JPS6328575Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ドアロツク用アクチユエータに係
り、特に自動車のドアを電気的操作スイツチによ
り自動的にロツクおよびアンロツクする装置のア
クチユエータに関するものである。

電気操作スイツチにより自動的にドアをロツク
およびアンロツクする装置は、高級車を中心に実
用化されている。このドアロツク装置の機種は、
種々あるが、一般的なものとしては、例えば自動
車工学便覧（自動車技術会編）に記載されている
ものが知られている。

すなわち、アクチユエータのシヤフトに取り付
けられたロツドは、ドア側のフツクに固定され、
このフツクがボデイ側に取り付けられた、いわゆ
るヒンジと係合することによりロツクおよびアン
ロツクの状態となる。フツクにはトーシヨンバー
やコイルバネが取り付けられており、ロツクおよ
びアンロツクの過程において、その動作には節度
が持たされている。

従つて、ロツクおよびアンロツクとも、この節
度を乗り越してしまえば逆戻りしないようになつ
ている。通常、この節度を乗り越えるまでのアク
チユエータのシヤフトの動作距離は、全ストロー
クの半分以下に設定されており、アクチユエータ
には、上記距離の間に節度を乗り越えうる推力が
必要とされている。

上記アクチユエータにも種々あるが、前記自動
車工学便覧図２−398に記載されている電磁ソレ
ノイド方式のものが多く使用されている。この電
磁ソレノイド方式のアクチユエータは、応答性に
おいて優れているが、次のような欠点がある。す
なわち、この方式では、可動鉄心とこれと軸方向
において相対向するヨーク端面間の電気吸引力に
基づいて推力が発生する。

第１図は、この発生推力と可動鉄心の動作スト
ロークとの関係を示すもので、同図に示すよう
に、動作終端に行くに従い発生推力が増加し、よ
つて動作終端での作動音が大きく、しかも衝撃的
である。

そこで、この作動音を吸収するために、吸音材
をヨーク端面もしくは可動鉄心の端面に装着する
と、電磁吸引力を発生するギヤツプ長が長くなつ
て発生推力が低下してしまう。さらに、ロツクお
よびアンロツクの動作にそれぞれ別個の電磁コイ
ルを必要とするため、容量および重量が共に大と
なつてしまう欠点がある。

ところで、電磁式のアクチユエータとしては、
例えば、米国特許第3149255号明細書に記載され
ているような可動磁石式のものも知られている。
しかるに、この電磁モータは、商用交流電源を入
力とし、ポンプや振動機器に用いられるものであ
り、ドアロツク用アクチユエータのように、直流
電源を入力とするものではない。また、この電磁
モータは、永久磁石の磁束を有効に利用するため
に、エアギヤツプを磁極片とオーバーラツプさせ
ることを特徴としており、推力−ストローク特性
については、特に考慮がなされていない。

本考案の目的は、上記の従来技術の欠点を解消
し、所望の推力−ストローク特性が得られ、小型
でかつ軽量なドアロツク用アクチユエータを提供
することである。

本考案の特徴は、軸を含む平面における縦断端
面を略Ｅ形に形成してなるヨーク内に、コイルボ
ビンを介して２個の電磁コイルを相隣る部分に同
極が発生するように配設し、ヨーク中央部には軸
方向に着磁した永久磁石とその両端に設けられた
一対の磁極片を有する可動子を、軸方向移動自在
に装着してなる往復駆動手段を備えたドアロツク
用アクチユエータにおいて、上記可動子の永久磁
石の両端に設けられた一対の磁極片の内側外周面
に段付部を形成したドアロツク用アクチユエータ
にある。

以下、本考案の実施例を、図面に基づいて説明
する。

ここで、第２図は、本考案のドアロツク用アク
チユエータの一実施例を示す縦断正面図である。

第２図において、軟磁性体からなる筒状ヨーク
１内には、中央部に軟磁性体よりなる中央磁極片
２が固定され、中央磁極片２の両側には端部磁極
片３，３ａをそれぞれ有する軟磁性体からなるサ
イドプレート５，５ａが固定されており、これら
部材により軸を含む平面における縦断端面を略Ｅ
形に形成した固定ヨーク４が形成される。

固定ヨーク４内には、コイルボビン６，６ａに
それぞれ収納された２個の電磁コイル７，７ａが
配設され、これらコイル７，７ａは、相隣る部分
に同極が発生するように直列もしくは並列に結線
されている。固定ヨーク４の中央部には可動子８
が配置され、可動子８は、可動子８に設けられた
軸９により、それぞれ軸受１０，１０ａを介して
サイドプレート５，５ａに支持されている。可動
子８は、軸方向に着磁されたリング状の永久磁石
１１の両端に、磁極片１２，１２ａをそれぞれ装
着して形成されている。ここで、１３，１３ａ
は、磁極片固定用のストツプリングである。

磁極片１２，１２ａは、それぞれ環状部１４，
１４ａならびに円錐台状部１５，１５ａからなつ
ている。また、端部磁極片３，３ａの内周面は、
それぞれ円錐台状部１５，１５ａと略相似形状に
形成されている。

上記構成によるアクチユエータの動作は、次の
通りである。まず、電磁コイル７および７ａに、
中央磁極片２の磁極部にＳ極が、そして端部磁極
片３，３ａの磁極部に、それぞれＮ極が発生する
ように通電すると、磁極片１２は端部磁極片３の
磁極部と磁気的に反発し、一方磁極片１２ａは、
端部磁極片３ａの磁極部に磁気的に吸引される。
このことから、可動子８には、図示矢印Ｘ方向へ
の推力が与えられる。また、電磁コイル７，７ａ
への通電方向を切換えると、上記とは逆の磁気的
関係が生じて可動子８には、図示矢印Ｙ方向への
推力が与えられる。

ここで、上記推力の大きさは、固定ヨークの磁
極部と可動子磁極片の相対位置関係によつて変化
する。すなわち、発生推力は、永久磁石の磁束量
ならびに電磁コイルに流れる電流の大きさに比例
することはもちろんであるが、この他に、ストロ
ーク各位置における推力は、上記の相対位置関係
の影響を受ける。

すなわち、最大推力が得られるストローク位置
は、磁気回路のパーミアンスの変化分が最大の位
置になるところである。その位置は、可動子の磁
極片と固定ヨーク磁極部のエツヂ部が互いに異極
同志で対向する位置である。そして、上記のアク
チユエータにおいては、この位置関係をドアのロ
ツクおよびアンロツクに必要かつ効率的な最適推
力特性となるように設定したため、第５図に示す
ような全動作距離の前半部に節度を乗り越えるの
に必要な大推力を有し、かつ大推力の不要な後半
部においては、発生推力が小さいという推力特性
となつている。

この場合、第５図に示すような推力特性を得る
ためには、固定ヨークと可動子の寸法関係を次の
ように設定する必要がある。第３図は、この寸法
関係を説明するための第２図の要部拡大断面図で
ある。第３図において、Ａは、固定ヨーク４の端
部磁極片３，３ａ間の軸方向長さ、Ｂは、固定ヨ
ーク４の中央磁極片２の軸方向長さ、Ｃは、可動
子磁極片１２，１２ａ間の軸方向長さ、Ｄは可動
子磁極片１２，１２ａの外側の軸方向長さ、lg
は、固定ヨーク４と可動子磁極片１２，１２ａ間
のギヤツプ寸法をそれぞれ示している。

これらの寸法要素間において、下記(1)式および
(2)式の寸法関係を設定することが、ドアのロツク
およびアンロツクに必要かつ効率的推力特性を得
る上で必要である。

Ｄ，Ａ＞Ｃ ……(1) Ｂ≧Ｃ≧lg ……(2) また、より好適な推力パターンおよび大きさを
得るためには、可動子８について、次のような考
慮をすることが好ましい。

ここで、第４図イは、段付部を設けない可動子
磁極片と固定ヨーク磁極片の位置関係を、第４図
ロは、段付部を設けた可動子磁極片と固定ヨーク
磁極片の位置関係を説明するための第２図の要部
拡大概略図である。

可動子８の永久磁石１１の両端に設けられた磁
極片１２，１２ａに関して、第４図イで示すよう
段付部なしの形状とした場合、第６図のＥ曲線の
ような急峻なピークを有する推力−ストローク特
性しか得られないが、第４図ロで示すような可動
子８の永久磁石１１の両端に設けられた磁極片１
２，１２ａの内側外周部に段付部を設けることに
より、第６図のＦ曲線のような滑らかな推力−ス
トローク特性が得られる。

第４図イにおいて、可動子８が右端によつたと
きの可動子８の磁極片エツヂ部ｕと中央磁極片２
の磁極片エツヂ部ｙとの距離をａとし、第４図ロ
において、可動子８が右端によつたときの可動子
８の磁極片エツヂ部ｚと中央磁極片２の磁極片エ
ツヂ部ｙとの距離をｂとする。まず、第４図イに
おいて、可動子８が図示矢印方向に移動して、可
動子８の磁極片エツヂ部ｕと中央磁極片２の磁極
片エツヂ部ｙが異極同志で対向したときの推力を
Faとすると、他の位置で可動子８の磁極片エツ
ヂ部ｕが中央磁極片２の磁極片エツヂ部ｙと互い
に異極同志で対向したときよりもギヤツプ長が短
いことから、推力Faは、最大の値を示し、第６
図のＥ曲線のように、最大推力は大きいが滑らか
な特性を得られない。

このように、上記推力の大きさは、固定ヨーク
の磁極部と可動子磁極片の相対位置関係によつて
変化する。すなわち、発生推力は、永久磁石の磁
束量ならびに電磁コイルに流れる電流の大きさに
比例することはもちろんであるが、この他に、ス
トローク各位置における推力は、上記の相対位置
関係の影響を受ける。すなわち、最大推力が得ら
れるストローク位置は、磁気回路のパーミアンス
の変化分が最大の位置になるところである。そし
て、その位置は、可動子の磁極片とヨークの磁極
片のエツヂ部が互いに異極同志で対向する位置で
ある。

次に、可動子８の磁極片１２，１２ａに段付部
を設けた第４図ロにおいては、可動子８の磁極片
エツヂ部ｚと中央磁極片２の磁極片エツヂ部ｙが
対向するときの推力をFb、可動子８の磁極片エ
ツヂ部ｗと中央磁極片２の磁極片段付エツヂ部ｙ
が対向するときの推力をFcとすると、この推力
FbおよびFcの２点に最大推力が生ずるので、第
６図Ｆ曲線のような滑らかで良好な推力−ストロ
ーク特性が得られる。

また、上記のアクチユエータにおいては、永久
磁石は、電磁コイルに発生する減磁界の影響を受
けて減磁するので、所定の推力を得るためには、
減磁を最小限にとどめることが好ましい。そのた
めには、例えば、BHcが78000e以上の希土類磁
石を用いることが好ましく、特に、RC₀₅系の希
土類磁石を用いることが好ましい。この希土類磁
石は、他の永久磁石に比し最大エネルギー積が高
く、しかも残留磁束密度も高いため、駆動装置の
小型、軽量化に有効である。

以上述べたように、本考案は、総合して次のよ
うな効果が得られるドアロツク用アクチユエータ
を所期できるものであつて、実用的効果に優れた
考案ということができる。

(1) ドアロツク用アクチユエータに必要かつ十分
な推力特性が得られ、しかも、小型、軽量化を
達成することができる。

(2) 動作終端での推力が小さく設定できるため、
作動者が小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電磁ソレノイド式ドアロツク
用アクチユエータの推力特性図、第２図は、本考
案のドアロツク用アクチユエータの一実施例を示
す縦断正面図、第３図は、第２図の要部拡大断面
図、第４図イは、段付部を設けない可動子磁極片
と固定ヨークの位置関係を、第４図ロは、段付部
を設けた可動子磁極片と固定ヨークの位置関係を
それぞれ説明するための第２図の要部拡大概略
図、第５図は、ドアのロツクに必要な推力特性を
示す図、第６図は、可動子磁極片に段付部を設け
た本考案の一実施例に係るドアロツク用アクチユ
エータの推力特性を示す図である。 １……筒状ヨーク、２……中央磁極片、３，３
ａ……端部磁極片、４……固定ヨーク、５，５ａ
……サイドプレート、６，６ａ……コイルボビ
ン、７，７ａ……電磁コイル、８……可動子、９
……軸、１１……永久磁石、１２，１２ａ……磁
極片。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 軸を含む平面における縦断端面を略Ｅ形に形
   成してなるヨーク内に、コイルボビンを介して
   ２個の電磁コイルを相隣る部分に同極が発生す
   るように配設し、ヨーク中央部には軸方向に着
   磁した永久磁石とその両端に設けられた一対の
   磁極片を有する可動子を、軸方向移動自在に装
   着してなる往復駆動手段を備えたドアロツク用
   アクチユエータにおいて、上記可動子の永久磁
   石の両端に設けられた一対の磁極片の内側外周
   面に段付部を形成したことを特徴とするドアロ
   ツク用アクチユエータ。 (2) ヨークと可動子との寸法関係を下記の如く定
   めたことを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項記載のドアロツク用アクチユエータ。 Ｄ，Ａ＞Ｃ Ｂ≧Ｃ≧lg 但し Ａ：固定ヨーク端部磁極片間軸方向長さ Ｂ：固定ヨーク中央磁極片軸方向長さ Ｃ：可動子外周面における端部磁極片間軸方向長
   さ Ｄ：可動子軸方向長さ lg：Ｅ形固定ヨーク内周面と可動子外周面との間
   隙