JP2004257472A - アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【課題】出力部材をセット位置に常にスムーズかつ確実に戻すことができるアクチュエータを提供する。
【解決手段】モータ１０と、アーマチュア軸１１に固定されたピニオン１６と、歯車減速機構２０と、歯車減速機構２０により所定ストローク往復移動する出力部材３０と、出力部材３０を一方のストローク端に移動させるように常に付勢する付勢部材４０と、付勢部材４０の付勢力に抗して出力部材３０を他方のストローク端に移動させた際に該出力部材３０の衝撃力を緩和するダンパ５０と、モータ１０等を収納するアクチュエータケース２とを備えたアクチュエータ１において、ピニオン１６と歯車減速機構２０の複数の減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及びピニオン２１ｂ〜２３ｂを全て平歯車で構成し、付勢部材としての圧縮コイルバネ４０をアクチュエータケース２内の出力部材３０とダンパ５０との間に介在した。
【選択図】 図１
【解決手段】モータ１０と、アーマチュア軸１１に固定されたピニオン１６と、歯車減速機構２０と、歯車減速機構２０により所定ストローク往復移動する出力部材３０と、出力部材３０を一方のストローク端に移動させるように常に付勢する付勢部材４０と、付勢部材４０の付勢力に抗して出力部材３０を他方のストローク端に移動させた際に該出力部材３０の衝撃力を緩和するダンパ５０と、モータ１０等を収納するアクチュエータケース２とを備えたアクチュエータ１において、ピニオン１６と歯車減速機構２０の複数の減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及びピニオン２１ｂ〜２３ｂを全て平歯車で構成し、付勢部材としての圧縮コイルバネ４０をアクチュエータケース２内の出力部材３０とダンパ５０との間に介在した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のオートスライドドアのラッチ解除（ロック解除）に用いられるアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のオートスライドドアのラッチを解除するアクチュエータとして、モータのアーマチュア軸の回転により、歯車減速機構を介して出力部材が移動することにより、該出力部材に連結されたラッチが閉側から開側に駆動され、ラッチが解除されるものが知られている。
【０００３】
このアクチュエータは、モータのアーマチュア軸に固定されたピニオンと、複数の減速ギヤ及びピニオンから成り、最初の減速ギヤがアーマチュア軸のピニオンに噛合された歯車減速機構と、この歯車減速機構の最終段のピニオンに噛合されるラックギヤを有し、該最終段のピニオンにより所定ストローク往復移動可能な出力部材と、前記モータの駆動停止時には前記出力部材を一方のストローク端であるセット位置に移動させるように常に付勢する戻しバネと、前記モータの駆動により前記戻しバネの付勢力に抗して出力部材をラッチ解除位置である他方のストローク端に移動させた際に該出力部材に作用する衝撃力を緩衝させるダンパと、これらモータと歯車減速機構と出力部材と付勢部材及びダンパを収納するアクチュエータケースとを備えている。
【０００４】
上記戻しバネは、捩りコイル状に形成されて歯車減速機構の例えば一つの減速ギヤ等に設けられている。そして、モータの通電の遮断時に、戻しバネに蓄積された反力により歯車減速機構が逆回転され、出力部材がラッチ解除位置から所定ストローク移動してセット位置に自動的に戻されるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１７３７４９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−１７３７５０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のアクチュエータでは、出力部材をラッチ解除位置からセット位置に自動的に戻す際に、戻しバネに蓄積された反力により歯車減速機構を逆回転させることにより出力部材を間接的に戻すようになっていため、何等かの要因で出力部材をセット位置に常にスムーズかつ確実に戻すことができない場合が生じるおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、出力部材をセット位置に常にスムーズかつ確実に戻すことができるアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、モータと、このモータのアーマチュア軸に固定されたピニオンと、複数の減速ギヤ及びピニオンから成り、最初の減速ギヤが前記アーマチュア軸のピニオンに噛合された歯車減速機構と、この歯車減速機構の最終段のピニオンに噛合されるラックギヤを有し、所定ストローク往復移動可能な出力部材と、前記モータの駆動停止時には前記出力部材を一方のストローク端であるセット位置に移動させるように付勢する付勢部材と、前記モータの駆動により前記付勢部材の付勢力に抗して前記出力部材を他方のストローク端に移動させた際に該出力部材に作用する衝撃力を緩和するダンパと、これらモータ、歯車減速機構、出力部材、付勢部材及びダンパを収納するアクチュエータケースとを備えたアクチュエータにおいて、前記アーマチュア軸に固定されたピニオンと前記歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンとを全て平歯車で構成する一方、前記付勢部材として圧縮コイルバネを用い、この圧縮コイルバネを前記アクチュエータケース内の前記出力部材とダンパとの間に介在させたことを特徴とする。
【００１０】
このアクチュエータでは、モータの通電を遮断して出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、圧縮コイルバネに蓄積された付勢力が出力部材に直接的に作用すると共に、歯車減速機構がスムーズに逆回転される。これにより、出力部材がセット位置に常にスムーズかつ確実に戻される。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載のアクチュエータであって、前記アーマチュア軸と前記歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンの各軸を横一直線上に配置したことを特徴とする。
【００１２】
このアクチュエータでは、各軸間のピッチ寸法精度及び各軸のスラスト量の精度確保が容易となり、モータの通電を遮断して圧縮コイルバネに蓄積された付勢力により出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、より一層スムーズに歯車減速機構が逆回転されて出力部材は確実にセット位置に戻される。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２記載のアクチュエータであって、前記アーマチュア軸に固定されたアーマチュアコアに正規巻線を巻き付けると共に、該アーマチュアコアの複数のコイル巻回部にそれぞれ所定巻数巻き付けられ、前記アーマチュア軸に固定されたコンミュテータの各コンミュテータ片との間でそれぞれ単独で閉回路を形成するショートコイルを設け、これら正規巻線とショートコイルとでアーマチュアコイルを構成したことを特徴とする。
【００１４】
このアクチュエータでは、出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、アーマチュアコイルのショートコイルにモータのアーマチュア軸の逆回転を妨げる方向に電流が流れる。これにより、モータのアーマチュア軸の逆回転の回転速度が抑制されて、出力部材の戻し時の速度が小さくなり、ギヤ音及びラックギヤの当たり音等の作動音が小さくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態のアクチュエータのカバーを外した状態を示す平面図、図２は図１中Ａ−Ａ線に沿う断面図、図３は同アクチュエータの側面図、図４は同アクチュエータの要部の断面図、図５は図１中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、図６は同アクチュエータに用いられる出力部材の斜視図、図７（ａ）は同アクチュエータに用いられるアーマチュアの正面図、図７（ｂ）は同アーマチュアの側面図、図８は同アーマチュアのアーマチュアコイルの結線図である。
【００１７】
図１〜図４に示すように、アクチュエータ１は箱形のアクチュエータケース２を有している。このアクチュエータケース２は、上面側に開口部３ａを有すると共に、その周壁３ｂの全周に亘って上面中央に形成された環状凹部３ｃにゴム製で環状のシール材９を嵌合した合成樹脂製で箱形のケーシング３と、このケーシング３の開口部３ａを開閉する合成樹脂製で板状のカバー４とで構成されている。
【００１８】
図１に示すように、ケーシング３の底部３ｄは平面略台形状に形成してあり、この底部３ｄの上辺部側より下辺部側にかけて、モータ用取付凹部５と歯車減速機構用取付凹部６と部材バネ用取付凹部７及びダンパ用取付凹部８をそれぞれ形成してある。そして、これら各凹部５〜８に、モータ１０と歯車減速機構２０と合成樹脂製の出力部材３０と圧縮コイルバネ（付勢部材）４０及びゴム製のダンパ５０がそれぞれ収納されている。
【００１９】
図１に示すように、ケーシング３の底部３ｄのモータ取付凹部５にモータ１０を嵌め込むことにより取り付けてある。このモータ１０のアーマチュア軸１１の中央部１１ａには、図７（ａ），（ｂ）に示すように、アーマチュア１２を取り付けてある。このアーマチュア１２は、アーマチュア軸１１の中央部１１ａに固定され、所定のスロット数のコイル巻回部１３ａ〜１３ｃを持つアーマチュアコア１３と、このアーマチュアコア１３の各コイル巻回部１３ａ〜１３ｃに巻き回されたアーマチュアコイル１４とで構成されている。
【００２０】
また、アーマチュア軸１１の基部１１ｂには、コンミュテータ１５を固定してある。このコンミュテータ１５はアーマチュアコア１３のコイル巻回部１３ａ〜１３ｃと同数のコンミュテータ片１５ａ〜１５ｃを備えていて、各コンミュテータ片１５ａ〜１５ｃとアーマチュアコイル１４とは電気的にそれぞれ接続されている。このアーマチュアコイル１４は、正規巻線１４ａとショートコイル１４ｂとで構成されている。正規巻線１４ａは、コンミュテータ片１５ａに接続したコイルの始端からコイル巻回部１３ａにコイルを所定巻数巻回し、そのコイルの終端を次のコンミュテータ片１５ｂに接続し、同様にコイル巻回部１３ｂにコイルを所定巻数巻回し、そのコイルの終端を次のコンミュテータ片１５ｃに接続し、コイル巻回部１３ｃにコイルを所定巻数巻回し、そのコイルの終端を次のコンミュテータ片１５ａに接続することにより形成される。ショートコイル１４ｂは、各コイル巻回部１３ａ、１３ｂ、１３ｃにそれぞれ単独に所定巻数巻き付けられたコイルの両端を、各コンミュテータ片１５ａ、１５ｂ、１５ｃに接続して閉回路を形成することにより形成される。モータ１０の駆動停止時に、圧縮コイルバネ４０の付勢力により出力部材３０を後述するセット位置に移動させる際に、このショートコイル１４ｂにはモータ１０のアーマチュア軸１１の逆回転を妨げる方向の電流が流れる。従って、アーマチュア軸１１の逆回転の回転速度が抑制される（ブレーキが掛かる）。これにより、出力部材３０の戻し時の速度を小さくすることができるようになっている。
【００２１】
さらに、モータ１０のアーマチュア軸１１の先端部１１ｃには金属製のピニオン１６を固定してある。この金属製のピニオン１６は歯車減速機構用取付凹部６内に収納されている。尚、図１に示すように、モータ１０には図示しない制御回路に電気的に接続された外部接続配線Ｗを接続してある。
【００２２】
図１に示すように、歯車減速機構２０は、アーマチュア軸１１に固定されたピニオン１６に噛合される第１の減速ギヤ（最初の減速ギヤ）２１ａと、該第１の減速ギヤ２１ａを固定した金属棒状の第１の軸２１に一体形成された第１のピニオン２１ｂと、この第１のピニオン２１ｂに噛合される第２の減速ギヤ２２ａと、該第２の減速ギヤ２２ａを固定した金属棒状の第２の軸２２に一体形成された第２のピニオン２２ｂと、この第２のピニオン２２ｂに噛合される第３の減速ギヤ２３ａと、該第３の減速ギヤ２３ａを固定した金属棒状の第３の軸２３に一体形成された第３のピニオン（最終段のピニオン）２３ｂとで構成されている。これらアーマチュア軸１１に固定されたピニオン１６と歯車減速機構２０の各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂは全て平歯車で構成されている。
【００２３】
また、歯車減速機構２０の各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂを固定した各軸２１〜２３の両端は、歯車減速機構用取付凹部６と部材バネ用取付凹部７の周縁からケーシング３の底部３ｄにそれぞれ形成した凹所に圧入固定された各一対の軸受部６ａ，６ａ、６ｂ，６ｂ、６ｃ，６ｃにそれぞれ回転自在に支持してある。また、図４に示すように、アーマチュア軸１１と歯車減速機構２０の各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂの各軸２１〜２３は横一直線上に所定の間隔を隔ててそれぞれ配置されている。
【００２４】
図１，図２，図６に示すように、合成樹脂製の出力部材３０は、天板部３１ａと長手方向の両端部３１ｂ，３１ｃと底板部３１ｄとで長尺の中空部Ｔを形成する出力部材本体３１と、この出力部材本体３１の一方の端部３１ｂの略中央より水平に延びてケーシング３の周壁３ｂに形成した開口部３ｅより外側に突出した板状の外部連結板部３２と、出力部材本体３１の他方の端部３１ｃより外側に突出したバネ保持部としての突起３３とを備えている。
【００２５】
図２，図６に示すように、出力部材３０の出力部材本体３１の中空部Ｔは歯車減速機構２０の第３のピニオン２３ｂが収納される大きさに形成してあり、この中空部Ｔを成す天板部３１ａに対向する底板部３１ｄには第３のピニオン２３ｂが噛合されるラックギヤ３４を一体形成してある。このラックギヤ３４に噛合する歯車減速機構２０の第３のピニオン２３ｂにより出力部材３０は所定ストロークＬ往復移動するようになっている。
【００２６】
さらに、図２に示すように、出力部材本体３１の天板部３１ａはカバー４の内面４ａに摺動自在に往復移動可能となっていると共に、該出力部材本体３１の底板部３１ｄはケーシング３の底部３ｄに固定した一対の軸３６にそれぞれ回転自在に支持されたローラ３５，３５を介して部材バネ用取付凹部７内で摺動自在に往復移動可能となっている。各ローラ３５は部材バネ用取付凹部７に形成された断面Ｕ字状の凹部７ａに圧入固定した軸３６に回転自在に支持してあり、図５に示すように、部材バネ用取付凹部７の底面７ａより少し突出している。これにより、出力部材本体３１の底板部３１ｄは、歯車減速機構２０の第３のピニオン２３ｂと一対のローラ３５，３５との３点で支持されてスムーズに移動するようになっている。
【００２７】
また、出力部材３０の外部連結板部３２の先端部３２ａには丸形の連結孔３２ｂを形成してある。この連結孔３２ｂは、図示しないラッチ機構（スライドドアのロックを解除する機構）のラッチに図示しないフレキシブルケーブル等を介して連結されている。尚、部材バネ用取付凹部７内においてケーシング３の周壁３ｂと出力部材本体３１の一方の端部３２ｂとの間に位置する外部連結板部３２の基端３２ｃにはゴム製でリング状のダンパ５５を嵌め込んである。
【００２８】
図１及び図２に示すように、出力部材本体３１の他方の端部３１ｃに形成した突起３３と、ケーシング３の部材バネ用取付凹部７とダンパ用取付凹部８の境の仕切壁８ａとカバー４のリブ４ｂとにより係止された円環状の受けプレート４１との間には、出力部材３０を一方のストローク端であるセット位置Ｓに移動させるように常に付勢する圧縮コイルバネ（付勢部材）４０を介在してある。
【００２９】
また、ケーシング３のダンパ用取付凹部８内には、出力部材３０の衝撃力を緩和する略円錐台状でゴム製のダンパ５０を嵌め込んである。このダンパ５０の上端面（図２における右端面）には、圧縮コイルバネ４０の付勢力に抗して出力部材３０をラッチ解除位置（他方のストローク端）Ｆに移動させた際に該出力部材３０の突起３３が衝突する円板状のプレート５１を固着してある。
【００３０】
以上実施形態のアクチュエータ１によれば、図１，図２に示すように、通常、出力部材３０はセット位置Ｓにあり、出力部材３０の一方の端部３１ｂがダンパ５５を介してケーシング３の周壁３ｂの内面に当接している。
【００３１】
このセット位置Ｓの状態から制御回路よりモータ１０に通電がされてアーマチュア軸１１が正回転すると、このアーマチュア軸１１に固定されたピニオン１６の回転が歯車減速機構２０の第１の減速ギヤ２１ａ、第１のピニオン２１ｂ、第２の減速ギヤ２２ａ、第２のピニオン２２ｂ、第３の減速ギヤ２３ａに伝達されて第３のピニオン２３ｂが回転する。この第３のピニオン２３ｂの回転により該第３のピニオン２３ｂにラックギヤ３４を噛合させた出力部材３０がセット位置Ｓから圧縮コイルバネ４０の付勢力に抗してラッチ解除位置Ｆまで移動する。これにより、ラッチ機構のラッチが解除可能となる。
【００３２】
このとき、出力部材３０の突起３３がプレート５１を介してダンパ５０に衝突するため、出力部材３０に作用する衝撃力がダンパ５０により吸収されて緩和される。
【００３３】
そして、制御回路よりモータ１０への通電が遮断されると、圧縮コイルバネ４０に蓄積された反力（付勢力）により歯車減速機構２０が強制的に逆回転され、出力部材３０の一方の端部３１ｂがダンパ５５に当たったところで停止し、該出力部材３０がラッチ解除位置Ｆからセット位置Ｓまで自動的に戻る。
【００３４】
この際、アーマチュア軸１１のピニオン１６と歯車減速機構２０の各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂを全て平歯車で構成すると共に、アーマチュア軸１１と各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂの各軸２１〜２３は横一直線上にそれぞれ配置し、かつ、圧縮コイルバネ４０をアクチュエータケース２内の出力部材３０の突起３３とダンパ５０との間に介在したことにより、圧縮コイルバネ４０に蓄積された反力を出力部材３０に直接的かつ確実に伝達させることができると共に、歯車減速機構２０の各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂをスムーズに逆回転させることができる。従って、モータ１０の通電を遮断して出力部材３０をラッチ解除位置Ｆからセット位置Ｓに自動的に戻す際に、出力部材３０をセット位置Ｓに常にスムーズかつ確実に戻すことができる。
【００３５】
また、アーマチュアコイル１４にショートコイル１４ｂを追加したので、出力部材３０をラッチ解除位置Ｆからセット位置Ｓに自動的に戻す際に、ショートコイル１４ｂにモータ１０のアーマチュア軸１１の逆回転を妨げる方向に電流を流してモータ１０のアーマチュア軸１１の逆回転の回転速度を抑制することができる。これにより、出力部材３０の戻し時の速度を小さくすることができると共に、減速歯車機構２０のギヤ音及びラックギヤ３４の当たり音等の作動音を小さくすることができる。その結果、出力部材３０の一方の端部３１ｂが当たるダンパ５５のボリューム（体積）を小さくすることができ、その分アクチュエータ１全体の小型化を図ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、アーマチュア軸のピニオンと歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンとを全て平歯車で構成すると共に、付勢部材として圧縮コイルバネをアクチュエータケース内の出力部材とダンパとの間に介在したので、モータの通電を遮断して出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、圧縮コイルバネに蓄積された付勢力を出力部材に直接的かつ確実に作用させることができると共に、歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンをスムーズに逆回転させることができる。これにより、出力部材をセット位置に常にスムーズかつ確実に戻すことができる。
【００３７】
請求項２の発明によれば、アーマチュア軸と歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンの各軸を横一直線上に配置したので、各軸間のピッチ寸法精度及び各軸のスラスト量の精度確保が容易となり、モータの通電を遮断して圧縮コイルバネに蓄積された付勢力により出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、より一層スムーズに歯車減速機構が逆回転され、出力部材を確実にセット位置に戻すことができる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、アーマチュア軸に固定されたアーマチュアコアに正規巻線を巻き付けると共に、該アーマチュアコアの複数のコイル巻回部にそれぞれ所定巻数巻き付けられ、アーマチュア軸に固定されたコンミュテータの各コンミュテータ片との間でそれぞれ単独で閉回路を形成するショートコイルを設け、これら正規巻線とショートコイルとでアーマチュアコイルを構成したので、出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、ショートコイルにモータのアーマチュア軸の逆回転を妨げる方向に電流が流れ、モータのアーマチュア軸の逆回転の回転速度を抑制することができる。これにより、出力部材の戻し時の速度を小さくすることができると共に、減速歯車機構のギヤ音及びラックギヤの当たり音等の作動音を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のアクチュエータのカバーを外した状態を示す平面図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】上記アクチュエータの側面図である。
【図４】上記アクチュエータの要部の断面図である。
【図５】図１中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】上記アクチュエータに用いられる出力部材の斜視図である。
【図７】（ａ）はアクチュエータに用いられるアーマチュアの正面図、（ｂ）は同アーマチュアの側面図である。
【図８】上記アーマチュアのアーマチュアコイルの結線図である。
【符号の説明】
１ アクチュエータ
２ アクチュエータケース
１０ モータ
１１ アーマチュア軸
１３ アーマチュアコイル
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ コイル巻回部
１４ アーマチュアコイル
１４ａ 正規巻線
１４ｂ ショートコイル
１５ コンミュテータ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ コンミュテータ片
１６ ピニオン
２０ 歯車減速機構
２１、２２，２３ 軸
２１ａ〜２３ａ 減速ギヤ
２１ａ 第１の減速ギヤ（最初の減速ギヤ）
２１ｂ 第１のピニオン
２２ａ 第２の減速ギヤ
２２ｂ 第２のピニオン
２３ａ 第３の減速ギヤ
２３ｂ 第３のピニオン（最終段のピニオン）
３０ 出力部材
３４ ラックギヤ
４０ 圧縮コイルバネ（付勢部材）
５０ ダンパ
Ｌ 所定ストローク
Ｓ セット位置（一方のストローク端）
Ｆ ラッチ解除位置（他方のストローク端）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のオートスライドドアのラッチ解除（ロック解除）に用いられるアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のオートスライドドアのラッチを解除するアクチュエータとして、モータのアーマチュア軸の回転により、歯車減速機構を介して出力部材が移動することにより、該出力部材に連結されたラッチが閉側から開側に駆動され、ラッチが解除されるものが知られている。
【０００３】
このアクチュエータは、モータのアーマチュア軸に固定されたピニオンと、複数の減速ギヤ及びピニオンから成り、最初の減速ギヤがアーマチュア軸のピニオンに噛合された歯車減速機構と、この歯車減速機構の最終段のピニオンに噛合されるラックギヤを有し、該最終段のピニオンにより所定ストローク往復移動可能な出力部材と、前記モータの駆動停止時には前記出力部材を一方のストローク端であるセット位置に移動させるように常に付勢する戻しバネと、前記モータの駆動により前記戻しバネの付勢力に抗して出力部材をラッチ解除位置である他方のストローク端に移動させた際に該出力部材に作用する衝撃力を緩衝させるダンパと、これらモータと歯車減速機構と出力部材と付勢部材及びダンパを収納するアクチュエータケースとを備えている。
【０００４】
上記戻しバネは、捩りコイル状に形成されて歯車減速機構の例えば一つの減速ギヤ等に設けられている。そして、モータの通電の遮断時に、戻しバネに蓄積された反力により歯車減速機構が逆回転され、出力部材がラッチ解除位置から所定ストローク移動してセット位置に自動的に戻されるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１７３７４９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−１７３７５０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のアクチュエータでは、出力部材をラッチ解除位置からセット位置に自動的に戻す際に、戻しバネに蓄積された反力により歯車減速機構を逆回転させることにより出力部材を間接的に戻すようになっていため、何等かの要因で出力部材をセット位置に常にスムーズかつ確実に戻すことができない場合が生じるおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、出力部材をセット位置に常にスムーズかつ確実に戻すことができるアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、モータと、このモータのアーマチュア軸に固定されたピニオンと、複数の減速ギヤ及びピニオンから成り、最初の減速ギヤが前記アーマチュア軸のピニオンに噛合された歯車減速機構と、この歯車減速機構の最終段のピニオンに噛合されるラックギヤを有し、所定ストローク往復移動可能な出力部材と、前記モータの駆動停止時には前記出力部材を一方のストローク端であるセット位置に移動させるように付勢する付勢部材と、前記モータの駆動により前記付勢部材の付勢力に抗して前記出力部材を他方のストローク端に移動させた際に該出力部材に作用する衝撃力を緩和するダンパと、これらモータ、歯車減速機構、出力部材、付勢部材及びダンパを収納するアクチュエータケースとを備えたアクチュエータにおいて、前記アーマチュア軸に固定されたピニオンと前記歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンとを全て平歯車で構成する一方、前記付勢部材として圧縮コイルバネを用い、この圧縮コイルバネを前記アクチュエータケース内の前記出力部材とダンパとの間に介在させたことを特徴とする。
【００１０】
このアクチュエータでは、モータの通電を遮断して出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、圧縮コイルバネに蓄積された付勢力が出力部材に直接的に作用すると共に、歯車減速機構がスムーズに逆回転される。これにより、出力部材がセット位置に常にスムーズかつ確実に戻される。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載のアクチュエータであって、前記アーマチュア軸と前記歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンの各軸を横一直線上に配置したことを特徴とする。
【００１２】
このアクチュエータでは、各軸間のピッチ寸法精度及び各軸のスラスト量の精度確保が容易となり、モータの通電を遮断して圧縮コイルバネに蓄積された付勢力により出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、より一層スムーズに歯車減速機構が逆回転されて出力部材は確実にセット位置に戻される。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２記載のアクチュエータであって、前記アーマチュア軸に固定されたアーマチュアコアに正規巻線を巻き付けると共に、該アーマチュアコアの複数のコイル巻回部にそれぞれ所定巻数巻き付けられ、前記アーマチュア軸に固定されたコンミュテータの各コンミュテータ片との間でそれぞれ単独で閉回路を形成するショートコイルを設け、これら正規巻線とショートコイルとでアーマチュアコイルを構成したことを特徴とする。
【００１４】
このアクチュエータでは、出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、アーマチュアコイルのショートコイルにモータのアーマチュア軸の逆回転を妨げる方向に電流が流れる。これにより、モータのアーマチュア軸の逆回転の回転速度が抑制されて、出力部材の戻し時の速度が小さくなり、ギヤ音及びラックギヤの当たり音等の作動音が小さくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態のアクチュエータのカバーを外した状態を示す平面図、図２は図１中Ａ−Ａ線に沿う断面図、図３は同アクチュエータの側面図、図４は同アクチュエータの要部の断面図、図５は図１中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、図６は同アクチュエータに用いられる出力部材の斜視図、図７（ａ）は同アクチュエータに用いられるアーマチュアの正面図、図７（ｂ）は同アーマチュアの側面図、図８は同アーマチュアのアーマチュアコイルの結線図である。
【００１７】
図１〜図４に示すように、アクチュエータ１は箱形のアクチュエータケース２を有している。このアクチュエータケース２は、上面側に開口部３ａを有すると共に、その周壁３ｂの全周に亘って上面中央に形成された環状凹部３ｃにゴム製で環状のシール材９を嵌合した合成樹脂製で箱形のケーシング３と、このケーシング３の開口部３ａを開閉する合成樹脂製で板状のカバー４とで構成されている。
【００１８】
図１に示すように、ケーシング３の底部３ｄは平面略台形状に形成してあり、この底部３ｄの上辺部側より下辺部側にかけて、モータ用取付凹部５と歯車減速機構用取付凹部６と部材バネ用取付凹部７及びダンパ用取付凹部８をそれぞれ形成してある。そして、これら各凹部５〜８に、モータ１０と歯車減速機構２０と合成樹脂製の出力部材３０と圧縮コイルバネ（付勢部材）４０及びゴム製のダンパ５０がそれぞれ収納されている。
【００１９】
図１に示すように、ケーシング３の底部３ｄのモータ取付凹部５にモータ１０を嵌め込むことにより取り付けてある。このモータ１０のアーマチュア軸１１の中央部１１ａには、図７（ａ），（ｂ）に示すように、アーマチュア１２を取り付けてある。このアーマチュア１２は、アーマチュア軸１１の中央部１１ａに固定され、所定のスロット数のコイル巻回部１３ａ〜１３ｃを持つアーマチュアコア１３と、このアーマチュアコア１３の各コイル巻回部１３ａ〜１３ｃに巻き回されたアーマチュアコイル１４とで構成されている。
【００２０】
また、アーマチュア軸１１の基部１１ｂには、コンミュテータ１５を固定してある。このコンミュテータ１５はアーマチュアコア１３のコイル巻回部１３ａ〜１３ｃと同数のコンミュテータ片１５ａ〜１５ｃを備えていて、各コンミュテータ片１５ａ〜１５ｃとアーマチュアコイル１４とは電気的にそれぞれ接続されている。このアーマチュアコイル１４は、正規巻線１４ａとショートコイル１４ｂとで構成されている。正規巻線１４ａは、コンミュテータ片１５ａに接続したコイルの始端からコイル巻回部１３ａにコイルを所定巻数巻回し、そのコイルの終端を次のコンミュテータ片１５ｂに接続し、同様にコイル巻回部１３ｂにコイルを所定巻数巻回し、そのコイルの終端を次のコンミュテータ片１５ｃに接続し、コイル巻回部１３ｃにコイルを所定巻数巻回し、そのコイルの終端を次のコンミュテータ片１５ａに接続することにより形成される。ショートコイル１４ｂは、各コイル巻回部１３ａ、１３ｂ、１３ｃにそれぞれ単独に所定巻数巻き付けられたコイルの両端を、各コンミュテータ片１５ａ、１５ｂ、１５ｃに接続して閉回路を形成することにより形成される。モータ１０の駆動停止時に、圧縮コイルバネ４０の付勢力により出力部材３０を後述するセット位置に移動させる際に、このショートコイル１４ｂにはモータ１０のアーマチュア軸１１の逆回転を妨げる方向の電流が流れる。従って、アーマチュア軸１１の逆回転の回転速度が抑制される（ブレーキが掛かる）。これにより、出力部材３０の戻し時の速度を小さくすることができるようになっている。
【００２１】
さらに、モータ１０のアーマチュア軸１１の先端部１１ｃには金属製のピニオン１６を固定してある。この金属製のピニオン１６は歯車減速機構用取付凹部６内に収納されている。尚、図１に示すように、モータ１０には図示しない制御回路に電気的に接続された外部接続配線Ｗを接続してある。
【００２２】
図１に示すように、歯車減速機構２０は、アーマチュア軸１１に固定されたピニオン１６に噛合される第１の減速ギヤ（最初の減速ギヤ）２１ａと、該第１の減速ギヤ２１ａを固定した金属棒状の第１の軸２１に一体形成された第１のピニオン２１ｂと、この第１のピニオン２１ｂに噛合される第２の減速ギヤ２２ａと、該第２の減速ギヤ２２ａを固定した金属棒状の第２の軸２２に一体形成された第２のピニオン２２ｂと、この第２のピニオン２２ｂに噛合される第３の減速ギヤ２３ａと、該第３の減速ギヤ２３ａを固定した金属棒状の第３の軸２３に一体形成された第３のピニオン（最終段のピニオン）２３ｂとで構成されている。これらアーマチュア軸１１に固定されたピニオン１６と歯車減速機構２０の各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂは全て平歯車で構成されている。
【００２３】
また、歯車減速機構２０の各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂを固定した各軸２１〜２３の両端は、歯車減速機構用取付凹部６と部材バネ用取付凹部７の周縁からケーシング３の底部３ｄにそれぞれ形成した凹所に圧入固定された各一対の軸受部６ａ，６ａ、６ｂ，６ｂ、６ｃ，６ｃにそれぞれ回転自在に支持してある。また、図４に示すように、アーマチュア軸１１と歯車減速機構２０の各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂの各軸２１〜２３は横一直線上に所定の間隔を隔ててそれぞれ配置されている。
【００２４】
図１，図２，図６に示すように、合成樹脂製の出力部材３０は、天板部３１ａと長手方向の両端部３１ｂ，３１ｃと底板部３１ｄとで長尺の中空部Ｔを形成する出力部材本体３１と、この出力部材本体３１の一方の端部３１ｂの略中央より水平に延びてケーシング３の周壁３ｂに形成した開口部３ｅより外側に突出した板状の外部連結板部３２と、出力部材本体３１の他方の端部３１ｃより外側に突出したバネ保持部としての突起３３とを備えている。
【００２５】
図２，図６に示すように、出力部材３０の出力部材本体３１の中空部Ｔは歯車減速機構２０の第３のピニオン２３ｂが収納される大きさに形成してあり、この中空部Ｔを成す天板部３１ａに対向する底板部３１ｄには第３のピニオン２３ｂが噛合されるラックギヤ３４を一体形成してある。このラックギヤ３４に噛合する歯車減速機構２０の第３のピニオン２３ｂにより出力部材３０は所定ストロークＬ往復移動するようになっている。
【００２６】
さらに、図２に示すように、出力部材本体３１の天板部３１ａはカバー４の内面４ａに摺動自在に往復移動可能となっていると共に、該出力部材本体３１の底板部３１ｄはケーシング３の底部３ｄに固定した一対の軸３６にそれぞれ回転自在に支持されたローラ３５，３５を介して部材バネ用取付凹部７内で摺動自在に往復移動可能となっている。各ローラ３５は部材バネ用取付凹部７に形成された断面Ｕ字状の凹部７ａに圧入固定した軸３６に回転自在に支持してあり、図５に示すように、部材バネ用取付凹部７の底面７ａより少し突出している。これにより、出力部材本体３１の底板部３１ｄは、歯車減速機構２０の第３のピニオン２３ｂと一対のローラ３５，３５との３点で支持されてスムーズに移動するようになっている。
【００２７】
また、出力部材３０の外部連結板部３２の先端部３２ａには丸形の連結孔３２ｂを形成してある。この連結孔３２ｂは、図示しないラッチ機構（スライドドアのロックを解除する機構）のラッチに図示しないフレキシブルケーブル等を介して連結されている。尚、部材バネ用取付凹部７内においてケーシング３の周壁３ｂと出力部材本体３１の一方の端部３２ｂとの間に位置する外部連結板部３２の基端３２ｃにはゴム製でリング状のダンパ５５を嵌め込んである。
【００２８】
図１及び図２に示すように、出力部材本体３１の他方の端部３１ｃに形成した突起３３と、ケーシング３の部材バネ用取付凹部７とダンパ用取付凹部８の境の仕切壁８ａとカバー４のリブ４ｂとにより係止された円環状の受けプレート４１との間には、出力部材３０を一方のストローク端であるセット位置Ｓに移動させるように常に付勢する圧縮コイルバネ（付勢部材）４０を介在してある。
【００２９】
また、ケーシング３のダンパ用取付凹部８内には、出力部材３０の衝撃力を緩和する略円錐台状でゴム製のダンパ５０を嵌め込んである。このダンパ５０の上端面（図２における右端面）には、圧縮コイルバネ４０の付勢力に抗して出力部材３０をラッチ解除位置（他方のストローク端）Ｆに移動させた際に該出力部材３０の突起３３が衝突する円板状のプレート５１を固着してある。
【００３０】
以上実施形態のアクチュエータ１によれば、図１，図２に示すように、通常、出力部材３０はセット位置Ｓにあり、出力部材３０の一方の端部３１ｂがダンパ５５を介してケーシング３の周壁３ｂの内面に当接している。
【００３１】
このセット位置Ｓの状態から制御回路よりモータ１０に通電がされてアーマチュア軸１１が正回転すると、このアーマチュア軸１１に固定されたピニオン１６の回転が歯車減速機構２０の第１の減速ギヤ２１ａ、第１のピニオン２１ｂ、第２の減速ギヤ２２ａ、第２のピニオン２２ｂ、第３の減速ギヤ２３ａに伝達されて第３のピニオン２３ｂが回転する。この第３のピニオン２３ｂの回転により該第３のピニオン２３ｂにラックギヤ３４を噛合させた出力部材３０がセット位置Ｓから圧縮コイルバネ４０の付勢力に抗してラッチ解除位置Ｆまで移動する。これにより、ラッチ機構のラッチが解除可能となる。
【００３２】
このとき、出力部材３０の突起３３がプレート５１を介してダンパ５０に衝突するため、出力部材３０に作用する衝撃力がダンパ５０により吸収されて緩和される。
【００３３】
そして、制御回路よりモータ１０への通電が遮断されると、圧縮コイルバネ４０に蓄積された反力（付勢力）により歯車減速機構２０が強制的に逆回転され、出力部材３０の一方の端部３１ｂがダンパ５５に当たったところで停止し、該出力部材３０がラッチ解除位置Ｆからセット位置Ｓまで自動的に戻る。
【００３４】
この際、アーマチュア軸１１のピニオン１６と歯車減速機構２０の各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂを全て平歯車で構成すると共に、アーマチュア軸１１と各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂの各軸２１〜２３は横一直線上にそれぞれ配置し、かつ、圧縮コイルバネ４０をアクチュエータケース２内の出力部材３０の突起３３とダンパ５０との間に介在したことにより、圧縮コイルバネ４０に蓄積された反力を出力部材３０に直接的かつ確実に伝達させることができると共に、歯車減速機構２０の各減速ギヤ２１ａ〜２３ａ及び各ピニオン２１ｂ〜２３ｂをスムーズに逆回転させることができる。従って、モータ１０の通電を遮断して出力部材３０をラッチ解除位置Ｆからセット位置Ｓに自動的に戻す際に、出力部材３０をセット位置Ｓに常にスムーズかつ確実に戻すことができる。
【００３５】
また、アーマチュアコイル１４にショートコイル１４ｂを追加したので、出力部材３０をラッチ解除位置Ｆからセット位置Ｓに自動的に戻す際に、ショートコイル１４ｂにモータ１０のアーマチュア軸１１の逆回転を妨げる方向に電流を流してモータ１０のアーマチュア軸１１の逆回転の回転速度を抑制することができる。これにより、出力部材３０の戻し時の速度を小さくすることができると共に、減速歯車機構２０のギヤ音及びラックギヤ３４の当たり音等の作動音を小さくすることができる。その結果、出力部材３０の一方の端部３１ｂが当たるダンパ５５のボリューム（体積）を小さくすることができ、その分アクチュエータ１全体の小型化を図ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、アーマチュア軸のピニオンと歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンとを全て平歯車で構成すると共に、付勢部材として圧縮コイルバネをアクチュエータケース内の出力部材とダンパとの間に介在したので、モータの通電を遮断して出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、圧縮コイルバネに蓄積された付勢力を出力部材に直接的かつ確実に作用させることができると共に、歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンをスムーズに逆回転させることができる。これにより、出力部材をセット位置に常にスムーズかつ確実に戻すことができる。
【００３７】
請求項２の発明によれば、アーマチュア軸と歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンの各軸を横一直線上に配置したので、各軸間のピッチ寸法精度及び各軸のスラスト量の精度確保が容易となり、モータの通電を遮断して圧縮コイルバネに蓄積された付勢力により出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、より一層スムーズに歯車減速機構が逆回転され、出力部材を確実にセット位置に戻すことができる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、アーマチュア軸に固定されたアーマチュアコアに正規巻線を巻き付けると共に、該アーマチュアコアの複数のコイル巻回部にそれぞれ所定巻数巻き付けられ、アーマチュア軸に固定されたコンミュテータの各コンミュテータ片との間でそれぞれ単独で閉回路を形成するショートコイルを設け、これら正規巻線とショートコイルとでアーマチュアコイルを構成したので、出力部材をセット位置に自動的に戻す際に、ショートコイルにモータのアーマチュア軸の逆回転を妨げる方向に電流が流れ、モータのアーマチュア軸の逆回転の回転速度を抑制することができる。これにより、出力部材の戻し時の速度を小さくすることができると共に、減速歯車機構のギヤ音及びラックギヤの当たり音等の作動音を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のアクチュエータのカバーを外した状態を示す平面図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】上記アクチュエータの側面図である。
【図４】上記アクチュエータの要部の断面図である。
【図５】図１中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】上記アクチュエータに用いられる出力部材の斜視図である。
【図７】（ａ）はアクチュエータに用いられるアーマチュアの正面図、（ｂ）は同アーマチュアの側面図である。
【図８】上記アーマチュアのアーマチュアコイルの結線図である。
【符号の説明】
１ アクチュエータ
２ アクチュエータケース
１０ モータ
１１ アーマチュア軸
１３ アーマチュアコイル
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ コイル巻回部
１４ アーマチュアコイル
１４ａ 正規巻線
１４ｂ ショートコイル
１５ コンミュテータ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ コンミュテータ片
１６ ピニオン
２０ 歯車減速機構
２１、２２，２３ 軸
２１ａ〜２３ａ 減速ギヤ
２１ａ 第１の減速ギヤ（最初の減速ギヤ）
２１ｂ 第１のピニオン
２２ａ 第２の減速ギヤ
２２ｂ 第２のピニオン
２３ａ 第３の減速ギヤ
２３ｂ 第３のピニオン（最終段のピニオン）
３０ 出力部材
３４ ラックギヤ
４０ 圧縮コイルバネ（付勢部材）
５０ ダンパ
Ｌ 所定ストローク
Ｓ セット位置（一方のストローク端）
Ｆ ラッチ解除位置（他方のストローク端）
Claims (3)
- モータと、このモータのアーマチュア軸に固定されたピニオンと、複数の減速ギヤ及びピニオンから成り、最初の減速ギヤが前記アーマチュア軸のピニオンに噛合された歯車減速機構と、この歯車減速機構の最終段のピニオンに噛合されるラックギヤを有し、所定ストローク往復移動可能な出力部材と、前記モータの駆動停止時には前記出力部材を一方のストローク端であるセット位置に移動させるように付勢する付勢部材と、前記モータの駆動により前記付勢部材の付勢力に抗して前記出力部材を他方のストローク端に移動させた際に該出力部材に作用する衝撃力を緩和するダンパと、これらモータ、歯車減速機構、出力部材、付勢部材及びダンパを収納するアクチュエータケースとを備えたアクチュエータにおいて、
前記アーマチュア軸に固定されたピニオンと前記歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンとを全て平歯車で構成する一方、前記付勢部材として圧縮コイルバネを用い、この圧縮コイルバネを前記アクチュエータケース内の前記出力部材とダンパとの間に介在させたことを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項１記載のアクチュエータであって、
前記アーマチュア軸と前記歯車減速機構の複数の減速ギヤ及びピニオンの各軸を横一直線上に配置したことを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項１または２記載のアクチュエータであって、
前記アーマチュア軸に固定されたアーマチュアコアに正規巻線を巻き付けると共に、該アーマチュアコアの複数のコイル巻回部にそれぞれ所定巻数巻き付けられ、前記アーマチュア軸に固定されたコンミュテータの各コンミュテータ片との間でそれぞれ単独で閉回路を形成するショートコイルを設け、これら正規巻線とショートコイルとでアーマチュアコイルを構成したことを特徴とするアクチュエータ。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007259574A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Honda Lock Mfg Co Ltd | アクチュエータ |
| JP2011085238A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Hi-Lex Corporation | パーキングロックアクチュエータ |
| JP2015093670A (ja) * | 2013-11-08 | 2015-05-18 | エンブラエル ソシエダージ アノーニマ | 航空機ステアの支援された上昇／下降のために特に有用な力平衡機構 |
-
2003
- 2003-02-26 JP JP2003049004A patent/JP2004257472A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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