(57)【要約】【課題】車体に対してヒンジを介して開閉可能に設けられ、自重により閉じようとするトルクが発生するドアに対して開方向の反力を与える反力発生機構に関し、小型で、反発力の特性の変化も小さい反発力発生機構を提供することを課題とする。【解決手段】一端部が車体側に取り付けられ、他端部側が反力発生機構１１側に取り付けられ、前記ドアの開度が大きくなるに従って反発力が小さくなる渦巻きばね（弾性ばね）２１と、車体側に設けられ、渦巻きばね２１の反発力が入力され、渦巻きばね２１の反発力を変換し、ドアに対して開方向のトルクを与える反発力変換部３１であって、ドアの開度が大きくなるに従って、前記ドアに対する開方向のトルクが大きくなる反発力変換部３１とからなる【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に対してヒンジを介して開閉可能に設けられ、自重により閉じようとするトルクが発生するドアに対して開方向の反力を与える反力発生機構において、
一端部が車体側に取り付けられ、他端部側が反力発生機構側に取り付けられ、前記ドアの開度が大きくなるに従って反発力が小さくなる弾性ばねと、
前記車体側に設けられ、前記弾性ばねの反発力が入力され、前記弾性ばねの反発力を変換し、前記ドアに対して開方向のトルクを与える反発力変換部であって、前記ドアの開度が大きくなるに従って、前記ドアに対する開方向のトルクが大きくなる反発力変換部と、
からなることを特徴とする反発力発生機構。
【請求項２】
前記弾性ばねは、
外端部が前記車体側に固定され、内端部が前記反発力変換部に接続された渦巻きばねであり、
前記反発力変換部は、
前記渦巻きばねの内端部が接続され、前記渦巻きばねの反発力により回転駆動される第１の非円形歯車と、
該第１の非円形歯車に噛合した第２の非円形歯車と、
一端部が前記第２の非円形歯車に接続され、他端部側が前記ドアに接続され、前記ドアに開方向のトルクを付与するトルク付与手段と、
からなることを特徴とする請求項１記載の反発力発生機構。
【請求項３】
前記弾性ばねは、
外端部が前記車体側に固定され、内端部が前記反発力変換部に接続された渦巻きばねであり、
前記反発力変換部は、
前記渦巻きばねの内端部が接続され、前記渦巻きばねの反発力により回転駆動される第１の偏心歯車と、
該第１の偏心歯車の回転軸に向かって延びるガイドと、
該ガイドに回転軸が移動可能に係合し、前記第１の偏心歯車に噛合可能な第２の偏心歯車と、
第２の偏心歯車を前記第１の偏心歯車に噛合するように案内するガイドと、
一端部が該第２の偏心歯車に接続され、他端部が前記ドアに接続され、前記ドアに開方向のトルクを付与するトルク付与手段と、
からなることを特徴とする請求項１記載の反発力発生機構。
【請求項４】
前記第１の偏心歯車に噛合する方向に前記第２の偏心歯車の回転軸を付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の反発力発生機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体に対してヒンジを介して開閉可能に設けられ、自重により閉じようとするトルクが発生するドアに対して開方向の反力を与える反力発生機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のバックドアは、荷物の積み降ろしが容易な跳ね上げ式が多く用いられている。跳ね上げ式のバックドアには、自重により閉じようとするトルクが発生するので、開方向の反力を付与する反発力発生機構が設けられる。
【０００３】
この反発力発生機構としては、一端部が車体に他端部側がバックドアの回転中心軸以外の箇所取り付けられ、封入されたガスの反力を用いたガススプリングが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−８８６４７号公報（図１１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ドアが大型化し、ドアの重量が重くなると、大きな反発力を得るためにガススプリングも大型化し、反発力発生機構が大型化する問題点がある。
又、ガスを用いているので、気温の高低により反発力の特性が大きく変わる問題点もある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、小型で、反発力の特性の変化も小さい反発力発生機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、車体に対してヒンジを介して開閉可能に設けられ、自重により閉じようとするトルクが発生するドアに設けられ、前記ドアに対して開方向の反力を与える反力発生機構において、一端部が車体側に取り付けられ、他端部側が前記反力発生機構側に取り付けられ、前記ドアの開度が大きくなるに従って反発力が小さくなる弾性ばねと、前記車体側に設けられ、前記弾性ばねの反発力が入力され、前記弾性ばねの反発力を変換し、前記ドアに対して開方向のトルクを与える反発力変換部であって、前記ドアの開度が大きくなるに従って、前記ドアに対する開方向のトルクが大きくなる反発力変換部と、からなることを特徴とする反発力発生機構である。
【０００７】
ドアの開度に応じて、ばねは反発力を発生する。ばねの反発力は、反発力変換部に入力される。ここで、前記ドアの開度が大きくなるに従って、前記ドアに対する開方向のトルクが大きくなるように前記弾性ばねの反発力が変換され、前記ドアに対して開方向のトルクが与えられる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記弾性ばねは、外端部が前記車体側に固定され、内端部が前記反発力変換部に接続された渦巻きばねであり、前記反発力変換部は、前記渦巻きばねの内端部が接続され、前記渦巻きばねの反発力により回転駆動される第１の非円形歯車と、該第１の非円形歯車に噛合した第２の非円形歯車と、一端部が前記第２の非円形歯車に接続され、他端部側が前記ドアに接続され、前記ドアに開方向のトルクを付与するトルク付与手段と、からなることを特徴とする請求項１記載の反発力発生機構である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記弾性ばねは、外端部が前記車体側に固定され、内端部が前記反発力変換部に接続された渦巻きばねであり、前記反発力変換部は、前記渦巻きばねの内端部が接続され、前記渦巻きばねの反発力により回転駆動される第１の偏心歯車と、該第１の偏心歯車に接近／離脱可能に設けられ、前記第１の偏心歯車に噛合可能な第２の偏心歯車と、第２の偏心歯車を前記第１の偏心歯車に噛合するように案内するガイドと、一端部が該第２の偏心歯車に接続され、他端部が前記ドアに接続され、前記ドアに開方向のトルクを付与するトルク付与手段と、からなることを特徴とする請求項１記載の反発力発生機構である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記第２の偏心歯車の回転軸が遊嵌する長穴を設け、前記第１の偏心歯車に噛合する方向に前記第２の偏心歯車を付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の反発力発生機構である。
【００１１】
尚、本発明において、反発力変換部のトルク付与手段の例としては、一端部が反発力変換部に接続され、他端部がドアに接続されたロッドや、一端部が反発力変換部に接続され、他端部がドアに接続されたガススプリングがあるが限定するものではない。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１−請求項３に係る発明によれば、反発力発生機構は、一端部が車体側に取り付けられ、他端部側が前記ドア側に取り付けられ、前記ドアの開度が大きくなるに従って反発力が小さくなる弾性ばねと、  前記車体側に設けられ、前記弾性ばねの反発力が入力され、前記弾性ばねの反発力を変換し、前記ドアに対して開方向のトルクを与える反発力変換部であって、前記ドアの開度が大きくなるに従って、前記ドアに対する開方向のトルクが大きくなる反発力変換部と、からなることにより、ドアが大型化し、ドアの重量が重くなっても、反発力変換部の前記ドアに対する開方向のトルクを最適に設定することにより、反発力発生機構が小型化できる。又、弾性ばねを用いることで、気温の高低による反発力の特性も小さい。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、ドアが大型化し、ドアの重量が重くなっても、反発力変換部の第１の非円形歯車と第２の非円形歯車との形状を最適に設定することにより、反発力発生機構が小型化できる。又、弾性ばねを用いることで、気温の高低による反発力の特性も小さい。
【００１４】
請求項３、請求項４に係る発明によれば、ドアが大型化し、ドアの重量が重くなっても、反発力変換部のガイドと、第１の偏心歯車の形状と第２の偏心歯車の形状とを最適に設定することにより、反発力発生機構が小型化できる。又、弾性ばねを用いることで、気温の高低による反発力の特性も小さい。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、前記第１の偏心歯車に噛合する方向に前記第２の偏心歯車を付勢する付勢手段を設けたことにより、各部品の寸法誤差により、第１の偏心歯車と、第２の偏心歯車とが設計通りの位置にない場合であっても、第１の偏心歯車と、第２の偏心歯車とが必ず噛合する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１の実施の形態例］
最初に、図２を用いて、本形態例の全体構成を説明する。図において、車体１の後部には、車体１に対してヒンジを介して開閉可能に設けられ、自重により閉じようとするトルクが発生する跳ね上げ式のドア（バックドア）３が設けられている。
【００１７】
車体１には、ドア３に対して開方向の反力を与える反力発生機構１１が設けられている。
次に、図１、図３−図５を用いて、反力発生機構１１の説明を行なう。図１、図４に示すように、反力発生機構１１は、一端部が車体側１に取り付けられ、他端部側が反力発生機構１１側に取り付けられ、反発力を発生する弾性ばねとしての渦巻きばね２１と、車体１側に設けられ、渦巻きばね２１ばねの反発力が入力され、ドア３の開度が大きくなるに従って、ドア３に対する開方向のトルクが大きくなるようにばねの反発力を変換し、ドア３に対して開方向のトルクを与える反発力変換部３１とからなっている。
【００１８】
反発力変換部３１は、車体１に設けられるベース３３を有している。このベース３３には、穴３３ａ、３３ｂが形成され、更に、車体１から離れる方向に折曲した折曲部３３ｃが形成されている。
【００１９】
略楕円形の第１の非円形歯車４１と、第１の非円形歯車４１の回転中心穴に取り付けられるピン４３とはセレーション等の手法で、一体となって回転する。そして、ピン４３がベース３３の穴３３ａに遊嵌し、カシメ等の手法でベース３３に取り付けられている。
【００２０】
同様に、略楕円形の第２の非円形歯車５１と、第２の非円形歯車５１の回転中心穴に取り付けられるピン５３とは、セレーション等の手法で一体となって回転する。そして、ピン５３がベース３３の穴３３ｂに遊嵌し、カシメ等の手法でベース３３に取り付けられている。
【００２１】
そして、前述した渦巻きばね２１の内端部は、図１、図５に示すように、ピン４３に形成されたすり割り部４３ａに係合し、渦巻きばね２１の外端部は、ベース３３の折曲部３３ｃに係合している。よって、ピン４３を介して、渦巻きばね２１の反発力により、第１の非円形歯車４１は回転駆動されるようになっている。
【００２２】
図１、図４に示すように、第２の非円形歯車５１には、ドア３に開方向のトルクを付与するトルク付与手段６１が設けられている。本形態例のトルク付与手段６１は、以下のような構成となっている。
【００２３】
第２の非円形歯車５１のピン５３には、ピン５３と一体となって回転するようにアーム６３が取り付けられている。このアーム６３の回転端部には、ガススプリング６５の下端部が回転可能に取り付けられている。このガススプリング６５の上端部は、ドア３の回転中心軸以外の箇所に回転可能に取り付けられている。
【００２４】
そして、渦巻きばね２１は、ドア３が閉まった状態で、一番巻き取られ、反発力が一番大きく、ドア３の開度が大きくなるに従って反発力が小さくなるように設定されている。
又、図３に示すように、第１の非円形歯車４１と第２の非円形歯車５１とは、ベース３３に取り付けられた状態では常に噛合するようにな形状に設定されている。即ち、図３に示すように、２つの歯車の中心距離をＴとすると、第１の非円形歯車４１のピッチ半径をａ、第２の非円形歯車５１のピッチ半径をｂとすると、常にａ＋ｂ＝Ｔとなるようになっている。
【００２５】
又、実線で示すドア全閉時の第１の非円形歯車４１のピッチ半径をａｓ、第２の非円形歯車５１のピッチ半径をｂsとし、二点差線で示すドア全開時の第１の非円形歯車４１のピッチ半径をａｏ、第２の非円形歯車５１のピッチ半径をｂｏとすると、ｂｓ／ａｓ＜ｂｏ／ａｏとした。即ち、ドア３の開度が大きくなるに従って、第１の非円形歯車４１に入力された反発力のドア３に対する開方向のトルクが大きくなるようにした。
【００２６】
次に、上記構成の作動を説明する。
ドア３の開度に応じて、渦巻きばね２１は反発力を発生する。渦巻きばね１２１の反発力は、反発力変換部３１に入力される。ここで、ドア３の開度が大きくなるに従って、ドア３に対する開方向のトルクが大きくなるように渦巻きばね２１の反発力が変換され、トルク付与手段６１を介してドア３に対して開方向のトルクが与えられる。
【００２７】
上記構成によれば、ドア３が大型化し、ドア３の重量が重くなっても、反発力変換部３１の第１の非円形歯車４１と第２の非円形歯車５１との形状を最適に設定することにより、反力発生機構１１を小型化できる。又、弾性ばね（渦巻きばね２１）を用いることで、気温の高低による反発力の特性も小さい。
【００２８】
尚、本発明は、上記形態例に限定するものではない。トルク付与手段６１としてガススプリング６５を用いたが、渦巻きばね２１のみで、ドア３を開くに充分なトルクが得られるならば、ガススプリング６５は不要であり、ガススプリング６５の代わりに単純なロッドであってもよい。
【００２９】
又、ガススプリング６５を別な場所に設け、ガススプリング６５の代わりに単純なロッドであってもよい。
［第２の実施の形態例］
本実施の形態例と第１の実施の形態例との相違点は、反発力変換部であり、他の部分は、第１の実施の形態例と同一である。よって、反発力変換部の説明を行い、他の部分の説明は省略する。
【００３０】
次に、図６−図８を用いて、反力発生機構１１１の説明を行なう。図７に示すように、反力発生機構１１１は、一端部が車体側に取り付けられ、他端部側が反力発生機構１１１側に取り付けられ、反発力を発生する弾性ばねとしての渦巻きばね１２１と、車体側に設けられ、渦巻きばね１２１ばねの反発力が入力され、ドアの開度が大きくなるに従って、ドア３に対する開方向のトルクが大きくなるようにばねの反発力を変換し、ドア３に対して開方向のトルクを与える反発力変換部１３１とからなっている。
【００３１】
反発力変換部１３１は、車体１に設けられるベース１３３を有している。このベース１３３には、穴１３３ａ、長穴１３３ｂが形成されている。更に、ベース１３３上には、車体から離れる方向に延びるばね係止部１３４が設けらている。
【００３２】
第１の偏心歯車１４１と、第１の偏心歯車１４１の回転中心穴に取り付けられるピン１４３とはセレーション等の手法で、一体となって回転する。そして、ピン１４３がベース１３３の穴１３３ａに遊嵌し、カシメ等の手法でベース１３３に取り付けられている。
【００３３】
同様に、第２の偏心歯車１５１と、第２の偏心歯車１５１の回転中心穴に取り付けられるピン１５３とは、角穴等の手法で一体となって回転する。そして、ピン１５３がベース１３３の長穴１３３ｂに遊嵌し、カシメ等の手法でベース３３に取り付けられている。尚、長穴１３３ｂの延出方向は、穴１３３ａを通り、第２の偏心歯車１５１を第１の偏心歯車１４１に接近／離脱可能とならしめる方向である。
【００３４】
又、長穴１３３ｂには、第２の偏心歯車１５１の回転中心軸であるピン１５３を押して、第１の偏心歯車１４１に噛合する方向に第２の偏心歯車１５１を付勢するスプリング１７１が設けられている。
【００３５】
前述した渦巻きばね１２１の内端部は、図８に示すように、ピン１４３に形成されたすり割り部１４３ａに係合し、渦巻きばね２１の外端部は、ベース１３３のばね係止部１３４に係合している。よって、ピン１４３を介して、渦巻きばね１２１の反発力により、第１の偏心歯車１４１は回転駆動されるようになっている。
【００３６】
そして、第１の実施の形態例と同様に、第２の偏心歯車１５１には、ドアに開方向のトルクを付与するトルク付与手段が設けられている。本形態例のトルク付与手段は、第１の実施の形態例と同様に、ピン１５３に取り付けられるアーム１６３と、下端部がアーム１６３の回転端部に回転可能に取り付けられ、上端部がドアの回転中心軸以外の箇所に回転可能に取り付けられたガススプリングとからなっている。
【００３７】
又、第２の偏心歯車１５１には、ガイドとしてのガイド穴１５５が形成されている。一方、ベース１３３上には、ガイド穴１５５に係合するピン１３５が設けられている。
そして、渦巻きばね１２１は、ドアが閉まった状態で、一番巻き取られ、反発力が一番大きく、ドアの開度が大きくなるに従って反発力が小さくなるように設定されている。
【００３８】
このガイド穴１５５の形状は、第２の偏心歯車１５１を第１の偏心歯車１４１に常に噛合するように案内な形状となっている。
図９−図１４にドア全閉時からドア全開時の第１の偏心歯車１４１と第２の偏心歯１５１車との動きを示す。
【００３９】
図９で示すドア全閉時の第１の偏心歯車１４１のピッチ半径をａｓ、第２の偏心歯車１５１のピッチ半径をｂsとし、図１４で示すドア全開時の第１の偏心歯車１４１のピッチ半径をａｏ、第２の偏心歯車１５１のピッチ半径をｂｏとすると、ｂｓ／ａｓ＜ｂｏ／ａｏとした。即ち、ドア３の開度が大きくなるに従って、第１の偏心歯車１４１に入力された反発力のドア３に対する開方向のトルクが大きくなるように、ガイド穴１５５の形状は設定されている。
【００４０】
次に、上記構成の作動を説明する。
ドアの開度に応じて、渦巻きばね１２１は反発力を発生する。渦巻きばね１２１の反発力は、反発力変換部１３１に入力される。ここで、ドアの開度が大きくなるに従って、ドア３に対する開方向のトルクが大きくなるように渦巻きばね１２１の反発力が増幅され、トルク付与手段を介してドアに対して開方向のトルクが与えられる。
【００４１】
上記構成によれば、ドアが大型化し、ドアの重量が重くなっても、反発力変換部１３１のガイド穴１５５と、第１の偏心歯車１４１の形状と第２の偏心歯車１５１の形状とを最適に設定することにより、反発力発生機構を小型化できる。又、弾性ばね（渦巻きばね１２１）を用いることで、気温の高低による反発力の特性も小さい。
【００４２】
又、第１の偏心歯車１４１に噛合する方向に第２の偏心歯車１５１を付勢するスプリング１７１を設けたことにより、各部品の寸法誤差により、第１の偏心歯車１４１と、第２の偏心歯車１５１とが設計通りの位置にない場合であっても、第１の偏心歯車１４１と、第２の偏心歯車１５１とが必ず噛合する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の形態例の反力発生機構の主要部の分解斜視図である。
【図２】第１の形態例の反力発生機構が設けられた車両を説明する図である。
【図３】第１の形態例の反力発生機構の第１の非円形歯車、第２の非円形歯車の動きを説明する図である。
【図４】図１の切断線ＩＶ−ＩＶ出の断面図である。
【図５】図４のＶ方向矢視図である。
【図６】第２の形態例の反力発生機構の第１の偏心歯車、第２の偏心歯車の動きを説明する図である。
【図７】第２の形態例の反力発生機構の断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ方向矢視図である。
【図９】第１の偏心歯車、第２の偏心歯車の動きを説明する図である。
【図１０】第１の偏心歯車、第２の偏心歯車の動きを説明する図である。
【図１１】第１の偏心歯車、第２の偏心歯車の動きを説明する図である。
【図１２】第１の偏心歯車、第２の偏心歯車の動きを説明する図である。
【図１３】第１の偏心歯車、第２の偏心歯車の動きを説明する図である。
【図１４】第１の偏心歯車、第２の偏心歯車の動きを説明する図である。
【図１５】第１の偏心歯車、第２の偏心歯車の動きを説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１  反力発生機構
２１  渦巻きばね
３１  反発力変換部
【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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【図１０】
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【図１１】
2008240389.tif 000013
【図１２】
2008240389.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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