JP4987560B2 - 給電装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動物に電力を供給するための電線と、該電線の余長を吸収する余長吸収手段と、を有した給電装置に関するものである。

車両ドアに搭載された上下方向に昇降するウインドウガラスとして調光ガラスを用いたり、ウインドウガラスにヒータ線を取り付けることがある。このようなウインドウガラスの場合、電線を用いてウインドウガラスに対して電力を供給する必要がある。また、この電線はウインドウガラスが昇降しても電力が供給できるように十分な余長を持たせている。また、この電線の余長部分が周辺機器に引っかかったりしないように、電線の余長を吸収する給電装置が特許文献１に提案されている。

上記給電装置は、上下方向に昇降するウインドウガラスに一端部が接続された第１の電線と、上下方向に細長い形状に形成されたケースと、このケースの長手方向に沿って上下方向に移動しかつ第１の電線の他端部側を保持した摺動部と、ケースの摺動部と反対側の面に設けられかつ電源側から配索された第２の電線の一端部を保持した固定部と、ケース内に収容されかつ摺動部において第１の電線の他端部と接続されるとともに固定部において第２の電線の一端部と接続されたループ状のフラットケーブルと、を有している。このような給電装置は、ウインドウガラスの昇降動作に応じて摺動部が上下に移動するとともに、フラットケーブルがループ形状を維持しながらケース内を上下に移動して摺動部の上下移動に追従し、電線の余長を吸収する。
特開２００５−５７８２８号公報

しかしながら、上述した従来の給電装置は、フラットケーブルを常にループ形状を維持した状態でケース内に移動自在に収容する構成のため、ケースが大型化し、大きな設置スペースを取ってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、電線が周辺機器に引っかかったり周辺機器に当たって異音を生じたりすることを防止できて設置スペースの縮小を図ることができる給電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載された発明は、固定物に取り付けられたリフトアームの基端部が回転するとともに該リフトアームの先端部が直線状にスライドすることにより該先端部のスライド方向に直交する方向に沿って前記固定物に対して移動される移動物に電力を供給するための給電装置であって、一端部が前記移動物に取り付けられかつ他端部が前記固定物に取り付けられて前記移動物に電力を供給する電線と、前記電線の中間部上を前記移動物の移動方向と異なる方向に移動自在に設けられた前記電線を保持する保持部材と、一端部に前記保持部材を取り付けかつ他端部が前記リフトアームの先端部側に連結されて、前記保持部材を前記リフトアームの先端部から離す方向に付勢する付勢手段と、を有していることを特徴とする給電装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記保持部材が円盤状に形成されており、当該保持部材の外周面に沿って巻かれる格好で前記電線が保持されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載された発明において、前記リフトアームの先端部と前記保持部材との双方をスライド自在に支持する支持レールをさらに有していることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、一端部が移動物に取り付けられかつ他端部が固定物に取り付けられて前記移動物に電力を供給する電線と、前記電線の中間部上を前記移動物の移動方向と異なる方向に移動自在に設けられた前記電線を保持する保持部材と、一端部に前記保持部材を取り付けかつ他端部がリフトアームの先端部側に連結されて、前記保持部材を前記リフトアームの先端部から離す方向に付勢する付勢手段と、を有していることから、用いる電線の長さが変化してもこの電線を常にたるみなく張った状態にすることができるので、複雑な構成の電線巻取り装置や電線を収容するためのケース等を設けずとも前記電線が周辺機器に引っかかったり周辺機器に当たって異音を生じたりすることを防止できて設置スペースの縮小を図ることができる給電装置を提供することができる。また、使用できる電線の長さ範囲が広く汎用性の高い給電装置を提供することができる。また、電線の長さ設定を容易に行うことができる給電装置を提供することができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記保持部材が円盤状に形成されており、当該保持部材の外周面に沿って巻かれる格好で前記電線が保持されていることから、この電線が過度に曲げられることがないので、この電線が損傷することを防止できる。

請求項３に記載された発明によれば、前記リフトアームの先端部と前記保持部材との双方をスライド自在に支持する支持レールをさらに有していることから、固定物に振動が加わった際などに、この保持部材がバタついたり、他部品に引っかかったりすることを防止できる。

以下、本発明の第１の実施形態における給電装置を図１ないし図６を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における給電装置が取り付けられた車両ドアを示す平面図であり、乗員室側から見た図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図３は、図１に示された車両ドアのリフトアームの構成を説明するための説明図である。図４は、図１に示された車両ドアのウインドウガラスの全閉時の状態を示す平面図であり、車両の外側から見た図である。図５は、図１に示された車両ドアのウインドウガラスの全開時の状態を示す平面図であり、車両の外側から見た図である。図６は、本発明の第１の実施形態における給電装置が取り付けられた他の車両ドアを示す平面図であり、車両の外側から見た図である。また、図１は、本来設けられているドアインナーパネル４ｂを省略している。また、図４ないし図６は、本来設けられているドアアウターパネル４ａを省略している。

本実施形態の図１，２などに示す給電装置１は、車両ドア２に設けられたウインドウガラス３に電力を供給するための装置である。また、前記ウインドウガラス３は、２枚のガラスの間に液晶シートを挟んだ構成であり、この液晶シートに電気を流すことにより、透過率・反射率・色などを変化させることができる調光ガラスである。また、前記液晶シートに電気を流すための調光回路は、後述の移動物側取付部８に内蔵されている。

上記車両ドア２は、図１に示すように、ドアアウターパネル４ａ（固定物）と、ドアインナーパネル４ｂ（固定物）（図４及び図５を参照。）と、ガラスガイドレール５（固定物）と、ウインドウガラス３（移動物）と、支持レール７（移動物）と、前記ウインドウガラス３及び支持レール７を昇降させる昇降装置１１と、給電装置１と、を有している。

上記ドアアウターパネル４ａは、車両の外側に設置される。また、ドアアウターパネル４ａには、窓枠６が設けられている。また、上記ドアインナーパネル４ｂは、車両の室内側に設置される。これらドアアウターパネル４ａとドアインナーパネル４ｂとの間に形成される空間に、開状態のウインドウガラス３、ガラスガイドレール５の下側、昇降装置１１、給電装置１などが収容される。

上記ウインドウガラス３には、上下方向Ｄに曲がる曲面が設けられている。また、上記ガラスガイドレール５には、ウインドウガラス３の曲面に沿って上下方向Ｄに曲がる溝が設けられている。この溝にウインドウガラス３の縁部が挿入される。そして、この溝によりウインドウガラス３は、曲面に沿って上下方向Ｄに昇降するように案内される。即ち、ウインドウガラス３は、ガラスガイドレール５に対して移動する。

上記支持レール７は、上記ウインドウガラス３の下端部に取り付けられている。この支持レール７は、図２に示すように中空角筒状に形成されており、ウインドウガラス３の下端部に沿って直線状に延びている。また、支持レール７には、上下方向Ｄと直交する方向に直線状に延びた溝７１，７２が設けられている。これらの溝７１，７２は、支持レール７の内部空間と外部とを連通させている。また、溝７１，７２は、支持レール７の互いに相対する面にそれぞれ設けられている。この溝７１は、昇降装置１１の後述のローラ１４を支持レール７の内部空間に通す。そして、この支持レール７の内部空間に位置付けられたローラ１４が、回転しながら支持レール７の内部空間を直線状にスライドすることにより、上述したウインドウガラス３は、曲面に沿って上下方向Ｄに昇降される。また、溝７２は、給電装置１の後述のプーリ２０の中心軸２１を支持レール７の内部空間に通す。

上記昇降装置１１は、図３などに示すように、ガラスガイドレール５の下側に固定された本体部１３と、本体部１３に回転自在に取り付けられたリフトアーム１２と、を有している。

上記リフトアーム１２の長手方向に沿った基端部１２ａには、周縁に複数の歯１５ａが刻まれた扇状のギア１５が取り付けられている。そして、この基端部１２ａ及びギア１５が軸部材１７を介して本体部１３に回転自在に連結されている。即ち、リフトアーム１２は、基端部１２ａに取り付けられた軸部材１７を中心として矢印Ｃ方向に沿って回転自在に本体部１３に取り付けられている。また、本体部１３には、ギア１５の歯１５ａと噛み合う複数の歯１６ａを周縁に有したピニオン１６と、このピニオン１６を回転させるモータと、が設けられている。そして、このピニオン１６が回転することによりギア１５及び基端部１２ａが回転する。

また、上記リフトアーム１２の長手方向に沿った先端部１２ｂには、円柱状に形成された上記ローラ１４が連結軸１２ｃを介して先端部１２ｂに対して回転自在に取り付けられている。この連結軸１２ｃは、その軸方向が上記軸部材１７と平行になる向きで配されてローラ１４と先端部１２ｂとを連結している。

このような構成の昇降装置１１は、リフトアーム１２が基端部１２ａを中心に回転するとともにローラ１４が回転しながら上記支持レール７の内部空間を直線状にスライドすることにより、上記ウインドウガラス３を曲面に沿って上下方向Ｄに昇降させる。

上記給電装置１は、上記ウインドウガラス３に電力を供給するための電線１０と、この電線１０の一端部をウインドウガラス３に取り付ける移動物側取付部８と、この電線１０の他端部をドアアウターパネル４ａの下側に固定的に位置付ける固定物側取付部９と、この電線１０の中間部上を移動する保持部材としてのプーリ２０と、連結部材１９を介してリフトアーム１２の先端部１２ｂに連結されたばね取付部２４と、一端部２５ａにプーリ２０を取り付け、他端部２５ｂがばね取付部２４に取り付けられた付勢手段としてのコイルばね２５と、を有している。

上記移動物側取付部８は、箱型に形成されたケース内に、ウインドウガラス３の上記調光回路と、この調光回路と電線１０の一端部とを接続させる端子と、を収容している。前記ケースは、ウインドウガラス３及び支持レール７に取り付けられている。また、図１などに示す８ａは、前記ケースに設けられた電線１０の引き出し口である。移動物側取付部８は、この引き出し口８ａが、ウインドウガラス３のガラスガイドレール５寄りの下端部に位置付けられるように配置されている。

上記固定物側取付部９は、箱型に形成されたケース内に、電源側から延びた電線の端部と電線１０の他端部とを接続させるコネクタなどを収容している。前記ケースは、ドアアウターパネル４ａに取り付けられている。また、図１などに示す９ａは、前記ケースに設けられた電線１０の引き出し口である。固定物側取付部９は、この引き出し口９ａが、リフトアーム１２の基端部１２ａの近傍でかつこの基端部１２ａよりもガラスガイドレール５から離れた位置に位置付けられるように配置されている。

上記プーリ２０は、図２などに示すように、中心軸２１と、この中心軸２１に、該中心軸２１を中心として回転自在に取り付けられた円盤部２２と、を有している。

上記中心軸２１は、円柱状に形成されており、その軸方向に沿った一端部（図２中左側に位置する。）にコイルばね２５の一端部２５ａが取り付けられている。また、中心軸２１の軸方向に沿った他端部（図２中右側に位置する。）は、上述した支持レール７の溝７２を通されて支持レール７の内部空間にスライド自在に位置付けられている。即ち、プーリ２０は、支持レール７に、該支持レール７の長手方向に沿ってスライド自在に支持されている。

上記円盤部２２は、円盤状に形成されており、上述した中心軸２１の軸方向中央部の外周に回転自在に位置付けられている。即ち、円盤部２２は、支持レール７の外側に位置付けられている。また、円盤部２２は、その外周面に電線１０を収容する溝２２ａが形成されている。この溝２２ａは、円盤部２２の全周に亘って形成されており、その幅及び深さが電線１０の径寸法よりも若干広い寸法に形成されている。このような円盤部２２を有したプーリ２０は、溝２２ａに沿って、即ち円盤部２２の外周面に沿って、電線１０の中間部を円盤部２２に巻き付けることにより電線１０を円盤部２２から外れないように、かつ、電線１０を円盤部２２に対して相対的に摺動自在に保持する。

このように、本発明では、円盤状に形成された円盤部２２即ちプーリ２０の外周面に形成された溝２２ａに電線１０が沿わされるので、この電線１０が過度に屈曲されることがなく、電線１０が損傷することを防止できる。また、溝２２ａに挿入されることにより電線１０がプーリ２０から外れることが防止される。さらに、円盤部２２即ちプーリ２０が中心軸２１を中心として回転自在に設けられているので、電線１０が溝２２ａ内を移動する際の摩擦抵抗が低減される。このことにより、昇降装置１１の上記モータの負荷が低減される。また、このプーリ２０が支持レール７に該支持レール７の長手方向に沿ってスライド自在に支持されているので、車両ドア２に振動が加わった際などに、プーリ２０がバタついたり、他部品に引っかかったりすることを防止できる。

上記連結部材１９は、図２に示すように、平面視コ字型に形成されており、その一端部１９ａが上述したリフトアーム１２の先端部１２ｂに取り付けられているとともに、その他端部１９ｂがばね取付部２４に取り付けられている。即ち、連結部材１９は、一端部１９ａと他端部１９ｂとの間に支持レール７とばね取付部２４とを位置付ける格好でリフトアーム１２の先端部１２ｂに取り付けられている。

上記ばね取付部２４は、上述したように連結部材１９を介してリフトアーム１２の先端部１２ｂに連結されており、リフトアーム１２の先端部１２ｂが支持レール７の長手方向に沿ってスライドするのに同期して支持レール７の長手方向に沿ってスライドする。

上記コイルばね２５は、針金状の部材が螺旋状に巻かれたばねであり、上述したように、一端部２５ａがプーリ２０の中心軸２１に取り付けられ、他端部２５ｂがばね取付部２４に取り付けられている。また、コイルばね２５は、上記ばね取付部２４の移動物側取付部８から離れた側に取り付けられている。即ち、上記プーリ２０は、ばね取付部２４よりも移動物側取付部８から離れた側に位置付けられている。また、コイルばね２５は、支持レール７の長手方向に沿って伸縮自在即ち弾性変形自在に設けられている。さらに、コイルばね２５は、一端部２５ａから他端部２５ｂまでの長さが長くなる方向の弾性復元力を常に有した状態でその一端部２５ａにプーリ２０を取り付けている。即ち、コイルばね２５は、プーリ２０を常に移動物側取付部８及びリフトアーム１２の先端部１２ｂから離れる方向に、即ち電線１０を張る方向に、付勢している。

このように本発明では、上述した位置に移動物側取付部８と固定物側取付部９とを配置しているとともに、プーリ２０を常に移動物側取付部８及びリフトアーム１２の先端部１２ｂから離れる方向に、即ち電線１０を張る方向に、付勢するコイルばね２５を設けていることにより、引き出し口８ａからプーリ２０までの距離と、引き出し口９ａからプーリ２０までの距離と、の和が常に一定となるので、電線１０が常に張られた状態となり、そのために、電線１０にたるみが生じることが防止される。

上述した構成の給電装置１は、ウインドウガラス３の開閉時において、リフトアーム１２のローラ１４が昇降し支持レール７内をスライドするのに同期してばね取付部２４がスライドし、このばね取付部２４に取り付けられたコイルばね２５が、プーリ２０を移動物側取付部８及びリフトアーム１２の先端部１２ｂから離れる方向に付勢して、引き出し口８ａからプーリ２０までの距離と、引き出し口９ａからプーリ２０までの距離と、の和が常に一定となる位置にプーリ２０を位置付ける。そして、このプーリ２０が、電線１０の中間部を保持することにより、電線１０を常にたるみのない状態に保つ。

また、上記給電装置１は、図６に示すように、車両ドア２が設けられた車両と車種の異なる車両の車両ドア２’に搭載することが可能である。この車両ドア２’は、車両ドア２に用いられていた電線１０よりも長さが長い電線１０’を用いている。このような場合においても、コイルばね２５の弾性復元力、即ち付勢力、によって、プーリ２０を移動物側取付部８及びリフトアーム１２の先端部１２ｂから離れる方向に付勢して、引き出し口８ａからプーリ２０までの距離と、引き出し口９ａからプーリ２０までの距離と、の和が常に一定となる位置にプーリ２０を位置付けることにより、電線１０’が常にたるみのない状態に保たれる。

本実施形態によれば、電線１０が周辺機器に引っかかったり周辺機器に当たって異音を生じたりすることを防止できて設置スペースの縮小を図ることができる給電装置１を提供することができる。また、コイルばね２５がプーリ２０をリフトアーム１２の先端部１２ｂから離す方向に付勢することにより常に電線１０がたるみなく張られた状態となるので、使用できる電線１０の長さ範囲が広く、電線１０の長さ設定が容易であるとともに、異なる車種にも搭載可能な汎用性の高い給電装置１を提供することができる。

次に、本発明の第２の実施形態における給電装置を図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の第２の実施形態における給電装置の概略を示す概略説明図である。また、同図において、前述した第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態の給電装置１０１は、図７に示すように、付勢手段として、一端部１２５ａにプーリ２０を取り付け、他端部１２５ｂがばね取付部２４に取り付けられた板ばね１２５を有している。この板ばね１２５は、図７中に点線で示す一端部１２５ａから他端部１２５ｂまでがく字状に曲がった状態から、図７中に実線で示す一端部１２５ａから他端部１２５ｂまでが直線状に延びた状態に亘って弾性変形自在に設けられている。また、プーリ２０は、中心軸２１が支持レール７に取り付けられておらず、板ばね１２５の一端部１２５ａの移動に応じて移動自在に設けられている。

この給電装置１０１は、板ばね１２５の弾性復元力によってプーリ２０をリフトアーム１２の先端部１２ｂから離す方向に付勢し、引き出し口８ａ（図４を参照。）からプーリ２０までの距離と、引き出し口９ａ（図４を参照。）からプーリ２０までの距離と、の和が常に一定となる位置にプーリ２０を位置付けることにより、電線１０を常にたるみのない状態に保つ。

このように本発明では、付勢手段がコイルばね２５以外の形状であっても良く、プーリ２０が必ずしも支持レール７に取り付けられていなくてもよい。

次に、本発明の第３の実施形態における給電装置を図８を参照しながら説明する。図８は、本発明の第３の実施形態における給電装置の概略を示す概略説明図である。また、同図において、前述した第１，２の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態の給電装置２０１は、図８に示すように、付勢手段として、一端部２２５ａにプーリ２０を取り付け、他端部２２５ｂがばね取付部２４に取り付けられた巻きばね２２５を有している。この巻きばね２２５は、帯状の部材の他端部２２５ｂが内側に配され、一端部２２５ａが外側に配された平面視渦巻き状に巻かれたばねであり、図８中に点線で示す一端部２２５ａが巻きばね２２５の巻き方向外側に位置付けられた状態から、図８中に実線で示す一端部２２５ａが巻きばね２２５の巻き方向内側に位置付けられた状態に亘って弾性変形自在に設けられている。また、プーリ２０は、中心軸２１が支持レール７に取り付けられておらず、巻きばね２２５の一端部２２５ａの移動に応じて移動自在に設けられている。

この給電装置２０１は、巻きばね２２５の弾性復元力によって、プーリ２０をリフトアーム１２の先端部１２ｂから離す方向に付勢し、引き出し口８ａ（図４を参照。）からプーリ２０までの距離と、引き出し口９ａ（図４を参照。）からプーリ２０までの距離と、の和が常に一定となる位置にプーリ２０を位置付けることにより、電線１０を常にたるみのない状態に保つ。

また、上述した第１〜３の実施形態では、移動物としてウインドウガラス３を用いた例について説明していたが、本発明はこれに限ったものではない。移動物は、リフトアームにより固定物に対して移動されるものであればよい。

また、上述した第１〜３の実施形態では、保持部材としてプーリ２０を用いた例について説明していたが、本発明はこれに限ったものではない。保持部材は、電線１０の中間部を引っ掛けることができる、即ち移動自在に保持できる、ものであればよい。

また、上述した第１〜３の実施形態では、付勢手段としてのコイルばね２５，板ばね１２５，巻きばね２２５が、連結部材１９とばね取付部２４とを介してリフトアーム１２の先端部１２ｂに連結されていたが、本発明では、付勢手段がリフトアーム１２に直接取り付けられていてもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の第１の実施形態における給電装置が取り付けられた車両ドアを示す平面図であり、乗員室側から見た図である。 図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１に示された車両ドアのリフトアームの構成を説明するための説明図である。 図１に示された車両ドアのウインドウガラスの全閉時の状態を示す平面図であり、車両の外側から見た図である。 図１に示された車両ドアのウインドウガラスの全開時の状態を示す平面図であり、車両の外側から見た図である。 本発明の第１の実施形態における給電装置が取り付けられた他の車両ドアを示す平面図であり、車両の外側から見た図である。 本発明の第２の実施形態における給電装置の概略を示す概略説明図である。 本発明の第３の実施形態における給電装置の概略を示す概略説明図である。

符号の説明

１,１０１，２０１ 給電装置
３ ウインドウガラス（移動物）
５ ガラスガイドレール（固定物）
７ 支持レール
１０ 電線
１２ リフトアーム
１２ａ 基端部
１２ｂ 先端部
２０ プーリ（保持部材）
２５ コイルばね（付勢手段）
１２５ 板ばね（付勢手段）
２２５ 巻きばね（付勢手段）
２５ａ，１２５ａ，２２５ａ 一端部
２５ｂ，１２５ｂ，２２５ｂ 他端部

Claims (3)

1. 固定物に取り付けられたリフトアームの基端部が回転するとともに該リフトアームの先端部が直線状にスライドすることにより該先端部のスライド方向に直交する方向に沿って前記固定物に対して移動される移動物に電力を供給するための給電装置であって、
   一端部が前記移動物に取り付けられかつ他端部が前記固定物に取り付けられて前記移動物に電力を供給する電線と、
   前記電線の中間部上を前記移動物の移動方向と異なる方向に移動自在に設けられた前記電線を保持する保持部材と、
   一端部に前記保持部材を取り付けかつ他端部が前記リフトアームの先端部側に連結されて、前記保持部材を前記リフトアームの先端部から離す方向に付勢する付勢手段と、
   を有していることを特徴とする給電装置。
2. 前記保持部材が円盤状に形成されており、当該保持部材の外周面に沿って巻かれる格好で前記電線が保持されていることを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
3. 前記リフトアームの先端部と前記保持部材との双方をスライド自在に支持する支持レールをさらに有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給電装置。

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