JPH01234066A - ドアロック・アクチュエータ - 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、自動車のドアロック装置に関し、詳しくは、
ドアロック操作部材を遠隔操作により電動でロックおよ
びアンロック作動させると共に、手動操作でもドアロッ
クの拘束・解除を行えるようにしたしのである。

従来の技術 従来、この種のドアロック装置のアクチュエータでは、
電動駆動源としてＤＣモータを用いており、該ＤＣモー
タは一般に低トルクで高回転であるため、ギヤ減速機構
を介設して出力杆を動作しており、かつ、手動操作時に
出力杆とモータとの伝動を解くためにクラッチ機構を介
在させている。

このように、従来の装置では、ギヤ減速機構およびクラ
ッチ機構を必要としているため、構造が複雑となり、部
品点数が多く、組み付けおよび保守が容易でなく、しか
も、ギヤのパックラッシュやモータの高回転などにより
騒音が発生する等の問題があった。

上記した問題を解消するため、ＤＣモータに代えて、一
般に高トルクで低回転である超音波モータを用いると、
ギヤによる減速機構か不要になるが、超音波モータの特
徴である保持力が大きいことにより、手動操作が困難で
、クラッチ機構は必要となる問題があった。

発明の目的 本発明は、上記した超音波モータを用いた場合に発生す
る問題、即ち、無通電時においてら保持力か大きく手動
操作が困難である問題を、超音波モータへの電圧の入力
方法および位相制御によって解消して、クラッチ機構お
よびギヤ減速機構を不要として、構造の簡単化、部品点
数の削減および騒音の発生等を防止することを目的とす
るしのである。

このように、本発明は、超音波モータを使用した簡単な
構成よりなるアクチュエータを用いて、ドアロックの電
動操作と手動操作とのいずれも容易に行えるようにする
と共に、チャイルドブルーフのロック状態の保持の切り
換えも行えるようにするものである。

発明の＋ｉ成 本発明は、上記した目的を達成するために、円筒状弾性
体の端面に周方向に分割し、分極を行い、両面に電極を
設けた圧電体を接合し、この接合面と反対側の面の複数
個の電極を２つの端子に接続し、この２つの端子を夫々
高周波発振器に一方は位相器を介して接続する一方、円
筒状弾性体をアース接続した構成とし、高周波電圧を印
加した時に圧電体の振動により円筒状弾性体の表面にお
いて励振される進行波により、圧接したロータを回転さ
せる超音波モータを駆動源として用い、上記超音波モー
タで回転されるロータあるいは該ロータと固定した中心
シャフトにピニオンギヤを固定し、該ピニオンギヤをア
クチュエータ動作部であるラックサブアセンブリと噛み
合わせ、ロータの回転を直接にラックサブアセンブリに
伝達する構成とし、かつ、上記超音波モータの駆動回路
には、電動操作用ロックスイッチおよびアンロックスイ
ッチ、手動操作用スイッチの各スイッチ信号に応じて、
高周波発振器および位相器に制御信号を出力する制御回
路を設け、該制御回路により電圧の入力および位相を変
えることにより、駆動（正・逆回転）、保持（無通電時
）、フリー（保持カル）の３つの状態を自由に選択出来
るようにしたもので、電動操作時においては位相器で位
相を＋９０°または一９０°変換を行うことによりロー
タおよびピニオンギヤを正逆回転させてロックおよびア
ンロック作動させる一方、上記ロータおよびアンロック
作動終了後に無通電状態とした時に、超音波モータの大
きな保持力でロック位置およびアンロック位置で停止保
持し、かつ、手動操作時においては位相器での位相変換
を行わせずに同位相の電圧を各電極に印加することによ
り、弾性体表面には定在波による振動を起こし、無ａ電
時にあった保持力を十分に小さくして、小さな力でスム
ーズに手動でロック操作およびアンロック操作が行える
′ようにした自動車用ドアロック装置を提供するもので
ある。

色匪 本発明に係わるドアロック装置においては、駆動源とし
て超音波モータを使用していることにより、該超音波モ
ータが高トルクで低回転のためにギヤ減速機構を介さず
に出力杆（ラックサブアセンブリ）を直接駆動すること
が出来、従来必要とされたギヤ減速機構を不要と出来る
。かつ、停止時の無通電時の保持力が大きいため、ロッ
ク位置およびアンロック位置に確実に保持することが出
来る。しかも、手動操作時には印加する電圧の位相を同
一とすることで弾性体表面に定在波による振動が起こり
、無通電時の保持力を十分に小さくすることか出来、よ
って、従来必要とされたクラッチ機構を不要と出来る。

さらに、本装置では、電動でのロックおよびアンロック
モード、手動操作のためのフリーモード、無通電時の保
持モードとの３種のモードを簡単に切り換えて設定する
ことができ、操作性を向上さ仕ることか出来る。

実施例 以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する
。

第１図はドアロック装置のアクチュエータを示し、ハウ
ジングｌとカバー２とより中空状ボックスを形成してい
るアクチュエータケース３内には、超音波モータ４を設
置し、該超音波モータ４のシャフト５に固定したピニオ
ンギヤ６を、ドアロック部材と連係するラック７と直接
噛み合わせており、ピニオンギヤ６の正逆回転に応じて
ラック７を矢印で示す方向に作動させるようにしている
。

上記超音波モータ４の構成は、図示の如き形状の円筒状
弾性体１０をハウジング１にヒス止め等で固定し、該円
筒状弾性体１０の下面に圧電体Ｐを接合すると共に、該
弾性体１０の上面にロータ９を後述するように圧接させ
ている。

上記ロータ９の中心軸穴９ａにはシャフト５を固定して
貫通しており、該シャフト５の両端をハウジングｌとカ
バー２に凹設した軸受部１ａと２ａに回転自在に嵌合し
ている。該シャフト５にはツバ部５ａを一体に形成し、
該ツバ部５ａに皿バネ１１を嵌合し、該皿バネ１１によ
り防振ゴム１２を介−してロータ９を付勢し、弾性体ｌ
Ｏに圧接している。さらに、シャフト５には上記したよ
うにピニオンギヤ６を固定し、該ピニオンギヤ６にラッ
ク７の一端側に形成した歯部７ａを噛み合わせ、該ラッ
ク７の他端側をケース３より突出させてドアロック部材
（図示せず）と連係させている。

上記超音波モータ４は、第４図に示すように圧電体Ｐは
Ｚ軸方向をＡとすると交互にＡ、Ａ方向に分極されてい
る。

さらに、第２図に示すように、圧電体Ｐの一端面には周
方向に複数の電極８Ａ〜８Ｆが、表面波の３／４波長の
ギャップＧ、、１７４波長のギャップＧ。

をあけて、１７２波長のピッチで設けられている（＋、
−は分極方向を示す）。また、他端面は円環状の電極が
アースされている。

このような圧電体Ｐが弾性体１０の端面に接合している
。ただし、弾性体を円環状電極に共用することもできる
。

電極８Ａ〜８Ｃ１８Ｄ〜８Ｆを図示の如く、左右で位置
的に位相が９０°ずれる構造とするため、電極８Ａ〜８
Ｃ，８Ｄ〜８Ｆを夫々結線して端子（ａ）、（ｂ）の２
つにまとめ、これらの端子（ａ）、（ｂ）に９０°位相
のずれた高周波電圧をそれぞれ第３図にブロック図で示
す駆動回路で印加する構成としている。

上記駆動回路においては、制御回路２０に高周波発振器
２１および位相器２２を接続しており、上記高周波発振
器２１に増幅器２３を介して上記端子Ｃａ’）に接続す
ると共に、高周波発振器２１に上記位相器２２を介して
増幅器２４を接続し、該増幅器２４を上記端子（ｂ）に
接続している。上記制御回路２０には電動ロック信号、
電動アンロック信号、手動操作信号および保持信号など
がスイッチ（図示せず）操作により人力されるようにし
ており、該信号に応じて制御回路２０より高周波発振器
２１および位相器２２に制御信号を出力している。

本ドアロック装置の作動を説明すると、駆動信号（電動
ロックおよびアンロック信号）が制御回路２０に入力さ
れると、高周波発振器２１より高周波信号（数十ＫＨｚ
）が出力され、ｌ相は増幅器２３で増幅されて超音波モ
ータ４の端子（ａ）に入力されると共に、他の！相は移
動器２２で位相が＋９０°または一９０°変換され、増
幅器２４を通って端子（ｂ）に入力される。よって、電
極８Ａ〜８Ｆには隣接する電極に９０°位相のずれた高
周波電圧（励振源）が与えられ、圧電体Ｐに伸縮振動を
発生させる。該伸縮振動は弾性体ＩＯに屈曲振動を生じ
させ、該屈曲振動が円周方向に進行波を生じさせること
より、該弾性体■０の端面に圧接したロータ９を回転さ
せることとなる。該ロータ９の回転方向は、ロックおよ
びアンロツタのスイッチ操作に応じて制御回路２０より
出される信号で位相器２２での位相を変換し、一方の端
子に対し＋９０°、あるいは−９０°と位相をずらすこ
とにより、回転方向が変えられる。よって、ロータ９と
シャフト５を介して一体的に回転するピニオンギヤ６は
正逆回転し、噛み合ったラックを直線方向に往復移動し
、ドアロック部材をロック作動およびアンロック作動さ
せる。また、手動操作スイッチが入力されると、位相器
２２で、高周波発振器２１より発信される高周波の位相
をずらさずに端子（ｂ）に人力し、端子（ａ）と（ｂ）
に同位相の入力を行うことにより、弾性体表面には定在
波による振動が起こり、弾性体ＩＯとロータ９による保
持力を小さくし、手動操作を可能としている。

また、駆動の停止保持スイッチが入力されると、高周波
発振器２１からの高周波の発信を停止し、弾性体！０は
無通電状態となるが、該無通電状態での弾性体ｌＯのロ
ータ７の保持力は大きいため、ロック状態およびアンロ
ック状態を保持出来る。

上記したように、本発明に係わるドアロック装置におい
ては、超音波モータ４を用い、該超音波モータ４の入力
および位相を変えることにより、駆動（正転、逆転）、
フリー（保持カル）、保持の３種のモードを自由に選択
して設定することが出来、よって、ドアロックの電動操
作、マニュアル操作、ロック状態の保持の切り換えを行
うことが出来る。

通常のドアロック装置の使用状況を考えた場合、安全性
および便利性等の点より、次頁の第１表に○、×で示す
状態でドアロック装置を使うことが好ましい。

（以下余白） ′　へ　　　　。

イ　　、頃　ｉ′Ｃ・、〇　二〇〇− ・　　　　１ コ □　　　　号　、ニー、　　　ニ ー１−訃−■曜− 第１表に示す動作パターンについて考えてみた場合、通
常の自動車の使用状況では、走行と駐車が大部分を占め
、走行中は安全の為に、駐車中は盗難防止の為にロック
が保持されことが好ましい。

よって、超音波モータを用いた場合における、無通電時
の保持力が大きいことが十分に生かされることとなる。

また、常時通電が必要であるマニュアル操作モードでは
、マニュアル操作することが好ましい場合が停止中のご
く限られた短い時間であるため、耐久性や電力消費の点
で余り問題とならない。

尚、上記したパターン以外でも、ドアロックの動作モー
ドが入力電圧および位相を変えるだけで自由に変えるこ
とが出来るため、簡単に動作モードの設定を行うことが
出来る。

上記した実施例においては、ロータ９のシャフトにピニ
オンギヤを固定してラックと噛み合わせているが、ロー
タの外周面に歯を設けて直接にラックと噛み合わせる構
成などとしてもよく、超音波モータにより回転されるギ
ヤにドアロック部材に連係するラックを噛み合わせろ構
成とすれば良い発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明に係わるドアロ
ック・アクチュエータによれば、駆動モータとして超音
波モータを用いていることで下記に列挙する効果を有す
る。

ａ）超音波モータは、一般に高トルク低回転の為、ギヤ
減速なしにワイヤ駆動用のギヤを回転させることが出来
る為、従来のＤＣモータ使用時に必要とされたギヤ減速
機構を不要とできる。よって、モータの高回転およびギ
ヤのバックラッシュによる騒音発生を防止することが出
来ろ。

ｂ）超音波モータは、無通電時の保持力が大きいため、
走行時および駐車時にロック状態を保持する場合に、無
通電時の大きな保持力でロック状態を確実に保持するこ
とが出来る。

Ｃ）手動操作時には、超音波モータの分割した電極に同
位相の高周波電圧を印加することにより、保持力を十分
に小さくでき、よって、従来必要とされたクラッチ機構
を用いることなく、スムーズに手動操作を行うことが出
来る。

ｄ）上記したように、超音波モータを用い、該超音波モ
ータの電圧の人力および位相を変えるだけで、電動ロッ
クおよびアンロック動作、手動動作、ロック状態および
アンロック状態保持動作の３種の動作モードに簡単に切
り換えて選択することが出来る。

ｅ）上記したようにクラッチ機構とギヤ減速機構との両
方を不要とできるため、従来のこの種のアクチュエータ
と比較して、構造が極めて簡単となると共に部品点数の
大幅な削減を図ることが出来、かっ、組み立ても容易と
なるために、コストの低減化を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるドアロック・アクチュエータの
断面図、第２図は圧電体の分極および電極の結線状態を
示す平面図、第３図は超音波モータ制御器のブロック図
、第４図は圧電体の斜視図である。 ３・・・ケース、　　　　　４・・・超音波モータ、５
・・・シャフト、　　　　６・・・ピニオンギヤ、７・
・ラック、 ８（８Ａ〜８Ｆ）・・・電極、 ９・・・ロータ、　　　　　ＬＯ・・・円筒状弾性体、
２０・・・制御回路、　　　２１・・・高周波発振器、
２２　・９０°位相器、２３．２４・・・増幅器。 Ｐ・・圧電体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　超音波モータの回転ロータ自体あるいは固定し
   たシャフトにピニオンギヤを一体に設け、該ピニオンギ
   ヤをドアロック部材と連係するラックと噛み合わせ、超
   音波モータによりドアロック部材を動作する構成とした
   ことを特徴とするドアロック・アクチュエータ。
2. （２）　上記超音波モータに高周波電圧を印加する駆動
   回路は、電動ロックおよびアンロック動作、手動動作、
   ロックおよびアンロック保持動作の３種の動作モードに
   切り換えが出来るように、動作モータ切換スイッチに接
   続した制御回路を設け、超音波モータへ印加する高周波
   電圧を発信する高周波発振器および該高周波発振器から
   の信号の位相を超音波モータへ印加するための位相器を
   上記制御回路で制御して、超音波モータへの入力電圧お
   よび位相を制御することにより上記３種の動作モードを
   選択出来る構成としたことを特徴とする請求項（１）記
   載のドアロック・アクチュエータ。