JPH02161086A - 車両ドアのラッチとそのアクチュエータ - 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） この発明は、自動車車体の各種開閉部のサーボ式動作の
ためのパワーアクチュエータに係わる。

本発明の一般的応用例の一つとして例えばセントラルロ
ッキングシステムの一環としての、乗客および運転溶用
ドアのラッチの遠隔制御によるロッキングおよびアンロ
ッキングのためのパワーアクチュエータとしてるものが
あるが、本発明は又、例えば車両ブートまたは「ハツチ
バック」のふた、サンルーフ、ボンネットやガソリン、
その他のフィラーのふた。またはタラップのラッチ機構
に取り付け、または組み込まれるロッキングのアクチュ
エータなどの、乗客や運転者用のドア以外の車両の開閉
部のためのアクチュエータや、例えば車両の窓やサンル
ーフの開閉などの、開閉部自体の動きやその他の操作の
ためパワーアクチュエータに及ぶものである。

（従来の技術） 操作の容易さや安全性の向上をもたらす車両搭載の装置
や機器への需要が、大量生産市場での車種についても増
大しつつあり、したがって、生産、取り付けが経済的で
、構造が簡単な、使用時における信頼性、耐久性に優れ
たパワーアクチュエータが求められているのである。例
えば車両ドア内部のような取り付けに利用可能な空間の
限界や、より良い車両効率を得るために不必要な重量を
省くことが望ましいことなどが、コンパクトで且つそれ
らの作動部分が例えば成形プラスチック歯車のような軽
旦部品を利用するアクチュエータへの需要を喚起してい
る。

以上の要因から、前記アクチュエータに最も一般的に用
いられるパワーユニットは、−船釣には軽量プラスチッ
ク歯車によって構成されるステップダウン・ギヤトレイ
ンを、かなりの高速で作動する小型回転電動モータであ
り、信頼性の高い操作のために必要なトルクとパワー出
力をもたらすようにしている。場合によっては、アクチ
ュエータメカニズムは、モータの回転運動を例えばプッ
シュプル・プランジャーの直線状の運動に転換する仕組
みを含んでおり、これは例えばドアのラッチのロックや
アンロックのために動かされる車体の開閉部の一部分ま
たはいくつかの部分に連動している。通常、自由回転状
態にある騒動ギヤトレインによってプッシュプル・プラ
ンジャーを動かすことを含めての手動操作のための仕組
みも備わっており、即ち１手動操作によって、トレイン
の歯車のうちの少なくともいくつかは、大きな荷重を負
うことなしに比較的高速で回転させられる。

（発明が解決しようとする課題） パワー操作に際してと１手動誘導による「フリーホイー
リング」モードでとの両方において、回転部分が自由に
動くことが静かで効率的な操作を実施し、不適当なひず
みや消耗を避けるために最も望まれることであり、本発
明の目的は上記必要条件を大きさ、コストおよび複雑さ
を増大させることなしに、特に簡単で有効的な方法によ
って満たし、且つサービスや維持管理なしでの長期間に
おいて、そして熱や寒さの最も過酷な気候条件において
安定した効率的な操作を確実にするパワーアクチュエー
タをもたらすことにある。

このタイプのアクチュエータユニットにおいて広く見ら
れ、現在までに充分に克服されていない問題の一つは、
以下で［トレーシングＪと呼ぶ現象であり、これは次の
ように説明される。

添付の図面の第１図において、パラ−アクチュエータユ
ニットの暉動構成部分、例えばプ□ラスチック歯車１０
を概略的に示す。この歯車は、この歯車と同軸の円筒状
通し穴１４で形づくるめす軸受は構造を限定する中央ボ
スを有する。

穴１４はアクチュエータユニットの本体、ケーシングま
たはシャーシ（図示されず）であるマウンティングに固
定される円筒状金属性スタブシャフト１６を形づくった
連動おす軸受構造を動きばめにしている。

ボス１２はシャフト１６に乗る内径りの環と見すことが
でき、このシャフトの外径ｄは必要なランニングクリア
ランスをもたらすためにＤより僅かに小さい（第１図に
おいては径の違いを極めて誇張している）。

輪１０を特にフリーホイーリングの、無荷重または極め
て軽い荷重を荷した状態で、シャフト１６上を急速に回
転させると、前記環はシャフトの回りを、あたかも後者
が環状の内側に歯列を有する歯車とかみ合う歯を有する
ピニオンであるかのように回転する傾向にあり、即ち、
シャフト周囲でのスリッピングやスライディングなしに
は、この環は「フラー・フープ」のようにシャフトの回
りを揺れ回ることになり、シャフトの回りに生ずる単一
の接触点または線Ｐに作用する遠心力を引起こす。

この「レーシング」効果が起きる際には、点Ｐにおいて
すベリが生じないと仮定すればによって環の周回をその
シャフトの回りでの揺れに結びつけるところの「調和ド
ライヴ」が事実上存在しるものである。

シャフトが環の中に動きばめにされている際にそうであ
るように、Ｄとｄの大きさが近い場合には全体としての
比率は極めて高いから、たとえ輪１０、即ち、輪を多少
速いだけの速度で回転させようと騒動させても、環の極
めて高速な周回が起こり得る。前記周回に速度が速くな
るに従い、接触点Ｐにおける遠心力は大きくなり、すベ
リに対する抵抗が増大し、したがってさらに「レーシン
グ」の継続と増強を一層確実にする。

このレーシング効果は、歯車１０のような回転部材が、
シャツ１へに沿った軸方向でバランスをくずしている場
合には増幅される。沁付の図面の第２図はこのような状
態を示すものであり、環状ボス１２ａは径の大きい方の
部分２０を含むベル型部材の一部をなしていて、この部
材はボスから軸方向に突き出し、直接にはシャフト上に
支持または位置されるものではなく、その重心　（図中
のｒＧ　ｏｆ　ＧＪ　）はボス１２ａをはずれたところ
に在る。

ここでも、第２図においてはバランスがくずれているこ
との影響が極めて誇張されているが、［レーシング」が
、ボスまたは環の相対する両端の内側隅がシャフトの相
対する側部と外周上で斜めに係り合っている極めて局部
的な相対する点Ａ及びＢにおいての、すベリを伴ない接
触によって引き起こされ、したがって、この部材がこれ
ら隅の接触点において僅かにあるかないかのすべりを伴
って、シャフト上を円すいで囲まれた回転をするように
なることがわかるであろう。

この「レーシング」効果は、シャフト上の部材の自由な
回転を束縛または抑制する驚くべき強カフ− な作用をして、ぶ−んというようなうなるような騒音を
伴った不快で且つはっきりとわかる振動を引き起し、こ
の振動は、アクチュエータユニットがドア内部の空間の
ような車体の中空部分の内に取り付けられ、共振する可
能性のある金属性のドアや、他のパネルと直接または間
接的に接触することからしばしば増幅されるものとなる
。

部材に中には他のものに比較して、より「レーシング」
を引き起し易い形のものがあり実際には、影響のある。

なしは予測し難いことがわかっている。総てを同一のデ
ザインと許容差で製造したアクチュエータユニットのバ
ッチが、いくつかの「レーシング」なしに静かに作動す
るものと、不合格にすることを必要とするほど影響のは
つきりしているものとを含むことがある。今までに、こ
の影響を排除、軽減しようとした唯一の試みは、構成部
材をよく研磨、仕上げされた軸受面を用いて極めて精度
の高い許容公差で製造することであり、製造コストや品
質管理上の必要を増大させるものであった０例えば低摩
擦プラスチックスのような特殊な低摩擦材料を用いるこ
とはコストを増加させ、さらには、その材料が耐久性、
安定性などの他の面において不利であったり、動作面の
充分且つ長期に渡る潤滑を確保するなどの他の問題を引
き起すことになるかもしれない。

後者の方策が最も一般に用いられるが、実際には成功し
難く、適切な潤滑材の選択は極めて困難である。グリー
スのような固い潤滑材は、それ自体がアクチュエータの
効率的な動作を妨げ、時間を経るに連れて劣化しより固
くなり、その一方で、軽油のような軽い潤滑剤は、高温
状態での気化に加えて、軸受面での動作圧力と「クリー
プ」によって、そこから急速に散逸するゎさらに、潤滑
剤があることによって、軸受面でのほこりやちりの集積
を引き起し、ひいては過度の消耗や摩擦の増大の原因と
なる。自動車は極限の温度の下で動かなければならず、
冬の状況の下では、潤滑材は固くなる傾向があり、アク
チュエータユニットの動作を完全に妨げることさえ有り
得る。

（課題を解決するための手段） 本発明によってもたらされるところの自動車車体開閉部
のサーボ操作のためのパワーアクチュエータユニットは
、前記ユニットがパワーをそのユニットのアクチュエー
タモータから出力要素へ送るための廃動トレインを含み
、前記トレインは相補のおす軸受面と動きばめされるめ
す軸受面を有し前記面の一つが前記両面の相対的回転の
軸がら一定の半径であり、前記両面の別の−っが前記軸
から一定の半径にない複数の小さな平面または他の断面
を有するように形成され、両軸受面が互いに対してほぼ
正しい位置で動くことを確保するために角度的に隔てら
れた充分な地点で、前記面の一つと点までまたは線で接
触するようにして、前記断面なたは小さな平面はその他
の部分では前記面の一つと接触しない。

おす軸受面が、一定の半径を有するものであり得、例え
ば円筒状の金属または他のシャフトの形をとることがで
き、そしてめす軸受面は複数の断面や／ｈさな平面を有
するものであり得て、例えば前記シャツ１〜または他の
おす軸受面上にかぶさる正方形または他の低角形の穴の
形をとることができる。

各軸受面は軸方向に一定の断面を有するものであったり
、または軸方向に例えば円すい状に先細にしたり、段を
つけることで互いに補完し合うように断面が変化するも
のであったりすることができる。

これら断面または小さな平面は、前記面の別の一つの軸
方向に沿って直線的に広げるがまたはそれに沿ってひね
ったり、斜めにすることによって、前記面の−っとら旋
状の線状の線接触が起るようにすることができる。

本発明の実施例のいくつかを、添付の図面と照らし合わ
せながら、以下により詳細に説明する。

（実施例） まず、第３ａおよび１）ｌｉＪにおいて、以下にさらに
説明を加える（第４図においてより詳細に示す）アクチ
ュエータの回転環状部材、例えばアクチュエータに騒動
トレイン歯車またはピニオンのボス３０は、円筒状金属
シャフト３２上を自由に回転できるようにジャーナル式
に組み合わされている。

部材３０はプラスチック材料の成形物でよく、シャフト
３２の周囲によって構成されるおす軸受面と動きばめさ
れるめす軸受面を形成する中央通し穴３４を備えている
。

従来のも■造では、前記めす穴は第１図において触れた
ように円筒状であるが、この場合は径方向の断面が正方
形であり、その正方形の辺の長さはシャフトの直径より
ランニングクリアランスの分だけごく僅かに大きく（第
３図においてはこれらの間のすき間を大きく誇張してい
る）、シたがって、正方形の各辺の中央において、即ち
シャフト軸の回りの等角にある四つの位置においてのシ
ャフトとボスとの間の線接触のもが起り、正方形のそれ
ら各接触線が囲む隅にはこの正方形の穴によって限定さ
れるかなりの空隙を生じる。

この配列ではボスまたは環が第１図について説明したよ
うな通常の「調和ドライブ」状態で、接触点または線Ｐ
Ｐにおいてシャフトの回りを揺れ回ることが不可能なこ
とから、「レーシング」効果は排除され、環は正方形の
り１き続く辺のそ九ぞれの線接触部において順次にピボ
ットし、第３図すに概略的に示した種類の非円周軌道を
有することになり、「フラ・フープ」または内側に歯列
を備えた歯車の効果は起り得ない。

上記の配列は輪またはピニオン３４さらにまたは他の部
材が、シャフト上を任意の速度で「レーシング」による
ブレーキ効果とその結果としての超過荷重を受けずに自
由に回転するものであり、如何なる好ましくない振動や
騒音の伴わない。

本発明の軸受面では潤滑剤は全く不必要であることがあ
り、実際、応用例によっては不適切である。しかしもし
潤滑剤が必要であるなら、正方形の穴の隅の空隙が、潤
滑剤を穴と軸受面とから軸方向に排出する圧力を受ける
ことなしに、これを保持する貯蔵タンクを提供する。し
たがって潤滑剤は、シャフトの周囲と環の線接触地域に
、徐々に且つ長期に渡って供給され続ける。グリースや
他の潤滑剤があるためのずれ荷重は、すれている部分、
即ち相対的に動く軸受面の間に接触または最小限の空間
のみがある部分が、正方形穴の場合には円筒状シャフト
が寸法の近い円筒状穴に動きばめされている場合に比較
して著しく小さいことから、より小さくなる。したがっ
て、グリースのような重い潤滑剤を使った場合にも、回
転に対する抵抗、即ちアクチュエータの部材にかかる荷
重は著しく減少する。

本発明は、ロッキングやその他の操作を手動で実行する
際の、アクチュエータの騒動トレインが高速フリーホイ
ーリング状態で逆騒動する場合に、特に有利である。第
４および５図は、パワー式（即ち集中ロッキングシステ
ムにおいての）または手動操作用の車両ドアロッキング
アクチュエータを図示するものである。

このアクチュエータは、本発明を取り入れたことを除け
ば、全体として従来型のものである。これは小型高速電
動モータ４０を含み、その出力シャフト３２は伝達クラ
ッチ装置４２を動かす。この装置は、シャフト３２の先
端部分と動きばめされるボスを形成するより直径の小さ
なピニオン３０に固定された第２図に示される種類の同
軸ベル型ケージ２１を成す部材１９と連動する。第３図
ａについて説明したように、ピニオン３０は断面が正方
形の通し穴を設けることによって１本発明を実施したも
のである。ピニオン３０はそれよりずっと大きな歯車４
４と作動可能にかみ合っている。その一端がドアロック
メカニズム（図省略）と連動するプッシュプルアクチュ
エータプランジャー４６は、アクチュエータのメカニズ
ムを格納するアクチュエータのハウジング４７の壁の中
で直線的動作をするように案内される。

歯車４４を動かすウオームスクリューシャフト４８は、
ハウジング４７の中にジャーナル式に組み込まれ、プラ
ンジャー４６の内部端の、内側にねじ山をつけたナツト
部分５０はそこに係合して、シャフト４８の回転がプラ
ンジャー４６の直線移動を起こす。

モータ４０に電圧を加えると、クラッチ装置４２は回転
運動をケージ２０に伝達し、ピニオン３０とシャフト３
２は一緒に回転して、歯車４４を騒動させる。

装置４２の配列は、高速回転をピニオン３０に伝達する
手動によるプランジャー４６の移動に際して、部材１９
がシャフト３２上を、前記シャフトへ向けて力を逆方向
に伝達することなしに、即ちモータ４０を静止させたま
まで、回転するようにしたものである。この状態で、部
材１９は荷重が僅かにかかるか、かからないかで高速に
回転させられ、この場合のように部材が軸方向でバラン
スをくずしている（第２図参照）従来の栂造では、特に
「レーシング」を起し易い状態であり、実際、このよう
に引き起された自由動作に対する抵抗が。

各部材が本来必要とされるよりずっと強く形成されてい
ない場には、アクチュエータを損なうのに充分なことさ
え有り得る。

本発明を利用することで、これらの問題は特に簡単、効
率的な方法で、アクチュエータユニットの如何なる実質
的再設計や、製造コストの増大なしに解決される。

本発明がいろいろな形状を取り得るものであることは理
解されよう。したがって、応用例によっては、３ケ所の
等角の位置において線接触をする三角形の穴で充分且つ
効率的であり、さらには穴が５以上の平面または非平面
の側部、断面や小さな面で、穴を形成することもでき、
実際、その不ぞろいであるかどうかを問わず殆ど総ての
多角形の断面を用いることができるが、正方形の断面が
。

恐らく、操作と製造の両面から最も効率的で好都合のも
のであろう。

円筒状または他の連続的、同心軸受面を有するおす部材
の代わりに、それを円筒状または他の連続的に同心のめ
す軸受面と連動するように、例えば断面が正方形になる
ように切り取るとか、小さな複数面のものにするとかが
できることも理解されるはずである。この方式は、例え
ばギヤトレインホイールがそこで回転するところの、固
定軸受構造の穴に入るスタブシャン１〜を有するときの
ように、シャフトが固定された環の中で回転する際に、
有利であるかもしれない。

小さな複数面や断面は、第５図ａおよびｂに示されるよ
うなおう面またはとつ面などのわん曲したものでよく、
また、線または点接触をする小さな複数面や断面は、第
５図Ｃおよびｄで示すようなわん曲した突出物の形をし
ていてもよい（第５図Ｃは又、円状の突出物を備えたお
す部材（シャフト）を、円筒状軸受面を有するめす部材
または環と共に示すものである。）。

これら小さな複数の面または断面は、軸方向に軸受面の
縦に沿うか、またはそれに対して角度を有してヘリカル
とかその他の形状に延びて、接触線が連動する軸受面に
沿って、ら旋状の要素を含むこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１および２図は従来型のアクチュエータ部材の図； 第３図ａおよびｂは本発明によるアクチュエータユニッ
トの部材の径方向の概略断面図と、それらの動作経路を
示す図； 第４図は第３図の部材を組み入れたアクチュエータユニ
ットの断面図； 第５図は第４図の部分の詳細な断面図；第６図ａ、ｂ、
ｃおよびｄは、本発明の他の実施例を丈施したｎｌｓ材
の径方向の概略的断面図である。 （符号の説明） １０、プラスチックス歯車 １２、中央ボス １４、円筒状通し穴 １６、円筒状金属性スタブシャフト １９、部材 ２０、長径部分 ２１、ベル型ケージ ３０、ボス ３２、円筒状金属シャツ１〜 ３４、中央通し穴 ３６、空隙 ４０、小型高速電動モータ ４２、パワークラッチ装置 ４４、歯車 ４Ｇ・プッシュプルプランジャー ４７、ハウジング ４８、ウオームスクリューシャツｌ− ５０、ナツト部分 Ｇ　ｏｆ　Ｇ、　ｆｆｉ心 Ｐ、接触点または線 代理人弁理士　斎　　藤　　　　侑 外２名 −２０〜 手続補正書 平成１年１２月λλ日 １、事件の表示 平成１年特願第　２１５８７７　号 ２、発明の名称 車両ドアのラッチとそのアクチュエータ３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 名称　ロックウェル　オートモティヴ　ボディ　システ
ムズ（ニーケイ）　リミテッド ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクチュエータユニットがそのユニットのアクチュ
   エータモータから出力要素へ動力を伝送する騒動トレイ
   ンを含み、前記トレインが相補のおす軸受面３２と動き
   ばめされるめす軸受面を有する回転要素３０を含む自動
   車車体の開閉部のサーボ動作用パワーアクチュエータユ
   ニットにおいて： 前記面の一つが前記両面の相対的回転の軸から一定半径
   にあり、前記両面の別の一つが充分に角度的に離れた位
   置において、前記面の一つと線又は点接触するように、
   前記軸から一定の半径にない複数のファセット又は他の
   断面３４を含むように形成され、これら軸受面が互いに
   ほぼ正確に位置することを確実にし、前記断面又はファ
   セットがその他の部分で前記一つの面と接触しないこと
   を特徴とするパワーアクチュエータユニット。 ２、おす軸受面３２が一定半径のものであり、且つめす
   軸受面が複数のファセットまたは断面３４を含むもので
   あることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータユ
   ニット。 ３、おす軸受面が円筒状金属又はその他のシャフトの周
   囲であることを特徴とする請求項２記載のアクチュエー
   タユニット。 ４、めす軸受面が、おす軸受面上にかぶさる正方形又は
   その他の多角形断面の穴を限定することを特徴とする請
   求項２記載のアクチュエータユニット。