JP7339455B2 - 一体型ドアチェックを備えた自動車用リフトオフヒンジ - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ドアヒンジ、特にリフトオフヒンジジョイントの分野に関する。

（関連出願への相互－参照）
本出願は、２０２０年６月１７日に提出された米国仮出願第６３／０４０，１３９号に対する優先権を主張し、それは参照により本明細書に組み込まれる。

基本的に全ての現代の自動車工場は、最終塗装の前に板金で作られたドアを車両ボディに組み立てる。最終塗装前のこれらの構造物は、それぞれ白地ドア及び白地ボディと呼ばれる。組み立ては、ドアをボディに回転可能に結合するヒンジを使用して行われる。この段階でヒンジを使用すると、ドアを正しい向きでボディに取り付けることが容易になる。その後、最終塗装は、ドアが所定の位置にある状態で行われる。

生産のこの時点で、塗装に続いて、ボディからドアを取り外すことが有用である。これにより、窓ガラス、シール、オーディオスピーカ、ドア内側トリム等、様々な構成要素を並列ラインでドアに効率的にさらに組み立てることが可能になる。ドアを簡単にボディから取り外して再組み立てするために、様々な技術が使用されてきた。この目的では、数年前からリフトオフヒンジジョイントが有利に使用されてきた。

リフトオフヒンジは、取り外して再度取り付ける際に、ヒンジ構成要素、ドア、又はボディを損傷することなく、塗装のために十分に正しく向けられようにドアをしっかりと保持することを含む多くの問題に悩まされる傾向がある。ヒンジ構成要素の安全かつ繰り返し可能な位置合わせを可能にすることが最も望ましい。また、適切な向きでボディへドアを一貫して確実に再組み立てできるように、特定の位置でのみ分解及び再組み立てを許可することが好ましい。さらに、特定のスポーツ車両等、消費者のエンドユーザーによる簡単で便利な分解及び再組み立てを可能にするように構成されたヒンジジョイント構成要素を提供することが望ましい。

事実上全ての車両は、ユーザーの出入り、積載等のために複数の個別の開放位置に保持されるドアを必要とする。これはドアチェッカによって促進される。ドアチェッカは、関連付けられたヒンジとは別であってもヒンジと統合されてもよい。安全で便利に使用できるリフトオフヒンジをドアチェッカと組み合わせると有利であろう。

本発明の好ましい実施形態では、リフトオフヒンジジョイントは、一対のドア側ヒンジブラケット、ボディ側ヒンジブラケット、成形ディテントシャフト特徴部を有するディテントシャフト、ガイドピン、チェック機構、及びリフトオフファスナを備える。ディテントシャフトは、ブッシングを使用して、間隔を空けた２つのドア側ヒンジブラケットに回転可能に接続される。

ディテントシャフトは、ディテントシャフトを囲むチェック機構内に回転可能に取り付けられる。ディテントシャフトとチェック機構との回転相互作用は、複数の所望の位置でドアをチェックするために必要なディテントトルクを発生させる。チェック機構は、チェック力を発生させるためにディテントシャフト上の溝と相互作用するバネが事前荷重されたローラを有する。例えば、その全体が参照により組み込まれている“Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｏｏｒ Ｃｈｅｃｋ Ｈｉｎｇｅ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ”と題されたＵＳ６，４８１，０５６を参照。成形ディテントシャフト特徴部は、ガイドピンの対応するように成形された部分に位置合わせされる。

ガイドピンは、ボディ側ヒンジブラケットに固定される。この位置合わせにより、ドア側とボディ側のヒンジブラケットは、組み立て及び再組み立てのために正しい向きに配置される。ドアの組み立て及び再組み立てのための適切な向きを確保するには、非円形の底面、例えば、ガイドピンの方形底面ピラミッド状成形中間部分が理想的であることが分かった。最後に、取り外し可能なリフトオフファスナは、ネジ状の端部を有するボルトの形態で、ガイドピンの穴を通して、ボディ側ヒンジブラケットのオリフィスから挿入され、それに対応するディテントシャフトの内ネジ穴にねじ込むことによって締められる。典型的には、ボルトの頭部とボディ側ヒンジブラケットとの間にワッシャが設けられており、ボルトの取り付け及び取り外しが容易になる。

実際には、ガイドピンの中間部分の方形の形状及びそれに対応するディテントシャフト特徴部は、部品の円滑な接触を容易にし、組み立て及び分解の際の部品の摩耗を防ぐために、角が丸みを帯びるように変更されてもよい。ガイドピンの一端には、ボディ側ヒンジブラケットにおける対応するように成形された開口部に位置合わせされるほぞが設けられており、２つの構成要素を結合するためにスエージされてもよい。ガイドピン及びボディ側ヒンジブラケットは、加締め、溶接、又は同様の締結手段によって結合されてもよい。ほぞ及びドア側ヒンジブラケットにおける対応する開口部は、ガイドピンの反対側の端部の外形に一致するように方形であってもよく、ほぞとドア側ヒンジブラケットとの間の相対的な回転を防ぐために三角形又は六角形等の別の多角形であってもよい。

同様に、ガイドピンの反対側の端部は、ディテントシャフトの穴内に非回転可能に収まるように、方形又は非方形の多角形の形状を有してもよい。ガイドピンの方形底面ピラミッド状成形部分のみが、ディテントシャフト特徴部の対応するように成形された部分と係合する。これにより、フォームフィットが発生する。一方、ガイドピンの反対側の端部は、実際には係合することなく、ヒンジの組み立て時にディテントシャフトをガイドピンに一時的に保持するためのガイド要素として機能する。好ましくは、ガイドピンの反対側の端部とディテントシャフトの穴との間の隙間によって、これら２つの特徴が相互に干渉することが防がれる。

ガイドピンの中間ピラミッド状部分の方形の形状は、ボディへのドアの正しい組み立て及び再組み立てを容易にするために最適であることが分かった。自動車用サイドドアは、典型的には、６５度から８５度の間で開く。実際には、作業者又はロボットがこのような狭い場所でドアを操作することは困難であるため、ドアを閉鎖位置又は略閉鎖位置において掛け直すことはできない。また、例えば、ドアを１２０度開いた状態で掛け直そうとした場合、ドア及びボディの板金が接触して両方に損傷を与える可能性がある。そのため、方形底面ピラミッド状ピンの９０度のインデクシングによって、作業者又は機械がアクセスすることが可能な正しい位置にのみドアを掛け直すことができ、付随する損傷を伴う板金部品間の接触を防ぐことができる。他の多角形の形状では、基本的に絶対確実あるこの部品の最適なインデクシングは行えないであろう。工場の設定では非常に便利であるが、基本的に絶対確実な部品のインデクシングは、スポーツ車両のドアが反復的に取り外し及び交換される場合に、損傷を防ぐためにこれらのリフトオフヒンジを消費者が使用する場合に特に有益である。

一般的な車両のドアは、２つのヒンジジョイント、すなわち上部及び下部のヒンジジョイントによってボディに取り付けられる。上記の一体型ドアチェッカを備えたヒンジジョイントは、上部の位置が好ましい場合もあるが、いずれの位置に取り付けられてもよい。同様のガイドピンが、典型的には下部の、反対側のドア側ヒンジブラケットに設けられてもよい。このようにして、最初にリフトオフファスナを使用せずに、ドアをボディ側ヒンジブラケットから持ち上げ及び取り外して、正しい向きで再度取り付けることができる。これにより、ドアの組み立て作業が大幅に簡略化される。

最後に、リフトオフファスナが挿入及び締め付けられると、ガイドピンの方形底面ピラミッド状中間部分、及びそれに対応するディテントシャフトの成形部分、ディテントシャフト特徴部が、しっかりと係合して、様々な構成要素間の全ての動きの自由度を制限する。ただし、チェッカ機構に対する及びドア側ヒンジブラケットに対するディテントシャフトの許容される回転運動は例外である。これにより、安全な構造的ジョイントがもたらされる。

本発明の一体型ドアチェックを備えたリフトオフヒンジの斜視図である。

本発明の一体型ドアチェックを備えたリフトオフヒンジの断面立面図である。

本発明の一体型ドアチェックを備えたリフトオフヒンジの、図１の平面「２」を通る断面立面図である。

本発明の一体型ドアチェックを備えたリフトオフヒンジの分解斜視図である。

互いに組み立てる前の、本発明のガイドピン及びボディ側ヒンジブラケットの一部の斜視図である。

互いに組み立てた後の、本発明のガイドピン及びボディ側ヒンジブラケットの一部の斜視図である。

互いに組み立てた後の、本発明のガイドピン及びボディ側ヒンジブラケットの一部の部分斜視断面図である。

本発明のディテントシャフトの斜視図である。

互いに組み立てた後の、本発明のガイドピン及びボディ側ヒンジブラケットの一部の斜視図である。

ディテントシャフトをガイドピンに取り付ける前の、分離されたディテントシャフト及び組み立てられたガイドピン及びボディ側ヒンジブラケットの斜視図である。

ディテントシャフトが取り付けられているが固定されていない、組み立てられたガイドピン及びボディ側ヒンジブラケットの断面立面図である。

ディテントシャフトが取り付けられかつねじ付きファスナで固定されている、組み立てられたガイドピン及びボディ側ヒンジブラケットの断面立面図である。

概略的な車両ドアに固定された一体型ドアチェックを備えた組み立てられたリフトオフヒンジ及び車両ドアに固定された下部リフトオフヒンジの断面立面図である。

様々な態様又は個々の特徴の何れかを含む前の段落、請求項又は以下の記載及び図面の実施形態、例示及び代替物は、独立して又は任意の組み合わせで理解されてもよい。一実施形態に関連して記載された特徴は、このような特徴が非互換性でない限り、全ての実施形態に適用可能である。

一体化ドアチェック１を備えた自動車用リフトオフヒンジ（単に自動車用リフトオフヒンジとも呼ばれる）は、車両用ドア３及び車両ボディ（図示せず）を回転可能に接続するように構成されている。図１に示すように、リフトオフヒンジ１は、第１のドア側ヒンジブラケット５、第２のドア側ヒンジブラケット７、ボディ側ヒンジブラケット９を備える。ヒンジブラケットは、典型的には、板金から打ち抜かれるが、熱間圧延、鋳造等を使用して形成された外形部品であってもよい。

リフトオフヒンジ１は、第１の端部１３、第２の端部１５、及び成形ディテントシャフト特徴部１７を備えたシャフト中空コア１２を有するディテントシャフト１１をさらに備える。分離されたディテントシャフト１１は、例えば、図８に示されている。シャフト中空コア１２において、第１の端部１３に隣接する部分には、シャフト中空コア１２の第１のセクション１９がある。ディテントシャフト１１のシャフト中空コア１２は、内ねじ式中間部分２３をさらに備える。

図４に示すように、ねじ付きファスナ２５は、ディテントシャフト１１の内ねじ式中間部分２３と係合するように適合される。ねじ付きファスナ２５は、典型的には、ボルトである。

リフトオフヒンジ１は、開放中心コア２９を備えた円筒形チェック機構２７をさらに備える。円筒形チェック機構２７は、例えば図３に示されている。図２及び図３に示されているように、ディテントシャフト１１は、第１の端部ブッシング３１及び第２の端部ブッシング３３によって、円筒形チェック機構２７の開放中心コア２９内で回転するように適合される。

ガイドピン３５は、リフトオフヒンジ１の一体要素である。ガイドピン３５は、好ましくは、方形底面ピラミッド状形状を有する中央部分３７、好ましくは方形であって、ほぞを含み得る第１の多角形部分３９、同じく好ましくは方形である第２の多角形部分４１、及びピン中空コア４３を備える。例えば，図５から図７は、ガイドピン３５を示している。

ヒンジは、互いに取り外し可能に取り付けられるように構成されるドア側半分及びボディ側半分によって形成されている。

図５は、ボディ側半分から始めて、ボディ側ヒンジブラケット９の対応するように成形された開口部又はオリフィス１０に挿入する準備ができているガイドピン３５の第１の多角形部分３９を示している。部品の円滑な係合を容易にするために、ガイドピン３５の第１の多角形部分３９の外側の角及びオリフィス１０の内側の角は丸みを帯びていてもよい。ガイドピン３５は、ガイドピン３５のピラミッド状中央部３７の表面がボディ側ヒンジブラケット９の対向面に接したときに移動限界まで挿入される。ピラミッド状中央部３７の４つの角は、ボディ側ヒンジブラケット９を変形させることなく、硬い底面上で大きな安定性及び強度を得るための複数の接触線を提供する。挿入後、ガイドピン３５は、第１の多角形部分３９の端、又はほぞの突起部分をスエージすることによって、ボディ側ヒンジブラケット９に取り付けられてもよい。図６及び図１０にほぞ３９のスエージ部分４０を示す。加締め等の他の材料据え込み方法、又は溶接等の代替方法を利用して、ガイドピン３５をボディ側ヒンジブラケット９に固定してもよい。図７及び図９は、図５及び図６の反対の観点からボディ側面ドアブラケット９に固定されたガイドピン３５を示している。図７の部分断面図は、ガイドピン３５のピン中空コア４３を示している。

図２、図３及び図４に示すように、ドア側半分については、円筒形チェック機構２７は、ＵＳ ６，４８１，０５６に記載されているものと同様に構築されている。本発明の場合、円筒形チェック機構２７は、第２のドア側ヒンジブラケット７における第２のオリフィス８の周りで第２のドア側ヒンジブラケット７上に置かれている。ディテントシャフト１１の第１の端部１３は、第２のオリフィス８及び円筒形チェック機構２７の開放中心コア２９を介して挿入される。次に、第１のドア側ヒンジブラケット５は、ディテントシャフト１１の第１の端部１３が第１のドア側ヒンジブラケット５の第１のオリフィス６を介して延びるように、ディテントシャフト１１の第１の端部１３に取り付けられる。ディテントシャフト１１の第２の端部１５のフランジ１６は、ディテントシャフト１１のさらなる縦方向の動きを制限するように、第２のドア側ヒンジブラケット７に接する。ワッシャ１４がディテントシャフト１１の第１の端部１３の上に配置され、第１のドア側ヒンジブラケット５及び第２のドア側ヒンジブラケット７を連結するために、第１の端部１３がワッシャの上でスエージされる。円筒形チェック機構２７は、第１のドア側ヒンジブラケット５と第２のドア側ヒンジブラケット７との間の分離を維持する。第１のドア側ヒンジブラケット５及び第２のドア側ヒンジブラケット７のそれぞれの第１のオリフィス６及び第２のオリフィス８内のディテントシャフト１１の軸回転は、第１の端部ブッシング３１及び第２の端部ブッシング３３によって容易になる。

ドア側半分は、前述のようにドア側半分を組み立てる前又は後に、自動車用ドア３に取り付けられてもよい。典型的には、第１のドア側ヒンジブラケット５及び第２のドア側ヒンジブラケット７は、従来の手段を使用してドア３にボルトで固定される。また、これらのブラケット５及び７は、溶接又は他の適切な接着手段によってドア３に取り付けられてもよい。

同様に、ボディ側半分は、前述のようにボディ側半分の組み立ての前又は後に自動車の車両ボディに取り付けられてもよい。ボディ側ヒンジブラケット９は、典型的には、従来の手段を使用してボディにボルトで固定される。また、ボディブラケット９は、溶接又は他の適切な接着手段によってボディに取り付けられてもよい。

ドア側半分及びボディ側半分がそれぞれドア３及びボディに組み立て及び取り付けられた状態で、ドア側半分はボディ側半分に取り外し可能に取り付けられてもよい。ディテントシャフト１１はガイドピン３５と係合するように適合される。典型的には、接触は方形底面ピラミッド形状を備えたガイドピン３５の中央部分３７、及びフォームフィットを作るためにディテントシャフト１１の同様の成形ディテントシャフト特徴部１７において発生する。再び、ガイドピン３５の中央部分３７の方形外部角部又は端部及びディテントシャフト特徴部１７の内側角部は、これらの部分をスライドさせて係合及び係合解除しやすくするために丸みを帯びてもよい。好ましくは、接触が競合し又はこのような接触と干渉する他の表面がない接触面において正確な位置合わせが確保されるように、ガイドピン３５の非接触部分とディテントシャフト１１のシャフト中空コア１２との間に遊びがある。ガイドピン３５の第２の多角形部分４１はガイド特徴部として機能し、ヒンジの組み立て中にディテントシャフト１１のシャフト中空コア１２の第１のセクション１９を一時的に保持する。

前述のように、その後、ドア３はボディから持ち上げられてもよい。接触するガイドピン３５及びディテントシャフト１１の対応する形状により、ドア３を何度取り外して交換しても、ドア３は以前と同様に正確にボディに位置合わせされる。前述のように、ピラミッド状ガイドピン３５の直角インデクシングには、ドアをどちらかの方向に９０度回転させると、ヒンジへのアクセスを過度に制限し、又はドアに対する損傷の危険があるため、ドアを正確な位置に掛け直す必要がある。ガイドピン３５の形状は方形ピラミッド形状が好ましいが、三辺形又は六角形も有効である。

ドア３が回転可能に及び軸方向にボディに固定される準備ができると、ねじ付きファスナ２５は、典型的には、第２のワッシャ２６に通され、ガイドピン３５の中空コア４３を通って、ディテントシャフト１１の内ねじ式中間部分２３に入る。典型的には、ねじ付きファスナ２５の前端２４は、ディテントシャフト１１の内ねじ式中間部分２３よりも直径が小さいため、ねじ付きファスナ２５が内ねじ式中間部分２３に完全に締め付けられたとき、その前端２４はディテントシャフト１１に接触しない。ねじ付きファスナ２５を締め付けると、それぞれガイドピン３５及びディテントシャフト１１の２つのピラミッド面３７、１７がしっかりと係合し、構造的ジョイントを生成するように他の自由度を抑制する。例えば、図２，図３及び図１２には、締結されたジョイントが示されている。

リフトオフヒンジのドアチェック機能を実現するために、ディテントシャフト１１には、ディテントシャフト１１が円筒形チェック機構内で回転するときに、円筒形チェック機構２７の開放中心コア２９内のバネ荷重ローラと係合する溝又はスプライン１８が設けられる。スプライン１８及び開放中心コア２９内のバネ荷重ローラの相互作用によって、ドア３が回転して開閉するときに、多数の個別の位置でチェックすることを可能にするディテントトルクが発生する。前述のように、ヒンジと統合されたこの形式のドアチェックは、ＵＳ６，４８１，０５６に記載されている。

好ましくは、図示のリフトオフヒンジはチェック機構と共に使用されるが、ファスナ締め付け時のピンの回転を防ぐためにチェック機構なしでも使用され得る。上記の多角形形状がこの機能を容易にしている。

図１３に示すように、第２のヒンジジョイント４５、典型的には、各ドアの１対のヒンジの下部は、典型的な一体型ドアチェック１を備えた上部リフトオフヒンジよりも単純であり得る。下部ドア側ヒンジブラケット４９に取り付けられた下部ガイドピン４７は、単に下部ボディ側ヒンジブラケット５３の下部ボディブラケット開口部５１を介して取り付けられてもよい。ねじ付きファスナ２５が上部ヒンジ１において締め付けられると、下部ヒンジジョイント４５における下部ガイドピン４７も必然的に上下移動が制限される。下部ドア側ヒンジブラケット４９及び下部ボディ側ヒンジブラケット５３は、上部ボディ側ヒンジブラケット１に対して、第１の及び第２の上部ドア側ヒンジブラケット５、７と共に互いに対して回転してもよい。代替的に、必要に応じて、下部ヒンジジョイント４５は従来の手段を用いて固定され得る。

本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されているが、そのような図示及び説明は、説明的又は例示的であり、限定的ではないとみ見なされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態の他のバリエーションも、図面、開示、及び添付された請求項の吟味により、当業者及び請求項に記載された発明を実施する者によって理解されると共に実行され得る。請求項において、「備える」という語は他の要素を除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外するものではない。単一のプロセッサ、コントローラ又は他のユニットが、請求項に記載されているいくつかの項目の機能を果たしてもよい。単に特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという事実によって、これらの手段の組み合わせを利用して利点を得ることができないことを示すものではない。請求項のいかなる参照符号も、その範囲を制限するものと解釈されるべきではない。

また、例示の実施形態には特定の構成要素の配置が開示されているが、それによって他の配置も利益を得ることが理解されるべきである。特定のステップシーケンスが示されかつ記載されているが、ステップは特段の定めが無ければ任意の順番で行われ、分離され又は組み合わされてもよく、本発明から利益を得ることが理解されるべきである。

異なる例は例示された特定の構成要素を有するが、本発明の実施形態は、こうした特定の組合せに限定されない。一例による構成要素又は特徴の一部を別の例による特徴又は構成要素と組み合わせて使用することも可能である。

例示の実施形態が開示されているが、当業者であれば所定の修正が特許請求の範囲内に入ることを認識するであろう。この理由のために、以下の請求項は真の範囲及び内容を決定するよう検討されるべきである。

Claims (7)

1. 自動車のドア及びボディを回転可能に接続するための自動車用リフトオフヒンジジョイントであって、
   第１のドア側ヒンジブラケット及び第２のドア側ヒンジブラケットと、
   ボディ側ヒンジブラケットと、
   第１の端部、第２の端部、並びに、成形ディテントシャフト特徴部及び取り外し可能なねじ付きファスナを受け入れるように適合される内ねじ式中間部分を設けられたシャフト中空コアを有するディテントシャフトと、
   前記ディテントシャフトの前記第１の端部及び前記第２の端部にそれぞれ隣接して配置される第１の端部ブッシング及び第２の端部ブッシングと、
   前記ディテントシャフトの前記第１の端部及び前記中間部分を受け入れるように適合される開放中心コアを有する円筒形チェック機構と、
   中央部分における方形底面ピラミッド形状、多角形の第１の部分、多角形の第２の部分、及び前記取り外し可能なねじ付きファスナを受け入れるように適合されるピン中空コアを有するガイドピンと、
   を備え、
   前記第１の端部ブッシング及び前記第２の端部ブッシングは、前記ディテントシャフトと前記第１及び第２のドア側ヒンジブラケットとの間にそれぞれ配置され、
   前記ディテントシャフトの前記第１の端部は、前記第１のドア側ヒンジブラケットに回転可能に取り付けられ、前記ディテントシャフトの前記第２の端部は、前記第２のドア側ヒンジブラケットに回転可能に取り付けられ、
   前記ガイドピンの前記第１の部分は、前記ボディ側ヒンジブラケットに非回転式に取り付けられ、
   前記成形ディテントシャフト特徴部は、前記ガイドピンの対応するように成形された中央部分に非回転式に係合し、
   前記ガイドピンの前記第２の部分は、前記シャフト中空コアの対応するように成形された第１のセクション内に、それらの間で接触することなく受け入れられ、
   それによって、前記ファスナが完全に締め付けられたときに、ドアがボディに回転可能に接続され、前記ファスナが取り外されたときに、前記ドアは前記ボディから取り外され得る、自動車用リフトオフヒンジジョイント。
2. 前記ガイドピンの前記多角形の第１の部分及び第２の部分は方形である、請求項１に記載の自動車用リフトオフヒンジジョイント。
3. 前記ガイドピンは、スエージ、又は加締めによって前記ボディ側ヒンジブラケットに固定される、請求項１に記載の自動車用リフトオフヒンジジョイント。
   
4. 前記ガイドピンは、溶接、又は接着によって前記ボディ側ヒンジブラケットに固定される、請求項１に記載の自動車用リフトオフヒンジジョイント。
5. 前記ディテントシャフトは、溝が設けられており、前記チェック機構におけるバネ荷重ローラと回転可能に相互作用して、複数の個別の位置においてディテントトルクを発生させる、請求項１に記載の自動車用リフトオフヒンジジョイント。
6. 前記ガイドピンの前記第１の部分は、ほぞを構成し、これは前記ボディ側ヒンジブラケットにおいて対応するように成形された開口部に挿入され、前記ガイドピンを前記ボディ側ヒンジブラケットに結合するためにスエージされる、請求項１に記載の自動車用リフトオフヒンジジョイント。
7. 前記多角形の第１の部分及び第２の部分の角、及び前記ガイドピンの方形の中央部分は、それぞれが噛み合う前記ディテントシャフト及び前記ボディ側ブラケットの対応する部分との円滑な位置合わせを容易にするために丸みを帯びている、請求項１に記載の自動車用リフトオフヒンジジョイント。
   

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