JPH0251343A - ワイヤ駆動用整流子モータ並びに窓開閉装置 - 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、正逆回転が可能なワイヤ駆動用整流子モータ
、並びに例えば自動車のドアや車体天井に設けられた窓
を自動的に開閉させる窓開閉装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば自動車のドアに設けられた窓を自動的に開閉する
従来の構成としては、クロスアーム形の窓開閉装置が一
般的である。この装置は、正逆回転される整流子モータ
と、このモータに連結されたウオーム減速機構と、この
減速機構の出力端に接続されたビニオンおよびこれに噛
み合う扇形歯車からなる歯車機構と、扇形歯車に下端部
を固定し上端部を窓ガラスに設けた水平方向のガイドに
沿って摺動可能に接続した第１アームと、このアームの
中間部において交差されるとともに、その交差部におい
て固定の枢軸を介して枢着され、かつ、下端部がドアに
設けた水平方向のガイド沿って摺動可能に、また、上端
部が上記窓ガラスに設けた水平方向のガイドに沿って摺
動可能に夫々接続された第２アームとからなる。

この窓開閉装置は、整流子モータを正回転させることに
より両アームにより窓ガラスを押し上げるとともに、整
流子モータを逆回転させることにより両アームにより窓
ガラスを引き下げて、窓を自動的に開閉させるものであ
る。

また、このようなりロスアーム形の窓開閉装置において
は、ウオーム減速機構を備えており、ギヤ比が大きく、
したがってトルクの伝達効率が低いので、整流子モータ
の特性（回転数とトルクとの関係）が正回転時と逆回転
時に同じであるにも拘らず、窓を開ける際と閉じる際の
モータに対する負荷の大きさが異なっても、窓ガラスを
開閉する速度に差を生じない。しかし、既述のように数
多くの構成部品が必要であるから構造が複雑で、コスト
も高くなるという欠点がある。

そこで、正逆回転可能な整流子モータの回転をワイヤの
往復動に直接変換して、このワイヤで窓ガラスを直接押
し引きすることによって、窓を開閉する直接駆動形の窓
開閉装置が従来知られている。この装置は、正逆回転可
能な整流子モータが備える中空の回転子軸に、スクリュ
ー式のワイヤを貫通させるとともに、このワイヤを回転
子軸の内周面に設けられた雌ねじ部に螺合させて、かつ
、ワイヤの端部を窓ガラスに接続して構成されている。

このような窓開閉装置によれば、整流子モータを動作さ
せてその回転子軸を回転させると、雌ねじ部とスクリュ
ー式ワイヤとの噛み合いによりワイヤを軸方向に移動で
きる。したがって、整流子モータを正回転させることに
よりワイヤで直接窓ガラスを押し上げるとともに、整流
子モータを逆回転させることによりワイヤで直接窓ガラ
スを引き下げて、窓を自動的に開閉させることができる
。

ところで、正逆回転される従来の整流子モータでは、正
回転時においても逆回転時においてもモータの効率が同
じとなる位置に一対のブラシを配設することが通常−船
釣（したがって第５図に示すように正回転時と逆回転時
における回転数とトルクとの関係も同じ）であり、既述
の各窓開閉装置においても同様な構成の整流子モータが
従来採用されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、直接駆動形の窓開閉装置においては、減速をし
ないことから整流子モータのトルク伝達効率が格段に高
い。このため、以上のような従来構成の整流子モータの
使用により、このモータに対する負荷の大きさが正回転
時と逆回転時とにおいて異なると、窓ガラスの開閉速度
の差が顕著に現われるという問題があった。

つまり、スクリュー式ワイヤによって窓ガラスを押す場
合には、ワイヤが撓むので大きなトルクを必要とし、か
つ、ワイヤで窓ガラスを引張る場合には、ワイヤの撓み
がないので小さなトルクでよく、また、窓ガラスが上下
方向に移動して開閉される場合には、この窓ガラスの自
重もモータに対する負荷変動の因子となり、これらによ
ってワイヤの移動速度に大きな差が現われてしまうとい
う問題があった。

本発明は、正回転時と逆回転時において作用する負荷の
大きさが異なるにも拘らず、ワイヤの送り速度の差を小
さくできるワイヤ駆動用整流子モータを得ることを目的
としており、さらに、窓ガラスをワイヤで押し引きして
略同−速度で開閉できる窓開閉装置を得ることを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の正逆回転可能なワイヤ駆動用整流子モ−タは、
内周面に雌ねじ部が設けられた中空の回転子軸を備え、
負荷が接続されるスクリュー式のワイヤを上記雌ねじ部
に螺合させて上記回転子軸に貫通させ、上記回転子軸の
回転により上記ワイヤを軸方向に移動させるものに適用
される。そして上記目的を達成するために、正回転時に
おいても逆回転時においても回転数とトルクとの関係が
同じとなる通常一般的なブラシ配設位置に対して、回転
方向側、または反回転方向側のいずれかに位置をずらし
て、上記回転子軸に固定された整流子に接する一対のブ
ラシ装置を配設したものである。

また、本発明の窓開閉装置は、正逆回転可能な整流′子
モータが備える中空の回転子軸に、窓ガラスが接続され
るスクリュー式のワイヤを貫通させるとともに、このワ
イヤを上記回転子軸の内周面に設けられた雌ねじ部に螺
合させ、上記回転子軸の正回転により上記ワイヤで上記
窓ガラスを押してこのガラスを一方向に移動させるとと
もに、上記回転子軸の逆回転により上記ワイヤで上記窓
ガラスを引いてこのガラスを反対方向に移動させるもの
に適用される。そして上記目的を達成するために、正回
転時においても逆回転時においても回転数とトルクとの
関係が同じとなる通常一般的なブラシ配設位置に対して
、回転方向側に位置をずらして、上記回転子軸に固定さ
れた整流子に接する一対のブラシ装置を配設したもので
ある。

〔作用〕

上記のように構成されたワイヤ駆動用整流子モータにお
いては、その一対のブラシ装置の配置を、通常一般的な
ブラシ配設位置に対してずらしたことによって、正回転
時と逆回転時のモータ特性（つまり回転数とトルクとの
関係）が変わる。すなわち、通常一般的なブラシ配設位
置から回転方向側にずらして一対のブラシ装置を配置し
た場合には、通常一般的なブラシ配設位置に一対のブラ
シ装置を配設した場合の正逆回転時のモータ特性に対し
、正回転時のモータ特性が良くなるとともに、逆回転時
のモータ特性が悪くなる。また、通常一般的なブラシ配
設位置から反回転方向側にずらして一対のブラシ装置を
配置した場合には、逆に正回転時のモータ特性が悪くな
るとともに、逆回転時のモータ特性が良くなる。このた
め、正回転時と逆回転時とでは、同一の回転数でありな
がら夫々異なる大きさのトルクを得て、正回転時と逆回
転時の異なる大きさの負荷に対応できる。したがって、
正回転時と逆回転時とでワイヤの送り速度の差を小さく
して、このワイヤを直接駆動できる。

また、上記した理由から、ワイヤによる窓ガラスの抑圧
時には、整流子モータの正回転により大きなトルクを得
てワイヤを駆動できるとともに、ワイヤによる窓ガラス
の引張り時には、整流子モータの逆回転により小さなト
ルクを得てワイヤを駆動できるから、窓ガラスをワイヤ
で押し引きして略同−速度で開閉できる。

〔実施例〕

第１図から第４図を参照して本発明の実施例について説
明する。

第３図中１は電流方向の切換えにより正回転および逆回
転が可能なワイヤ駆動用の整流子モータである。第２図
に示すように整流子モータ１は、モータフレーム２の両
端部に夫々軸受３を内装するとともに、これら軸受３間
において永久磁石製のステータ４をモータフレーム２の
内面に取付け、かつ、このステータ４内を貫通する回転
子５をモータフレーム２内に収納し、この回転子５に取
付けた整流子６に一対のブラシ装置７を押付けて形成さ
れている。

回転子５は、軸受３に両端部を回転自在に夫々支持され
た回転子軸８の外面に、整流子６を取付けるとともに、
ステータ４に対向してロータコア９を取付け、さらにこ
のコア９にロータコイル１０を巻き付けて形成されてい
る。回転子軸８は中空構造であって、その内周面の一部
に設けられた小径部には雌ねじ部１１が設けられている
。

そして、上記一対のブラシ装置７はモータフレーム２の
一端部内面に絶縁部材１２を介して支持されているとと
もに、これらブラシ装置７は第１図に示す位置に配置さ
れている。すなわち、第１図中二点鎖線は従来の整流子
モータにおいて採用されているブラシ装置の配置を示し
ており、この位置では、正回転時においても逆回転時に
おいても回転数とトルクとの関係が同じとなる位置・（
以下、この位置を基準位置と称する。）である。そして
、この基準位置に対して例えば正回転方向側に角度θず
らして一対のブラシ装置７は配設されている。なお、第
１図中実線矢印は正回転方向、点線矢印は逆回転方向を
示している。また、ブラシ装置７は、ピッグティル付き
のカーボンブラシと、ブラシホルダと、コイルバネ等か
ら形成されていることは勿論である。

また、上記回転子軸８にはスクリュー式の可撓性ワイヤ
１３が雌ねじ部１１に螺合して貫通されている。このワ
イヤ１３は、その外周面に螺旋を有したものであり、例
えば鋼線をワイヤ芯材の外周に一定のピッチで螺旋状に
巻き付けることにより形成されている。そして、このス
クリュー式ワイヤ１３の両端側は、第２図および第３図
に示したように整流子モータ１の両側に配設した硬質の
バイブ状ガイド１４．１５を貫通して、これらに沿って
案内されている。その内のガイド１５を貫通したワイヤ
１３の一端は、第３図に示すように自動車のドアに設け
られた窓ガラス１６にコネクタ１７を介して接続されて
いる。

なお、コネクタ１７とワイヤ１３との連結部分はガイド
１５に軸方向に沿って設けられた図示しない溝を上下動
可能に挿通しているとともに、第３図中１８〜２０は同
図中前後方向および左右方向の位置を規制しながら窓ガ
ラス１７の上下動を案内するガイド部材を示し、また２
１は窓開口を示している。

以上の構成をなす整流子モータ１を駆動源とした窓開閉
装置において、整流子モータ１を動作させて回転子５を
正回転させることにより、回転子軸８の雌ねじ部１１と
スクリュー式ワイヤ１３とＱ噛み合いを介してワイヤ１
３がガイド１５側に向けて軸方向に送られる。このため
、ワイヤ１３は窓ガラス１７を押し上げて、窓を閉じる
。また、回転子５を逆回転させることにより、回転子軸
８の雌ねじ部１１とスクリュー式ワイヤ１３との噛み合
いを介してワイヤ１３がガイド１４側に向けて軸方向に
送られるから、ワイヤ１３は窓ガラス１７を引き下げて
、窓を開ける。

ところで、整流子モータ１はその一対のブラシ装置７の
基準位置に対して回転方向側にθ度ずらして配置したこ
とにより、第４図に示すように正回転時には回転数およ
びトルクともに太ききくなってモータ特性が良くなると
ともに、逆回転時の回転数およびトルクともに小さくな
ってモータ特性が悪くなる。なお、一対のブラシ装置が
基準位置に配設された場合のモータ特性は、第５図に示
されているとともに、第４図の正回転時と逆回転時のモ
ータ特性の丁度中間の特性に相当する。

したがって、このように正回転時と逆回転時とでは異な
るトルクでワイヤ１３を駆動できるから、窓ガラス１６
を押し上げる際には、窓ガラス１６の自重やワイヤ１３
のガイド１５内での撓み等により摺動抵抗が増大すると
いう条件下で、第４図中ａの回転数でＣのトルクを得て
窓ガラス１６を閉じるが、窓ガラス１６を引き下げる際
には以上のような摺動抵抗を増やす条件が消失するにも
拘らず、第４図中ａの回転数でｂのトルクを得て窓ガラ
ス１６を開く。

つまり、窓ガラス１６の移動方向によって整流子モータ
１に対する負荷が変化するにも拘らず、その影響を排除
して窓ガラス１６を開ける場合と閉じる場合の速度差を
同一化できる。

なお、上記一実施例では一対のブラシ装置を基準位置に
対して回転方向側にずらしたが、窓ガラスなど負荷の状
態が上記一実施例と逆の関係をなすものへの適用にあた
っては、基準位置に対して反対回転方向側にずらせばよ
く、この場合に、正回転時のモータ特性は悪くなるとと
もに、逆回転時のモータ特性は良くなる。

また、本発明は、自動車の車体天井に設けられす、ンル
ーフと通称される天窓の開閉装置およびその駆動用整流
子モータにも適用でき、さらに、整流子モータもワイヤ
を駆動するものであれば、窓の開閉に用途を限定される
ものではなく、物品の上げ下げ等に広く適用できる。す
なわち、本発明は自動車各部の窓の開閉だけでなく、ド
アの開閉、および、その他の駆動を必要とする車輌用の
駆動源として、並びに家屋その他の建造物、機械設備等
全般にわたり応用が可能な駆動源として使用し得ること
は勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成されているので次に記
載する効果を奏する。

請求項１のワイヤ駆動用整流子モータにおいては、一対
のブラシ装置を基準位置（つまり正回転時においても逆
回転時においても回転数とトルクとの関係が同じとなる
通常一般ブラシ配設位置）に対して、ずらして配設して
いるので、正回転時と逆回転時において作用する負荷の
大きさが異なるにも拘らず、ワイヤの送り速度の差を小
さくできる。

また、整流子モータにより直接駆動されるワイヤで、窓
ガラスを押し引きして開閉する請求項２の窓開閉装置に
おいては、上記基準位置に対して一対のブラシ装置を回
転方向側にずらして配設しているので、大きなトルクで
ワイヤを介して窓ガラスを押すことができるとともに、
小さなトルクでワイヤを介して窓ガラスを引張って、窓
ガラスを略同−速度で開閉できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図中Ｉ−１線に沿う略断面図、第２図は整
流子モータの断面図、第３図は窓開閉装置の構成を一部
断面して示した図、第４図は整流子モータの回転数とト
ルクとの関係を示す特性図、第５図は従来の整流子モー
タの回転数とトルクとの関係を示す特性図である。 １・・・整流子モータ、６・・・整流子、７・・・ブラ
シ装置、８・・・回転子軸、１１・・・雌ねじ部、１３
・・・ワイヤ、１６・・・窓ガラス。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内周面に雌ねじ部が設けられた中空の回転子軸を
   備え、負荷が接続されるスクリュー式のワイヤを上記雌
   ねじ部に螺合させて上記回転子軸に貫通させ、上記回転
   子軸の回転により上記ワイヤを軸方向に移動させる正逆
   回転可能なワイヤ駆動用整流子モータにおいて、 正回転時においても逆回転時においても回転数とトルク
   との関係が同じとなる通常一般的なブラシ配設位置に対
   して、回転方向側、または反回転方向側のいずれかに位
   置をずらして、上記回転子軸に固定された整流子に接す
   る一対のブラシ装置を配設したことを特徴とするワイヤ
   駆動用整流子モータ。
2. （２）正逆回転可能な整流子モータが備える中空の回転
   子軸に、窓ガラスが接続されるスクリュー式のワイヤを
   貫通させるとともに、このワイヤを上記回転子軸の内周
   面に設けられた雌ねじ部に螺合させ、上記回転子軸の正
   回転により上記ワイヤで上記窓ガラスを押してこのガラ
   スを一方向に移動させるとともに、上記回転子軸の逆回
   転により上記ワイヤで上記窓ガラスを引いてこのガラス
   を反対方向に移動させる窓開閉装置において、正回転時
   においても逆回転時においても回転数とトルクとの関係
   が同じとなる通常一般的なブラシ配設位置に対して、回
   転方向側に位置をずらして、上記回転子軸に固定された
   整流子に接する一対のブラシ装置を配設したことを特徴
   とする窓開閉装置。