JP3926886B2 - 電動式の窓の開閉装置 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は電動式の窓の開閉装置に関する。さらに詳しくは、電車などの車両、あるいは建物の上下にスライドする窓を、電気駆動により開閉する装置、すなわちいわゆるパワーウインドの駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的な電動式の窓の開閉装置は、モータと、その出力軸に連結される減速機と、減速機の出力を窓の上下運動に変換する機構を備えている。そのため減速機の抵抗が大きく、手動で窓を開閉することができない。そこで従来、電気駆動と手動操作とを共存させることができる窓の開閉装置が提案されている。
【0003】
たとえば特開平7−229362号公報に記載の開閉装置は、窓部材を駆動するレバー側に取り付けた扇状の突起からなる第1カムと、減速機側に連結した扇状の凹部を備えた第2カムとを同心状に設け、両者の間に所定の角度の遊びを設けている。そしてモータ駆動で窓を開くとき、あるいは閉じるときは、遊び分だけ余分に第1カムを回転させた上で実際に開閉駆動操作を行う。そしてその操作が完了し、停止信号が出ると、第2カムを逆回転させて両カムの間に遊びを持たせてから停止させ、手動操作に備えるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の窓の開閉装置では、上昇(あるいは下降)の駆動途中でモータが止まった場合は、第2カムによって拘束されるので、手動によってはその位置から下降(あるいは上昇)させることができない。したがって自動による全閉操作時に物や人体を挟み込んだような場合、モータを逆回転させるスイッチを操作しなければ挟み込んだ物などを抜き出すことができない。
【0005】
また減速比が大きいので、窓側の抵抗はモータ側にとって大きい負担にならず、そのため電源をOFFにしてもモータが慣性によりオーバーランする。したがって上下端以外の位置では、スイッチを切っても窓部材がいくらか上下に動き、窓部材を所望の位置に正確に止めることが難しい。
【0006】
本発明は、モータが途中で停止しても、手動で開閉操作をすることができる電動式の窓の開閉装置を提供することを第1の課題としている。さらに本発明は、モータの電源を切ったときの窓部材のオーバーランが少ない電動式の窓の開閉装置を提供することを第2の課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動式の窓の開閉装置は、車両などの窓における上下にスライドする窓部材を電気駆動で開閉する装置であって、モータおよびそのモータを制御するコントローラと、そのモータによって回転駆動される出力部材と、その出力部材とモータとの間に介在されると共に、車両などのフレームに枢支され、並行に配置された複数の歯車からなる歯車列を有する減速機構と、前記出力部材の回転運動を窓部材の往復スライド運動に変換する変換機構と、窓部材の重量を軽減する方向に付勢するバランス手段と、前記減速機構の歯車列の途中に介在され、入力側の大径のギヤと出力側の小径のギヤの間の動力伝達を入り/切りする電磁クラッチと、モータを回転させるときに前記電磁クラッチによる連結を行い、停止させるときに連結を切る手段と、前記電磁クラッチの連結を切ったときに窓部材をその位置に保持する手段とを備え、前記電磁クラッチが、回転軸と、その回転軸にそれぞれ取付けられる先端の小径の出力ギアおよび後端の第2アーマチュアと、前記回転軸に回転自在で、かつ、第2アーマチュアに引きつけられたり、離されたりするように軸方向に移動自在で、出力ギアと第2アーマチュアの間にそれぞれ配置される第1アーマチュアおよびその第1アーマチュアと一体となって回転する大径の入力ギアと、前記モータを回転させるときに第1アーマチュアと第2アーマチュアを吸着させ、停止させるときに離脱させるコイルとからなることを特徴としている。
【0009】
【作用】
モータにより窓部材を昇降させる場合は、電磁クラッチによってモータ側と出力部材側とが連結される。それによりモータの回転が電磁クラッチを介して出力部材に伝えられる。さらに出力部材の回転運動は変換機構により窓部材の昇降運動に変換され、窓部材が昇降する。モータを停止させるときは電磁クラッチにより連結が切れる。そのためその後はモータ側による拘束がなくなり、窓部材を手動で自由に開閉操作することができる。また、電磁クラッチによる連結が切れているので、モータ側がオーバーランしても、出力部材側には伝わらない。さらに窓部材は位置保持手段によりその位置に停止され、オーバーランしない。
【0010】
また窓部材の重量はバランス手段により軽減されるので、モータをいずれの方向に回転させる場合でも、その負荷が大きく変動しない。さらに手動で開閉操作する場合、すなわち電磁クラッチが切れている場合でも、同理由により楽に操作することができる。また、バランス手段を併用しているので、窓を操作する力を小さくすることができる。そのため、モータの出力トルクを小さくすることが可能であり、これにより手などを挟み込んだ場合でも安全性を確保することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態を説明する。図1は本発明の窓の開閉装置の一実施形態を示す一部切り欠き正面図、図2aおよび図2bはそれぞれその開閉装置を窓に取り付けた状態を示す概略正面図および概略側面図、図3は本発明に関わるバランス手段の一実施形態を示す一部切り欠き正面図、図4はそのバランス手段の側面図、図5は図1の開閉装置の駆動部を示す正面図、図6は図5のVI-VI 線断面図、図7は図6の電磁クラッチの拡大断面図である。
【0013】
まず図1を参照して窓の開閉装置Aの全体を説明する。図1の開閉装置Aは車両の窓枠の下方に配置されるフレーム1と、そのフレーム1の裏面側に揺動自在に取り付けられる出力レバー2とを備えている。さらにフレーム1の裏面側には、出力レバー2を常時上方向(図1の反時計方向)に付勢するための窓釣合器(バランス手段)3が設けられ、表面側には、出力レバー2を往復駆動するためのモータMおよびウオーム減速機Gを備えた駆動部4が設けられている。またウオーム減速機Gと出力レバー2との間には減速機構5が設けられており、その減速機構5の途中、すなわちモータMから出力レバー2へ至る動力伝達経路の途中に、動力伝達を入り切りするための電磁クラッチ6が介在されている。
【0014】
上記の開閉装置Aは図2aおよび図2bに示すように、電車などの車両の窓8の下方で、シート9の内部に収容される。窓枠10には、窓ガラスを備えた窓部材11が上下に摺動自在に保持されている。出力レバー2の先端にはローラ12が回転自在に設けられ、そのローラ12が窓部材11の下端の水平方向に延びる水平ガイド13内を転動ないし摺動するようにしている(図4参照)。それにより、出力レバー2が矢印P1方向およびP2方向に回動したとき、その円弧状の軌跡の上下方向の成分により、窓部材11が上下に駆動される。すなわちこの出力レバー2のローラ12と水平ガイド13とは、請求項2における「出力レバーの自由端の円弧状の運動の上下方向の成分を取り出す機構」の一実施形態である。
【0015】
本実施形態では、前述の窓釣合器3として、実公昭31−3268号公報に記載されている窓釣合器を使用している。このものは図3に示すように、引っ張りバネ18の直線方向の付勢力をリンク機構19で、出力レバー2と出力軸30を介して結合された小レバー25のトルクの付勢力に変換するものである。このものは引っ張りバネ18の伸びに応じて張力が変化しても、リンク機構19の作用により窓部材を上向きに付勢する力があまり変化しない利点がある。
【0016】
この窓釣合器3の付勢力は、窓部材の重量をちょうど支持する程度が好ましい。すなわちバランス力が大きすぎると電磁クラッチを切った状態では窓部材(図2aの符号11)が上昇することになり、少なすぎると下降する。したがってバランス力が変動する場合でも、電磁クラッチを切った状態で窓部材11が窓枠10から受ける摩擦力で停止する程度の範囲で変動するのが好ましい。そのばあいはその摩擦力を生じる窓枠などが請求項1の位置保持手段となる。
【0017】
本実施形態では、図2bおよび図4に示すように、この窓釣合器3の表面側に駆動部4を設けている。すなわち窓釣合器3の箱状のフレーム20の表面側には前述の出力軸30の端部が突出しており、その出力軸30を往復回動させるための駆動部4が取り付けられている。したがって窓釣合器3と駆動部4とはほぼ一体になって、シート(図2bの符号9)の内部に収容される。そのため設置スペースが少なくて済む。
【0018】
駆動部4は図5に示すように、モータMと、そのモータMの出力軸に連結される公知のウオーム減速機Gとを備えている。それらのモータMおよびウオーム減速機Gは図6および図1に示すように、駆動部4のフレーム1と平行に、間隔を開けて設置される第1ベースプレート31の上に取り付けている。
【0019】
図6において、ウオーム減速機Gの出力軸33には、第1ギヤ34が固定されており、その第1ギヤ34は第1ベースプレート31とフレーム1との間に配置されている。その第1ギヤ34は、同じく第1ベースプレート31とフレーム1との間に配置されている第2ギヤ35と噛み合っている。第2ギヤ35はたとえばフレーム1と第1ベースプレート31で支持される軸36で回転自在に支持されている。さらに第2ベースプーレート49には電磁クラッチ6が取り付けられており、前記第2ギヤ35はその電磁クラッチ6のスライド側の第1アーマチュア37に取り付けた大径の第3ギヤ38と噛み合っている。
【0020】
電磁クラッチ6の第2アーマチュア40に固定される回転軸41の先端には小径の第4ギヤ42が固定されている。そしてその第4ギヤ42は、第5ギヤ44と噛み合っている。その第5ギヤ44はフレーム1に取り付けた軸45によって回転自在に支持されている。第5ギヤ44はそれより小径の第6ギヤ46と一体に結合されており、その第6ギヤが出力軸30に固定した第7ギヤないし出力ギヤ48と噛み合っている。
【0021】
図5に示すように、第1ギヤ34よりも第3ギヤ38のほうが大径である。なお第2ギヤ35はアイドルギヤである。また第4ギヤ42は第3ギヤ38よりも小径であるが、これはクラッチ「入り」のときに第3ギヤ38と共廻りするからである。さらに第5ギヤ44はそれと噛み合う第4ギヤ42よりも大径である。第5ギヤ44と共廻りする第6ギヤ46は前述のように第5ギヤ44よりも小径にしている。さらに第6ギヤ46と噛み合う出力ギヤ48は第6ギヤ46よりも大径である。このように第1ギヤ34から第7ギヤ48に至る歯車列は、それぞれの噛み合いで減速する減速機構5を構成している。
【0022】
なお図1および図6に示すように、電磁クラッチ6は第2ベースプレート49とフレーム1の間に保持されており、第5ギヤ44および第6ギヤ46は第3ベースプレート49aとフレーム1の間に保持されている。また図1に示すように、第7ギヤ48には扇状のカム50が固定されている。このカム50は、リミットスイッチLSと係合して出力レバー2の位置を検出し、所定の窓開口位置で停止させるためのものである。
【0023】
図7に示すように、電磁クラッチ6はコイル57に通電していない状態では、第2アーマチュア40と第1アーマチュア37との間に磁力の吸着作用が働かないので、両者は摩擦面Bを挟んで離れるか、少なくとも強い当接力で当接していない。それによって回転軸41は第3ギヤ38からフリーとなり、自由に回転する。すなわち、クラッチによる動力伝達が「切り」になる。したがってモータMやウオーム減速機Gの抵抗に妨げられず、図2aの窓部材11は自由に手動で昇降操作することができる。
【0024】
他方、コイル57に通電した状態では、第1アーマチュア37が第2アーマチュア40に強く引きつけられる。そのため第1アーマチュア37と第2アーマチュア40とが、両者が接する摩擦面Bで結合され、クラッチが「入り」になる。それにより大径の第3ギヤ38のトルクは3本の小ネジ60および第1アーマチュア37を介して第2アーマチュア40に伝達され、回転軸41を介して小径の第4ギヤ42に伝達される。したがって第4ギヤ42が回転し、モータMによる窓部材11の昇降操作を行うことができる。
【0025】
上記のように、本実施形態では、通電していない状態で窓部材11を手動操作することができるようにしているので、仮に電気系統に故障が生じたときや、停電になったときでも、手動で窓の開閉を行うことができる。また摩擦クラッチを採用しているので、入り切りがスムーズであり、物を挟んだ場合でも滑りで安全性が確保される。
【0026】
前記モータMの「ON」、「OFF」を制御するコントローラは従来公知のものを採用することができる。そのコントローラには、モータMを正逆両方向に回転させると同時に電磁クラッチの動力伝達を「ON」にし、またモータMの駆動電流を「OFF」にするときに電磁クラッチも「OFF」にする回路を設ける。さらにモータMの駆動電流を検出し、所定の上限を超えたときに駆動電流を「OFF」にする安全回路を設ける。それにより窓部材で挟み込みを生じたときにモータが停止し、同時に電磁クラッチが切れるので、容易に挟み込みを解除することができる。
【0027】
前述の実施形態ではバランス手段として実公昭31−3268号公報記載の窓釣合器を採用しているが、引っ張りコイルバネなど、他のバランス手段を採用することもできる。また図5および図6の駆動部4ではウオーム減速機Gと出力軸30との間をすべて歯車とした減速機構5で連結しているが、たとえば第6ギヤ46と出力ギヤ48をスプロケットとし、チェーンで連結してもよく、また両者をプーリとして伝導ベルトで連結するなどのようにしてもよい。この点は他のギヤ同士の連結についても同様である。またモータMに連結するウオーム減速機Gに代えて、遊星ギヤ減速機など、他のタイプの減速機を採用することもできる。
【0028】
【発明の効果】
本発明の電動式の窓の開閉装置は、モータにより窓部材を昇降させる場合は、電磁クラッチによってモータ側と出力部材側とが連結され、モータを停止させるときは電磁クラッチによる連結が切れる。そのためモータが自動操作の途中で停止した場合でも、モータや減速機による拘束がなくなり、窓部材を手動で自由に開閉操作することができる。したがって挟み込みが生じても、手動で簡単に解除することができる。また、モータ側がオーバーランしても、連結が切れているので、出力部材側には伝わらない。そのため窓部材は位置保持手段によりその位置に停止され、オーバーランしない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の窓の開閉装置の一実施形態を示す一部切り欠き正面図である。
【図2】 図2aおよび図2bはそれぞれその開閉装置を窓に取り付けた状態を示す概略正面図および概略側面図である。
【図3】 本発明に関わるバランス手段の一実施形態を示す一部切り欠き正面図である。
【図4】 そのバランス手段の側面図である。
【図5】 図1の開閉装置の駆動部を示す正面図である。
【図6】 図5のVI-VI 線断面図である。
【図7】 図6のクラッチの拡大断面図である。
【符号の説明】
A 開閉装置
2 出力レバー
3 窓釣合器
4 駆動部
5 減速機構
6 電磁クラッチ
11 窓部材
12 ローラ
13 水平ガイド
M モータ
G ウオーム減速機
Claims (1)
- 車両などの窓における上下にスライドする窓部材を電気駆動で開閉する装置であって、
モータおよびそのモータを制御するコントローラと、
そのモータによって回転駆動される出力部材と、
その出力部材とモータとの間に介在されると共に、車両などのフレームに枢支され、並行に配置された複数の歯車からなる歯車列を有する減速機構と、
前記出力部材の回転運動を窓部材の往復スライド運動に変換する変換機構と、
窓部材の重量を軽減する方向に付勢するバランス手段と、
前記減速機構の歯車列の途中に介在され、入力側の大径のギヤと出力側の小径のギヤの間の動力伝達を入り/切りする電磁クラッチと、
モータを回転させるときに前記電磁クラッチによる連結を行い、停止させるときに連結を切る手段と、
前記電磁クラッチの連結を切ったときに窓部材をその位置に保持する手段とを備え、
前記電磁クラッチが、
回転軸と、
その回転軸にそれぞれ取付けられる先端の小径の出力ギアおよび後端の第2アーマチュアと、
前記回転軸に回転自在で、かつ、第2アーマチュアに引きつけられたり、離されたりするように軸方向に移動自在で、出力ギアと第2アーマチュアの間にそれぞれ配置される第1アーマチュアおよびその第1アーマチュアと一体となって回転する大径の入力ギアと、
前記モータを回転させるときに第1アーマチュアと第2アーマチュアを吸着させ、停止させるときに離脱させるコイルとからなる、電動式の窓の開閉装置。
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JP14731497A JP3926886B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 電動式の窓の開閉装置 |
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JP14731497A JP3926886B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 電動式の窓の開閉装置 |
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JPH10317798A JPH10317798A (ja) | 1998-12-02 |
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ID=15427399
Family Applications (1)
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JP14731497A Expired - Fee Related JP3926886B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 電動式の窓の開閉装置 |
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1997
- 1997-05-20 JP JP14731497A patent/JP3926886B2/ja not_active Expired - Fee Related
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