JP2667251B2

JP2667251B2 - 車載電装品の駆動制御装置

Info

Publication number: JP2667251B2
Application number: JP1164580A
Authority: JP
Inventors: 一正大西; 直男野口
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1989-06-27
Publication date: 1997-10-27
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: US4990835A; JPH0333386A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、車載電装品を駆動する複数のモータを制
御する車載電装品の駆動制御装置に関するものである。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］近年、フロントやリヤのパワーウィンド装置などの種
々の車載電装品においては、それを駆動するモータとし
て、小型軽量かつ機械的ノイズや電磁ノイズのない超音
波リニアモータが用いられる傾向にある。

ところで、超音波リニアモータの駆動回路には、超音
波発振器と、その発振出力を増幅するパワーアンプが必
要である。したがって、このような超音波リニアモータ
を備えた車載電装品を複数、車載に搭載した場合には、
必然的に、車載電装品の個々の超音波リニアモータに対
して、駆動回路を接続することになる。

しかし、このように超音波リニアモータの個々に駆動
回路を接続することは、部品点数の増加、高価格化を招
くという問題がある。

この発明は、このような問題を解決課題とし、振動を
効率良く駆動力に変換して伝達効率の良い駆動ができる
超音波リニアモータを複数、効率良く共通駆動すること
ができる駆動制御装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明の車載電装品の駆動制御装置は、車載電装品を駆動する複数のモータを制御する車載電
装品の駆動制御装置であって、前記複数のモータは、弾性体を素材として少なくとも
一対の脚部およびこれらを連結する胴部からなる振動体
と、この振動体に前記脚部の軸線に対して斜めに取り付
けられて該振動体を加振して該振動体に縦振動および撓
み振動を発生させてそれらを合成した楕円振動により脚
部先端に駆動力を発生させる振動素子を備えた超音波モ
ータであり、これら複数の超音波リニアモータは、それ
ぞれモータコントロールスイッチを介して共通の超音波
ドライブユニットに接続され、この超音波ドライブユニ
ットは、１つの超音波発振器と、この超音波発振器の発
振出力を増幅するパワーアンプからなることを特徴とす
る。

［作用］この発明の車載電装品の駆動制御装置は、車載電装品
の駆動モータとして弾性体を素材として少なくとも一対
の脚部およびこれらを連結する胴部からなる振動体と、
この振動体に前記脚部の軸線に対して斜めに取り付けら
れて該振動体を加振して該振動体に縦振動および撓み振
動を発生させてそれらを合成した楕円振動により脚部先
端に駆動力を発生させる振動素子を備えた超音波モータ
を採用することにより、ラジオの受信障害となるような
電磁ノイズを発生をなくし、また振動体を超音波領域で
振動させることにより、動作音をきわめて小さくして車
内の静粛性を損なわない。更に、前記構造の特殊な超音
波モータであるならば、振動素子の振動を効率良く駆動
力に変換して伝達効率の良い駆動ができる。

また、それら複数の超音波リニアモータを１つの超音
波発振器に接続することにより、駆動回路の簡素化、部
品点数の削減、および低価格化を実現する。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

本実施例は、パワーウィンド装置駆動用の超音波リニ
アモータを制御する駆動制御装置への適用例である。そ
こで、まずパワーウィンド装置における超音波リニアモ
ータについて説明する。

第２図において、１は車体、２は前側のドア、３は前
側のウィンドガラス、４は前側のパワーウィンド装置で
ある。ウィンドガラス３は、ドア３の内部において、図
示しないガイド機構によって昇降自在にガイドされてお
り、そのガイド機構としては、ウィンドガラス３の両側
をガイドするガイド溝、あるいはウィンドガラス３を所
定の姿勢のまま昇降させるパンタグラフ機構などが用い
られている。パワーウィンド装置４は、ドア３の内部に
て上下方向に延在するガイドレール５を備え、このガイ
ドレール５に沿って超音波リニアモータ10が移動するこ
とにより、ウィンドガラス３の下部に取り付けたホルダ
６を昇降させるようになっている。

超音波リニアモータ10としては、本出願人が先に提案
した特願平１−55572号（特許第2534343号）に記載の超
音波リニアモータが用いられており、この超音波リニア
モータ10は、ガイドレール５の内側に備えられて、その
ガイドレール５の溝5aに沿って上下方向に直線移動する
ようになっている。

超音波リニアモータ10において、11,12は互いに平行
な脚部、13はこれらの脚部11,12の基端を連結する胴部
であって、これらは全体が略コ字状に形成されて振動体
14を構成している。

脚部11,12と胴部13の材料および寸法は適宜選択でき
る。本例の場合は、アルミニウムからなる弾性体を材質
として、胴部13が5mm□×26mmL、脚部11,12が5a mm□×
15mmLとなっている。振動体14の材質は、この他、ジュ
ラルミン、鉄、真ちゅう、あるいはステンレス鋼などの
金属材料、アルミナ、ガラスあるいは炭化珪素などの無
機材料、ポリイミド系樹脂あるいはナイロンなどの有機
材料などが利用できる。

振動体14の角部は、脚部11,12および胴部13に対して4
5゜の角度をなすように面取りされた取り付け面15が形
成されており、その取り付け面15には、接着剤などによ
って圧電素子（振動素子）16,17が取り付けられてい
る。この圧電素子16,17としては、積層型圧電アクチュ
エータあるいは単板の圧電セラミックスが使用され、図
示しない電源から印加される交番電流によって、取り付
け面15と直交する方向に超音波振動するようになってい
る。圧電素子16,17の寸法は、脚部11,12などと同様に適
宜選択できる。本例では、5mm□×9mmLのものを用い
た。

このような振動体14はガイドレール５の内部に位置し
ており、その脚部11,12の先端はガイドレール５の内部
側面に接している。また、ガイドレール５の内部には、
スライド18が溝5aに沿ってスライド自在にガイドされて
おり、このスライダ18に対して、ホルダ６が取り付けら
れている。スライダ18の上部中央には貫通孔18aが形成
されており、この貫通孔18aには、先端が円錐状をなす
付勢ピン19が第３図中の上下方向スライド自在に嵌め合
わされている。そして、この付勢ピン19の先端近傍に形
成されたフランジ19aとスライダ18との間にはバネ20が
圧縮配備されており、このバネ20によって付勢ピン19は
常時第３図中の下方に付勢されて、その付勢ピン19の先
端が、振動体14の胴部13の上面中央の凹部13aに嵌り合
うようになっている。これにより、振動体14の脚部11,1
2の先端は、所定の力によってガイドレール５の内部側
面に押し付けられている。

このような超音波リニアモータ10は、圧電素子16,17
のいずれか一方または双方に超音波周波数領域の交番電
圧を印加して、振動体14を加振することにより、脚部1
1,12の先端には、縦振動と撓み振動が合成されて特定の
方向に回転する楕円振動（環状振動）が発生する。そし
て、その楕円振動の回転する方向に、振動体14が、スラ
イダ18およびホルダ６と共に移動する。その際、圧電素
子16,17に印加する交番電圧の位相などを変化させるこ
とによって、脚部11,12の先端の楕円振動の方向を変え
ることができ、これによりホルダ６の移動可能の制御が
可能となる。

したがって、このような超音波リニアモータ10を制御
することにより、ホルダ６をガイドレール５に沿って上
昇または下降させて、ウィンドガラス３を昇降させるこ
とができる。

次に、このようなパワーウィンド装置における超音波
リニアモータ10の駆動制御系について説明する（第１図
参照）。

本実施例の駆動制御装置30は、車体１の前側左右のパ
ワーウィンド装置の超音波リニアモータ10a,10bと、車
体１の後側左右のパワーウィンド装置の超音波リニアモ
ータ10c,10dを制御するようになっている。

超音波リニアモータ10a,10bは、モータコントロール
スイッチ21,22を介して第１のパワーアンプ31の出力端
に接続され、超音波リニアモータ10c,10dはモータコン
トロールスイッチ23,24を介して第２のパワーアンプ32
の出力端に接続されている。第1,第２のパワーアンプ3
1,32は、超音波発振器33の出力端に接続されていて、発
振器33の超音波領域の発振出力V0を増幅して、超音波リ
ニアモータ10a,10b,10c,10dを駆動する交番電圧V1,V2を
出力する。

交番電圧V1,V2は、超音波リニアモータ10a,10b,10c,1
0dの駆動方向を制御するために、位相などが異なるもの
である。本例の場合、交番電圧V1はウィンドガラスを上
昇させる方向に駆動する上昇駆動電圧、交番電圧V2はウ
ィンドガラスを下降させる方向に駆動する下降駆動電圧
であって、前者の上昇駆動電圧V1は、モータコントロー
ルスイッチ21,22,23,24の一方の接点21a,22a,23a,24aが
閉操作されたときに対応する超音波リニアモータ10a,10
b,10c,10dに印加され、一方、後者の下降駆動電圧V2
は、モータコントロールスイッチ21,22,23,24の他方の
接点21b,22b,23b,24bが閉操作されたときに対応する超
音波リニアモータ10a,10b,10c,10dに印加されるように
なっている。

第1,第２のパワーアンプ31,32と発振器33の電源電圧
は、電源回路34から供給され、またこれらのパワーアン
プ31,32、発振器33および電源回路34は制御部35の制御
下におかれている。その制御部35の電源端子は車載バッ
テリー36に接続され、また電源回路34の入力端はイグニ
ッションスイッチ37を介して車載バッテリー36に接続さ
れている。

次に、作用について説明する。

いま、前側左のパワーウィンド装置の超音波リニアモ
ータ10aによってウィンドガラスを上昇させる場合に
は、まず、イグニッションスイッチ37が閉じられている
ことを前提として、モータコントロールスイッチ21の一
方の接点21aを閉操作する。これにより、発振器33が発
振動作し、第１のパワーアンプ31が上昇駆動電圧V1を出
力して、その上昇駆動電圧V1を超音波リニアモータ10a
に印加する。この結果、接点21aが閉操作されている間
だけ、超音波リニアモータ10aがウィンドガラスを上昇
させる。

また、この超音波リニアモータ10aによってウィンド
ガラスを下降させる場合には、モータコントロールスイ
ッチ21の他方の接点21bを閉操作する。これにより、発
振器33が発振動作し、第１のパワーアンプ31が下降駆動
電圧V2を出力して、その下降駆動電圧V2を超音波リニア
モータ10aに印加する。この結果、接点21bが閉操作され
ている間だけ、超音波リニアモータ10aがウィンドガラ
スを下降させる。

他の超音波リニアモータ10b,10c,10dに関しても同様
であり、モータコントロールスイッチ22,23,24のスイッ
チ操作によって、対応するウィンドガラスが上昇または
下降する。

ところで、超音波リニアモータ10a,10b,10c,10dは、
ラジオの受信障害となるような電磁ノイズを発生するお
それがなく、また振動体14が超音波領域で振動するた
め、動作音もきわめて小さい。また、本実施例では、振
動体14が、２本の脚部11,12の胴部13によって略コ字状
に形成されているがこれには限定されず、脚部を３本以
上としたり、胴部を湾曲させたりしてもよい。また、脚
部11,12は互いに平行に配置しなくてもよい。

また、駆動制御装置30には、パワーウィンド装置の
他、更に種々の車載電装品駆動用の超音波リニアモータ
を接続してもよい。その場合、必要に応じてパワーアン
プを増設する。しかし、この場合にあっても発振器33は
１つでよい。

また、駆動制御装置30に接続する超音波リニアモータ
としては、例えば、シートの位置を調整するパワーシー
ト装置用、アクセルの操作状態を保持するオートクルー
ズコントロール装置用、スライド式ワイパー装置用、ド
アミラーの駆動用、カーテンレールの駆動用、オートス
ポイラーの駆動用、リトラクタブルライトの駆動用、電
磁バルブの駆動用、ウォッシャーポンプの駆動用、サン
ルーフを含むスライドドアの駆動用、またはヘッドレス
ト駆動用なのど超音波リニアモータがある。

また、駆動制御装置30に接続する超音波リニアモータ
の種類によっては、モータコントロールスイッチの短時
間のスイッチ操作によって所定時間連続して駆動電圧V
1,V2を出力するようにしてもよい。すなわち、モータコ
ントロールスイッチのスイッチ状態を検出し、短時間の
スイッチ操作によって、そのスイッチ操作に対応する駆
動電圧V1,V2を所定時間だけ連続して出力するように構
成すればよい。

また、複数の超音波リニアモータの同時駆動による過
大負荷を回避するために、所定の優先順位にしたがっ
て、超音波リニアモータの駆動タイミングをずらすよう
にしてもよい。すなわち、複数の超音波リニアモータの
駆動タイミングが一致したときに、所定の優先順位にし
たがって、それらの超音波リニアモータに印加する駆動
電圧V1,V2の出力タイミングをずらせばよい。

また、このような複数の超音波リニアモータを集中制
御する駆動制御装置30の装備位置は任意であり、何等、
超音波リニアモータの近傍位置に特定されない。

［発明の効果］以上説明したように、この発明の車載電装品の駆動制
御装置は、車載電装品の駆動モータとして特殊な構造の
超音波リニアモータを採用し、そしてそれらの超音波リ
ニアモータを複数、１つの超音波発振器に接続した構成
であるから、次のような効果を奏することができる。

車載電装品の駆動モータとして用いる超音波リニアモ
ータは、ラジオの受信障害となるような電磁ノイズを発
生するおそれがなく、また振動体が超音波領域で振動す
るため、動作音もきわめて小さく車内の静粛性を損なう
ことがない。

１つの超音波発振器に複数の超音波リニアモータを接
続して、超音波発振器を共通化しているため、複数の超
音波リニアモータの個々に対して超音波発振器を接続す
る場合に比して、回路の共通化による駆動回路の簡素
化、部品点数の削減、および低価格化を実現することが
できる。

複数のモータは、弾性体を素材として少なくとも一対
の脚部およびこれらを連結する胴部からなる振動体と、
この振動体に前記脚部の軸線に対して斜めに取り付けら
れて該振動体を加振して該振動体に縦振動および撓み振
動を発生させてそれらを合成した楕円振動により脚部先
端に駆動力を発生させる振動素子を備えた超音波モータ
であるので、振動を効率良く駆動力に変換して伝達効率
の良い駆動ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を説明するための図であっ
て、第１図はブロック構成図、第２図は車両の前側ドア
とパワーウィンド装置との関係の説明図、第３図は超音
波リニアモータ周辺の断面図、第４図は第３図のIV−IV
線に沿う断面図である。１……車体、４……パワーウィンド装置、５……ガイドレール、６……ホルダ、 10,10a〜10d……超音波リニアモータ、 13……振動体、 16,17……圧電素子（振動素子）、 21〜24……モータコントロールスイッチ、 30……駆動制御装置、 31,32……パワーアンプ、33……発振器、 34……電源回路、35……制御部、 36……車載バッテー、 37……イグニッションスイッチ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車載電装品を駆動する複数のモータを制御
する車載電装品の駆動制御装置であって、前記複数のモ
ータは、弾性体を素材として少なくとも一対の脚部およ
びこれらを連結する胴部からなる振動体と、この振動体
に前記脚部の軸線に対して斜めに取り付けられて該振動
体を加振して該振動体に縦振動および撓み振動を発生さ
せてそれらを合成した楕円振動により脚部先端に駆動力
を発生させる振動素子を備えた超音波モータであり、これら複数の超音波リニアモータは、それぞれモータコ
ントロールスイッチを介して共通の超音波ドライブユニ
ットに接続され、この超音波ドライブユニットは、１つの超音波発振器
と、この超音波発振器の発振出力を増幅するパワーアン
プからなることを特徴とする車載電装品の駆動制御装
置。