JPH078768Y2 - モ−タ駆動による開閉装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、特に自動車のウインドウ，サンルーフ等の開
閉に最適なモータ駆動による開閉装置に関する。

［従来の技術］ この種の開閉装置の従来例として、近年、乗用車等に普
及しているパワーウインドウレギュレータを例に挙げて
説明する。

従来のパワーウインドウは、ガラスを昇降する機構とし
て、Ｘアーム方式，テープ方式，ワイヤー方式等を採用
しており、いずれも駆動用モータがドアボディに固定さ
れていた。

そして、前記Ｘアーム方式では、前記駆動用モータによ
ってＸアームを上下動させ、前記テープ方式，ワイヤー
方式ではテープ，ワイヤーを前記駆動用モータによって
巻き取りあるいは巻き出すことにより、ウインドウガラ
スを開閉させていた。

上述した機構では、 狭いドアスペース全体を使用してしまうため、ドア
ロック用部品等の他の部品をドア内に挿着し難くなり、
また、ドアを薄くし難いという問題があった。特に、近
年はドア内に配置される部品点数が多くなり、この機構
を採用するとドア部分の特別な機能に制限を設けざるを
得なかった。

Ｘアーム方式では、レギュレータ用の部品が多く、
また、強度面からそのほとんどの部品が金属でできてい
るので、駆動部分の軽量化が図れず、しかも駆動効率が
悪いので、大トルクのモータを使用しなければならなか
った。

テープ方式，ワイヤー方式では、前記Ｘアーム方式
に比べて、軽量化は達成することができるが、テープ，
ワイヤーが曲げられるため、耐久性に乏しく、しかも前
記Ｘアーム方式と同様に駆動効率が悪いので、同様に大
トルクのモータを必要としていた。

そこで、この種の問題を解決するために、駆動用モータ
をウインドウガラスと共に移動させることで、部品点数
を大幅に低減し、ドアスペース内の有効利用を図ること
のできる改良が提案されている。

これらの提案は、実開昭60-68284号及び特開昭61-28648
5号公報に見られるが、ここでは実開昭60-68284号の構
成を例に挙げて説明する。

同公報に開示されているパワーウインドウは、第７図に
示すように、ウインドウガラス10の下端部に固定された
ガラスホルダ12と、このガラスホルダ12に固定された正
逆転可能なモータ14と、前記モータ14によってウォーム
ギア16を介して回転駆動されるピニオンギア18と、ドア
のインパネルに縦方向に固定されて前記ピニオンギア18
と噛合するラック20とから構成されている。

そして、このパワーウインドウによれば、ウインドウを
ラック20とピニオンギア18とで駆動する方式であるので
部品点数が少なく、しかもドアインパネルにはラック20
が縦方向に固定されるだけであるので、ドア内部の空間
を有効に利用することができる。

［考案が解決しようとする問題点］ 上述したラック−ピニオン方式のパワーウインドウによ
れば、従来実用化されているＸアーム方式等の欠点を解
決することができるが、以下に説明する新たな問題点が
生じている。

即ち、第７図に示す方式では、同図の機構を図示矢印Ａ
方向から見た第８図に示すように、作動点であるウイン
ドウガラス10の中心線から、このウインドウガラス10を
縦方向に駆動する駆動力を生ずるラック−ピニオンの中
心線までの距離L₂が、順次積層して配置される前記ガラ
スホルダ12,モータ14及びピニオンギア18の厚さの規制
を受けて大きくなってしまう。従って、被開閉部である
ウインドウガラス10には、縦方向の駆動力の他に、前記
距離L₂に比例する回転モーメントが作用して、その駆動
効率が著しく悪くなっていた。

この結果、前記ウインドウガラス10の開閉時には、前記
回転モーメントに起因する摩擦力が常に作用し、確実な
開閉動作を得るためには、前記モータ14に必要以上のト
ルクが要求されるという問題がある。

さらには、前記モータ14が被開閉部の走行ラインよりも
ずれた位置に配置されるので、被開閉部にとって相当重
量のモータ14が偏心加重となり、前記摩擦力の増大を助
長するという問題があった。

さらに、上述したように、前記ガラスホルダ12,モータ1
4及びピニオンギア18を順次積層して配置した構成であ
るので、ドアの厚さ方向でドア内部の空間を占有してし
まうという問題もあった。

そこで、本考案の目的とするところは、上述した従来の
問題点を解決し、ラック−ピニオン方式を採用して部品
点数の削減，周囲空間の有効利用の確保を図りながら
も、従来のラック−ピニオン方式よりも機構の占める空
間をさらに少なくし、かつ、より少ないモータトルクで
被開閉部の開閉動作を確保することができるモータ駆動
による開閉装置を提供することを目的とするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、被開閉部材と、該被開閉部材の移動方向に沿
って固定支持されたラック部材と、該ラック部材に噛合
するピニオンギヤと、前記被開閉部材に取り付けられる
とともに前記ピニオンギヤを正または逆方向へ回転駆動
するモータとを有し、前記被開閉部材と前記モータとが
一体的に移動する開閉装置であって、 前記モータは、モータ本体とその出力を減速する減速部
とを有し、被開閉部材の下部に共に固定されており、 前記モータ本体は、前記被開閉部材の幅方向に第１の出
力軸を有し、該第１の出力軸は、前記被開閉部材の厚さ
方向のほぼ中心線上を移動軌跡とする位置に配置され、 前記減速部は、前記被開閉部材の厚さ方向に第２の出力
軸を有し、該第２の出力軸に前記ピニオンギヤが固定さ
れ、 前記ラック部材は、前記ピニオンギヤと噛み合う歯面が
前記被開閉部材の幅方向に向けて形成されていることを
特徴としている。

［作用］ 上述の構成の開閉装置では、モータの駆動力が前記ピニ
オンギアに伝達され、このピニオンギアが自転すること
でラックに沿って移動することになる。従って、モー
タ，ピニオンを支持した被開閉部材が前記ピニオンギア
と一体的に移動し、開閉動作を実行することができる。

ここで本考案の装置では、前記モータは、モータ本体の
第１の出力軸がその出力軸が前記被開閉部材の厚さ方向
のほぼ中心線上に位置し、かつ、前記被開閉部材の下部
に設けた構成となっているので、被開閉部材の中心線か
ら、この被開閉部を開閉方向に沿って駆動する駆動力を
生ずるラック−ピニオンの中心線までの距離は、従来の
構成よりも短くなるとともに、被開閉部材の厚さ方向中
心線とこの被開閉部材を駆動するモータの重心位置とが
さほどずれることがない。これにより、被開閉部材に被
開閉部材の移動負荷となるモータを取り付けても、被開
閉部材、モータ等の移動系の構成が全体として重量的な
バランスがよく、モータを取り付けたことによる上記移
動系構成の固定系構成に対する回転モーメントおよび偏
心荷重が増大するのを防止でき、被開閉部材の移動を円
滑に行なうことができる。

即ち、従来構成では、モータが支持部材（第７図のガラ
スホルダ12）の側面に固定されていたので、前記距離の
中にモータの全厚さが大きく影響し、ラックを被開閉部
材に近づけて配置することができなかった。

本考案では、モータを被開閉部材の移動端面と対向して
並列配置しているので、この厚さ分だけ確実に前記距離
を短くすることができる。

従って、被開閉部材に作用する回転モーメントは少なく
なり、従来よりも小さなトルクのモータを配置して、効
率良く、しかも確実な開閉動作を実行することが可能と
なる。

さらに、上述した配置を採用すれば、モータの重心を前
記被開閉部材のほぼ中心線に一致させることができるの
で、偏心荷重の影響が大幅に低減し、これによっても必
要とされるモータトルクの低減に大きく寄与できる。
尚、必要とされるトルクが小さければ、モータ重量自体
も低減するので、その効果はさらに助長される。

さらに、前記距離を短くした結果として、被開閉部材の
厚さ方向で、駆動のための機構の厚さを少なくすること
ができ、周囲空間をより有効に利用することが可能とな
る。

［実施例］ 以下、本考案を図面を参照して具体的に説明する。

本考案の一実施例としてのパワーウインドウは、第１
図，第２図に示すように、被開閉部材であるウインドウ
ガラス30の移動方向に沿って固定支持されたラック40
と、このラック40に噛合するピニオンギア50と、このピ
ニオンギア50を正逆回転駆動するモータ60と、このモー
タ60を前記ウインドウガラス30の一端側に支持固定する
支持部材70とを有している。

前記ラック40は、前記ウインドウガラス30の移動方向と
直交し、車体前後方向に相当するウインドウガラス30の
幅方向に向けて第２図に示すように歯40aを具備してい
る。そして、このラック40は、第１図乃至第３図に示す
ラック取り付け用ブラケット（以下、ブラケットとも称
する）41に固定されてラック部の一部を構成している。
ラック40およびブラケット41は、第３図に示すように、
ウインドウガラス30の曲率とほぼ同一の曲率で湾曲し、
ウインドウガラス30の移動方向に沿った端部がドア内板
32に固定されるようになっている。すなわち、ラック40
は、前記したウインドウガラス30の移動方向両端に相当
する端部がブラケット41に対応させてある。そしてこの
端部は、コ字状に形成されたブラケット41の取り付け片
41a、41aがボルト33によって内板32に締結されることに
よりドア内板32に一体化される。これにより、ラック40
の歯40aは、ウインドウガラス30の幅方向に向けて形成
されている。

また、前記ブラケット41には、その幅方向の両端側に、
鍵状の被係合部42,43を有し、後述する第1,第２の係合
突起65,66が係止されるようになっている。

前記モータ60は、第４図に詳図するように、モータ本体
61と、このモータ本体61に固定されたギアハウジング62
とから構成されている。

前記モータ本体61の出力軸（以下、便宜上、第１の出力
軸という）は、同図の図示Ｐ線上に一致して設けられ、
このＰ線はモータ本体61の重心線とも一致している。さ
らに、このＰ線は、前記ウインドウガラス30の厚さ方向
の中心線に略一致している。ピニオンギヤ50は、前記モ
ータ本体61の回転出力が減速機構によって前記Ｐ線と直
交する方向に減速変換された第２の出力軸に固定されて
いる。この場合、前記モータ本体61の第１の出力軸が前
記Ｐ線と直交していることになるので、第２の出力軸に
固定されたピニオンギヤ50は、ウインドウガラス30と平
行するように盤面の向きが設定されていることになる。
このため、減速比の関係でピニオンギヤ50の外径が大き
くなったとしても、ウインドウガラス30と平行する方向
での面積占有率が増加するだけでドアの厚さ方向での空
間占有率は依然として変らないようにすることができ
る。

前記ギアハウジング62についてさらに詳述すれば、この
ギアハウジング62は、前記モータ本体61を前記支持部材
70に固定するための部材及び前記ブラケット41を位置決
めするための部材とを備えている。

即ち、第５図に示すように、前記ギアハウジング62の上
側には、前記支持部材70に取り付けるための取け付け片
63,64が形成され、かつ、前記ブラケット41の一方の被
係合部42を係止する第１の係合突起65が形成されている
（第１図をも参照）。さらに、前記Ｐ線と一致した線上
に沿って延在形成された一端には、前記ブラケット41の
他の一つの被係合部43を係止する第２の係合突起66が形
成されている。尚、第５図中、図示Ｑ線は前記ピニオン
ギア50の中心線を示している。

次に、前記支持部材70について、第６図（Ａ）（Ｂ）を
も参照して説明する。

この支持部材70は、前記ウインドウガラス30の一端側を
例えば接着剤を介して挾持する挾持部71と、前記モータ
60を前記ギアハウジング62を介してを固定する固定部7
2,73と、前記一方の固定部73の一縁部を直角に屈曲した
垂直面74と、この垂直面74の一端をさらに直角に屈曲し
て、組み立て時に前記ウインドウガラス30と平行に形成
される平行面75を有して構成されている。

そして、この支持部材70によって前記モータ60をウイン
ドウガラス30に取り付けることにより、第１図に示すよ
うに、本機構をウインドウガラス30の移動端側から見た
場合に、前記モータ60の出力軸と一致するＰ線が、前記
ウインドウガラス30の厚さ方向の中心線と一致するよう
になっている。

さらに、前記支持部材70の組み立て時には、第１図に示
すように、前記垂直面74と前記ギアハウジング62に形成
した第１の係合突起65との間に、前記ブラケット41の一
方の被係合部42が挿入配置され、前記平行面75はその被
係合部42のさらに外側を覆うように配置されるように組
み立てられることになる。

以上のように構成されたパワーウインドウの作用につい
て説明する。

このパワーウインドウの駆動原理は、従来のラック−ピ
ニオン方式の提案と同様に、モータ本体61の出力を、ギ
アハウジング62内のギアによって減速すると共に、前記
モータ本体61の出力軸と直交する方向に回転軸を有する
ピニオンギア50に伝達することになる。

この駆動力が伝達されると、前記ピニオンギア50はラッ
ク40に噛合しながら回転することになるが、前記ラック
40はドア内板32に、ブラケット41を介して固定されてい
るので、ピニオンギア50の自転によって前記ラック40に
沿って移動することになる。

前記ピニオンギア50は、モータ60,支持部材70及び被開
閉部材であるウインドウガラス30と一体的に支持されて
いるので、ピニオンギア50と共にこれらの部材が一体的
に移動し、前記モータ60の正逆転駆動によって、ウイン
ドウガラス30を開閉移動することが可能となる。

ここで、本実施例では、ウインドウガラス30の移動端側
より見た場合、モータ本体61の出力軸（中心線Ｐと一
致）がウインドウガラス30の厚さ方向の中心線と一致す
るように構成されている。従って、被開閉部材であるウ
インドウガラス30の中心線（即ち、中心線Ｐ）から、こ
のウインドウガラス30を縦方向に駆動する駆動力を生ず
るラック−ピニオンの中心線（第１図及び第３図に示す
Ｒ線）までの距離L₁が、第８図に示す従来のラック−ピ
ニオン方式の場合の対応する距離L₂に比べて格段に短く
なる。さらに詳しくいえば、従来構成のモータ及び支持
部材のそれぞれの半分の厚さ分だけ、本実施例では前記
距離L₁を短くできる。

この結果、前記距離に比例して作用するウインドウガラ
ス30への回転モーメントが従来よりも大幅に少なくな
り、開閉時に生ずる摩擦力を低減できるので、従来より
も少ないトルクのモータ60を配置して、効率良く、しか
も確実な開閉動作を担保することができる。

さらに、本実施例では、モータ60の重心が、前記被開閉
部材であるウインドウガラス30の厚さ方向の中心線と一
致しているので、被開閉部材側の偏心荷重は大幅に少な
くなり、このことによっても前記回転モーメントを少な
くできるという効果がある。

さらに、上述した構成によって、ドアの内側に配置され
る支持部材70,モータ60,ラック40などの総厚みを従来よ
りも少なくすることができる効果もある。従って、特に
近年、機能の追加によってドア内に多数の部品が組み込
まれる状況下にあっては、パワーウインドウのための機
構の占める空間を少なくすることは、ドア内のレイアウ
ト設計上大きな効果となる。

このように、ドアの厚さ方向の厚みを少なくできること
は、特に本実施例のように所定の曲率で湾曲したドアの
場合に特に有効である。即ち、第３図に示すように、ド
ア内板33は通常平面であるので、ドアの上下端の空間が
特に狭い構成となってしまう。本機構のようにドア厚さ
方向のスペースを従来よりも少なくできれば、ドアを厚
くしなくてもこの種の機構を採用することができ、特に
小型車へのパワーウインドウの装着を著しく容易にする
ことができる。

さらに、本実施例では、ラック−ピニオンの確実な歯合
を担保するための部材として、被係合部42,43,第1,第２
の係合突起65,66を設けている。通常ウインドウガラス3
0は、ドアの内縁によってガイドされているが、これだ
けではラック−ピニオンの噛合を確実に担保することに
はならない。本実施例では、第１図に示すように、ギア
ハウジング62に形成した第１の係合突起65の外側面にブ
ラケット41の一方の被係合部42を当接させると共に、ブ
ラケット41の他方のコ字状の係合部43を、ギアハウジン
グ62に形成した第２の係合突起66に引っ掛けて係合支持
している。この結果、ブラッケット41の横方向（ウイン
ドウガラス30の幅方向）の位置が規制されるので、ラッ
ク−ピニオンの噛み合い関係を確実に維持することがで
きる。

尚、第１の係合突起66側に係止される被係合部42の抜け
を防止するため、支持部材70に形成した前記垂直面74,
平行面75によって前記係合突起42を外側より覆う構成を
採用している。

尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、本
考案の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

上記実施例では、ラック40は、ウインドウガラス30の移
動方向と直交する前記ウインドウガラス30の幅方向に向
けて歯40aを具備し、かつ、前記ピニオンギア50は、モ
ータ出力軸と直交する回転軸に固着され、前記出力軸の
回転動力を前記回転軸に伝達するギアハウジング62を有
する構成のパワーウインドウであったが、必ずしもこれ
に限定されるものではない。

さらに、本考案は必ずしもパワーウインドウにのみ適用
されるものではなく、モータを使用して被開閉部材を開
閉駆動する種々の分野の装置に適用できる。

例えば、自動車を例に挙げれば、近年普及しているサン
ルーフの開閉駆動としても採用することができる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によればラック−ピニオン
方式の利点である部品点数の削減，ドア内部の有効空間
の確保を図ることができる他、被開閉部材の作動点と、
ラック−ピニオンの駆動点との間の距離を従来より短く
することができるので、効率のよい駆動を行なうことが
でき、従来よりも少ないモータトルクで確実な開閉駆動
を実行することができる。

さらに、被開閉部材の厚み方向に相当する機構部品の厚
みを、さらに少なくすることができるので、内部の空間
を他の用途に有効に利用することができる。また、本考
案によれば、前記したように、被開閉部材の厚み方向に
相当する機構部品の厚みを少なくした場合においても、
ラックとピニオンギヤとの噛合関係を良好に維持するこ
とができる。これにより、ドア内部空間、特に、ドアの
厚さ方向で被開閉部材の開閉機構が占有する範囲を少な
くすることができる。これにより、所定の曲率を以て形
成された湾曲空間を有するようなドアにおいても、その
空間形状に合せた形式変更などを不要にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案を適用したパワーウインドウの機構の
平面図、 第２図は、同機構の正面図、 第３図は、ドア内部での移動軌跡を示す概略説明図、 第４図は、モータ本体及びギアハウジングの正面図、 第５図は、ギアハウジングの正面図、 第６図（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ支持部材の正面図，
側面図、 第７図は、従来のラック−ピニオン方式のパワーウイン
ドウの概略斜視図、 第８図は、第７図の矢視Ａ方向から見た側面図である。 30……被開閉部材、40……ラック、41……ブラケット、
42,43……被係合部、50……ピニオンギア、60……モー
タ、61……モータ本体、62……ギアハウジング、65,66
……第1,第２の係合突起、70……支持部材。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被開閉部材と、該被開閉部材の移動方向に
   沿って固定支持されたラック部材と、該ラック部材に噛
   合するピニオンギヤと、前記被開閉部材に取り付けられ
   るとともに前記ピニオンギヤを正または逆方向へ回転駆
   動するモータとを有し、前記被開閉部材と前記モータと
   が一体的に移動する開閉装置であって、 前記モータは、モータ本体とその出力を減速する減速部
   とを有し、被開閉部材の下部に固定されており、 前記モータ本体は、前記被開閉部材の幅方向に第１の出
   力軸を有し、該第１の出力軸は、前記被開閉部材の厚さ
   方向のほぼ中心線上を移動軌跡とする位置に配置され、 前記減速部は、前記被開閉部材の厚さ方向に第２の出力
   軸を有し、該第２の出力軸に前記ピニオンギヤが固定さ
   れ、 前記ラック部材は、前記ピニオンギヤと噛み合う歯面が
   前記被開閉部材の幅方向に向けて形成されていることを
   特徴とするモータ駆動による開閉装置。
2. 【請求項２】前記モータは、前記被開閉部材の幅方向に
   離間して形成された第１および第２の係合突起を具備
   し、 前記ラック部材は、前記第１、第２の係合突起を係止し
   て前記ピニオンギヤとの噛合状態を維持する被係合部を
   備えたことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載のモータ駆動による開閉装置。
3. 【請求項３】前記被開閉部材および前記ラック部材は、
   所定の曲率で湾曲していることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項または第２項記載のモータ駆動によ
   る開閉装置。