【解決手段】ベースプレート5と、アームとしてのメインアーム2と、メインアーム2を窓ガラス9の上昇方向に付勢する帯状のばね鋼からなるバランススプリング7とを備え、バランススプリング7は、渦巻部と、渦巻部の中心側における始端部から連続してメインアーム2と共に回転するように連結した連結部と、渦巻部の外周側における終端部から渦巻部の接線方向に連続する直線状の延在部と、延在部に対して渦巻部とは反対側に折り曲げられた折り曲げ部とを一体に有し、メインアーム2の回転に伴って渦巻部の連結部が回転する際に、終端部が渦巻部の中心側へ移動することがベースプレート5の第2支持部によって抑制される。
【背景技術】
【0002】
従来、車両のドアの窓ガラスを昇降させるウインドレギュレータとして、X字状に交差されたメインアーム及びサブアームを電動モータによって駆動させることにより窓ガラスの昇降を行うXアーム式のウインドレギュレータが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1に記載のウインドレギュレータは、ドアパネルに固定されたベースプレートと、一端が窓ガラスに連結されて他端がベースプレートに対して回転可能に支持されたメインアーム(リフトアーム)と、メインアームにX字状に交差して相対回転可能に配置されたサブアーム(第1及び第2イコライザアーム)と、メインアームを所定の回転方向に付勢するバランススプリングと、を備えている。
【0004】
このバランススプリングは、帯状のばね鋼を渦巻いて形成された渦巻きバネであり、渦巻き状に巻き回された渦巻部と、渦巻部の中心側における始端に連続してメインアームと一体回転可能に連結された連結部と、渦巻部の外周側における終端に連続して直線状に延在した延在部と、延在部の渦巻部とは反対側の端部に連続して折り曲げられた折り曲げ部とを一体に有している。
【0005】
バランススプリングは、その折り曲げ部がベースプレートに立設された支持部に係止され、連結部がメインアームの窓ガラスの下降方向に回転することにより渦巻部が縮径するように構成されている。つまり、バランススプリングはメインアームの窓ガラスの上昇方向に常時付勢力を付与している。これにより、窓ガラスの上昇時と下降時の移動速度差が低減されている。
【発明を実施するための形態】
【0012】
[実施の形態]
本発明の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6を参照して説明する。
【0013】
図1は、本実施の形態に係るウインドレギュレータを示す概略図である。なお、同図においては、ウインドレギュレータをドアの内板を構成するドアインナパネル側からみた場合の一例が示されている。
【0014】
(ウインドレギュレータの全体構造)
図示しない車両のドアには、窓ガラス9が設けられている。窓ガラス9は、ドアに設けられた図略のドアサッシに沿って昇降自在となっている。窓ガラス9を昇降させるウインドレギュレータ100は、ドアのインナパネルとアウタパネルとの間に配置されている。
【0015】
ウインドレギュレータ100は、本願の請求項に係る発明のアームとしてのメインアーム2と、メインアーム2にX字状に交差して相対回転可能に組み合わせたサブアーム3と、窓ガラス9を昇降移動させる駆動力を発生する駆動機構4と、駆動機構4が設置されたベースプレート5と、ベースプレート5に配置されてメインアーム2を所定の回転方向に付勢するバランススプリング7と、を備えている。このウインドレギュレータ100は、駆動機構4によりメインアーム2が回動し、窓ガラス9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である。
【0016】
メインアーム2及びサブアーム3は、プレス成型された長尺鋼板材により構成されている。メインアーム2は、その長手方向の先端部21が窓ガラス9の下端を保持する昇降ガイドチャンネル10に連結され、長手方向の基端部22がベースプレート5に連結されている。サブアーム3は、長手方向の一端が昇降ガイドチャンネル10に連結され、長手方向の他端が図略のドアパネルに固定された固定ガイドチャンネル11に連結されている。
【0017】
メインアーム2とサブアーム3とは、メインアーム2の基端部22と先端部21との間の中間部に位置する連結部23において連結され、サブアーム3がメインアーム2の連結部23を中心としてメインアーム2に対して回動可能に配置されている。
【0018】
昇降ガイドチャンネル10は、上下方向(
図1に示す矢印A方向)に進退移動可能に配置され、窓ガラス9の昇降方向と交差する方向(車両の前後方向)に沿って延びるガイド部10aを有している。
【0019】
固定ガイドチャンネル11は、上述した昇降ガイドチャンネル10と略平行に配置され、窓ガラス9の昇降方向と交差する方向(車両の前後方向)に延びるガイド部11aを有している。
【0020】
メインアーム2の先端部21は、昇降ガイドチャンネル10のガイド部10aに沿って摺動自在に配置された第1スライダ81を介して昇降ガイドチャンネル10に連結されている。つまり、メインアーム2の先端部21は昇降ガイドチャンネル10を介して窓ガラス9に連結されている。また、メインアーム2の先端部21と第1スライダ81とは、ピン14によって連結されている。メインアーム2が駆動機構4の作動によって回転すると、先端部21が昇降ガイドチャンネル10のガイド部10aに沿って移動する。
【0021】
メインアーム2は、その基端部22が段付きピン6(後述する
図3参照)を介してベースプレート5に取り付けられ、ベースプレート5に対して段付きピン6の回転軸を中心として回転可能に連結されている。また、メインアーム2の基端部22には、鋼板材からなる扇形状のドリブンギヤ12が溶接によって固定されている。ドリブンギヤ12の円弧状外周面には、後述する駆動機構4のピニオンギヤに噛み合うギヤ部12aが形成されている。
【0022】
サブアーム3は、第1サブアーム31と、第2サブアーム32とからなり、第1サブアーム31及び第2サブアーム32は、メインアーム2の連結部23において板厚方向にメインアーム2を挟み込むように配置されている。第1サブアーム31と第2サブアーム32とは、長手方向に沿って略直線状に配置され、連結部23において例えば溶接等の固定手段によって相対回転不能に連結されている。
【0023】
第1サブアーム31は、長手方向の昇降ガイドチャンネル10側の先端部310が、昇降ガイドチャンネル10のガイド部10aに摺動自在に配置された第2スライダ82を介して昇降ガイドチャンネル10に連結され、長手方向の基端部311がメインアーム2の連結部23に回転可能に連結されている。第1サブアーム31の先端部310と第2スライダ82とは、ピン14を介して連結されている。
【0024】
第2サブアーム32は、長手方向の固定ガイドチャンネル11側の先端部320が固定ガイドチャンネル11のガイド部11aに摺動自在に配置された第3スライダ83を介して固定ガイドチャンネル11に連結され、長手方向の基端部321がメインアーム2の連結部23に回転可能に連結されている。第2サブアーム32の先端部320と第3スライダ83とは、ピン14を介して連結されている。
【0025】
駆動機構4は、電動モータ41と減速機42とを備えている。減速機42は、ウォーム及びウォームホイールからなるウォームギヤ機構からなり、ベースプレート5に固定されたギヤケース40に収容されている。ウォームホイールの出力軸43の先端には、ギヤケース40の外面に配置されたピニオンギヤ44が固定されている。
【0026】
ギヤケース40には、車両に搭載される図示しない制御装置に電気的に接続されるコネクタ45が設けられている。電動モータ41は、図示しないパワーウインドスイッチ等の指令信号に基づいて制御装置により制御される。
【0027】
図2は、ベースプレート5及びバランススプリング7と段付きピン6の構成を示す斜視図である。
図3は、メインアーム2の基端部22、ベースプレート5、段付きピン6及びバランススプリング7の分解斜視図である。なお、
図3には、
図2に示すベースプレート5の裏側が図示されている。
図4は、バランススプリング7の構成例を示す平面図である。なお、
図4では、後述するベースプレート5の第1及び第2支持部51,52を模式化して円形として示している。
【0028】
バランススプリング7は、帯状のばね鋼を渦巻いて形成された弾性体である。このバランススプリング7は、ばね鋼が渦巻き状に巻き回された渦巻部70と、渦巻部70の中心に設けられ、渦巻部70の中心側における始端部70aから連続してメインアーム2の回転と共に回転する連結部71と、渦巻部70の外周側における終端部70bから渦巻部70の接線方向に連続する直線状の延在部72と、延在部72における渦巻部70とは反対側の端部に設けられ、延在部72に対して渦巻部70とは反対側に折り曲げられた折り曲げ部73とを一体に有している。
【0029】
図2に示すように、ベースプレート5の中央部には、その端面から切り起こしによって形成された第1支持部51と第2支持部52とが設けられている。第1及び第2支持部51,52は、減速機42と、メインアーム2の回転中心との間に設けられ、第2支持部52が第1支持部51よりもバランススプリング7の渦巻部70の終端部70b側に配置されている。
【0030】
ベースプレート5の第1支持部51は、バランススプリング7の折り曲げ部73を係止する係止部として形成されている。また、バランススプリング7の延在部72は、窓ガラス9の昇降方向における上側(
図1における上方向側)を指向する第1端面72aを有し、この第1端面72aのうち折り曲げ部73側の端部における部位が第1支持部51と接触している。第2支持部52は、延在部72の第1端面72aとは反対側の第2端面72bの一部と接触し、折り曲げ部73と渦巻部70との間で延在部72に当接する当接部として形成されている。
【0031】
図3に示すように、段付きピン6は、軸方向に突出してベースプレート5に形成された貫通孔5aを貫通し、かつ、メインアーム2に形成された挿通孔2aに嵌合するボス部61と、バランススプリング7の連結部71が連結される被連結部62と、ボス部61と係合部62との間に形成された鍔部63とを有している。
【0032】
メインアーム2の挿通孔2aは、段付きピン6のボス部61に対応して略楕円形状であり、組付け時の寸法を考慮してボス部61よりも僅かに大きな寸法で形成されている。これにより、メインアーム2と段付きピン6とが一体に回転するように構成されている。なお、組付時においては、段付きピン6のボス部61をベースプレート5の貫通孔5a及びメインアーム2の挿通孔2aに貫通させた後、ボス部61を加締めることによりメインアーム2に固定させる。
【0033】
段付きピン6の係合部62には、バランススプリング7の連結部71が嵌合によって連結される嵌合溝62aが形成されている。これにより、段付きピン6とバランススプリング7の連結部71とが相対回転不能に連結されている。
【0034】
メインアーム2が窓ガラス9の下降方向に回転すると、段付きピン6の回転と共にバランススプリング7の連結部71が
図4における時計回り方向(矢印X方向)に回転する。この際、バランススプリング7の折り曲げ部73は、第1支持部51によって折り曲げ部73の延伸方向(
図4に示すZ方向)及び延在部72の延在方向(
図4に示すW方向)に沿った移動が規制されているため、渦巻部70が連結部71の回転によって巻き込まれて縮径し、バランススプリング7に反時計回り方向の弾性力が発生する。これにより、メインアーム2は、窓ガラス9の下降方向(
図4における時計回り方向)に回転する際、常時バランススプリング7の渦巻部70における弾性力を受ける。一方、メインアーム2が窓ガラス9の上昇方向に回転すると、段付きピンの回転と共にパランススプリング7の連結部71が
図4における反時計回り方向(矢印Y方向)に回転し、上述した弾性力によって渦巻部70が拡径する。つまり、メインアーム2は、窓ガラス9の上昇方向(
図4における反時計回り方向)に回転する際に、常時バランススプリング7の渦巻部70における復元力を受けている。
【0035】
以上
図1乃至
図4において説明したウインドレギュレータ100において、電動モータ41が回転駆動すると、減速機42によって減速回転されたピニオンギヤ44を介してドリブンギヤ12及びメインアーム2が段付きピン6を中心に所定の角度範囲で回転する。メインアーム2が回転すると、昇降ガイドチャンネル10がメインアーム2の先端部21によって押し上げられて、サブアーム3における第1サブアーム31の先端部310が昇降ガイドチャンネル10に案内されると共に、第2サブアーム32の先端部320が固定ガイドチャンネル11に案内される。これにより、サブアーム3がメインアーム2と共に連結部23を中心に回転し、窓ガラス9が車両の上下方向に開閉される。
【0036】
次に、ウインドレギュレータ100の作動時におけるバランススプリング7の動作について
図5及び
図6を参照して説明する。
図5は、メインアーム2が回転して窓ガラス9の全閉状態から全開状態に移行する際におけるバランススプリング7の状態を示し、(a)は窓ガラス9が完全に閉じられた閉状態におけるバランススプリング7を示し、(b)は(a)の状態からメインアーム2が窓ガラス9の下降方向に所定角度だけ回転した際におけるバランススプリング7を示し、(c)は(b)の状態からメインアーム2がさらに回転し、窓ガラス9が全開状態になった際におけるバランススプリング7を示す。
図6は、比較例に係るバランススプリング7Aを示し、
図5と同様に、(a)は窓ガラス9が完全に閉じられた閉状態におけるバランススプリング7Aを示し、(b)は(a)の状態からメインアーム2が窓ガラス9の下降方向に所定角度だけ回転した際におけるバランススプリング7Aを示し、(c)は(b)の状態からメインアーム2がさらに回転し、窓ガラス9が全開状態になった際におけるバランススプリング7Aを示す。なお、
図5及び
図6では、
図4と同様にベースプレート5の第1及び第2支持部51,52,510をそれぞれ模式化して円形として示している。
【0037】
メインアーム2の回転に伴って段付きピン6が回転すると、
図5(a)〜(c)に示すように、バランススプリング7の連結部71の回転に伴い渦巻部70が巻き込まれて徐々に渦巻部70が縮径する。この際、延在部72がベースプレート5の第2支持部52に接触しているため、渦巻部70の縮径に伴う延在部72の渦巻部70側に近接する方向(矢印P方向)の移動が規制されている。すなわち、本実施の形態では、メインアーム2の回転に伴ってバランススプリング7の連結部71がベースプレート5に対して回転する際に、延在部72における渦巻部70側の終端部70bの連結部71への移動が、ベースプレート5の第2支持部52に延在部72が当接することによって抑制されている。
【0038】
また、バランススプリング7における渦巻部70の縮径に伴って、渦巻部70におけるばね鋼の内周面7aと外周面7bとが接近する。この際、本実施の形態では、窓ガラス9が可動範囲の最下部(下死点)に位置したとき、渦巻部70の全域にわたってばね鋼の内周面7aと外周面7bとの間に所定の隙間が形成されている。つまり、メインアーム2の回転可能な角度範囲の全領域において、バランススプリング7の渦巻部70の回転に伴うばね鋼の内周面7aと外周面7bとの擦れが発生しないように構成されている。
【0039】
次に、比較例に係るバランススプリング7Aについて
図6を参照して説明する。本実施の形態では、ベースプレート5がバランススプリング7の延在部72を支持する第2支持部を有していたが、比較例の場合では、第2支持部52を有していない。つまり、比較例においては、ベースプレート5が本実施の形態における第2支持部52に相当する部分を有していない点で本実施の形態と異なる。したがって、上記実施の形態で用いた部材及び符号と同じ部材及び符号を用いることで、その部材に関する詳細な説明は省略する。
【0040】
比較例に係るバランススプリング7Aは、本実施の形態に係るバランススプリング7と同様に、渦巻状に形成された渦巻部700と、渦巻部700の中心側における始端部700aから連続してメインアーム2と共に回転するように連結された連結部710と、渦巻部700の外周側における終端部700bから渦巻部700の接線方向に連続する直線状の延在部720と、延在部720に対して渦巻部700とは反対側に折り曲げられた折り曲げ部730とを一体に有している。
【0041】
ベースプレート5の支持部510には、バランススプリング7Aの折り曲げ部730が係止されている。また、バランススプリング7Aの延在部720は、渦巻部700側を指向する第1端面720aと、第1端面720aとは反対側の第2端面720bとを有し、この第2端面720bのうち折り曲げ部730側の端部における部位が第1支持部510と接触している。
【0042】
メインアーム2の回転に伴って段付きピン6が回転すると、
図6(a)〜(c)に示すように、バランススプリング7Aの連結部710の回転に伴い渦巻部700が巻き込まれて徐々に渦巻部700が縮径する。この際、延在部720の渦巻部700側に近接する方向(矢印Q方向)への移動に伴って、渦巻部700の終端部700bが渦巻部700の中心側へ移動する。この際、
図6(b)に示すように、渦巻部700におけるばね鋼の内周面7aと外周面7bとが接触し、メインアーム2の回転に伴ってさらに渦巻部700が縮径するので、ばね鋼の内周面7aと外周面7bとの擦れに起因した異音が発生する恐れがある。つまり、比較例の場合は、渦巻部700の縮径時における延在部720の上述した移動が規制されず終端部700bが連結部710側へ移動するため、上記した擦れを防止することができない。すなわち、本実施の形態のような異音抑制の効果が得られない。
【0043】
(実施の形態の作用及び効果)
以上説明した実施の形態によれば、メインアーム2の回転に伴って渦巻部70の連結部71が回転する際に、終端部70bが渦巻部70の中心側へ移動することがベースプレート5の第2支持部52によって抑制されるので、ばね鋼同士の擦れを防止することができる。すなわち、メインアーム2の回転時におけるバランススプリング7から発せられる異音を抑制することができる。
【0044】
また、本実施の形態によれば、バランススプリング7が窓ガラス9の開閉全域において、渦巻部70におけるばね鋼の内周面7aと外周面7bとが擦れない所定の隙間を有して構成されているので、連結部71の回転に伴うばね鋼同士の接触を回避することができる。これにより、バランススプリング7から発せられる異音を抑制する効果をさらに向上させることができる。
【0045】
またさらに、比較例に係るバランススプリング7Aの場合では、ばね鋼の内周面7aと外周面7bとの間の擦れに起因した異音を抑制する手段として、例えばばね鋼の表面に高価な表面処理を施すことにより、上記したような異音抑制の効果を得ることもできるが、本実施の形態によれば、そのような表面処理を安価なものにすることが可能である。つまり、コストの低減を図ることができる。
【0046】
なお、上記実施の形態では、Xアーム式ウインドレギュレータがバランススプリング7を備えている場合についてのみ説明したが、ウインドレギュレータの形態はこれに限定されず、例えばシングルアーム式のウインドレギュレータにも本実施の形態に係るバランススプリング7を適用することが可能である。さらに言えば、本実施の形態に係るウインドレギュレータ100は、モータ駆動による電動式ウインドレギュレータであるが、例えば手動式ウインドレギュレータにもバランススプリング7を適用することができる。
【0047】
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。
【0048】
また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが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。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
【0049】
上記実施の形態では、ベースプレート5の第1及び第2支持部51,52がベースプレート5の切り起こしによって形成された形状である場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、例えば別部材としてブラケットを溶接によりベースプレート5に固定して第1及び第2支持部を構成してもよく、ピンを加締めて構成してもよい。