 에너지 저장 부재, 및 이 에너지 저장 부재와 결합되고 상기 적어도 하나의 에너지 저장 부재에 의해 패널 또는 도어에 제공되는 토션 모멘트에 영향을 주기 위한 수단을 사용해서, 폐쇄 위치로부터 중력에 대항해서 개방 위치로 이동될 수 있고, 패널 또는 도어는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 지지되며, 토션 모멘트는 상기 영향을 주기 위한 수단에 의해 패널 또는 도어의 개방 위치에 따라 영향을 받을 수 있다.
패널 또는 도어와는 달리, 상기 영향을 주기 위한 수단들은 바람직하게는 적어도 하나의 에너지 저장 부재로부터 패널 또는 도어로 또는 그 반대로의 힘 경로에 배치된다. 토션 모멘트에 영향을 주기 위한 수단으로 인해, 패널 또는 도어가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동할 때, 상기 수단에 의해 영향을 받지 않는 에너지 저장 부재가 선형으로 감소하는 토션 모멘트를 제공하는 상황이 저지될 수 있다. 이에 반해, 패널 또는 도어의 중량으로 인해 작용하는 회전 모멘트는 폐쇄 위치로부터 개방 위치로의 이동시 통상 먼저, 상기 패널 또는 도어가 실질적으로 수평 위치를 가질 때까지 증가한다. 패널 또는 도어의 이 위치에서, 패널 또는 도어로 인해 작용하는 회전 모멘트가 최대값을 갖는다. 패널 또는 도어의 중심은 선회 축에 대해 최대 간격을 갖는다. 패널 또는 도어가 더 선회되면, 패널 또는 도어로 인해 작용하는 회전 모멘트는 종점 위치에 도달할 때까지 다시 감소한다. 토션 모멘트에 영향을 주기 위한 수단에 의해, 바람직하게는 적어도 하나의 에너지 저장 부재로부터 패널 또는 도어로 전달되는 토션 모멘트와 상기 패널 또는 도어의 중량으로 인해 작용하는 역 모멘트 사이의 차이가 영향을 받을 수 있고, 바람직하게는 감소될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 영향을 주기 위한 수단들은 패널 또는 도어의 다수의 개방 위치에서, 바람직하게는 모든 개방 위치에서, 모멘트 평형이 이루어지도록 토션 모멘트에 영향을 준다. 이로 인해, 패널 또는 도어에 의해 제공되는 회전 모멘트의 최대값 자체가 적어도 하나의 에너지 저장 부재에 의해 보상될 수 있다. 동시에, 상기 최대값을 나타내는 패널 또는 도어의 개방 위치와는 다른 개방 위치에서, 더 적은 모멘트가 에너지 저장 부재로부터 패널 또는 도어로 전달됨으로써, 패널 또는 도어의 과도하게 신속한 개방이 저지된다.
패널 또는 도어의 선회를 위한 작동력들이 매우 작게 유지될 수 있고, 추가로 다수의 개방 위치 또는 모든 개방 위치에서 패널 또는 도어의 록킹이 보장된다. 다른 바람직한 실시예에서, 상기 영향을 주기 위한 수단은 패널 또는 도어의 2개의 서로 상이한 개방 위치에서 2개의 상이한 상태에 있다. 즉, 패널 또는 도어의 회전 모멘트가 최대값을 갖는 패널 또는 도어의 개방 위치에서는, 상기 영향을 주기 위한 수단에 의해 토션 모멘트가 제공되지 않으므로, 패널 또는 도어가 에너지 저장 부재의 토션 모멘트에 의해 부동(floating) 상태로 유지된다. 패널 또는 도어의 이러한 제 1 개방 위치와는 다른 제 2 개방 위치에서는, 상기 영향을 주기 위한 수단들은 제 2 상태에 놓이고, 상기 제 2 상태에서 적어도 하나의 에너지 저장 부재로부터 패널 또는 도어로 전달되는 토션 모멘트는 패널 또는 도어의 회전 모멘트가 적어도 매우 광범위하게 보상되도록 감소한다. 패널 또는 도어가 그 전체 선회 거리에서 부동 상태로 유지되면, 패널 또는 도어의 개폐를 위해, 패널 또는 도어의 관성 질량의 작용 및 마찰력을 극복하는 매우 작은 힘만이 제공되면 된다. 이러한 매우 작은 힘은 조작자 손의 힘에 의해 또는 매우 작은 출력을 가진 구동 모터에 의해 제공될 수 있다. 대안으로서 적어도 하나의 에너지 저장 부재에 의해, 패널 또는 도어에, 특히 전체 선회 거리에 걸쳐 균일하게 패널 또는 도어의 역 모멘트보다 약간 더 큰 토션 모멘트가 전달될 수 있다. 따라서, 예컨대 리모트 컨트롤 키에 의해 패널 또는 도어의 해제 후에 패널 또는 도어의 매우 쾌적한, 자동 개방이 가능해진다. 이 경우, 패널 또는 도어의 폐쇄를 위해서만 비교적 적은 손의 힘 또는 구동 모터의 힘이 제공되면 된다.
바람직한 실시예에서, 에너지 저장 부재들은 실질적으로 선형의 힘-거리 특성 곡선을 갖는다. 선형 힘-거리 특성 곡선을 갖는 에너지 저장 부재들, 예컨대 훅의 법칙(Hook's Law)에 따른 선형 특성 곡선을 가진 스프링 부재들은 다양한 실시예로 공지되어 있으므로, 적용예에 대한 특정 선택이 이루어질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 에너지 저장 부재들은 토션바 스프링들 또는 토션바 스프링 시스템으로서 형성되고, 토션바 스프링 시스템은 특히 바람직한 실시예에서 다수의 토션바로 이루어지며, 상기 토션바들은 서로 연결되는 토션바 스프링들의 유효 길이가 증가하도록 서로 연결된다. 바람직한 토션바 스프링들 또는 토션바 스프링 시스템은 특히 경제적이고, 강하며, 에너지 저장 부재의 컴팩트한 디자인을 가능하게 하므로, 이들은 자동차의 차체에 쉽게 통합될 수 있다. 다수의 토션바들이, 예컨대 평행하게 배치되며 구불구불한 형태로 서로 회전 불가능하게 연결됨으로써, 토션바 스프링 시스템은 특히 큰 유효 길이를 갖고 동시에 작은 조립 공간을 필요로 한다. 이 경우, 비교적 큰 횡단면을 가진 단일 토션바 스프링 대신에, 2개의 서로 결합된 토션바 스프링들을 포함하는 토션바 스프링 시스템이 패널 또는 도어의 힌지와 결합할 수 있다. 2개의 서로 결합된 토션바 스프링들은 각각 더 작은 횡단면을 갖는다. 2개 이상의 토션바 스프링들의 결합은, 예컨대 둥근 횡단면의 토션바 스프링들의 맞물림에 의해 또는 예컨대 플랫 바로서 형성된 토션바 스프링들의 다른 방식의 적합한 결합에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 2개의 서로 작동 가능하게 연결되는 토션바 스프링들의 결합을 위해 커플링 부재가 제공되고, 상기 커플링 부재에 의해 서로 결합되는 토션바 스프링들의 유효 길이가 변할 수 있는 것이 바람직하다. 서로 결합되는 토션바 스프링들의 유효 길이의 변화에 의해, 토션바 스프링들에 의해 패널 또는 도어에 제공되는 토션 모멘트의 변화가 가능해진다. 따라서, 패널 또는 도어에 추가의 부하가 주어지면, 예컨대 패널 또는 도어에 눈이 쌓이면, 서로 결합된 토션바 스프링들의 유효 길이가 커짐으로써, 변화된 경계 조건에 따라 패널 또는 도어의 개방이 조정된다.
바람직한 실시예에서, 토션바 스프링 또는 토션바 스프링 시스템은 승객실의 한정을 위해 제공되는 차체 부재 내에 통합된다. 이 경우, 상기 통합은 2개의 차체 부품 사이의 배치일 수 있고, 이러한 배치에 의해 2중 벽의 차체 부품이 제공되거나 또는 케이싱 부품과 차체 부품 사이의 배치가 제공된다. 본 발명에 의해, 상기 메커니즘이 거의 방해가 되지 않는 곳에 메커니즘을 장소 절감 방식으로 수용하는 것이 가능해진다. 승용차에서 승객실은 후방에서 해치백 또는 노치백으로 형성될 수 있는 후미에 의해 한정된다.
바람직한 실시예에서, 에너지 저장 부재에는 가변 암 길이를 갖는 레버가 회전 불가능하게 배치되고, 상기 레버의 자유로이 선회 가능한 단부가 커넥팅 로드 내에서 안내되며, 자유로이 선회 가능한 단부에는 추가로 하나의 스러스트 부재가 연결되고, 상기 스러스트 부재는 패널 또는 도어와 작동 가능하게 연결되며 이들에 의해 실질적으로 병진 운동할 수 있다. 에너지 저장 부재를 스러스트 부재와 결합하는 레버의 길이가 가변적이기 때문에, 선형 에너지 저장 부재의 힘 또는 회전 모멘트 곡선을 패널 또는 도어의 곡선형 회전 모멘트 곡선에 따라 조정할 수 있다. 이로 인해, 패널 또는 도어의 모든 위치에서 이들이 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 선회되는지 또는 반대로 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 선회되는지의 여부와 관계없이, 패널 또는도어의 회전 모멘트에 에너지 저장 부재의 상응하는 토션 모멘트가 대항한다. 이로 인해, 모든 위치에서 패널 또는 도어의 매우 작은 작동력 및 예컨대 록킹이 가능해진다. 예컨대 전기 기계식 액추에이터에 의한 에너지 저장 부재의 예비 응력의 변화에 의해, 토션 모멘트의 곡선이 패널 또는 도어의 회전 모멘트에 대해 평행하게 설정됨으로써, 패널 또는 도어가 저절로 폐쇄 또는 개방된다.
바람직한 실시예에서, 커넥팅 로드는 제 1의 긴 홀로서 형성되고, 상기 긴 홀 내에서, 레버의 자유로이 선회 가능한 단부에 배치된 핀이 안내된다. 제 1의 긴 홀로서 형성된 커넥팅 로드 내에 핀을 배치함으로써, 레버의 자유로이 선회 가능한 단부의 이동이 매우 작은 마찰력으로 이루어질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 핀은 레버에 형성된 제 2의 긴 홀 내에 이동 가능하게 지지되며, 상기 제 2의 긴 홀은 실질적으로 레버의 축 방향으로 연장된다. 이로 인해, 핀이 레버의 축 방향을 따라 제 2의 긴 홀 내에서 이동 가능하기 때문에, 레버 암 길이가 커넥팅 로드의 상응하는 실시예에 의해 패널 또는 도어의 개방 정도에 따라 변한다. 핀을 이동 가능하게 지지하는 것은 또한 마찰력을 감소시키는데, 그 이유는 핀이 커넥팅 로드 내에서 롤링(rolling)할 수 있기 때문이다.
바람직한 실시예에서, 제 1의 긴 홀은 축 방향으로 곡선으로, 바람직하게는 사인형으로 형성된다. 제 1의 긴 홀이 축 방향으로 곡선으로, 바람직하게는 사인형으로 형성됨으로써, 레버 암 길이는, 제 1의 긴 홀 내에서 핀의 안내에 의해 그리고 제 2의 긴 홀 내에서 핀의 축 방향 이동 가능성에 의해, 선회시 패널 또는 도어의 특정 회전 모멘트 곡선에 대항하는 소정 토션 모멘트 곡선이 주어지도록 조정될 수 있다. 또한, 패널 또는 도어의 회전 모멘트 곡선에 따라 원호형 또는 자유로이 형성된 긴 홀의 프로파일이 가능하다.
바람직한 실시예에서, 스러스트 부재는 회전축에 대해 오프셋되게 패널 또는 도어에 연결된다. 이로 인해, 회전축을 중심으로 선회 가능한 패널 또는 도어의 회전 운동이 매우 간단하게 스러스트 부재의 병진 운동으로 변환된다.
바람직한 실시예에서, 제 1 에너지 저장 부재 및 제 2 에너지 저장 부재에는 반대 작용 방향의 힘이 가해질 수 있어서, 에너지 저장 부재들은 상기 영향을 주기 위한 수단을 통해 패널 또는 도어와 작동 가능하게 연결되며, 상기 영향을 주기 위한 수단들은 커플링 부재들로서 형성되고, 상기 커플링 부재들은 회전축에 대해 오프셋되게 패널 또는 도어에 연결된다. 제 1 에너지 저장 부재 및 제 2 에너지 저장 부재들에 힘이 반대 작용 방향으로 가해질 수 있기 때문에, 패널 또는 도어의 회전축에 대해 오프셋되게 커플링 부재를 장착함으로써 패널 또는 도어의 해당 위치에 따라 상기 에너지 저장 부재들의 가변적인 충전, 바람직하게는 비동기식 충전이 이루어질 수 있다. 2개의 에너지 저장 부재의 상호 영향에 의해, 에너지 저장 부재들로부터의 토션 모멘트가 패널 또는 도어의 회전 모멘트에 대항한다. 커플링 부재에 의한 에너지 저장 부재와 패널 또는 도어의 결합은 특히 강한 구성을 갖는데, 그 이유는 단지 적은 수의 가동 부품들만이 지지되면 되기 때문이다.
바람직한 실시예에서, 커플링 부재들은 조인트 힌지로서 형성되고, 회전 불가능하게 에너지 저장 부재 상에 배치된다.
바람직한 실시예에서, 상기 영향을 주기 위한 수단은 적어도 하나의 토션바 스프링과 회전 불가능하게 연결된 전달 부재, 특히 편심기를 포함한다. 패널 또는 도어와 결합된 스러스트 부재가 제공됨으로써, 스러스트 부재에 의한 패널 또는 도어의 이동시 편심기가 이동된다. 편심기가 제공되면, 편심기는 그 회전 점이 적어도 하나의 토션바 스프링의 회전축과 일치하도록 토션바 스프링과 연결된다. 패널 또는 도어의 이동과 결합된 전달 부재, 특히 편심기의 이동에 의해, 적어도 하나의 토션바 스프링으로부터 패널 또는 도어로 전달되는 토션 모멘트는, 패널 또는 도어의 이동시 이들에 의해 제공되는 회전 모멘트에 따라 매우 정확하게 조정될 수 있다. 전달 부재는 적어도 하나의 토션바 스프링에 연결된 선회 암을 포함할 수 있고, 상기 선회 암은 패널 또는 도어의 이동에 의해 회전 운동을 하는 본체, 즉 패널 또는 도어와 회전 불가능하게 연결된 본체에 의해 선회된다.
적어도 하나의 선회 암의 선회에 의해, 적어도 하나의 토션바 스프링의 예비 응력이 변화된다. 이 경우, 예컨대 캠 디스크로서 형성된 본체의 회전 운동이 적어도 하나의 토션바 스프링의, 그 종축을 중심으로 하는 회전 운동으로 변환되기 때문에, 예비 응력의 변화시 마찰 손실이 매우 적다.
바람직한 실시예에서, 상기 영향을 주기 위한 수단은 패널 또는 도어와 회전 불가능하게 연결된 캠 디스크, 및 스러스트 부재와 연결된 전달 부재를 포함하고, 상기 전달 부재는 패널 또는 도어가 개방 위치로 이동할 때 캠 디스크에 의해 이동된다. 이 경우, 간단히 실시되는 기계적 커플링에 의해, 스러스트 부재의 병진 운동이 편심기의 회전 운동으로 변환된다. 바람직한 실시예에서, 상기 영향을 주기 위한 수단은 패널 또는 도어와 회전 불가능하게 연결된 캠 디스크, 및 스러스트 부재와 연결된 전달 부재를 포함하고, 상기 전달 부재는 패널 또는 도어가 개방 위치로 이동할 때 캠 디스크에 의해 이동된다. 이 경우, 전달 부재는 캠 디스크의 외측 에지 상에서 롤링할 수 있거나 또는 캠 디스크의 외측 에지를 따라 슬라이딩한다. 패널 또는 도어가 개방 위치로 이동하면, 이 경우 적어도 하나의 토션바 스프링과의 기계적 커플링에 의해, 토션바 스프링으로부터 패널 또는 도어로 전달되는 모멘트를 패널 또는 도어에 의해 제공되는 모멘트에 따라 강제 제어식으로, 특히 고장 안전식(fail-safe)으로 정확하게 조정하게 된다.
바람직한 실시예에서, 캠 디스크의 외측 에지와 그 중심점 사이의 간격은 가변적이다. 특히 캠 디스크의 외측 에지의 사인형 곡선은, 토션바 스프링에 의해 제공되는 토션 모멘트에 영향을 줌으로써 패널 또는 도어에 의해 제공되는 회전 모멘트를 패널 또는 도어의 전체 개방 경로에 걸쳐 매우 광범위하게 그리고 균일하게 보상하는 데 특히 효과적인 것으로 나타났다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 토션바 스프링에 의해 선회 암이 이동 가능하고, 상기 선회 암은 패널 또는 도어의 이동시 패널 또는 도어와 미끄럼 접촉한다. 미끄럼 접촉은 이 경우 롤러, 볼, 슬라이딩 블록 등에 의해 제공될 수 있다. 이로 인해, 토션바 스프링에 의해 제공되는 모멘트가 패널 또는 도어로 특히 손실 없이 전달될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 토션바 스프링은 자동차에 대해 규정된 자동차 횡축에 대해 경사지게 또는 만곡되어 연장되도록 배치될 수 있다. 그럼에도, 적어도 하나의 토션바 스프링에 의해 패널 또는 도어에 제공되는 모멘트가 자동차 횡축에 대해 평행하게, 따라서 패널 또는 도어의 선회 방향으로 이 패널 또는 도어로 전달될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 토션바 스프링은 자동차에 대해 규정된 자동차 횡축의 방향에서 패널의 폭보다 짧다. 단일 토션바 스프핑의 길이 또는 서로 결합된 다수의 토션바 스프링들의 길이는 패널에 배치된 힌지로부터 (자동차 횡축 방향으로 볼 때) 자동차의 중심까지 연장되도록 설정될 수 있다. 특히 리어 리드를 이동시키기 위해 루프 내부에 또는 루프 크로스 캐리어 내부에 적어도 하나의 토션바 스프링을 배치할 때 이것이 바람직한데, 그 이유는 적어도 하나의 토션바 스프링이 매우 간단히 통상 곡률을 갖는 루프 크로스 캐리어 또는 루프의 내부에 배치될 수 있기 때문이다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 토션바 스프링은 만곡되어 있고 적어도 하나의 지지 베어링 내에 지지된다. 루프 크로스 캐리어 또는 루프 내부에 배치된 토션바 스프링은 자동차의 일측면으로부터 자동차 횡축 방향으로 자동차의 다른 측면까지 연장될 수 있고, 이 경우, 크로스 캐리어 또는 루프의 곡률을 따르며, 예컨대 중앙에서 지지 베어링 내에 지지된다. 이로 인해, 비교적 긴 토션바 스프링들은 소정 차체 부재 내에 양호하게 통합될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 토션바 스프링은 차체 부재의 횡방향 강성을 높이기 위해 적어도 하나의 하우징에 의해 둘러싸인다. 이 경우, 바람직하게는 적어도 하나의 하우징이 차체 부재, 예컨대 크로스 캐리어의 전체 횡 방향 강성에 기여한다. 하우징은 2개의 절반 쉘들로 형성될 수 있고, 상기 쉘 내에 특히 베어링 슬리브에 의해 둘러싸인 적어도 하나의 토션바 스프링이 수용된다. 추가로, 하우징은 특히 비드(bead) 또는 그와 같은 보강 부재를 가진 지지 부재, 예컨대 지지판에 의해 보강될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 패널은 리어 리드 또는 트렁크 커버이고, 상기 영향을 주기 위한 수단들은 리어 리드 또는 트렁크 커버의 외측 에지 영역에 대칭으로 연결된다. 상기 영향을 주기 위한 수단을 패널의 적어도 하나의 외측 에지 영역에 대칭으로 연결함으로써, 메커니즘을 눈에 띄지 않게 장착할 때 리어 리드가 매우 양호하게 지원되는데, 그 이유는 패널 또는 도어의 회전 모멘트가 관련 에너지 저장 부재들을 가진 2개의 대칭 메커니즘들로 분할되기 때문이다. 본 발명에 의해, 특히 자동차 횡축에 대해 수직으로(전형적으로 선회 축에 대해 수직으로) 적어도 1.15 m, 바람직하게는 적어도 1.20 m, 특히 바람직하게는 적어도 1.25 m의 길이, 매우 특히 바람직하게는 적어도 1.30 m의 길이를 가진 패널을 사용하는 것이 가능해진다. 이는 자동차 구조에 새로운 가능성들을 연다. 즉, 이 가능성들은 미학적인 이유 또는 공기 역학적 이유로 자동차의 다른 외관을 제공할 수 있다.
패널이 리어 리드이면, 적어도 하나의 토션바 스프링을 루프 크로스 캐리어 내에 통합하는 것이 특히 바람직하다. 이 경우, 루프 크로스 캐리어는 부분적으로 승객실의 루프를 형성할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 토션바 스프링은 거의 방해가 되지 않으며 최적의 힘을 리어 리드로 전달할 수 있는 지점에서 그리고 최적의 힘을 리어 리드로 전달할 수 있는 위치 설정으로 수용된다. 이에 반해, 패널이 트렁크 커버이면, 적어도 하나의 토션바 스프링을 거의 방해 없이 수용하기 위해 리어 윈도우(rear window) 하부에 배치된 크로스 캐리어가 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 도어는 시저스 도어 또는 버터플라이 도어이다. 시저스 도어들은 자동차의 차체 컬럼에 장착되고 실질적으로 수직의 선회 운동에 의해 승객을 위한 자동차의 출입구를 개방한다. 버터플라이 도어들은 수직 선회 운동에 추가해서 측 방향 운동을 하며 경우에 따라 자동차의 루프의 일부를 개방하고, 이는 승객이 자동차를 탈 때 장점을 제공한다.
전술한 적어도 하나의 토션바 스프링에 의해, 패널 또는 도어의 전체 개방 경로에 걸쳐 조작자 손의 힘에 의해 매우 쉽게 제공되는 매우 적은 모멘트만이 패널 또는 도어의 개방을 위해 제공되도록, 패널 또는 도어의 특별한 길이 및 중량으로 인해 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 작용하는 회전 모멘트를 보상하는 것이 가능해진다. 상기 매우 적은 모멘트의 제공을 위해, 매우 약한 모터, 예컨대 압전 모터가 제공된다. 이러한 매우 약한 모터는, 패널 또는 도어와 인접한 차체 부품 사이의 물체 또는 신체 부위가 끼는 경우, 매우 간단한 방식으로 상기 끼임으로 인해 외부의 힘이 검출되면 즉시 모터의 구동력이 신속하게 감소될 수 있도록 한다.
본 발명에 따라, 비교적 컴팩트하고 강한 메커니즘에 의해 패널 또는 도어의 개폐를 위해 필요한 작동력을 가급적 작게 유지하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차가 제공된다.
본 발명의 다른 세부 사항, 특징 및 장점은 이하의 바람직한 실시예의 설명에 제시된다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 토션바 스프링 시스템의 제 1 실시예.
도 2는 대안적 에너지 저장 부재를 구비한 제 1 실시예.
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 토션바 스프링 시스템의 제 2 실시예.
도 4는 토션바 스프링 시스템의 제 3 실시예를 구비한, 본 발명에 따라 자동차의 리어 리드의 개방을 지원하기 위한 토션바 스프링 시스템.
도 5는 도 4에 따른 토션바 스프링 시스템의 확대도.
도 6은 도 4에 따른 토션바 스프링 시스템의 중간 단면의 사시도.
도 7은 자동차의 루프 크로스 캐리어 내에 통합된, 도 4에 따른 토션바 스프링 시스템의 중간 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 자동차의 리어 리드의 개방을 지원하기 위한 토션바 스프링 시스템의 제 4 실시예.
도 9는 리어 리드의 폐쇄 위치에서의 도 8에 따른 토션바 스프링 시스템의 측면도.
도 10은 리어 리드의 제 1 개방 위치에서의 도 8에 따른 토션바 스프링 시스템의 측면도.
도 11은 리어 리드의 제 2 개방 위치에서의 도 8에 따른 토션바 스프링 시스템의 측면도.
도 12는 본 발명에 따른 자동차용 토션바 스프링 시스템의 제 5 실시예의 사시도.
도 13은 도 12에 따른 토션바 스프링 시스템의 일부의 평면도.
도 14는 본 발명에 따른 자동차용 토션바 스프링 시스템의 제 6 실시예.
도 15는 본 발명에 따른 자동차용 토션바 스프링 시스템의 제 7 실시예.
도 1에 따른 패널(3) 또는 도어(3)는 폐쇄 위치로부터 중력에 대항해서 개방 위치로 이동될 수 있으며, 패널(3) 또는 도어(3)는 패널(3) 또는 도어(3)의 에지 영역(5)에 배치된 힌지 레버(6)를 가지며, 상기 힌지 레버는 회전축(A)을 중심으로 회전 가능하게 지지됨으로써, 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 그리고 그 반대로 패널(3) 또는 도어(3)의 선회 운동을 가능하게 한다. 도 1에는 힌지 레버(6)의 3개의 상이한 선회 위치가 도시된다. 회전축(A)에 대해 오프셋되게 스러스트 부재(2c)가 힌지 레버(6) 상에 배치됨으로써, 패널(3) 또는 도어(3)의 선회 운동이 스러스트 부재(2c)의 병진 운동으로 변환될 수 있다. 또한, 토션바 스프링 시스템(1) 형태의 에너지 저장 부재가 제공되고, 상기 토션바 스프링 시스템의 한 단부는 고정되며 다른 단부는 레버(2a)와 회전 불가능하게 연결된다. 토션바 스프링 시스템(1)은 다수의 평행한 토션바들로 이루어지고, 상기 토션 바들의 단부들은 개별 토션 바의 유효 길이가 연장됨으로써 소정 스프링 특성 곡선이 얻어질 수 있도록 서로 연결된다. 레버(2a)의 자유로이 선회 가능한 단부는 제 2의 긴 홀(2e)을 가지며, 상기 긴 홀은 레버(2a)의 축 방향으로 연장되고 핀(2d)을 축 방향으로 이동 가능하게 지지한다. 핀(2d)은 또한 제 1의 긴 홀(2b)로서 형성된 커넥팅 로드 내에서 안내되는데, 제 1의 긴 홀(2b)은 고정 장착된 캐리어 플레이트(2f)에 형성된다. 제 1의 긴 홀(2b)은 핀(2d)이 먼저 제 1의 긴 홀(2b)의 축 방향으로만 이동할 수 있도록 설계된다. 스러스트 부재(2c)는 핀(2d)에 연결되어, 패널(3) 또는 도어(3)의 이동을 레버(2a)로 전달하고, 상기 레버는 다시 토션바 스프링 시스템(1)에 상응하게 토션을 가한다. 제 1의 긴 홀(2b)은 축 방향으로 곡선의 프로파일, 특히 사인형 프로파일을 가지므로, 제 1의 긴 홀(2b)의 통과시 제 2의 긴 홀(2e) 내에서 핀(2d)의 운동과 관련해서, 패널(3) 또는 도어(3)에 의해 제공된 회전 모멘트에 토션바 스프링 시스템(1)으로부터 나온 반대 방향의 토션 모멘트가 대항함으로써, 모든 임의의 위치에서 패널(3) 또는 도어(3)가 평형 상태를 유지하도록, 레버(2a)의 유효 길이가 계속 조정된다. 패널(3) 또는 도어(3)가 리어 리드이면, 상응하는 토션바 스프링 시스템(1) 및 영향을 주기 위한 수단(2)이 바람직하게 대칭으로 자동차에 배치됨으로써, 패널(3) 또는 도어(3)의 각각의 외부 에지 영역(5)에 작용한다.
도 2에 따르면, 패널(3) 또는 도어(3)가 폐쇄 위치로부터 중력에 대항에서 개방 위치로 이동될 수 있고, 패널 또는 도어(3)는 패널(3) 또는 도어(3)의 에지 영역(5)에 배치된 힌지 레버(6)를 가지며, 상기 힌지 레버는 회전축(A)을 중심으로 회전 가능하게 지지됨으로써, 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 그리고 그 반대로 패널(3) 또는 도어(3)의 선회 운동을 가능하게 한다. 회전축(A)에 대해 오프셋되게 스러스트 부재(2c)가 힌지 레버(6)에 배치됨으로써, 패널(3) 또는 도어(3)의 선회 운동이 스러스트 부재(2c)의 병진 운동으로 변환될 수 있다. 또한, 나선 스프링 시스템 형태의 에너지 저장 부재(1)가 제공되고, 상기 나선 스프링 시스템의 한 단부는 고정되며, 다른 단부는 풀리(2g)를 통해 안내되는 견인 로프에 의해 레버(2a)와 연결된다. 풀리(2g)는 레버(2a)의 일부로서 형성될 수 있고, 레버(2a)의 회전 운동을 견인 로프의 병진 운동으로 바꾸기 위해 사용된다. 나선 스프링 시스템(1)은 바람직하게는 다수의 평행한 나선 스프링들로 이루어지고, 상기 나선 스프링들은 하나의 공통 지지판을 통해 견인 로프와 연결됨으로써, 가능한 작은 조립 공간을 필요로 하는 소정 스프링 특성 곡선이 얻어질 수 있다. 레버(2a)의 자유로이 선회 가능한 단부는 제 2의 긴 홀(2e)을 가지며, 상기 긴 홀(2e)은 레버(2a)의 축 방향으로 연장되고 핀(2d)을 축 방향으로 이동 가능하게 지지한다. 핀(2d)은 또한 제 1의 긴 홀(2b)로서 형성된 커넥팅 로드 내에서 안내되고, 제 1의 긴 홀(2b)은 고정 장착된 캐리어 플레이트(2f)에 형성된다. 제 1의 긴 홀(2b)은 핀(2d)이먼저 제 1의 긴 홀(2b)의 축 방향으로만 이동할 수 있도록 설계된다. 스러스트 부재(2c)는 핀(2d)에 연결되고, 패널(3) 또는 도어(3)의 이동을 레버(2a)로 전달한다. 상기 레버(2a)는 다시 나선 스프링 시스템(1)에 상응하게 토션을 가한다. 제 1의 긴 홀(2b)은 축 방향으로 곡선의 프로파일, 특히 사인형 프로파일을 가지므로, 제 1의 긴 홀(2b)의 통과시 제 2의 긴 홀(2e) 내에서 핀(2d)의 운동과 관련해서, 패널(3) 또는 도어(3)에 의해 제공된 회전 모멘트에 풀리(2g)와 협동하는 나선 스프링 시스템(1)으로부터 나온 반대 방향의 토션 모멘트가 대항함으로써, 모든 임의의 위치에서 패널(3) 또는 도어(3)가 평형 상태를 유지하도록, 레버(2a)의 유효 길이가 계속 조정된다. 패널(3) 또는 도어(3)가 리어 리드이면, 상응하는 나선 스프링 시스템(1) 및 영향을 주기 위한 수단(2)이 바람직하게 대칭으로 자동차에 배치됨으로써, 패널(3) 또는 도어(3)의 각각의 외부 에지 영역(5)에 작용한다.
도 3에 따르면, 패널(3) 또는 도어(3)가 폐쇄 위치로부터 중력에 대항에서 개방 위치로 이동될 수 있고, 패널 또는 도어(3)는 패널(3) 또는 도어(3)의 에지 영역(5)에 배치된 힌지 레버(6)를 가지며, 상기 힌지 레버는 회전축(A)을 중심으로 회전 가능하게 베어링 블록 내에 지지됨으로써, 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 그리고 그 반대로 패널(3) 또는 도어(3)의 선회 운동을 가능하게 한다. 회전축(A)에 대해 오프셋되어 대향하는 커플링 부재들(4a 및 4b)이 배치되고, 상기 커플링 부재들은 바람직하게 2 부재의 조인트 힌지로서 형성된다. 상기 커플링 부재들(4a 및 4b)은 각각 바람직하게는 토션바 스프링 또는 토션바 스프링 시스템으로서 형성되는 에너지 저장 부재(1a 및 1b)에 연결된다. 커플링 부재들(4a 및 4b)이 회전축(A)에 대해 오프셋되어 대향하도록 힌지 레버(6)에 연결됨으로써, 패널(3) 또는 도어(3)의 운동은, 힌지 레버(6)에 대한 커플링 부재들(4a 및 4b)의 작용점과 상응하는 제 1 토션바 스프링(1a) 또는 제 2 토션바 스프링(1b)의 작용점 사이의 유효 수직 간격을 변화시키고, 따라서 이들은 반대 작용 방향으로 상이한 크기의 힘을 받고 토션을 받는다. 이로 인해, 패널(3) 또는 도어(3)의 모든 위치에서 패널(3) 또는 도어(3)에 의해 제공된 회전 모멘트에 대해 제 1 토션바 스프링(1a) 및 제 2 토션바 스프링(1b)에 의해 제공된 토션 모멘트가 반작용함으로써, 패널(3) 또는 도어(3)가 평형 상태로 유지된다. 패널(3) 또는 도어(3)가 리어 리드이면, 상응하는 토션바 스프링 시스템(1) 및 영향을 주기 위한 수단(4)이 바람직하게 대칭으로 자동차에 배치됨으로써, 패널(3) 또는 도어(3)의 각각의 외부 에지 영역(5)에 작용한다.
도 4는 자동차의 리어 리드의 개방을 지원하기 위해 토션바 스프링 시스템(1)으로서 형성된 에너지 저장 부재를 도시한다. 토션바 스프링 시스템(1)은 우측 힌지 레버 및 좌측 힌지 레버를 통해 도 4에 도시되지 않은 리어 리드에 작용하고, 리어 리드는 도 5에 도시된 회전축(A)을 중심으로 선회 가능하다. 토션바 스프링 시스템(1)은 자동차 횡축(y)에 대해 평행하고 자동차 종축(x)에 대해 수직인 종방향을 갖는다. 회전축(A)도 자동차 횡축(y)에 대해 평행하다.
도 5에 나타나는 바와 같이, 토션바 스프링 시스템(1)은 4개의 개별 토션바 스프링들(16)을 포함하고, 상기 토션바 스프링들은 하우징(18)에 의해 둘러싸인다. 4개의 토션바 스프링들(16) 중 각각 2개의 토션바 스프링들은 선회 암(20)의 운동을 위해 사용되며, 상기 선회 암은 롤러(22)를 통해 힌지 레버(6)에 작용한다. 예비 응력 하에 있는 토션바 스프링들(16)은 리어 리드의 해제 후에 선회 암(20)의 선회를 일으키고, 롤러들(22)은 힌지 레버(6)의 카운터 베어링 상에서 롤링한다. 힌지 레버(6)에 작용하는 2개의 토션바 스프링들(16)은 하우징(18)의 에지 영역에서 맞물림에 의해 서로 결합된다. 하우징(18)의 에지 영역은 도 5에 도시되지 않은, 대향하는 힌지 레버(6)에 인접하게 배치된다. 선회 암(20)에 토션 모멘트를 전달하는 토션바 스프링(16)의 유효 길이는 개별 토션바 스프링(16)의 길이의 2배이다. 리어 리드의 이동시 힌지 레버(6)에 토션 모멘트를 제공하는 다른 2개의 토션바 스프링들(16)은 마찬가지로 하우징(18)의 에지 영역에서 기어(24)에 의해 서로 맞물린다. 대향하는 힌지 레버(6)에 할당된 토션바 스프링들(16)을 서로 결합하는, 여기에 도시되지 않은 기어들은, 유사한 방식으로 토션바 스프링 시스템(1)에 제공된다.
도 6 및 도 7에서는 4개의 토션바 스프링들(16)이 자동차 횡축(y)과 관련해서 자동차의 중앙에서 지지 베어링(26) 내에 지지된다. 지지 베어링(26)은 4개의 관통 홀들을 가지며, 상기 홀들을 통해 토션바 스프링들(16)이 안내된다. 이 경우, 지지 베어링(26)의 영역 내에 4개의 토션바 스프링들(16) 중 3개의 토션바 스프링들이 하나의 평면에 배치되고, 상기 4개의 토션바 스프링들(16) 중 하나의 토션바 스프링은 상기 평면 하부에 있다. 토션바 스프링 시스템(1)은 자동차의 루프 크로스 캐리어(28) 내에 통합된다. 루프 크로스 캐리어(28)는 상부 부분(30) 및 이 상부 부분과 연결된 하부 부분(32)을 포함한다. 하우징(18)의 조립 플랜지들은 상부 부분(30) 및 하부 부분(32)과 연결된다. 도 7은 자동차 종축(x)의 방향으로 볼 때 루프 크로스 캐리어(28)에 후방이 연결되는 리어 리드(3)를 도시한다.
도 8은 대안적 토션바 스프링 시스템(1)을 개략적으로 도시하며, 상기 토션바 스프링 시스템(1)은 구불구불한 형태로 휘어진 토션바 스프링(16)을 포함하고, 상기 토션바 스프링의 6개의 서로 평행한 부분들은 5개의 아치형 영역에 의해 서로 연결된다. 토션바 스프링(16)의 전방 부분(16a) 및 이것에 대해 평행한 후방 부분(16b)은 각각 하나의 고정 베어링(50) 내에 고정되지만 회전 운동 가능하게 지지된다. 토션바 스프링(16)은 예비 응력을 받기 때문에, 후방 부분(16b)을 통해 토션 모멘트가 리어 리드(3)에 제공된다. 토션바 스프링(16)에 의해 리어 리드(3)에 제공되는 토션 모멘트에 영향을 주기 위한 수단들은 여기서 전방 부분(16a)과 회전 불가능하게 연결된 편심기(52)를 포함하고, 상기 편심기(52)는 스러스트 부재(54)에 의해 리어 리드(3)와 기계식으로 결합된다. 스러스트 부재(54)는 긴 홀(56)을 가지며, 상기 긴 홀을 통해 토션바 스프링(16)의 후방 부분(16b)이 안내된다. 스러스트 부재(54)는 고정 베어링(50) 내에 고정된 토션바 스프링(16)의 후방 부분(16b)에 대해 자동차 종축(x)의 방향으로 이동 가능하다. 스러스트 부재(54)의 상응하는 운동 방향은 도 8에서 운동 화살표(58)로 표시된다. 스러스트 부재(54)는 전달 부재(60)와 연결되며, 상기 전달 부재(60)는 리어 리드(3)의 이동시 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 그리고 그 반대로 이동된다. 전달 부재(60)는 롤러(62)를 포함하고, 롤러(62)는 리어 리드(3)의 선회시 리어 리드(3)와 회전 불가능하게 연결된 캠 디스크(64) 상에서 롤링한다.
도 9는 도 8에 따른 토션바 스프링 시스템(1)을 도시하고, 리어 리드(3)는 폐쇄 위치에 있다. 이 경우, 긴 홀(56)은 후방 부분(16b)의 중심축과 관련해서 비교적 멀리 자동차 종축(x)을 따라 전방 부분(16a)의 방향으로 이동된다. 따라서, 편심기(52)는 전방 부분(16a)의 중심축에 대해 전방 부분(16a)의 방향으로, 편심기(52)에 의해 토션바 스프링(16)의 예비 응력이 감소하도록 이동된다. 편심기(52)는 리어 리드(3)의 폐쇄 위치에서 토션바 스프링(16)에 의해 리어 리드(3)로 전달되는 모멘트에 대한 역 모멘트를 제공한다.
도 10은 26°의 개방 각에서 52°의 개방 각만큼 개방 가능한 리어 리드(3)를 도시한다. 상기 개방 각에서, 리어 리드(3)에 의해 제공되는 모멘트는 최대인데, 그 이유는 선회력이 최대로 리어 리드(3)의 선회점에 작용하기 때문이다. 자동차의 수직축(z) 방향에서 도 9에 도시된 롤러(62)의 위치에 비해 변하지 않는 롤러(62)는 캠 디스크(64)에 의해 자동차 종축(x) 방향으로 후방 부분(16b)으로부터 최대로 멀리 이동된다. 따라서, 긴 홀(56) 및 이것과 함께 스러스트 부재(54)가 토션바 스프링(16)의 후방 부분(16b)에 대해 자동차 종축(x) 방향에서 전방으로 특히 멀리 이동된다. 편심기(52)는 리어 리드의 이 위치에서 토션바 스프링(16)에 의해 리어 리드(3)로 전달되는 모멘트에 대한 역 모멘트를 제공하지 않는다. 도 10에서 스러스트 부재(54)는 또한 스러스트 부재(54)의 길이를 변화시킬 수 있는 조절 장치(66)를 포함한다. 이로 인해, 토션바 스프링(16)의 예비 응력이 특정 리어 리드(3)에 따라 조정될 수 있다.
도 11은 리어 리드(3)가 도 9에 도시된 위치에 비해 52°만큼 선회된 개방 위치에 있는 리어 리드(3)를 도시한다. 도 9와 관련해서 설명된, 토션바 스프링(16)에 의해 제공되는 토션 모멘트에 영향을 주기 위한 수단(8)의 작동 방식과 유사하게 롤러(62)가 캠 디스크(64) 상에서 롤링하는데, 그 이유는 캠 디스크(64)가 자동차 수직축(z)의 방향에서 상부로 선회되기 때문이다. 이와 달리, 롤러(62)는 자동차 수직축(z)의 방향으로 변하지 않는 위치를 갖는다. 리어 리드(3)의 이 위치에서, 토션바 스프링(16)에 의해 제공되는 토션 모멘트가 편심기(52)에 의해 감소한다. 리어 리드(3)와 관련해서 대칭인 캠 디스크(64)의 외측 에지는 사인형 윤곽선을 형성한다.
도 12는 도 8과 관련해서 설명된 토션바 스프링 시스템(1)의 작동 방식에 상응하는 작동 방식을 갖는 다른 토션바 스프링 시스템(1)을 도시한다. 그러나, 도 12에 따른 토션바 스프링 시스템(1)에서는 각각의 힌지 레버에 8개의 서로 평행한 토션바 스프링들(16)이 제공된다. 8개의 서로 평행한 토션바 스프링들(16)의 개별 토션바 스프링의 길이는 토션바 스프링 시스템(1)의 각각 하나의 토션바 스프링이 자동차 횡축(y)의 방향으로 자동차의 중심까지 연장되도록 설계된다. 각각 2개의 인접한 토션바 스프링들(16)의 단부들은 커플링 부재(72)에 의해 서로 연결된다. 캠 디스크(64)와 회전 불가능하게 연결된 토션바 스프링(16)은 선회 암(74)의 운동을 위해 설계되며, 상기 선회 암은 리어 리드의 운동시 리어 리드와 미끄럼 접촉한다. 이를 위해, 선회 암(74)에 슬라이딩 블록(76)이 배치된다.
도 13은 도 12에 따른 토션바 스프링 시스템(1)의 일부를 평면도로 도시한 것이다. 여기서는, 커플링 부재들(72)이 홀딩 로드(78)에 의해 홀딩부(80)에 연결되는 것이 나타난다. 홀딩 로드들(78)에 의해 커플링 부재들(72)이 자동차 수직 방향(z)으로 운동하지 않게 된다. 홀딩부(80) 내에는 또한 편심기(52)의 베어링, 캠 디스크(64)와 회전 불가능하게 연결된 토션바 스프링(16), 스러스트 부재(54) 및 선회 암(74)이 제공된다.
도 14는 기능적으로 도 12와 관련해서 설명된 토션바 스프링 시스템(1)에 상응하는 다른 토션바 스프링 시스템(1)을 도시한다. 긴 홀(56)을 가진 단일 스러스트 부재(84)는 만곡된 형태로 형성되고 자동차의 루프 크로스 캐리어 내에 매우 양호하게 통합될 수 있다. 루프 크로스 캐리어 내에서 자동차 차체는 리어 리드(3)를 향해 경사를 이룬다. 또한, 도 14에 따른 토션바 스프링 시스템(1)에서 토션바 스프링(16)과 연결된 힌지 레버(6)가 도시된다. 토션바 스프링(16)에는 또한 캠 디스크(64)가 회전 불가능하게 배치된다.
도 15에 따르면, 다른 토션바 시스템(1)은 스러스트 부재(54, 84) 대신에 체인 호이스트(90)를 갖는다. 상기 체인 호이스트(90)에 의해 캠 디스크(64) 상에서 롤러(62)의 롤링에 후속해서 상이한 크기의 장력이 편심기(52)에 가해질 수 있어서, 서로 결합된 토션바 스프링들(16)의 예비 응력이 감소할 수 있다.
리어 리드(3)는 여기서 회전축(A)에 대해 수직으로 1.30 내지 1.40 m의 길이를 갖는다. 이러한 비교적 길고 비교적 무거운(최대 40 kg의 중량) 리어 리드(3)를 폐쇄 위치로부터 중력에 대항해서 개방 위치로 이동시키기 위해, 토션바 스프링 시스템(1)에 의해 200 Nm 보다 큰 크기의 토션 모멘트가 제공될 수 있다. 자동차가 평지에 있지 않고 경사도 또는 기울기를 갖는 도로에 있는 경우에도, 전술한 토션바 스프링 시스템(1)에 의해, 특히 길고 무거운 리어 리드(3)가 그 전체 개방 경로에 걸쳐 평형 상태로 유지될 수 있다. 토션바 스프링 시스템(1)은 이것에 의해 리어 리드(3)에 제공되는 토션 모멘트가 리어 리드(3)에 의해 선회될 때 제공되는 모멘트를 매우 정확하게 트래킹하는 것을 가능하게 한다.
A 회전축 x 자동차 종축
y 자동차 횡축 z 자동차 수직축
1 에너지 저장 부재 1a 제 1 에너지 저장 부재
1b 제 2 에너지 저장 부재
2, 4, 7, 8, 9, 10, 11 영향을 주기 위한 수단
2a 레버 2b 커넥팅 로드/제 1의 긴 홀
2c 스러스트 부재 2d 핀
2e 제 2의 긴 홀 2f 캐리어 플레이트
2g 풀리 3 패널/도어
4a 커플링 부재 4b 커플링 부재
5 에지 영역 6 힌지 레버
16 토션바 스프링 16a 전방 부분
16b 후방 부분 18 하우징
20 선회 암 22 롤러
24 기어 26 지지 베어링
28 루프 크로스 캐리어 30 상부 부분
32 하부 부분 50 고정 베어링
52 편심기 54 스러스트 부재
56 긴 홀 58 운동 프로파일
60 전달 부재 62 롤러
64 캠 디스크 66 조절 장치
72 커플링 부재 74 선회 암
76 슬라이딩 블록 78 홀딩 로드
80 홀딩부 84 스러스트 부재
90 체인 호이스트

Claims (22)

  1. 패널(3) 또는 도어(3)를 구비한 자동차로서, 상기 패널 또는 도어는, 적어도 하나의 에너지 저장 부재(1), 및 이 에너지 저장 부재와 결합되고 상기 적어도 하나의 에너지 저장 부재(1)에 의해 상기 패널(3) 또는 도어(3)에 제공되는 토션 모멘트에 영향을 주기 위한 수단들(2, 4, 7, 8, 9, 10, 11)을 사용해서 폐쇄 위치로부터 중력에 대항해서 개방 위치로 이동될 수 있고, 상기 패널(3) 또는 도어(3)는 회전축(A)을 중심으로 회전 가능하게 지지되는, 패널 또는 도어를 구비한 자동차에 있어서,
    상기 토션 모멘트는 상기 영향을 주기 위한 수단들(2, 4, 7, 8, 9, 10, 11)에 의해 상기 패널(3) 또는 도어(3)의 개방 위치에 따라 영향을 받을 수 있는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 영향을 주기 위한 수단들(2, 4, 7, 8, 9, 10, 11)은 상기 패널(3) 또는 도어(3)의 다수의 개방 위치에서 모멘트 평형이 이루어지도록 상기 토션 모멘트에 영향을 주는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 에너지 저장 부재들(1)이 실질적으로 선형의 힘-거리 특성 곡선을 갖는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 저장 부재들(1)은 토션바 스프링들(16) 또는 토션바 스프링 시스템으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 토션바 스프링 시스템(1)은 다수의 토션바들(16)로 이루어지고, 상기 토션바들은 서로 연결된 토션바 스프링들(16)의 유효 길이가 커지도록 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 토션바 스프링(16) 또는 상기 토션바 스프링 시스템(1)은 승객실의 한정을 위해 제공되는 차체 부재(28) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 저장 부재(1)에 가변 암 길이를 갖는 레버(2a)가 회전 불가능하게 배치되고, 상기 레버의 자유로이 선회 가능한 단부가 커넥팅 로드(2b) 내에서 안내되며, 상기 자유로이 선회 가능한 단부에 추가로 스러스트 부재(2c)가 연결되고, 상기 스러스트 부재(2c)는 상기 패널(3) 또는 도어(3)와 작동 가능하게 연결되며 상기 패널(3) 또는 도어(3)에 의해 실질적으로 병진 운동 가능한 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 커넥팅 로드(2b)는 제 1의 긴 홀로서 형성되고, 상기 제 1의 긴 홀 내에서, 상기 레버(2a)의 상기 자유로이 선회 가능한 단부에 배치된 핀(2d)이 안내되고, 상기 제 1의 긴 홀(2b)은 축 방향으로 곡선으로, 바람직하게는 사인형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 핀(2d)은 상기 레버(2a) 내에 형성된 제 2의 긴 홀(2e) 내에서 이동 가능하게 지지되며, 상기 제 2의 긴 홀(2e)은 실질적으로 상기 레버(2a)의 축 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  10. 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1의 긴 홀(2b)은 축 방향으로 곡선으로, 바람직하게는 사인형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  11. 제 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스러스트 부재(2c)는 상기 회전축(A)에 대해 오프셋되게 상기 패널(3) 또는 도어(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  12. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 에너지 저장 부재(1a) 및 제 2 에너지 저장 부재(1b)에는 반대 작용 방향의 힘들이 제공될 수 있고, 상기 에너지 저장 부재들(1a, 1b)은 상기 영향을 주기 위한 수단(4)을 통해 상기 패널(3) 또는 도어(3)와 작동 가능하게 연결되며, 상기 영향을 주기 위한 수단(4)은 커플링 부재들(4a, 4b)로서 형성되고, 상기 커플링 부재들은 상기 회전축(A)에 대해 오프셋되게 상기 패널(3) 또는 상기 도어(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 커플링 부재들(4a, 4b)은 조인트 힌지로서 형성되고, 상기 에너지 저장 부재들(1a, 1b)에 회전 불가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  14. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영향을 주기 위한 수단(8)은 적어도 하나의 토션바 스프링(16)과 회전 불가능하게 연결된 전달 부재, 특히 편심기(52)를 포함하고, 상기 패널(3) 또는 도어(3)와 결합된 스러스트 부재(54)가 제공됨으로써, 상기 편심기(52)는 상기 패널(3) 또는 도어(3)의 운동시 상기 스러스트 부재(54)에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 영향을 주기 위한 수단(8)은, 상기 패널(3) 또는 도어(3)와 회전 불가능하게 연결된 캠 디스크(64) 및 상기 스러스트 부재(54)와 연결된 전달 부재(60)를 포함하고, 상기 전달 부재는 상기 패널(3) 또는 도어(3)가 개방 위치로 이동할 때 상기 캠 디스크(64)에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 캠 디스크(64)의 외측 에지와 그 중심점 사이의 간격이 가변적인 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  17. 제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 토션바 스프링(16)에 의해 선회 암(20, 74)이 이동할 수 있고, 상기 선회 암은 상기 패널(3) 또는 도어(3)의 이동시 상기 패널 또는 도어와 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  18. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 토션바 스프링(16)은 자동차에 대해 규정된 자동차 횡축(y)의 방향으로 상기 패널(3)의 폭보다 짧은 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 토션바 스프링(16)은 만곡되고 적어도 하나의 지지 베어링(26) 내에 지지되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 토션바 스프링(16)은 상기 차체 부재(28)의 횡방향 강성을 높이기 위해 적어도 하나의 하우징(18)에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  21. 제 1항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패널(3)은 리어 리드 또는 트렁크 커버이고, 상기 영향을 주기 위한 수단들(2, 4, 7, 8, 9, 10, 11)이 상기 리어 리드(3) 또는 상기 트렁크 커버의 외측 에지 영역(5)에 대칭으로 연결되는 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
  22. 제 1항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도어(3)는 시저스 도어 또는 버터플라이 도어인 것을 특징으로 하는 패널 또는 도어를 구비한 자동차.
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