(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側面に固定されたガイドレールと、前記ガイドレールを車体外方から覆うカバー部材と、スライドドアに固定された固定ヒンジと、基端部が前記固定ヒンジに垂直軸により回動可能に連結され先端部に前記ガイドレールと一体若しくはその近傍の車体側面に形成された水平転動面を転動してスライドドア荷重を支持する支持ローラ及び前記ガイドレールに係合してスライドドアを移動案内するガイドローラとが支持された可動ヒンジと、を備え、
前記カバー部材は、その下縁がその下方にある車体側面を構成するパネル材に対して上下方向に若干の隙間を空けてほぼ面一に連なっており、
前記可動ヒンジは、その基端部が上壁、縦壁及び下壁からなる断面コ字形状に形成され、且つ、基端部の下壁と先端部間に形成された平板状の板状部が前記隙間を通るように配設されて、前記カバー部材の下縁に沿ってスライドするようになされたスライドドアの支持装置であって、
前記可動ヒンジは、鋼板を塑性加工によって成形されており、
前記基端部は、前記固定ヒンジが連結される前記垂直軸を支承する部位から、前記カバー部材の前記下縁近傍までのほぼ全域に渡って断面コ字形状であり、
前記ガイドレールに沿う方向における前記先端部及び前記下壁の幅は、前記先端部の幅より前記下壁の幅が狭く、
前記可動ヒンジの基端部の縦壁壁面を含む縦壁含有面と前記可動ヒンジの回動中心線と前記支持ローラの中心点を含む荷重作用面とはほぼ平行若しくは前記可動ヒンジの回動中心より先端部側で交差するようにしたこと、を特徴とするスライドドアの支持装置。
【請求項２】
前記可動ヒンジの縦壁は、前記荷重作用面よりも車両内側に位置する請求項１に記載のスライドドアの支持装置。
【請求項３】
前記縦壁含有面と前記荷重作用面との前記先端部側で交差する交差角度は７度以内である請求項１又は２に記載のスライドドアの支持装置。
【請求項４】
前記可動ヒンジはその基端部の下壁における前記縦壁とは反対側の端縁に起立フランジを持ち、
前記縦壁含有面と前記荷重作用面との前記先端部側で交差する交差角度は１５度以内である請求項１又は２に記載のスライドドアの支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のスライドドアに関し、特に、その支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ミニバン等でスライドドアが多用されるようになってきた。図１は、従来のスライドドアを備えた自動車の側面図である。従来、スライドドア５では、スライドドア５の前端上下及び後端中央部の３箇所に設けたローラ機構と、これに対応した車体１の側面上下のガイドレール、及びスライドドア開口後縁から後方の中央部の窪み４にセンターレール６を設け、各レール６に案内させてスライドドア５を閉じた状態から開いた状態にスライド式に開閉し得るようにしている。後端中央部のローラ機構は一つの機構でスライドドア５の１／２の荷重を受ける。特開２００２−２７４１７９号公報には荷重を支える垂直ローラを交換できるようにしたものが開示されている。また、特開２００２−１４５１１６号公報にはセンターレールが取り付けられる車体本体の剛性を高める構成が開示されている。
【０００３】
ところで、商用車においては外観をそれほど気にしなくて良いので、センターレール６を露出させている。そして、大きく頑丈なヒンジによりスライドドア５を支持している。しかしながら、乗用車においては意匠上の問題からセンターレール６を外観から見えないように隠したい。このため、センターレールカバーやクォーターウインド２でセンターレール６を覆い、センターレールカバーやクォーターウインド２とクォーターアウターパネル３との間の小さな間隙をヒンジ構造物の一部が通過するようにしている。このため、ヒンジ構造物の通過部は平板状の形状にせざるを得ず、剛性低下の大きな要因になっていた。ヒンジ構造物の剛性の低下は、スライドドア５の建て付け精度の低下や走行時のスライドドア５のばたつき感をもたらし、好ましいものではない。また、乗員がスライドドア５を操作するときの剛性感に欠け、高級感が損なわれるという問題もある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７４１７９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ヒンジ構造物の剛性を高くするため単に板厚を厚くすると、ヒンジ構造物の重量が増加するので好ましくないという問題点があった。もう一つの考え方として、板厚を厚くするのではなくて間隙通過部の板幅を広く大きくして剛性を高めるという考え方がある。しかし、板幅を大きくするとヒンジ構造物自体が大きくなってしまう。ヒンジ構造物はスライドドアを閉めたときにスライドドアと車室との間に収納されるものだから、ヒンジ構造物が大きくなってしまうと車室が狭くなるという問題があった。
本発明は、上記の課題を解決するためなされたものであり、間隙通過部の板厚や板幅を大きくすることなくヒンジ構造物の剛性を高めたスライドドアの支持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本願発明の発明者は種々の形状のヒンジ構造物の剛性をコンピュータ解析しシミュレーションすることにより、間隙通過部の板厚を厚くすることなく、板幅もそのまま、あるいは意外にも狭くして、高い剛性を得られることを発見した。本発明は、かかる知見に基づくものである。
【０００７】
本発明のスライドドアの支持装置は、車体側面に固定されたガイドレールと、前記ガイドレールを車体外方から覆うカバー部材と、スライドドアに固定された固定ヒンジと、基端部が前記固定ヒンジに垂直軸により回動可能に連結され先端部に前記ガイドレールと一体若しくはその近傍の車体側面に形成された水平転動面を転動してスライドドア荷重を支持する支持ローラ及び前記ガイドレールに係合してスライドドアを移動案内するガイドローラとが支持された可動ヒンジと、を備え、
前記カバー部材は、その下縁がその下方にある車体側面を構成するパネル材に対して上下方向に若干の隙間を空けてほぼ面一に連なっており、
前記可動ヒンジは、その基端部が上壁、縦壁及び下壁からなる断面コ字形状に形成され、且つ、基端部の下壁と先端部間に形成された平板状の板状部が前記隙間を通るように配設されて、前記カバー部材の下縁に沿ってスライドするようになされたスライドドアの支持装置であって、
前記可動ヒンジは、鋼板を塑性加工によって成形されており、
前記基端部は、前記固定ヒンジが連結される前記垂直軸を支承する部位から、前記カバー部材の前記下縁近傍までのほぼ全域に渡って断面コ字形状であり、
前記ガイドレールに沿う方向における前記先端部及び前記下端部の幅は、前記先端部の幅より前記下端部の幅が狭く、
前記可動ヒンジの基端部の縦壁壁面を含む縦壁含有面と前記可動ヒンジの回動中心線と前記支持ローラの中心点を含む荷重作用面とはほぼ平行若しくは前記可動ヒンジの回動中心より先端部側で交差するようにしたこと、を特徴とする。
また、前記可動ヒンジの縦壁が前記荷重作用面よりも車両内側に位置することが好ましい。
【０００８】
ここで可動ヒンジは、鋼板を所定形状に切断及び曲げ等のプレス成形したものである。
スライドドアの荷重は、固定ヒンジ、垂直軸（回動中心）、可動ヒンジ、可動ヒンジ先端部の支持ローラ、ガイドレール、車体へと伝えられる。可動ヒンジは、その基端部が上壁、縦壁及び下壁からなる断面コ字形状に形成されているから、荷重の大部分が縦壁で支えられる。その荷重歪みの少ない縦壁が支持ローラに近づくので、可動ヒンジの剛性が高くなりスライドドアの支持装置の剛性が高くなるという効果を奏する。
なお、可動ヒンジの縦壁はその先端側を延長すると車体のガイドレールを覆うカバー部材と干渉する。このため縦壁の先端側の延長は、カバー部材と干渉しない間隔を余す必要がある。
【０００９】
本発明のスライドドアの支持装置では、縦壁含有面と荷重作用面とは可動ヒンジの先端側で交差あるいはほぼ平行である。これは縦壁の先端側が支持ローラの中心点に近いことを意味し、可動ヒンジの隙間通過部分の板状部の幅が狭くなり、かつ、可動ヒンジの下壁が先端側で狭く、小さくなっている。このため本発明のスライドドアはその可動ヒンジが小型化されている。
【００１０】
従来のスライドドアの支持装置では、可動ヒンジの隙間通過部分の板状部の幅を広くするため、可動ヒンジの縦壁含有面と荷重作用面とが可動ヒンジの先端部側が広がるように設計していたのとコントラストをなす。
本発明のスライドドアの支持装置で、ヒンジの先端側での交差角度は１５度以内であることが好ましい。また、ほぼ平行とは可動ヒンジの後端側で交差し、その交差角度が４度以内であることが好ましい。これらの条件を満たすことにより、従来の可動ヒンジよりも小型軽量化され逆にヒンジ剛性は高くなる。
【００１１】
なお、本発明にかかる可動ヒンジがその基端部の下壁における前記縦壁とは反対側の端縁に起立フランジを持たない形態のものである場合には、前記先端側で交差するその交差角度は７度以内であるのが好ましい。後端側で交差する場合は、前記した４度以内であることが好ましい。起立フランジを持たない可動ヒンジの縦壁の方向が荷重作用面に対して４度〜−７度の傾きにある場合は、可動ヒンジの剛性が最も高くなる。なお、ここでの角度は縦壁含有面と荷重作用面が可動ヒンジの基端側（後端側）で交差している場合の角度を意味し、＋は可動ヒンジの先端側が開いていることを、−は可動ヒンジの先端側が閉じていることを意味する。
【００１２】
本発明にかかる可動ヒンジがその基端部の下壁における前記縦壁とは反対側の端縁に起立フランジを持つ形態のものである場合には、縦壁含有面は可動ヒンジの先端側で交差し、その交差角度は１５度以内であるのが好ましい。さらには、５〜１５度の範囲（基端側を基点とする場合には−５〜−１５度になる。）にあるのが好ましい。この範囲内で、起立フランジを持つ可動ヒンジの剛性は最も高くなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記のような構成を備えるから、スライドドア荷重に対する可動ヒンジすなわちスライドドアの支持装置の剛性が高くなるという顕著な効果を奏する。スライドドア支持装置の剛性が高くなるからスライドドアの建て付け精度が向上するという効果、スライドドアを操作するときの剛性感が向上し車両に高級感が出るという効果がある。さらに、可動ヒンジが小型化され軽量化されるという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の、起立フランジを持たない第一実施態様のスライドドア装置を図２、図３、図４及び図５に示す。
このスライドドア装置の可動ヒンジ１０、支持ローラ２２及びガイドローラ２３、２４の斜視図を図２に示す。可動ヒンジ１０は１枚の鋼板を所定形状に切断し曲げ加工等で製造されたもので、基端部１１と先端部１５とそれらを一体的に連結する板状部１６とからなる。
基端部１１は水平方向に延びる上壁１２、垂直方向に延びる縦壁１３及び水平方向に延びる下壁１４からなる断面コ字形状である。基端部１１の上壁１２及び下壁１４には、後に説明する垂直軸３１が支承される軸孔１７、１８が明けられている。
【００１５】
先端部１５は、水平方向の中央部に垂直方向に起立する中央部１５１とその両側に位置する垂直方向に立ち上がり先端部分が水平方向に延びる端部１５２，１５３とからなる。中央部１５１には水平軸２１が固定され、この水平軸２１に支持ローラ２２が回転自在に支承されている。端部１５２，１５３には、垂直軸２５、２６が固定され、これら垂直軸２５、２６にガイドローラ２３，２４が回転自在に支承されている。
板状部１６は、基端部１１と先端部１５とを一体的に連結する水平方向に延びる長板状の部分で、基端部１１の水平方向から先端部１５の垂直方向に繋ぐ厚さ方向には傾斜した部分である。
【００１６】
支持ローラ２２は、図５に示すように、可動ヒンジ１０に掛かるスライドドア４７の荷重を支えるもので、ガイドレール４２の水平転動面を転動してスライドドア４７の荷重を支持する。各ガイドローラ２３、２４は、車体に固定されたガイドレール４２に係合して可動ヒンジ１０すなわちスライドドア４７を移動案内する。板状部１６は車両本体の側面４０とカバー部材４５との間の隙間４６を通過することができるようにされている。
【００１７】
固定ヒンジ３０は、図５に示すように、スライドドア４７に固定され、スライドドア４７と一体になる部材である。図３に示すように、固定ヒンジ３０は略台形の部材で、垂直軸３１により水平方向に回転自在に可動ヒンジ１０に取り付けられている。また、垂直軸３１は可動ヒンジ１０の軸孔１７、１８に支承される。固定ヒンジ３０には３つのボルト孔３２、３３、３４が明けられており、スライドドア４７を固定ヒンジ３０に固定するのに用いられる。
【００１８】
図５に示すように、車両本体側面４０の凹所４１に、センタースライドガイドレール４２がボルトナット４３により固定されている。センタースライドガイドレール４２を隠すように凹所４１にはカバー部材４５が配設され、外観が見苦しくならないようにされている。カバー部材４５と車両本体側面４０との隙間４６に可動ヒンジ１０の板状部１６がくるように可動ヒンジ１０が配置されている。可動ヒンジ１０の先端部１５に設けられた支持ローラ２２に支持されガイドローラ２３、２４に案内されて、可動ヒンジ１０はセンタースライドガイドレール４２に沿って移動する。可動ヒンジ１０に垂直軸３１により回動自在に支持された固定ヒンジ３０に、スライドドア４７の内パネル４８が固定され、スライドドア４７が支持される。
【００１９】
可動ヒンジ１０及び固定ヒンジ３０を上方から垂直方向に見下ろしたところを図４に示す。この第一実施態様可動ヒンジ１０は、縦壁１３の縦壁面を含む縦壁含有面１０２と可動ヒンジ１０の回動中心線３１１と支持ローラ２２の中心点２２０を含む荷重作用面１０１とが、可動ヒンジ１０の先端部１５側で交差している。このため、本発明の、起立フランジを持たない第一実施態様のスライドドアの支持装置はその可動ヒンジ１０の剛性が高い。
なお、図４では垂直方向に見下ろした図となっており、縦壁１３及び可動ヒンジ１０の軸孔１７、１８に保持された垂直軸３１は垂直方向に延びているため、縦壁含有面１０２及び荷重作用面１０１共に垂直方向に延び、図４上、縦壁含有面１０２及び荷重作用面１０１は共に直線として描かれている。
【００２０】
本発明の、起立フランジを持たない第一実施態様のスライドドアの支持装置はその可動ヒンジ１０の剛性が高い理由については以下に説明する。
発明者等は、図１〜図５に示すスライドドアの支持装置に基づき、その可動ヒンジの１０の縦壁１３の基端側位置を固定し、先端側に延びる方向のみを図４に示す荷重作用面１０１に対する角度θを変えた可動ヒンジを想定した。そして、垂直軸３１にスライドドア４７の重量の１／２の２０Ｋｇの重量負荷を掛けたときの垂直軸３１近傍の可動ヒンジ１０の基端部１１の変位量を、有限要素法により計算しシミュレートした。可動ヒンジ１０の板厚は５ｍｍとした。そして、様々な角度θの可動ヒンジ１０における負荷時の変位量を計算した。
【００２１】
角度θは、荷重作用面１０１と縦壁含有面１０２とが可動ヒンジ１０の先端部１５側で開く方向を＋とし、荷重作用面１０１と縦壁含有面１０２とが平行な場合を０、荷重作用面１０１と縦壁含有面１０２とが可動ヒンジ１０の先端部１５側で交差する方向（図４に示す方向）を−とした。
【００２２】
図６は、起立フランジを持たない第一実施形態における角度θと可動ヒンジ１０の基端部１１の変位量との関係を示すグラフ図である。ここで注目すべきは、角度θが大きく可動ヒンジ１０の下壁１４の横幅が大きいものが剛性が高いと予想していたのに対して、解析結果は逆で、下壁１４に横幅が小さい部分があっても角度θが小さい方が剛性が高くなるという結果を得た。つまり、可動ヒンジ１０の外形として、図７に示されるように、従来の基端部１１’の位置より、本実施形態に係る可動ヒンジ１０の基端部１１の位置の方が、下壁１４の横幅が小さくなっているのに剛性が高くなっているという結果が得られた。
【００２３】
図６からは角度θが０度付近若しくは−側で高い剛性を得られることを示している。また、角度θが＋５度から−１０度の範囲で高い剛性を示し、さらに角度θが＋４度から−７度の範囲でさらに高い剛性を示している。
これらの角度範囲を別の見方で見るために、図７に従来のスライドドアの支持装置を上から見たものと、本第一実施態様の支持装置の一部を破線で示したものとを示す。図７から解るように、本第一実施態様の支持装置は、その可動ヒンジ１０の縦壁１３の先端１３Ａが支持ローラ２２の中心点２２０に近づくように縦壁１３が配置されていると、考えることができる。このことは、可動ヒンジ１０のその下壁１４の幅が狭くなっても、縦壁１３が中心点２２０に近づくことによる、剛性の高まりにより解消される。このため、スライドドア４７の重量負荷に強い剛性を示す縦壁１３と支持ローラ２２の中心点との距離が小さい方が、剛性のある縦壁１３に荷重が伝わり易くなり、可動ヒンジ１０の撓みを小さくできるものと考えられる。
【００２４】
なお、縦壁１３の先端１３Ａは、図７中に２点破線で示されているカバー部材４５の位置まで、近づけることができる。しかし、縦壁１３の先端１３Ａ側を支持ローラ２２の中心に近づくように垂直軸３１（基端部１１）を支持ローラ２２側に移動したり、縦壁１３の先端１３Ａ側を延長した形状などが考えられるが、車両の側面４０およびスライドドア４７などのスライドドアの支持装置を構成する部材との配置の関係上、垂直軸３１が大きく変更されることはない。
【００２５】
本発明の、起立フランジを持つ第二実施態様のスライドドアの支持装置を説明する。この第二実施態様のスライドドアの支持装置の可動ヒンジ６０の斜視図を図８に、固定ヒンジ３０と可動ヒンジ６０とが垂直軸３１で結合された構成を上から見た図を図９に示す。
この可動ヒンジ６０は、下壁１４の縦壁１３と背向する側端部に下方に曲がる起立フランジ６１を備えている。この点が図２で示した第一実施態様に係る可動ヒンジ１０と異なる。なお、図２で示した可動ヒンジ１０と同じ部材には同じ符号を付けて説明を省略する。
可動ヒンジ６０の起立フランジ６１は、その基端部１１の下壁１４の部分を含めて下方に大きく湾曲して曲げられている。
【００２６】
図９に示すように、この第二実施態様のスライドドアの支持装置の支持ローラ２２の中心点２２０と固定ヒンジ３０及び可動ヒンジ６０の揺動中心線となる垂直軸３１の中心線とを含む荷重作用面１０１と、縦壁１３壁面を含む縦壁含有面１０２は、可動ヒンジ６０の先端部１５で交差している。
この第二実施態様のスライドドアの支持装置の可動ヒンジ６０は、荷重作用面１０１と縦壁含有面１０２とが可動ヒンジ６０の先端部１５で交差していることと、起立フランジ６１が形成されているため、高い剛性を持つ。この高い剛性を持つ可動ヒンジ６０を採用する本発明の第二実施態様のスライドドアの支持装置も高い剛性を持つ。
【００２７】
本発明の、起立フランジ６１を持つ第二実施態様のスライドドアの支持装置はその可動ヒンジ６０の剛性が高い理由については以下に説明する。
発明者等は、図８及び図９に示すスライドドアの支持装置に基づき、その可動ヒンジの６０の縦壁１３の基端側位置を固定し、先端側に延びる方向のみを図９に示す荷重作用面１０１に対する角度θを変えた可動ヒンジを想定した。そして、垂直軸３１にスライドドア４７の重量の１／２の２０Ｋｇの重量負荷を掛けたときの垂直軸３１近傍の可動ヒンジ１０の基端部１１の変位量を、有限要素法により計算しシミュレートした。可動ヒンジ１０の板厚は起立フランジ６１の部分も含めて５ｍｍとした。そして、様々な角度θの可動ヒンジ６０における負荷時の変位量を計算した。
【００２８】
角度θは、荷重作用面１０１と縦壁含有面１０２とが可動ヒンジ６０の先端部１５側で開く方向を＋とし、荷重作用面１０１と縦壁含有面１０２とが平行な場合を０、荷重作用面１０１と縦壁含有面１０２とが可動ヒンジ６０の先端部１５側で交差する方向（図９に示す方向）を−とした。
【００２９】
図１０は、起立フランジ６１を持つ第二実施形態における角度θと可動ヒンジ６０の基端部１１の変位量との関係を示すグラフ図である。この図から、全体の変位量が、図６の起立フランジを持たない第一実施態様のスライドドア支持装置に比べ、極めて少ないことである。さらに注目すべきは、角度θが小さい方が剛性が高くなるという結果が得られたことである。
この第二実施形態のスライドドア支持装置は、第一実施態様のスライドドア支持装置に比べ、さらに角度が低い−側で剛性が高くなっている。
【００３０】
図１０からは角度θが−１２度付近で変位が最も少なく、剛性が最も高いことを示している。そして、この第二実施形態のスライドドア支持装置は、θが−側でその可動ヒンジ６０の剛性が高く、さらにはθが−７度〜−１５度の範囲で剛性が高いことが解る。
本発明の第二実施形態のスライドドア支持装置は図１０に示されるように高い剛性を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のスライドドアを備えた自動車の側面図である。
【図２】第一実施形態に係る可動ヒンジを示す斜視図である。
【図３】第一実施形態に係る可動ヒンジに固定ヒンジを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図４】図３と同じ第一実施形態に係る可動ヒンジに固定ヒンジを取り付けた状態の垂直上方から見た平面図である。
【図５】第一実施形態に係る可動ヒンジと固定ヒンジを主な構成要素とするスライドドアの支持装置を示す車両の断面図である。
【図６】第一実施形態にかかる可動ヒンジの荷重作用面と縦壁含有面のなす角度θと可動ヒンジの荷重による変位量との関係を示すグラフ図である。
【図７】第一実施形態にかかる可動ヒンジの縦壁の位置と従来の可動ヒンジの縦壁の位置関係を示す平面図である。
【図８】第二実施形態に係る可動ヒンジを示す斜視図である。
【図９】第二実施形態に係る可動ヒンジに固定ヒンジを取り付けた状態を示す平面図である。
【図１０】第二実施形態にかかる可動ヒンジの荷重作用面と縦壁含有面のなす角度θと可動ヒンジの荷重による変位量との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０：可動ヒンジ    １１：基端部      １２：上壁      １３：縦壁
１４：下壁          １５：先端部      １６：板状部
２２：支持ローラ    ２３、２４：ガイドローラ      ３０：固定ヒンジ
３１：垂直軸        ４０：車両本体側面
４２：センタースライドガイドレール    ４５：カバー部材
４６：隙間          ６０：可動ヒンジ  ６１：起立フランジ
１０１：荷重作用面        １０２：縦壁含有面
【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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