JPH10117486A - 超音波モータ及びシートベルトリトラクタ - Google Patents

超音波モータ及びシートベルトリトラクタ

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JPH10117486A
JPH10117486A JP8269937A JP26993796A JPH10117486A JP H10117486 A JPH10117486 A JP H10117486A JP 8269937 A JP8269937 A JP 8269937A JP 26993796 A JP26993796 A JP 26993796A JP H10117486 A JPH10117486 A JP H10117486A
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seat belt
rotor
reel
belt retractor
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JP8269937A
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Takahiro Yamanishi
高広 山西
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Takata Corp
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    • H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
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    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/44—Belt retractors, e.g. reels with means for reducing belt tension during use under normal conditions
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータとステータとの密着度合いを調節でき
る超音波モータと、それを用いたシートベルトリトラク
タを提供する。 【解決手段】 シートベルトリトラクタのリール20を
駆動する超音波モータ24は、ステータ66、ロータ6
8、スプリング86を備えており、このスプリング86
による押圧力がクラッチシャフト88の進退により調節
される。クラッチシャフト88の進退は、クラッチ用超
音波モータ22により行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータと、
それを用いたシートベルトリトラクタとに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】超音波モータは、圧電素子列が環状に設
けられた環状ステータと、該環状ステータに対面配置さ
れたロータとを有する。従来の超音波モータにおいて
は、これらステータ及びロータと同軸に配置された皿形
のバネによってロータがステータに押し付けられてい
る。このバネ及びロータはロータシャフトに連結され、
一体的に回転可能となっている。
【0003】圧電素子列に超音波領域の周波数の電圧を
印加することによりステータに周回方向の振動(進行
波)を惹起させ、この振動によってロータをその軸心回
りに回転させる。
【0004】圧電素子への電圧印加を停止すると、ロー
タがステータに密着した停止状態となる。
【0005】この停止状態においては、ロータの停止ト
ルクはきわめて大きい。
【0006】そこで、この超音波モータを電動式シート
ベルトリトラクタの駆動動力源として使うことが検討さ
れている。この超音波モータをシートベルトリトラクタ
のリールに直結した場合、リールを超音波モータで直接
に駆動でき、超音波モータへの通電を停止すれば、リー
ルの回転が超音波モータのロータの大きな停止トルクに
よって阻止される。
【0007】また、この超音波モータは小型で耐久性も
良いため、シートベルトリトラクタに組み込むのに好適
である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】超音波モータをリール
駆動装置として組み込んだシートベルトリトラクタにお
いては、超音波モータの定格回転数(rpm)がリール
の通常の巻取時回転速度及び引出時回転速度(rpm)
にマッチすることが重要である。
【0009】超音波モータの定格回転数がリール回転速
度に比べ過大であると、シートベルトが過度に急速に巻
き取られたり、過度に急速に送り出されたりする。
【0010】逆に、超音波モータの定格回転数が過少で
あると、シートベルト引出速度に間に合わず、シートベ
ルト引出抵抗が大きくなり、シートベルト装着に不便が
生じるようになる。
【0011】本発明は、かかる事態に鑑みてなされたも
のであり、ロータとステータとの間の回転トルク伝達機
構にクラッチ機能をもたせた超音波モータと、それを用
いたシートベルトリトラクタを提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波モータ
は、圧電素子列が環状に設けられた環状ステータと、該
環状ステータに対面配置されたロータと、該ロータと該
環状ステータとを密着させるための押圧部材とを有する
超音波モータにおいて、該押圧部材による押圧力を可変
としたことを特徴とするものである。
【0013】このように押圧部材による押圧力を可変と
することにより、超音波モータのステータとロータとの
間の伝達トルクを減少又は解消させることができる。
【0014】この押圧部材は弾性部材であり、該弾性部
材を超音波モータの回転軸心線方向に移動させることに
より該弾性部材の押圧力を可変とするのが好ましい。
【0015】この弾性部材を移動させる機構として、一
端側が該弾性部材に係止された回転軸体と、該回転軸体
の他端側に連結された回転軸体駆動用モータと、該回転
軸体に設けられた雄ネジと、該雄ネジに噛合しており、
回転軸体の回転に伴って該回転軸体を進退させる雌ネジ
とからなるものを採用するのが好ましい。
【0016】この回転軸体駆動用モータは超音波モータ
が好ましい。
【0017】本発明のシートベルトリトラクタは、かか
る超音波モータをリールの駆動用モータとして備えたも
のである。
【0018】この押圧部材による押圧力を高くすること
により、超音波モータの回転がそのままリールに伝達さ
れる。押圧力を低くすることにより、リールの回転速度
を小さくすることができる。押圧部材による押圧力をき
わめて小さくするか、又はゼロとすることにより、リー
ルが超音波モータから自由に回転しうるものとなる。
【0019】
【発明の実施の形態】第1〜4図は、本発明の実施の形
態に係るシートベルトリトラクタを示すものであり、第
1、2図は超音波モータの駆動部の断面図であり、第4
図のI −I 線に沿う断面を示している。第3図はこのシ
ートベルトリトラクタの一部の分解斜視図であり、第4
図はシートベルトリトラクタの斜視図である。
【0020】第3図の通り、このシートベルトリトラク
タのフレーム10は平行な1対の側壁部12、14と、
これら側壁部12、14を連絡する背板部16とを有し
ている。このフレーム10内にシートベルト18を巻き
取るためのリール20が設けられ、側壁部14の外側に
該リール20の緊急時のロック機構が設けられている。
また、側壁部12の外側に、クラッチ用の超音波モータ
22と、リール20を回転させるための駆動用超音波モ
ータ24とが設けられている。リール20は、シートベ
ルト18の引き出し時には第3図のA1 方向に回転し、
シートベルト18の巻取時にはA2 方向に回転する。
【0021】両側壁部12、14には同軸上に支持孔2
6、28が形成されている。支持孔26、28内にそれ
ぞれリール20のフランジ32、34が配置されてい
る。
【0022】リール20の一端の円柱形の凸軸36が超
音波モータ24内に差し込まれている。リール20の他
端にラチェットホイル38及び凸軸40が設けられてお
り、この凸軸40がリールロック機構に連結される。
【0023】このリールロック機構は、側壁部14に軸
ピン44で軸支されたパウル46と、車両衝突時や急ブ
レーキ時等に該パウル46をC1 方向に回動させて該パ
ウル46をラチェットホイル38に係合させるロックリ
ング48及びロックリング起動機構等を備えている。第
4図の50は、この起動機構の一部を構成するフライホ
イルキャップを示す。51はロック機構を覆うカバーを
示す。
【0024】以下第1、2図を参照して、前記クラッチ
用超音波モータ22及びリール駆動用超音波モータ24
の構成について説明する。これらのモータ22、24
は、共通のモータケーシング52を備えており、該モー
タケーシング52内の隔壁54で仕切られた一方の室内
にリール駆動用超音波モータ24のステータ66とロー
タ68とが設けられている。このステータ66には、圧
電素子列70が周方向に設けられている。このステータ
66の中心孔72に、前記リール20の凸軸36が回転
可能に挿通されている。
【0025】この凸軸38の先端面には角穴74が設け
られており、該凸軸36と同軸に設けられた連結軸76
の角凸部78が該角穴74に嵌合されている。この連結
軸76は、ロータ68の中心孔80に回転可能に挿通さ
れている。なお、連結軸76はロータ68に対し軸受8
2によって周方向回転可能に連結されている。
【0026】連結軸76の端部にはフランジ84が設け
られており、該フランジ84とロータ68との間に皿形
状のスプリング86が蓄力状態にて介在されている。
【0027】この連結軸76に対しクラッチシャフト8
8の一端が回転可能に連結されている。即ち、このクラ
ッチシャフト88の第1、2図の左端側に大径部88a
が設けられており、この大径部88aが連結軸76に係
合され、クラッチシャフト88と連結軸76とが周方向
に独立して回転可能に、且つ離反方向には移動不能に係
合されている。このクラッチシャフト88の外周面には
雄ネジ90が設けられ、この雄ネジ90は隔壁54に設
けられた雌ネジ92に螺合している。
【0028】前記クラッチ用超音波モータ22は、ステ
ータ96と、該ステータ96に対面したロータ98とを
備えており、該ステータ96の外周部分に沿って圧電素
子列100が設けられている。このステータ96は隔壁
54に固定されている。
【0029】ロータ98の中心孔102は角孔となって
おり、前記クラッチシャフト88の角形部104が該中
心孔102に係合している。この角形部104の端面か
らは円形の凹穴が設けられており、ガイドシャフト10
6がこの凹穴に回転可能に挿入されている。このガイド
シャフト106は、軸受108を介してモータケーシン
グ52に支持されている。ガイドシャフト106にはフ
ランジ部110が設けられており、このフランジ部11
0とロータ98との間にスプリング112が蓄力状態に
て介在されている。
【0030】この超音波モータ22、24は、取付板1
14を介して前記フレーム10の側壁部12に取り付け
られている。
【0031】このように構成された超音波モータ22、
24の作動について次に説明する。
【0032】第1図に示す状態は、クラッチシャフト8
8が前進限に位置しており、スプリング86がロータ6
8をステータ66に対し強力に押し付けている。この状
態にあっては、超音波モータ24に通電すると、圧電素
子列70の振動がロータ68に伝達され、該ロータ68
が回転する。このロータ68の回転力は、連結軸76及
び凸軸36を介してリール20に伝達され、該リール2
0が回転する。
【0033】なお、このとき、クラッチ用超音波モータ
22のロータ98は停止しており、クラッチシャフト8
8も停止している。クラッチシャフト88の大径部88
aは連結軸76に対し摺動する。
【0034】第2図に示すように、クラッチ用超音波モ
ータ22に通電し、ロータ98を回転させ、クラッチシ
ャフト88を後退限まで移動させると、該クラッチシャ
フト88の大径部88aが係合している連結軸76も、
第2図の如く右方向に移動し、該連結軸76のフランジ
84がステータ66から遠ざかり、該フランジ84がス
プリング88から離反する。これにより、スプリング8
6がロータ68に加えていた押圧力がなくなる。この結
果、超音波モータ24の圧電素子列70に高周波電圧が
印加され、ステータ66に振動が生じても、ロータ68
は回転しない。従って、リール20は超音波モータ24
に対し自由な状態となり、自在に回転可能となる。
【0035】第1、2図の中間の状態にクラッチシャフ
ト88を位置させることにより、スプリング86による
ロータ68のステータ66への押し付け力を調節するこ
とができる。この状態にあっては、圧電素子列70に高
周波電圧を印加させてロータ68を回転させる場合、ロ
ータ68は超音波モータ24の定格回転数よりも遅い速
度で回転するようになる。
【0036】従って、リール駆動用超音波モータ24の
定格回転数がリール20の適切な回転速度よりも大きい
ときには、このようにクラッチシャフト88の位置を調
整し、ロータ68を減速回転させる。
【0037】また、リール20を自由な状態としてシー
トベルト18をリトラクタから自由に引出すときには、
第2図のようにクラッチシャフト88を後退限にまで移
動させる。
【0038】上記実施の形態にあっては、超音波モータ
24のスプリング86の押圧力調整用に超音波モータ2
2を採用しているが、超音波モータ以外のモータをクラ
ッチ用モータとして採用しても良い。また、このクラッ
チ用モータによってクラッチシャフト88を進退させる
代りに、各種のリニアアクチュエータ機構を用いても良
い。
【0039】上記実施の形態は、超音波モータをシート
ベルトリトラクタに適用したものであるが、本発明の超
音波モータはシートベルトリトラクタ以外の分野にも適
用可能である。
【0040】
【発明の効果】以上の通り、本発明によると、超音波モ
ータにおけるステータとロータとの押付け圧力を調整す
ることができ、超音波モータの出力軸の回転を減速させ
たり、或いはロータとステータとの当接状態を解除し、
ロータをステータから自由回転可能な状態とすることが
できる。
【0041】本発明のシートベルトリトラクタは、かか
る超音波モータを用いたものであり、リールを適切な速
度で回転させたり、或いはリールを超音波モータから自
由な状態とし、自由回転できるようにすることも可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係るシートベルトリトラクタの要
部断面図である。
【図2】実施の形態に係るシートベルトリトラクタの要
部断面図である。
【図3】実施の形態に係るシートベルトリトラクタの一
部の分解斜視図である。
【図4】実施の形態に係るシートベルトリトラクタの斜
視図である。
【符号の説明】
10 フレーム 12、14 側壁部 20 リール 22 クラッチ用超音波モータ 24 リール駆動用超音波モータ 38 ラチェットホイル 46 パウル 52 モータケーシング 66 ステータ 68 ロータ 70 圧電素子列 76 連結軸 86 スプリング 88 クラッチシャフト 96 ステータ 98 ロータ 100 圧電素子列 112 スプリング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電素子列が環状に設けられた環状ステ
    ータと、 該環状ステータに対面配置されたロータと、 該ロータと該環状ステータとを密着させるための押圧部
    材とを有する超音波モータにおいて、 該押圧部材による押圧力を可変としたことを特徴とする
    超音波モータ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記押圧部材は弾性
    部材であり、該弾性部材を超音波モータの回転軸心線方
    向に移動させることにより該弾性部材の押圧力を可変と
    したことを特徴とする超音波モータ。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記弾性部材を移動
    させるための手段として、 一端側が該弾性部材に係止された回転軸体と、 該回転軸体の他端側に連結された回転軸体駆動用モータ
    と、 該回転軸体に設けられた雄ネジと、 該雄ネジに噛合しており、回転軸体の回転に伴って該回
    転軸体を進退させる雌ネジとを備えたことを特徴とする
    超音波モータ。
  4. 【請求項4】 請求項3において、前記回転軸体駆動用
    モータは超音波モータであることを特徴とする超音波モ
    ータ。
  5. 【請求項5】 シートベルトを巻き取るリールを有する
    シートベルトリトラクタにおいて、該リールを回転させ
    るために請求項1ないし4のいずれか1項の超音波モー
    タを備えたことを特徴とするシートベルトリトラクタ。
JP8269937A 1996-10-11 1996-10-11 超音波モータ及びシートベルトリトラクタ Pending JPH10117486A (ja)

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