(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
あおり板を開閉する際にあおり板を押上げる方向の補助力を与える装置であって、
車体側の部材に固定されるボディと、
上記ボディに設けられた水平方向の第１の軸によって上記ボディに回動自在に取付けられかつ上記第１の軸の斜め後ろ上方に延出する後端部および第１の軸の斜め前上方に延出する前端部を有するベルクランク状の第１リンクと、
上記第１リンクの上記後端部に第２の軸によって回動自在に連結されかつ上方に延びる第２リンクと、
上記第２リンクの上端に第３の軸によって回動自在に連結されかつ上記あおり板に固定されるブラケットと、
上記第１リンクの前端部に第４の軸によって回動自在に接続されていて上記ボディの前方に延びる第３リンクと、
上記ボディの前端面に設けられた固定側ばねシートと、
上記第３リンクの前端部に設けられた可動側ばねシートと、
上記固定側ばねシートと可動側ばねシートとの間に圧縮した状態で設けられていて上記第１リンクの後端部を上昇させる方向に上記第３リンクを付勢するコイルばねとを具備し、
上記コイルばねはクローズドテーパエンド形の座巻部を有する円筒形ばねであり、
しかも上記コイルばねの総巻数がｎ＋０．６５からｎ＋１（ｎは整数）までの範囲にあり、
上記コイルばねの自由長をＨ，平均コイル径をＤとしたときＨ／Ｄが１．０から２．１までの範囲にあり、かつ、
上記第４の軸が上記コイルばねの中心から上方にオフセットした位置に設けられていてそのオフセット量をｅ，コイルばねの取付長をＬとしたとき、ｅ／Ｌを０．０６から０．１０までの範囲としたことを特徴とするあおり開閉補助装置。
【請求項２】
上記第１リンクは、上記第１の軸から上記第２の軸までの第１アームの長さをＬ1 ，上記第１の軸から上記第４の軸までの第２アームの長さをＬ2 ，上記第１アームと第２アームのなす角度をθ1 ，第２アームと鉛直線とおなす角度をθ2 としたとき、５０°≦θ1 ≦７０°，１０°≦θ2 ≦３０°，０．２２≦Ｌ2 ／Ｌ1 ≦０．３２としたことを特徴とする請求項１記載のあおり開閉補助装置。
【請求項３】
上記ボディが車体後面に固定されかつ上記ブラケットがリヤゲート用のあおり板に固定されるものであり、車体後方から見て上記ボディおよび上記ブラケットの幅方向の中心を通る鉛直線に対し、上記コイルばねの中心を横方向にオフセットした位置に設けたことを特徴とする請求項１記載のあおり開閉補助装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トラックの荷台後部のリヤゲートなどに使われるあおり板の開閉補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラックの荷台に設けられているあおり板は、あおりヒンジによって水平軸回りに回動自在に支持されているが、重量がかなり重いため人力では開閉に多大の労力を必要とする。例えば重量が７５ｋｇのサイドゲート用あおり板の場合、あおり板の先端を手で押上げるのに必要な操作力は、あおり板が水平になった時が最大となり、約３７．５ｋｇの操作力が必要である。このため従来より、サイドゲートの操作力を軽減するためのあおり開閉補助装置が使用されてきた。これに対しリヤゲート用のあおり板はサイドゲートに比べて長さが短く、操作力が小さくてすむことから、開閉補助装置の必要性はサイドゲートほどではないが、例えば３０ｋｇのリヤゲートでは約１５ｋｇの操作力が必要である。
【０００３】
従来のあおり開閉補助装置は、コイルばね等の弾性部材とレバーあるいはリンク等を組合わせることにより、あおり板を押上げる方向に付勢するように構成されている。例えば実開平３−９１８７５号公報に記載されているサイドゲート用のあおり開閉補助装置は、コイルばねの反発荷重をレバーと２個のリンクを介してあおり板を押上げる方向に伝えるようにしている。この先行技術に使われているコイルばねは、その一端側の座巻部を車体側のブラケットに設けた固定側ばねシートに支持させるとともに、他端側の座巻部を移動自在な可動側ばねシートで受け、この可動側ばねシートを介してコイルばねの反発荷重をレバーに伝達するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術の場合、あおり板を開閉させる際にコイルばねの圧縮量が変化するとともに、レバーとリンクの相対位置が上下方向に変化し、かつ、レバーの傾きも変化する。このため、可動側ばねシートが上下方向に変位するとともにその傾きも変化するようになる。この場合、可動側ばねシートの変位が大き過ぎるとコイルばねに過大な応力が発生し、耐久性が低下する原因となる。また、可動側ばねシートの傾きが大きくなると、コイルばねの座巻部が過度に傾斜することにより、いわゆるばね曲りを生じて所定の反発荷重を発揮できなくなるばかりか、コイルばねが傷むおそれすらあった。
【０００５】
従って本発明の目的は、コイルばねを用いたあおり開閉補助装置において、あおり板を開閉する際に可動側ばねシートの変位を少なくすることができ、過度のばね曲りや座巻部の傾斜を抑制できるようなあおり開閉補助装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を果たすために開発された本発明のあおり開閉補助装置は、車体側の部材に固定されるボディと、上記ボディに設けられた水平方向の第１の軸によって上記ボディに回動自在に取付けられかつ上記第１の軸の斜め後ろ上方に延出する後端部および第１の軸の斜め前上方に延出する前端部を有するベルクランク状の第１リンクと、上記第１リンクの上記後端部に第２の軸によって回動自在に連結されかつ上方に延びる第２リンクと、上記第２リンクの上端に第３の軸によって回動自在に連結されかつ上記あおり板に固定されるブラケットと、上記第１リンクの前端部に第４の軸によって回動自在に接続されていて上記ボディの前方に延びる第３リンクと、上記ボディの前端面に設けられた固定側ばねシートと、上記第３リンクの前端部に設けられた可動側ばねシートと、上記固定側ばねシートと可動側ばねシートとの間に圧縮した状態で設けられていて上記第１リンクの後端部を上昇させる方向に上記第３リンクを付勢するコイルばねとを具備し、上記コイルばねはクローズドテーパエンド形の座巻部を有する円筒形ばねであり、しかも上記コイルばねの総巻数がｎ＋０．６５からｎ＋１（ｎは整数）までの範囲にあり、コイルばねの自由長をＨ，平均コイル径をＤとしたときＨ／Ｄが１．０から２．１までの範囲にあり、かつ、上記第４の軸が上記コイルばねの中心から上方にオフセットした位置に設けられていてそのオフセット量をｅ，コイルばねの取付長をＬとしたとき、ｅ／Ｌを０．０６から０．１０までの範囲としたことを特徴とするものである。
【０００７】
あおり板を押上げる方向の補助力は、上記コイルばねと３個のリンクの組合わせによって生じる。コイルばねの反発荷重は第３リンクを介して第１リンクの後端部を回動上昇させる方向に作用する。こうして第１リンクが回動すると、第２リンクが押上げられ、あおり板を閉じる方向の補助力がブラケットに働く。このため、小さな操作力であおり板を開閉させることができる。所望の補助力は、リンクの形状・寸法や軸の位置およびコイルばねのばね定数等を適宜に設定することによって得られる。
【０００８】
本発明装置に採用されているコイルばねは、あおり板を開閉する際に可動側ばねシートが上下方向に変位する量を少なくすることができ、コイルばねの座巻部が過度に傾いたり、ばね曲りを生じるような挙動が抑制される。
【０００９】
また、請求項２に記載したように第１リンクの形状要素であるθ1 とθ2 の値およびＬ2 ／Ｌ1 を特定の範囲に設定すれば、コイルばねの反発荷重を効率良く第１リンクおよび第２リンクに伝えることができるとともに、あおり開閉時に可動側ばねシートの傾きが大きくなることが更に効果的に抑制されることにより、ばね曲りが防止される。
【００１０】
請求項３に記載したようにコイルばねの中心をボディ等の幅方向中心から横にオフセットさせた場合には、この装置がリヤコンビネーションランプ等の車体後部の装備品と干渉することを回避できるから、トラックのリヤゲートのようにバンパやリヤコンビネーションランプ等の車体装備品がレイアウトされる車体後部にこの開閉補助装置を設置することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の一実施形態について図１から図９を参照して説明する。
図示例のあおり開閉補助装置１０は、トラックのリヤゲート用あおり板１１に使われる。あおり板１１は、水平方向の軸１２を有するあおりヒンジ１３によって、図１に示す起立状態（全閉位置）から図６に示す全開位置にわたる範囲を、上下方向にほぼ１８０°回動できるようになっている。図２はこの開閉補助装置１０におけるリンク系の幾何学的位置関係を模式的に示したものである。
【００１２】
この開閉補助装置１０は金属製のボディ２０を備えている。図３等に示されるようにボディ２０は、左右一対の側枠部２１，２２と、側枠部２１，２２の前端部を互いにつなぐ連結部２３と、側枠部２１，２２の上半部において左右方向にフランジ状に延びる取付基部２４などを備えて構成されている。取付基部２４に合計２箇所の取付孔２５が形成されており、取付孔２５に挿入されたボルトあるいはリベット等の固定用部品２６によって、ボディ２０が車体後面側の部材２７（図１等に示す）に固定されるようになっている。ボディ２０の前端面はほぼ垂直であり、この前端面に固定側ばねシート３０が設けられている。
【００１３】
ボディ２０に、ベルクランク状の第１リンク３１が水平方向の第１の軸３２によって回動自在に取付けられている。この第１リンク３１は、第１の軸３２の斜め後ろ上方に延出する後端部３１ａと、第１の軸３２の斜め前上方に延出する前端部３１ｂとを有し、図１に示すように後端部３１ａが回動上昇した位置から、図６に示すように後端部３１ａが回動降下した位置にわたり、第１の軸３２を中心に回動できるようになっている。
【００１４】
第１リンク３１の後端部３１ａに第２の軸３５が設けられており、この第２の軸３５によって第２リンク３６が回動自在に連結されている。第２リンク３６は上方に延びており、第２リンク３６の上端部に、第３の軸３８によってブラケット４０が回動自在に連結されている。図３に示すようにブラケット４０に左右２箇所の取付孔４１が形成されており、取付孔４１に挿入されたボルトあるいはリベット等の固定用部品４２により、ブラケット４０があおり板１１に固定されるようになっている。従って第１リンク３１が図１に示す上昇位置までいっぱいに回動すると、第２リンク３６があおり板１１の全閉位置まで上昇する。
【００１５】
第１リンク３１の前端部３１ｂに設けられた第４の軸４５に、第３リンク５０が回動自在に接続されている。第３リンク５０は第４の軸４５に連結される端部材５２と、端部材５２に溶接されたロッド部５３を有している。ロッド部５３はボディ２０の前方に延びている。ロッド部５３の先端側に雄ねじ５４が形成されている。
【００１６】
上記ロッド部５３の前端部に可動側ばねシート６０が設けられている。この可動側ばねシート６０は、中央に設けられた孔６１に雄ねじ５４を挿入し、かつ、雄ねじ５４にナット６２を螺合させることにより、ロッド部５３の軸線方向の所望位置に止められている。可動側ばねシート６０はロッド部５３に対して直角の姿勢となっている。
【００１７】
固定側ばねシート３０と可動側ばねシート６０の間に、コイルばね７０が圧縮された状態で設けられている。コイルばね７０の内側に上記第３リンク５０が通っている。コイルばね７０は、図１において第３リンク５０を矢印Ｐ方向に付勢することにより、第１リンク３１の後端部３１ａを回動上昇させる方向に付勢するとともに、第２リンク３６を押上げる力を発生させるものである。
【００１８】
コイルばね７０は、ばね曲りを生じにくくするためと、周方向の取付位置を規制しないという観点から、図４に示すようなクローズドテーパエンド形の座巻部７１を有する円筒形ばねを使用している。すなわちこのコイルばね７０の両端の座巻部７１は、素線端末７１ａに向って厚みが減少するようにテーパ圧延加工が施されていて、素線端末７１ａが隣りの素線と近接ないし接触する形状となっており、しかも座巻部７１が円周方向にほぼ全長にわたってばねシート３０，６０に接触できるようにしている。そしてこのコイルばね７０は、ばねシート３０，６０に対して回転可能な状態で接触させている。
【００１９】
図２に示すようにコイルばね７０は、取付長がＬとなるように圧縮した状態でほぼ水平な姿勢でセットされている。しかもこのコイルばね７０の中心Ｃに対して、第４の軸４５を上方に高さｅだけオフセットさせた位置に設けている。
【００２０】
また図３に示すように車体後方から見て、ボディ２０およびブラケット４０の幅方向の中心を通る鉛直線Ｃ1 に対し、コイルばね７０の中心Ｃを横方向にオフセット量Ｗ（例えば１０ｍｍ）だけずらしてある。こうすることにより、リヤコンビネーションランプやリヤバンパ等の車体装備品７２がレイアウトされる車体後部において、ボディ２０と車体装備品７２との干渉を避けることができる。コイルばね７０は車体装備品７２よりも車体前方に奥まった位置にあるから、コイルばね７０が車体装備品７２と干渉することを避けることができる。
【００２１】
コイルばね７０は、あおり板１１が全閉位置（図１の初期状態）にある時に長さが最大となるが、この初期状態においても第３リンク５０を矢印Ｐ方向に付勢することができるように、初期荷重（初期撓み）を与えた圧縮状態で組付けられている。このばね７０は、あおり板１１の開き角度が増加するにつれて、圧縮量（撓みδ）が増加するようになっている。上記の初期撓み時（組付長Ｌの時）の荷重をＰ0 とすれば、撓みδに応じて  Ｐ＝Ｐ0 ＋δ・ｋ  （ｋ：ばね定数）  で表される反力Ｐが発生する。
【００２２】
なお、ロッド部５３の雄ねじ５４に対するナット６２の螺進量を変化させることによって、コイルばね７０の撓みの大きさを適宜に調整することができる。このため、種々のあおり重量に対して最適な反発荷重を発揮させることが可能である。
【００２３】
上記コイルばね７０は、図１において第１リンク３１が反時計回りに回動する際に、第３リンク５０の後端（軸４５側）が一旦少し上昇したのちに下がりながら図示左方向に移動するため、第３リンク５０の前端に直角に固定されている可動側ばねシート６０は第３リンク５０との交点を中心に反時計回りに回転してゆく。
【００２４】
前記先行技術（実開平３−９１８７５号公報）をはじめとして一般のコイルばねでは、上記のように可動側ばねシートが傾くとばね曲りが発生しやすくなる。このため本発明では以下に述べるように、コイルばね７０の自由長Ｈと平均コイル径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）と、コイルばね７０の総巻数と、前述のオフセット量ｅの各範囲を設定することにより、ばね曲りの発生を効果的に防止している。
【００２５】
図７はコイルばね７０の総巻数と、あおり板１１を開閉させる際に可動側ばねシート６０が上下方向に移動する量との関係を示している。図７からわかるように、総巻数がｎ＋０．６５からｎ＋１（ｎは整数）の範囲でばねシート６０の移動量が最小となり、特に、ｎ＋０．７５付近において移動量が極小となる。従ってばね曲りの発生を抑制する観点から、総巻数をｎ＋０．６５からｎ＋１の範囲に設定し、より好ましくはｎ＋０．７５を目標値とする。
【００２６】
図８は、コイルばね７０の自由長Ｈと平均コイル径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）を横軸にとり、あおり板が開閉する際のばねシート６０の上下方向の移動量とＨ／Ｄとの関係を示している。図８からわかるようにＨ／Ｄが２．１以下であれば、ばねシート６０の移動量が極小となっている。なお、Ｈ／Ｄが１．０を下回ると自由長Ｈが平均コイル径Ｄに比べて短くなり過ぎ、平均コイル径Ｄが大きいわりには得られる撓みが少なくなるため、Ｈ／Ｄ値の下限は１．０とする。
【００２７】
図９はコイルばね７０の取付長Ｌと前記オフセット量ｅとの比（ｅ／Ｌ）を横軸にとり、あおり板が開閉する際のばねシート６０の上下方向の移動量とｅ／Ｌとの関係を示している。図９からわかるようにｅ／Ｌが０．０６から０．１０の範囲にあれば、ばねシート６０の移動量が極小となっている。このため、ばね曲りを抑制する観点から、ｅ／Ｌを上記範囲に限定するものとする。
【００２８】
コイルばね７０の一例は、総巻数：５．７５，有効巻数：３．７５，材料径：８．５ｍｍ，平均コイル径：７３．５ｍｍ，自由長Ｈ：１４３．５ｍｍ，取付長Ｌ：１０１ｍｍ，ばね定数：３．５ｋｇｆ／ｍｍ，Ｈ／Ｄ：１．９５，オフセット量ｅ：８．１ｍｍ，ｅ／Ｌ：０．０８である。この例の場合、可動側ばねシート６０の上下方向の移動量は、上方に６ｍｍ，下方に９ｍｍ，合計１５ｍｍとなり、実用上、許される移動量（２０ｍｍ）の範囲に十分収まるものであった。
【００２９】
また、ベルクランク状の第１リンク３１は、力の伝達効率を良くしかつ周辺部品との干渉を回避する観点から、次に述べるような形状としている。すなわち、図２において、第１の軸３２から第２の軸３５までの第１アームの長さをＬ1 ，第１の軸３２から第４の軸４５までの第２アームの長さをＬ2 ，第１アームと第２アームのなす角度をθ1 ，第２アームが鉛直線となす角度をθ2 としたとき、５０°≦θ1 ≦７０°，１０°≦θ2 ≦３０°，０．２２≦Ｌ2 ／Ｌ1 ≦０．３２の範囲としている。
【００３０】
以下に上記装置１０の作用について説明する。
あおり板１１の重量は、あおり板１１を開ける方向すなわち第２リンク３６を降下させる方向に作用する。これに対しコイルばね７０の反発荷重は、第１リンク３１の後端部３１ａを回動上昇させる方向、すなわち第２リンク３６を押上げる方向に作用する。つまり図２に示す模式図において、コイルばね７０による反力Ｐは第３リンク５０と第４の軸４５を介して、第１リンク３１の後端部３１ａを回動上昇させる力となる。このため、第２の軸３５を介して第２リンク３６を押上げる力が発生する。
【００３１】
上記実施態様のコイルばね７０とリンク３１，３６，５０を用いた開閉補助装置１０を、重量が３０ｋｇのリヤゲートに用いた場合、操作力が最大となるリヤゲート開角度９０°において、操作力が約４ｋｇｆとなり、開閉補助装置１０を用いない場合の操作力１５ｋｇｆに比較して７０％以上の操作力軽減が図れた。この開閉補助装置１０はコンパクトでかつ軽量に構成することができ、リヤゲート用の場合には３ｋｇ以下の装置重量であった。しかもボディ２０とブラケット４０をそれぞれ２本ずつのボルト（固定用部品２６，４２）によって固定できるので、車両に対する締結箇所が少なくてすみ、車両への組付けが容易である。
【００３２】
なお、前記実施形態のあおり開閉補助装置１０はトラックのリヤゲートに用いる場合について説明したが、本発明を実施するに当って、ボディ２０の形状を変更しかつコイルばね７０のサイズやばね定数を大きくすれば、重量の大きなサイドゲート用のあおり板に使うことも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、コイルばねを用いたあおり開閉補助装置において、あおり板を開閉する際に可動側ばねシートが上下方向に移動する量や座巻部の傾きが過剰になることを回避できることにより、コイルばねにばね曲りが生じることを抑制できる。このため、コイルばねが所定の反発荷重をリンクに与えることができるとともに、ばねの耐久性が低下したりばねが傷むことを防止でき、所定のあおり開閉補助機能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すあおり開閉補助装置の側面図。
【図２】  図１に示された装置のリンク系の幾何学的関係を示す概略図。
【図３】  図１に示された装置の背面図。
【図４】  図１に示された装置に使われるコイルばねの斜視図。
【図５】  図１に示された装置のあおり板が途中まで開いた状態の側面図。
【図６】  図１に示された装置のあおり板が完全に開いた状態の側面図。
【図７】  図１に示された装置のコイルばねの巻数とばねシートの移動量との関係を示す図。
【図８】  図１に示された装置のコイルばねのＨ／Ｄ値とばねシートの移動量との関係を示す図。
【図９】  図１に示された装置の第４の軸のオフセット量とばねシートの移動量との関係を示す図。
【符号の説明】
１０…あおり開閉補助装置
１１…あおり板
１３…あおりヒンジ
２０…ボディ
３０…固定側ばねシート
３１…第１リンク
３２…第１の軸
３５…第２の軸
３６…第２リンク
３８…第３の軸
４０…ブラケット
４５…第４の軸
５０…第３リンク
６０…可動側ばねシート
７０…コイルばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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