JP5662288B2 - ウィンドレギュレータ - Google Patents

Description

本発明は、ウィンドガラスをスライドさせて車両のウィンドを開閉するウィンドレギュレータに関する。

車両のウィンドを開閉するウィンドレギュレータとしては、ドアパネルに上下方向に取り付けたガイドレールに対し、ウィンドガラスを支持するキャリアを摺動自在に係合させ、ガイドレール内を長手方向に通過させた無端ループ状のワイヤをモータで引っ張り、モータの駆動方向に応じてキャリアを上げ下げするワイヤ式のものが公知である。

また、モータ駆動力の伝達手段として、ワイヤに代えて、一定間隔に貫通孔を形成したテープを用い、貫通孔に係合する歯部を備えたスプロケットをガイドレールの上端および下端に設けたうえで両スプロケットにテープを掛け渡し、一方のスプロケットをモータで回転駆動することで、キャリアに保持されたウィンドガラスを上げ下げするようにしたウィンドレギュレータも提案されている（特許文献１，２参照）。

特許第３７２０５００号公報 特許第３６１６２４６号公報

しかしながら、従来のウィンドレギュレータでは、ワイヤまたはテープに所定の張力を付与しなければならず、ワイヤまたはテープが伸びた場合には再度張力を付与しなければならず、初期設定およびメンテナンスが面倒である。また、引用文献１，２に記載の発明では、テープの表面に砂塵や埃が付着し易く、テープの貫通孔とスプロケットの歯部との円滑な係合が阻害され、駆動抵抗が大きくなったり異音が生じたりする虞もある。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、モータ駆動力の伝達手段の張力設定を不要にして取り扱いを容易にするとともに、砂塵などの付着による悪影響を受け難く、且つ摩擦抵抗および摺動音が小さく、軽量でかつ部品点数が少ないウィンドレギュレータを提供することを主な目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、押し引きすることによってウィンドガラス（２）を車体（１）に取り付けられたガラスガイド（４）に沿ってスライドさせるウィンドレギュレータ（１０）であって、前記車体に取り付けられるフレーム（１１）と、前記フレームに取り付けられるモータ（１５）と、前記フレームに回転自在に支持され、前記モータにより駆動される歯車（１７）と、キャリア（１４）を介して前記ウィンドガラスが一端（１８ｂ）に連結されるとともに、前記歯車に噛み合うラック歯（１８ａ）が長手方向に沿って一方の側面（１８ｅ）に形成されたラック部材（１８）と、少なくとも前記ラック部材と前記歯車との噛合部（５０）と前記キャリアとの間で前記ラック部材を案内するガイド部材（１２、１１）と、前記フレームにより回転自在に支持され、前記噛合部において前記ラック部材を他方の側面（１８ｆ）から支持するローラ（１９）とを備えた構成とする。

この構成によれば、モータの駆動力伝達手段であるラック部材は、所定の張力が付与された状態で無端のループ状に形成される必要がないため、初期設定が容易であり、ラック部材が伸びた場合であっても伸びに対する再設定が必要ないため、メンテナンスも容易である。また、噛合部においてラック部材をその他方の側面側から支持するローラを有することにより、例えば、砂塵がラック部材に付着した場合であっても、駆動時に噛合部においてラック部材がローラ側へ押される力を受けたときに、ラック部材の他方の面は、ローラに支持されてローラを回転させるだけであり、大きな接触荷重をもって摺動するわけではないため、摩擦抵抗の増大や摺動音の発生を抑制できる。

また、本発明の一側面によれば、前記モータは、少なくとも２本のボルト（３２）により前記フレームに取り付けられ、前記ボルト（３２ａ）が前記ローラを回転自在に支持する支持軸をなす構成とすることができる。

この構成によれば、モータをフレームに取り付けるためのボルトとローラの支持軸とを共通のボルトとすることがきるため、部品点数を削減するとともに、重量の増大を抑制することができる。

また、本発明の一側面によれば、前記モータは、少なくとも２箇所のモータ取付部（３１）をもって前記フレームに取り付けられ、前記モータ取付部が、前記噛合部に対して前記ローラ側に配置された第１モータ取付部（３１ａ）と、前記噛合部に対して前記歯車側に配置された第２モータ取付部（３１ｂ）とを含む構成とすることができる。

ラック部材が歯車により駆動されると、歯車の支持軸とローラの支持軸とが互いに離間する方向の力を受ける。また、フレームは歯車とローラとを支持するため、この部分の剛性を確保するためには、フレームを肉厚にするなどの対策が必要となる。そこで、このような構成とすることにより、フレームがモータによってローラと歯車とを跨ぐように連結されるため、フレームの力が作用する部位を肉厚にすることなく有効に補強することができる。

また、本発明の一側面によれば、前記フレームは、少なくとも２箇所のフレーム取付部（３４）をもって前記車体に取り付けられ、前記フレーム取付部が、前記歯車の回転中心（１７ｘ）から前記ローラの回転中心（１９ｘ）を通る方向へ伸ばした直線（Ｌ）上に配置された第１フレーム取付部（３４ａ）と、前記噛合部に対して前記歯車側に配置された第２フレーム取付部（３４ｂ）とを含み、前記フレームが、前記第１フレーム取付部と前記ローラの回転中心とを結ぶリブ（３６）を有する構成とすることができる。

この構成によれば、ラック部材が歯車により駆動されたときにローラに加わるラック部材からの力を、リブを介して剛性の高い第１フレーム取付部で受け止めて車体に伝えることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記フレームは、前記第１フレーム取付部を頂点として前記ローラの回転中心を２辺で挟む三角形状を呈する構成とすることができる。

この構成によれば、ラック部材が歯車により駆動されたときにラック部材からローラが受ける力に対し、第１フレーム取付部の支持強度を有効に高めることができる。

このように本発明によれば、モータ駆動力の伝達手段にラック部材を用いることにより、ケーブルの張力設定を不要にして取り扱いを容易にするとともに、砂塵などの付着による悪影響を受け難く、且つ摩擦抵抗および摺動音が小さく、軽量でかつ部品点数が少ないウィンドレギュレータを提供することができる。

本発明に係るウィンドレギュレータを適用したドアを車室側から見た透視図 図１中のII−II断面図 図１中のIII−III断面図 図３中のIV−IV断面図 図１中のＶ−Ｖ線に沿って示すウィンドレギュレータの要部断面図 図５中のVI−VI線に沿って示す要部断面図 電動モータの取り付け状態を示す側面図

以下、本発明に係るウィンドレギュレータ１０を車両のフロントドア１に適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、ウィンドレギュレータ１０は、ウィンドガラス２を上下に押し引きすることによってフロントドア１に形成された窓３を開閉するものであり、フロントドア１の内部に取り付けられる。フロントドア１の内部には、ウィンドガラス２の前縁および後縁を案内する互いに並行な前後のガラスガイド４，５が配置されており、前後のガラスガイド４，５の中間位置にウィンドレギュレータ１０が配置される。ウィンドレギュレータ１０がウィンドガラス２を上下に押し引きすることにより、ウィンドガラス２はガラスガイド４，５に沿ってスライドする。なお、本実施形態では、フロントドア１が窓３を形成しているため、ガラスガイド４，５がフロントドア１のドア本体から上方へ突出しているが、ガラスガイド４，５がフロントドア１のドア本体から突出することなくドア本体の内部のみに設けられてもよい。

ウィンドレギュレータ１０は、フロントドア１の図示されないインナパネルに取り付けられる樹脂製のベースフレーム１１を備えている。ベースフレーム１１には、上方へ突出してガラスガイド４，５と並行に延在するガイドレール１２が取り付けられている。ガイドレール１２の上端には、樹脂製のブラケット１３が取り付けられており、このブラケット１３がベースフレーム１１と同様にフロントドア１のインナパネルに取り付けられることにより、ガイドレール１２の位置が固定される。

ガイドレール１２には、ウィンドガラス２の中央部下端を保持するキャリア１４が摺動可能に設けられている。ベースフレーム１１にはまた、ウィンドガラス２を上下動させるべく、後述するラックベルト１８を介してキャリア１４を摺動駆動するための電動モータ１５が取り付けられるとともに、ラックベルト１８のアイドル部分、つまり駆動力の伝達を行うことなく余っている部分をガイドするためのアイドルベルトガイド１６が一体形成されている。なお、アイドルベルトガイド１６は、ラックベルト１８のアイドル部分を案内するアイドルガイドレール１６ａと、アイドルガイドレール１６ａを湾曲状に支持する支持フレーム１６ｂとから構成される。

電動モータ１５を作動させてウィンドガラス２を上方へスライドさせると、ウィンドガラス２はフロントドア１の窓３の上縁に設けられた図示しないウェザーストリップに当接し、その移動を規制される。一方、ウィンドガラス２の下方への過度なスライドを規制するため、ベースフレーム１１におけるガイドレール１２との接続部には、キャリア１４の軌道上に弾性体からなるストッパ２５が設けられている。

図２に示すように、ガイドレール１２は、断面が略長方形を呈するとともに、一長辺の一部に開放部２１が形成された案内溝２０を画成している。以下、開放部２１を除いた部分において案内溝２０が短辺方向に沿う幅ａを有するものとして説明する。この案内溝２０の内部には偏平断面形状を有するラックベルト１８が挿通される。ラックベルト１８は、長手方向に延在するケーブル１８ｃを断面の長手方向に２本配置して射出成型した樹脂製であり、その長手方向については伸縮性を有さず、２本のケーブル１８ｃの配列方向と直角方向、すなわち断面の短手方向については弾性変形によって湾曲する特性を有している。

図３に示すように、キャリア１４は、案内溝２０の内部に設けられてラックベルト１８に連結するスライダ部１４ａと、スライダ部１４ａから開放部２１を通って案内溝２０の外部へ延出する延出部１４ｂと、延出部１４ｂの先端に設けられ、案内溝２０の外部でウィンドガラス２を支持するブラケット部１４ｃとを有している。ガイドレール１２における案内溝２０の長辺を画成する一対の壁にスライダ部１４ａが挟まれ、スライダ部１４ａとブラケット部１４ｃとがガイドレール１２における案内溝２０の短辺を画成する開放部２１側の壁を挟むことにより、キャリア１４はがたつくことなくガイドレール１２に沿って摺動する。

図４に示すように、ラックベルト１８の上端部１８ｂ（一端）は、案内溝２０の短辺方向の幅ａに比べて薄く形成されるとともに、軸方向に沿って配置された複数（ここでは２つ）の貫通孔１８ｈを有している。一方、キャリア１４のスライダ部１４ａも、ラックベルト１８と同様に案内溝２０の短辺方向の幅ａに比べて薄く形成されるとともに、貫通孔１８ｈに嵌入する複数（２つ）の凸部１４ｄを有しており、案内溝２０の内部でラックベルト１８と重なり合った状態でラックベルト１８の上端部１８ｂと連結される。

図２にも併せて示されるように、ラックベルト１８の車両後方側の第１側面１８ｅには、長手方向に沿って一定間隔に複数のラック歯１８ａが形成されている。一方、ラックベルト１８の車両前方側の第２側面１８ｆ、すなわちラック歯１８ａが形成された第１側面１８ｅと相反する側の側面は、幅方向の中央に配置された長手方向に延びる溝１８ｇにより二分された平坦面となっている。

キャリア１４のスライダ部１４ａには、凸部１４ｄと相反する側の面にガイドレール１２の長手方向に沿って緩やかに膨出する複数（ここでは２つ）のシュー１４ｅ（摺動部）が形成されており、スライダ部１４ａがガイドレール１２に噛むことなく円滑に摺動するようになっている。

図５、図６に示すように、ベースフレーム１１には、案内溝２０と同様な断面形状を呈してベースフレーム１１の内部でラックベルト１８を案内する案内溝２２（図６）が、ガイドレール１２の案内溝２０およびアイドルガイドレール１６ａに接続するように形成されている。なお、図６中では、ラックベルト１８の一部のみを示している。

ベースフレーム１１においては、案内溝２２を画成する壁の一部がラックベルト１８のラック歯１８ａの突出方向と同じ側に大きく膨らんだ第１膨出部分２３が形成されるとともに、案内溝２２を挟んで第１膨出部分２３と相反する側に膨らんだ第２膨出部分２４が形成されている。第１膨出部分２３には、ベースフレーム１１によって回転自在に支持され、ラックベルト１８をスライド駆動する歯車（以下、ピニオン１７と記す。）が配置されている。ピニオン１７は、ラックベルト１８のラック歯１８ａに噛み合う歯１７ａを周方向に一定間隔に有しており、電動モータ１５によって回転駆動される。

第２膨出部分２４には、ベースフレーム１１によって回転自在に支持され、ピニオン１７とラックベルト１８との噛合部５０においてラックベルト１８をその第２側面１８ｆ側から支持するローラ１９が配置されている。ローラ１９は、ラックベルト１８がピニオン１７によりスライド駆動されるときに、ラックベルト１８の第２側面１８ｆに当接して、ローラ１９側に押されるラックベルト１８に反力を付与する。

第１膨出部分２３および第２膨出部分２４は、ラックベルト１８の幅ａ方向の面（図５における下方の面）に開口しており、電動モータ１５が組み付けられたモータユニット２６により塞がれている。図７に併せて示すように、本実施形態では、モータユニット２６は、電動モータ１５が組み付けられる樹脂製のモータフレーム２７を有し、ねじ歯車が形成された電動モータ１５の出力軸（ウォーム２８）に噛み合うように、はす歯歯車が形成されたウォームホイール２９をモータフレーム２７内に収容している。ウォームホイール２９には、比較的小径のピニオン１７が同軸に一体に取り付けられており、ピニオン１７が減速機構を介して電動モータ１５に連結される構成となっている。

モータユニット２６がベースフレーム１１に組み付けられた状態において、ウォームホイール２９およびピニオン１７を支持する軸ピン３０の両端は、それぞれモータフレーム２７とベースフレーム１１とにより支持される。モータユニット２６は、ウォームホイール２９の軸ピン３０を中心として周方向に略等角度に配置された複数箇所（ここでは３箇所）のモータ取付部３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）において、ボルト３２（３２ａ、３２ｃ、３２ｃ）によりベースフレーム１１に締結される。

モータユニット２６をベースフレーム１１に取り付けるボルト３２の１本（３２ａ）は、ローラ１９の回転中心１９ｘに配置されている。つまり、このボルト３２ａは、カラー３３を介してローラ１９を支持し、ローラ１９の支持軸としても機能している。３つのモータ取付部３１がこのように配置されたことにより、そのうちの１つ（３１ａ）が、ラックベルト１８のピニオン１７との噛合部５０に対してローラ１９側に配置され、他の２つ（３１ｂ、３１ｃ）が、ラックベルト１８のピニオン１７との噛合部５０に対してピニオン１７側に配置されることになる。

一方、ベースフレーム１１は、複数箇所（ここでは３箇所）のフレーム取付部３４（第１〜第３のフレーム取付部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ）をもってフロントドア１に取り付けられ、ブラケット１３は、１つのブラケット取付部３７（図１参照）をもってフロントドア１に取り付けられる。第１フレーム取付部３４ａは、ピニオン１７の回転中心１７ｘからローラ１９の回転中心１９ｘを通る方向へ伸ばした直線Ｌ上に配置され、第２フレーム取付部３４ｂは、アイドルガイドレール１６ａの略中心であって、ラックベルト１８のピニオン１７との噛合部５０に対してピニオン１７側に配置され、第３フレーム取付部３４ｃは、最下端に配置される。ベースフレーム１１は、第１フレーム取付部３４ａを頂点としてローラ１９の回転中心１９ｘを２辺で挟む三角形状のフレーム部３５を有するとともに、第１フレーム取付部３４ａとローラ１９の回転中心１９ｘとの間にこれらを連結するリブ３６を有している。

このように構成されたウィンドレギュレータ１０によれば、電動モータ１５がピニオン１７を回転駆動すると、ラックベルト１８のアイドル部分がアイドルガイドレール１６ａの内部で摺動し、ラックベルト１８のドライブ部分、すなわち駆動力の伝達を行う部分が案内溝２２および案内溝２０にて摺動し、ラックベルト１８の端部に連結されたキャリア１４を介してウィンドガラス２を上げ下げする。なお、ラックベルト１８は、案内溝２２および案内溝２０によって案内されることにより、引く力だけでなく押す力も伝達することができるため、無端のループ状に形成しなくてもウィンドガラス２を上げ下げすることができる。そのため、組み付け時にケーブル１８ｃに対する張力などを調整する必要がなく、初期設定が容易であり、長期の使用によってケーブル１８ｃが伸びたとしても対応策をとる必要がないため、メンテナンスも容易である。

ラックベルト１８は、キャリア１４と連結された上端部１８ｂからピニオン１７との噛合部５０までの部分が動力の伝達を行うドライブ部分をなし、ピニオン１７との噛合部５０から他端までの部分が動力の伝達を行わないアイドル部分をなす。つまり、ガイドレール１２とベースフレーム１１とがラックベルト１８のドライブ部分を案内するガイド部材となっている。そして、ラックベルト１８のアイドル部分は、アイドルベルトガイド１６によって所定の曲率半径以上の湾曲状に案内されることにより、摺接部分に過大な摩擦抵抗を生じることがない。

また、図２に示すように、ラックベルト１８は、ラック歯１８ａを開放部２１と相反する側に向けてガイドレール１２の案内溝２０に挿入されている。そのため、開放部２１から砂塵などが案内溝２０に進入しても、ラックベルト１８のラック歯１８ａに付着し難い。したがって、ラックベルト１８とピニオン１７とが円滑に噛み合い、駆動抵抗の増大や異音の発生などが抑制される。

そして、ピニオン１７とラックベルト１８との噛合部５０において、ラックベルト１８に対してピニオン１７と相反する側にローラ１９が配置され、このローラ１９がラックベルト１８を第２側面１８ｆ側から支持するため、ピニオン１７により駆動されたときにラックベルト１８が円滑に摺動する。つまり、駆動時には、噛合部５０においてラックベルト１８がローラ１９側へ押される力を受ける。すると、ローラ１９がない構造では、ラックベルト１８の他方の面が大きな接触荷重をもってベースフレーム１１に摺接することなり、摩擦抵抗や摺動音が大きくる。これに対し、本実施形態の構造では、駆動時に噛合部５０においてラックベルト１８がローラ１９側へ押される力を受けたときに、ラックベルト１８の他方の面は、ローラ１９に支持されてローラ１９を回転させるだけであり、大きな接触荷重をもって摺動するわけではないため、摩擦抵抗の増大や摺動音の発生が抑制される。

また、モータユニット２６をベースフレーム１１に取り付けるボルト３２ａがローラ１９の支持軸となっているため、部品点数が削減され、重量の増大も抑制される。

ラックベルト１８がピニオン１７により駆動されると、ピニオン１７の支持軸とローラ１９の支持軸とが互いに離間する方向の力を受ける。また、ベースフレーム１１は、モータフレーム２７側に開口する第１膨出部分２３および第２膨出部分２４が形成されたことによって曲がり易い構造となっている。これに対し、モータ取付部３１が噛合部５０に対してローラ１９側とピニオン１７側とに配置されたことにより、モータフレーム２７がベースフレーム１１を開口面側にてローラ１９とピニオン１７とを跨ぐように連結し、ピニオン１７の支持軸とローラ１９の支持軸とを互いに離反させる力を受け止める。つまり、ベースフレーム１１の力が作用する部位をモータフレーム２７が有効に補強する。

そして、ベースフレーム１１が、第１フレーム取付部３４ａをピニオン１７の回転中心１７ｘからローラ１９の回転中心１９ｘを通る方向へ伸ばした直線Ｌ上に有するとともに、第２フレーム取付部３４ｂを噛合部５０に対してピニオン１７側に有し、且つ第１フレーム取付部３４ａとローラ１９の回転中心１９ｘとを結ぶリブ３６を有することにより、ローラ１９に加わるラックベルト１８からの力を、リブ３６を介して剛性の高い取付部で受け止めて車体に伝えることができる。

加えて、ベースフレーム１１が第１フレーム取付部３４ａを頂点としてローラ１９の回転中心１９ｘを２辺で挟む三角形状を呈することにより、ローラ１９からの力に対する第１フレーム取付部３４ａの支持強度が有効に高まる。

以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。なお、上記実施形態に示した本発明に係る車両のウィンドレギュレータ１０の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択可能である。

１ フロントドア（車体）
２ ウィンドガラス
４ ガラスガイド
１０ ウィンドレギュレータ
１１ ベースフレーム（ガイド部材）
１２ ガイドレール（ガイド部材）
１４ キャリア
１５ 電動モータ
１７ ピニオン（歯車）
１７ｘ 回転中心
１８ ラックベルト（ラック部材）
１８ａ ラック歯
１８ｅ 第１側面
１８ｆ 第２側面
１９ ローラ
１９ｘ 回転中心
２６ モータユニット
２７ モータフレーム
３１ モータ取付部
３１ａ 第１モータ取付部
３１ｂ 第２モータ取付部
３２ ボルト
３４ フレーム取付部
３４ａ 第１フレーム取付部
３４ｂ 第２フレーム取付部
３６ リブ
５０ 噛合部

Claims (3)

1. 押し引きすることによってウィンドガラスを車体に取り付けられたガラスガイドに沿ってスライドさせるウィンドレギュレータであって、
   前記車体に取り付けられるフレームと、
   前記フレームに取り付けられるモータと、
   前記フレームに回転自在に支持され、前記モータにより駆動される歯車と、
   キャリアを介して前記ウィンドガラスが一端に連結されるとともに、前記歯車に噛み合うラック歯が長手方向に沿って一方の側面に形成されたラック部材と、
   少なくとも前記ラック部材と前記歯車との噛合部と前記キャリアとの間で前記ラック部材を案内するガイド部材と、
   前記フレームにより回転自在に支持され、前記噛合部において前記ラック部材をその他方の側面側から支持するローラと
   を備え、
   前記フレームには、前記噛合部に対して前記ローラ側に配置された第１モータ取付部と、前記噛合部に対して前記歯車側に配置された第２モータ取付部とを含む少なくとも２つのモータ取付部が形成され、
   前記モータが、少なくとも２本のボルトにより前記モータ取付部において前記フレームに取り付けられ、
   前記第１モータ取付部に取り付けられるボルトが前記ローラを回転自在に支持する支持軸をなすことを特徴とするウィンドレギュレータ。
2. 前記フレームは、少なくとも２箇所のフレーム取付部をもって前記車体に取り付けられ、
   前記フレーム取付部が、前記歯車の回転中心から前記ローラの回転中心を通る方向へ伸ばした直線上に配置された第１フレーム取付部と、前記噛合部に対して前記歯車側に配置された第２フレーム取付部とを含み、
   前記フレームが、前記第１フレーム取付部と前記ローラの回転中心とを結ぶリブを有することを特徴とする、請求項１に記載のウィンドレギュレータ。
3. 前記フレームは、前記第１フレーム取付部を頂点として前記ローラの回転中心を２辺で挟む三角形状を呈することを特徴とする、請求項２に記載のウィンドレギュレータ。

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