JP6071989B2

JP6071989B2 - ウインドレギュレータ

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Publication number: JP6071989B2
Application number: JP2014258492A
Authority: JP
Inventors: 小林　一樹; 一樹小林
Original assignee: Johnan Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Johnan Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: JP2016118053A; WO2016104316A1

Description

本発明は、車両のドアに設けられた窓ガラスを昇降させるウインドレギュレータに関する。

車両のドアには、駆動モータの駆動力によって窓ガラスを昇降させるウインドレギュレータが多用されている。この種のウインドレギュレータには、単一のアームだけで窓ガラスを昇降させるシングルアーム式のウインドレギュレータがある（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載のウインドレギュレータにおけるアーム（リフトアーム）は、長手方向に延在する凹部と、凹部の側壁から外側へ向けて水平に屈曲して突出する平坦状つば部とからなるハット状断面となっている。アームの基端部には、凹部の凹み方向とは逆方向に突き出た凸部が形成されている。この構成によれば、アームの板厚が薄くても、ハット状断面部分で曲げ剛性やねじり剛性を上げることができ、ウインドレギュレータの軽量化が図れるとされている。

特開２００１−５５８６４号公報

アームの平坦状つば部は、凹部の側壁から外側へ向けて水平に屈曲して突出していることから、駆動モータの駆動力によって窓ガラスを昇降させる際に、一定以上の応力が平坦状つば部に作用した場合は、平坦状つば部の強度や剛性が不足することがある。そのため、アームの板厚を薄くすることが制限され、これがアームの軽量化促進の妨げとなっていた。

従って、本発明は、アームの軽量化を図ることができるウインドレギュレータを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、車両のドアに設けられた窓ガラスを開閉するウインドレギュレータであって、前記窓ガラスを昇降移動させる駆動力を発生する駆動ユニットと、前記駆動ユニットが取り付けられたベースプレートと、前記駆動ユニットの駆動力を受けて、前記ベースプレートに対して回転するセクタギヤと、長手方向の一端部が前記窓ガラスに連結され、他端部が前記ベースプレートに連結されて、前記セクタギヤと一体に回転する長板状のアームとを備え、前記アームは、幅方向の中央部にて長手方向に延在する板状の内側延在部と、前記幅方向の両端部に形成された一対の外側ビード部とを有し、前記内側延在部に前記セクタギアが固定される固定部が形成され、前記外側ビード部は、前記内側延在部に対して傾斜した傾斜部を前記アームの前記幅方向の端部に有し、前記傾斜部が前記固定部の長手方向における位置よりも前記アームの前記他端部側に延在して形成され、前記外側ビード部の前記傾斜部は、前記内側延在部に対して傾斜した第１傾斜部と、前記第１傾斜部とは逆方向に前記内側延在部に対して傾斜した第２傾斜部とを含み、前記第２傾斜部は、前記第１傾斜部に連続して、前記第１傾斜部よりも前記アームにおける前記幅方向の外側に設けられ、前記外側ビート部は、前記内側延在部と前記第２傾斜部との間に、前記内側延在部の表裏一方の面側から表裏他方の面側に向かって窪む凹溝を有し、前記第１傾斜部は、前記凹溝の側壁をなす、ウインドレギュレータを提供する。

本発明によれば、アームの軽量化を図ることができる。

本発明の実施の形態におけるウインドレギュレータをドアの外板を構成するアウタパネル側から見たときの概略図である。本実施の形態におけるウインドレギュレータをドアの内板を構成するインナパネル側から見たときの概略図である。（ａ）は、本実施の形態におけるウインドレギュレータの一構成部品であるアームの平面図、（ｂ）は、（ａ）に示すアームの側面図、（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図であり、（ｄ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｅ）は、（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。（ａ）は、比較例に係るアームに作用する応力分布の解析結果を示す応力分布図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のＦ−Ｆ線断面図であり、（ｃ）は、本実施の形態におけるアームに作用する応力分布の解析結果を示す応力分布図である。

以下、本実施の形態に係るウインドレギュレータの構成及び動作について図１乃至図４を参照して説明する。

図１は、本実施の形態におけるウインドレギュレータをドアの外板を構成するアウタパネル側から見たときの概略図であり、図２は、本実施の形態におけるウインドレギュレータをドアの内板を構成するインナパネル側から見たときの概略図である。

このウインドレギュレータ１は、図示しない車両のドアに設けられた窓ガラス２を開閉するために用いられる。窓ガラス２は、ドアサッシに沿って昇降自在であり、ウインドレギュレータ１はドアの内部に配置されている。

ウインドレギュレータ１は、アーム１０と、アーム１０を回転駆動する駆動ユニット２０とを備えており、駆動ユニット２０により窓ガラス２を自動的に昇降させるパワー式のウインドレギュレータとなっている。

アーム１０は、金属板をプレス成型することにより形成された長板状の部材であり、長手方向の一端部である先端部１０ｂが窓ガラス２にスライダ３を介して連結されている。スライダ３は、窓ガラス２の下端に固定されたガイドレール４の長手方向に沿って移動自在に装着されている。アーム１０の長手方向の他端部である基端部１０ａは、板状のベースプレート２４に支軸２８を介して連結され、ベースプレート２４に対して支軸２８を中心として回転自在に取り付けられている。

駆動ユニット２０は、電動モータ２１と減速機２２とを備えている。減速機２２は、ウォームギヤ機構からなり、このウォームギヤ機構を収容するギヤケース２３がベースプレート２４に固定されている。

ベースプレート２４には、鋼板材からなる扇状のセクタギヤ２７が、アーム１０を介して支軸２８を中心に回転自在に支持されている。セクタギヤ２７の外周部には、減速機２２の出力軸２５に固定された図略のピニオンギヤに噛み合うギヤ部２７ａが形成されている。セクタギヤ２７は、溶接等の固定手段によってアーム１０に形成された固定部１１ｃに固定され、アーム１０と一体に回転するように連結されている。

電動モータ２１に電流が供給されると、減速機２２によって減速回転された図略のピニオンギヤを介してセクタギヤ２７が支軸２８を中心に所定の角度範囲で回転する。そして、セクタギヤ２７の回転力がアーム１０に伝達され、アーム１０が支軸２８を中心に回転する。この回転に伴って、窓ガラス２が車両上下方向に開閉する。

（アームの全体構造）
図３は、アーム１０を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｅ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。

アーム１０は、幅方向の中央部に長手方向に延在する板状の内側延在部１１と、幅方向の両端部に形成された一対の外側ビード部１２とを一体に有している。内側延在部１１には、セクタギヤ２７が固定される固定部１１ｃが形成されている。また、アーム１０の全体は、長手方向の基端部１０ａから先端部１０ｂにかけて幅寸法を漸減させた形状に形成されている。

アーム１０の内側延在部１１は、ドアの外板を構成するアウタパネル側に向けて階段状に屈曲されている。より具体的には、内側延在部１１は、山折りと谷折りとからなる折り目を形成する第１乃至第４の内側折曲部１１１〜１１４を有しており、第１乃至第４の内側折曲部１１１〜１１４を介して階段状に屈曲された第１乃至第５の内側平板部１１５〜１１９を長手方向に有している。第１の内側平板部１１５は基端部１０ａ側に位置し、第５の内側平板部１１９は先端部１０ｂ側に位置している。

第１乃至第５の内側平板部１１５〜１１９のうち、第１，第３及び第５の内側平板部１１５，１１７，１１９は、段違いの平行面に形成されている。第２及び第４の内側平板部１１６，１１８は、第１，第３及び第５の内側平板部１１５，１１７，１１９に対してアウタパネル側に傾斜した斜面に形成されている。

第１の内側平板部１１５には、ベースプレート２４の支軸２８と対応する位置に支持部円孔１１ａが貫通して形成されている。第３の内側平板部１１７には、セクタギヤ２７を固定する固定部１１ｃが対応する位置において、固定部１１ｃが裏面１１ｅ側に突出した突起として形成されている。第５の内側平板部１１９の先端側には、スライダ３を回転可能に取り付ける円孔１１ｂが貫通して形成されている。

外側ビード部１２は、アーム１０における内側延在部１１の第３乃至第５の内側平板部１１７〜１１９の幅方向の両端部にそれぞれ形成されている。また、外側ビード部１２は、車幅方向（図３（ｂ）の上下方向）における位置が内側延在部１１の第５の内側平板部１１９と同等であり、アーム１０の長手方向（図３（ａ），（ｂ）の左右方向）に沿って直線状に延在している。

また、外側ビード部１２は、内側延在部１１に対して傾斜した傾斜部１２０をアーム１０の幅方向の端部に有している。本実施の形態では、傾斜部１２０が、内側平坦部１１に対して傾斜した第１傾斜部１２１と、第１傾斜部１２１とは逆方向に内側平坦部１１に対して傾斜した第２傾斜部１２２とを有している。第２傾斜部１２２は、第１傾斜部１２１に連続して、第１傾斜部１２１よりもアーム１０における幅方向の外側に設けられている。

内側延在部１１における第４の内側折曲部１１４よりも基端部１０ａ側における外側ビード部１２と第３の内側平板部１１７及び第４の内側平板部１１８との間には、第３の内側平板部１１７から車幅方向に延びる壁部１２３が形成されている。この壁部１２３は、アーム１０の側面視において、略平行四辺形状を呈している。

内側延在部１１の表裏両面のうち、ドアのアウタパネルに対向する面（図３（ａ）に示す面）を表面１１ｄとし、ドアのインナパネルに対向する面を裏面１１ｅとすると、第１傾斜部１２１は、アーム１０の幅方向外側に向かうにつれて裏面１１ｅ側から表面１１ｄ側に向かうように傾斜し、第２傾斜部１２２は、アーム１０の幅方向外側に向うにつれて表面１１ｄ側から裏面１１ｅ側に向かうように傾斜している。

この第１傾斜部１２１及び第２傾斜部１２２からなる傾斜部１２０は、アーム１０の長手方向における内側延在部１１の固定部１１ｃの位置よりも、アーム１０の基端部１０ａ側に延在して形成されている。すなわち、内側延在部１１の固定部１１ｃは、アーム１０を表面１１ｄ側から見た場合に、アーム１０の幅方向両端部に形成された一対の外側ビード部１２のそれぞれの傾斜部１２０の間にある。

また、外側ビード部１２は、内側延在部１１の第５の内側平板部１１９と第２傾斜部１２２との間に、内側延在部１１の表面１１ｄから裏面１１ｅに向かって窪む凹溝１３を有し、第１傾斜部１２１は、この凹溝１３の側壁をなしている。より具体的には、凹溝１３は、底壁１３ａと、この底壁１３ａと内側延在部１１の第５の内側平板部１１９との間に形成された第１の側壁１３ｂと、第１の側壁１３ｂとの間に底壁１３ａを挟む第２の側壁１３ｃとによって形成され、第１の傾斜部１２１の一部が第２の側壁１３ｃとなっている。

凹溝１３は、アーム１０の長手方向に沿って交互に第１乃至第３の浅い凹部１３１〜１３３と第１乃至第３の深い凹部１３４〜１３６との６つの凹部１３１〜１３６が連続して形成された構造となっている。内側延在部１１の表面１１ｄに対する第１乃至第３の浅い凹部１３１〜１３３の深さは、例えば２ｍｍであり、内側延在部１１の表面１１ｄに対する第１乃至第３の深い凹部１３４〜１３６の深さは、例えば３ｍｍである。

アーム１０は、第１乃至第３の浅い凹部１３１〜１３３と第１乃至第３の深い凹部１３４〜１３６とが交互に形成されていることにより、車幅方向（アーム１０の厚さ方向）に撓みやすくなっている。つまり、車両の窓ガラス２は車室の外方に膨らむように湾曲しているので、窓ガラス２の開閉時には、アーム１０が車幅方向に撓む必要がある。本実施の形態では、第１乃至第３の浅い凹部１３１〜１３３と第１乃至第３の深い凹部１３４〜１３６とが交互に形成されていることにより、それぞれの凹部の境界部に曲げ応力が集中し、車幅方向に円滑に撓むようになっている。

また、アーム１０には、窓ガラス２の昇降を確実に行えるよう、上下方向（アーム１０の幅方向）の力に対しては高い剛性が要求される。本実施の形態では、凹溝１３が形成されていることにより、上下方向の力に対する剛性が高められている。

次に、アーム１０に幅方向の力を加えた場合の外側ビード部１２による応力分散の効果について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、比較例に係るアーム１０Ａに作用する応力分布の解析結果を示す応力分布図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。図４（ｃ）は、本実施の形態におけるアーム１０に作用する応力分布の解析結果を示す応力分布図である。

比較例に係るアーム１０Ａは、その外側ビード部１２´の形状が、本実施の形態に係るアーム１０の外側ビード部１２の形状と異なる。具体的には、本実施の形態に係るアーム１０の外側ビード部１２は、第１傾斜部１２１及び第２傾斜部１２２からなる傾斜部１２０を有していたが、比較例に係るアーム１０Ａの外側ビード部１２´は、凹溝１３よりも幅方向外側の部分が内側延在部１１と平行な平板状である。また、本実施の形態に係る外側ビード部１２はアーム１０の長手方向における内側延在部１１の固定部１１ｃの位置よりも基端部１０ａ側に延在していたのに対し、比較例の外側ビード部１２´は固定部１１ｃの位置よりも先端部１０ｂ側の位置まで延在している。比較例に係るアーム１０Ａにおけるこれ以外の部分については、本実施の形態に係るアーム１０と同様に構成されているので、共通する部位には図３で用いた符号と同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図４（ａ）では、比較例に係るアーム１０Ａの基端部１０ａ側の支持部円孔１１ａに支軸を挿通させると共に固定部１１ｃを固定し、アーム１０Ａの先端部１０ｂに幅方向（矢印Ａ方向）の荷重をかけた場合に、所定値以上の応力が発生する領域Ｓ_１をグレーの網掛けで示している。この矢印Ａ方向は、アーム１０Ａによって窓ガラス２を上昇させる場合に窓ガラス２から受ける荷重の方向に相当する。

図４（ｃ）では、本実施の形態に係るアーム１０の基端部１０ａ側の支持部円孔１１ａに支軸を挿通させると共に固定部１１ｃを固定し、アーム１０の先端部１０ｂに幅方向（矢印Ａ方向）の荷重をかけた場合に、所定値以上の応力が発生する領域Ｓ_２をグレーの網掛けで示している。この応力の所定値は、図４（ａ）に示す領域Ｓ_１における応力の所定値と同じである。また、アーム１０にかけた荷重の大きさ及び方向は、比較例に係るアーム１０Ａにかけた荷重の大きさ及び方向と同じである。

図４（ａ）と図４（ｃ）との比較から明らかなように、本実施の形態に係るアーム１０における所定値以上の応力が発生する領域Ｓ_２の面積は、比較例に係るアーム１０Ａにおける所定値以上の応力が発生する領域Ｓ_１の面積よりも小さい。このことは、外側ビード部１２に傾斜部１２０を設け、この傾斜部１２０を固定部１１ｃよりも基端部１０ａ側に延在させたことにより、先端部１０ｂに作用する荷重が外側ビード部１２を介して固定部１１ｃに伝達され、固定部１１ｃ付近におけるアーム１０の変形が抑制されることを示していると考えられる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上のように構成されたウインドレギュレータ１を採用することで、以下の作用及び効果が得られる。

（１）アーム１０の外側ビード部１２が傾斜部１２０を有し、この傾斜部１２０が固定部１１ｃの長手方向における位置よりも基端部１０ａ側に延在して形成されているので、アーム１０における剛性を向上させることができる。特に、本実施の形態では、傾斜部１２０が内側延在部１１に対して互いに逆方向に傾斜した第１傾斜部１２１及び第２傾斜部１２２を有しているので、剛性を高める効果が顕著となる。これにより、アーム１０の薄型化が可能となり、軽量化を図ることができる。

（２）凹溝１３がアーム１０の長手方向に沿って交互に第１〜第３の浅い凹部１３１〜１３３と第１〜第３の深い凹部１３４〜１３６とに形成されていることから、アーム１０が車幅方向に撓みやすくなると共に、上下方向の剛性が高められる。

なお、上記実施の形態では、アーム１０における外側ビード部１２が凹溝１３を有している構成について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば外側ビード部１２は凹溝１３を有していなくてもよい。つまり、アーム１０の外側ビード部１２が第１傾斜部１２１及び第２傾斜部１２２を有し、この第１傾斜部１２１及び第２傾斜部１２２が長手方向における内側延在部１１の固定部１１ｃの位置よりも、アーム１０の基端部１０ａ側に延在して形成されていれば、上記（１）と同様の効果を得ることができる。

なお、上記実施の形態では、浅い凹部１３１〜１３３と深い凹部１３４〜１３６とが交互に配列される構造を有するアーム１０を例示したが、浅い凹部１３１〜１３３及び深い凹部１３４〜１３６の設置数は、これに限定されるものではない。

また、上記実施の形態では、シングルアーム式のウインドレギュレータ１におけるアーム１０を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばＸアーム式のウインドレギュレータにおけるメインアーム又はサブアーム等にも適用することができる。Ｘアーム式のウインドレギュレータ等にあっても、上記実施の形態によるウインドレギュレータ１と同様の効果を得ることができる。

またさらに、上記実施の形態では、電動モータ２１の駆動力によって駆動させるパワー式のウインドレギュレータにアーム１０を適用した場合についてのみ説明したが、これに限定されるのもではない。例えば、上記実施の形態に係るアーム１０を運転者等の手動操作によって駆動させる手動式のウインドレギュレータに適用してもよい。

以上の説明からも明らかなように、本発明における代表的な実施の形態、変形例、及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例、及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変形して実施することが可能である。従って、上記実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが本発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…ウインドレギュレータ、２…窓ガラス、３…スライダ、４…ガイドレール、１０，１０Ａ…アーム、１０ａ…基端部、１０ｂ…先端部、１１…内側延在部、１１ａ…支持部円孔、１１ｂ…円孔、１１ｃ…固定部、１１ｄ…表面、１１ｅ…裏面、１２…外側ビード部、１３…凹溝、１３ａ…底壁、１３ｂ…第１の側壁、１３ｃ…第２の側壁、２０…駆動ユニット、２１…電動モータ、２２…減速機、２３…ギヤケース、２４…ベースプレート、２５…出力軸、２７…セクタギヤ、２７ａ…ギヤ部、２８…支軸、１１１〜１１４…第１乃至第４の内側折曲部、１１５〜１１９…第１乃至第５内側平板部、１２０…傾斜部、１２１…第１傾斜部、１２２…第２傾斜部、１２３…壁部、１３１〜１３３…第１乃至第３の浅い凹部、１３４〜１３６…第１乃至第３の深い凹部

Claims

車両のドアに設けられた窓ガラスを開閉するウインドレギュレータであって、
前記窓ガラスを昇降移動させる駆動力を発生する駆動ユニットと、
前記駆動ユニットが取り付けられたベースプレートと、
前記駆動ユニットの駆動力を受けて、前記ベースプレートに対して回転するセクタギヤと、
長手方向の一端部が前記窓ガラスに連結され、他端部が前記ベースプレートに連結されて、前記セクタギヤと一体に回転する長板状のアームとを備え、
前記アームは、幅方向の中央部にて長手方向に延在する板状の内側延在部と、前記幅方向の両端部に形成された一対の外側ビード部とを有し、前記内側延在部に前記セクタギアが固定される固定部が形成され、
前記外側ビード部は、前記内側延在部に対して傾斜した傾斜部を前記アームの前記幅方向の端部に有し、前記傾斜部が前記固定部の長手方向における位置よりも前記アームの前記他端部側に延在して形成され、
前記外側ビード部の前記傾斜部は、前記内側延在部に対して傾斜した第１傾斜部と、前記第１傾斜部とは逆方向に前記内側延在部に対して傾斜した第２傾斜部とを含み、
前記第２傾斜部は、前記第１傾斜部に連続して、前記第１傾斜部よりも前記アームにおける前記幅方向の外側に設けられ、
前記外側ビート部は、前記内側延在部と前記第２傾斜部との間に、前記内側延在部の表裏一方の面側から表裏他方の面側に向かって窪む凹溝を有し、
前記第１傾斜部は、前記凹溝の側壁をなす、
ウインドレギュレータ。
前記凹溝は、深さが異なる深い凹部と浅い凹部とにより構成され、前記深い凹部と前記浅い凹部とが、前記アームの長手方向に交互に配列された、
請求項１に記載のウインドレギュレータ。