JPH0225210Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、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アク
チユエータに係り、特に可動磁石式のドアロツク
用アクチユエータに関する。

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
作には節度がもたせられている。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（一般には2.5Kg・ｆ程度）
が必要とされる。

上記アクチユエータにも種々あるが、例えば上
記自動車工学便覧の図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
応答性においてすぐれているが、次のような欠点
がある。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フツク端面間の電気吸引力に
基いて推力が発生するため、第１図に示す動作終
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それが衝撃的であ
る。そこでこの作動音を吸収するために、吸音材
をフツ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。

更に、ドアロツク用アクチユエータとしては、
例えば実開昭57−38452号公報および実開昭58−
29754号公報に記載されているような、動作開始
時には大きな推力が得られしかも動作終了時には
推力が小さくなるように構成した可動磁石式のド
アロツクアクチユエータも提案されている。

このアクチユエータによれば、所定の推力・ス
トローク特性が得られるが、更に小型かつ軽量な
ドアロツク用アクチユエータが望まれている。

本考案の目的は、上述の従来技術の問題点を解
消し、小型かつ軽量でしかも所定の推力・ストロ
ーク特性を有するドアロツク用アクチユエータを
提供することである。

本考案のドアロツク用アクチユエータは、軸を
含む平面における縦断面端面形状を略Ｅ形に形成
した軟磁性材料からなる一対のブロツク状ヨーク
を磁極が対向するように間隙を介して配設し、各
ヨークには相隣る部分に同極が叛生するようにコ
イルを配設し、ヨーク対向間隙内にはヨークの磁
極配設方向にＮ，Ｓ磁極を有する永久磁石の両端
に磁極片を固着してなる可動子をＮ，Ｓ磁極方向
に摺動自在に配設するとともに、ヨークと可動子
の寸法関係を下記の如く定めたことを特徴として
いる。

Ａ≧Ｄ＞Ｃ Ｂ≧Ｃ≧lg 但し、Ａ：ヨーク端部磁極片間軸方向長さ Ｂ：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形ヨーク内周面と可動子外周面との
間隙 以下本考案の詳細を図面により説明する。

第２図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第
３図および第４図はそれぞれ第２図のヨークおよ
び可動子の外観を示す斜視図である。

第２図において、１は軟磁性体からなる軸を含
む平面における縦断面端面形状を略Ｅ形に形成し
たヨーク（以下Ｅ形ヨークという）であり、１ａ
及び１ｂ，１b′はそれぞれＥ形ヨークの中央磁極
部および端部磁極部である。２，２′は電磁コイ
ルであり、相隣る部分に同極が発生するように中
央磁極部１ａの周囲に配設し、外部電源（図示せ
ず）に接続する。而して一対のヨーク１をスペー
サ３，３′を介して平行にかつ磁極部が対向する
如く配設する。４は可動子であり、長さ方向に着
磁した永久磁石の両端に各々磁極片６，６′を固
着し、さらに磁極片に軸７，７′を取着して形成
されている。この可動子４は、前記ヨーク１間に
磁極配設方向に配設され、軸受８および８′を介
してそれぞれスペーサ３および３′に軸方向移動
自在に支持されている。

上記構成による動作を説明すると次の通りであ
る。まず電磁コイル２，２′に、中央磁極部１ａ
にＳ極がそして端部磁極部１ｂ，１b′にＮ極が発
生するように通電すると、可動子４のＮ極から出
た磁束は磁極片６から磁気ギヤツプ９を経てコイ
ル２を通りそして磁気ギヤツプ９′を経てＳ極に
戻る。すなわち磁極片６は磁極部１ｂと磁気的に
反発し、一方磁極片６′は磁極部１b′に磁気的に
吸引される。よつて可動子は図示矢印Ｔ方向の推
力が与えられる。また電磁コイル２，２′への通
電方向を切換えることにより、上記とは逆の磁気
的関係が生じて可動子４には図示矢印T′方向へ
の推力が与えられる。

ここで上記推力の大きさは、ヨークの磁極部と
可動子の磁極片と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
とともに、ストローク各位置における推力はこの
相対位置によつて変化する。詳述すると、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
り、具体的には可動子の磁極片とヨークの磁極部
のエツヂ部が互に異極同志で対向する位置であ
る。そしてドアロツク用アクチユエータにおいて
は、第１０図に示すような、全動作距離の前半部
に前述した節度を乗り越えるのに必要な大きな推
力を有しかつ後半部には推力が小さくなるという
推力・ストローク特性が必要となる。

そこで本考案者等が検討した結果、第５図に示
す各寸法要素の関係を下記(1)および(2)式の如く設
定する必要があることを見出した。第５図は寸法
関係を説明するための第２図の要部拡大図であ
り、図中、ＡはＥ形ヨークの端部磁極片間の軸方
向長さ、ＢはＥ形ヨークの中央磁極部の軸方向長
さ、Ｃは可動子磁極片間軸方向長さ、Ｄは可動子
磁極片の外側の軸方向長さ、lgはヨークと可動子
磁極片間のギヤツプ寸法を各々示している。

Ａ≧Ｄ＞Ｃ ……(1) Ｂ≧Ｃ≧lg ……(2) なお各式の寸法関係はあくまでＥ形ヨークの磁
極部と可動子の磁極片との磁気的関係を構成する
上で必要な磁極片に対して設定されたものであ
る。

次に本考案者等の検討によれば、上記寸法関係
に加えて以下のような構成を有することが、第１
０図に示す推力・ストローク特性を効率的に得る
上で好ましいことが見出された。以下その内容を
第６図、第７図、第８図および第９図により説明
する。

まず第６図は本考案の他の実施例に係る正面図
第７図はヨーク磁極部と可動子磁極片の位置関係
を説明するための図で、いずれも第１図と同一機
能部分は同一の参照符号で示す。第６図において
は、可動子に関しては、磁極片としてテーパ付の
ものを用いている点で第２図と異なつており、こ
のような磁極片の使用により次のような理由によ
り好適な推力・ストローク特性が得られる。

第６図において、lgはギヤツプ長、l′gは可動
子磁極片のエツヂ部Z₃におけるギヤツプ長、θは
テーパ角度を各々示している。また可動子の磁極
片のエツヂ部Z₁がヨークの磁極片のエツヂ部Ｘと
互に異極同志で対向した時（第７図イ参照）に発
生する推力をFa₁、同様にエツヂ部Z₁がエツヂ部
X′と互に異極同志で対向した時（第７図ロ参照）
に発生する推力をFa₂、エツヂ部Z₂がエツヂ部ｙ
と互に異極同志で対向した時（第７図ハ参照）に
発生する推力をFb、エツヂ部Z₅がエツヂ部ｙと
互に異極同志で対向した時（第７図ニ参照）に発
生する推力をFcとする。この場合、第１０図に
示す如き推力・ストローク特性を効率よく得るた
めにはFa₁＞Fa₂＞Fc＞Fbなる関係が必要であ
る。そして推力はパーミアンスの変化分に比例す
るので、必然的にギヤツプ長の短い位置で得られ
る推力はギヤツプ長の長い位置で得られる推力よ
りも大となる。第６図及び第７図において、lg＜
e″gであるが、実質的にlgl″gとなるのでFa₁＞
Fa₂なる関係は消たされ、又lg＜l′gであることか
らFa₁Fa₂＞Fcなる関係も満たされる。しかも、
Z₂点においては、エツヂ部Z₂がエツヂ部ｙと対向
する時は可動子磁極片とヨーク磁極部と殆んどオ
ーバーラツプするのでパーミアンスの変化分は少
なくなり、ギヤツプ長はlgであるにもかかわらず
得られる推力は小さくなり、Fc＞Fbも満たせる。

ただし、テーパ角度θは大きすぎると、lg＜＜
l′gとなつてFc＜＜Fa₁，Fa₂およびFc≒Fbとな
り、一方θが小さすぎるとlgl′gとなつてFa≒
Fc，Fa₂≒Fc，Fb≒０となるので、5゜〜25゜の範
囲に設定するのが適当である。

次に推力・ストローク特性をより好適なパター
ンとするためには、第６図および第７図に示すよ
うに中央磁極部の両端部に段付部を形成するとよ
い。例えば中央磁極部に段部がない時（第７図に
破線で示す）は、Ｌ＝４mmの点に推力のピーク値
（Fa₁）が生ずるように寸法を設定すると、第８
図に示すようにストローク前半での推力が低下す
る傾向にあることが確認された。これに対して中
央磁極部に段部を設けると、第７図のＸの点で一
つのピーク値（Fa₁）が生じさらに第７図のX′の
点で別のピーク値（Fa₂）が生じるので、第９図
に示すようにストローク前半部での推力を高める
ことができる。なお第８図および第９図におい
て、ストローク３mmおよび４mmの位置がそれぞれ
ＸおよびX′に対応している。

またH₀を中央磁極部間の中央部の間隙、H₁を
中央磁極部間の両端部間の間隙、L₀を中央磁極
部の軸方向長さ、L₁を中央磁極部のH₁部の軸方
向長さとすると、H₀とH₁ならびL₀とL₁の関係を
下記(1)，(2)式のように設定することが、第１０図
に示すような滑らかな推力・ストローク曲線が得
られる。

H₀／H₁＝1.02〜1.08 ……(1) L₁／L₀＝0.04〜0.25 ……(2) これは、上記寸法関係であれば、常にFbF₀
なる推力関係が維持できるからである。

以上に記述の如く、本考案によれば、Ｅ形偏平
ヨークを用いているため小型かつ軽量なドアロツ
ク用アクチユエータが得られ、しかもヨークと可
動子の寸法関係を特定しているため必要かつ十分
な推力・ストローク特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアクチユエータの推力・ストロ
ーク特性図、第２図は本考案の一実施例を示す縦
断面図、第３図および第４図はそれぞれ第２図の
ヨークおよび可動子の外観を示す斜視図、第５図
はヨークと可動子の寸法関係を説明するための
図、第６図は本考案の他の実施例を示す要部正面
図、第７図はヨークと可動子の位置関係を説明す
るための要部正面図、第８図および第９図は推
力・ストローク特性の一部を示す図、第１０図は
本考案によつて得られる推力・ストローク特性の
一例を示す図である。 １：Ｅ形ヨーク、１ａ：中央磁極片、１ｂ，１
b′：端部磁極片、２，２′：電磁コイル、４：可
動子、５：永久磁石、６，６′：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面端面形状を略Ｅ
   形に形成した軟磁性材料からなる一対のブロツ
   ク状ヨークを磁極が対向するように間隙を介し
   て配設し、各ヨークには相隣る部分に同極が発
   生するようにコイルを配設し、ヨーク対向間隙
   内にはヨークの磁極配設方向にＮ，Ｓ磁極を有
   する永久磁石の両端に磁極片を固着してなる可
   動子をＮ，Ｓ磁極方向に摺動自在に配設すると
   ともに、ヨークと可動子の寸法関係を下記の如
   く定めたことを特徴とするドアロツク用アクチ
   ユエータ。 Ａ≧Ｄ＞Ｃ Ｂ≧Ｃ≧lg 但し、Ａ：ヨーク端部磁極片間軸方向長さ Ｂ：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形ヨーク内周面と可動子外周面との
   間隙 ２ 磁極片にテーパを付し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。 ３ ヨークの中央磁極片の両端部に段付部を形成
   し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。