JPH0320155A - パワーウインドレギュレータ用ギヤケースおよびパワーウインドレギュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車等のパワーウインドレギュレータ用ギヤ
ケース及びこれを用いたパワーウインドレギュレータに
関する。

〔従来の技術とその課題〕

自動車等のパワーウインドレギュレータは、動力を用い
て自動車等の窓ガラスの昇降を行う装置であり、手動に
よる窓ガラス昇降の煩わしさを解消するものとして、近
年広く用いられるようになってきている。

かかるパワーウインドレギュレータの窓ガラス昇降機構
としては、１本アーム、平行アーム、Ｘアーム等を用い
るアーム式、ギャードケーブル、ワイヤーロープ等を用
いるワイヤー式、ラックギャ式、テープ式等が知られて
いるが、その駆動部は一触的に、モーター、モーター回
転数を減速するためのウオームギヤ（ウォームおよびウ
ォームホイール）、ウオームギヤと緩衝材等を介して接
続された出力軸、これらを収納、接続、保持するための
ケース、カバー等で構成されており、モーターからウオ
ームギヤ等を介して出力軸に伝達された力は、上記の窓
ガラス昇降機構に応じて更にピニ才ンギャ、扇型ギャ、
ドラム等を介してアーム、ワイヤー、ラフクギヤ、テー
プ等に伝えられ、窓ガラスの昇降が行われる。

かかるパワーウインドレギュレータ駆動部において、ウ
オームギヤを収納し、出力軸をその軸受部に支持するケ
ース（ハウジング）としては、従来、金属製のもの、例
えばアルミニウム、亜鉛等のダイキャスト品が殆どであ
ったが、軽量化、魁造コストの低減、防錆、防蝕等の目
的で、これを樹脂化することが検討されている。

しかしながら、かかるパワーウインドレギュレータによ
るウインド開閉操作、特に閉止操作においては、ギヤケ
ース、特にその出力軸の軸受周辺に大きな負荷がかかり
、単に樹脂化しただけのギヤケースでは、この負荷に耐
えられない。

即ち、ウィンド閉止操作の最終段階においては、ウイン
ドが外見上閉じられた後、さらにウインドの完全密閉を
行うため、あるいはモーターを用いた本装置の機構上の
理由により、さらにウインド閉止方向への負荷がかけら
れ、その負荷をモーターに流れる電流値等で検出し、モ
ータ一が停止される。かかるウインド閉止方向の負荷は
相当大きなものであり、これが出力軸に伝達され、これ
を支持しているギヤケースの軸受部周辺に圧縮、曲げ等
の応力として作用し、長期間の使用によりギヤケースが
クリープ変形を起こしパワーウインドレギュレータの操
作性を著しく損ねたり、さらにクリープ破壊を引き起こ
しパワーウインドレギュレータとしての機能を果たさな
いものとなる場合もある。かかる如くパワーウインドレ
ギュレータ用ギヤケースの樹脂化は、多くの利点が予期
されるにもかかわらず応力に対する耐久性の面で問題を
有するものであった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされた
もので、その主な目的は、軽量化等のためその材質の大
部分を樹脂化し、しかもパワーウインドレギュレータ操
作時、特に閉止操作完了時に出力軸にかかる大きな負荷
によって引き起こされるギヤケースの変形、破壊に対し
耐久性を有する優れた樹脂製ギヤケースを提供すること
及びかかる樹脂製ギヤケースを用いることにより摸作性
の改良されたパワーウインドレギュレータを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、かかる目的を達或するため鋭意検討を重ね
た結果、熱可塑性樹脂を用い、特定形状の金属板をイン
サート成形してなるギヤケースとすることにより、これ
らの課題が一挙に解決されることを見出し、本発明に到
達した。

即ち、本発明はパワーウインドレギュレータにおけるモ
ーターの回転を減速するためのウオームギヤを収納する
ギヤケースであって、該ギヤケースは、熱可塑性樹脂と
、インサート成形により少なくともその大部分が熱可塑
性樹脂に埋設する如く設けられた金属板から構威された
ものであり、該金属板が、前記ギヤケースに設けられて
いる出力軸の軸受に沿って立設された部分と、該立設部
の基部からギヤケース側面に沿ってギヤケース外周まで
ほぼ平坦に延びる部分とを有してなることを特徴とする
パワーウインドレギュレータ用ギヤケース 及びこれを用いて構成されたパワーウインドレギュレー
タに関するものである。

まず、本発明のパワーウインドレギュレータ用ギヤケー
スについて、以下図を参照しながら構造的な面から説明
する。

第１図（Ａ）（および（Ｂ））は、本発明が適用できる
パワーウインドレギュレータ用ギヤケースの１例を示す
ものである。勿論、本発明が適用できるパワーウインド
レギュレータ用ギヤケースがこの形状のみに限定される
ものでないことは言うまでもなく、本発明の意図すると
ころに合うものはいずれも本発明の対象になる。

さて、第１図のギヤケースをもとにパワーウインドレギ
ュレータの構造、作動機構について説明する。第１図の
ギヤケースにおいて、（１）にはモーターが取り付けら
れ、（２）にはウォームが内蔵され、（３）にはウォー
ムホイールが収納される。また、（４）の円筒状孔部（
軸受）には出力軸が取り付けられ、（３）に収納された
ウォームホイールと、必要に応じ緩衝材等を介して接続
される。さらに、出力軸には、ウインドの昇降方式（ア
ーム式、ワイヤー式、ラフクギャー式等）に応じて、ピ
ニオンギャ、ドラム等が固定され、これで扇形ギヤとこ
れにつながるアーム、ワイヤー、ラックギャ等を作動さ
せ、ウインドの昇降が行われる。

かかるパワーウインドレギュレータによるウインドの昇
降操作、特に閉止操作の完了時においては、前述した如
く出力軸に大きな負荷がかかり、この負荷は出力軸支持
部である軸受（第１図の４）を支点にして出力軸を傾け
ようとする力として作用するため、単に樹脂化しただけ
のギヤケースでは軸受およびその周辺のギヤケース側面
部がクリープ変形したりクリープ破壊し、パワーウイン
ドレギュレータとしての機能を著しく損ねる。

これに対し本発明のパワーウインドレギュレータ用ギヤ
ケースは、熱可塑性樹脂を用い、インサート成形により
ギヤケースの側面部に金属板を埋設してなるものである
。かかる金属板としては、例えば第２図の如き形状のも
のが用いられ、インサート成形によりギヤケースの側面
部に第３図の如く埋設される。また、第４図、第５図の
如き金属板等も使用できる。ここでギヤケースの側面部
に埋設される金属板として必須の要件は、ギヤケースの
軸受部に沿って立設した部分（例えば第２図の８）を有
し、かつ、該立設部の基部からギヤケースの側面部に沿
ってギヤケースの外周までほぼ平坦に延びる部分を有す
ることである。軸受部に沿って立設した部分（第２図の
８）の高さとしては、軸受部とほぼ同一高さとするのが
望ましいが、概ね軸受部の１／３以上の高さであれば十
分に有効である。

また立設部は軸受部に合わせて円筒状にするのが好まし
いが、円筒をいくつかに分割した不連続な形状であって
もかまわない。次に、かかる立設部の基部からギヤケー
スの側面部に沿ってギヤケースの外周までほぼ平坦に延
びる部分は、該基部からギヤケースの外周に向かって少
なくとも２方向以上に存在する必要があり、その方向と
しては、立設部を中心に概ね対象的なバランスのとれた
方向に設ければよい。また、立設部を中心に全方向、す
なわちギヤケースの側面全体に設けてもよい。ギヤケー
スの側面部に沿って延びるかかる平板状部分は、さらに
本体へのギヤケース取付け孔（第１図の６）の周辺まで
延びているのが好ましく、また、強度向上の為、ギヤケ
ース外周の円筒状部に沿って立設された部分（例えば第
２図の９）を有するのが好ましい。また、第１図のギヤ
ケースの如く軸受部の周辺に補強用リブを有する場合に
は、これに対応する位置のインサート金属板に、樹脂の
湯道となる小孔（第２図の１０）を設けるのが好ましい
。かかるインサート金属板は、軸受部の内面に露出する
ことは避ける必要があるが、その他の部分においては樹
脂に完全に埋設されてもよく、また、その一部が露出し
ていてもかまわない。

次に、本発明のギヤケースを構成するための樹脂につい
て説明する。

本発明においてギヤケースを構成するための主材として
は、成形加工上熱可塑性樹脂が用いられるが、特にエン
ジニアリングプラスチックと称される高度の物性を有す
るものが適当である。かかる樹脂としては、例えば熱可
塑性ポリエステル樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹
脂、ポリアセタール樹脂、ボリアミド樹脂、ボリカーポ
ネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアリ
レート等があげられる。なかでも好ましい熱可塑性樹脂
は熱可塑性ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート等）、ポリアリーレ
ンサルファイド樹脂（ポリフェニレンサルファイド等）
、ポリアセタール樹脂である。

本発明で用いられる熱可塑性樹脂には、目的に応じて一
般の熱可塑性樹脂に添加される公知の添加物及び／又は
充填剤を添加併用することができる。例えば酸化防止、
耐候性向上等のための各種安定剤、滑剤、離型剤、可塑
剤、核剤、帯電防止剤、界面活性剤、潤滑剤、難燃剤、
難燃助剤、顔料、染料等、或いはガラス繊維、炭素繊維
、チタン酸カリウム、ガラスフレーク、マイ力、ガラス
ビーズ、タルク等の繊維状、板状、粒状、粉状の充填剤
が挙げられる。特に、繊維状充填剤の添加、中でもガラ
ス繊維または炭素繊維の添加は機械的強度、剛性、耐熱
性等を向上させるため本発明の用途には特に適したもの
である。また、これに加えてさらに粒状及び／又は板状
充填剤を併用することは寸法安定性（耐変形、そり）も
兼備するものとなり、層好ましい。

また、剛性、耐熱性、戒形性等を大幅に損なわない範囲
で、その目的に応じ、他の有機高分子物質を補助的にブ
レンドしたものであってもよい。

上記の如き熱可塑性樹脂を用い、前記の如き金属板をイ
ンサートした本発明のギヤケースを得る方法としては、
公知のインサート成形法がいずれも利用できる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１〜４および比較例１〜２ 第ｌ図の如き形状のギヤケースを、樹脂としてポリブチ
レンテレフタレート樹脂（ガラス繊維２０重量％、ガラ
スフレーク２０重量％を含む）およびポリフエニレンサ
ルファイド樹脂（ガラス繊維４０重量％を含む）を用い
、インサート金属板としては第２図、第４図および第５
図の形状のものを用い、インサート成形法により成形し
た。得られたギヤケースについて、軸受部等に荷重をか
けたときの変形、破壊強度の評価を行った。

また、比較のため、第１図の如き形状のギヤケースを、
前記の如き樹脂だけで成形したもの（インサート金属板
なし）についても同様に評価した。結果を第１表に示す
。

尚、評価項目および評価方法は下記の通りである。

く出力軸のクリープ変形〉 １００℃に温度設定した恒温槽中に、第６図の如くギヤ
ケースを固定し、出力軸の軸受にシャフトを挿入し、６
０ｋｇ−ｃｍの上向き荷重を２００時間にわたってかけ
た後の変形量を、出力軸の軸受の端から３０ｍｍの位置
で測定した。

く出力軸の曲げ強度〉 第７図の如くギヤケースを固定し、出力軸の軸受にシャ
フトを挿入し、荷重をかけた時の破壊強度を測定した。

尚、軸受の先端部にクランクが生じた時の値をもって破
壊強度とした。

〈出力軸の抜け落ち強度〉 第８図の如くギヤケースを固定し、出力軸軸受部に荷重
をかけた時の破壊強度を測定した（主として補強リブの
周辺で破壊）。

く取付けボスの曲げ強度〉 第９図の如くギヤケースを固定し、取付けボス部に荷重
をかけた時の破壊強度を測定した。

また、実施例１によって得られたギヤケースについては
、これをパワーウインドレギュレータに組み込み、操作
性の繰り返しテストを行ったところ極めて良好であった
。

〔発明の効果〕

以上の説明並びに実施例により明らかなように、自動車
等のパワーウィンドレギュレー夕用ギヤケースにおいて
、主材として熱可塑性樹脂を用い、特定形状のインサー
ト金属板をインサート成形してなる本発明のパワーウィ
ンドレギコレー夕用ギヤケースは、軸受部にかかる荷重
による変形、破壊に対し極めて高い耐久性を有するもの
である。また、従来の金属製のパワーウインドレギュレ
ータ用ギヤケースに比べ軽量で、製造コスト的にも有利
であり、錆、腐食の問題も無いという利点も有する。か
かる金属板のインサートされた樹脂製のギヤケースを用
いたパワーウィンドレギュレー夕は操作性も良好である
。

【図面の簡単な説明】

第１図はパワーウィンドレギュレー夕用ギヤケースの１
例を示すものであり、第１図（Ａ）はこれをウォームホ
イール等の収納側から見た平面略示図、第１図（＆）は
第１図（Ａ）のギヤヶ一スにおけるｘ−Ｘ線断面略示図
である。 第２図はパワーウインドレギュレータ用ギヤケースにイ
ンサート成形される金属板の１例を示すものであり、第
２図（Ａ）はその平面略示図、第２図（Ｂ）は第２図（
＾）のインサート金属板におけるＹ−Ｙ線断面略示図で
ある。 第３図は、第１図のギヤケースにおいて、第２図のイン
サート金属板をインサート成形した状態を示すものであ
り、第３図（Ａ）はインサート金属板の存在位置を示す
平面略示図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）のＺ−Ｚ線断
面略示図である。 尚、ここではインサート金属板を斜線で示し、また、第
３図（Ａ）においては、インサート金属板の立設部を黒
塗りで示した。 第４図および第５図はインサート成形される金属板の別
の態様を示した平面略示図である。 第６図〜第９図は実施例におけるパワーウインドレギュ
レータ用ギヤケースの評価方法を示す略示図である。 １：モーター取り付け部 ウォーム内蔵部 ウォームホイール収納部 出力軸の軸受 カバー（キャップ〉取付け部 ドア本体への取付け孔（ボス） ウォームとウォームホイールの噛み合い部 図には示されていないが、７の周辺の円筒壁側面には穴
があいており、ウォームとウォームホイールは７の周辺
で噛み合う ８：ギヤケースの出力軸受（第１図（Ａ）．（Ｂ）参照
）に沿って立設された部分 ９：ギヤケースの円筒状外周部に沿って立設された部分 １０：インサート金属板に設けられた孔（樹脂の湯道） ｌｌ：パワーウインドレギュレータ用ギヤケース １２：固定用治具 １３：シャフト ｌ４：恒温槽 Ｗ：荷重

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　パワーウインドレギュレータにおけるモーターの回
   転を減速するためのウォームギヤを収納するギヤケース
   であって、該ギヤケースは、熱可塑性樹脂と、インサー
   ト成形により少なくともその大部分が熱可塑性樹脂に埋
   設する如く設けられた金属板から構成されたものであり
   、該金属板が、前記ギヤケースに設けられている出力軸
   の軸受に沿って立設された部分と、該立設部の基部から
   ギヤケース側面に沿ってギヤケース外周までほぼ平坦に
   延びる部分とを有してなることを特徴とするパワーウイ
   ンドレギュレータ用ギヤケース。 ２　インサート成形される金属板が、前記ギヤケース外
   周の円筒状部に沿って立設された部分を有するものであ
   る請求項１記載のパワーウインドレギュレータ用ギヤケ
   ース。 ３　インサート成形される金属板のギヤケース側面に沿
   ってギヤケース外周までほぼ平坦に延びる部分が、さら
   に本体へのギヤケース取付け孔のいずれか１辺上の周辺
   まで延びているものである請求項１または２記載のパワ
   ーウインドレギュレータ用ギヤケース。 ４　熱可塑性樹脂が熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリア
   リーレンサルファイド樹脂およびポリアセタール樹脂か
   ら選ばれたものである請求項１〜３のいずれか１項記載
   のパワーウインドレギュレータ用ギヤケース。 ５　請求項１〜４のいずれか１項記載のギヤケースを有
   してなるパワーウインドレギュレータ。