(57)【要約】  【課題】  サンルーフ装置の駆動装置を作動時の静粛性を達成しつつ、駆動装置を小型にできるピニオン歯とラック歯の構成を提案すること。  【解決手段】  駆動歯車５１に備えられ金属製のピニオン歯５５を、ラックベルト３１、３２に形成されたラック歯３５、３６と噛合い係合させる構成にし、ピニオン歯５５のピッチ線上における円弧歯厚を、ラック歯３５、３６のピッチ線上における歯厚の２分の１以下にして構成した。  【選択図】  図３
2007223440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のルーフに設けられた開口部を開閉する可動パネルと、
前記可動パネルを前記ルーフに対して移動可能に支持する１対の支持機構と、
前記可動パネルを駆動するための駆動力を発生するモータ及び該駆動力を出力する駆動歯車を備える駆動装置と、
互いに対向する位置で前記駆動歯車と係合し、前記１対の支持機構にそれぞれ連結される１対の樹脂製のラックベルトとを備えるサンルーフ装置において、
前記駆動歯車に備えられた金属製のピニオン歯を、前記ラックベルトに形成されたラック歯と噛合い係合させる構成にし、前記ピニオン歯のピッチ線上における円弧歯厚を、前記ラック歯のピッチ線上における歯厚の２分の１以下にして構成したサンルーフ装置。
【請求項２】
前記駆動歯車は、前記ピニオン歯を備えるピニオンギヤ部と、樹脂製の軸部を有する構成にした請求項１に記載のサンルーフ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動パネルを移動して、車両ルーフに設けられた開口部を開閉するサンルーフ装置に関わる。このようなサンルーフ装置は、駆動力を発生させる１つの駆動装置と、この駆動力を可動パネルに伝達して可動パネルの所定の姿勢を維持しつつ移動させるためのラックベルトを備えている。本発明は、特に駆動装置に備えられて駆動力を出力する駆動歯車のピニオン歯と、ラックベルトに形成されて駆動力を受けるラックベルトのラック歯の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サンルーフ装置において、ピニオン歯と、ラック歯を共に樹脂製にして、弾力性に優れる歯の特性を活かして作動時の静粛性を向上させ、また噛合いの伝達効率を高める構成が提案されている。(例えば、特許文献１)。
【特許文献１】特開２００２−１５４３２８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に示されるようなサンルーフ装置のように、ピニオン歯とラック歯を共に樹脂製にしたときは、駆動力の伝達効率が良くまた静粛な作動が得られる反面、歯の必要強度を確保する上で、歯の厚さを大きくする必要がある。
【０００４】
特に、駆動装置を、そのピニオン歯の歯厚を大きく確保したまま、車両のルーフ内の狭いスペースに装着するために小型にしようとすれば、駆動歯車の歯数を少なくして小型にしなければならない。駆動歯車の歯数が少ないと、同時に噛合うピニオン歯とラック歯の数は減少する。この結果、駆動歯車からラックベルトへ伝達される駆動力に変動が生じ易くなって、新たな作動音の増加の原因になる。このように、従来の構成では、作動時の静粛性が十分達成できない問題が生じてしまう。
【０００５】
この問題を解消するために、本発明の技術的な課題は、サンルーフ装置の駆動装置を作動時の静粛性を達成しつつ、駆動装置を小型にできるピニオン歯とラック歯の構成を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した技術的課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、車両のルーフに設けられた開口部を開閉する可動パネルと、前記可動パネルを前記ルーフに対して移動可能に支持する１対の支持機構と、前記可動パネルを駆動するための駆動力を発生するモータと、該駆動力を出力する駆動歯車を備える駆動装置と、互いに対向する位置で前記駆動歯車と係合し、前記１対の支持機構にそれぞれ連結される１対の樹脂製のラックベルトとを備えるサンルーフ装置において、
前記駆動歯車に備えられ金属製のピニオン歯を、前記ラックベルトに形成されたラック歯と噛合い係合させる構成にし、前記ピニオン歯のピッチ線上における円弧歯厚を、前記ラック歯のピッチ線上における歯厚の２分の１以下にして構成したことである。
【０００７】
また、本発明で講じた第２の技術的手段は第１の手段に加えて、前記駆動歯車は、前記ピニオン歯を備えるピニオンギヤ部と、樹脂製の軸部を有する構成にしたことである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、ピニオン歯との噛合いピッチ線上における歯厚の２分の１以下にしたことによって、  ピニオン歯及びラック歯共に同一の歯厚を採用した標準の場合に比べ、歯のピッチは少なくとも４分の３以下と大幅に小さくなる。このために、駆動装置を小型にしても、十分なピニオン歯の歯数が確保できる。その結果、ピニオン歯とラック歯との同時噛合いの歯数が多くなり、作動の円滑さと静粛性が得られる。
【０００９】
また、駆動歯車の金属製ピニオン歯と樹脂製ラック歯との噛合いは摩擦が少なく、高い駆動力の伝達効率と優れた耐久性が得られる。
【００１０】
更に、請求項２に記載の発明によれば、駆動歯車をピニオン歯の部分のみを金属製にすることによって、重量の増加を少なく抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に関わるサンルーフ装置１０の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明に関わるサンルーフ装置１０が車両１のルーフ１１に装着されている状態を示す。尚、図１中に矢印で示す前方及び左右側は、車両１における夫々の方向を示している。また、サンルーフ装置１０は、基本的に車両１の左右側で対象の構成となっている。以下では、特に左右の構成の違い説明する必要がある場合以外は、対応している左右の各構成に対して同一の符号を付けて説明する。
【００１３】
図１に２点鎖線で示すように、ルーフ１１には、開口部１３が設けられている。開口部１３の左右両側縁に沿って、一対のガイドレール１４が前後方向に延在して配置される。また、開口部１３の前縁に沿ってハウジング１６が左右方向に延在して配置され、ハウジング１６の左右端部に前記の各ガイドレール１４の前端が連結されている。
【００１４】
サンルーフ装置１０は、各ガイドレール１４とハウジング１６でルーフ１１の下面に固定されている。両側のガイドレール１４は、開口部１３の後縁より後方位置でサポート１７によって連結されている。このサポート１７においてもルーフ１１の下面に固定されている。
【００１５】
また、各ガイドレール１４には、夫々支持機構２０が前後方向に摺動可能に取付けられている。左右の支持機構２０上に、１つの可動パネル１８が、その左右端で支持されるように取付けられている。ここでは詳細構成の説明は省くが、支持機構２０は、既知の一般的なサンルーフ装置と同様のリンク機構（図示せず）を備え、支持機構２０がガイドレール１４の所定の位置、または所定の範囲内にあるとき、可動パネル１８を所定の姿勢になるようにする。例えば、開口部１３の全開状態から全閉状態まで、可動パネル１８は水平な状態で前方向に平行移動し、または全閉状態から可動パネル１８の後端部を持上げるチルトアップ作動させて、開口部１３を可動パネル１８で開閉できる構成となっている。
【００１６】
各ガイドレール１４には、可動パネル１８が後方に移動し、開口部１３が全開されたとき、夫々の支持機構２０と当接するようにストッパ１５が取付けられている。ストッパ１５によって、可動パネル１８の後方への移動範囲が規定される構成である。
【００１７】
更に図１に示すように、サンルーフ装置１０には、ルーフ１１の前方中央部分に位置して、1つの駆動装置５がハウジング１６に取付けられている。駆動装置５は、駆動力を発生させるモータ５０と、駆動力を出力する１つの駆動歯車５１を備えている。
【００１８】
図２は、図１における駆動装置５の駆動歯車５１の部分を断面図で示している。この図２に示されるように、駆動装置５はケース６１を有し、ケース６１には中空のスペース６１ａが形成されている。また、スペース６１ａの上下には、上側キャップ６２と下側キャップ６３が取付けられ、スペース６１ａ内に駆動歯車５１が回転自在に収納されている。
【００１９】
駆動歯車５１は、図２に示すように、上下に延びる軸部５３を有する。軸部５３の下方部には、モータ５０の回転を減速するための減速機構（図示せず）を構成するホィールギヤ部５２が備えられている。ホィールギヤ部５２は、軸部５３と一体的に樹脂材料で形成された構成である。また、軸部５３の上方部に、金属製のピニオンギヤ部５４が挿入されて取り付けられている。
【００２０】
図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ部分での断面図を示す。図３に示されるように、ピニオンギヤ部５４は円盤状で、中央部分に矩形穴５４ａを有する形状である。そして、矩形穴５４ａに軸部５３の上端部が挿入され、ピニオンギヤ部５４とホィールギヤ部５２は互いに一体となって、駆動歯車５１として回転可能な構成である。尚、図２に示すように、駆動歯車５１は、軸部５３でケース６１によって、またピニオンギヤ部５４の下側中心に設けられた突起５６で下側キャップ６３に設けられた窪部６３ａで、回転自在に支持されている。
【００２１】
図２に更に示されるように、ピニオンギヤ部５４の円盤形状の外周部には、複数のピニオン歯５５が形成されている。そして、ピニオン歯５５と噛合う複数のラック歯３５、３６を有する一対のラックベルト３１、３２が、ピニオンギヤ部５４を前後方向で挟むように配置されている。
【００２２】
ラックベルト３１，３２は、樹脂製で、帯状の長く伸び、長さ方向に直角の断面で、矩形形状となっている。複数のラック歯３５、３６は、この矩形形状の１面上に、ラックベルト３１，３２の全長に亘って形成されている。
【００２３】
モータ５０が回転作動することによって、駆動歯車５１にモータ５０の回転が減速して伝達され、更にピニオン歯５５を介してラック歯３５、３６に駆動力が伝達される構成である。
【００２４】
図２、図３に示されるように、ケース６１には、ラック歯３５、３６の背面側から各ラックベルト３１，３２を押さえて、噛合いを確保するため１対の突起６６が形成されている。突起６６はラックベルト３１，３２を摺動支持する平面形状部を有し、ラックベルト３１，３２の左右方向への直線的な移動をガイドする構成である。
【００２５】
更に、ケース６１には各突起６６の左右の延長上に位置して、２対の計４つの係止溝６７が形成されている。各係止溝６７には、４本のガイドケース３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂが、夫々の１端部で係止されている。ガイドケース３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂは、長さ方向に直角の断面が、ラックベルト３１，３２を所定の隙間を保持して収納する矩形となって、管状のものである。１方側のラックベルト３１は、ガイドケース３３ａ、３３ｂ内に、また他方側のラックベルト３２は、ガイドケース３４ａ、３４ｂ内に、夫々長さ方向に移動可能に収納されている。そして、ピニオンギヤ部５４のピニオン歯５５との噛合いで、２本のラックベルト３１，３２は、ピニオンギヤ部５４が回転すると、互いに左右の反対方向に移動する構成である。
【００２６】
図１、図２に更に示されるように、ラックベルト３１を案内するガイドケース３３ａは、ハウジング１６に数箇所支持されて右側に延び、更に途中の直角の曲げ部を経て、ガイドレール１４の先端に導かれ、結合されている。そして、ラックベルト３１の１方端側を、右側のガイドレール１４内へと導いている。ラックベルト３１は、更にガイドレール１４内で後方へ延び、端部が支持機構２０に連結されている。一方、ラックベルト３１の他方端側は、ガイドケース３３ｂに導かれ、左側のガイドレール１４の側面に沿って後方に延び、開放されている。
【００２７】
同様に、ガイドケース３４ａによって、左側のガイドレール１４内に導かれるラックベルト３２の１方の端部は、左側の支持機構２０に連結される。ラックベルト３２の他方端部は、ガイドケース３４ｂに導かれ、開放されている。
【００２８】
上記で明らかなように、駆動歯車５６が回転作動したとき、２本のラックベルト３１、３２にそれぞれ連結された支持機構２０は、左右のガイドレール１４に沿って同じ距離移動する構成となっている。従って、左右の支持機構２０に支持されている可動パネル１８は、所定の姿勢を維持しつつ前後への移動、もしくはチルトアップ作動することができる構成である。
【００２９】
次に、図４、図５に基づいて、本発明に関わるラック歯３５、３６とピニオン歯５５の特徴について、更に詳述する。図４は、本発明に関わるラック歯３５、３６とピニオン歯５５の形状を拡大して示す。また、図５は、本発明のラック歯３５、３６とピニオン歯５５の歯型と対比するために、従来のサンルーフ装置におけるラック１３１、１３２のラック歯１３５、１３６とピニオンギヤ部１５４のピニオン歯１５５の歯形を夫々示す。
【００３０】
図４において、ＲＬ１で示される一点鎖線の直線は、ラックベルト３１、３２に形成されたラック歯３５、３６のピッチ線を表す。また、ＰＬ１で示される一点鎖線の円弧の曲線は、ピニオン歯５５のピッチ線を示している。ラック歯３５、３６とピニオン歯５５の噛合い作動は、直線のラック歯３５、３６のピッチ線ＲＬ１上を、ピニオン歯５５の円弧のピッチ線ＰＬ１が滑り無く転がり作動するものと、理論的に同等である。
【００３１】
更に、図４で、ｔｒ１はピッチ線ＲＬ１の直線上におけるラック歯３５、３６の歯厚を示し、またｔｐ１は、ピニオン歯５５の歯厚を円弧のピッチ線ＰＬ１に沿った長さである円弧歯厚を示している。
【００３２】
本発明に関わるピニオン歯５５の円弧歯厚ｔｐ１の値は、ラック歯３５、３６の歯厚ｔｒ１に対して、大幅に小さく構成している。これは、ピニオン歯５５が樹脂製であるのに対して、ラック歯３５、３６を金属製にすることで、歯の強度を確保しつつ実現している。
【００３３】
円弧歯厚ｔｐ１の小さいピニオン歯５５は、標準インボリュート歯車の歯形に対して、転位して創生した歯形を適用すれば良く、これによって正確な噛合いを実現できることは既知である。また、ピニオン歯５５に適用される金属材料は、アルミニューム合金等の軽金属で、押出し工法で作製することができる。このために、軽量の金属材料と、大量に生産可能な工法が適用できるので、安価で且つ軽量化ができる構成である。
【００３４】
一方、図５に示される従来のサンルーフ装置のラック歯１３５、１３６とピニオン歯１５５では、両方とも樹脂製であり、歯の強度のために、両方ともほぼ同じで、しかも厚い歯厚（図５のｔｒ２とｔｐ２）となっている。
【００３５】
図４にｐｒ１の値は、隣り合う２つのラック歯３５、３６の中心間の距離で、歯のピッチを示している。同様に、図５に、従来のサンルーフ装置のラック歯１３５、１３６の歯のピッチがｐｒ２として示されている。ピッチは、近似的にラック歯とピニオン歯の歯厚と、各歯間の微小な間隙を合計した値である。従って、本発明に関わるラック歯３５、３６のピッチｐｒ１は、従来技術におけるピッチｐｒ２より、ピニオン歯５５の円弧歯厚ｔｐ１を大幅に小さくした分、小さくなっている。ピニオン歯５５の円弧歯厚ｔｐ１をラック歯３５、３６の歯厚ｔｒ１の２分の１以下に構成すれば、ピッチｐｒ１は従来のピッチｐｒ２に対して、４分の３以下と大幅に小さくできる。
【００３６】
金属製のピニオン歯５５と樹脂製のラック歯３１，３２の組み合わせは、噛合いの摩擦を少なく、高い駆動力の伝達効率を実現できる。また、歯のピッチを小さくした歯車では、同一寸法であっても標準歯車より歯数を多くすることができるので、ピニオン歯とラック歯との同時噛合いの歯数が多く確保できるので、作動の円滑さと静粛性を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に関わるサンルーフ装置が車両のルーフに装着されている状態が示す平面図である。
【図２】図１における、ＩＩ−ＩＩ部分での断面図である。
【図３】図１における、ＩＩＩ−ＩＩＩ部分での断面図である。
【図４】本発明に関わるラック歯とピニオン歯の形状を拡大して示す
【図５】従来技術における、ラック歯とピニオン歯の形状を拡大して示す
【符号の説明】
【００３８】
１          車両
５          駆動装置
１０          サンルーフ装置
１１          ルーフ
１３          開口部
１８          可動パネル
２０          支持機構
３１、３２    ラックベルト
３５、３６    ラック歯
５０          モータ
５３          軸部
５４          ピニオンギヤ部
５５          ピニオン歯
【図１】
2007223440.tif 000003
【図２】
2007223440.tif 000004
【図３】
2007223440.tif 000005
【図４】
2007223440.tif 000006
【図５】
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