JPH02229377A - アクチュエータ - 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】 鳶】しヒΔ」』リと腎 この発明は、操作装置、特にモータを駆動源とするアク
チュエータに関連する． 災米豊肢皇 現在、アクチュエータは種々の機構分野において使用さ
れている．これらのアクチュエータは確実に作動を行う
ばかりでなく，小型化された形状が要求されている． 例えば、特公昭６２−２１１１０号公報にはモータを用
いてドアロック本体の施錠及び解錠操作を行う自動車用
のドアロック操作装置が開示されている．この操作装置
は、モータ回転軸のピニオンに噛合する中間減速ギアと
、ドアロック本体の被操作レバー操作用の出力軸へ接続
した揺動ギアと、揺動ギアに噛合する中間ピニオンとを
有する．中間減速ギアと中間ピニオンとは同軸上で枢支
され、これらの中間減速ギアと中間ピニオンとは，それ
ぞれ弾性体を介して被操作レバーのストロークに相応す
る回転遊び角度をもって係合自在に設けられる．このよ
うな構成において、手動操作を無負荷で行うため、モー
タによる施解錠後に，弾性体により中間減速ギアを反転
させて中間減速ギアに対し中間ピニオンが拘束されない
角度位置まで戻される．被操作レバーのストローク端部
に対して若干の遊びを設けた位置で行程終了スイッチを
操作して、モータへの電流の供給を停止する．その後，
弾性体の弾性力を利用して中間減速ギアを反転させてい
る． 他面、モータ以外の部品として電磁クラッチを使用した
ものも存在する． が　　しようとする ところで、上述した従来の操作装置では，モータ操作に
おける中間減速ギアの戻り不良又は中途半端な手動操作
により中間ピニオンの回転が中間減速ギアに干渉される
ことがある．この場合には操作者が極めて大きな手動押
圧力又は引張力で被操作レバーを操作しなければ正しい
正規の状態に復帰しない欠点がある．また、少なくとも
２個の歯車と２個のピニオンとを必要とし、部品点数が
多いため、組立に多くの工数を必要とし製品価格を低減
できない難点がある．更に、中間減速ギアと中間ピニオ
ンとの組合せにより、装置を小型化できない欠点がある
。

要するに，従来のアクチュエータではモータの出力軸に
固定したピニオンから駆動力を取出し、ピニオンと被駆
動部材との間に複雑なクラッチ機構を設けていたため、
部品数が増加する欠点があった．また，何等かの原因に
よりモータが回転ストロークの途中で停止したとき，被
駆動部材を手動で動かすと，コアに逆起電力が発生する
ため，被駆動部材を所望の位置に手動で移動することは
容易でなかった． 換言すれば、従来のアクチュエータでは、弾性体を用い
て空振り機構を与える場合に，行程終了スイッチがなけ
れば、弾性体によるギアを反転することができなかった
．また、行程終了スイッチは部品点数が多く、モータに
別部品として取付ける電磁クラッチは価格が高い．その
上、リード線、銅板又は接点等の多くの部品を必要とし
、組立に多くの工数及び時間を必要とした．更に、被操
作レバーのストロークが極端に変更されると、行程終了
スイッチの作動が被操作レバーの移動に追従せず、正確
に作動しなくなる欠点があった．そこで、この発明は上
記の欠点を解消して手動では常に容易に操作することが
できかつ小型に製造することのできるアクチュエータを
提供することを目的とする． るための この発明によるアクチュエータでは、通電されたモータ
のコアに吸着可能にかつ回転可能に配置された磁性部材
と，磁性部材に対して作動連結されたピニオンと、ピニ
オンに作動連結された減速装置と、減速装置に対して弾
性体を介してかつ回転遊び角度をもって作動連結された
出力側歯車を有する．出力側歯車は往復運動可能なラッ
ク又は回転可能な揺動歯車に作動連結される．減速装置
はピニオンに作動連結された冠歯車と、冠歯車に一体に
形成された小歯車と、小歯車に噛合しかつ出力側歯車と
同軸上に回転可能に配置された大歯車とを有する． 灘Ｌｌ モータにより被駆動部材を作動するとき、モータのコア
に捲回されたコイルに通電してコアが着磁される．この
ため電磁作用により磁性部材はコアに吸着され、コアに
電磁結合される．従って、コアに連結されたピニオンは
コアと一体に回転し，減速装置及び弾性体を介して出力
側歯車に動力が伝達される．モータの非通電時には，コ
アは消磁され，コアと磁性部材との電磁結合は解除され
，磁性部材はコアから分離した状態で回転可能となる．
このため、被駆動部材を手動で容易に作動することがで
きる． また、モータへの通電を停止した時点で発生する磁性部
材を含む駆動系の慣性力が弾性体によって緩和される．
このため、モータの通電を停止したときに，出力側歯車
に作動連結された被駆動部材のオーバーランを防止する
ことができる．更に，モータの通電時に減速歯車と出力
側歯車との間で弾性体を変形させ、この状態で通電を停
止すると，出力側歯車が弾性体の弾性力で逆に回転して
、減速装置と出力側歯車との間に回転遊び角が形成され
る．従って、被駆動部材の空振り運動が可能となる． スー」Ｌ一佐 詳細には図示しないが，この発明によるアクチュエータ
１０は、自動車用ドアロック装置のロックレバーの作動
に使用される。ロックレバーは自動車のドアから上方に
突出する操作ノブとアクチェエータ１０の被駆動部材２
５に連結される．ロックレバーが上方位置にあるとき、
ドアロック装置はアンロック状態となり，ドアを開扉す
ることができる．しかし、ロツクレバーが下方位置にあ
るとき、ドアロック装置はロック状態となり，ドアを開
扉することができない． 以下，自動車用アクチュエータに応用したこの発明の実
施例を第１図〜第９図について説明する．この発明によ
るアクチュエータ１ｏは、ハウジング２０と、ハウジン
グ２０内に収容されたモータ２１と、モータ２１内に収
容された磁性部材２２（第４図）と，磁性部材２２に作
動連結されたピニオン２６と、ピニオン２６に作動連結
された減速装置と、減速装置に対して弾性体３３を介し
てかつ回転遊び角度をもって作動連結された出力側歯車
３５を有する．回転遊び角は被駆動部材２５のストロー
クに相当する． 減速装置はピニオン２６に噛み合う冠歯車３１及び合成
樹脂により冠歯車３１と一体に形成された小歯車３２か
らなる第一の歯車２３と，小歯車３２に噛み合う大歯車
３４を有する第二の歯車２４とを有する．大歯車３４は
弾性体３３を介して出力側歯車３５と同軸上に回転可能
に配置されている．大歯車３４には出力側歯車３５側に
突出する係止突起３４ａが形成され、出力側歯車３５に
は大歯車３４側に突出する係止突起３５ａが形成される
．係止突起３４ａと３５ａは径方向にずれた位置に形成
され，これらが当接することはない。

弾性体３３はコイルスプリングの端部を折り曲げた形状
を有し，弾性体３３の端部３３ａと３３ｂは係止突起３
４ａと３５ａとの間に配置されている．弾性体３３のコ
イルスプリングは出力側歯車３５の中心突起３５ｂに嵌
合される。

磁性部材２２は焼結された鉄又は鉄合金等の磁性材料に
よりほぼカップ形状に形成されかつ一体成形又は別体で
成形されたピニオン２６に相対的に回転不能に取付けら
れる．第２図に示すように、第−ノ歯車２３はハウジン
グ２０の軸受部３６・に支持された軸３７に回転可能に
取付けられる．また，第二の歯車２４，弾性体３３及び
出力側歯車３５はハウジング２ｏの軸受部３８に支持さ
れた軸３９に取付けられる．出力側歯車３５と一体に形
成されたピニオン３６は被駆動部材２５のラック３７が
係合される．ハウジング２ｏの開口部２０ａから外側に
突出する被駆動部材２５の端部にはロック装置に接続さ
れる図示しないロンドが接続される．いずれにしても、
減速装置はナイロン又はポリアセタール等の樹脂で成形
することができる． 第４図及び第５図に示すように，モータ２１は，ケース
４０と、ケース４０に支持されたブラケット４１と，ブ
ラケット４１に取付けられた軸受４２と、軸受４２上に
回転可能に支持された軸４３と、軸４３上に回転可能に
取付けられたピニオン２６と，ピニオン２６に取付けら
れた磁性部材２２と，軸４３上に取付られかつコイル４
４を有するコア４５と、コア４５の周囲に固定された磁
石４６とを有する． 図示の例では，磁性部材２２とピニオン２６は軸４３上
でに軸方向に滑動可能かつ回転可能に取付けられる．磁
性部材２２及びピニオン２６の軸方向移動量は０．１ｍ
璽〜１．０ｍｍである．コア４５の外縁には磁性部材２
２のフランジ部２２ａが接触する当接部４５ａが設けら
れている。

上記の構成において、コイル４４に通電し励磁されたと
き、コア４５は電磁される。モータ２１に供給される駆
動信号は図示しないドアロックタイマに供給される７０
０ミリ秒のトリガ信号であり、７００ミリ秒経過後に消
滅する．このため、コア４５は磁性部材２２に吸引され
、コア４５の当接部４５ａが磁性部材２２のフランジ部
２２ａに接触して、互いに電磁結合される．また、コア
４５の回転により磁性部材２２が回転するので、第一の
歯車２３と第二の歯車２４を通じて被駆動部材２５が第
２図で右側に移動し、ハウジング２０に一体に形成され
た突起状のストッパ５４に当接して停止される．同様に
、コイル４４に逆方向の電流を供給したとき、磁性部材
２２が逆方向に回転して、被駆動部材２５は第３図で左
側に移動し、ハウジング２０の壁部５５に当接して停止
する．コイル４４の非通電時には、コア４５は消磁され
ているので、磁性部材２２とコア４５の電磁結合は解除
されている．このため、ドアロック装置の操作ノブを手
動で作動したときに，磁性部材２２は第一の歯車２３〜
被駆動部材２５を介してコア４５から分離して回転する
ので、ドアロック用の操作ノブを容易に移動することが
可能となる。

次に、第７図〜第９図についてこの発明によるアクチュ
エータの動作について説明する。

まず，第７図に示すように、被駆動部材２５を手動で解
錠位置に向かって上方に移動すると，出力側歯車３５が
反時計方向方向に回転する．このため、係止突起３５ａ
も反時計方向に回転する．従って，第７図（ａ）から（
ｂ）まで回転すると、係止突起３５ａは弾性体３３の端
部３３ａに接触し、それ以後は、第７図（ｃ）に示すよ
うに出力側歯車３５は弾性体３３と共に回転するが、大
歯車３４は回転しない。同様に，解錠位置から施錠位置
に被駆動部材２５を移動するときも，出力側歯車３５を
回転しても、大歯車３４は回転しない。このように、出
力側歯車３５は空振り回転するので，被駆動部材２５を
軽い操作力で移動することができる。

仮に，アクチュエータの状況により大歯車３４が移動ス
トロークの途中で停止した場合を考える．この場合は第
８図（ａ）に示すように、被駆動部材２５を解錠位置に
向かって上方に移動すると、出力側歯車３５が反時計方
向に回転する．このため，係止突起３５ａが弾性対３３
を介して大歯車３４の係止突起３４ａを反時計方向に回
転させる。

このため、第８図（ｂ）及び（ｃ）に示すように、係止
突起３５ａは弾性体３３及び大歯車３４の係止突起３４
ａと共に、所定のストローク端部へ回転される．被駆動
部材２５を逆方向に移動する場合も同様である．この場
合に、磁性部材２２はモータ２１の非通電時はコア４５
から分離しているので、被駆動部材２５を軽い掻作力で
移動することができる。

続いて，モータ２１により被駆動部材２５を移動する場
合を第９図について説明する．第９図（ａ）の中立位置
においてモータ２１を解錠方向に通電すると，小歯車３
２が時計方向に回転し、大歯車３４が反時計方向に回転
する。このため，第９図（ａ）から（ｂ）に係止突起３
４ａが回転して弾性体３３に接触する．第９図（ｂ）に
おいて係止突起３４ａは弾性体３３の端部３３ａに接触
し、弾性体３３と共に回転する．第９図（Ｑ）では弾性
体３３の端部３３ｂが出力側歯車３５の係止突起３５ａ
に当接する．従って，大歯車３４の係止突起３４ａは弾
性体３３の端部３３ａと３３ｂとの間隔を狭めながら弾
性体３３を介して出力側歯車３５を反時計方向に回転さ
せる。この状態で、大歯車３４の係止突起３４ａは第９
図（ｆ）の位置まで出力側歯車３５を回転させる．この
ため、ピニオン３６に係合する被駆動部材２５は上方の
解錠位置に移動される． 第９図（ｆ）において、モータ２１の通電が停止される
と，大歯車３４の係止突起３４ａは弾性体３３の弾力に
より時計方向に第９図（ｉ）に示す位置まで戻される．
この場合、磁性部材２２とコア４５とが分離しているの
で，大歯車３４及び第一の歯車２３は質量が小さいので
，充分な角度で戻る．このため，第９図（ｉ）に示す状
態で被駆動部材２５を手動により容易に移動することが
できる．上記とは逆に被駆動部材２５を施錠位置に移動
するときも同様である． 上記のように、モータ２１により被駆動部材２５を作動
するとき、モータ２１のコアに捲回されたコイル４４に
通電してコア４５が着磁される。

このため電磁作用により磁性部材２２はコア４５に吸着
され、コア４５に電磁結合される。従って、コ７４５に
連結されたピニオン２６はコア４５と一体に回転し、減
速装置及び弾性体３３を介して出力側歯車３５に動力が
伝達される。モータ２１の非通電時には、コ７４５は消
磁され、コア４５と磁性部材２２との電磁結合は解除さ
れ、磁性部材２２はコア４５から分離した状態で回転可
能となる．このため，被駆動部材２５を手動で容易に作
動することができる。

また、モータ２１への通電を停止した時点で発生する磁
性部材２２を含む駆動系の慣性力が弾性体３３によって
緩和される．このため、モータ２１の通電を停止したと
きに発生する駆動系の慣性力が弾性体３３によって緩和
され、慣性力による被駆動部材の異常な運動又は出力側
歯車３５に作動連結された被駆動部材２５のオーバーラ
ンを防止することができる。更に、モータ２１の通電時
に減速歯車と出力側歯車３５との間で弾性体３３を変形
させ、この状態で通電を停止すると、出力側歯車３５が
弾性体３３の弾性力で逆に回転して，減速装置と出力側
歯車３５との間に回転遊び角が形成される．従って，被
駆動部材２５の空振り運動が可能となる．また、弾性体
３３の作用により各部品に大きな衝撃力が与えらえす、
耐久性を向上することができる． この発明の上記実施例は変更が可能である．出力側歯車
３５は往復運動可能なラック型式の被駆動部材２５に変
えて、回転可能な揺動歯車に作動連結させてもよい．減
速歯車手段は図示しない種々の型式の歯車を使用するこ
とができる．また、この発明によるアクチェエータはド
アロック装置に限らず往復運動によって作動される装置
を作動する種々の７クチュエータとして使用できること
は理解されよう。

】護レυ従來 上記のように、この発明によるアクチェエータでは、コ
イルの付勢時に発生するコアと磁性部材の電磁結合を利
用するため、部品数の少ないかつ確実に作動すると共に
、小型で安価なアクチュエー夕を得ることができる．ま
た、モータの操作後に歯車の戻り不良が発生しても、操
作者が大きな手動押圧力又は引張力を発生する必要がな
い。また、行程終了スイッチ又は別体のクラッチ装置を
必要とせず、揺動部材と揺動歯車との組合せにより部品
数の少ない小型のアクチュエータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるアクチェエータを断面で示す平
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図
は第１図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第４図はモータの部
分的断面図、第５図はモータの正面図，第６図はこの発
明によるアクチュエータの分解斜視図、第７図はこの発
明によるアクチュエータを解錠方向に手動作動した場合
の第二の歯車、出力側歯車及び弾性体の関係を示す作動
状態図，第８図はこの発明によるアクチュエータの減速
装置がストロークの途中で停止した場合の第二の歯車，
出力側歯車及び弾性体の作動関係を示す作動状態図、第
９図はこの発明によるアクチュエータをモータで作動す
る場合を示す第二の歯車、出力側歯車及び弾性体の作動
関係を示す作動状態図である． である。 １０．．アクチュエータ，　　２０．．ハウジング、　
２１．．モータ，　　２２．．磁性部材、２３．．第一
の歯車（減速装Ｍ）、　２４．．第二の歯車（減速装１
！！）．　　２５．．被駆動部材、２６．．ピニオン、
　３３．．弾性体、　　３５．．出力側歯車、　４５．
．コア、 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）通電されたモータのコアに吸着可能にかつ回転可
   能に配置された磁性部材と、磁性部材に対して作動連結
   されたピニオンと、ピニオンに作動連結された減速装置
   と、減速装置に対して弾性体を介してかつ回転遊び角度
   をもって作動連結された出力側歯車を有することを特徴
   とするアクチュエータ。
2. （２）出力側歯車は往復運動可能なラック又は回転可能
   な揺動歯車に作動連結される請求項（１）に記載のアク
   チュエータ。
3. （３）減速装置はピニオンに作動連結された冠歯車と、
   冠歯車に一体に形成された小歯車と、小歯車に噛合しか
   つ出力側歯車と同軸上に回転可能に配置された大歯車と
   を有する請求項（１）記載のアクチュエータ。