JP4309603B2 - Actuator - Google Patents
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Description
【0001】
【技術分野】
本発明は、モータ駆動のアクチュエータに関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
モータ駆動のアクチュエータとして、正逆に移動可能なアクチュエータアームと、このアクチュエータアームを正逆のいずれか一方向に回動駆動するモータと、このモータへの通電停止時に、アクチュエータアームを正逆の他方に移動させるばね手段とを有するタイプが知られている。このアクチュエータは、例えば車両ドアのロック機構のアクチュエータとして用いられており、モータ通電時のアクチュエータアームの動きによってロック機構を解除する。モータへの通電を解除すると、アクチュエータアームはばね手段の力によって復帰するが、この復帰時に次の問題が生じる。
【0003】
すなわち、モータへの非通電時に、モータを含む回路を開回路とすると、モータの回動がフリーとなるため、ばね手段の力によってアクチュエータアームが急激に復帰してしまい、他の部材(ストッパ部材)との大きい衝突音が発生してしまう。他方、モータへの非通電時に、モータを含む回路を閉回路とすると、ばね力によって復帰するアクチュエータアームを介してモータに回動力が加わるとき、逆起電力が発生してモータを逆方向(ばね力に抗する方向)に回そうとする。従って、開回路とする場合と比べてアクチュエータアームの復帰が遅くなる。そして、アクチュエータアームの復帰が遅くなると、次のような場合にドアロックが不能になってしまう。
【0004】
例えば、スイッチ手段を介してアクチュエータのモータをロック解除方向に回動させてロック機構を解除し、直ちにモータへの通電を断ったとする。すると、車両ドアロックは解除されるが、その直後に開放されたドアを閉じたとき、アクチュエータアームが未だ復帰していないことが生じうる。このときには、ドアロックが不能になってしまう。
【0005】
【発明の目的】
本発明は、従来のアクチュエータについての以上の問題意識に基づき、ばね力で復帰するアクチュエータアームの復帰速度を適当な速度にすることができるモータ駆動ばね力復帰のアクチュエータを得ることを目的とする。
【0006】
【発明の概要】
本発明は、正逆に移動可能なアクチュエータアームと、このアクチュエータアームの正逆いずれか一方向に回転駆動するモータと、このモータへの通電停止時に、上記モータ及びアクチュエータアームを上記正逆の他方に移動させるばね手段とを有するアクチュエータアームにおいて、上記モータの駆動回路中に、該モータへの通電非通電を制御するスイッチ手段と、このスイッチ手段によるモータへの非通電時に該モータへの電力供給端子間に形成される閉回路とを設け、この閉回路中に、モータへの通電時における電流方向を順方向とし、モータ非通電時はモータの逆回転により上記モータへの通電時における電流方向と同方向に生じる電流を吸収する単一のダイオードを介在させ、このダイオードのみによって、モータ非通電時にモータに与える制動力を制御することに特徴を有している。
この構成によれば、閉回路内に挿入したPN接合素子の特性を選択することによって、非通電時はモータに適度な制動力が与えられるから、ばね力で復帰するアクチュエータアームの復帰速度を適当な速度にすることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1ないし図4は、本発明のアクチュエータを適用した車両用テールゲートドアのロック機構の機械構成を示している。図1に示すように、バンタイプの車両ボディ10の後部開口11の上端部には、車両左右方向の枢軸12によってテールゲート(車両ドア)13が枢着されている。後部開口11の下端部には、テールゲートストライカ(ストライカ)14が固定されており、後部開口11の下端部(自由端部)には、ストライカ14を把持開放するテールゲートロック機構(ロック機構)20が設けられている。
【0008】
図2、図3は、ロック機構20の基本構成を示している。ストライカ14が進入するストライカ進入溝21aを有するベースプレート21には、ストライカ進入溝21aの両側に位置する軸22aと23aで、フック22とラチェット23がそれぞれ枢着されている。フック22は、ストライカ14を把持する把持溝22bを備えており、ストライカ進入溝21a内にストライカ14が進入すると、把持溝22b内にストライカ14を受け入れて軸22aを中心に回動する。ラチェット23は、このようにしてストライカ14によって回動したフック22の係止面22cと係合するロック部23bを有しており、このロック部23bが係止面22cと係合すると、フック22がロック位置に保持される。フック22はトーションばね22dによりストライカ14を開放する方向に回動付勢されており、ラチェット23はトーションばね23dにより、ロック部23bが係止面22cに係合する方向に回動付勢されている。
【0009】
ベースプレート21には、別の軸24aにより中間レバー24が枢着されている。この中間レバー24の一方の腕24bはラチェット23に係合し、他方の腕24cに植設したピン24dはアクチュエータ30のアクチュエータアーム31に係合している。中間レバー24は、トーションばね24fによって、ラチェット23から離れる方向に付勢されており、その回動付勢端はストッパ24gが規制している。フック22がストライカ14を把持している状態(ラチェット23のロック部23bがフック22の係止面22cと係合している状態)において、この中間レバー24をトーションばね24fに抗して図3の時計方向(アンロック方向)に回動させると、ラチェット23が反時計方向(アンロック方向)に回動してロック部23bと係止面22cの係合が解かれる。その結果、トーションばね22dの力によってフック22がストライカ14を開放する方向に回動して、ロック機構20のロックが解除されるため、テールゲート13を開くことができる。
【0010】
アクチュエータ30(アクチュエータアーム31)は、トーションばね24fの力に抗して中間レバー24にアンロック方向の回動運動を与える機能を有する。ラチェット23に対するアンロック方向の回動運動は、アクチュエータ30以外にも、キーシリンダその他の機構によって与えることが可能であるが、本実施形態は、このアクチュエータ30を特徴としているので、これらの他の機構の図示は省略する。
【0011】
アクチュエータ30は、図4に示すように、そのハウジング32内に、駆動モータ33と、軸34aで枢着されたウォームホイル34と、軸35aで枢着されたセクタギヤ35とを有する。駆動モータ33の出力軸に固定されたウォーム33aは、ウォームホイル34に噛み合い、ウォームホイル34に同軸に固定されたギヤ34bは、セクタギヤ35に噛み合っている。中間レバー24に係合する上述のアクチュエータアーム31は、軸35aに固定されていてセクタギヤ35と一体に回動する。駆動モータ33は、通電されたとき予め定まっている一方向に(のみ)回動する直流モータであり、この駆動モータ33の回動によって、ウォーム33a、ウォームホイル34、ギヤ34b、セクタギヤ35を介してアクチュエータアーム31がアンロック方向(図3、図4の反時計方向、オン方向)に回動する。一方、セクタギヤ35には同軸に、該セクタギヤ35(アクチュエータアーム31)をアンロック方向と反対方向に回動付勢するトーションばね35bが付設されており、駆動モータ33への通電が解除されると、駆動モータ33は、このトーションばね35bのばね力(及びトーションばね24fのばね力)により通電時とは逆の方向へ回動する。ウォーム33aからセクタギヤ35に至る減速機構は、この逆転を許す減速機構である。
【0012】
本実施形態は、駆動モータ33への通電解除時のアクチュエータアーム31(駆動モータ33)の戻り速度が適切となるように、通電解除時には駆動モータ33の電源供給端子33a、33bを短絡して閉回路とし、この閉回路中に、通電時の電流方向を順方向とするPN接合素子、例えばダイオードを挿入した点に特徴がある。
【0013】
図5ないし図7は、駆動モータ33を含む駆動回路の実施形態を示している。図5ないし図7の実施形態では、アクチュエータ30と、そのスイッチ回路40とを別ブロックで示している。スイッチ回路40は、オンオフ操作されるスイッチ41を備えており、スイッチ41がオンしているときには直流電源42と駆動モータ33とが接続されて、直流電源42からの駆動電流がモータ33に与えられる。一方、スイッチ41がオフしているときには、駆動モータ33と直流電源42との接続が遮断されると共に駆動モータ33の両電力供給端子33a、33bが短絡されて閉回路が形成される。スイッチ41(スイッチ回路40)は、例えば図2に示すようにテールゲート13に設けられている。
【0014】
この閉回路内には、通電時の電流方向が順方向となる向きで、ダイオード50が挿入されている。図5ないし図7は、ダイオード50を挿入する位置のバリエーションを示したもので、図5では、アクチュエータ30内にダイオード50が挿入されており、図6では、スイッチ回路40内であって、スイッチ41のOFF端子側にダイオード50が設けられており、図7では、アクチュエータ30とスイッチ回路40を接続するハーネス(結線)43内にダイオード50が設けられている。図4の実施形態ではハーネス43内にダイオード50が設けられている。
【0015】
上記構成の本アクチュエータ30によると、ロック機構20を次のように動作させることができる。ロック機構20のロック状態において、スイッチ回路40のスイッチ41をオンすると直流電流42と駆動モータ33が直接接続される。すなわち、ダイオード50を介して直流電源42から駆動モータ33に電力が供給される。すると、駆動モータ33は、ウォーム33a、ウォームホイル34、ギヤ34b、セクタギヤ35を介してアクチュエータアーム31をアンロック方向(図3、図4の反時計方向、オン方向)に回動させる。アクチュエータアーム31がアンロック方向に回動すると、中間レバー24がトーションばね24fに抗してアンロック方向に回動し、ラチェット23がアンロック方向に回動してロック部23bと係止面22cの係合が解かれ、トーションばね22dの力によってフック22がストライカ14を開放して、ロック機構20のロックが解除される。
【0016】
スイッチ41がオフされると、駆動モータ30への電力供給が遮断され、同時にモータ33の電力供給端子33a、33bを短絡する閉回路が構成される。すると、アクチュエータアーム31は、トーションばね35とトーションばね24fのばね力により通電時とは逆の方向へ回動する。従って、駆動モータ33は通電時とは逆方向に回動し、その結果、駆動モータ33により通電時と同方向の電流が発生する。しかし、発生した電流はダイオード50によって吸収されるため、駆動モータ33には適度な制動力を与えることができる。すなわち、閉回路内に挿入したダイオード50の特性に応じて、駆動モータ22の復帰速度を適宜設定することができる。これにより、ロック解除後直ちにテールゲート13を閉じるときにもドアロックが不能となる事態を防止することができ、また駆動モータ33の復帰時に大きな動作音が生じることもない。ダイオード50(PN接合素子)は、通電時の電流方向に対して低抵抗、通電時の電流方向と反対方向に対して高抵抗のものであればよい。
【0017】
以上のように本実施形態では、閉回路内に通電時の電流方向を順方向とする向きにダイオード50を挿入したので、通電解除時は駆動モータ33に適度な制動力を与えることができる。ダイオード50は、耐盗難性向上のために駆動モータ33(アクチュエータ)内に内蔵することが望ましく、駆動モータ33外に挿入する場合も、可及的に駆動モータ33に近い位置に挿入することが望ましい。
【0018】
図示実施形態は、アクチュエータアーム31が軸35aを中心として揺動運動するアクチュエータに本発明を適用したものであるが、ラックピニオン機構等の周知の機構によって、駆動モータ33の回転をアクチュエータアームの往復運動に変換するアクチュエータにも本発明は同様に適用できる。
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば、ばね力で復帰するアクチュエータアームの復帰速度を適当な速度に設定することができるモータ駆動ばね力復帰のアクチュエータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるアクチュエータを有する車両ドア(テールゲート)の一実施形態を示す車両を後方から見た斜視図である。
【図2】図1のII‐II線に沿う断面図である。
【図3】図2のIII‐III線に沿う矢視図である。
【図4】図3中のアクチュエータの構成例を示す一部分解正面図である。
【図5】本発明によるアクチュエータの一実施形態を示す回路図である。
【図6】同別の実施形態を示す回路図である。
【図7】同さらに別の実施形態を示す回路図である。
【符号の説明】
10 車両ボディ
11 後部開口
12 枢軸
13 テールゲート(車両ドア)
14 ストライカ
20 テールゲートロック機構
21 ベースプレート
21a ストライカ進入溝
22 フック
23 ラチェット
24 中間レバー
30 アクチュエータ
31 アクチュエータアーム
32 ハウジング
33 駆動モータ
33a ウォーム
34 ウォームホイル
35 セクタギヤ
35b トーションばね
40 スイッチ回路
41 スイッチ
42 直流電源
50 ダイオード[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a motor-driven actuator.
[0002]
[Prior art and its problems]
As a motor-driven actuator, an actuator arm that can move forward and backward, a motor that drives the actuator arm to rotate in either forward or reverse direction, and when the energization of the motor is stopped, There is known a type having spring means for moving the spring. This actuator is used, for example, as an actuator of a vehicle door lock mechanism, and releases the lock mechanism by movement of an actuator arm when the motor is energized. When the energization of the motor is released, the actuator arm is restored by the force of the spring means. At the time of this restoration, the following problem occurs.
[0003]
That is, when the circuit including the motor is an open circuit when the motor is de-energized, the rotation of the motor is free, and the actuator arm is suddenly restored by the force of the spring means, and other members (stopper members) ) Will cause a loud collision sound. On the other hand, if the circuit including the motor is closed when the motor is de-energized, a counter electromotive force is generated when the rotational force is applied to the motor via the actuator arm that is restored by the spring force. Try to turn in the direction against the force). Therefore, the return of the actuator arm is delayed as compared with the case where an open circuit is used. When the return of the actuator arm is delayed, the door cannot be locked in the following cases.
[0004]
For example, suppose that the motor of the actuator is rotated in the unlocking direction via the switch means to release the locking mechanism, and the motor is immediately de-energized. Then, although the vehicle door lock is released, when the opened door is closed immediately after that, the actuator arm may not yet return. At this time, the door cannot be locked.
[0005]
OBJECT OF THE INVENTION
An object of the present invention is to obtain a motor-driven spring force return actuator capable of setting the return speed of an actuator arm that is returned by a spring force to an appropriate speed based on the above problem awareness of the conventional actuator.
[0006]
Summary of the Invention
The present invention includes an actuator arm that can be moved forward and backward, a motor that rotationally drives the actuator arm in either the forward or reverse direction, and the motor and the actuator arm that are connected to the other of the forward and reverse sides when energization of the motor is stopped. In the actuator arm having the spring means to be moved to the motor, switch means for controlling energization / non-energization to the motor in the motor drive circuit, and power supply to the motor when the motor is de-energized by the switch means A closed circuit formed between the terminals, and in this closed circuit, the current direction when the motor is energized is the forward direction, and when the motor is not energized, the current direction when the motor is energized by reverse rotation of the motor A single diode that absorbs the current generated in the same direction as the It is characterized in that to control the braking force applied to.
According to this configuration, by selecting the characteristics of the PN junction element inserted in the closed circuit, an appropriate braking force is applied to the motor when it is not energized. Speed.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4 show a mechanical configuration of a lock mechanism of a vehicle tailgate door to which an actuator of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, a tailgate (vehicle door) 13 is pivotally attached to an upper end portion of a
[0008]
2 and 3 show a basic configuration of the
[0009]
An
[0010]
The actuator 30 (actuator arm 31) has a function of imparting a rotational movement in the unlocking direction to the
[0011]
As shown in FIG. 4, the
[0012]
In this embodiment, the
[0013]
5 to 7 show an embodiment of a drive circuit including the
[0014]
In this closed circuit, a
[0015]
According to the
[0016]
When the
[0017]
As described above, in the present embodiment, since the
[0018]
In the illustrated embodiment, the present invention is applied to an actuator in which the
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a motor-driven spring force return actuator that can set the return speed of an actuator arm that is returned by a spring force to an appropriate speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a vehicle showing an embodiment of a vehicle door (tailgate) having an actuator according to the present invention as viewed from the rear.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a view taken along the line III-III in FIG. 2;
4 is a partially exploded front view showing a configuration example of an actuator in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of an actuator according to the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment.
FIG. 7 is a circuit diagram showing still another embodiment.
[Explanation of symbols]
10
14
Claims (2)
上記モータの駆動回路中に、該モータへの通電非通電を制御するスイッチ手段と、このスイッチ手段によるモータへの非通電時に該モータへの電力供給端子間に形成される閉回路とを設け、
この閉回路中に、モータへの通電時における電流方向を順方向とし、モータ非通電時はモータの逆回転により上記モータへの通電時における電流方向と同方向に生じる電流を吸収するダイオードを介在させ、
このダイオードのみによって、モータ非通電時にモータに与える制動力を制御することを特徴とするアクチュエータ。An actuator arm that can move forward and backward, a motor that rotationally drives the actuator arm in either the forward or reverse direction, and a spring that moves the motor and the actuator arm to the other of the forward and reverse directions when energization of the motor is stopped An actuator arm having means,
In the motor drive circuit, there is provided switch means for controlling energization / non-energization to the motor, and a closed circuit formed between power supply terminals to the motor when the switch means is not energized to the motor,
In this closed circuit, the current direction when the motor is energized is the forward direction, and when the motor is not energized, a diode that absorbs current generated in the same direction as the current direction when the motor is energized by reverse rotation of the motor is interposed Let
An actuator characterized in that the braking force applied to the motor when the motor is not energized is controlled only by this diode .
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