JPS6237047A - ロ−タリ−アクチユエ−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】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車用ドアの施解錠ノブ操作等を電動駆動
するための電動式ロータリーアクチュエータに関する。

（従来の技術） 従来の電動式アクチュエータには、コイルに発生した磁
束を、鉄心に集束させて電磁石を形成し、その電磁石の
吸引力によって可動鉄心部を作動する、有鉄心ソレノイ
ド型が多く用いられている。

この有鉄心ソレノイド型のアクチュエータは、作動方向
を両方向とすること、すなわち、引き方向に操作力を加
えかつ、押し方向にも操作力を加えることが困難であり
、しかも、有鉄心であるため、自動車のドアーの中に装
備しうるような小形偏平構造とすることも困難であり、
かつ、重量も重たくなる欠点がある。

そこで、本出願人は、上記欠点を解消するべく。

無鉄心型のロータリーアクチュエータを、特願昭６０−
２６１９０号において提案している。

この無鉄心型のロータリーアクチュエータは、回転可動
体に固設され１回転軸の軸線方向に磁化方向をもち、そ
の磁化方向に偏平な扇形永久磁石と、回転可動体の回転
軸を枢支する固定ベース部材と、該固定ベース部材にお
いて回転軸と直交する平面に、前記偏平な扇形永久磁石
と対面して固設され、かつ、径方向に延びる複数の導線
をもつ偏平コイルとを具備し、前記偏平扇形永久磁石と
、前記偏平コイルの径方向に延びた導線に流れる電流と
の電磁作用によって１回転可動体を正逆両方向に回転さ
せるようにしたもので、本発明は、これの改良に関する
ものである。

（本発明が解決しようとする問題点） 本発明に係るロータリーアクチュエータは、電気装置で
あるとともに、その構造は機械部品によってもη成され
、そのため、ロータリーアクチュエータの組み立て工程
に電気配線が含まれることは、組み立ての自動化を困難
にする一因にもなり、かつ、電気配線部分を手作業とす
ることは、価格の大幅な増大になる。

また、本発明に係るロータリーアクチュエータは、正逆
両方向に回転駆動可能であり、そのため、いずれか一方
の回転駆動終了時には、同駆動方向への駆動電流を速や
かに遮断するとともに、この駆動方向への再駆動を不可
とし、かつ、他方向への駆動に関しては、速やかに回転
駆動可の状態に待機させる必要があり、場合によっては
、そのための電気接点、もしくは、スイッチ装置等をロ
ータリーアクチュエータの中に組み込むこともある。

本発明は、上述の問題点に鑑みなされた無鉄心型のロー
タリーアクチュエータを提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、回転可動体に固設され、回転軸の軸線方向に
磁化方向をもち、その磁化方向に偏平な永久磁石と１回
転可動体の回転軸を枢支する固定ベース部材と、該固定
ベース部材において回転軸と直交する平面に、前記永久
磁石と対面して固設され、かつ、径方向に延びる複数の
導線を平面状に巻回した偏平コイルと、該偏平コイルを
固定ベース部材に着脱自在に支持し、その偏平コイルの
導線の両端それぞれが電気的に接続された接触片を設け
た偏平コイル支持部材と、前記偏平コイルの両端に接続
された接触片とそれぞれに電気的に接続可の位置で、固
定ベース部材、もしくは、固定ベース部材に固設された
部材に設けられ、正及び負の電源電圧をコイルに給電す
る給電電極とを僅えてなるようにしたことにある。

（作　　用） 電気配線を要する偏平コイルを、予め自動組み立て等が
容易なコイル支持部材に支持させ、がっ、そのコイル導
線の両端を、コイル支持部材の要所に設けた電気接触片
に接続し、さらに、固定ベース部材の適所に、前記コイ
ル支持部材を固定ベース部材に組付けたとき、前記電気
接触片に接触する給電端子を設けて、組み立て時の電気
配線処理を省くようにしたものである。

（実　施　例） 図は、本発明の一実施例を示すもので、まずロータリー
アクチュエータの基本構造を説明する。

（１）は回転可動体、（２ａ）（２ｂ）は扇形永久磁石
、（３）は固定ベース部材、（４）は回転可動体（１）
の回転軸、（５）は偏平コイル、（６）は固定部のヨー
ク部材である。

回転可動体（１）は、それの回転軸（４）の軸線と直交
する平面をもつ、回転軸（４）のほぼ中央に固定された
回転部のヨーク部材（７）を備え、その回転部のヨーク
部材（７）の平面部における偏平コイル（５）側には、
偏平な扇形永久磁石（２ａ）　（２ｂ）が１８０度の対
角線に一対固設されている。

固定ベース部材（３）は、面状のベース本体（３ａ）と
、その函の蓋を兼ねて、ベース本体（３ａ）の開口部に
適宜ねじ止めされた固定ヨーク部材（６）をもってなる
。

ベース本体（３ａ）は、偏平な薄形の函で、開口部の反
対側の壁面（３ｂ）のほぼ中央には１回転軸（４）の一
端である出力軸（４ａ）を貫通させる孔（３ｃ）が設け
られ、その孔（３ｃ）から突出した出力軸（４ａ）には
、出力レバー（８）が設けられている。

壁面（３ｂ）の孔（３ｃ）の周辺は、外側に若干突出し
、その突出部（３ｄ）の内面は、壁面（３ｂ）の内面よ
り窪んだ凹み（３ｃ）になっている。

壁面（３ｂ）と平行に対面する固定ヨーク部材（６）の
前記孔（３Ｃ）と対向する処には、回転軸（４）を枢支
する受軸（９）が、内側に向けて突設されている。

回転軸（４）の扇形永久磁石（２ａ）　（２ｂ）側の軸
端部（４ｂ）の軸心には、回転軸（４）を枢支する軸孔
（４ｃ）が設けられ、その軸孔（４ｃ）には、軸受は用
ボール（１０）が挿入され、そのボール（１０）は、受
軸（９）に対して回転軸（４）をスラスト軸受している
。

回転部のヨーク部材（７）の壁面（３ｂ）側には、電気
絶縁性の回転板（１１）が設けられている。

回転板（１１）は、径方向に延びたアーム（ｌｌａ）の
端部に設けたボス（ｌｌｂ）のボス孔（ｌｌｃ）を回転
軸（４）に嵌合し、ボス（］、１ｂ）の外径を前記凹み
（３ｅ）に遊嵌し、かつ、ボス（Ｉｌｂ）の外端面（ｌ
ｉｄ）と凹み（３ｅ）の奥面（３ｆ）との間に多数のボ
ール（１２）を挿入して、スラスト軸受されている。

回転板（１１）のアーム（Ｉｌａ）の途中には、回転部
のヨーク部材（７）側に突出した突起（ｌｉｅ）が設け
られ、該突起（ｌｉｅ）は、ヨーク部材（７）に設けた
孔（７ａ）に嵌合して１回転板（１１）を回転可動体（
１）と一体内に回転しうるようにしている。

アーム（ｌｌａ）径方向へ延びた先端は、回転方向へほ
ぼ扇形に拡がって、しかも、回転部のヨーク部材（７）
の周縁より大幅に突出して、鍔状部（ｌｌｆ）を形成し
、該鍔状部（ｌｌｆ）の−側面、例えば、回転部のヨー
ク部材（７）との当接面側に、導電性の短絡板（１３）
が止着されている。

短絡板（１３）には、扇形永久磁石（２ａ）　（２ｂ）
の回転平面とほぼ同一平面に設けた接触子保持体（１４
）から、複数の接触子（１５）　（１５）　（１７）　
（１ｇ）の接触端（１５ａ）（１６ａ）　（１７ａ）　
（１８ａ）が、当該短絡板（１３）に当接しうるように
延出している。

接触子保持体（１４）は、第５図に示す如く、偏平コイ
ル（５）のコイル支持部材（５ａ）に設けた。平面逆コ
字形の凹み（５ｂ）に、厚さのほぼ半分が嵌め込まれ、
かつ、嵌め込み部のコイル側合わせ目には、偏平コイル
（５）の周縁の一部を支持する段部（１４ａ）が形成さ
れている。

偏平コイル（５）のコイル支持部材（５ａ）は、線材を
巻回した巻線型コイル、もしくは、プリント配線によっ
て作られるシート型コイルのいずれかの偏平コイル（５
）を１合成樹脂材等で一体成形して作られるのが好まし
い。

偏平コイル（５）の両端の引出導線は、凹み（５ｂ）の
−側方に設けられた接触片＜５ｃ＞　（５ｄ）にそれぞ
れ接続されている。

接触片（５ｃ）　（５ｄ）の一方、例えば、接触片（５
Ｃ）は、第３図に示す如く、偏平コイル（５）のコイル
支持部材（５ａ）をベース本体（３ａ）に納めたとき、
ベース本体（３ａ）に設けられた給電端子（１９）の弾
性接触端（１９ａ）に当接して、給電端子（１９）に接
続した電源回路と電気的に接続される。

他方の接触片（５ｄ）は、第４図に示す如く、接触子保
持体（１４）と偏平コイル（５）が嵌め合されたとき、
接触子（１５）の延長部の給電端子（１５ｃ）に当接し
て、接触子（］５）との電気的接続がなされる。

なお、実施例における接触片（５ｄ）に接触する接触子
（１５）は、後述の電源電圧の切替手段を介してから、
接触片（５ｄ）に電源電圧を給電するようにするだめに
、固定ベース部材（３ａ）に固定される接触子保持体（
１４）に設けられているが、直接的に接触片（５ｄ）へ
電源電圧を給電する場合には、固定ベース本体（３ａ）
に、給電端子（１９）と同様な構造をもって、設けても
よい。

上記電源切替手段における各接触子（１５）〜（１８）
は、第５図に示す如く、短絡板（１３）と弾性的に接触
する接触端（１５ａ）　（１６ａ）　（１７ａ）　（１
８ａ）が、短絡板（１３）の回転範囲のほぼ中央にまと
めて設けられている。

接触子（１５）と接触子（１６）、及び、接触子（１７
）と接触子（１８）は、帯板状バネ部を平行させて並べ
て設けられ、かつ、接触子（１５）と接触子（１７）は
、−直線上に向き合って設けられ、しかも、平行する接
触子同士の間隔は、接触子（１５）　（１６）間の間隔
より、接触子（１７）　（１８）間の間隔を、はぼ倍に
とっである。

各接触子（１５）〜（１８）の各基端部（１５ｂ）　（
１６ｂ）　（１７ｂ）（１８ｂ）は、接触子保持体（１
４）にカシメ鋲（２０）をもってそれぞれに固定されて
いる。

接触子（１５）の基端部（１５ｂ）は、接触子保持体（
１４）の側縁（１４ｂ）外方へ向けて延長され、その延
長部は、下向きに折曲されて、前記給電端子（１５ｃ）
となっている。

接触子（１８）の基端部（１８ｂ）は、接触子保持体（
１４）のもう一方の側４ｉ（１４ｃ）と平行して延長さ
れ、その延長部は、ベース本体（３ａ）の外側へ突出し
て、電源回路への接続用引出端子（２１）となっている
。

短絡板（１３）は、回転可動体（１）の回転位置によっ
て、各接触子（１５）〜（１８）のいずれが−組、もし
くは、全部を短絡する。

第６図は、回転可動体（１）の第１図における反時計廻
り駆動時のストロークエンドの短絡板（１３）の位置を
示すもので、この位置は、時計廻り駆動時の起動開始位
置でもある。

第７図は、同じく、回転可動体（１）の時計廻り駆動時
のストロークエンドを示すもので、この位置は、反時計
廻り駆動時の起動開始位置でもある。

時計廻り駆動時は、給電端子（１９）を負極性に、引出
端子（２１）を正極性に電源電圧を印加し、反時計廻り
駆動時は、その逆極性に電圧を印加する。

このように電圧が印加されて駆動方向が決る時。

接触子（１７）から接触子（１８）に向けて順方向にダ
イオード（２２）を接続し、かつ、接触子（１８）から
接触子（１６）に向けて順方向にダイオード（２３）を
接続する。

しかして、第６図の短絡板（１３）の位置がら時計廻り
に駆動すべく、電圧を図示の如く印加すると正極性側は
、接触子（１８）と電気的に同じ引出端子（２１）から
、ダイオード（２３）、接触子（１６）、短絡板（１３
）　、接触子（１５）と接続されて、偏平コイル（５）
に電圧が印加され、そのとき、回転可動体（１）は、時
計廻りに回転する。

回転可動体（１）の回転に伴って、短絡板（１３）が若
干時計廻りに回転すると、短絡板（Ｉ３）は、接触子（
１７）に接触するとともに、その接触とほぼ同時に接触
子（１８）とも接触して、ダイオード（２３）の両端を
短絡し、よって正極性の電圧は、接触子（１８）（１５
）を介して偏平コイル（５）に印加され、この状態は１
時計廻りのストロークエンドまで持続される。

第７図に示す時計廻りのストロークエンド直前に達する
と、短絡板（１３）は、接触子（１６）及び接触子（１
８）の接触が断たれ、偏平コイル（５）への印加電圧は
遮断される。

回転可動体（１）は、無電圧となって偏平コイル（５）
の駆動電流が遮断されても、慣性等により若干回転を進
め、短絡板（１３）と接触子（１６）　（１８）との開
離を確実なものとする。

なお、回転可動体（１）は、第１図、及び、第２図に示
す如く、回転部のヨーク部材（７）の要所を、固定ベー
ヌ本体（３ａ）の壁面（３ｂ）側へ切り起して、ストッ
パ（２４）を立設し、そのストッパ（２４）へゴム等の
緩衝部材（２５）を嵌め込み、そのストッパ（２４）を
、壁面（３ｂ）に設けた凹み（２６）へ入るようにし、
その凹み（２６）におけるストッパ（２４）の回転方向
両端の１４　（２６ａ）　（２６ｂ）へ、面駆動方向の
ストロークエンドでストッパ（２４）を当接させて、回
転可動体（１）の回転範囲を規制している。

第７図に示す短絡板（１３）の位置、すなわち、反時計
廻り駆動開始位置においては、時計廻りに駆動するため
の引出端子（２１）を正極性とする電圧は、接触子（１
６）　（１８）が短絡板（１３）と開離しており、がっ
、ダイオード（２２）が逆極性であるため、偏平コイル
（５）には、電圧が印加されない。

第７図の状態で、反時計廻りに駆動するため電源電圧極
性を反転すると、引出端子（２１）が負極性となって、
ダイオード（２２）が順方向となり、偏平コイル（５）
に電圧が印加され、もって回転可動体（１）は、反時計
廻りに回転する。

反時計廻りに回転が進むと、短絡板（１３）は全部の接
触子（１５）〜（１８）間を短絡して偏平コイル（５）
への印加電圧を持続し、それがストロークエンドの直前
に達すると、接触子（１７）と短絡板（１３）の接触が
開離して、偏平コイル（５）への印加電圧を遮断する。

その後、回転可動体（１）は、ストッパ（２４）で停止
させられるまで回転して、第６図の状態に至る。

（発明の効果） 以上説明した構造をもつロータリーアクチュエ−夕は、
所定の順序をもって、各単一部品が組付けられると、自
動的にベース本体（３ａ）内部の電気配線が済み、最終
的に蓋（３ｂ）を閉じると組立てが完成する。

さらに、本発明の実施例においては、正転１例えば時計
廻り、逆転、例えば反時計廻り、いずれのストロークエ
ンドにおいても、そのストロークエンドに至る直前に駆
動電流を遮断し、かつ、いずれかのストロークエンドに
あっては、そのストロークエンドに至らしめる駆動方向
に対して逆方向へのみ駆動しろるように、駆動コイルと
電源回路とが自動的に切り替り、それによって、不要な
もしくは、不用意な電力消費を防止するとともに駆動コ
イルの発熱などを少なくして、ロータリーアクチュエー
タの小型化を計ることができるようにした、電源電圧の
切替手段の組込みも容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るロータリーアクチュエータの一
部を切欠して示す平面図、 第２図は、第１図のｎ−ｎ線矢視縦断面図、第３図は、
第１図のｍ−ｍ線矢視縦断拡大面図。 第４図は、第１図のＩＶ−ＩＶ線矢視縦断拡大面図、第
５図は、偏平コイルのコイル支持部材と接触子保持体の
関係を示す斜視図、 第６図は、反時計廻り駆動時のストロークエンドにおけ
る短絡板と各接触子の関係を示す平面図、第７図は、時
計廻り駆動時のストロークエンドにおける短絡板と各接
触子の関係を示す平面図である。 （１）回転可動体　　　　　（２ａ）（２ｂ）扇形永久
磁石（３）固定ベース部材　　　（３ａ）ベース本体（
３ｂ）壁面　　　　　　　　（３Ｃ）孔（４）回転軸　
　　　　　　（４ａ）出力軸（４ｂ）軸端部　　　　　
　　（４Ｃ）軸孔（５）偏平コイル　　　　　（５ａ）
コイル支持部材（５ｂ）凹み　　　　　　　　（５ｃ）
　（５ｄ）接触片（６）ヨーク部材　　　　　（７）ヨ
ーク部材（８）出力レバー　　　　　（９）受軸（１１
）回転板　　　　　　　（ｌｌａ）アーム（ｌｌｆ）鍔
状部　　　　　　（１３）短絡板（１４）接触子保持体
　　　　（１４ａ）段部（１４ｂ）　（１４ｃ）側！　
　　　　　（１５）　〜（１８）接触子（１５ａ）−（
１８ａ）接触端　　　（１５ｂ）　〜（１８ｂ）基端部
（１５ｃ）給電端子　　　　　（１９）給電端子（２１
）引出端子　　　　　　（２２）　（２３）ダイオード
（２４）ストッパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転可動体に固設され、回転軸の軸線方向に磁化方向を
   もち、その磁化方向に偏平な永久磁石と、回転可動体の
   回転軸を枢支する固定ベース部材と、該固定ベース部材
   において回転軸と直交する平面に、前記永久磁石と対面
   して固設され、かつ、径方向に延びる複数の導線を平面
   状に巻回した偏平コイルと、該偏平コイルを固定ベース
   部材に着脱自在に支持し、その偏平コイルの導線の両端
   それぞれが電気的に接続された接触片を設けた偏平コイ
   ル支持部材と、前記偏平コイルの両端に接続された接触
   片とそれぞれに電気的に接続可の位置で、固定ベース部
   材、もしくは、固定ベース部材に固設された部材に設け
   られ、正及び負の電源電圧をコイルに給電する給電電極
   とを備えてなるロータリーアクチュエータ。