JPH10317798A - 電動式の窓の開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動操作の途中で挟み込みが生じた場合で
も、手動で簡単に解除することができ、また窓部材の昇
降を途中で停止させる場合にオーバーランしない電動式
の窓の開閉装置を提供する。 【解決手段】 モータＭおよびそのモータを制御するコ
ントローラと、そのモータに連結される減速機（Ｇ、
４）と、その減速機を介してモータＭによって駆動され
る出力レバー２と、出力レバー２の回転揺動運動を窓部
材の往復スライド運動に変換する機構（１２、１３）
と、出力レバー２を窓部材に対する操作力を軽減する方
向に付勢する窓釣合器３と、モータＭと出力レバー２と
の間に介在される電磁クラッチ６と、モータＭのＯＮ／
ＯＦＦに応じて電磁クラッチ６による連結を入り切りす
る手段と、窓部材１１を停止位置に保持する手段とを備
えた開閉装置Ａ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は電動式の窓の開閉装
置に関する。さらに詳しくは、電車などの車両、あるい
は建物の上下にスライドする窓を、電気駆動により開閉
する装置、すなわちいわゆるパワーウインドの駆動装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な電動式の窓の開閉装置は、モー
タと、その出力軸に連結される減速機と、減速機の出力
を窓の上下運動に変換する機構を備えている。そのため
減速機の抵抗が大きく、手動で窓を開閉することができ
ない。そこで従来、電気駆動と手動操作とを共存させる
ことができる窓の開閉装置が提案されている。

【０００３】たとえば特開平７−２２９３６２号公報に
記載の開閉装置は、窓部材を駆動するレバー側に取り付
けた扇状の突起からなる第１カムと、減速機側に連結し
た扇状の凹部を備えた第２カムとを同心状に設け、両者
の間に所定の角度の遊びを設けている。そしてモータ駆
動で窓を開くとき、あるいは閉じるときは、遊び分だけ
余分に第１カムを回転させた上で実際に開閉駆動操作を
行う。そしてその操作が完了し、停止信号が出ると、第
２カムを逆回転させて両カムの間に遊びを持たせてから
停止させ、手動操作に備えるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の窓の開閉装置で
は、上昇（あるいは下降）の駆動途中でモータが止まっ
た場合は、第２カムによって拘束されるので、手動によ
ってはその位置から下降（あるいは上昇）させることが
できない。したがって自動による全閉操作時に物や人体
を挟み込んだような場合、モータを逆回転させるスイッ
チを操作しなければ挟み込んだ物などを抜き出すことが
できない。

【０００５】また減速比が大きいので、窓側の抵抗はモ
ータ側にとって大きい負担にならず、そのため電源をＯ
ＦＦにしてもモータが慣性によりオーバーランする。し
たがって上下端以外の位置では、スイッチを切っても窓
部材がいくらか上下に動き、窓部材を所望の位置に正確
に止めることが難しい。

【０００６】本発明は、モータが途中で停止しても、手
動で開閉操作をすることができる電動式の窓の開閉装置
を提供することを第１の課題としている。さらに本発明
は、モータの電源を切ったときの窓部材のオーバーラン
が少ない電動式の窓の開閉装置を提供することを第２の
課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電動式の窓の開
閉装置は、モータおよびそのモータを制御するコントロ
ーラと、そのモータによって回転駆動される出力部材
と、その出力部材の回転運動を窓部材の往復スライド運
動に変換する変換機構と、窓部材の重量を軽減する方向
に付勢するバランス手段と、モータと出力部材との間に
介在される電磁クラッチと、モータを回転させるときに
電磁クラッチによる連結を行い、停止させるときに連結
を切る手段と、電磁クラッチの連結を切ったときに窓部
材をその位置に保持する手段とを備えていることを特徴
としている。

【０００８】このような開閉装置においては、前記出力
部材を窓の開閉位置に対応する角度の間で往復回転する
揺動部材とし、前記変換機構を、その揺動部材に一体に
結合された出力レバーと、その出力レバーの自由端の円
弧状の運動の上下方向の成分を取り出す機構とから構成
することができる。また前記バランス手段は、出力レバ
ーを窓を上昇させる方向に付勢するように揺動部材ない
し出力レバーに連結された窓釣合器とするのが好まし
い。ここにいう「窓釣合器」および特許請求の範囲の請
求項３にいう「窓釣合器」は、実公昭３１−３２６８号
公報などに示される「窓を上向きに付勢する手段として
バネを利用し、しかもバネのストロークによる付勢力の
変動を少なくするリンク機構を備えた窓釣合器」を意味
するものとする。前記モータを制御するコントローラ
に、モータに流れる電流が所定の値を超えたとき、モー
タを停止させる回路を設けるのが好ましい。

【０００９】

【作用】モータにより窓部材を昇降させる場合は、電磁
クラッチによってモータ側と出力部材側とが連結され
る。それによりモータの回転が電磁クラッチを介して出
力部材に伝えられる。さらに出力部材の回転運動は変換
機構により窓部材の昇降運動に変換され、窓部材が昇降
する。モータを停止させるときは電磁クラッチにより連
結が切れる。そのためその後はモータ側による拘束がな
くなり、窓部材を手動で自由に開閉操作することができ
る。また、電磁クラッチによる連結が切れているので、
モータ側がオーバーランしても、出力部材側には伝わら
ない。さらに窓部材は位置保持手段によりその位置に停
止され、オーバーランしない。

【００１０】また窓部材の重量はバランス手段により軽
減されるので、モータをいずれの方向に回転させる場合
でも、その負荷が大きく変動しない。さらに手動で開閉
操作する場合、すなわち電磁クラッチが切れている場合
でも、同理由により楽に操作することができる。また、
バランス手段を併用しているので、窓を操作する力を小
さくすることができる。そのため、モータの出力トルク
を小さくすることが可能であり、これにより手などを挟
み込んだ場合でも安全性を確保することができる。

【００１１】出力部材を前述の揺動部材とし、変換機構
を前述の出力レバーを備えた機構とする場合は、ネジ−
ナット機構やラック−ピニオン機構を用いる場合に比し
てコンパクトに構成することができる。またバランス手
段を実公昭３１−３２６８号公報記載の窓釣合器とする
場合との適合性がよい。バランス手段を実公昭３１−３
２６８号公報記載の窓釣合器とする場合は、窓部材の位
置による付勢力の変動が少ない利点がある。モータを制
御するコントローラに、モータに流れる電流が所定の値
を超えたとき、モータを停止させる回路を設ける場合
は、自動運転中に挟み込みが生じたときでも、直ちに手
動操作に切り替わる。そのためすぐに窓を押し開いて、
挟み込んだものを抜き出すことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しながら本発明
の好ましい実施の形態を説明する。図１は本発明の窓の
開閉装置の一実施形態を示す一部切り欠き正面図、図２
ａおよび図２ｂはそれぞれその開閉装置を窓に取り付け
た状態を示す概略正面図および概略側面図、図３は本発
明に関わるバランス手段の一実施形態を示す一部切り欠
き正面図、図４はそのバランス手段の側面図、図５は図
１の開閉装置の駆動部を示す正面図、図６は図５のVI-V
I 線断面図、図７は図６の電磁クラッチの拡大断面図で
ある。

【００１３】まず図１を参照して窓の開閉装置Ａの全体
を説明する。図１の開閉装置Ａは車両の窓枠の下方に配
置されるフレーム１と、そのフレーム１の裏面側に揺動
自在に取り付けられる出力レバー２とを備えている。さ
らにフレーム１の裏面側には、出力レバー２を常時上方
向（図１の反時計方向）に付勢するための窓釣合器（バ
ランス手段）３が設けられ、表面側には、出力レバー２
を往復駆動するためのモータＭおよびウオーム減速機Ｇ
を備えた駆動部４が設けられている。またウオーム減速
機Ｇと出力レバー２との間には減速機構５が設けられて
おり、その減速機構５の途中、すなわちモータＭから出
力レバー２へ至る動力伝達経路の途中に、動力伝達を入
り切りするための電磁クラッチ６が介在されている。

【００１４】上記の開閉装置Ａは図２ａおよび図２ｂに
示すように、電車などの車両の窓８の下方で、シート９
の内部に収容される。窓枠１０には、窓ガラスを備えた
窓部材１１が上下に摺動自在に保持されている。出力レ
バー２の先端にはローラ１２が回転自在に設けられ、そ
のローラ１２が窓部材１１の下端の水平方向に延びる水
平ガイド１３内を転動ないし摺動するようにしている
（図４参照）。それにより、出力レバー２が矢印Ｐ１方
向およびＰ２方向に回動したとき、その円弧状の軌跡の
上下方向の成分により、窓部材１１が上下に駆動され
る。すなわちこの出力レバー２のローラ１２と水平ガイ
ド１３とは、請求項２における「出力レバーの自由端の
円弧状の運動の上下方向の成分を取り出す機構」の一実
施形態である。

【００１５】本実施形態では、前述の窓釣合器３とし
て、実公昭３１−３２６８号公報に記載されている窓釣
合器を使用している。このものは図３に示すように、引
っ張りバネ１８の直線方向の付勢力をリンク機構１９
で、出力レバー２と出力軸３０を介して結合された小レ
バー２５のトルクの付勢力に変換するものである。この
ものは引っ張りバネ１８の伸びに応じて張力が変化して
も、リンク機構１９の作用により窓部材を上向きに付勢
する力があまり変化しない利点がある。

【００１６】この窓釣合器３の付勢力は、窓部材の重量
をちょうど支持する程度が好ましい。すなわちバランス
力が大きすぎると電磁クラッチを切った状態では窓部材
（図２ａの符号１１）が上昇することになり、少なすぎ
ると下降する。したがってバランス力が変動する場合で
も、電磁クラッチを切った状態で窓部材１１が窓枠１０
から受ける摩擦力で停止する程度の範囲で変動するのが
好ましい。そのばあいはその摩擦力を生じる窓枠などが
請求項１の位置保持手段となる。

【００１７】本実施形態では、図２ｂおよび図４に示す
ように、この窓釣合器３の表面側に駆動部４を設けてい
る。すなわち窓釣合器３の箱状のフレーム２０の表面側
には前述の出力軸３０の端部が突出しており、その出力
軸３０を往復回動させるための駆動部４が取り付けられ
ている。したがって窓釣合器３と駆動部４とはほぼ一体
になって、シート（図２ｂの符号９）の内部に収容され
る。そのため設置スペースが少なくて済む。

【００１８】駆動部４は図５に示すように、モータＭ
と、そのモータＭの出力軸に連結される公知のウオーム
減速機Ｇとを備えている。それらのモータＭおよびウオ
ームギヤ減速機Ｇは図６および図１に示すように、駆動
部４のフレーム１と平行に、間隔を開けて設置される第
１ベースプレート３１の上に取り付けている。

【００１９】図６において、ウオーム減速機Ｇの出力軸
３３には、第１ギヤ３４が固定されており、その第１ギ
ヤ３４は第１ベースプレート３１とフレーム１との間に
配置されている。その第１ギヤ３４は、同じく第１ベー
スプレート３１とフレーム１との間に配置されている第
２ギヤ３５と噛み合っている。第２ギヤ３５はたとえば
フレーム１と第１ベースプレート３１で支持される軸３
６で回転自在に支持されている。さらに第２ベースプー
レート４９には電磁クラッチ６が取り付けられており、
前記第２ギヤ３５はその電磁クラッチ６のスライド側の
第１アーマチュア３７に取り付けた大径の第３ギヤ３８
と噛み合っている。

【００２０】電磁クラッチ６の第２アーマチュア４０に
固定される回転軸４１の先端には小径の第４ギヤ４２が
固定されている。そしてその第４ギヤ４２は、第５ギヤ
４４と噛み合っている。その第５ギヤ４４はフレーム１
に取り付けた軸４５によって回転自在に支持されてい
る。第５ギヤ４４はそれより小径の第６ギヤ４６と一体
に結合されており、その第６ギヤが出力軸３０に固定し
た第７ギヤないし出力ギヤ４８と噛み合っている。

【００２１】図５に示すように、第１ギヤ３４よりも第
３ギヤ３８のほうが大径である。なお第２ギヤ３５はア
イドルギヤである。また第４ギヤ４２は第３ギヤ３８よ
りも小径であるが、これはクラッチ「入り」のときに第
３ギヤ３８と共廻りするからである。さらに第５ギヤ４
４はそれと噛み合う第４ギヤ４２よりも大径である。第
５ギヤ４４と共廻りする第６ギヤ４６は前述のように第
５ギヤ４４よりも小径にしている。さらに第６ギヤ４６
と噛み合う出力ギヤ４８は第６ギヤ４６よりも大径であ
る。このように第１ギヤ３４から第７ギヤ４８に至る歯
車列は、それぞれの噛み合いで減速する減速機構５を構
成している。

【００２２】なお図１および図６に示すように、電磁ク
ラッチ６は第２ベースプレート４９とフレーム１の間に
保持されており、第５ギヤ４４および第６ギヤ４６は第
３ベースプレート４９ａとフレーム１の間に保持されて
いる。また図１に示すように、第７ギヤ４８には扇状の
カム５０が固定されている。このカム５０は、リミット
スイッチＬＳと係合して出力レバー２の位置を検出し、
所定の窓開口位置で停止させるためのものである。

【００２３】図７に示すように、電磁クラッチ６はコイ
ル５７に通電していない状態では、第２アーマチュア４
０と第１アーマチュア３７との間に磁力の吸着作用が働
かないので、両者は摩擦面Ｂを挟んで離れるか、少なく
とも強い当接力で当接していない。それによって回転軸
４１は第３ギヤ３８からフリーとなり、自由に回転す
る。すなわち、クラッチによる動力伝達が「切り」にな
る。したがってモータＭやウオーム減速機Ｇの抵抗に妨
げられず、図２ａの窓部材１１は自由に手動で昇降操作
することができる。

【００２４】他方、コイル５７に通電した状態では、第
１アーマチュア３７が第２アーマチュア４０に強く引き
つけられる。そのため第１アーマチュア３７と第２アー
マチュア４０とが、両者が接する摩擦面Ｂで結合され、
クラッチが「入り」になる。それにより大径の第３ギヤ
３８のトルクは３本の小ネジ６０および第１アーマチュ
ア３７を介して第２アーマチュア４０に伝達され、回転
軸４１を介して小径の第４ギヤ４２に伝達される。した
がって第４ギヤ４２が回転し、モータＭによる窓部材１
１の昇降操作を行うことができる。

【００２５】上記のように、本実施形態では、通電して
いない状態で窓部材１１を手動操作することができるよ
うにしているので、仮に電気系統に故障が生じたとき
や、停電になったときでも、手動で窓の開閉を行うこと
ができる。また摩擦クラッチを採用しているので、入り
切りがスムーズであり、物を挟んだ場合でも滑りで安全
性が確保される。

【００２６】前記モータＭの「ＯＮ」、「ＯＦＦ」を制
御するコントローラは従来公知のものを採用することが
できる。そのコントローラには、モータＭを正逆両方向
に回転させると同時に電磁クラッチの動力伝達を「Ｏ
Ｎ」にし、またモータＭの駆動電流を「ＯＦＦ」にする
ときに電磁クラッチも「ＯＦＦ」にする回路を設ける。
さらにモータＭの駆動電流を検出し、所定の上限を超え
たときに駆動電流を「ＯＦＦ」にする安全回路を設け
る。それにより窓部材で挟み込みを生じたときにモータ
が停止し、同時に電磁クラッチが切れるので、容易に挟
み込みを解除することができる。

【００２７】前述の実施形態ではバランス手段として実
公昭３１−３２６８号公報記載の窓釣合器を採用してい
るが、引っ張りコイルバネなど、他のバランス手段を採
用することもできる。また図５および図６の駆動部４で
はウオーム減速機Ｇと出力軸３０との間をすべて歯車と
した減速機構５で連結しているが、たとえば第６ギヤ４
６と出力ギヤ４８をスプロケットとし、チェーンで連結
してもよく、また両者をプーリとして伝導ベルトで連結
するなどのようにしてもよい。この点は他のギヤ同士の
連結についても同様である。またモータＭに連結するウ
オーム減速機Ｇに代えて、遊星ギヤ減速機など、他のタ
イプの減速機を採用することもできる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の電動式の窓の開閉装置は、モー
タにより窓部材を昇降させる場合は、電磁クラッチによ
ってモータ側と出力部材側とが連結され、モータを停止
させるときは電磁クラッチによる連結が切れる。そのた
めモータが自動操作の途中で停止した場合でも、モータ
や減速機による拘束がなくなり、窓部材を手動で自由に
開閉操作することができる。したがって挟み込みが生じ
ても、手動で簡単に解除することができる。また、モー
タ側がオーバーランしても、連結が切れているので、出
力部材側には伝わらない。そのため窓部材は位置保持手
段によりその位置に停止され、オーバーランしない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の窓の開閉装置の一実施形態を示す一
部切り欠き正面図である。

【図２】 図２ａおよび図２ｂはそれぞれその開閉装置
を窓に取り付けた状態を示す概略正面図および概略側面
図である。

【図３】 本発明に関わるバランス手段の一実施形態を
示す一部切り欠き正面図である。

【図４】 そのバランス手段の側面図である。

【図５】 図１の開閉装置の駆動部を示す正面図であ
る。

【図６】 図５のVI-VI 線断面図である。

【図７】 図６のクラッチの拡大断面図である。

【符号の説明】

Ａ 開閉装置 ２ 出力レバー ３ 窓釣合器 ４ 駆動部 ５ 減速機構 ６ 電磁クラッチ １１ 窓部材 １２ ローラ １３ 水平ガイド Ｍ モータ Ｇ ウオーム減速機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中澤 照忠 大阪府東大阪市稲田新町３丁目９番60号 近畿車輛株式会社内 (72)発明者 尾辻 信一 大阪府東大阪市稲田新町３丁目９番60号 近畿車輛株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両などの窓における上下にスライドす
   る窓部材を電気駆動で開閉する装置であって、モータお
   よびそのモータを制御するコントローラと、そのモータ
   によって回転駆動される出力部材と、その出力部材の回
   転運動を窓部材の往復スライド運動に変換する変換機構
   と、窓部材の重量を軽減する方向に付勢するバランス手
   段と、モータと出力部材との間に介在される電磁クラッ
   チと、モータを回転させるときに電磁クラッチによる連
   結を行い、停止させるときに連結を切る手段と、電磁ク
   ラッチの連結を切ったときに窓部材をその位置に保持す
   る手段とを備えている、電動式の窓の開閉装置。
2. 【請求項２】 前記出力部材が、窓の開閉位置に対応す
   る角度の間で往復回転する揺動部材であり、前記変換機
   構がその揺動部材に一体に結合された出力レバーと、そ
   の出力レバーの自由端の円弧状の運動の上下方向の成分
   を取り出す機構とを備えている請求項１記載の窓の開閉
   装置。
3. 【請求項３】 前記バランス手段が、出力レバーを窓を
   上昇させる方向に付勢するように揺動部材ないし出力レ
   バーに連結された窓釣合器である請求項２記載の窓の開
   閉装置。
4. 【請求項４】 前記モータを制御するコントローラに、
   モータに流れる電流が所定の値を超えたとき、モータを
   停止させる回路を設けている請求項１記載の窓の開閉装
   置。