JP5618365B2 - ウインドレギュレータ - Google Patents

Description

本発明は、自動車のウインドガラスを昇降させるウインドレギュレータに関する。

駆動モータに取り付けられる駆動ギヤと、この駆動ギヤに噛合し駆動ギヤの双方向回転により押し引きされるオープンエンドの可撓性のプッシュプル条体と、を備え、プッシュプル条体に連結したキャリアを介してウインドガラスを昇降させる構造のウインドレギュレータの従来例として特許文献１、２に記載のものが挙げられる。

特許文献１の技術はプッシュプル条体自体の構造に関するものであり、同文献には、可撓性の長尺体に補強用のチェーンを結合固定してプッシュプル条体を構成する旨が記載されている。
特許文献２の技術はウインドレギュレータの取り付け構造に関するものであり、同文献には、ドアアウタパネルに固定したサイドビームに、ドアヒンジ、ドアロックと共にウインドレギュレータを取り付ける旨が記載されている。

特開昭５９−５２０７８号公報 特許第３２１５９２８号公報

前記プッシュプル条体には、駆動モータの回転力をキャリアの略直線移動力に効率良く変換して伝達する機能が求められる。プッシュプル条体は長尺の部材であることから、ドアパネルという限られた空間内でのレイアウトにあっては力の伝達効率の低下を抑制しつつコンパクトにプッシュプル条体を引き回すことが必要である。

本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、プッシュプル条体における力の伝達ロスの低減とレイアウトスペースのコンパクト化との両立を図れるウインドレギュレータを提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、本発明は、駆動モータに取り付けられる駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛合し駆動ギヤの双方向回転により押し引きされるオープンエンドの可撓性のプッシュプル条体と、を備え、前記プッシュプル条体の一端側に連結したキャリアを介してウインドガラスを昇降させるウインドレギュレータにおいて、ウインドガラスの板面と略直交する方向から見て、前記駆動ギヤと前記プッシュプル条体との噛合部から前記キャリアの取り付け部までのプッシュプル条体のドライブ経路が一直線状に形成され、前記噛合部から条体他端までのプッシュプル条体の余長分を退避させるアイドル経路の少なくとも一部が湾曲状に形成され、前記ドライブ経路は前記噛合部から上方に向けて形成され、前記アイドル経路は、下方に凸状となる湾曲部を有し、上方に折り返されて、末端側が上方に向かうにしたがい前記ドライブ経路に近接するように形成され、アイドル経路の末端が前記噛合部よりも上方に位置すると共に、前記アイドル経路の複数個所を連結する連結部を有することを特徴とする。

このウインドレギュレータによれば、ウインドガラスの板面と略直交する方向から見て、プッシュプル条体のドライブ経路が一直線状に形成されているため、ドライブ経路上のプッシュプル条体には湾曲部が存在しなくなる。したがって、曲げ応力が発生しない分、プッシュプル条体の力の伝達ロスが低減され、駆動モータの回転力がキャリアの直線移動力に効率良く変換、伝達される。一方、同じくウインドガラスの板面と略直交する方向から見て、アイドル経路の少なくとも一部が湾曲状に形成されることにより、長尺の部材であるプッシュプル条体が自動車のサイドドア等の限られた空間内にコンパクトにレイアウトされる。

ドライブ経路を噛合部から下方に向けて形成した場合、駆動モータが上部に位置することになるため、キャリアとウインドガラスの連結部において駆動モータと干渉しない構造を要する他、ウインドレギュレータの重心位置が高くなりやすい。これに対して、ドライブ経路を噛合部から上方に向けて形成することにより、駆動モータがウインドレギュレータの下部に位置することとなり、キャリアとウインドガラスの連結部が簡単な構造で済み、かつ、ウインドレギュレータの重心位置が低くなり、低重心が求められる自動車のサイドドアに好適なウインドレギュレータとなる。
そして、アイドル経路に下方に凸状となる湾曲部を設け、アイドル経路の末端を噛合部よりも上方に位置させることで、プッシュプル条体を一層コンパクトに上方に折り返して退避収納できる。

本発明に係るウインドレギュレータによれば、プッシュプル条体における力の伝達ロスの低減とレイアウトスペースのコンパクト化との両立を図れる。

本発明に係るウインドレギュレータを自動車のサイドドアに適用した形態を示す外観斜視図である。 プッシュプル条体のドライブ経路およびアイドル経路を示す概略側面図である。 本発明に係るウインドレギュレータの外観斜視図である。 図３におけるＡ部の分解斜視図である。 図３におけるＢ部の分解斜視図である。 図３におけるＩ−Ｉ断面図である。 図３におけるII−II断面図である。 図８（ａ）は図３におけるIII−III断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるIV−IV断面図である。 図３におけるＶ−Ｖ断面図である。 図３におけるVI−VI断面図である。 図１１（ａ）は図３におけるVII−VII断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるVIII−VIII断面図である。 プッシュプル条体をギヤドワイヤとしたときの、アイドル経路におけるギヤドワイヤの軌道の保持手段を示す説明図である。

以下、ウインドレギュレータを自動車のサイドドアに適用した形態について説明する。また、以降の説明で、Ｐ方向とは平面視におけるウインドガラスの板面に沿う方向（つまり車両前後方向）を指し、Ｑ方向とはウインドガラスの板面と略直交する方向（つまり車幅方向）を指すものとする。

図１に示すように、自動車のサイドドア２の下方内部にはウインドガラス３を昇降させる本発明のウインドレギュレータ１が内蔵される。図３に示すように、ウインドレギュレータ１は、駆動モータ４と、駆動モータ４の出力軸に軸着される駆動ギヤ５（図１１）と、駆動ギヤ５に噛合し駆動ギヤ５の双方向回転により押し引きされるオープンエンドの、すなわち一端および他端を有する可撓性のプッシュプル条体６と、プッシュプル条体６の一端側に連結するとともにウインドガラス３に連結するキャリア７と、ドライブ経路Ｒ１におけるプッシュプル条体６およびキャリア７をガイドするガイドレール８と、駆動モータ４の固定支持手段、ガイドレール８の固定支持手段、アイドル経路Ｒ２におけるプッシュプル条体６の軌道の保持手段、取付対象物（サイドドア２）への取り付け手段が一体に形成されたフレーム９と、を主な構成要素とする。

図２において、ドライブ経路Ｒ１とは、駆動ギヤ５の回転力をキャリア７の略直線移動力に変換伝達する経路であり、駆動ギヤ５とプッシュプル条体６との噛合部４１からキャリア７の取り付け部までのプッシュプル条体６の移動経路である。アイドル経路Ｒ２とは、キャリア７が下がったときのプッシュプル条体６の余長分を退避させる経路である。Ｑ方向から見て、ドライブ経路Ｒ１は一直線状に形成され、アイドル経路Ｒ２の少なくとも一部は湾曲状に形成されている。

「プッシュプル条体６、キャリア７」
図４、図６〜図８を参照してプッシュプル条体６、キャリア７について説明する。本実施形態のプッシュプル条体６は、片面にラック歯１０Ａが形成されたラックベルト１０からなる。したがって、このラックベルト１０と噛合する駆動ギヤ５はピニオンギヤである。ラックベルト１０は例えば合成樹脂製である。ラックベルト１０はラック歯１０ＡがＰ方向に臨むようにレイアウトされる。

キャリア７は、Ｐ方向に沿う板面として形成されウインドガラス３の下部と連結するガラス連結部７Ａと、ガラス連結部７Ａの一面に突設されラックベルト１０の一端と連結するベルト連結部７Ｂと、を有する。ガラス連結部７Ａは、Ｑ方向から見て横長の略矩形状を呈しており、ウインドガラス３の固定ボルト（図示せず）を通すための取付け孔７Ｃが穿孔されている。また、ガラス連結部７Ａの他面にはウインドガラス３の抜け落ち防止壁７Ｄが突設されている。

ベルト連結部７Ｂは、図７に示すように平面視して、ガラス連結部７Ａの一面から直交して立ち上がり形成される基部７Ｅと、基部７Ｅの先端からガラス連結部７Ａの板面と平行に延設される中間部７Ｆと、中間部７Ｆの先端からガラス連結部７Ａの一面と離間する方向に延設される摺動部７Ｇとを有して、クランク形状を呈している。基部７Ｅおよび中間部７Ｆの下端がガラス連結部７Ａの下縁止まりであるのに対し、摺動部７Ｇは図４に示すようにガラス連結部７Ａの下縁よりもさらに下方に延設されている。このガラス連結部７Ａの下縁よりも下方に延設された摺動部７Ｇは薄肉板部７Ｇ１として形成されており、その一面側には直方体形状の係合突起７Ｈが上下一対に突設され、さらに各係合突起７Ｈの突設位置の真後ろにあたる薄肉板部７Ｇ１の他面側には上下方向にわたって円弧状をなす弾発突部７Ｉが突設されている。

図４、図８（ｂ）に示すように、ラックベルト１０の一端におけるラック歯１０Ａの形成面はベルト連結部７Ｂの薄肉板部７Ｇ１の板厚と同程度の深さ分だけ切り欠かれており、この切欠きによって薄肉となったベルト薄肉部１０Ｃには角孔からなる係合孔１０Ｂが上下一対に穿孔されている。ベルト連結部７Ｂは、薄肉板部７Ｇ１がラックベルト１０のベルト薄肉部１０Ｃに重ね合わされ、各係合突起７Ｈがそれぞれの係合孔１０Ｂに係合することによりラックベルト１０と連結する。これにより、ラックベルト１０とキャリア７との係合部４２がガイドレール８の内部にレイアウトされることとなり、ウインドレギュレータ１を分解しない限り、係合部４２がガイドレール８の内部から抜けないようになっている。

「ガイドレール８」
図４、図６〜図８を参照してガイドレール８について説明する。ガイドレール８は、略鉛直状に延設される定断面の長尺部材であり、Ｐ方向から見た形状はウインドガラス３の曲面形状に合わせた緩やかな曲線を呈する一方、Ｑ方向から見た形状は一直線状を呈している。ガイドレール８は、図８に示すようにその平断面形状において、ラックベルト１０の四面をガイドするようにＱ方向に長手の矩形枠部を有している。この矩形枠部は、ラックベルト１０のラック歯１０Ａの形成面に対向する第１枠面８Ａと、ラックベルト１０におけるラック歯１０Ａの形成面と反対の面（ラックベルト１０の裏面）に対向する第２枠面８Ｂと、ラックベルト１０の各側面に対向する第３枠面８Ｃ、第４枠面８Ｄとから構成され、この矩形枠部に囲まれた内部空間はラックベルト１０のガイド溝を構成する。つまり、ラックベルト１０とキャリア７との係合部４２はこのガイドレール８におけるラックベルト１０のガイド溝にレイアウトされる。第３枠面８Ｃはキャリア７のガラス連結部７Ａの一面に対向する面である。第２枠面８Ｂの第３枠面８Ｃ寄りの一部には、キャリア７のベルト連結部７Ｂ（中間部７Ｆ）を通すための開口部８Ｅが形成されており、この開口部８Ｅの第４枠面８Ｄ寄りの縁部からＰ方向に沿って第１フランジ面８Ｆが突設されている。また、第３枠面８Ｃから略延設される態様で第２フランジ面８Ｇが第１フランジ面８Ｆと反対方向に突設されている。

ガイドレール８は例えば板金加工成形品であり、第１フランジ面８Ｆから第２枠面８Ｂ、第４枠面８Ｄ、第１枠面８Ａ、第３枠面８Ｃ、第２フランジ面８Ｇの順で折曲成形された一体成形品からなる。第２フランジ面８Ｇは、第３枠面８Ｃの折り重ね成形によって形成される。勿論、ガイドレール８を押出成形品等から構成してもよい。

ガイドレール８の上端における第４枠面８Ｄには、サイドドア２への固定用の固定ブラケット１１が溶接等により取り付けられている。固定ブラケット１１は概ねＰ方向に沿う板面として形成される。固定ブラケット１１には、サイドドア２への締結用のボルト（図示せず）を螺合するためのナット１２が取り付けられている。

「フレーム９」
図５、図９〜図１１を参照してフレーム９について説明する。フレーム９は、駆動モータ４を固定支持するモータ固定部１３と、ガイドレール８の下端を固定支持するためのガイドレール固定部１４と、アイドル経路Ｒ２におけるラックベルト１０の軌道を保持するアイドルガイド部１５と、を有する。フレーム９は、例えばモータ固定部１３とガイドレール固定部１４とアイドルガイド部１５とが一体成形された樹脂成形品からなる。

「モータ固定部１３（駆動モータ４の固定支持手段）」
モータ固定部１３は、図１１（ａ）に示すようにＱ方向に複数の凹凸を有するものの、概ねＱ方向との直交面に沿った板状部として形成される。モータ固定部１３には、複数のナット１６が圧入あるいはインサート成形等により固定されているとともに、駆動モータ４の出力軸４Ａの先端を回転可能に軸支する円形凹状の軸受部１７が形成されている。モータ固定部１３およびこのモータ固定部１３に設けられたナット１６が、駆動モータ４の固定支持手段を構成する。駆動モータ４は、出力軸４Ａの先端が軸受部１７に軸支された状態でボルト１８およびナット１６の螺合によりモータ固定部１３に締結固定される。出力軸４Ａの先端が軸受部１７に軸支されることにより、出力軸４Ａに軸着された駆動ギヤ５の傾きが防止されることとなり、駆動ギヤ５とラックベルト１０のラック歯１０Ａとが精度良く噛合する。

駆動モータ４がモータ固定部１３に固定された際には、防塵、防水等を目的として、駆動ギヤ５周りの空間が駆動モータ４の筐体とモータ固定部１３の成形面とによって密閉された密閉空間１９となる。また、モータ固定部１３には、ガイドレール固定部１４とアイドルガイド部１５との間を移動するラックベルト１０をガイドするためのガイド通路が適宜に形成される。

「ガイドレール固定部１４（ガイドレール８の固定支持手段）」
図５に示すガイドレール固定部１４は、モータ固定部１３の上部に位置する部位となり、図１０に示すようにガイドレール８の下端を挿入固定するための上下に貫通する開口部２０として形成されている。開口部２０の下端は前記密閉空間１９（図１１（ａ））に臨む。開口部２０を構成する内壁には複数の固定リブ２１が上下方向に沿って突設されており、この固定リブ２１から圧接されることによりガイドレール８の下端がガイドレール固定部１４に固定される。具体的には、ガイドレール８の下端は、第１枠面８Ａと第２枠面８Ｂとがそれぞれ一箇所ずつ固定リブ２１から圧接されることによりフレーム９に対するＰ方向の位置決めがなされ、第１フランジ面８Ｆと第２フランジ面８Ｇとがそれぞれ一対の固定リブ２１に挟持される態様で圧接されることによりフレーム９に対するＱ方向の位置決めがなされる。

フレーム９における開口部２０の上方には図５、図９に示すストッパ固定部２２が形成されている。このストッパ固定部２２には上方から差し込まれる態様でストッパ２３が取り付けられる。ストッパ２３は例えばゴム成形品からなる。ストッパ２３は、キャリア７に当接してキャリア７の下降動作を規制する。また、ストッパ２３は、開口部２０の内壁とガイドレール８との隙間の一部を上方から塞ぐことにより、前記密閉空間１９（図１１（ａ））に対する防塵機能、防水機能を担う。

「アイドルガイド部１５（アイドル経路Ｒ２におけるプッシュプル条体６の軌道の保持手段）」
図５において、アイドルガイド部１５は、その内部に挿通されるラックベルト１０の四面をガイドするようにＱ方向に長手の矩形断面形状を呈した角パイプ体として形成される。アイドルガイド部１５は、先端側が前記密閉空間１９（図１１（ａ））に臨んだうえで、モータ固定部１３の下部から、下方に凸状となる湾曲部２４、略鉛直に延設する鉛直部２５、上方に向かうにしたがいガイドレール８に近接する傾斜直線部２６を経由し、上方に折り返される態様で引き回される。アイドルガイド部１５の末端２７は、駆動ギヤ５とラックベルト１０との噛合部４１よりも上方に位置しており、ガイドレール８の近傍に位置する。アイドルガイド部１５のＱ方向に臨む側面には、重量軽減等を目的とした肉抜き貫通孔２８が延設方向に適宜間隔で形成されている。湾曲部２４と鉛直部２５と傾斜直線部２６とモータ固定部１３とは連結部２９により補強連結される。つまり、連結部２９は、アイドルガイド部１５をその略全長にわたりモータ固定部１３に連結する機能を担う。これにより、長尺部位であるアイドルガイド部１５の振れを抑制することができる。連結部２９としては、Ｑ方向との直交面に沿う面体や枠体等が挙げられ、強度および軽量化の点から本実施形態のようにハニカム構造の補強枠体とすることが好ましい。

「取付孔３０（取付対象物への取り付け手段）」
フレーム９のモータ固定部１３周りには、取付対象物（サイドドア２）への取り付け手段としての複数の取付孔３０が形成されている。ウインドレギュレータ１は、下部においてはこのフレーム９の取付孔３０を介してサイドドア２（図１）にボルトにより締結固定され、上部においては前記したように固定ブラケット１１（図４）を介してサイドドア２にボルトにより締結固定される。

「作用」
駆動モータ４を駆動すると、駆動ギヤ５と噛合するラックベルト１０がドライブ経路Ｒ１上をＱ方向から見て一直線状に移動し、ラックベルト１０の上端に係合突起７Ｈおよび係合孔１０Ｂを介して係合したキャリア７がガイドレール８にガイドされて上下移動し、ウインドガラス３が昇降する。キャリア７は、ラックベルト１０のベルト薄肉部１０Ｃの裏面が第２枠面８Ｂに接触し、薄肉板部７Ｇ１に突設された弾発突部７Ｉが第１枠面８Ａに接触することにより、ガイドレール８に対するＰ方向の位置決めがなされ、ベルト連結部７Ｂの中間部７Ｆ、摺動部７Ｇとガラス連結部７Ａの一面とにより第３枠面８Ｃ、第２フランジ面８Ｇを挟持することにより、ガイドレール８に対するＱ方向の位置決めがなされたうえで、ガイドレール８を摺動する。キャリア７が下降したときのラックベルト１０の余長分はアイドルガイド部１５により上方に折り返される態様で退避収納される。

ガイドレール８内を移動するラックベルト１０は、ラック歯１０Ａの形成面が開口部８Ｅの形成されていない第１枠面８Ａ側に対向するようにレイアウトされているため、仮に開口部８Ｅから塵や水分がガイドレール８内に入り込んだとしても、ラック歯１０Ａの形成面側への塵や水分の進入が低減され、ひいては噛合部４１における塵の噛み込みが防止される。

本発明によれば、Ｑ方向から見て、すなわちウインドガラス３の板面と略直交する方向から見て、駆動ギヤ５とプッシュプル条体６との噛合部４１からキャリア７の取り付け部までのプッシュプル条体６のドライブ経路Ｒ１が一直線状に形成されているため、ドライブ経路Ｒ１上のプッシュプル条体６には湾曲部が存在しなくなる。したがって、曲げ応力が発生しない分、プッシュプル条体６の力の伝達ロスが低減され、駆動モータ４の回転力がキャリアの直線移動力に効率良く変換、伝達される。一方、Ｑ方向から見て、噛合部４１から条体他端までのプッシュプル条体６の余長分を退避させるアイドル経路Ｒ２の少なくとも一部を湾曲状に形成することにより、長尺の部材であるプッシュプル条体６をサイドドア２等の限られた空間内にコンパクトにレイアウトできる。

また、本発明はドライブ経路Ｒ１を噛合部４１から下方に向けて形成することも可能であるが（例えば図３に示すウインドレギュレータ１をそのまま上下逆さまにして使用する等）、この場合、駆動モータ４が上部に位置することになるので、キャリア７とウインドガラス３の連結部において駆動モータ４と干渉しない構造を要する他、ウインドレギュレータ１の重心位置が高くなる。

これに対し、本実施形態のように、ドライブ経路Ｒ１を噛合部４１から上方に向けて形成することにより、駆動モータ４がウインドレギュレータ１の下部に位置することになり、キャリア７とウインドガラス３の連結部が簡単な構造で済み、かつ、ウインドレギュレータ１の重心位置が低くなるため、低重心が求められる自動車のサイドドア２に好適なウインドレギュレータ１となる。
そして、アイドル経路Ｒ２に下方に凸状となる湾曲部２４を設け、アイドル経路Ｒ２の末端２７を噛合部４１よりも上方に位置させることで、プッシュプル条体６を一層コンパクトに上方に折り返して退避収納できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明した。説明した実施形態ではプッシュプル条体６をラックベルト１０としたが、プッシュプル条体６の他の例としては、駆動ギヤ５と噛合する螺旋溝が外周に螺設されたギヤドワイヤが挙げられる。勿論、ラックベルト１０以外のオープンエンドベルトもプッシュプル条体６として使用可能であり、例えば駆動ギヤ５を歯付プーリとした場合には、プッシュプル条体６として歯溝或いは歯孔を有したタイミングベルトが用いられる。

図１２は、プッシュプル条体６をギヤドワイヤ５１としたときの、「アイドル経路Ｒ２におけるプッシュプル条体６の軌道の保持手段」の一例を示す説明図であり、図１２（ａ）は外観斜視図、図１２（ｂ）は断面図である。ギヤドワイヤ５１はアイドル経路Ｒ２においては保護パイプ５２にカバーされる。保護パイプ５２は樹脂パイプや金属パイプ等からなる。フレーム９にはアイドル経路Ｒ２におけるプッシュプル条体６の軌道に沿うように取付枠５３が形成され、この取付枠５３には軌道に沿って複数の保護パイプ固定部５４が形成されている。保護パイプ５２は、一端がモータ固定部１３の下部に差し込み固定されたうえで、保護パイプ固定部５４により略全長にわたって取付枠５３に固定される。各保護パイプ固定部５４は、例えば保護パイプ５２を挟持する一対の係合爪５５からなり、保護パイプ５２を取付枠５３側に押圧した際に爪先端側が弾性変形して保護パイプ５２の通過を許容し、その後、爪先端側が弾性復帰することにより保護パイプ５２を取付枠５３に係合固定する。つまり、保護パイプ固定部５４は、保護パイプ５２の位置決め機能を担う。したがって、保護パイプ５２を設けた態様においては、この保護パイプ固定部５４がアイドル経路Ｒ２におけるプッシュプル条体６の軌道の保持手段に相当する。勿論、この保護パイプ固定部５４もフレーム９に一体に形成される。

１ ウインドレギュレータ
２ サイドドア
３ ウインドガラス
４ 駆動モータ
５ 駆動ギヤ
６ プッシュプル条体
７ キャリア
８ ガイドレール
９ フレーム
１０ ラックベルト（プッシュプル条体）
１３ モータ固定部
１４ ガイドレール固定部
１５ アイドルガイド部
２４ 湾曲部
４１ 噛合部
４２ 係合部
Ｒ１ ドライブ経路
Ｒ２ アイドル経路

Claims (1)

1. 駆動モータに取り付けられる駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛合し駆動ギヤの双方向回転により押し引きされるオープンエンドの可撓性のプッシュプル条体と、を備え、前記プッシュプル条体の一端側に連結したキャリアを介してウインドガラスを昇降させるウインドレギュレータにおいて、
   ウインドガラスの板面と略直交する方向から見て、
   前記駆動ギヤと前記プッシュプル条体との噛合部から前記キャリアの取り付け部までのプッシュプル条体のドライブ経路が一直線状に形成され、
   前記噛合部から条体他端までのプッシュプル条体の余長分を退避させるアイドル経路の少なくとも一部が湾曲状に形成され、
   前記ドライブ経路は前記噛合部から上方に向けて形成され、
   前記アイドル経路は、下方に凸状となる湾曲部を有し、上方に折り返されて、末端側が上方に向かうにしたがい前記ドライブ経路に近接するように形成され、アイドル経路の末端が前記噛合部よりも上方に位置すると共に、前記アイドル経路の複数個所を連結する連結部を有することを特徴とするウインドレギュレータ。

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