技術 ドアの開閉構造

0001

本発明は、ドアの開閉構造に関する。

0002

従来、特許文献１に紹介されるような車両用バックドアが知られている。
上記の車両用バックドアは、インナパネル及びアウタパネルにより構成されている。インナパネル及びアウタパネルは炭素繊維強化樹脂材で形成されている。そのため、車両バックドアは、インナパネル及びアウタパネルが樹脂で形成されることで軽量化することができる。

0003

車両用バックドアは、ヒンジ部を介して車両に対して支持されている。そのため、車両バックドアは、ヒンジ部を回動中心として回動する。

0004

特開２０１６−３０５８６号公報

0005

一般的に車両用バックドアを含む車両用ドアは車両が有する開口部を閉塞する。そして、開口部の一部は車両用ドアを回動可能に支持する支持部となり、複数のヒンジ部を用いて車両用ドアを開口部の支持部に支持させている。

0006

ところで、例えば複数のヒンジ部が開口部の支持部の少なくとも両端寄りに配置されている場合、車両用ドアの閉め方によっては車両用ドアには、ねじれる力が作用する。例えば、車両用ドアの操作者が車両用ドアの中心から離れた位置に手をかけて閉めるとき、操作者は車両用ドアがねじれることを感じ取って車両用ドアの品質感の無さを感じることがある。すなわち、車両用ドアのねじり剛性が課題となる。なお、ねじり剛性は、車両用ドアが鉄やアルミニウムのような金属によって構成されている場合においても同様に課題となる。また、当該課題は、車両に限らず、例えばドローン等の飛行物にも生じうる。すなわち、車両やドローン等の移動体が有する開口部を閉塞する移動体用ドアを有していれば同様の課題が生じる。

0007

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、移動体用ドアのねじれを抑制できるドアの開閉構造を提供することにある。

0008

上記課題を解決するドアの開閉構造は、移動体が有する開口部を移動体用ドアにより開閉させるドアの開閉構造であって、前記開口部の一部は、前記移動体用ドアを回動可能に支持する支持部となり、前記ドアの開閉構造は、前記支持部の少なくとも両端寄りに配置され、前記移動体用ドアを前記支持部に支持させるとともに前記移動体用ドアに接続されている接続部材をそれぞれ含む複数のヒンジ部と、前記複数のヒンジ部の前記接続部材のうち隣り合う前記接続部材同士を一体的に連結するとともに前記移動体用ドアの回動中心となるように設けられることで前記移動体用ドアの回動と同期して回転する連結軸と、を備える。

0009

これによれば、複数のヒンジ部の接続部材のそれぞれは連結軸により一体的に連結されている。そのため、移動体用ドアを閉めるときに移動体用ドアに対してねじれる力が作用したとしても、複数のヒンジ部の接続部材のそれぞれの動作が同期する。よって、移動体用ドアがねじれるように閉められたとしても複数の接続部材の動作が同期する。そのため、ねじれが抑制された状態で移動体用ドアが開口部に向けて回動する。したがって、ドアのねじりを抑制できる。

0010

上記のドアの開閉構造において、前記連結軸を前記開口部の内部に支持するヒンジ固定ブラケットを有し、前記接続部材は、前記連結軸に一体的に連結される固定部と、前記連結軸の軸線を中心として曲率半径が変化しないように湾曲している腕部と、前記固定部と前記腕部とを一体的に連結している連結部と、前記腕部と一体的に連結しており前記移動体用ドアに接続される接続部と、を有するとよい。

0011

これによれば、ヒンジ部は連結軸の軸線を中心とする曲率半径が変化しないように湾曲している腕部を有する、例えばアーム式ヒンジが採用されているといえる。アーム式ヒンジは、移動体用ドアの開閉時に周囲の部品と干渉を避けるために大きく変形した部位、例えば上記の腕部を有しているため、使用箇所に応じた設計の自由度が高い。一方で、回転中心となる連結軸が接続される固定部から移動体用ドアに接続される接続部までの距離が長くなる。そのため、ヒンジ部がピンヒンジであるときと比較して接続部材の支持剛性が低下してしまい、移動体用ドアにねじり力が作用しやすくなる。よって、ヒンジ部の設計の自由度を維持しつつ移動体用ドアに作用するねじり力を抑制することができる。

0012

上記のドアの開閉構造において、前記移動体用ドアは、車両用ドアであり、前記車両用ドアは、車内側に配置されている樹脂製のインナパネルと、車外側に配置されている樹脂製のアウタパネルとを有するとよい。

0013

インナパネルとアウタパネルとが樹脂製であることにより車両用ドアを軽量化することができる。
また、一方で車両用ドアのねじり剛性が不利になるが、複数のヒンジ部の接続部材のそれぞれが連結軸により一体的に連結されているため、車両用ドアがねじれるように閉められたとしても車両用ドアのねじりが抑制できる。よって、車両用ドアの軽量化と車両用ドアのねじりの抑制を同時に実現できる。

0014

上記のドアの開閉構造において、前記移動体用ドアは、車両用ドアであり、前記車両用ドアは、前記開口部を正面から見て前記移動体としての車両の上下方向に開閉する車両用バックドアであるとよい。

0015

車両用ドアの操作者が車両用ドアの中心から離れた位置に手をかけて閉める頻度が多いのは、車両用ドアが車両用バックドアである場合である。よって、より好適に車両用バックドアのねじれを抑制できる。

0016

この発明によれば、移動体用ドアのねじれを抑制できる。

0017

バックドアとドアの開閉構造を示した正面図。
ヒンジ部及び連結軸を示した斜視図。
ドアの開閉構造の断面図。
変更例におけるヒンジ部を示した斜視図。

0018

以下、ドアの開閉構造を車両用バックドアの開閉構造に具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、移動体としての車両１００は、外部に開口する開口部１０２と、開口部１０２を閉塞する移動体用ドア及び車両用ドアとしての車両用バックドア２００とを有している。ドアの開閉構造１は、車両１００の開口部１０２を車両用バックドア２００により開閉させるために使用される。車両１００の開口部１０２の一部は、車両用バックドア２００を回動可能に支持する支持部２０１となっている。支持部２０１は、車両１００の天井部をなす上端部１０１である。また、車両１００の開口部１０２を正面から見て、車両１００の上下方向を車両用バックドア２００の開閉方向Ａとする。

0019

車両用バックドア２００は、車内側に配置されている樹脂製のインナパネル２０２と、車外側に配置されている樹脂製のアウタパネル２０３と、車両用ウィンドウパネル２０４とを有している。車両用ウィンドウパネル２０４は、車両用バックドア２００の中央部分に配置されている。車両用ウィンドウパネル２０４は、車両用バックドア２００を貫通するようにインナパネル２０２及びアウタパネル２０３に形成された窓枠部２０５に嵌め込まれている。なお、車両用ウィンドウパネル２０４は、ガラス製であってもよいし、又は樹脂ガラス製であってもよい。

0020

図１及び図３に示すように、ドアの開閉構造１は、２つのヒンジ部１０と、ヒンジ固定ブラケット２０と、円柱状の連結軸３０と、内装トリム４０とを備えている。
２つのヒンジ部１０は、支持部２０１の両端寄りに配置され、車両用バックドア２００を支持部２０１に支持させている。より詳細には、２つのヒンジ部１０は、車両１００の開口部１０２を正面から見て、車両用バックドア２００の開閉方向Ａに沿って延びる車両用バックドア２００の仮想的な中心線Ｃ（図１中の一点鎖線で示す）を挟み込みつつ開閉方向Ａに直交する方向Ｂ（車幅方向）において支持部２０１の両端寄りにそれぞれ配置されている。２つのヒンジ部１０は、車両用バックドア２００と接続されている。２つのヒンジ部１０は、車両用バックドア２００を構成するインナパネル２０２に接続されている。なお、２つのヒンジ部１０は、車両用バックドア２００に接続される接続部材そのものである。

0021

内装トリム４０は、車両１００の開口部１０２の内部であって車両１００の上端部１０１に対して図示しないボルト及びナットにより構成される固定部材により固定されている。ここで、車両１００の上端部１０１は、車外に向けて湾曲した形状を有している。内装トリム４０は、車両１００の上端部１０１に沿って湾曲した形状を有している。車両１００の開口部１０２を正面から見て、車両用バックドア２００の開閉方向Ａに直交する方向Ｂにおいて、内装トリム４０の両端部は、２つのヒンジ部１０が配置されている位置にそれぞれ対応している。内装トリム４０の両端部には、車外に向けて開口する開口孔２１がそれぞれ形成されている。内装トリム４０の開口孔２１のそれぞれには、２つのヒンジ部１０の一部が常に入り込んだ状態となっている。

0022

連結軸３０は、車両１００の開口部１０２の内部に位置しており、内装トリム４０により覆われている。連結軸３０は、車両用バックドア２００の開閉方向Ａに直交する方向Ｂに沿って延びている。連結軸３０の両端部は、２つのヒンジ部１０のそれぞれにおける内装トリム４０の開口孔２１に入り込んでいる部分に一体的に連結される。なお、ヒンジ固定ブラケット２０は、連結軸３０の両端に対応する位置に設けられており、後述するが連結軸３０を回動可能に支持している。

0023

次に、２つのヒンジ部１０の構成について図２及び図３にしたがって説明する。なお、説明の便宜上、図２中には２つのヒンジ部１０及び連結軸３０のみを記載している。
図２及び図３に示すように、２つのヒンジ部１０は、アーム式ヒンジが採用されている。２つのヒンジ部１０のそれぞれは、固定部１１と、腕部１２と、連結部１３と、接続部１４とを有している。

0024

図２に示すように、２つのヒンジ部１０の固定部１１は、連結軸３０の両端部のそれぞれに一体的に連結されている。固定部１１は、円筒状をなしている。固定部１１は、連結軸３０の端部が内部に挿通された状態で固定されている。本実施形態では、連結軸３０は、左右一対のヒンジ部１０を一体的に連結している。すなわち、連結軸３０は、隣り合うヒンジ部１０同士を一体的に連結しているといえる。

0025

図２及び図３に示すように、腕部１２は、連結軸３０の軸線ｍを中心として曲率半径Ｒが変化しないように湾曲している。連結部１３は、固定部１１と腕部１２とを一体的に連結している。連結部１３は、内装トリム４０の開口孔２１（図３参照）の内部に常に入り込んだ状態となる部分である。接続部１４は、腕部１２のうち連結部１３と連結されている部分と反対側の端部に一体的に連結している。接続部１４は、車両用バックドア２００のインナパネル２０２（図３参照）に接続される部分である。接続部１４には、貫通孔１４ａが設けられている。接続部１４は、車両用バックドア２００のインナパネル２０２に接触した状態で貫通孔１４ａに図示しないねじ等の締結部材を挿通させることで車両用バックドア２００のインナパネル２０２に接続されている。接続部１４は、内装トリム４０の開口孔２１の内部に入り込まない部分である。

0026

図３に示すように、ヒンジ固定ブラケット２０は、車両１００の開口部１０２の内部において車両１００の上端部１０１に固定されている。ヒンジ固定ブラケット２０は、連結軸３０を回動自在となるように支持している。より詳細には、ヒンジ固定ブラケット２０は、板状の支持板２０ａと、支持板２０ａの上面から車両１００の上端部１０１に向けて突出する支持突出部２０ｂと、を有している。支持板２０ａは、車両１００の上端部１０１から離間した状態で固定機構１０４により固定されている。支持突出部２０ｂは、車両１００の上端部１０１に接触しない程度に支持板２０ａから突出している。支持突出部２０ｂには、連結軸３０の両端が回動自在に支持されている。

0027

また、支持板２０ａには、板厚を貫通する貫通孔２０ｃが設けられている。支持板２０ａの貫通孔２０ｃには、ヒンジ部１０の連結部１３が常に入り込んでいる。ヒンジ部１０の固定部１１は、支持突出部２０ｂに支持されている連結軸３０の両端に固定されている。固定部１１と連結軸３０とは、例えば連結軸３０の端部を固定部１１の内部に圧入することにより固定してもよいし、連結軸３０の端部を固定部１１に挿入して接着剤等で接続してもよい。

0028

このように構成されたドアの開閉構造１では、２つのヒンジ部１０、ヒンジ固定ブラケット２０、及び連結軸３０が協働することにより車両用バックドア２００を車両１００の上端部１０１に対して支持している。また、車両用バックドア２００が開閉されるとき、車両用バックドア２００は、連結軸３０の軸線ｍを中心として回動する。そのため、連結軸３０は、車両用バックドア２００の回動中心となるように設けられているといえる。そして、連結軸３０は、２つのヒンジ部１０により車両用バックドア２００に連結されているため、車両用バックドア２００の回動と同期して回転する。なお、ヒンジ固定ブラケット２０の支持板２０ａの貫通孔２０ｃは、ヒンジ部１０が連結軸３０の軸線ｍを中心として回動したときに連結部１３が支持板２０ａに接触しない程度の大きさに設定されている。

0029

本実施形態では以下の作用及び効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、２つのヒンジ部１０のそれぞれは連結軸３０により一体的に連結されている。そのため、車両用バックドア２００を閉めるときに車両用バックドア２００に対してねじれる力が作用したとしても、２つのヒンジ部１０のそれぞれの動作が同期する。よって、車両用バックドア２００がねじれるように閉められたとしても２つのヒンジ部１０の動作が同期する。そのため、ねじれが抑制された状態で車両用バックドア２００が車両１００の開口部１０２に向けて回動する。したがって、車両用バックドア２００のねじりを抑制できる。

0030

（２）本実施形態では、ヒンジ部１０はアーム式ヒンジが採用されている。アーム式ヒンジは、車両用バックドア２００の開閉時に周囲の部品と干渉を避けるために大きく変形した部位、例えば腕部１２を有しているため、使用箇所に応じた設計の自由度が高い。一方で、回転中心となる連結軸３０が接続される固定部１１から車両用バックドア２００に接続される接続部１４までの距離が長くなる。そのため、ヒンジ部１０がピンヒンジであるときと比較してヒンジ部１０の支持剛性が低下してしまい、車両用バックドア２００にねじり力が作用しやすくなる。よって、ヒンジ部１０の設計の自由度を維持しつつ車両用バックドア２００に作用するねじり力を抑制することができる。

0031

（３）本実施形態では、インナパネル２０２とアウタパネル２０３とが樹脂製であることにより車両用バックドア２００を軽量化することができる。また、一方で車両用バックドア２００のねじり剛性が不利になるが、２つのヒンジ部１０のそれぞれが連結軸３０により一体的に連結されているため、車両用バックドア２００がねじれるように閉められたとしても車両用バックドア２００のねじりが抑制できる。よって、車両用バックドア２００の軽量化と車両用バックドア２００のねじりの抑制を同時に実現できる。

0032

（４）車両用ドアの操作者が車両用ドアの中心から離れた位置に手をかけて閉める頻度が多いのは、車両用ドアが車両用バックドア２００である場合である。よって、本実施形態では、より好適に車両用バックドア２００のねじれを抑制できる。

0033

（５）車両用バックドア２００がねじれた状態で車両１００に組み付けられると、車両用バックドア２００の車両１００に対するロックが適切に実施できない虞がある。
その点、本実施形態では２つのヒンジ部１０が連結軸３０により一体的に連結されることで車両用バックドア２００のねじりが抑制されている。したがって、車両用バックドア２００と車両１００とのロックを適切に実施することができる。

0034

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
〇車両用バックドア２００は、開閉方向Ａが車両１００の上下方向となるものであったが、例えば開閉方向Ａに直交する方向Ｂ、いわゆる車幅方向に開閉する観音開きタイプの車両用バックドアであってもよい。

0035

〇車両用バックドア２００に限らず、例えば車両１００の車幅方向において設けられており、開閉方向Ａが車両１００の前後方向となる車両用ドアであっても本実施形態のドアの開閉構造１を適用してもよい。

0036

〇車両用バックドア２００には、ガラス製又は樹脂ガラス製の車両用ウィンドウパネル２０４が設けられていたが、例えば車両用ウィンドウパネル２０４を開閉させる目的で本実施形態のドアの開閉構造１を使用してもよい。すなわち、車両用ウィンドウパネル２０４を車両用ドアの一例としてもよい。

0037

〇ヒンジ部１０は、アーム式ヒンジに限らない。例えば、以下のように変更してもよい。
図４に示すように、２つのヒンジ部をピンヒンジ５０に具体化してもよい。２つのピンヒンジ５０は、車両１００の上端部１０１（図１参照）に固定される固定部材５１と、車両用バックドア２００に接続される接続部材５２とを備えている。固定部材５１及び接続部材５２には、連結軸３０が接続される接続突起５３がそれぞれ設けられている。固定部材５１及び接続部材５２の接続突起５３のそれぞれには、連結軸３０が挿通される貫通孔が設けられている。固定部材５１の接続突起５３における貫通孔には、連結軸３０が軸線ｍを回転中心として回転自在となるように挿通されている。接続部材５２の接続突起５３における貫通孔には、連結軸３０と接続部材５２とが連結軸３０の軸線ｍを回転中心として一体回転できるように挿通されている。すなわち、ピンヒンジ５０は、車両用バックドア２００が開閉されたときに接続部材５２と連結軸３０が同期して回転できるように構成されている。このように変更しても、本実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。なお、ヒンジ部としてピンヒンジ５０を採用する場合、本実施形態のヒンジ固定ブラケット２０を割愛する。

0038

〇インナパネル２０２及びアウタパネル２０３が樹脂製であったが、例えばアルミニウム等の金属製であってもよい。
〇ヒンジ部１０は、３つ以上設けてもよい。この場合、全てのヒンジ部１０の固定部１１には、連結軸３０が一体的に連結されていることが好ましい。そして、ヒンジ部１０を３つ以上設ける場合、複数のヒンジ部１０は、車両用バックドア２００の中心線Ｃを挟みこみつつ開閉方向Ａに直交する方向Ｂにおいて支持部２０１の少なくとも両端寄りに配置されるように変更する。

0039

〇また、ヒンジ部１０を３つ以上設ける場合、連結軸３０は１つに限らない。例えば、複数のヒンジ部１０のうち隣り合うヒンジ部１０同士を一体的に連結する連結軸を各ヒンジ部１０間のそれぞれに設けるように変更してもよい。

0040

〇 上記の変更例において、ヒンジ部１０を３つ以上設けていたが、ピンヒンジ５０も３つ以上設けるように変更してもよい。なお、ピンヒンジ５０を３つ以上設ける場合においてもヒンジ部１０を３つ以上設ける場合と同様に連結軸の数を適宜変更する。

0041

〇連結軸３０が固定される固定部１１は円筒状をなし、連結軸３０が固定部１１の内部に挿入されることで固定されていたが、これに限らない。例えば、固定部１１を円柱状とし、円柱状の固定部１１の一対の円形面の一方に連結軸３０を固定してもよい。

0042

また、上記の変更例において、ピンヒンジ５０の固定部材５１の接続突起５３の貫通孔及び接続部材５２の貫通孔には、同一の連結軸３０が挿通されていたがこれに限らない。例えば、複数のピンヒンジ５０のそれぞれの固定部材５１及び接続部材５２の接続突起５３の貫通孔に別途回転軸を挿通させ、且つ隣り合うピンヒンジ５０の接続部材５２同士を連結軸３０により一体的に連結するように変更してもよい。

0043

すなわち、連結軸３０は、車両用バックドア２００の開閉に応じて複数のヒンジ部１０、又は複数のピンヒンジ５０の接続部材５２が互いに同期して動作できるように設けられていればよい。

0044

〇連結軸３０は、円柱状に限らない。四角柱状であってもよいし円筒状であってもよい。すなわち、連結軸３０は、車両用バックドア２００の開閉に応じて複数のヒンジ部１０、又は複数のピンヒンジ５０の接続部材５２が互いに同期して動作できるのであれば適宜形状を変更してもよい。

0045

〇ヒンジ固定ブラケット２０は、連結軸３０を回転自在に支持することができればどのように変更してもよい。例えば、本実施形態では、ヒンジ固定ブラケット２０は、支持板２０ａと、支持突出部２０ｂとを有していたが、これに限らない。例えば、ヒンジ固定ブラケット２０を車両１００の上端部１０１の形状に合わせて湾曲するブロック部材により構成され、当該ブロック部材に対して連結軸３０を回転自在に挿通するように変更してもよい。

0046

〇車両用バックドア２００は、インナパネル２０２とアウタパネル２０３とを有していたが、これに限らない。車両用バックドア２００は、一部品で構成されるドアであってもよい。

0047

〇ドアの開閉構造を車両用バックドアの開閉構造に具体化して説明していたが、これに限らない。例えば、移動体を車両からドローンに変更し、ドアの開閉構造を移動体用ドアとしてのドローン用ドアの開閉構造に適用してもよい。この場合、ドローンが開口部を有し、当該開口部をドローン用ドアにより開閉させることを前提とする。ドローンは軽量化と意匠形状の自由度を要求されることが多い。そのため、本実施形態の複数のヒンジ部１０と、樹脂製のドアを採用することでドローンを軽量化でき、且つドローンの意匠形状の自由度を維持することができる。

0048

１…ドアの開閉構造、１０…ヒンジ部、１１…固定部、１２…腕部、１３…連結部、１４…接続部、２０…ヒンジ固定ブラケット、３０…連結軸、５０…ヒンジ部としてのピンヒンジ、５２…接続部材、１００…車両、１０２…開口部、２００…車両用ドアとしての車両用バックドア、２０１…支持部、２０２…インナパネル、２０３…アウタパネル、Ａ…開閉方向、Ｂ…開閉方向に直交する方向、Ｃ…中心線、ｍ…軸線、Ｒ…曲率半径。