JPH066570Y2 - 電動伸縮アンテナ駆動制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば自動車等の車両に装備される電動伸縮
アンテナを、伸縮駆動制御する電動伸縮アンテナ駆動制
御装置に関し、特にクラッチレス型の装置を実現するた
めの回転伝達機構の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の電動伸縮アンテナ駆動制御装置は、一般
にモータ，ギヤ機構，クラッチ機構，ワイヤ送り機構，
アンテナ伸縮操作用ワイヤなどからなるアンテナ駆動機
構によって、複数本の径の異なる導電管を互いに摺動自
在に接続してなる伸縮アンテナを、駆動制御するものと
なっている。

上記構成の電動伸縮アンテナ駆動制御装置によれば、ア
ンテナ伸縮動作時において、モータを正回転または逆回
転させると、アンテナが伸長または縮小していき、アン
テナが伸長完了または縮小完了すると、クラッチ機構が
働いて、モータ側とアンテナ側との結合を解除してモー
タに過負荷が加わるのを防止できる。その結果、モータ
巻線の焼損事故等を起こさずに済む。

しかるに上記構成の装置では、アンテナの伸長完了時ま
たは縮小完了時においてクラッチ機構が働いたとき、相
当大きなクラッチ摺動音が発生する。このようなクラッ
チ摺動音をなくすべく、いわゆるクラッチレス型の電動
伸縮アンテナ駆動制御装置が開発され、実用に供される
に至っている。

クラッチレス型の電動伸縮アンテナ駆動制御装置の基本
構成としては、、アンテナの伸縮動作完了時にモータに
流れる過負荷電流を電流センサにて検知し、その検知出
力に基づいて電源をしゃ断する構成となっている。なお
過負荷電流を検知してから電源しゃ断に至るまでには、
所定の応答時間遅れがあるが、この応答時間遅れの期間
中に過大な電流が流れつづけると、種々の弊害を生じ
る。そこで上記弊害を軽減するために、前記過負荷電流
の立上がり速度をできるだけ緩慢化するための工夫が種
々なされている。

その一例としては、アンテナの伸縮完了位置にコイルス
プリングなどの弾性部材を介在させ、緩衝作用を生じさ
せて電流の立上がりを緩慢化させるようにしたもの、従
来のクラッチ機構が介在していた箇所に、いわゆる捩り
ばねを備えた回転伝達機構を介在させ、この機構により
緩衝作用を生じさせて電流の立上がりを緩慢化させるよ
うにしたもの等がある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記電流の立上がりを緩慢化させる手段のうち、後者は
前者に比べて占有空間が比較的僅少ですみ、装置の小型
化をはかれるという利点を有している。このため、最近
着目されつつある手段であるが、以下のような問題があ
った。

回転伝達機構における捩りばねは、アンテナの伸縮完
了時において圧縮または伸展されるので、上記捩りばね
には大きなエネルギーが蓄勢される。この蓄勢ネルギー
による復元力は、電源しゃ断後においてモータ側に逆転
力として加わる。モータ側には、通常の場合ウォームと
ウォームホィールとからなる逆転防止用ギヤ機構が介在
しているが、この逆転防止用ギヤ機構は現実には完全な
逆転防止機能を発揮しない。つまり上記のような大きな
逆転力がウォームホィールおよびウォームに加わると、
このウォームホィールおよびウォームを介してモータに
逆転力が加わり、モータは僅かながら逆回転する。その
結果、折角伸長状態または縮小状態にしたアンテナが元
の位置の方向へ引き戻されてしまう。つまり伸長時には
完全伸長状態から若干縮小方向へ後退し、縮小時には完
全縮小状態から若干伸長方向へ前進するという逆動作現
象が生じることになる。

捩りばねの寸法，形状ないし特性上のバラツキなどに
よって、アンテナの伸縮完了時における捩りばねの圧縮
量または引伸し量が極端に大きくなる場合があるが、こ
のような場合には、捩りばねの疲労が激しく、ひいては
捩りばねに損傷ないし折損事故等が発生するおそれがあ
る。

そこで本考案の目的は、アンテナの伸縮完了時における
逆動作現象がなく、完全伸長状態または完全縮小状態を
安定に保持することができると共に、捩りばねに寸法上
のバラツキ等があっても、これに起因する捩りばねの過
度の圧縮または引伸し動作を防止でき、長期に亙り安定
で信頼性の高い動作が期待できる電動伸縮アンテナ駆動
制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は上記問題点を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じた。すなわち、一側面に主動用突起
を有しモータにより回転駆動されるように設けられた主
動側円盤状基体と、この主動側円盤状基体の一側面に対
向する一側面に従動用突起を有しアンテナ伸縮操作用ワ
イヤを移送するように設けられた従動側円盤状基体と、
両端が前記主動用突起と従動用突起とに対し回転方向に
一定の遊び間隙をもって係合し前記主動側円盤状基体と
従動側円盤状基体との間の回転力伝達を行なうように設
けられた捩りばねと、前記主動用突起と従動用突起との
相対的な動きに伴う前記捩りばねの変位量を一定範囲内
に規制する変位量規制体とからなる回転伝達機構を備え
るようにした。

〔作用〕

このような手段を講じたことにより次のような作用を呈
する。すなわち、捩りばねの両端と主動用突起および従
動用突起とは、回転方向に一定の遊び間隙をもって係合
しているので、アンテナの伸縮完了時において捩りばね
に蓄勢されたエネルギーによる復元力が主動側円盤状基
体，ウォームホィールなどを介してモータに逆転力が伝
達されたとしても、上記遊び間隙の存在により、上記逆
転力が従動側円盤状基体にまで及ぶのを防止できる。そ
の結果、アンテナの逆動作現象が生じないものとなる。
また変形量規制体により、捩りばねの変形量は一定の範
囲内に規制され、上記範囲を越えての変形は生じないも
のとなる。したがって、たとえ捩りばねに寸法上のバラ
ツキ等があっても、捩りばねの変形量は常に一定量とな
り、過度の変形が防止される。このため、捩りばねの疲
労が軽減され、折損事故等の発生を抑制できる。なお上
記の結果、電流しゃ断が起るタイミングも一定化される
ので、アンテナ伸縮操作用ワイヤに対して荷重が加わる
時間も一定化され、アンテナ伸縮操作用ワイヤの劣化を
抑制できることになる。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例の概略的構成を示す上面図で
ある。１はモータ回転軸であり、このモータ回転軸１の
外周に設けてあるウォーム１ａにはウォームホィール２
が噛合している。このウォームホィール２の回転軸外周
に設けてあるギヤ２ａには、伝達ギヤ３が噛合してお
り、この伝達ギヤ３には回転伝達機構４における主動機
構Ａのギヤ部１１が噛合している。回転伝達機構４にお
ける従動機構Ｂのギヤ部２１には、外周面長手方向に沿
ってラック部を設けたアンテナ伸縮操作用ワイヤ３０の
ラック部３１が噛合している。

第２図は回転伝達機構４の主動機構Ａと従動機構Ｂとを
分離して示す断面図であり、第３図はその分解斜視図、
第４図は各部品相互の角度位置関係を示す図である。以
下、第２図〜第４図を参照して回転伝達機構４の具体的
構成を説明する。

主動機構Ａは次のように構成されている。１０は例えば
硬質合成樹脂等で形成された主動側円盤状基体であり、
この基体１０の外周面には前記ギヤ部１１（第４図には
不図示）が設けてある。上記基体１０の中心には、一部
が図中上方に突出した状態の軸筒部１２が設けてある。
前記基体１０の一側面（図中上側面）には、軸筒部１２
と同心的に、円筒状の周壁部１３が突設されている。ま
た上記基体１０の一側面（図中上側面）には、軸筒部１
２の外周部に一体化された状態で、扇形をなす主動用突
起１４が設けられている。この主動用突起１４および軸
筒部１２からなる部分と、前記周壁部１３との間に存在
する空間部内には、扇形の切欠部を有するカム状の変形
量規制体１５が収容されている。この変形量規制体１５
は、扇形をなす切欠部を前記扇形の主動用突起１４の外
側に遊嵌適合させ、かつ中心孔部分を前記軸筒部１２の
外周に回動自在に嵌合させることにより、前記空間内に
所定範囲で回動可能な如く収容されている。変形量規制
体１５の外周面と前記周壁部１３の内周面との間には、
所定の間隙が存在しており、その間隙内に捩りばね１６
が収容されている。この捩りばね１６は 、線状ばね部
材を螺旋状に捩り成形し、かつそのオーバラップしてい
る両端を基体中心方向へ折曲部して折曲部１６ａ，１６
ｂとなし、この折曲部１６ａと１６ｂとの両者によりＵ
字状をなす係合部を形成したものとなっている。かくし
てこの捩りばね１６は、折曲部１６ａ，１６ｂからなる
係合部の内側領域を、前記扇形をなす主動用突起１４に
対して嵌め込んだ状態で収容されている。周壁部１３の
外周には、摺動リング１７（第４図には不図示）が嵌め
込まれている。

従動機構Ｂは次のように構成されている。２０は前記基
体１０と同様に、例えば硬質合成樹脂等で形成された従
動側円盤状基体であり、この基体２０の中心には軸筒部
２２がその両端を基体両側面から突出させた状態で設け
られている。基体２０の一側面（図中下側面）には、軸
筒部２２と同心的に、円筒状の周壁部２３が設けられて
いる。この周壁部２３の外周面に、前記ギヤ部２１が設
けられている。軸筒部２２の内方突出端面には、滑動用
ワッシャ２５が主動機構Ａとの結合時において配置され
るものとなっている。前記基体２０の一側面（図中下側
面）の前記軸筒部２２と同心円をなし軌跡上には、円弧
状の従動用突起２４が突設されている。この従動用突起
２４に外接する位置には、リング状をなす捩りばね押え
部２６が形成されている。なお周壁部２３の内周面の端
縁部には、摺動リング係合用の段差部２７が設けられて
いる。

かくして第２図に矢印で示すように、主動機構Ａに対し
て従動機構Ｂを所定の回動角位置にして嵌合操作する
と、主動機構Ａにおける周壁部１３の外周に、従動機構
Ｂにおける周壁部２３の内周が嵌合し、駆動リング１７
と摺動リング係合用の段差部２７が係合する。このとき
軸筒部１２の頂部に対して軸筒部２２の底部が滑動用ワ
ッシャ２５を介して接合し、捩りばね１６上に捩りばね
押え部２６が当接する。そして扇形をなす主動用突起１
４の円弧面と、捩りばね１６の折曲部１６ａ，１６ｂか
らなるＵ字状の係合部との間の空隙部内に、従動用突起
２４が挿入された状態となる。

第４図は、上記の如く主動機構Ａに従動機構Ｂを結合さ
せた状態における各構成部品相互の角度位置関係を示す
図である。図中ａは変形量規制体１５における切欠部の
開き角度であり、約１２０°の大きさを有している。ｂ
は主動用突起１４および従動用突起２４の円周方向の長
さに相当する角度であり、約５０°の大きさを有してい
る。ｃは上記各突起１４，２４の端面と捩りばね１６の
折曲部１６ａ，１６ｂの内側端面との間に存在する遊び
間隙の角度であり、約１５°程度の角度である。ｄは捩
りばね１６の変形許容空間を示す角度であり、約２０°
程度である。

このように構成された本実施例は次のように動作する。
アンテナの伸長時において、図示しないモータを正回転
させモータ回転軸１を第１図中矢印Ｍ１方向に回転させ
ると、ウォームホィール２が矢印Ｍ２方向へ回転し、伝
達ギヤ３が矢印Ｍ３方向へ回転し、主動機構Ａおよび従
動機構Ｂが矢印Ｍ４方向へ回転する。

このとき主動側の基体１０が矢印Ｍ４方向へ回転するの
に伴って、主動用突起１４が第４図中矢印Ｍ４方向へ回
転開始すると、その図中右側面が捩りばね１６の一方の
折曲部１６ｂの内側面に当接し、捩りばね１６全体を時
計方向へ回動させることになる。その結果、従動用突起
２４の第４図中左側面に、捩りばね１６の他方の折曲部
１６ａの内側面に当接し、従動用突起２４を時計方向へ
回転させることになる。つまり従動側の基体２０が主動
側の基体１０と共に回転することになる。

従動機構Ｂの回転により、アンテナ伸縮操作用ワイヤ３
０が第１図の紙面に垂直な○方向へ移送され、アンテナ
を伸長動作させる。アンテナが伸長動作を終了すると、
ワイヤ３０の移送が停止するため、このワイヤ３０のラ
ック部３１に対してギヤ部２１が噛合している従動機構
Ｂも回転を停止する。このため従動側の基体２０と一体
化されている従動用突起２４は停止状態となる。しかる
にモータ側に直結されている主動側の基体１０と一体化
されている主動用突起１４は、第４図中右回転し続けよ
うとする。その結果、捩りばね１６の折曲部１６ａと１
６ｂとは、主動用突起１４と従動用突起２４との円周方
向の相対的開離運動により互いに引離される方向に弾性
変形する。この捩りばね１６の弾性変形に伴うモータ負
荷増大に比例して、モータ電流は次第に増大していく。

第５図はその模様を示す図である。図に示すように、モ
ータ電流はアンテナ伸長動作終了点に相当する主動側の
基体１０の回転角度θ１から次第に増大していく。そし
て、上記電流が上限値Ｌに達すると、電源しゃ断スイッ
チ（不図示）が働き、モータへの電源供給は断たれる。
このときの主動側の基体１０の回転角度θ２とする。捩
りばね１６が理想的に設計されていれば、上記状態にお
いて捩りばね１６は、丁度変形許容空間の角度ｄだけ変
形した状態となる。しかし通常の場合には捩りばね１６
には寸法上その他のバラツキがあるため、モータ電流の
立上がり特性が必ずしも第５図中実線で示すような特性
になるとは限らない。例えば捩りばね１６のスチフネス
が小さい場合には、第５図中破線で示すように基体１０
の回転角度がθ２に達してもモータ電流が上限値Ｌに達
しない場合がある。しかるに本装置においては、変形量
規制体１５が設けてあるので、捩りばね１６は変形許容
角度ｄの範囲以上つまり基体１０の回転角度θ２以上に
は変形できない。このため捩りばね１６が角度θ２まで
変形すると、モータ負荷は急激に増大することになり、
その結果、モータ電流は第５図に示すように急激に立上
がって上限値Ｌに達する。したがってモータ電流は角度
θ２で必ずしゃ断されることになる。モータ電流のしゃ
断によりモータは回転を停止する。なお上記の結果、電
流しゃ断が起るタイミングが一定化されるので、アンテ
ナ伸縮操作用ワイヤ３０に対して荷重が加わる時間も一
定化される。このため、アンテナ伸縮操作用ワイヤ３０
の劣化を抑制できる効果もある。

モータの回転停止により、捩りばね１６に蓄勢されたエ
ネルギーによる復元力が、主動用突起１４を介して主動
側基体１０を矢印Ｍ４とは反対方向に回転させる力とし
て加わる。したがって上記逆転力が伝達ギヤ３，ウォー
ムホィール２，モータ回転軸１と伝わり、モータを逆回
転させる。この逆回転により、主動用突起１４は第４図
において反時計方向へ若干回転するが、主動用突起１４
と捩りばね１６の折曲部１６ａとの間には遊び間隙角度
ｃが存在しているので、上記逆転により両者が当接する
のを回避できる。また仮に上記当接が生じても捩りばね
１６の折曲部１６ｂと従動用突起２４との間にも遊び間
隙角度ｃが存在しているので、この部分の当接までは起
らない。結局捩りばね１６の折曲部１６ｂが従動用突起
２４に当接して従動側の基体２０を第４図中反時計方向
へ回動させることはない。その結果、従動側の基体２０
が逆回転してアンテナ伸長状態を阻害することを防止で
きる。

なお、主動側の基体１０と従動側の基体２０との間に
は、滑動用ワッシャ２５および摺動レング１７が介在し
ているので、両基体１０，２０間の接合部における摩擦
は少ない。したがって上述した従動側の基体２０の逆転
防止作用は安定確実に行なわれる。

アンテナ縮小時において、モータを前記とは反対方向へ
回転させると、前述したアンテナ伸長時とは反対方向の
動作が行なわれ、アンテナの縮小動作が行なわれる。上
記動作はその動作方向が伸長時の場合とは逆になるだけ
で、基本的には全く同じ動作となる。したがってその説
明は省略する。

なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、
本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であ
るのは勿論である。

〔考案の効果〕

本考案によれば、捩りばねの両端と主動用突起および従
動用突起とは、回転方向に一定の遊び間隙をもって係合
しているので、アンテナの伸縮完了時において捩りばね
に蓄勢されたエネルギーによる復元力が主動側円盤状基
体，ウォームホィールなどを介してモータに逆転力が伝
達されたとしても、上記遊び間隙の存在により、上記逆
転力が従動側円盤状基体にまで及ぶのを防止できる。そ
の結果、アンテナの逆動作現象が生じないものとなる。
また変形量規制体により、捩りばねの変形量は一定の範
囲内に規制され、上記範囲を越えての変形は生じないも
のとなる。したがって、たとえ捩りばねに寸法上のバラ
ツキ等があっても、捩りばねの変形量は常に一定量とな
り、過度の変形が防止される。このため、捩りばねの疲
労が軽減され、折損事故等の発生を抑制できる。かくし
て、アンテナの伸縮完了時における逆動作現象がなく、
完全伸長状態または完全縮小状態を安定に保持すること
ができると共に、捩りばねに寸法上のバラツキ等があっ
ても、これに起因する捩りばねの過度の圧縮または引伸
し動作を防止でき、長期に亙り安定で信頼性の高い動作
が期待できる電動伸縮アンテナ駆動制御装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本考案の一実施例を示す図で、第１図
は概略的構成を示す上面図、第２図は回転伝達機構の主
動機構と従動機構とを分離して示す断面図、第３図は同
回転伝達機構の分解斜視図、第４図は各部品相互の角度
位置関係を示す図、第５図は作用説明図である。 １……モータ回転軸、２……ウォームホィール、３……
伝達ギヤ、４……回転伝達機構、Ａ……主動機構、Ｂ…
…従動機構、１０……主動側円盤状基体、１４……主動
用突起、１５……変形量規制体、１６……捩りばね、１
６ａ，１６ｂ……折曲部、２０……従動側円盤状基体、
２４……従動用突起、ａ……変形量規制体における切欠
部の開き角度、ｂ……主動用突起および従動用突起の円
周方向の長さに相当する角度、ｃ……係合部の遊び間隙
角度、ｄ……捩りばねの変形許容空間角度。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一側面に主動用突起を有しモータにより回
   転駆動されるように設けられた主動側円盤状基体と、こ
   の主動側円盤状基体の一側面に対向する一側面に従動用
   突起を有しアンテナ伸縮操作用ワイヤを移送するように
   設けられた従動側円盤状基体と、両端が前記主動用突起
   と従動用突起とに対し一定の遊び間隙をもって係合し前
   記主動側円盤状基体と従動側円盤状基体との間の回転力
   伝達を行なうように設けられた捩りばねと、前記主動用
   突起と従動用突起との相対的な動きに伴う前記捩りばね
   の変位量を一定範囲内に規制する変位量規制体とからな
   る回転伝達機構を備えたことを特徴とする電動伸縮アン
   テナ駆動制御装置。