JPH07285331A

JPH07285331A - 窓の開閉装置

Info

Publication number: JPH07285331A
Application number: JP7844294A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Suzuki; 和博鈴木
Original assignee: Nippon Cable System Inc
Current assignee: Nippon Cable System Inc
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単かつ小型の機構で、円滑に窓の開閉動作
を行なうことができ、かつ低コスト化を達成できる窓の
開閉装置を提供する。【構成】２本のガイドレールのあいだに摺動可能に取
り付けられた窓を開閉するための窓の開閉装置であっ
て、その一端が窓の側面の下端に連結された少なくとも
２本の第１プルケーブル１ａ、１ｂと、該少なくとも２
本の第１プルケーブル１ａ、１ｂの他端に連結されたイ
コライザ２と、ギアドモータおよび該ギアドモータから
発生された回転力を受けて回転する巻取り用プーリを有
してなるアクチュエータ３と、前記イコライザ２と前記
アクチュエータ３側の巻取り用プーリとのあいだを連結
する第２プルケーブル４とからなる窓の開閉装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は窓の開閉装置に関する。
さらに詳しくは、建設機械、とくにパワーショベルや、
ガレージのドアなどに用いられる窓の開閉装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、パワーショベルやクレーン車など
の建設機械では、キャビンの通気性向上によって操作者
の作業環境を向上させるため、キャビン前面の窓を開閉
自在にしている。かかる窓の開閉を行なうために、従来
よりケーブルを用いた開閉装置が用いられている。図７
には、この開閉装置が適用される建設機械の一例とし
て、パワーショベルが示されている。キャビン８０の前
面８１から天井８２にかけてほぼ同一の曲率の連続した
部分円柱側面で構成されており、同一の曲面で構成され
た窓ガラスＧが前面８１の窓枠Ｆに取り付けられてい
る。この窓ガラスＧは、キャビン８０の前面８１の全閉
位置Ｉと天井８２の内面の全開位置IIとのあいだをキャ
ビン８０の曲面に沿って移動可能にされている。窓ガラ
スＧを開閉するための開閉装置は、図８に示すように、
駆動装置８３と、駆動装置８３により押し・引きされる
一対のギヤドケーブル８４と、ギヤドケーブル８４を案
内する一対のガイドレール８５と、一対の連結部材８６
と、一対のロック装置８７とから構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の開閉装
置は、駆動装置８３によって窓の上下動を強制的に動作
させ、しかもロック装置８７によって窓の固定を行な
う、いわゆる全自動式である。したがって、全機能を駆
動装置８３の駆動力によって行なうために機構的に複
雑、かつ大型になるという問題があり、これに伴い、製
造コストも上がらざるをえない。

【０００４】一方、近年ミニショベルにはキャビンを装
備することが多くなっているが、ミニショベルは通常、
市街地などで運転されることが多い。また、窓の開閉の
頻度が大型のものに比べて比較的高いため、開閉装置を
設ければ便利である。しかし、前述のような全自動式の
開閉装置をミニショベル用の開閉装置として採用すれ
ば、ミニショベルの低価格化を妨げるという問題があ
る。

【０００５】本発明は、かかる問題を解消するためにな
されたものであり、小型で簡単な機構で、かつ円滑に窓
を開閉させることができ、低コスト化を達成できる窓の
開閉装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の窓の開閉装置
は、キャビンの少なくとも前面に設けられた一対のガイ
ドレールのあいだに摺動可能に取り付けられた窓を開閉
するための装置であって、（ａ）その一端が窓の側部に連結された少なくとも２本
の第１プルケーブルと、（ｂ）前記第１プルケーブルの他端に連結されたイコラ
イザと、（ｃ）駆動用モータおよび該駆動用モータの回転力を受
けて回転する巻取り用プーリを備えたアクチュエータ
と、（ｄ）前記イコライザと前記巻取り用プーリとを連結す
る第２プルケーブルからなることを特徴とするものであ
る。

【０００７】また、前記アクチュエータが、（ｃ−１）
自己拘束性を有するギアドモータと、（ｃ−２）前記ギ
アドモータの出力軸に固定された太陽ギア、前記太陽ギ
アと同軸状に配設されたキャリア、前記太陽歯車と歯合
すると共に前記キャリアに枢支された遊星ギア、および
前記遊星ギアに歯合し該遊星歯車に外接するリングギア
からなり、前記キャリアが前記巻取り用プーリに対して
同軸状に固定され、かつ前記リングギアに摺接する遊星
歯車機構と、（ｃ−３）リングギアの回転をケーブル巻
取り方向のみ許し、該方向とは逆向きの回転を抑止する
ラチェット機構を有してなることが好ましい。

【０００８】また、前記アクチュエータは前記ギヤドモ
ータが窓を閉める方向に駆動するとき、ギアドモータの
印加電圧を降下させ、ギアドモータが窓を開ける方向に
駆動するとき、印加電圧を降下させない降圧回路を備え
てなることが好ましい。

【０００９】さらに、前記イコライザが、第１プルケー
ブルに対して引っ張る方向に付勢力を与える付勢手段を
備えてなることが好ましい。

【００１０】

【作用】本発明の窓の開閉装置は、窓を開けるとき、ア
クチュエータを駆動源として、巻取り用プーリを回転さ
せ、第１および第２プルケーブルを引き操作することに
よって、窓を開方向に移動させる。第２プルケーブルか
ら伝達される操作力はイコライザを介して少なくとも２
本の第１プルケーブルに均等に分配されて窓の両側面に
伝達される。窓を閉めるときは、アクチュエータの駆動
力を用いずに主として窓の自重を利用して下降させる。
また手動で引き下げることも可能である。

【００１１】

【実施例】つぎに、図面を参照しながら、本発明の窓の
開閉装置を詳細に説明する。図１は本発明の窓の開閉装
置の一実施例を示す開閉装置が取り付けられたミニショ
ベル用キャビンの斜視図、図２は図１のイコライザの正
面図、図３は図１のアクチュエータの一部切欠正面図、
図４は図１のアクチュエータの遊星歯車機構の要部分解
斜視図、図５は図１のアクチュエータに接続される降圧
回路の説明図、図６は図１の開閉装置が取り付けられた
ミニショベル用キャビンの他の例を示す説明図である。

【００１２】図１には、本発明の開閉装置が適用される
曲面状の窓Ｗが一対のガイドレール８５に沿って上下に
スライドしうるミニショベル用のキャビンＣが示されて
いる。

【００１３】図示されている開閉装置は、２本の第１プ
ルケーブル１ａおよび１ｂと、イコライザ２と、窓を駆
動するためのアクチュエータ３と、前記アクチュエータ
３の回転力をイコライザ２に伝達する第２プルケーブル
４とから構成される。第１プルケーブル１ａおよび１ｂ
の一端は窓Ｗの下端に連結され、他端はイコライザ２に
連結されている。

【００１４】前記第１プルケーブル１ａ、１ｂおよび第
２プルケーブル４は、いずれも複数本の鋼線を撚り合わ
せた内索および内索を摺動自在に収容する導管から構成
されている。なお、第１プルケーブル１ａおよび１ｂ
は、窓を円滑に引き上げるために適宜複数本の本数を用
いてもよいが、窓Ｗの左右両側にそれぞれ１本づつ用い
たときが、窓の重量を各ケーブルに均等に分散させるこ
とができるため好ましい。

【００１５】イコライザ２は、アクチュエータ３で発生
した回転力を、１本の第２プルケーブル４を介して、２
本の第１プルケーブル１ａおよび１ｂに引張力として均
一に分配し、これにより引き操作量が同一になるように
調節するためのものである。イコライザ２は、図２に示
されるように、１枚の金属板から形成された本体２ａ
と、２本の圧縮コイルばね（以下、単にばねと呼ぶ）２
ｂ、２ｃとからなる。本体２ａの上面には、第１プルケ
ーブル１ａおよび１ｂの端部が連結されている。当該端
部の外周には、ばね２ｂ、２ｃが装着されている。一
方、本体２ａの下面のほぼ中央には、第２プルケーブル
５が連結されている。

【００１６】ばね２ｂおよび２ｃは、導管５とイコライ
ザ２の本体２ａとのあいだに配置されているため、窓の
閉動作を行なうに際し窓が全閉状態になったときに、ば
ね２ｂ、２ｃの復元力により、第１プルケーブル１ａ、
１ｂがその慣性力によって導管５の窓側の端部から飛び
出すのを防止することができる。

【００１７】図３および４に示されるように、アクチュ
エータ３は、自己拘束性を有するギアドモータ６、巻取
り用プーリ７、遊星歯車機構８、およびラチェット機構
９から構成されている。遊星歯車機構８は、ギアドモー
タ６から発生された回転力を減速して巻取り用プーリ７
に伝達するためのものである。

【００１８】ギアドモータ６は、一般に市販されている
直流用モータの駆動軸にウォーム歯車や複数段の平歯車
を組み合わせることによって、低回転、高トルクの出力
が得られるようにされている。ギアドモータ６に用いら
れる直流用モータの具体例としては、たとえばマブチモ
ータＬＥ−５７８ＶＡ−３２４１があげられる。このモ
ータの電気的特性は、動作電圧１２〜３２Ｖ、消費電力
１９〜２７６Ｗ、回転数６５〜９０ｒｐｍ、発生トルク
０〜８０ｋｇｆ・ｃｍである。

【００１９】巻取り用プーリ７の内部には、中底７ａが
形成されている。中底７ａの中央に形成されたボス７ｂ
が軸１０を軸支している。巻取り用プーリ７と後述する
遊星歯車機構８の太陽ギア１２とは同軸状で、しかもそ
れぞれ独立して回転できるように配列されている。一
方、巻取り用プーリ７の外周面には第２プルケーブル５
が巻回されている。巻取り用プーリ７が時計方向および
反時計方向のいずれかに回転することにより、第２プル
ケーブル５を繰り出したり、または巻き取ったりするこ
とができる。

【００２０】また、前記ボス７ｂの周囲には、孔部７ｃ
および連通孔７ｄがそれぞれ３か所づつ均等かつ交互に
形成されている。孔部７ｃを介して、ねじ１１が後述す
る遊星歯車機構８のキャリア１３のねじ孔１３ｂに螺着
されることにより、巻取り用プーリ７とキャリア１３と
が連結されている。一方、連通孔７ｄには、遊星ギア１
４の中心軸に設けられた突起１４ａが挿入されている。

【００２１】遊星歯車機構８は、以下のように構成され
る。ギアドモータ６の出力軸６ａに固定された太陽ギア
１２は、キャリア１３の内部に、３個の扇状断面を呈す
る突起１３ａに囲まれた状態で回転可能に収納されてい
る。また、太陽ギア１２の周囲には、３個の遊星ギア１
４が歯合するように配列され、それぞれ隣接する２個の
突起１３ａのあいだに回転可能に収納されると共に軸支
されている。なお、隣接する２個の突起１３ａの対向す
る側面は、それぞれ遊星ギア１４に外接しうるように遊
星ギア１４の外周と相補的な形状を呈している。また、
巻取り用プーリ７をねじ止めするためのねじ孔１３ｂ
は、突起１３ａのそれぞれの先端面に形成されている。
さらにキャリア１３の外周には、リングギア１５が回転
可能に配置され、３個の遊星ギア１４とそれぞれ歯合し
ている。リングギア１５の外周面にはラチェット１５ａ
が形成されている。このラチェット１５ａと、ギアドモ
ータ６の側面に揺動自在に支持されたラチェットネイル
１６とによってラチェット機構９が構成されている。ラ
チェット１５ａが、ラチェットネイル１６に噛み合うこ
とにより、リングギア１５の回転を一方の方向のみを許
し、他方の方向の回転を抑止する。

【００２２】また図５に示されるように、アクチュエー
タ３には、前記ギアドモータ６に対して降圧回路１７が
直列に接続されている。この降圧回路１７は、ダイオー
ド１７ａと抵抗１７ｂが並列接続されたものである。そ
してダイオード１７ａは、ギアドモータ６が窓を開ける
方向に駆動するときに流れる電流の向きが順方向になる
ように接続されている。

【００２３】したがって、ギアドモータ６が窓を開ける
方向に駆動するばあい、そのときに流れる大部分の電流
はダイオード１７ａを流れるため、降圧回路１７におけ
る電圧降下は小さい。したがって、ギアドモータ６に大
きい電圧を印加させることができる。一方、逆方向（す
なわち、窓を閉める方向）に電流が流れるばあいには、
ダイオード１７ａにほとんど電流が流れず、大部分の電
流は抵抗１７ｂを流れるため、降圧回路１７における電
圧降下は大きくなる。したがって、ギアドモータ６に印
加される電圧は降圧される。つまり、窓を開けるときに
は、ギアドモータ６を速く回転させ、窓を閉めるときに
は、ギアドモータ６をゆっくり回転させることができ
る。抵抗１７ｂは、１〜５オーム程度、好ましくは１〜
２オーム程度のものが用いられる。

【００２４】前記アクチュエータ３の仕様は、たとえば
所要ストローク１３００ｍｍ、窓の重量２０ｋｇとした
ばあい、以下のようになる。

【００２５】巻取り用プーリ７の直径を４０ｍｍとした
ばあい、窓を完全に閉めたときの第２プルケーブル４の
巻き数は約１０．３巻になる。

【００２６】また、ギアドモータ６に使用されるマブチ
モータＬＥ−５７８ＶＡ−３２４１の動力特性は、表１
のようになる。

【００２７】

【表１】

【００２８】なお、表１のＡは、無負荷状態のとき、Ｂ
は、常用の動作状態のとき、Ｃは、モータ拘束時の動作
状態のときに使用されるばあいの動力特性である。

【００２９】さらに、太陽ギア１２の歯数Ｚ₁を１８、
遊星ギア１４の歯数Ｚ₂を１２、リングギア１５の歯数
Ｚ₃を４２としたとき、プラネタリ型出力ｘ（すなわ
ち、遊星ギア１４の公転による出力）は、１−（ｘ−１）×（Ｚ₁／Ｚ₂）×（Ｚ₂／Ｚ₃）＝０の式にＺ₁〜Ｚ₃の数値を代入してｘについて解くこと
により、ｘ＝３．３がえられる。

【００３０】したがって、えられる常用出力は、前記ト
ルク２０ｋｇｆ・ｃｍ、巻取り用プーリ７の直径４０ｍ
ｍ（＝４ｃｍ）、プラネタリ型出力ｘ＝３．３より、２０×３．３÷（４×１／２）＝３３ｋｇｆまた、最大出力は、トルク８０ｋｇｆ・ｃｍ、として、８０×３．３÷（４×１／２）＝１３２ｋｇｆである。

【００３１】また、前述の実施例では、図１のようなド
ーム状のキャビンを例にとって説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、他の態様のキャビンにも
適用できる。たとえば、図６に示されるように、平板状
の窓Ｗの上下の４隅にローラ１８ａ、１８ｂおよび１９
ａ、１９ｂを設け、上部ローラ１８ａ、１８ｂをキャビ
ンの天井に設けられた水平ガイドレール２０に転動可能
に支持し、下部ローラ１９ａ、１９ｂをキャビン前面に
設けられた垂直ガイドレール２１に転動可能に支持した
構造のキャビンにも適用可能である。なお、図６の上部
ローラ１８ａ、１８ｂは、窓Ｗの側面の上端に、揺動自
在のアームを介して取り付けられているが、直接窓Ｗの
側面に取り付けてもよい。さらに、水平ガイドレール２
０の後端には、窓Ｗを閉める際、初動時の駆動力をうる
ための圧縮コイルばね２３を設けてもよい。

【００３２】このようなキャビンに前記開閉装置を取り
付けるばあい、たとえば、第１プルケーブル１ａ、１ｂ
を下部ローラ１９ａ、１９ｂの軸２２に固定し、第１プ
ルケーブルの残りの部分を前記水平、垂直のガイドレー
ルの内部に適宜配索すれば、キャビン内部に好適に装着
することができる。開閉装置を作動させれば、４隅のロ
ーラがそれぞれガイドレールによって案内されながら、
窓はキャビン前面から天井に向かって滑らかなカーブを
描きながら開方向または閉方向に移動することができ
る。

【００３３】つぎに、図１〜４を参照しつつ本発明の開
閉装置を用いた窓の開閉動作について説明する。

【００３４】ギアドモータ６によって発生された回転力
は、まず太陽ギア１２に伝達される。

【００３５】窓Ｗを開くとき、ギアドモータ６を動作電
流３．５Ａ、印加電圧２４Ｖの条件下で駆動させ、太陽
ギア１２を矢印Ａ方向（図３における反時計方向）に回
転させる。その回転力は、３つの遊星ギア１４に伝達さ
れる。これにより、遊星ギア１４は、太陽ギア１２の回
りを矢印Ｂ方向（図３における時計方向）に公転し、キ
ャリア１３に回転力が伝達されて、キャリア１３に回転
力が伝達されて、キャリア１３は矢印Ｂ方向に回転す
る。したがって、キャリア１３に連結された巻取り用プ
ーリ７は、矢印Ｂ方向に回転し、第２プルケーブル４を
引き操作する。その操作力は、イコライザ２を介して第
１プルケーブル１ａ、１ｂに均等に伝達され、窓Ｗはガ
イドレールに沿って上に開かれる。

【００３６】なお、窓の開動作が行われる際、リングギ
ア１５は、矢印Ａ方向の回転が許されていないので、第
２プルケーブル４の引き操作に影響はない。

【００３７】つぎに窓Ｗを閉めるときには、ギアドモー
タ６に流れる電流を逆方向に変える。前述のごとく、図
５に示される降圧回路によって大幅な電圧降下がなされ
るため、ギアドモータ６には、１２Ｖ程度のわずかな印
加電圧しか印加されない。低い印加電圧を受けたギアド
モータ６の駆動によって、太陽ギア１２は、矢印Ｂ方向
に低速回転する。一方、巻取り用プーリ７は、窓Ｗの自
重および、初動時のばあいには圧縮コイルばね２３など
（図６参照）のバネアシストを受けて矢印Ａ方向に回転
するように付勢されている。そのため、前記太陽ギア１
２が矢印Ａ方向に回転すれば、ギアドモータ６からの回
転力を受けなくても矢印Ａ方向まわりの付勢力によっ
て、遊星ギア１４、キャリア１３および巻取り用プーリ
７は、低速で矢印Ａ方向に回転し、第１プルケーブルお
よび第２プルケーブルを繰り出す。その結果、窓Ｗをゆ
っくり下降させることができる。また、ギアドモータの
回転速度を増速させない程度、つまりギアドモータの回
転速度以下であれば、手動で楽に窓Ｗを引き下げ、ケー
ブルを繰り出すことができる。窓閉時は、ギアドモータ
の回転速度が増速されても、ギアドモータが発電ブレー
キとして働くため速やかに制動され、窓Ｗの降下速度は
ある速度以上には上がらない。

【００３８】なお、リングギア１５は、ラチェット１５
ａとラチェットネイル１６との噛み合いによって矢印Ａ
方向の回転は抑止されているため、異常に速くケーブル
を繰り出すことが防止されている。

【００３９】さらに、窓Ｗを手動で閉じるばあいには、
ラチェット１５ａとラチェットネイル１６との噛み合い
を解除し、そののち窓を手で引き下げればよい。このば
あい、太陽ギア１２は静止しているが、遊星ギア１４の
矢印Ａ方向の公転およびリングギア１５の矢印Ａ方向の
回転が可能であるため、巻取り用プーリ７の矢印Ａ方向
の回転には影響ない。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、簡単かつ小型の機構
で、円滑に窓の開閉動作を行なうことができる。また、
低コスト化を達成でき、従来の開閉装置と比較して、１
／３〜１／１６程度の製造コストで製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の窓の開閉装置の一実施例を示す開閉装
置が取り付けられたミニショベル用キャビンの斜視図で
ある。

【図２】図１のイコライザの正面図である。

【図３】図１のアクチュエータの一部切欠正面図であ
る。

【図４】図１のアクチュエータの遊星歯車機構の要部分
解斜視図である。

【図５】図１のアクチュエータに接続される降圧回路の
説明図である。

【図６】図１の開閉装置のが取り付けられたミニショベ
ル用キャビンの他の例を示す説明図である。

【図７】従来の窓の開閉装置が適用される建設機械の一
例を示すパワーショベルの斜視図である。

【図８】従来の窓の開閉装置が取り付けられた窓の斜視
図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ第１プルケーブル２イコライザ３アクチュエータ４第２プルケーブル６ギアドモータ７巻取り用プーリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャビンの少なくとも前面に設けられた
一対のガイドレールのあいだに摺動可能に取り付けられ
た窓を開閉するための装置であって、（ａ）その一端が窓の側部に連結された少なくとも２本
の第１プルケーブルと、（ｂ）前記第１プルケーブルの他端に連結されたイコラ
イザと、（ｃ）駆動用モータおよび該駆動用モータの回転力を受
けて回転する巻取り用プーリを備えたアクチュエータ
と、（ｄ）前記イコライザと前記巻取り用プーリとを連結す
る第２プルケーブルからなる窓の開閉装置。
【請求項２】前記アクチュエータが、（ｃ−１）自己
拘束性を有するギアドモータと、（ｃ−２）前記ギアド
モータの出力軸に固定された太陽ギア、前記太陽ギアと
同軸状に配設されたキャリア、前記太陽歯車と歯合する
と共に前記キャリアに枢支された遊星ギア、および前記
遊星ギアに歯合し該遊星歯車に外接するリングギアから
なり、前記キャリアが前記巻取り用プーリに対して同軸
状に固定され、かつ前記リングギアに摺接する遊星歯車
機構と、（ｃ−３）リングギアの回転をケーブル巻取り
方向のみ許し、該方向とは逆向きの回転を抑止するラチ
ェット機構を有してなる請求項１記載の窓の開閉装置。
【請求項３】前記ギヤドモータが窓を閉める方向に駆
動するとき、ギアドモータの印加電圧を降下させ、ギア
ドモータが窓を開ける方向に駆動するとき、印加電圧を
降下させない降圧回路を備えてなる請求項２記載のアク
チュエータ。
【請求項４】前記イコライザが、第１プルケーブルに
対して引っ張る方向に付勢力を与える付勢手段を備えて
なる請求項１または２記載の窓の開閉装置。