(57)【要約】  【課題】バックドアの閉扉状態においてガスステーがバックドアに及ぼす助勢力を確実に零とすることがガスステーを提供する。  【解決手段】シリンダチューブ４とピストンロッド５との相対移動に基づく最収縮状態で両者を機械的にロックするロック機構１７を設ける。ロック機構１７は、上記最収縮状態の直前の状態となった時点で、シリンダチューブ４側の球状突起部１０をボールジョイント７側の回転ブロック１２に形成された変形だるま穴形状のカム溝１３で受容した上でその回転ブロック１２を回転させる。これにより、シリンダチューブ４とピストンロッド５を最収縮方向に強制的に相対移動させた上でロックする。  【選択図】  図３
2005180584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスが封入された密閉式のシリンダチューブと、シリンダチューブ内に摺動可能に挿入されて一端部がシリンダチューブから突出しているピストンロッドとを備えたガスステーであって、
シリンダチューブとピストンロッドとの相対移動に基づいて両者が最収縮状態もしくはその直前の状態となった時点で、それらのシリンダチューブとピストンロッドとの相対移動を阻止するべく両者を機械的にロックするロック機構を設けたことを特徴とするガスステー構造。
【請求項２】
上記ロック機構は、シリンダチューブとピストンロッドが最収縮状態の直前の状態となった時点で、それらシリンダチューブとピストンロッドを最収縮方向に強制的に相対移動させた上で機械的にロックするものであることを特徴とする請求項１に記載のガスステー構造。
【請求項３】
収縮状態において互いに接近することになるシリンダチューブおよびピストンロッドの端部のうちいずれか一方の端部に突起部を設けるとともに、他方の端部にはその軸心周りに回転可能な回転体を設け、
この回転体には、上記突起部を受容した上で当該回転体が回転駆動されることにより突起部と係合しつつシリンダチューブとピストンロッドを最収縮方向に強制的に相対移動させた上でロックする突起受容部を形成したことを特徴とする請求項２に記載のガスステー構造。
【請求項４】
上記突起受容部は、シリンダチューブもしくはピストンロッドの軸心周りにおける回転体と突起部の相対回転を、シリンダチューブとピストンロッドとの最収縮方向への相対変位に変換するカム溝であることを特徴とする請求項３に記載のガスステー構造。
【請求項５】
収縮状態において互いに接近することになるシリンダチューブおよびピストンロッドの端部のうちピストンロッド側の端部にボール部を一体に設けるととに、そのボール部を球面接触により受容して当該ボール部とともにボールジョイントを形成することになるボールソケットを設ける一方、シリンダチューブ側の端部には突起部を設け、
上記ボールソケットには突起受容部を備えた回転体を設けたことを特徴とする請求項３または４に記載のガスステー構造。
【請求項６】
上記ボールソケットには、回転体を回転駆動するための回転駆動手段が内蔵されていることを特徴とする請求項５に記載のガスステー構造。
【請求項７】
収縮状態において互いに接近することになるシリンダチューブおよびピストンロッドの端部のうちピストンロッド側の端部に、ボール部を球面接触により受容して当該ボール部とともにボールジョイントを形成することになるボールソケットを設けるとともに、このボールソケットに突起部を設ける一方、
上記シリンダチューブ側の端部には突起受容部を備えた回転体を設けたことを特徴とする請求項３または４に記載のガスステー構造。
【請求項８】
上記ボールソケットには、回転体を回転駆動するための回転駆動手段が内蔵されていることを特徴とする請求項７に記載のガスステー構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のバックドアやフード等に代表されるような開閉体の開扉助勢手段として用いられるガスステーの構造に関し、特にガスステー本来の機能を阻害することなく、最収縮状態ではガスステー自体が発生する助勢力（アシスト力）が開閉体に作用しないように考慮されたガスステーの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のバックドア用のガスステー（ガススプリングとも称される）の構造として例えば特許文献１，２に記載のものが提案されている。これらの特許文献１，２に記載の技術では、ガスステーを形成しているシリンダチューブとピストンロッドとの相対移動に基づく最収縮状態すなわちバックドアの閉扉状態においてピストンをガス圧もしくは油圧等の流体圧をもってロックして、ピストンロッドの伸長力ひいてはそのガスステーがバックドアに及ぼす助勢力（アシスト力）が極小もしくは零となるように設定してある。
【０００３】
そして、かかる特許文献１，２に記載の構造によれば、ガス圧によるバックドアの自然解放を防止できるとともに、バックドアの支持点に加わる衝撃を小さくして、その支持点周りの設計を容易化できるとされている。
【特許文献１】特開２００１−３４３０４４号公報（図１）
【特許文献２】特開平１１−３７１９９号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの特許文献１，２に記載の構造によれば、バックドアの閉扉状態においてガスステーがバックドアに及ぼす助勢力（アシスト力）を極小もしくは実質的に零にするためのピストンのロックは全てガス圧もしくは油圧等の流体圧に依存しているため、特に気温の変化等の影響でロック位置がばらつきやすいだけでなく、そのロック状態の安定性および信頼性が乏しく、必ずしも当初の目的を十分に達成することができない。
【０００５】
より詳しくは、バックドアの閉扉状態においてガスステーがバックドアに及ぼす助勢力（アシスト力）を極小もしくは実質的に零とすることは、バックドア閉扉状態においても常時ガスステー助勢力が作用している場合と比べて、バックドア自体の弾性変形の抑制とともにバックドアの建付位置のばらつきを小さくして、外観品質の向上に寄与できるとともに、バックドア自体の補強構造を簡略化することができるものであるが、特許文献１，２に記載の従来の技術では、ピストンのロック状態の安定性および信頼性が乏しいために、これらの効果が半減してしまうこととなって好ましくない。
【０００６】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、バックドア等の開閉体の閉扉状態においてガスステーが開閉体に及ぼす助勢力を確実に零とすることができるようにしたガスステーの構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、ガスステーの構造として、シリンダチューブとピストンロッドとの相対移動に基づいて両者が最収縮状態もしくはその直前の状態となった時点で、それらのシリンダチューブとピストンロッドとの相対移動を阻止するべく両者を機械的にロックするロック機構を設けたことを特徴とする。
【０００８】
望ましくは、上記ロック機構は、シリンダチューブとピストンロッドが最収縮状態の直前の状態となった時点で、それらシリンダチューブとピストンロッドを最収縮方向に強制的に相対移動させた上で機械的にロックするものであることが望ましい。
【０００９】
より具体的には、請求項３に記載のように、収縮状態において互いに接近することになるシリンダチューブおよびピストンロッドの端部のうちいずれか一方の端部に突起部を設けるとともに、他方の端部にはその軸心周りに回転可能な回転体を設け、この回転体には、上記突起部を受容した上で当該回転体が回転駆動されることにより突起部と係合しつつシリンダチューブとピストンロッドを最収縮方向に強制的に相対移動させた上でロックする突起受容部を形成したものとする。
【００１０】
なお、上記のガスステーは自動車のバックドア、フード、ガラスハッチ等に代表されるような各種開閉体の開扉助勢手段と用いられる。
【００１１】
したがって、請求項１に記載の発明では、バックドア等の開閉体の閉扉状態すなわちガスステーの最収縮状態においては、シリンダチューブとピストンロッドとの相対移動がロック機構によって機械的にロックされることになるので、ガスステー自体の伸長力ひいてはガスステーがバックドア等の開閉体に及ぼす助勢力は確実に零となる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、ガスステーの最収縮状態においては、シリンダチューブとピストンロッドとの相対移動がロック機構によって機械的にロックされることになるので、そのロック状態の安定性および信頼性が飛躍的に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１以下の図面は本発明に係るガスステーの好ましい実施の形態を示しており、自動車のバックドアにおける開扉助勢手段として適用した場合の例を示している。すなわち、図１はバックドアの全開状態での自動車の側面図を、図２は図１に示すバックドアの全閉（閉扉）状態での断面図を、図３は図２の要部の拡大図をそれぞれ示している。
【００１４】
図１に示すように、上部ヒンジ式の開閉体としてのバックドア２は図示しないバックドアヒンジを介して車体１の後部に開閉可能に支持されていて、閉扉状態においてはバックドア開口部の下部ｅに設定した図示外のバックドアロック機構によってロックされるようになっている。
【００１５】
ここで、上記のバックドアロック機構には、バックドアオートクロージャー機能と電気式オープナー機能とを兼ね備えたものが採用されている。なお、バックドアオートクロージャー機能とは、バックドアをいわゆる半ドア状態（ハーフラッチ位置）まで閉じると、モータが起動してラッチレバーを回転させ、ハーフラッチからフルラッチまで引き込んでバックドアを自動閉扉する機能をいう。また、電気式オープナー機能とは、バックドアが閉じている状態でオープナースイッチ（電磁式ワンタッチスイッチ）を押圧操作すると、モータが起動してロッキングプレートを開くことによてラッチを非拘束状態とし、これをもって手でバックドアを開けることができる機能をいう。
【００１６】
そして、図２にも示すように、バックドア２の上半部両側においてそのバックドア開口縁部とバックドア２との間にはそれぞれにガスステー３が架橋的に配置されている。すなわち、ガスステー３を形成しているシリンダチューブ４およびピストンロッド５の一端にはボールジョイント６，７が設けられていて、このボールジョイント６，７をもってガスステー３が車体１側およびバックドア２側にそれぞれに連結されている。
【００１７】
したがって、図２に示すように閉扉状態にあるバックドア２を上方に向けて開扉操作したときには、バックドア２の回動に伴いガスステー３が伸長動作して、バックドア２自体の重量に対向するような助勢力をバックドア２に付与することになる。
【００１８】
ガスステー３は、図３に示すように、圧縮ガスが適量の油とともに封入されたシリンダチューブ４内にピストンロッド５を摺動可能に内挿した周知の構造のものであり、ピストンロッド５の一端部はシリンダチューブ４から突出していて、そのピストンロッド５の先端はボールジョイント７を介してバックドア２に連結されている。
【００１９】
すなわち、図３から明らかなように、ピストンロッド５の先端にはボール部としてスタッドボール８が一体に固定されているとともに、このスタッドボール８と球面接触しつつこれを受容するボールソケット９が設けられていて、これらのスタッドボール８とボールソケット９とによりボールジョイント７が形成されているとともに、ボールソケット９が車体側に固定されている。そして、ガスステー３はシリンダチューブ４とピストンロッド５との相対移動に基づく伸長収縮動作が可能となっているとともに、それに応じてピストンロッド５はスタッドボール８を回転中心として揺動もしくは回動動作可能となっている。
【００２０】
図３はガスステー３が最収縮状態にある状態を示しており、同状態においてシリンダチューブ４のうちボールジョイント７と近接することになる一端には円周方向で正対する位置（円周方向で１８０°ずれた位置）に一対の球状突起部１０がこれより小径のステム１１を介して対向配置されているとともに、ボールジョイント７を形成しているボールソケット９側には上記の球状突起部１０を受容する回転体として円環状の回転ブロック１２が設けられている。
【００２１】
この回転ブロック１２は、ピストンロッド５と干渉しないようにこれに外挿された上でボールソケット９に着座しつつ回転可能に支持されている一方、シリンダチューブ４の端面と対向する面には上記一対の球状突起部１０を受容可能な突起受容部として一対のカム溝１３が形成されている。このカム溝１３は、図４に示すように、その平面形状が円周方向に沿って湾曲した変形だるま穴形状のものであり、同時にその断面形状もまた開口端面側よりも奥部側の方が大径となる変形だるま穴形状のものであって、後述するようにその深さは特定の回転方向Ｍと反対方向に向かって漸次大きくなるように設定されている。
【００２２】
そして、ボールソケット９には回転駆動手段としてモータ１４が内蔵されているとともに、回転ブロック１２の外周にはドリブンギヤ１５が形成されていて、このドリブンギヤ１５に対してモータ１４にて回転駆動されるドライブギヤ１６が噛み合っていることから、モータ１４の起動により回転ブロック１２が正逆回転駆動されるようになっている。
【００２３】
図５は上記カム溝１３の詳細としてそのカム溝１３を真直に展開した場合の模式図を示しており、（Ａ）は平面図を、（Ｂ）は同図（Ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図を、（Ｃ）は同図（Ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図をそれぞれ示している。
【００２４】
同図から明らかなように、カム溝１３における開口端面での大径部１３ａの直径Ｄは上記球状突起部１０を受容し得る大きさに設定されているとともに、同じく開口端面の小径部たる一般部１３ｂでの溝幅Ｗはステム１１が通過し得る大きさで且つ球状突起部１０が通過し得ないような大きさに設定されている。同時に、カム溝１３の深さはネック部の深さＨとともに回転方向Ｍと反対方向に向かって漸次大きくなるように設定されている。
【００２５】
したがって、回転ブロック１２側のカム溝１３にて球状突起部１０を受容した上でその回転ブロック１２を矢印Ｍ方向に所定量だけ回転させることによって、ピストンロッド５をシリンダチューブ３側に引き込んだ上で以降の両者の相対移動を阻止するようにそれら両者を純機械的にロックすることができ、上記カム溝１３を有する回転ブロック１２と球状突起部１０とにより、ガスステー３を最収縮状態にロックするためのロック機構１７が形成されている。すなわち、ガスステー３が最収縮状態となったバックドア２の閉扉状態では、バックドア２に対してガスステー３が開扉助勢力を全く及ぼさなくなるように設定されている。
【００２６】
このように構成されたガスステー３によれば、図１に示すようにバックドア２が全開状態にあるときにはガスステー３もまた最伸長状態にあり、ガスステー３はそのガス圧をもってバックドア２の重量に対抗し得るような開扉助勢力をバックドア２に付与している。
【００２７】
一方、図１の状態からバックドア２を閉扉操作すると、バックドア２自体の変位に伴ってガスステー３のピストンロッド５がシリンダチューブ４内に押し込まれるようにして徐々に収縮動作することになる。やがて、バックドア２がいわゆる半ドア状態（ハーフラッチ位置）まで閉じられると、先に述べた図示外のバックドアロック機構のモータが起動してラッチレバーを回転させ、ハーフラッチ位置からフルラッチ位置までバックドア２を引き込んで自動閉扉することになる。
【００２８】
これと並行して、上記の半ドア状態に近い状態となると図３に示すようにガスステー３も最収縮状態の直前の状態となり、球状突起部１０と回転ブロック１２が互いに接近して球状突起部１０が回転ブロック１２側のカム溝１４の大径部１３ａに進入することになる。なお、この状態に至った段階では球状突起部１０の位置と大径部１３ａの位置が合致するように予め調整されている。
【００２９】
そして、バックドアロック機構のモータの起動とともに図３のモータ１４が起動して、回転ブロック１２を矢印Ｍ方向に所定量だけ回転させる。この回転ブロック１２のＭ方向の回転に伴い図５に示したようにカム溝１３の奥部側に球状突起部１０が引き込まれることから、シリンダチューブ４に対しピストンロッド５が強制的に押し込まれて、モータ１４すなわち回転ブロック１２はバックドアロック機構のモータとともに停止する。この状態は、球状突起部１０とカム溝１３との係合のためにガスステー３のシリンダチューブ４とピストンロッド５が相対変位不能に純機械的にロックされていることにほかならず、ガスステー３が発生する開扉助勢力はボールジョイント６，７を含むガスステー３それ自体が吸収してバックドア２にはガスステー３が発生する力は全く作用しなくなる。すなわち、この状態をもってガスステー３がバックドア２に及ぼす伸長力ひいては開扉助勢力を確実に零とすることができる。
【００３０】
その一方、バックドア２の閉扉状態においてバックドアのオープナースイッチを操作すると、バックドアロック機構のモータが起動してロッキングプレートを開き、ラッチが非拘束状態となることから、手でバックドア２を開けることができるようになる。これと並行して、バックドアロック機構のモータとともに図３に示したモータ１４が起動し、回転ブロック１２が図５の矢印Ｍ方向とは逆方向に所定量だけ回転して、カム溝１３による球状突起部１０の拘束を解除する。この状態をもって球状突起部１０がカム溝１３から抜け出すことが可能となって実質的にアンロック状態となることから、シリンダチューブ４とピストンロッド５との相対変位が可能となって、ガスステー３の伸長力ひいては開扉助勢力が再びバックドア２に作用するようになる。
【００３１】
このように本実施の形態によれば、バックドア２の閉扉状態すなわちガスステー３の最収縮状態では、純機械的にガスステー３をロックしてシリンダチューブ４とピストンのロッド５との相対移動を確実に阻止できるので、閉扉状態にあるかぎりはガスステー３の伸長力もしくは開扉助勢力はバックドア２には全く作用せず、そのガスステー３のロック状態の安定性および信頼性がきわめて高いものとなる。
【００３２】
図６は本発明の第２の実施の形態を示し、図３と比較すると明らかなように、ガスステー２３のピストンロッド２５側にボールソケット２９とともにステム３１を介して球状突起部３０を一体に設けるとともに、回転体としての回転ブロック３２をシリンダチューブ３４側に回転可能に支持させたものである。
【００３３】
図６に示すように、シリンダチューブ２４とピストンロッド２５とをもって形成されるガスステー２３のうち、ピストンロッド２５の先端にはボールソケット２９が一体に形成されているとともに、このボールソケット２９の端部にはステム３１を介して一対の球状突起部３０が一体に形成されている。そして、ボールソケット２９はボール部としてのスタッドボール２８が球面接触をもって受容しており、これによってボールジョイント２７を形成している。なお、スタッドボール２８はこのスタッドボール２８と一体の図示外のロッドを介して車体側に固定される。
【００３４】
他方、シリンダチューブ２４の端部にはケーシング２０が一体に固定されており、このケーシング２０には、シリンダチューブ２４に外挿されるかたちで配置された回転体としての回転ブロック３２が回転可能に支持されている。そして、回転ブロック３２には第１の実施の形態のものと同様に変形だるま穴状の一対の突起受容部としてのカム溝３３が形成されていて、このカム溝３３に球状突起部３０が係合することになる。このように、カム溝３３を有する回転ブロック３２と球状突起部３０とによりロック機構３７が形成されている。
【００３５】
また、回転ブロック３２の端面にはフェースギヤ３２ａが形成されている一方、ケーシング２０内には回転駆動手段としてモータ３４が配置されていて、このモータ３４によってドライブギヤ３６が回転駆動されるようになっっている。そして、ドライブギヤ３６とフェースギヤ３２ａとの間には両者に噛み合う中間ギヤ２１が設けられており、これらのギヤ列３６，２１，３２ａを介して回転ブロック３２が回転駆動されることになる。
【００３６】
この第２の実施の形態の場合には、第１の実施の形態のものと比べシリンダチューブ２４側とピストンロッド２５側とで球状突起部３０と回転ブロック３２との相対位置関係を逆にしたものであり、したがって第１の実施の形態のものと全く同様の作用効果が得られることになる。
【００３７】
ここで、上記の実施の形態では、バックドアオートクロージャー機能と電気式オープナー機能とを兼ね備えたバックドアロック機構と併用する場合のガスステー３，２３を例にとって説明したが、例えばガスステーが３，２３最収縮状態の直前の状態になったことをセンサで検知した上で、回転ブロック１２，３２駆動用のモータ１４，３４を起動させるようにすれば、バックドアオートクロージャー機能と電気式オープナー機能とを有しないバックドアロック機構と併用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】バックドアを開扉状態として自動車の車体の後部側面図。
【図２】図１に示すバックドアを閉扉状態とした時の拡大断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２のＱ部の拡大断面図。
【図４】図３に示す回転ブロックの斜視図。
【図５】図４に示すカム溝の展開説明図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）は同図（Ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図３と同等部位の拡大断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１…車体
２…バックドア
３…ガスステー
４…シリンダチューブ
５…ピストンロッド
７…ボールジョイント
８…スタッドボール（ボール部）
９…ボールソケット
１０…球状突起部（突起部）
１２…回転ブロック（回転体）
１３…カム溝（突起受容部）
１４…モータ（回転駆動手段）
１７…ロック機構
２３…ガスステー
２４…シリンダチューブ
２５…ピストンロッド
２７…ボールジョイント
２８…スタッドボール
２９…ボールソケット
３０…球状突起部（突起部）
３２…回転ブロック（回転体）
３３…カム溝（突起受容部）
３４…モータ（回転駆動手段）
３７…ロック機構
【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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