JP2009209540A - 乗り物用ドアのヒンジ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量かつ安価な構成でドアの開度固定を多段階に設定可能な乗り物用ドアのヒンジ構造を提供する。
【解決手段】 ドア本体のヒンジ部に回転軸受として弾性を有するゴムブッシュ９を介装し、このゴムブッシュ９の外周面に、周方向に沿って複数の第１山部９ｃを形成し、ゴムブッシュ９の外周面と摺接する回動部材１０の内周面に、周方向に沿って第１山部９ｃと嵌合する複数の第２谷部１０ａを形成した。
【選択図】 図６

Description

本発明は、乗り物用ドアのヒンジ構造に関する。

特許文献１には、軽量化を目的とし、ドアを開方向に付勢する手段としてねじりコイルバネを用いた技術が開示されている。
特開２００６−２８１９４１号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、ねじりコイルバネによりドアが開方向に付勢されているものの、ドアの開度固定を多段階に設定できないという問題があった。また、ねじりコイルバネの付勢力はドアの開度が大きいほど弱くなるため、ドアの全開状態の維持が不安定となり、乗降時の利便性を損なう。一方、ドア開度を多段階に設定可能な別機構を設けた場合、重量増およびコストアップを招く。

本発明の目的は、軽量かつ安価な構成でドアの開度固定を多段階に設定可能な乗り物用ドアのヒンジ構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、ヒンジ部に回転軸受として弾性を有するブッシュを介装し、このブッシュの摺動面に、周方向に沿って複数の凸部を形成し、ドア開閉時にブッシュの摺動面と摺接する部材の摺動面に、周方向に沿って凸部と嵌合する複数の凹部を形成した。

よって、本発明では、両摺動面の凸部と凹部との嵌合により、軽量かつ安価なブッシュを用いた簡単な構成でドアの開度固定を多段階に設定できる。

以下、本発明の乗り物用ドアのヒンジ構造を実現する最良の形態を、図面に基づき説明する。

まず、実施例１の乗り物用ドアのヒンジ構造を適用した電気自動車１の構成を説明する。図１，図２は実施例１の電気自動車１の側面図、図３，４は実施例１の電気自動車１の斜視図であって、図１および図３はドアの全閉状態を示し、図２および図４はドアの全開状態を示す図である。なお、図１ないし図４では、説明の簡略化のために、車体フレーム部分と車輪のみを記載している。

実施例１の電気自動車１は、１人または２人乗りの小型電気自動車あって、車体の軽量化を図るためにフレームをアルミニウム系部材で形成している。
この電気自動車１には、車体２に設けられた乗降口３からの出入りを規制するドア本体４が設けられている。このドア本体４は丸棒状のアルミニウム系部材で形成され、ドア本体４が全閉状態にあって、ドア本体４は、車体側面５の上下前後方向の平面に対して、車幅外方向に平行に移動した平面状に設けられている。

つまり、ドア本体４を挟んで上下方向は車内と車外とは連通しており、ドア本体４はドライバの転落防止のために十分な強度を有するように形成されている。ドア本体４は前方一端が上下方向に回動可能に支持され、ドライバの降車時には、図２および図４示すようにドア本体４を車体側面５に沿って上方に回動させ、ドライバの乗降スペースを確保する。この構造により、ドア本体４の重量を軽減して車両の軽量化を図ると共に、ドア本体４の下方は車内と車外とが連通しているので、ドア本体４の回動量は小さくできる。

車体側面５には、後述する支軸部８が固定されたベースプレート７が設けられる。このベースプレート７は、一枚のアルミニウム合金を曲げ加工して形成されている。ベースプレート７には、ドア本体４を回動自由に支持するヒンジ部６が取り付けられている。

ベースプレート７には、支軸部８の斜め上方にドアストッパ１７が形成される。このドアストッパ１７は図２および図４に示すように、ドア開状態のドア本体４の回転角度を規制している。ドア本体４はドア開状態のときには、ドア閉状態位置から約60度上方に回動する。

ドア閉状態では、ドア本体４のヒンジ部６側に対して反対側の端部が、車体側に設けられた略Ｕ字状のストッパ１８に係止されている。このストッパ１８は、最低限、走行振動や事故等でドア本体４が開かないような保持力に設定しているが、ドア本体４を開く際には、ドア本体４をストッパ１８の保持力に抗して回転させることで、比較的簡単にドア本体４とストッパ１８との係合を解除できる。

次に、ヒンジ部６の構成を説明する。図５はヒンジ部６の構成を示す分解斜視図、図６はヒンジ部６の断面図である。
支軸部８は、ベースプレート７を貫通し、ベースプレート７に溶接されている。
この支軸部８は、例えば、アルミ押し出し成形により円筒状に形成され、その外周には、周方向に沿って等間隔に４つの嵌合凹部８ａが設けられている。また、内周には、周方向等間隔に４つのボス部８ｂが設けられている。これらボス部には、ねじ穴８ｃが形成されている。

支軸部８の外周には、弾性を有するゴムブッシュ９が、例えば焼き付けにより固着されている。このゴムブッシュ９は、例えば、ゴム押し出し成形により円筒状に形成されている。ゴムブッシュ９の内周には、支軸部８の外周に設けられた凹部８ａと嵌合し、ゴムブッシュ９と支軸部８との相対回転を規制する４つの嵌合凸部９ａが設けられている。

ゴムブッシュ９の外周面は、周方向に沿って第１谷部９ｂと第１山部（凸部）９ｃとが等間隔で交互に連続する波形状に形成されている。第１谷部９ｂおよび第１山部９ｃの数は16であり、隣接する第１山部９ｃ，９ｃ同士が成す角度θは、22.5度に設定されている。
ゴムブッシュ９には、第１山部９ｃと周方向同一位置であって、第１山部９ｃよりも径方向内側の位置に押し付け力調整用孔９ｄが形成されている。この押し付け力調整用孔９ｄは、第２谷部１０ａに対する第１山部９ｃの圧着力を調整するものである。

ゴムブッシュ９は、ドア本体４の先端に設けられた回動部材１０の内周に圧入されている。回動部材１０は、例えば、アルミ押し出し成形により略円筒状に形成され、ドア本体４と溶接により固定されている。回動部材１０の内周面は、周方向に沿って第２谷部（凹部）１０ａと第２山部１０ｂとが等間隔で交互に連続する波形状に形成されている。第２谷部１０ａおよび第２山部１０ｂの数は、第１谷部９ｂおよび第１山部９ｃと同様に、16である。

ゴムブッシュ９の第１山部９ｃの外径は、回動部材１０の第２谷部１０ａの内径よりも大径に設定されているため、ゴムブッシュ９と回動部材１０とが相対回転する際、第１山部９ｃは常に回動部材１０の内周と圧接した状態となる。以下、この圧接力を、第２谷部１０ａに対する第１山部９ｃの押し付け力という。

ゴムブッシュ９の第１谷部９ｂの外径は、回動部材１０の第２山部１０ｂの内径よりも小径に設定されているため、ゴムブッシュ９と回動部材１０とが相対回転する際、第１谷部９ｂと第２山部１０ｂとの間には常に隙間が形成されている。

支軸部８の先端には、抑え板１１が取り付けられている。この抑え板１１は、ゴムブッシュ９および回動部材１０の脱落を防止するもので、回動部材１０よりも大径の円盤状に形成されている。抑え板１１は、ボルト１２とねじ穴８ｃとの螺合により支軸部８に固定されている。
なお、ヒンジ部６は、図外のカバーで覆われている。

次に、実施例１の作用効果を説明する。
ゴムブッシュ９の第１山部９ｃが回動部材１０の第２谷部１０ａと嵌合しているとき、各第２谷部１０ａに対する第１山部９ｃの押し付け力よりゴムブッシュ９と回動部材１０との相対回転を規制する力が作用する。この力の合計値（以下、保持トルクという。）により、ドア本体４の自重による回転トルクに抗してドア本体４の開度を維持できる。そして、第１山部９ｃと第２谷部１０ａとの嵌合位置は22.5度毎に設定されているため、乗員はドア本体４の開度を多段階で選択できる。

ドア本体４の自重による回転トルクは、ドア本体４が地面と平行な状態、すなわちドア全閉状態で最大となる。したがって、ドア全閉状態での回転トルクよりも大きな保持トルクが得られるよう、各第２谷部１０ａに対する第１山部９ｃの押し付け力を設定することにより、いずれのドア開度でもドア本体４の開度固定が可能となる。
なお、保持トルクを大きくし過ぎると、ドア開閉時のフリクションが過大となって乗員に操作負担を強いるため、保持トルクはドア全閉状態での回転トルクよりも僅かに大きな値に設定する。

ここで、各押し付け力は、事前に両者の形状、数、ゴム硬度により適宜設定可能である。例えば、第１山部９ｃの外径を第２谷部１０ａの内径よりも長くするほど押し付け力を大きくできる。第１山部９ｃおよび第２谷部１０ａの数を増やすほど押し付け力を大きくできる。また、ゴム硬度を高めるほど押し付け力を大きくできる。

さらに、実施例１では、上記３つの方法に加え、ゴムブッシュ９に形成する押し付け力調整用孔９ｄの形状を適宜設定することで、押し付け力を調整している。例えば、ドア本体４の重量が増加した場合、凹凸形状または第１山部９ｃの数の増加による対応では、ゴムブッシュ９および回動部材１０を成形する型を作成しなければならないため、コストアップを伴う。また、ゴム硬度の変更による対応では、原料の再調合を行う必要がある。これに対し、押し付け力調整用孔９ｄの孔径変更では、ゴムブッシュ９の押し出し成形時に行うことで、押し出し成形用の中子型のみの設計変更で済むため、上記３つの方法と比較してコストを抑えることができる。

乗員がドア本体４を回転させたとき、第１山部９ｃの接触位置は、回動部材１０の第２谷部１０ａ→第２山部１０ｂ→隣の第２谷部１０ａへと移行する。このとき、第１山部９ｃの押し付け力は、第２山部１０ｂの頂部に到達するまで徐々に増加し、その後減少する。このときの押し付け力の減少は、第１山部９ｃを次に第２谷部１０ａへと移動させる引き込み力として作用するため、ドア本体４の角度を第１山部９ｃが第２谷部１０ａと嵌合する角度に維持しやすく、節度感のある操作性が得られる。

上記特許文献１には、ドアのヒンジ部にドアを開方向に付勢するねじりコイルバネを設けることで乗員がドアを開ける際の操作負担軽減を図る技術が開示されているが、ねじりコイルバネではドアの開度固定を多段階に設定できない。また、ねじりコイルバネの付勢力はドアの開度が大きいほど弱くなるため、ドアの全開状態の維持が不安定となり、乗降時の利便性を損なう。一方、ドア開度を多段階に設定可能な別機構を設けた場合、重量増およびコストアップを招く。

これに対し、実施例１では、ヒンジ部６に回転軸受としてゴム製のゴムブッシュ９を介装し、このゴムブッシュ９の外周面に、周方向に沿って複数の第１山部９ｃを形成し、ゴムブッシュ９の外周面と摺接する回動部材１０の内周面に、周方向に沿って第１山部９ｃと嵌合する複数の第２谷部１０ａを形成した。

ゴムブッシュ９および回動部材１０は、共に押し出し成形にて簡単に加工でき、型費も安価であるため、製造コストが低く抑えられる。また、ゴムブッシュ９および回動部材１０は、ヒンジ機構を構成する必須の部品であるため、ドア開度を多段階に設定可能な別部品の追加による重量増が抑えられる。これにより、軽量かつ安価な構成でドア本体４の開度固定を多段階に設定できる。

実施例１では、ゴムブッシュ９の外周面を、周方向に沿って第１山部９ｃと第１谷部９ｂとが交互に連続する波形状とし、回動部材１０の内周面を、周方向に沿って第２山部１０ｂと第２谷部１０ａとが交互に連続する波形状とした。これにより、ドア開閉時の操作反力が滑らかに変化するため、良好な操作感が得られる。また、回動部材１０の内周面を波形状としたことで、第１山部９ｃを第２谷部１０ａに維持するディテントとして機能し、節度感のある操作性が得られる。

ゴムブッシュ９の第１山部９ｃと周方向同一位置であって、第１山部９ｃよりも径方向内側の位置には、第１山部９ｃが第２谷部１０ａを押圧する押し付け力を調整する押し付け力調整用孔９ｄを形成したため、第１山部９ｃの押し付け力の調整を簡単かつ安価に行うことができる。また、ゴムブッシュ９の軽量化にも寄与できる。

ヒンジ部６を１人または２人乗りの超小型自動車である電気自動車１に適用した。実施例１のような１または２人乗りの超小型電気自動車では、低出力な小型の電気モータを用いることができ、かつ、少ないバッテリで長距離走行することが可能である。このような電気自動車１に実施例１のヒンジ部６を適用し、車両重量の軽量化を図ることによって、モータの更なる小型化とバッテリの小型化とが可能となり、製造コストを抑えることができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

例えば、実施例１では、ブッシュを支軸部側に固定し、ブッシュと回動部材とを摺接させる構成としたが、ブッシュを回動部材側に固定し、ブッシュと支軸部とを摺接させる構成としてもよい。また、ドア側に支軸部を設け、車体側に回動部材を設けてもよい。

実施例１では、本発明の乗り物用ドアのヒンジ構造を、電気自動車に適用した例を示したが、本発明は、１人または２人乗りの超小型自動車に適用可能であり、駆動源はエンジン等の内燃機関でもよい。また、遊園地施設等における各種乗り物の乗降口に設けられる安全バー等にも適用でき、実施例１と同様の作用効果が得られる。
また、ブッシュの凸部の数を回動部材の凹部よりも少ない数としてもよい。

実施例１では、凸部（第１山部）と凹部（第２谷部）とを16個ずつ設けることで隣接する凸部同士が成す角度θを22.5度に設定したが、凸部と凹部の数は保持トルクに応じて適宜設定する。
ブッシュは弾性を有していればよく、例えば、合成樹脂により成形してもよい。

実施例１の電気自動車１におけるドア閉状態の側面図である。 実施例１の電気自動車１におけるドア開状態の側面図である。 実施例１の電気自動車１におけるドア閉状態の斜視図である。 実施例１の電気自動車１におけるドア開状態の斜視図である。 実施例１のヒンジ部６の構成を示す分解斜視図である。 実施例１のヒンジ部６の断面図である。

符号の説明

１ 電気自動車
２ 車体
３ 乗降口
４ ドア本体
５ 車体側面
６ ヒンジ部
７ ベースプレート
８ 支軸部
８ａ 嵌合凹部
８ｂ ボス部
８ｃ ねじ穴
９ ブッシュ
９ａ 嵌合凸部
９ｃ 山部
９ｂ 第１谷部
９ｃ 第１山部（凸部）
９ｄ 押し付け力調整用孔
１０ 回動部材
１０ａ 第２谷部（凹部）
１０ｂ 第２山部
１１ 抑え板
１２ ボルト
１７ ドアストッパ
１８ ストッパ

Claims (4)

1. 乗り物の乗降口に上下方向回動自在に取り付けられた乗り物用ドアのヒンジ構造において、
   ヒンジ部に回転軸受として弾性を有するブッシュを介装し、
   このブッシュの摺動面に、周方向に沿って複数の凸部を形成し、
   ドア開閉時に前記ブッシュの摺動面と摺接する部材の摺動面に、周方向に沿って前記凸部と嵌合する複数の凹部を形成したことを特徴とする乗り物用ドアのヒンジ構造。
2. 請求項１に記載の乗り物用ドアのヒンジ構造において、
   前記両摺動面を、周方向に沿って山部と谷部とが交互に連続する波形状としたことを特徴とする乗り物用ドアのヒンジ構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の乗り物用ドアのヒンジ構造において、
   前記ブッシュの凸部と周方向同一位置に、前記凸部が前記凹部を押圧する押し付け力を調整する押し付け力調整用孔を形成したことを特徴とする乗り物用ドアのヒンジ構造。
4. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の乗り物用ドアのヒンジ構造において、
   前記乗り物は超小型自動車であることを特徴とする乗り物用ドアのヒンジ構造。

Images