JP5063297B2 - コンソールボックスのヒンジ装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンソール本体を閉止したコンソールリッドを回転させるように付勢する弾性部材を有するヒンジ装置に関する。更に詳しくは、そのコンソールリッドが反転してコンソール本体を開放させるコンソールボックスのヒンジ装置に関するものである。

従来、車両の前部座席の運転席と助手席の間にはコンソールボックスが設けられ、このコンソールボックスは、フロア上にコンソール本体を固定し、そのコンソール本体の上側にヒンジ装置を介してコンソールリッドを開閉可能に取付けている。そして、そのヒンジ装置には、コンソールリッドの開閉を容易にするために、コンソール本体を閉止したコンソールリッドを回転させるように付勢する弾性部材を備える（例えば、特許文献１参照。）。即ち、従来のコンソールボックスのヒンジ装置は、コンソール本体に固定された本体アームと、その本体アームに設けられたシャフトと、コンソールリッドに取付けられてシャフトに枢支され、そのシャフトを中心としてコンソールリッドを回転可能に支持するリッドアームとを備える。そして弾性部材はそのシャフトに巻着されたいわゆる捩りコイルばねであり、その一端を本体アームに固定し、その他端をリッドアームに固定している。

ここで、捩りコイルばねは硬鋼線やピアノ線又はバネ用ステンレス鋼線を螺旋状に密着させて巻回することにより作られるものであり、図１２に示すように、この捩りコイルばね２は荷重を加えない状態で中立点となり、巻回された線材の一端におけるアーム部３と他端からなるアーム部４のなす角度により巻角度αが決定される。そして、この捩りコイルばね２では、一端と他端からなるアーム部３，４に荷重を加えてそのアーム部３，４を一点鎖線で示すように巻回を強める方向である巻回方向に捩ると、その復元力により互いのアーム部３，４はもとの巻角度αの中立点に戻ろうとする。従って、このような捩りコイルばね２を弾性部材としてシャフトに巻着し、コンソール本体を閉止した状態でその捩りコイルばねを巻角度から巻回方向に捩るようにして、その復元力によりコンソール本体を閉止したコンソールリッドを開放方向に付勢している。そして、巻角度αが９０度程度の捩りコイルばね２を使用すれば、コンソールリッドが開放方向に回転して起立した状態でその捩りコイルばね２のアーム部３，４は巻角度αの中立点に復元し、これによりコンソール本体を開放したコンソールリッドを更に付勢するようなことを防止している。

一方、近年では、コンソールリッドをコンソール本体を閉止した状態から約１８０度程度回転させて反転させ、そのコンソールリッドの裏側を上方に向けて利用することが提案されている。このようにコンソールリッドを反転させるようなものにおいて、巻角度が９０度程度の図１２に示すような捩りコイルばね２を弾性部材として使用すると、コンソールリッドを反転させた状態で、その捩りコイルばね２におけるそれぞれのアーム部３，４は、巻角度αの中立点を越えて二点鎖線で示すように巻回方向と逆方法、即ち巻回を弛める展開方向に捩られることになる。図１３に示すように、捩りコイルばね２は、巻角度αの中立点を越えてその巻回を弛める展開方向に捩られた場合であっても、その復元力により互いのアーム部３，４はもとの巻角度αに戻ろうとする。このため、巻角度αが９０度程度の捩りコイルばね２をリッドアームを付勢する弾性部材として使用すれば、コンソールリッドを開放方向に付勢するとともに、コンソールリッドが反転した状態ではそのコンソールリッドを閉止する方向に付勢することになる。即ち、この捩りコイルばね２からなる弾性部材はコンソールリッドを起立状態に付勢するので、コンソールリッドの開放時又は閉止時にそのリッドアームを起立方向に付勢するので好ましいと考えられる。
特開平８−９１１３０号公報（特許請求の範囲、図１）

しかし、捩りコイルばね２の一般的な性質として、巻角度αの中立点を越えて巻回方向と逆方法、即ち捩りコイルばね２を展開方向に捩ると、トルクロスが生じるとともにその耐久性が悪化することが知られている。従って、コンソールリッドを反転させるようなコンソールボックスにおいて、巻角度が９０度程度の捩りコイルばね２を弾性部材として使用すると、コンソールリッドが反転した状態で捩りコイルばね２が中立点から展開方向へ９０度程度捩られることになり、その捩りコイルばね２が反転状態にあるコンソールリッドを閉止方向に回転させようとするトルクにロスが生じるとともに、その弾性部材である捩りコイルばね自体の寿命を低下させる不具合がある。

この点を解消するために、コンソールリッドが反転するようなコンソールボックスに用いられるヒンジ装置に対しては、巻角度αが１８０度程度の捩りコイルばね２を弾性部材として使用することが考えられる。この捩りコイルばね２であれば、コンソールリッドがコンソール本体を閉止した状態から反転した状態に至るまでの全ての角度において捩りコイルばね２が中立点を越えて展開方向に捩られるようなことはなく、捩りコイルばね２の寿命が低下するようなことを回避できるとも考えられる。

しかし、コンソールリッドを反転させることは、コンソールリッドを９０度回転させて起立させた後に更に９０度回転させることになる。このため、巻角度αが１８０度程度の捩りコイルばね２を弾性部材として使用すると、起立したコンソールリッドを開放方向に更に９０度回転させる際にもそのコンソールリッドを開放方向に付勢することになる。よって、コンソールリッドが起立状態に至った後から反転状態に至るまでの間にあっては、コイルスプリング２の付勢力とコンソールリッドの自重により回転の勢いが増すことになる。

また、巻角度が１８０度の捩りコイルばねはコンソールリッドが１８０度回転した状態で何ら付勢力の生じない巻角度αの中立点となるので、反転した状態のコンソールリッドに対しては、それを起立状態に戻す場合の抵抗となる。即ち、巻角度αが１８０度程度の捩りコイルばね２を弾性部材として使用すると、反転したコンソールリッドを閉止方向に回転させてコンソール本体を再び閉止させようとする動作の妨げになるとともに、閉止したコンソールリッドを開放方向に付勢する初期の付勢力が過大となる。
本発明の目的は、寿命を著しく低下させることなく、コンソール本体を閉止するコンソールリッドを開放方向に付勢するとともに反転したコンソールリッドを閉止する方向に付勢し得るコンソールボックスのヒンジ装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、図１及び図１１に示すように、収納部を有するコンソール本体１１に固定された本体アーム２１と、本体アーム２１に設けられたシャフト２２と、コンソール本体１１の上部に開閉可能に設けたコンソールリッド１２に取付けられてシャフト２２に枢支されたリッドアーム２３と、シャフト２２に巻着され一端が本体アーム２１に固定され他端がリッドアーム２３に固定された弾性部材３３，３４とを備えたコンソールボックスのヒンジ装置の改良である。
その特徴ある構成は、リッドアーム２３はコンソールリッド１２がコンソール本体１１を閉止した状態から反転してコンソール本体１１を開放可能にシャフト２２に枢支され、弾性部材がリッドアーム２３の開閉軌跡中に巻角度をそれぞれ通過する第１及び第２捩りコイルばね３３，３４から構成され、第１捩りコイルばね３３はリッドアーム２３が閉止状態で中立点から巻回方向に捩られリッドアーム２３が開放状態で中立点から展開方向に捩られるように構成され、第２捩りコイルばね３４はリッドアーム２３が閉止状態で中立点から展開方向に捩られリッドアーム２３が開放状態で中立点から巻回方向に捩られるように構成されたところにある。

この請求項１に記載されたコンソールボックスのヒンジ装置では、弾性部材が第１捩りコイルばね３３と第２捩りコイルばね３４からなるので、リッドアーム２３の付勢力はこの第１及び第２捩りコイルばね３３，３４の付勢力の和となる。ここで、第１捩りコイルばね３３は閉止状態のリッドアーム２３を開放方向に付勢するものであるので、リッドアーム２３が開放方向に回転するとその付勢力は巻角度である中立点に近づくに従って徐々に弱まる。また、第２捩りコイルばね３４は反転したリッドアーム２３を閉止方向に付勢するものであるので、反転したリッドアーム２３が閉止方向に回転するとその付勢力は巻角度である中立点に近づくに従って徐々に弱まる。そして、第１及び第２捩りコイルばね３３，３４はリッドアーム２３の開閉軌跡中に中立点をそれぞれ通過するものであるので、リッドアーム２３を付勢する第１及び第２捩りコイルばね３３，３４の付勢力の和は、コンソール本体１１を閉止するコンソールリッド１２を開放方向に付勢するとともに反転したコンソールリッド１２を閉止する方向に付勢するものとなる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、リッドアーム２３の開閉軌跡中にあって、第１及び第２捩りコイルばね３３，３４のいずれか一方が中立点となったときに、第１及び第２捩りコイルばね３３，３４のいずれか他方は中立点とならないように構成されたことを特徴とする。
リッドアーム２３の開閉軌跡中にあって、第１及び第２捩りコイルばね３３，３４双方が同時に中立点となると、その第１及び第２捩りコイルばね３３，３４がリッドアーム２３を回転させようとする双方の付勢力が同時にゼロとなり、そのリッドアーム２３のがたつきを生じさせるけれども、この請求項２に記載されたコンソールボックスのヒンジ装置では、付勢力を常にリッドアーム２３に与えて、そのリッドアーム２３ががたつくような事態を回避することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、第１捩りコイルばね３３はリッドアーム２３が閉止状態から１００〜１２０度開放されたときに中立点となり、第２捩りコイルばね３４はリッドアーム２３が閉止状態から６０〜８０度開放されたときに中立点となることを特徴とする。
捩りコイルばね３３，３４は、中立点を越えて巻回方向と逆方法の展開方向に捩られると、トルクロスが生じるとともにその耐久性が悪化するけれども、その程度は展開方向に捩られる角度に比例する。この請求項３に記載されたコンソールボックスのヒンジ装置では、リッドアーム２３が反転した状態で第１捩りコイルばね３３は巻角度αからなる中立点を越えて展開方法に８０〜６０度程度捩られることになり、コンソールリッド１２がコンソール本体１１を閉止した状態で第２捩りコイルばね３４は巻角度αからなる中立点を越えて展開方法に８０〜６０度程度捩られることになり、展開方向への捩り角度をそれぞれ９０度未満に抑えることができる。よって、この請求項３に記載したコンソールボックスのヒンジ装置では、寿命を著しく低下させることなく、コンソール本体を閉止するコンソールリッドを開放方向に付勢するとともに反転したコンソールリッドを閉止する方向に付勢することができる。

本発明のコンソールボックスのヒンジ装置では、弾性部材を第１捩りコイルばねと第２捩りコイルばねから構成するので、リッドアームの付勢力をこの第１及び第２捩りコイルばねの付勢力の和とすることができる。そして、第１捩りコイルばねは閉止状態のリッドアームを開放方向に付勢するものであり、第２捩りコイルばねは反転したリッドアームを閉止方向に付勢するものであるので、リッドアームを付勢する第１及び第２捩りコイルばねの付勢力の和は、コンソール本体を閉止するコンソールリッドを開放方向に付勢するとともに反転したコンソールリッドを閉止する方向に付勢するものとすることができる。そして、リッドアームの異なる開放角度において、第１及び第２捩りコイルばねがそれぞれ中立点となるようにすれば、寿命を著しく低下させることなく、コンソール本体を閉止するコンソールリッドを開放方向に付勢するとともに反転したコンソールリッドを閉止する方向に付勢することができる。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１１に示すように、車両の前部座席の運転席と助手席の間に設けられるコンソールボックス１０は、図示しないフロア上に固定された収納部を有するコンソール本体１１と、そのコンソール本体１１の上部に設けられそのコンソール本体１１を開放可能に閉止するコンソールリッド１２と、そのコンソール本体１１とコンソールリッド１２とを連結するヒンジ装置２０とを備える。このコンソールボックスのヒンジ装置２０は、コンソール本体１１に固定された本体アーム２１と、その本体アーム２１に設けられたシャフト２２と、コンソールリッド１２に取付けられてシャフト２２に枢支されたリッドアーム２３とを備える。そして、このコンソールボックス１０は、コンソールリッド１２をコンソール本体１１を閉止した状態から実線矢印で示すように約１８０度程度反転させ、そのコンソールリッド１２の裏側を上方に向けて利用することができるように構成される。このため、リッドアーム２３はコンソールリッド１２がコンソール本体１１を閉止した状態から反転してコンソール本体１１を開放するように反転可能にシャフト２２に枢支される。

図１〜図５に示すように、ヒンジ装置２０における本体アーム２１はコンソール本体１１の前部に起立した状態で取付けられる。この本体アーム２１の上部における車両の幅方向における両側には互いに対向する一対の取付フランジ２１ａ，２１ａが一体的に形成され、一方の取付フランジ２１ａの外側には補強板２４が止めねじ２６により添着される。図１及び図５に示すように、この一対の取付フランジ２１ａ，２１ａと補強板２４には同軸に断面が方形状の取付孔２１ｂ，２４ａが貫通して形成される。シャフト２２はこの取付孔２１ｂ，２４ａの断面と略同一の断面外径に形成され、その取付孔２１ｂ，２４ａに挿通された状態でシャフト２２は一対の取付フランジ２１ａ，２１ａ間に回転不能に架設される。そして、シャフト２２の一端は一方の取付フランジ２１ａの外側に補強板２４を介して取付ねじ２７により取付けられ、シャフト２２の他端は他方の取付フランジ２１ａの外側においてＥリング２８が装着される。このようにしてシャフト２２は本体アーム２１に対して回転不能に設けられる。ここで、図５における符号２９は、止めねじ２６及び取付ねじ２７に設けられるワッシャを示す。

図１、図２及び図５に示すように、リッドアーム２３は、コンソール本体１１を閉止するコンソールリッド１２の前部に略水平にしかつ開口部を後方にして取付けられるＵ字状の本体部２３ａと、この本体部２３ａの前部に形成された取付部２３ｂとを有する。この取付部２３ｂにおける車両の幅方向における両側は下方に向かってそれぞれ折り曲げられ、これによりその取付部２３ｂの両側には互いに対向する一対の被取付フランジ２３ｃ，２３ｃがその取付部２３ｂに一体的に形成される。この一対の被取付フランジ２３ｃ，２３ｃの間隔は、本体アーム２１における一対の取付フランジ２１ａ，２１ａの間隔より狭く形成され、この一対の被取付フランジ２３ｃ，２３ｃにはシャフト２２が遊挿可能な断面円形の挿通孔２３ｄが貫通して形成される。そして、この挿通孔２３ｄに挿通させたシャフト２２を一対の取付フランジ２１ａ，２１ａ間に架設させることによりこのリッドアーム２３はそのシャフト２２に回転可能に枢支される。ここで、図面における符号３１は、リッドアーム２３をシャフト２２の中央に取付けるための位置決めブッシュであり、図面における符号３２は、シャフト２２の中央にそのシャフト２２に対して回転不能に取付けられ、後述する弾性部材３３，３４の一端が取付けられる係止用部材である。

また、このヒンジ装置２０には、コンソールリッド１２の開閉を容易にするために、コンソール本体１１を閉止したコンソールリッド１２を回転させるように付勢する弾性部材３３，３４が備えられる。この弾性部材３３，３４は、シャフト２２に巻着されて、一端が本体アーム２１にそれぞれ固定され、他端がリッドアーム２３にそれぞれ固定され、リッドアーム２３の開閉軌跡中に中立点をそれぞれ通過する第１及び第２捩りコイルばね３３，３４である。そして、この実施の形態における第１及び第２捩りコイルばね３３，３４は、シャフト２２に嵌入された円筒状のスリーブ３６の外側に嵌入され、このスリーブ３６を介してシャフト２２に巻回される。そして、シャフト２２に巻着された第１及び第２捩りコイルばね３３，３４の一端は、シャフト２２の中央にそのシャフト２２に対して回転不能に取付けられた係止用部材３２にそれぞれ係止され、この第１及び第２捩りコイルばね３３，３４の一端はこの係止用部材３２及びシャフト２２を介して本体アーム２１にそれぞれ固定される。一方、第１及び第２捩りコイルばね３３，３４の他端はリッドアーム２３の取付部２３ｂに形成された係止孔２３ｅに挿通され、これによりに第１及び第２捩りコイルばね３３，３４の他端はリッドアーム２３に直接的に固定される。

図６に示すように、第１捩りコイルばね３３はリッドアーム２３が閉止状態で巻角度からなる中立点から巻回方向に捩られ、そのコンソール本体１１を閉止するコンソールリッド１２を開放させるようにリッドアーム２３を開放方向に付勢する捩りコイルばねである。また、この第１捩りコイルばね３３は、リッドアーム２３が開放状態でその中立点から展開方向に捩られ、開放されたコンソールリッド１２を閉止する方向に付勢する捩りコイルばねでもある。そして、この実施の形態における第１捩りコイルばね３３は、巻角度αが１００〜１２０度の捩りコイルばねであり、この第１捩りコイルばね３３を構成する捩りコイルばねの性質は、図７に示すように、コンソールリッド１２を９０度回転させて起立させた後にコンソール本体１１の反対側に更に１０〜３０度回転させた状態で巻角度αからなる中立点になり、閉止したコンソールリッド１２をこの中立点まで開放方向に付勢するものである。一方、コンソールリッド１２が反転された状態では、図６の二点鎖線で示すようにその中立点を越えて展開方法に捩られ、反転したコンソールリッド１２を中立点までコンソール本体１１を閉止方向に付勢するように構成される。

一方、図８に示すように、第２捩りコイルばね３４は、リッドアーム２３が開放状態で巻角度からなる中立点から巻回方向に捩られ、その反転したリッドアーム２３を閉止方向に付勢する捩りコイルばねである。また、この第２捩りコイルばね３４は、リッドアーム２３が閉止状態でその中立点から展開方向に捩られ、閉止状態のリッドアーム２３を開放方向に付勢する捩りコイルばねでもある。そして、この実施の形態における第２捩りコイルばね３４は、巻角度が１００〜１２０度の捩りコイルばねであり、この第２捩りコイルばね３４を構成する捩りコイルばねの性質は、図９に示すように、反転したコンソールリッド１２を９０度戻すように回転させて起立させた後に更に１０〜３０度閉止する方向に回転させた状態で巻角度αからなる中立点とになり、この中立点までコンソールリッド１２を閉止方向に付勢するものである。一方、コンソールリッド１２がコンソール本体１１を閉止した状態では、図８の二点鎖線で示すように中立点を越えて展開方法に捩られ、コンソール本体１１を閉止したコンソールリッド１２を巻角度αからなる中立点までコンソール本体１１を開放する方向に付勢するように構成される。

このように構成されたコンソールボックスのヒンジ装置では、弾性部材が第１捩りコイルばね３３と第２捩りコイルばね３４からなるので、リッドアーム２３の付勢力はこの第１及び第２捩りコイルばね３３，３４の付勢力の和となる。そして、第１捩りコイルばね３３は、図２に示すような閉止状態のリッドアーム２３を開放方向に付勢するものであるので、図７に示すように、リッドアーム２３が開放方向に回転するとその付勢力は巻角度αからなる中立点に近づくに従って徐々に弱まる。また、第２捩りコイルばね３４は図４に示すような反転したリッドアーム２３を閉止方向に付勢するものであるので、図９に示すように、反転したリッドアーム２３が閉止方向に回転すると巻角度αからなる中立点に近づくに従ってその付勢力は徐々に弱まる。そして、第１及び第２捩りコイルばね３３，３４はリッドアーム２３の開閉軌跡中に中立点をそれぞれ通過するものであるので、リッドアーム２３を付勢する第１及び第２捩りコイルばね３３，３４の付勢力の和は、図１０に示すように、コンソール本体１１を閉止するコンソールリッド１２を開放方向に付勢するとともに反転したコンソールリッド１２を閉止する方向に付勢するものとなり、図３に示すようにリッドアーム２３が起立した状態に常に付勢するものとなる。

ここで、捩りコイルばね３３，３４は、中立点を越えて巻回方向と逆方法である展開方向に捩られると、トルクロスが生じるとともにその耐久性が悪化するけれども、その程度は中立点から展開方法に捩られる角度に比例する。そして、第１捩りコイルばね３３は巻角度が１００〜１２０度であり、リッドアーム２３が反転した状態で第１捩りコイルばね３３は中立点を越えて展開方法に８０〜６０度程度捩られることになるけれども、この展開方向への捩り角度を９０度未満に抑えることができる。また、第２捩りコイルばね３４は巻角度が１００〜１２０度であり、コンソールリッド１２がコンソール本体１１を閉止した状態で第２捩りコイルばね３４は中立点を越えて展開方法に８０〜６０度程度捩られることになるけれども、この展開方向への捩り角度を９０度未満に抑えることができる。よって、本発明のコンソールボックスのヒンジ装置では、寿命を著しく低下させることなく、コンソール本体を閉止するコンソールリッドを開放方向に付勢するとともに反転したコンソールリッドを閉止する方向に付勢することができる。

なお、上述した実施の形態では、シャフト２２に巻着された第１及び第２捩りコイルばね３３，３４の一端をシャフト２２にそれぞれ固定し、そのシャフトを本体アームに回転不能に取付けた場合を説明したが、シャフト２２を本体アーム２１に回転可能に設け、リッドアーム２３をシャフト２２に回転不能に設け、シャフト２２に巻着された第１及び第２捩りコイルばね３３，３４の一端を本体アーム２１にそれぞれ固定し、その他端をシャフト２２にそれぞれ固定するようにしても良い。

本発明実施形態のヒンジ装置を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 そのコンソールリッドがコンソール本体を閉止した状態におけるヒンジ装置の斜視図である。 そのリッドアームが起立した状態におけるヒンジ装置の斜視図である。 そのリッドアームが反転した状態におけるヒンジ装置の斜視図である。 そのヒンジ装置の構成を示す分解斜視図である。 その第１捩りコイルばねを示す図５のＢ−Ｂ線断面図である。 その第１捩りコイルばねの特性を示すグラフ図である。 その第２捩りコイルばねを示す図５のＣ−Ｃ線断面図である。 その第２捩りコイルばねの特性を示すグラフ図である。 その第１及び第２捩りコイルばねの和からなる特性を示すグラフ図である。 そのコンソールボックスの側面図である。 従来のヒンジ装置に設けられる捩りコイルばねの側面図である。 その従来の捩りコイルばねの特性を示すグラフ図である。

符号の説明

１１ コンソール本体
１２ コンソールリッド
２０ ヒンジ装置
２１ 本体アーム
２２ シャフト
２３ リッドアーム
３３ 第１捩りコイルばね（弾性部材）
３４ 第２捩りコイルばね（弾性部材）

Claims (3)

1. 収納部を有するコンソール本体(11)に固定された本体アーム(21)と、前記本体アーム(21)に設けられたシャフト(22)と、前記コンソール本体(11)の上部に開閉可能に設けたコンソールリッド(12)に取付けられて前記シャフト(22)に枢支されたリッドアーム(23)と、前記シャフト(22)に巻着され一端が前記本体アーム(21)に固定され他端が前記リッドアーム(23)に固定された弾性部材(33,34)とを備えたコンソールボックスのヒンジ装置において、
   前記リッドアーム(23)は前記コンソールリッド(12)が前記コンソール本体(11)を閉止した状態から反転して前記コンソール本体(11)を開放可能に前記シャフト(22)に枢支され、
   弾性部材が前記リッドアーム(23)の開閉軌跡中に中立点をそれぞれ通過する第１及び第２捩りコイルばね(33,34)から構成され、
   前記第１捩りコイルばね(33)は前記リッドアーム(23)が閉止状態で中立点から巻回方向に捩られ前記リッドアーム(23)が開放状態で中立点から展開方向に捩られるように構成され、
   前記第２捩りコイルばね(34)は前記リッドアーム(23)が閉止状態で中立点から展開方向に捩られ前記リッドアーム(23)が開放状態で中立点から巻回方向に捩られるように構成された
   ことを特徴とするコンソールボックスのヒンジ装置。
2. リッドアーム(23)の開閉軌跡中にあって、第１及び第２捩りコイルばね(33,34)のいずれか一方が中立点となったときに、前記第１及び第２捩りコイルばね(33,34)のいずれか他方は中立点とならないように構成された請求項１記載のコンソールボックスのヒンジ装置。
3. 第１捩りコイルばね(33)はリッドアーム(23)が閉止状態から１００〜１２０度開放されたときに中立点となり、第２捩りコイルばね(34)は前記リッドアーム(23)が閉止状態から６０〜８０度開放されたときに中立点となる請求項１又は２記載のコンソールボックスのヒンジ装置。