パワーウィンドウの説明と動作原理

ページ内容

パワーウィンドウ登場の歴史
パワーウィンドウの目的
ウィンドウレギュレーターの原理
ウィンドウレギュレーターの設計
パワーウィンドウデバイス
リフトの種類
パワーウィンドウの操作と制御の特徴
なぜブロッキング機能が必要なのですか

すべての自動車メーカーは、モデルを安全で快適なだけでなく、実用的なものにするよう努めています。車のデザインには、特定の車種を他の車と区別できるようにするさまざまな要素が含まれています。

視覚的および技術的な大きな違いにもかかわらず、格納式のサイドウィンドウなしで製造される車はありません。ドライバーが窓を開閉しやすくするために、ドアのガラスを上下させる機構が考案されました。最も予算の多いオプションは、機械式ウィンドウレギュレーターです。しかし今日、予算セグメントの多くのモデルでは、基本構成に電動ウィンドウがよく見られます。

このメカニズムの動作原理、その構造、およびその機能のいくつかを考えてみましょう。しかし、最初に、パワーウィンドウの作成の歴史に少し突入しましょう。

パワーウィンドウ登場の歴史

最初の機械式ウィンドウリフターは、1926年にドイツの会社Broseのエンジニアによって開発されました（特許が登録されましたが、デバイスは80年後に車に取り付けられました）。多くの自動車メーカー（XNUMX社以上）がこの会社のクライアントでした。このブランドは現在も、カーシート、ドア、ボディのさまざまなコンポーネントの製造に携わっています。

電気駆動装置を備えたウィンドウレギュレーターの最初の自動バージョンは、1940年に登場しました。このようなシステムは、American Packard180モデルにインストールされました。メカニズムの原理は電気油圧に基づいていました。もちろん、最初の開発の設計は特大であり、すべてのドアでシステムをインストールできるわけではありませんでした。少し後に、自動持ち上げメカニズムがフォードブランドによってオプションとして提供されました。

7年以降に生産されたリンカーンのプレミアムリムジンと1941人乗りセダンにもこのシステムが装備されていました。キャデラックは、車の購入者にすべてのドアにガラス製リフターを提供したさらに別の会社です。少し後に、このデザインはコンバーチブルで発見され始めました。この場合、メカニズムの動作はルーフドライブと同期していました。トップを下げると、ドアの窓は自動的に隠されました。

当初、カブリオレには真空増幅器によって駆動されるドライブが装備されていました。少し後、油圧ポンプを動力源とするより効率的なアナログに置き換えられました。既存のシステムの改善と並行して、さまざまな企業のエンジニアが、ドア内のガラスの昇降を確実にするメカニズムの他の変更を開発しました。

1956年にリンカーンコンチネンタルMkIIが登場しました。この車には、電動モーターで駆動するパワーウィンドウが設置されていました。そのシステムは、Brose社の専門家と協力してFordautoブランドのエンジニアによって開発されました。電気式のガラスリフターは、乗用車にとって最もシンプルで信頼性の高いオプションとしての地位を確立しているため、この特定の変更は現代の自動車で使用されています。

パワーウィンドウの目的

メカニズムの名前が示すように、その目的は、車の運転手または乗客がドアガラスの位置を独立して変更することです。古典的な機械的アナログはこのタスクに完全に対処するため、電気的変更の目的は、この場合に最大限の利便性を提供することです。

一部の車種では、この要素を追加の快適オプションとして取り付けることができますが、他の車種では、機能の基本パッケージに含めることができます。電気駆動を制御するために、特別なボタンがドアカードハンドルに取り付けられています。あまり一般的ではありませんが、このコントロールは前部座席間の中央トンネルに配置されています。バジェットバージョンでは、車のすべてのウィンドウを制御する機能がドライバーに割り当てられています。これを行うために、ボタンのブロックがドアカードのハンドルに取り付けられ、それぞれが特定のウィンドウを担当します。

ウィンドウレギュレーターの原理

最新のウィンドウレギュレーターの取り付けは、ドアの内側、つまりガラスの下で行われます。メカニズムのタイプに応じて、ドライブはサブフレームに取り付けられるか、ドアケーシングに直接取り付けられます。

パワーウィンドウの動作は、機械的な対応物と同じです。唯一の違いは、ガラスを上げ下げするために運転することによる気晴らしが少ないことです。この場合、制御モジュールの対応するボタンを押すだけで十分です。

クラシックなデザインでは、デザインは台形で、ギアボックス、ドラム、ギアボックスシャフトに巻かれたケーブルが含まれています。機械式バージョンで使用されるハンドルの代わりに、ギアボックスは電気モーターのシャフトと位置合わせされます。ガラスを垂直に動かすためのメカニズムを回転させる手として機能します。

最新のパワーウィンドウのシステムにおけるもうXNUMXつの重要な要素は、マイクロプロセッサ制御モジュール（またはブロック）とリレーです。電子制御ユニットは、ボタンからの信号を検出し、対応するインパルスを特定のアクチュエータに送信します。

信号を受信すると、電気モーターが動き始め、ガラスを動かします。ボタンを短く押すと、押している間に信号を受信します。ただし、このコンポーネントを押し続けると、コントロールユニットで自動モードがアクティブになり、ボタンを離してもモーターは動作し続けます。ガラスがアーチの上部に当たったときにドライブが焼けるのを防ぐために、システムはモーターへの電力供給をオフにします。同じことがガラスの最も低い位置にも当てはまります。

ウィンドウレギュレーターの設計

古典的なメカニカルウィンドウレギュレーターは、次のもので構成されています。

ガラスサポート;
垂直ガイド;
ラバーダンパー（ドア本体の下部にあり、その機能はガラスの動きを制限することです）;
窓用シーラント。この要素は、コンバーチブルの場合、窓枠または屋根の上部にあります（このタイプのボディの機能について読んでください） 別のレビューで）またはハードトップ（このボディタイプの機能が考慮されます ここで）。そのタスクはラバーダンパーのタスクと同じです-ガラスの最大上部位置での動きを制限します。
ドライブ。これは、機械式（この場合、ケーブルが巻かれているドラムギアを回転させるためにドアカードにハンドルが取り付けられます）または電気式の場合があります。 XNUMX番目のケースでは、ドアカードにガラスの動きのためのハンドルがありません。代わりに、リバーシブル電気モーターがドアに取り付けられています（現在の極に応じて異なる方向に回転できます）。
ガラスを特定の方向に動かすリフト機構。メカニズムにはいくつかの種類があります。それらの機能については、少し後で検討します。

パワーウィンドウデバイス

前述のように、ほとんどのパワーウィンドウは対応する機械式ウィンドウと同じデザインです。例外は、電気モーターと制御電子機器です。

電気モーターを備えたパワーウィンドウの設計の特徴は、次の存在です。

コントロールユニットのコマンドを実行し、ドライブまたはモジュールの設計に含まれるリバーシブル電気モーター。
電線;
コントロールモジュール（ボタン）からの信号（電気または電子の配線の種類によって異なります）を処理し、対応するドアのアクチュエーターへのコマンドが出力されるコントロールユニット。
コントロールボタン。それらの位置は、内部空間の人間工学に依存しますが、ほとんどの場合、これらの要素は内部ドアハンドルに取り付けられます。

リフトの種類

当初、窓の持ち上げ機構は同じタイプでした。それは、窓のハンドルを回すだけで機能する柔軟なメカニズムでした。時が経つにつれて、さまざまな会社のエンジニアがホイストのいくつかの変更を開発してきました。

最新の電気機械式ウィンドウレギュレーターには、次のものを装備できます。

Trosov;
ラック;
レバーリフト。

それぞれの特性を個別に考えてみましょう。

ロープ

これは、リフト機構の最も一般的な変更です。このタイプの構造の製造には、必要な材料がほとんどなく、メカニズム自体は、操作の単純さにおいて他の類似物とは異なります。

このデザインには、ケーブルが巻かれるローラーがいくつかあります。一部のモデルでは、チェーンが使用され、メカニズムの作業リソースが増加します。この設計のもうXNUMXつの要素は、ドライブドラムです。モーターが動き始めると、ドラムが回転します。この動作の結果、ケーブルがこの要素に巻き付けられ、ガラスが固定されているバーを上下に移動します。このストリップは、ガラスの側面にガイドが配置されているため、垂直方向にのみ移動します。

ガラスのゆがみを防ぐために、メーカーはそのようなデザインを三角形にしました（一部のバージョンでは台形の形で）。また、ケーブルを通すXNUMX本のガイドチューブがあります。

この設計には重大な欠点があります。活発な作業により、フレキシブルケーブルは自然な摩耗により急速に劣化し、伸びたりねじれたりします。このため、一部の車両ではケーブルの代わりにチェーンを使用しています。また、ドライブドラムは十分な強度がありません。

ラック

非常にまれな別のタイプのリフトは、ラックアンドピニオンです。この設計の利点は、その低価格とその単純さです。この変更のもうXNUMXつの特徴は、スムーズでソフトな操作です。このリフトの装置には、片側に歯がある垂直ラックが含まれています。ガラスが固定された横ブラケットがレールの上端に固定されています。ガラス自体がガイドに沿って移動するため、XNUMXつのプッシャーの操作中にガラスが反ることはありません。

モーターは別の横ブラケットに固定されています。電気モーターのシャフトにはギアがあり、垂直ラックの歯にしがみついて、希望の方向に動かします。

歯車列はカバーで保護されていないため、歯の間にほこりや砂粒が入る可能性があります。これは、ギアの早期摩耗につながります。もうXNUMXつの欠点は、XNUMXつの歯が破損すると、メカニズムが誤動作することです（ガラスがXNUMXか所に残る）。また、歯車列の状態を監視する必要があります-定期的に注油します。そして、そのようなメカニズムを多くの車に取り付けることが不可能であるために最も重要な要素は、その寸法です。巨大な構造は、狭いドアのスペースに収まりません。

レバー

リンクリフトは迅速かつ確実に機能します。ドライブの設計にも歯付き要素があり、前の場合のように回転するだけで（半円を「描く」）、垂直に上昇しません。他のオプションと比較して、このモデルは、いくつかのレバーで構成される、より複雑な設計になっています。

このカテゴリには、リフティングメカニズムのXNUMXつの亜種があります。

XNUMXつのレバーで..。このデザインは、XNUMXつのアーム、ギア、プレートで構成されます。レバー自体は歯車に固定されており、レバーにはガラスが固定されたプレートがあります。レバーの片側にスライダーを取り付け、それに沿ってガラス板を動かします。歯車の回転は、電気モーターのシャフトに取り付けられたギアによって提供されます。
XNUMXつのレバー付き..。シングルレバーアナログと比較して、この設計に基本的な違いはありません。実際、これは以前のメカニズムのより複雑な変更です。 XNUMX番目のレバーはメインレバーに取り付けられており、シングルレバーの変更と同様の設計になっています。 XNUMX番目の要素の存在は、ガラスを持ち上げるときにガラスが歪むのを防ぎます。
両腕、車輪付き..。この機構には、主歯車の側面に歯が取り付けられたXNUMXつの歯車があります。この装置は、プレートが取り付けられている両方のホイールを同時に駆動するようなものです。

コマンドがモーターに送信されると、シャフトに固定されたギアが歯付き車軸を回転させます。次に、彼女はレバーの助けを借りて、横ブラケットに取り付けられたガラスを上下させます。車種ごとにドアのサイズが異なる可能性があるため、自動車メーカーは異なるレバー構造を使用できることに注意してください。

アームリフトの利点には、シンプルな構造と静かな操作が含まれます。それらはインストールが簡単で、その用途の広い設計により、どのマシンにもインストールできます。ここでは前の変更と同様に歯車列が使用されているため、同じ欠点があります。砂の粒がメカニズムに入り込み、徐々に歯を破壊します。また、定期的に注油する必要があります。さらに、このメカニズムはさまざまな速度でガラスを持ち上げます。動きの開始は非常に速いですが、ガラスは非常にゆっくりと上の位置に移動します。ガラスの動きにぎくしゃくすることがよくあります。

パワーウィンドウの操作と制御の特徴

パワーウィンドウは機械的なアナログの構造に基づいているため、その操作は単純な原理であり、特別なスキルや微妙な点は必要ありません。ドアごとに（車種によって異なります）、XNUMXつのドライブが必要です。電気モーターはコントロールユニットからコマンドを受け取り、コントロールユニットはボタンからの信号をキャプチャします。ガラスを上げるには、通常、ボタンを上げます（ただし、下の写真に示すような他のオプションもあります）。ガラスを下に移動するには、ボタンを押します。

最近のシステムの中には、エンジンが稼働しているときにのみ動作するものがあります。これにより安全性が確保され、電子機器のスタンバイモードによってバッテリーが完全に放電するのを防ぎます（バッテリーが完全に放電した場合の車の始動方法については、以下をお読みください） 別の記事で）。しかし、多くの車には、内燃エンジンがオフになっているときにアクティブにできるパワーウィンドウが装備されています。

多くの車種には、より快適な電子機器が装備されています。たとえば、ドライバーが窓を開けずに車を離れると、システムはこれを認識して自分で仕事をします。ガラスをリモートで上下させることができる制御システムの変更があります。このために、車のキーフォブには特別なボタンがあります。

電子システムに関しては、XNUMXつの変更があります。 XNUMXつ目は、コントロールボタンをモーター回路に直接接続することです。このようなスキームは、互いに独立して動作する個別の回路で構成されます。この配置の利点は、個々のドライブが故障した場合に、システムが機能できることです。

設計には制御装置がないため、マイクロプロセッサの過負荷などによってシステムが故障することはありません。ただし、この設計には重大な欠点があります。ガラスを完全に上下させるには、ドライバーはボタンを押し続ける必要があります。これは、機械的なアナログの場合と同じように、運転の邪魔になります。

制御システムのXNUMX番目の変更は電子的です。このバージョンでは、スキームは次のようになります。すべての電気モーターは、ボタンも接続されているコントロールユニットに接続されています。高抵抗によるエンジンの焼損を防ぐために、ガラスがその極端な死点（上または下）に達すると、電子機器が詰まります。

ドアごとに個別のボタンを使用できますが、後列の乗客は自分のドアしか操作できません。どのドアでもガラスドライブを作動させることができるメインモジュールは、ドライバーが自由に使用できます。車両の装備によっては、このオプションは助手席の乗客も利用できる場合があります。これを行うために、一部の自動車メーカーは、センタートンネルの前部座席の間にボタンブロックを取り付けます。

なぜブロッキング機能が必要なのですか

電気窓のほとんどすべての現代モデルにはロックがあります。この機能は、ドライバーがメインコントロールモジュールのボタンを押してもガラスが動かないようにします。このオプションは、車内の安全性を高めます。

この機能は、子供と一緒に旅行する人に特に役立ちます。多くの国の要件に従って、運転手は特別なチャイルドシートを設置する必要がありますが、子供の近くの開いた窓は危険です。チャイルドシートを探しているドライバーを支援するために、記事を読むことをお勧めします Isofixシステムを備えたアームチェアについて..。そして、そのようなセキュリティシステムコンポーネントをすでに購入しているが、それを正しくインストールする方法がわからない人のために、 別のレビュー.

ドライバーが車を運転するとき、彼は道路から気を散らされることなく、キャビンで起こるすべてを常に追跡できるとは限りません。子供が風邪をひかないように（例えば、風邪をひく可能性があります）、運転手はガラスを必要な高さまで持ち上げ、窓の操作をブロックし、子供は窓を開けることができなくなります自分自身で。

ロック機能は、助手席後部ドアのすべてのボタンで機能します。これをアクティブにするには、コントロールモジュールの対応するコントロールボタンを押す必要があります。オプションがアクティブな間、リアリフトはガラスを動かすためのコントロールユニットからの信号を受信しません。

最新のパワーウィンドウシステムのもうXNUMXつの便利な機能は、リバーシブル操作です。ガラスを持ち上げるときに、システムがモーターシャフトの回転の減速または完全な停止を検出したが、ガラスがまだ最上点に達していない場合、コントロールユニットは電気モーターに反対方向に回転するように指示します。これにより、子供やペットが窓の外を見た場合の怪我を防ぐことができます。

パワーウィンドウは運転中の安全性に影響を与えないと考えられていますが、ドライバーが運転に気を取られない場合は、道路上のすべての人の安全を維持します。しかし、少し前に述べたように、ウィンドウレギュレーターの機械的な外観はこのタスクに完全に対処します。このため、電気駆動装置の存在は車両の快適性オプションに含まれています。

レビューの最後に、パワーウィンドウを車に取り付ける方法についての短いビデオを提供します。

S05E05パワーウィンドウの取り付け[BMIRussian]