JP2021113039A - Door hinge structure for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、小型でシンプルな構造でありながら車両衝突時の対衝撃強度を高める車両用のコンパクトなドアヒンジ構造に関する。 The present invention relates to a compact door hinge structure for a vehicle, which has a compact and simple structure but enhances the impact strength at the time of a vehicle collision.
図6は、従来技術で知られた一般的な車両用ドアヒンジ構造の一例を示している。同図においてドアヒンジ構造50は、図示しない車両ボデーのピラー側に固定されるヒンジ要素であるフィメール51と、ドアボデーD側に固定されるヒンジ要素であるメール52と、両要素51、52を図の一点鎖線で示すように回動可能に連結するヒンジピン53とから構成されている。図示の例では、ドア開閉時の摺動抵抗を軽減させ、異音の発生を防ぐ目的で両金具51、52に設けられた貫通孔に嵌装され、ヒンジピン53が貫通する一対の軸受部材であるブッシュ54が用いられている。通常はこのようなドアヒンジ50が、1つのドアボデーDに対して同軸で一対配置されている。
FIG. 6 shows an example of a general vehicle door hinge structure known in the prior art. In the figure, the
ドアヒンジ50は、車両側での固定部となるピラー(もしくは車両ボデー)に対してドアボデーDを回動可能に支持することに加えて、重要な機能として車両衝突時においてその衝撃荷重に耐えてドアボデーDをピラー側に強固に保持し、車体に加わる衝撃荷重を確実、速やかに車体からドアボデーDへ伝達させて車体損傷を最小限に留めるという機能が要求されている。一般に車両用のドアヒンジは重要保安部品に指定されており、昨今の安全に対する認識の高まりから変形、破壊に対するより高い強度が要求されるようになってきている。なお本明細書では、車両の前進方向を前方、その逆を後方、左右方向は特記ない限り前進方向に対する左右、上下方向は車両の上下方向をそれぞれ意味している。通常、車両のドアは安全対策上後開きとなるため、図6では車両の前方斜めから見た状態を示しているが、以下に示す各ドアヒンジ構造は、これとは逆に前開き式のドアであっても同様に適用可能である。
The
図6に示す従来技術によるドアヒンジ50の衝突時を想定した応力解析をしてみると、フィメール51側の強度が相対的に不足していることが分かる。中でも、図のフランジ部51aと後部ボルト取付け部51bの近傍に顕著な応力集中が現れ、実験によってもフランジ部51bが座屈し、ボルト取付け部51bの後部が変形することが確認される。これは、フィメール51のボルト取付部51bからヒンジピン53の中心までの距離である「ヒンジセンター高さ」が構造上不可避の要素として所定量必要となり、フィメール51からの衝撃がメール52に最初に伝達される際のヒンジピン53に加わる反動が、ヒンジセンター高さ分のアーム長になってレバーのようにフィメール51の後方から作用し、これによってボルト取付部51bを支点としてフィメール51を図の後方からめくり上げるように変形させる力が加わることが要因となっている。衝突時におけるかかる事態はドア開扉や脱落等の安全上致命的な事態ともなり得るため、ドアヒンジ50の強化、特にはこれら変形する部位の弱点強化が要求されている。
When the stress analysis assuming the collision of the
しかしながら、加工上の制約、並びにドア取り付けのためのレイアウト的な制約等から、現状からさらにヒンジセンター高さを低くしたり、ボルトをヒンジセンターに近付けたりすることは極めて困難な状況である。図示のフィメール51では、単なるU字状の曲げ加工だけでなく、ボルト取付け部51bの後方から一対のヒンジピン支持部の間に起ち上がる絞り加工まで加えてその剛性を高めている。さらなる対応策の1つとしては、両金具、特にはフィメール51の板厚を厚くすることが考えられるが、この対策は重量増につながるため好ましくはない。他の対応策として、強度的に優れ、延性が良いとされる例えばSPFH590などの高張力熱延鋼板を利用する対応策も実施されているが、粘りのある高張力鋼板はプレス加工上の制約があってさらなる板厚増が図れない状況にある。
However, due to processing restrictions and layout restrictions for door mounting, it is extremely difficult to further reduce the height of the hinge center or bring the bolt closer to the hinge center from the current situation. In the illustrated female 51, not only the U-shaped bending process but also the drawing process that rises between the pair of hinge pin support portions from the rear of the
従来技術ではこの他にも、フィメールの強度を構造的に高める目的でフィメールのピラー取付け部から後方へ延びる反力受け部という部位を設け、この部位をピラーの後面まで回してスタッドボルトでピラー側に固定するという技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。当該技術によれば、フィメールは通常の固定位置よりもさらに後方にてピラーに固定されるため、フィメールが剥がされる方向にめくられる作用を阻止する効果を生み、ヒンジ強度を高めるとされる。 In the conventional technology, in addition to this, for the purpose of structurally increasing the strength of the female, a part called a reaction force receiving part extending rearward from the pillar mounting part of the female is provided, and this part is rotated to the rear surface of the pillar with a stud bolt. A technique of fixing to the pillar side is disclosed (see, for example, Patent Document 1). According to this technology, the female is fixed to the pillar further behind the normal fixing position, which has the effect of preventing the female from being turned over in the direction in which it is peeled off, and is said to increase the hinge strength. ..
フィメールの強度を構造的に高める他の対応策としては、衝突によりドアヒンジ構造が変形した際に早期にフィメールをドアボデーに直接接触させて衝撃力の分散を図る技術が開示されており、その一例としてU字状に折り曲げた別部品となる突出状部材をドアボデーに向けてフィメールの後方に溶接する対応案が見られる(例えば、特許文献2参照。)。これによれば、当該突起部材の先端がドアボデーに近接する距離まで突出しており、衝突時にはその衝撃でこの突起部材がドアボデー側に最初に接触することでドアヒンジ(フィメール)に加わる衝撃力をヒンジセンター高さよりも低い位置に分散させるものとしている。 As another countermeasure to structurally increase the strength of the female, a technique is disclosed in which the female is brought into direct contact with the door body at an early stage to disperse the impact force when the door hinge structure is deformed due to a collision. As an example, there is a countermeasure in which a protruding member, which is a separate part bent in a U shape, is welded to the rear of the female toward the door body (see, for example, Patent Document 2). According to this, the tip of the protruding member protrudes to a distance close to the door body, and in the event of a collision, the impact force applied to the door hinge (female) is hinged when the protruding member first contacts the door body side due to the impact. It is supposed to be distributed at a position lower than the center height.
従来技術におけるその他のアプローチの1つとして、メールあるいはフィメールの構造を根本的に改め、ヒンジ全体をコンパクトに構成する技術が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。図7は特許文献3に開示されたコンパクトに形成された板金性のヒンジアセンブリ30を示している。当該ヒンジアセンブリ30では、一対のL字状の要素を背中合わせに重ねた車体側構造60(図6のフィメール51に対応)を、同じく一対の断面L字状の要素で構成されたドア側構造40(同、メール52に対応)で両側から挟む簡単な構造で構成され、これによってヒンジ構造全体を小型・軽量化し、材料歩留まりを大幅に改善するものとしている。
As one of the other approaches in the prior art, a technique is disclosed in which the structure of mail or female is fundamentally modified to make the entire hinge compact (see, for example, Patent Document 3). FIG. 7 shows a compactly formed sheet
その他のアプローチとして、ドア側金具も車体側金具も板金製とはせず、強度、剛性に優れた型鋼(アングル材)を使用し、機械加工によって両金具を形成する技術が知られている。強度的に優れた材料を使用することで両金具をコンパクトにすることができ、その結果として構造的にもヒンジセンターと車体側ボルトの位置を近付けられるために高い剛性を示すヒンジ構造が得られる。型鋼と同様な効果が得られるものとして、鍛造、鋳造による素材を機械加工するものもみられるが、これらの高い剛性を示すヒンジ構造は主にヨーロッパ車を中心として市場で見ることができる。 As another approach, there is known a technique of forming both metal fittings by machining using a shaped steel (angle material) having excellent strength and rigidity, instead of making the door side metal fittings and the vehicle body side metal fittings from sheet metal. By using a material with excellent strength, both metal fittings can be made compact, and as a result, a hinge structure showing high rigidity can be obtained because the hinge center and the body side bolt can be structurally brought closer to each other. .. Some of the materials that have the same effect as shaped steel are machined from forged and cast materials, but these hinge structures that show high rigidity can be seen in the market mainly for European cars.
なお、図7を参照して説明した上記記載中で使用された符号は、いずれも当該特許文献3で使用されたままのものであって、以下に記載する本願発明の説明中で使用する符号とは必ずしも整合するものではない。
The reference numerals used in the above description with reference to FIG. 7 are all the same as those used in
しかしながら、上述した従来技術における各種ドアヒンジの強化対策は、いまだ改善の余地があった。まず特許文献1〜2に記載された従前からの板金加工によるヒンジ構造ではドアヒンジのメール、フィメールの基本構造は不変であり、耐衝撃性の向上が主眼とされるあまりヒンジ構造そのもののコンパクト化、すなわち軽量小型化の観点での改善が欠如している。むしろ剛性を増すために材料を延長させたり、別部材を溶接したりするコンパクト化に逆行する対策が採られており、いずれも重量の増加、生産性の低下、コスト増につながっている。
However, there is still room for improvement in the measures for strengthening various door hinges in the above-mentioned prior art. First, in the conventional hinge structure by sheet metal processing described in
また、特許文献3に記載された板金加工による構造の改善方法では、材料歩留まり、強度対策には改善が見られるものの、ボデー側ヒンジ要素に一対の板金ヒンジ要素を組み合わせるなどの無駄が見られた。また型鋼や鍛造品、鋳造品を利用する方法では、剛性アップによる強度改善効果にはつながるものの、プログレッシブなどの連続プレス加工が可能で生産性の高い板金製と比べて素材加工や機械加工に伴うコスト追加要因が大きく、特に機械加工では一個ずつ個別の製造過程が必要になるなどコスト的には極めて不利であり、重量増加にもつながり得た。
Further, in the method for improving the structure by sheet metal processing described in
以上より、本発明は加工製に優れ、重量的にも有利である板金加工製としながらも、構成要素を減らしてシンプルな構造とし、かつヒンジセンターと取付ボルト間の距離を短くして剛性を高めると共に小型・軽量化をも実現できるコンパクトな車両用ドアヒンジを提供することを目的としている。 Based on the above, the present invention is made of sheet metal processing, which is excellent in processing and advantageous in terms of weight, but has a simple structure with fewer components, and the distance between the hinge center and the mounting bolt is shortened to increase rigidity. The purpose is to provide a compact vehicle door hinge that can be increased in size and reduced in weight.
本願発明では従来技術にある発想の転換を図り、板金製でありながら板厚増加をそのまま重量増につなげることなく、逆に板厚増加による強度アップを利用してその分小型化、構造のシンプル化が可能という逆転の発想をすることによって上述した従来技術の課題を解消するもので、具体的には以下の内容を含む。 In the present invention, the idea of the prior art is changed, and although it is made of sheet metal, the increase in plate thickness does not directly lead to the increase in weight. It solves the above-mentioned problems of the prior art by reversing the idea that it can be converted, and specifically includes the following contents.
すなわち、本発明に係る一つの態様は、車両のドア側に取付けられるドア側ヒンジ要素と、ボデー側に取付けられるボデー側ヒンジ要素と、前記両ヒンジ要素を回動可能に連結するヒンジピンとから構成され、車両のドアを開閉可能に軸支するドアヒンジ構造であって、ボデー側ヒンジ要素は、一片にボデー側への取付用穴が穿孔されたボデー取付部と他片に前記ヒンジピンが貫通する貫通穴が穿孔された軸支部との二片がL字状に曲げられた板金製の要素からなり、ドア側ヒンジ要素は、一片にドア側への取付用穴が穿孔されたドア取付部と他片に前記ヒンジピンが貫通する貫通穴が穿孔された軸支部との二片がL字状に形成された要素からなり、ドア側ヒンジ要素は、ボデー側ヒンジ要素の貫通穴が穿孔された軸支部のいずれか一方の面に1つ、もしくは双方の面に各1つ、あるいはいずれか一方の面に、互いの軸支部を背中合わせに結合された一対が、自らの軸支部をボデー側ヒンジ要素の軸支部に対向させてヒンジピンにより回動可能に連結されており、その際、ボデー側ヒンジ要素のボデー取付部に穿孔した取付用穴の1つの中心が、ヒンジピンのヒンジセンターから当該ボデー取付部に降ろした垂線上もしくはその近傍にあることを特徴とするドアヒンジ構造に関する。 That is, one aspect of the present invention comprises a door-side hinge element attached to the door side of the vehicle, a body-side hinge element attached to the body side, and a hinge pin rotatably connecting both hinge elements. It is a door hinge structure that pivotally supports the door of the vehicle so that it can be opened and closed. The two pieces of the shaft support with holes are made of sheet metal elements bent in an L shape, and the hinge elements on the door side are the door mounting part with holes for mounting on the door side and the other. The door side hinge element is composed of an element in which two pieces are formed in an L shape with a shaft support in which a through hole through which the hinge pin penetrates is drilled in one piece, and the door side hinge element is a shaft support in which a through hole in the body side hinge element is perforated. One on either side, one on each side, or a pair of back-to-back hinges on either side of the body side hinge element It is rotatably connected by a hinge pin facing the shaft support, and at that time, the center of one of the mounting holes drilled in the body mounting part of the body side hinge element is from the hinge center of the hinge pin to the body mounting part. It relates to a door hinge structure characterized by being on or near the lowered vertical line.
前記ドア側ヒンジ要素は、ドア取付部と軸支部との二片がL字状に曲げられた板金製の要素とすることができる。また、前記ボデー取付部に穿孔した前記取付用穴の1つには、圧入ボルトを圧入することができる。 The door-side hinge element can be a sheet metal element in which two pieces of the door mounting portion and the shaft support portion are bent in an L shape. Further, a press-fitting bolt can be press-fitted into one of the mounting holes drilled in the body mounting portion.
前記ボデー側ヒンジ要素とドア側ヒンジ要素のいずれか一方の軸支部の貫通穴にはヒンジピンが圧入され、いずれか他方の軸支部にヒンジピンが貫通して摺動接触する軸受け用のブッシュが挿入され、当該ブッシュはヒンジピンの軸方向に沿ってテーパを備え、当該ブッシュと摺動接触するヒンジピンの軸受部位には当該ブッシュのテーパに対応するテーパを設けておくことができる。 A hinge pin is press-fitted into the through hole of the shaft support of either the body side hinge element or the door side hinge element, and a bearing bush for sliding contact through which the hinge pin penetrates is inserted into the other shaft support. The bush is provided with a taper along the axial direction of the hinge pin, and the bearing portion of the hinge pin that is in sliding contact with the bush may be provided with a taper corresponding to the taper of the bush.
前記L字状に曲げられたコーナの外周部は、肉寄せ加工によりアールのないエッジまで平坦な折り曲げ部とすることができる。また、ドアを開く際のドアの開放角度を一定位置で停止させるため、ボデー側ヒンジ要素の軸支部の側面から延びるストッパにドア全開位置で当接するストッパ受部をドア側ヒンジ要素の軸支部端面から突出させてもよい。 The outer peripheral portion of the corner bent in an L shape can be made into a flat bent portion up to an edge without a radius by a lightening process. In addition, in order to stop the door opening angle at a fixed position when the door is opened, the stopper receiving portion that contacts the stopper extending from the side surface of the shaft support of the body side hinge element at the door fully open position is attached to the shaft support end surface of the door side hinge element. It may be projected from.
本発明の実施により、簡単な構造でありコンパクトで生産性が高く、従来技術において相対的に強度不足であったボデー側ヒンジ要素の強度を高め、耐衝撃性に優れたドアヒンジ構造を提供することができる。 By implementing the present invention, it is possible to provide a door hinge structure having a simple structure, compactness and high productivity, increasing the strength of the body-side hinge element, which is relatively insufficient in the prior art, and having excellent impact resistance. Can be done.
本発明の第1の実施の形態に係る車両用のドアヒンジ構造について、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係るドアヒンジ構造1の概要を示している。図において本実施の形態に係るドアヒンジ構造1は、板金加工によりL字状に形成された一対の要素10a、10bからなるドア側ヒンジ要素10と、同じく板金加工によりL字状に形成されたボデー側ヒンジ要素20と、この両者をカシメ止めにより回動可能に連結するヒンジピン30とから構成されている。なお、従来からボデー側およびドア側各ヒンジ要素は、それぞれの形態によって一方をメール、他方をフィメールと呼称されることが多いが、本明細書では説明の都合上、少なくとも本発明に係る各ヒンジ要素に関しては「ドア側ヒンジ要素10」、「ボデー側ヒンジ要素20」と呼ぶものとする。
The door hinge structure for a vehicle according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of the
図1においてドア側ヒンジ要素10は、一対のヒンジ要素10a、10bが後述するボデー側ヒンジ要素20を挟んで基本的に左右対称に配置され、L字状に曲げられた一辺がドア取付部11を、他の一辺が軸支部12を構成している。ドア取付部11には取付用穴13が穿孔され、そして軸支部12には図面では背後に隠れるヒンジピン30取付け用の貫通穴が貫通している。各軸支部12の図の左側の端面からは、後述するストッパに当接するストッパ受部14が突出している。一対のヒンジ要素10a、10bが左右対称であれば、曲げ加工に至るまでの打抜き等の工程は両者共通にできるメリットが得られるが、必ずしもこの両者が対称形である必要性はない。しかしながら図面からも明らかなように、各ヒンジ要素10a、10bはL字状に曲げ加工された極めて簡単な構造であり、板金製とすれば歩留まりの改善が見込まれることが理解できる。
In FIG. 1, the door-
ボデー側ヒンジ要素20は、同じくL字状に曲げられたシンプルな形態の、例えばSAPH310〜440などの板金製で形成されている。L字状となった一辺がボデー取付部21、他の一辺が軸支部22を構成し、ボデー取付部21には一対の取付用穴23が穿孔され(図面上ではその内の1つのみが視認可能である。)、軸支部22には図面では背後に隠れるヒンジピン30取付け用の貫通穴が貫通している。図示の例では、一対の取付用穴23の内のヒンジピン30に近接する側の穴に取付ボルト35が圧入されている。また、軸支部22には、上述したドア側ヒンジ要素10から突出するストッパ受部14が当接するストッパ24が押し込み加工されて図面の背後に向けて突出している。
The body-
ドアヒンジ構造1の組み立て時には、ボデー側ヒンジ要素20の軸支部22に、自らの軸支部12を対向させたドア側ヒンジ要素10の各ヒンジ要素10a、10bが配置され、各々の貫通穴が軸合わせされた状態でヒンジピンが貫通している。以上のように構成されたドアヒンジ構造1は、通常は一対がヒンジピン30の軸方向に上下に同軸で配置され、ドア側ヒンジ要素10がドア側に、ボデー側ヒンジ要素20がボデー側にそれぞれ固定されて車両ボデーに対してドアを開閉可能に支持している。
At the time of assembling the
図2(a)は、図1に示す白抜き矢印Aの方向から見たドアヒンジ構造1の側面図、図2(b)は、同じく図1に示す白抜き矢印Bの方向から見たドアヒンジ構造1のヒンジピン30の中心(以下「ヒンジセンター」という。)近傍で切ったときの正面断面図である。従来技術におけるボデー側ヒンジ要素は、例えば図6に示すフィメール51では断面がU字状となる両軸支部を取付部から強度を保ちつつ起ち上げるために絞り加工が施されており、絞りによって生ずる曲げ面から逃れるためにヒンジセンターに近い方のボルト穴51bの位置を曲げ面から遠ざける必要があった。これによって衝突時に荷重が掛かるヒンジセンターとそれをボデー側で支えるボルト取付け位置の距離が乖離し、強度不足の1つの要因となっていた。図2(a)に示す本実施の形態では、ドア側ヒンジ要素20を絞り加工のないL字状に曲げることにより、同図の一点鎖線で示すように取付けボルト35をヒンジピン30のほぼ真下に配置することが可能となる。その結果、ヒンジセンターとボルト取付位置との間の距離を最小に留めることになり、耐衝撃性の高い取付け強度を得ることができる。ここで「ヒンジピン30のほぼ真下」とは、一般に「ヒンジセンターから取付部21に降ろした垂線上、もしくはその近傍」と言い換えることができる。ここで「近傍」とは、取付部21上に降ろした垂線を中心に取付部21の略板厚分だけずれる範囲内であるものとする。
FIG. 2A is a side view of the
本実施の形態ではさらに、当該取付けボルト35として圧入式ボルトを採用することで、ドア側ヒンジ要素10の存在によってもヒンジセンター真下のボルト取付けに支障のないものとしている。この取付ボルト35をボデー側に締結する時には、ボデー側の要素であるピラーの内側から締付けるものとなる。取付けにクリティカルな位置とはならない他方の取付ボルト36は通常のボルトによる締結でもよく、図示の例ではフランジボルトが使用されている。
Further, in the present embodiment, by adopting a press-fit bolt as the mounting
次に図2(b)の正面断面図において、本実施の形態に係るドアヒンジ構造1は、ボデー側ヒンジ要素20の断面がU字状(図6参照)やT字状(図7参照)ではなく、取付部21と軸支部22とからなるL字状に構成されている特徴を示している。これを可能にした要因は主に2点あり、1点は従来技術では4〜5mm程であったボデー側ヒンジ要素20の板厚を7〜8mm程に略倍増するという発想の転換がある。当然ながら板厚増によって重量が増すことになるが、上述したボルト取付け位置の変更を含めて構造の簡略化、全体寸法の短縮化によりヒンジ構造全体をコンパクトに構成することで重量増を最小限にとどめ、場合によって重量軽減につなげることも可能としている。
Next, in the front sectional view of FIG. 2B, in the
コンパクトなL字状を可能としたもう一つの要因は、L字の折り曲げ部分にプレスによる肉寄せコイニング加工を行い、L字状の曲げ部分のアールをなくしてコーナ部のエッジに至るまで平坦面として肉厚を維持し、取付部21の取付面積を広く維持したことが挙げられる。通常の曲げであれば最小限板厚相当のアールが形成され、例えば板厚を8mmとするとボデー側に対する取付部21の取付面積を同じだけ確保するには、取付部21の幅w(図2(b)参照)を約8mm余分に見込む必要があり、その分だけ材料増、重量増となる。この取付面積は、衝突時の衝撃をボデーからヒンジ構造1へ、さらにヒンジ構造1からボデーへ円滑に伝達するための重要な要素となる。
Another factor that made it possible to make a compact L-shape is that the L-shaped bent part is subjected to a meat-matching coining process by pressing to eliminate the radius of the L-shaped bent part and a flat surface up to the edge of the corner part. As a result, the wall thickness was maintained and the mounting area of the mounting
肉寄せ加工そのものは、例えば特許文献4に示されるように従来技術でも知られている。概要としてはプレス加工の過程で余肉をL字状の曲げが想定される部分に集め、この余肉を曲げ加工時に曲げのコーナ部に据え込むものである。この工程をプログレッシブによる連続プレス加工に加えれば、実質的な加工費増にはつながらない。本実施の形態では当該技術を利用し、取付部21の取付面をL字の折り曲げ部分先端の縁まで平面状に延ばし、これによって対向するボデー側との間の接触面積が拡大させている。これにより、特許文献3に示すような軸支部の両側に取付部を配して接触面積を確保する逆T字状ではなく、L字状であっても十分な取付け強度を得ることを可能にしている。このような構造は従来では機械加工を伴う鋳・鍛造品や型鋼利用による成形品では実現されていたが、これらと同等な形状と強度を加工容易な板金加工で達成可能にするものである。その結果、同じ板金製金具であっても従来技術にあるような絞り加工を必要とせず、フランジ部もない単純なL字状の曲げ構造となり、また取付部21の全長(図2(a)の符号l)、全幅(図2(b)の符号w)とも短くできるため、板厚増による重量の増加を相殺することができる。
The meat gathering process itself is also known in the prior art as shown in, for example, Patent Document 4. As an outline, the surplus meat is collected in a portion where L-shaped bending is expected in the process of press working, and this surplus meat is placed in the corner portion of the bending during the bending process. If this process is added to progressive continuous press working, it will not lead to a substantial increase in processing costs. In the present embodiment, the technique is used to extend the mounting surface of the mounting
ボデー側ヒンジ要素20のL字状折り曲げ部を肉寄せ加工とすることによるもう一つのメリットは、図2(b)に示すヒンジピン30の取付面から取付ボルト35までのオフセット量sを、取付部21のアールのないコーナギリギリまで接近させることができる点にある。これによりこの両者間の距離を当該正面視においても最小限に留めることができ、ヒンジセンターに加わる衝突の作用点からのアーム長さを短くすることにつながるため、耐衝撃強度のさらなるアップを見込むことができる。
Another merit of having the L-shaped bent portion of the body
なお、当該ボデー側ヒンジ要素20のL字状部のコーナ部肉寄せ加工に関しては、強度的にもサイズ的にもこのようにすることが望ましくはあるが、アール部分を伴う通常の曲げ加工とすることであっても、取付部が軸支部の両側に逆T字状に広がることなく、一方にのみ延びるL字状の形態である限り従来技術に対する本願発明の一定の優位性は保つことができる。
Regarding the corner portion of the L-shaped portion of the body-
また、本実施の形態の骨子は、板金製のボデー側ヒンジ要素20の板厚を増してL字状を実現し、上述したような各種メリットを得ることにある。ここではドア側ヒンジ要素10(10a、10b)も板金製L字状の一対のヒンジ要素10a、10bを示しており、加工容易性、重量の観点から好ましくはあるが、本実施の形態に係るドア側ヒンジ要素10は必ずしも板金製である必要はなく、型鋼、鋳・鍛造品を機械加工するものなど、他の素材によるヒンジ要素であってもよい。
Further, the main point of the present embodiment is to increase the plate thickness of the body-
次に、本実施の形態ではヒンジピン30にも改善を加えている。図2(b)において、ヒンジピン30は図の左から右への軸方向に向けて順に、ヒンジピンヘッド、第1のドア側のヒンジ要素10aの圧入部、ブッシュ38がはまる軸受け摺動部、第2のドア側のヒンジ要素10bの圧入部、カシメ部が形成されている。この内、第1と第2のドア側ヒンジ要素10a、10bの圧入部位では、ヒンジピン30の外周にローレットが施されている。ヒンジピン30は、この両ヒンジ要素10a、10bの間でボデー側金具20の貫通穴を貫通し、当該貫通部分である軸受け摺動部にはテーパ状に形成された軸受ブッシュ38が嵌装されている。このテーパ状とする構成は、ヒンジピン30とブッシュ38との間の摺動抵抗を調節するプリロードをカシメ部のカシメ量を加減することによって調整可能にするメリットを生む。図6に示すような従来技術にあるようにヒンジピン53を一対のブッシュ54の2点で支持する軸受構造とは異なり、本実施の形態のヒンジピン30はブッシュ38の1点で支持されるため、適切なドア開閉抵抗が得られるようこのような構造としてドア開閉時のトルク量を調整可能とすることが望ましい。ただし、ドア開閉抵抗を他の要素で付与するものとし、ストレートのブッシュが採用されることでもよい。
Next, in the present embodiment, the
以上のように構成された本実施の形態に係るドアヒンジ構造1の動作は、ドア側ヒンジ要素10を車両のドアに、ボデー側ヒンジ要素20を車両のボデーに取り付けることで、ドアを開閉可能に支持するものとなる。この基本構造、動作は従来技術によるドアヒンジ構造(例えば、図6に示すドアヒンジ構造50)と同様である。
The operation of the
本実施の形態に係るドアヒンジ構造1の従来技術によるドアヒンジ構造に対する有利点は、ヒンジセンターとボデー側ヒンジ要素20取付けボルト35間の離間距離が圧縮され、L字状に形成された肉厚のボデー側ヒンジ要素20の採用とが相まって耐衝撃性が改善され、衝突事故等の万一の災害時においても乗員の安全が確保できる可能性が高まる。また、従来の板金製ドアヒンジ構造(特には耐衝撃性を高めたドアヒンジ構造)に対して構造簡単で加工製に優れ、サイズの圧縮によって場合によっては板厚増加による重量増を相殺することが可能であり、鋳・鍛造や型鋼の機械加工品に対しては重量、コストの削減が可能となる。
The advantage of the
次に、本発明の第2の実施の形態に係る車両用ドアヒンジ構造について図面を参照して説明する。図3は、本実施の形態に係る車両用ドアヒンジ構造2の全体概要を示しており、図1と同一構成要素に対しては同一符号を付している。図3において当該ヒンジ構造2は、断面L字状に形成されたドア側ヒンジ要素10と、同じく断面L字状の板金加工されたボデー側ヒンジ要素20と、この両者を回動可能に軸支するヒンジピン30とから構成されている。この内ボデー側ヒンジ要素20は基本的に図1のボデー側ヒンジ要素20と同一であり、すなわちL字状の折曲げ部は肉寄せ加工によってコーナ部のエッジを張り出し、これによって取付面積を拡大するよう構成されている。また、取付ボルト35は圧入式とし、ヒンジセンターの真下に配置して剛性を高めている。図3では説明の便宜のため図2とはL字状の曲げ方向を逆にして示しているが、技術的に差異のあるものではない。
Next, the vehicle door hinge structure according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows an overall outline of the vehicle
これに対してドア側ヒンジ要素10は、ここでは単一部品のL字状に形成されている点で一対のヒンジ要素10a、10bからなる先の実施の形態と異なる。本実施の形態ではドア側ヒンジ要素10は板金製としており、従来技術によるドア側ヒンジ要素(図6のメール52)に対して板厚を約2倍ほどにして強度を高め、かつL字状の折り曲げ部分をボデー側ヒンジ要素20と同様に肉寄せ加工とすることによってエッジの際まで取付面を延ばして取付部11の接触面積を広げている。図示の例ではドア側ヒンジ要素10の取付用穴13を1つのみ設けているが、必要であれば図面の上下方向、もしくは左右方向に取付部11を延ばして取付用穴を追加してもよい。本構造では完全な片持ち式となるため、ヒンジピン30は先の実施の形態とは異なる構造をしており、その詳細を次の図4を参照して説明する。
On the other hand, the door-
図4は図3の白抜き矢印Bで示す方向から見たヒンジ構造2の正面断面図を示している。図においてヒンジピン30は、異形段付きボルト状に形成され、ドア側ヒンジ要素10とボデー側ヒンジ要素20とを貫通した先で異形ナット31によりボデー側ヒンジ要素20を挟むように締結して固定されている。図の右側ではブッシュ38を介してドア側ヒンジ要素10を摺動可能に支持し、ブッシュシート39を挟んでカシメ固定されている。ブッシュ38は軸方向にテーパ状とされているが、これによる効果は先の実施の形態で説明したものと同様であり、ブッシュ38をテーパ状にすることが好ましくはあるが必ずしも必須ではない。このように組み立てられたヒンジ構造2の着脱はナット31の操作により可能である。圧入ボルト35は図のヒンジピン30のほぼ直下に配置され、耐衝撃性を高めている点は先の実施の形態と同様である。
FIG. 4 shows a front sectional view of the
本実施の形態に係るヒンジ構造2は、板金製でありながら鋳・鍛造、型鋼の機械加工製と同等の剛性を有し、重量を犠牲にすることなく低コストでコンパクトなヒンジ構造を実現できる特徴を有する。先の実施の形態に比べるとドア側ヒンジ要素10が一枚になる点で構成要素数の低減にもつながる。なお、本実施の形態においても発明の骨子はボデー側ヒンジ要素20を厚板でコンパクトに形成することにあり、ここではドア側ヒンジ要素10も板金製としているがこれは必ずしも必須ではなく、型鋼、鋳・鍛造素材を機械加工したものなど、他の素材によるヒンジ要素であってもよいことは先の実施の形態と同様である。
The
なお、図2(b)に示す先の実施の形態とは異なって図4においてはドア側ヒンジ要素10の側にブッシュ38を介して軸受け機能を果たすものとしているが、これを図1と同様にボデー側ヒンジ要素20の方にブッシュを介在させて軸受け機能を果たすようにしてもよい。逆に、図1においてもボデー側ヒンジ要素20ではなくドア側ヒンジ要素10の方に軸受け機能を持たすことも可能ではあるが、軸受け部は両ヒンジ要素10a、10bのそれぞれに必要になる点で必ずしも好ましくはない。
In addition, unlike the previous embodiment shown in FIG. 2 (b), in FIG. 4, the bearing function is performed via the
次に、本発明の第3の実施の形態に係る車両用ドアヒンジ構造について図面を参照して説明する。図5は、本実施の形態に係る車両用ドアヒンジ構造3の全体概要を示している。当該車両用ドアヒンジ構造3は図3に示す第2の実施の形態の車両用ドアヒンジ構造2の変形に関するもので、図3と同一構成要素に対しては同一符号を付している。図5において本実施の形態に係る車両用ドアヒンジ構造3は、ドア側ヒンジ要素10がL字状に形成された一対の要素10a、10bから構成されているほかは、先の車両用ドアヒンジ構造2と同様である。一対の要素10a,10bは互いの軸支部12を背中合わせにし、ヒンジピン貫通穴の軸芯を位置合わせした状態でエンボス加工16、あるいは溶接その他の方法により一体に結合されている。この際の結合には、一対の要素10a,10bが分離可能な状態であっても追ってヒンジピン30に組み付けられたときに相対的ずれが生じないよう爪と切欠きやボスとボス穴の組み合わせのように機械的に拘束される状態であることを含む。一対のドア側ヒンジ要素10a,10bの各ドア取付部11に設けられた取付用穴13は、ボデー側ヒンジ要素20の軸支部22を間に挟んでその両側に配置されることとなり、これによってドアがボデー側ヒンジ要素20の両側で支持され、片側のみで支持される車両用ドアヒンジ構造2に比較して捻じれ変形を防ぐ効果を得ることができ、剛性がより向上するものとなる。
Next, the vehicle door hinge structure according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows an overall outline of the vehicle
図5に示す例では、一対の要素10a,10bは板金曲げ加工によって形成されており、図3に示す要素10のようなL字状折り曲げ部の肉寄せ加工は行っていない。一対の要素10a,10bに負荷が分散され、剛性が向上することによるもので、図3に示すドア側ヒンジ要素10に比べて板厚も薄くすることが可能である。さらに図5に示す例では折り曲げ部に押し込みによる膨らみ部17を設け、曲げに対する抵抗力を高めている。ただし、本実施の形態においても一対の要素10a,10bの折り曲げ部に肉寄せ加工を行うことは自由である。
In the example shown in FIG. 5, the pair of
図4は先の第2の実施の形態に係る車両用ドアヒンジ構造2の断面を示したものであるが、本実施の形態に係る車両用ドアヒンジ構造3の断面は、図4に示すドア側ヒンジ要素10の断面が10aと10bの2枚重ねの断面となる点のみが相違し、その他は全く同様であることから、本実施の形態に係る車両用ドアヒンジ構造3の断面図は省略し、図4で代用するものとする。なお、一対の要素10aと10bのヒンジ貫通穴は、両者位置合わせした状態でサイジング加工することにより、当該貫通穴にテーパを付与することが可能である。これによってブッシュ38(図4参照)もテーパ状にし、プリロードが調整できるテーパ状の軸受けとすることもでき、これは先の車両用ドアヒンジ構造2と同様である。
FIG. 4 shows a cross section of the vehicle
ボデー側ヒンジ要素20の軸支部22を挟んでその両側に一対のドア側ヒンジ要素10a,10bを配置する構造は、図1に示す車両用ドアヒンジ構造1と同様であるが、構造的に車両用ドアヒンジ構造1ではボデー側ヒンジ要素20に対して両持ち支持であるのに対し、車両用ドアヒンジ構造3では片持ち支持となる点で相違している。さらに、車両用ドアヒンジ構造1ではヒンジピン30がカシメによりドア側とボデー側の両ヒンジ要素10,20の分離が不能となる一体型であるのに対し、車両用ドアヒンジ構造3では異形ナット31(図4参照)を緩めることによって分離可能である点でも相違している。
The structure in which the pair of door-
本実施の形態に係る車両用ドアヒンジ構造3の作用・効果は、先の第2の実施の形態に係る車両用ドアヒンジ構造2に対してドア側ヒンジ要素10a,10bがボデー側ヒンジ要素20の軸支部22の両側に跨ることから捻じれ防止効果、剛性が改善されるほかは車両用ドアヒンジ構造と同様である。
The action / effect of the vehicle
本発明に係る構成を備えたドアヒンジ構造は、当該ドアヒンジ構造、もしくは当該ドアヒンジ構造を備えた車両を製造、販売する産業分野において広く利用することができる。 The door hinge structure provided with the configuration according to the present invention can be widely used in the door hinge structure or in the industrial field of manufacturing and selling a vehicle having the door hinge structure.
1、2.ドアヒンジ構造、 10(10a、10b).ドア側ヒンジ要素、 11.ドア取付部、 12.軸支部、 13.取付用穴、 14.ストッパ受部、 16.エンボス加工、 17.膨らみ部、 20.ボデー側ヒンジ要素、 21.ボデー取付部、 22.軸支部、 23.取付用穴、 24.ストッパ、 30.ヒンジピン、 35、36.取付ボルト、 38.ブッシュ、39.ブッシュシート。
1, 2. Door hinge structure, 10 (10a, 10b). Door side hinge element, 11. Door mounting part, 12. Shaft branch, 13. Mounting holes, 14. Stopper receiving part, 16. Embossing, 17. Bulge, 20. Body side hinge element, 21. Body mounting part, 22. Shaft branch, 23. Mounting holes, 24. Stopper, 30. Hinge pins, 35, 36. Mounting bolts, 38. Bush, 39. Bush sheet.
Claims (6)
前記ボデー側ヒンジ要素は、一片にボデー側への取付用穴が穿孔されたボデー取付部と 他片に前記ヒンジピンが貫通する貫通穴が穿孔された軸支部との二片がL字状に曲げられた板金製の要素からなり、
前記ドア側ヒンジ要素は、一片にドア側への取付用穴が穿孔されたドア取付部と 他片に前記ヒンジピンが貫通する貫通穴が穿孔された軸支部との二片がL字状に形成された要素からなり、
前記ドア側ヒンジ要素は、前記ボデー側ヒンジ要素の軸支部のいずれか一方の面に1つ、もしくは双方の面に各1つ、あるいはいずれか一方の面に、互いの軸支部を背中合わせに結合された一対が、自らの軸支部を前記ボデー側ヒンジ要素の軸支部に対向させて前記ヒンジピンにより回動可能に連結され、
その際、前記ボデー側ヒンジ要素のボデー取付部に穿孔した取付用穴の1つの中心が、前記ヒンジピンのヒンジセンターから当該ボデー取付部に降ろした垂線上もしくはその近傍にあることを特徴とするドアヒンジ構造。 It is composed of a door-side hinge element attached to the vehicle door side, a body-side hinge element attached to the body side, and a hinge pin that rotatably connects both hinge elements, and is a shaft support that can open and close the vehicle door. In the door hinge structure
The body side hinge element is bent in an L shape by two pieces, a body mounting portion in which a mounting hole for the body side is perforated in one piece and a shaft support portion in which a through hole through which the hinge pin penetrates is perforated in the other piece. Consists of sheet metal elements
The door-side hinge element is formed in an L-shape by two pieces, a door mounting portion having a hole for mounting on the door side in one piece and a shaft support portion having a through hole through which the hinge pin penetrates in the other piece. Consists of the elements
The door-side hinge elements are back-to-back coupled to one on either side of the body-side hinge element, one on each side, or one side. The pair is rotatably connected by the hinge pin with its own shaft support facing the shaft support of the body-side hinge element.
At that time, the door hinge is characterized in that one center of the mounting hole drilled in the body mounting portion of the body side hinge element is on or near the perpendicular line drawn from the hinge center of the hinge pin to the body mounting portion. Construction.
In order to stop the door opening angle at a constant angle when the door is opened, the stopper receiving portion that comes into contact with the stopper extending from the side surface of the shaft support of the body-side hinge element at the door fully open position is the shaft support of the door-side hinge element. The door hinge structure according to any one of claims 1 to 5, which protrudes from the end face.
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