JP2006230182A - モータアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源の回転量に応じて位置が決定される駆動対象の駆動態様を精度良く制御することができるとともに小型化されたモータアクチュエータを提供する。
【解決手段】ブラシレスモータ１０は、コイル１３に対する通電態様を制御する制御部５０を備えている。制御部５０は、ホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃの周波数によって回転子１２の回転角度を検知しコイル１３に適当な電流を通電しブラシレスモータ１０の回転速度などを制御する駆動部５１と、ホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力され駆動部５１に入力されたブラシレスモータ１０を駆動するための出力信号をカウントするカウンタ５３を有する位置制御部５２とを備えている。位置制御部５２はカウンタ５３によってカウントされたカウント値に基づいて回転子１２の回転量を検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車室内の空調に用いられるダンパ等の駆動源の回転量に応じて位置が決定される駆動対象を駆動制御するモータアクチュエータに関する。

従来、自動車用エアーコンディショナーの風量調整ダンパは、駆動源としてのモータの回転量に応じて開度量を制御する機構を備えたモータアクチュエータによって駆動される。そして、このようなモータアクチュエータは、ダンパの開度量を制御するためポテンショメータやカムスイッチ、エンコーダ等の位置検出センサを用いてモータの回転量を検出する。また、駆動源であるＤＣブラシ付モータの電流波形の変化を検出することによって回転量を検出するものもある。

例えば、特許文献１には所定のパターン状に形成され軸と一体回転可能となるように固定されたプレートと該プレートに摺接するブラシとから構成されるポテンショメータを用いてモータの回転量を検出している。このように構成された位置検出センサは、モータによって回転駆動される軸に伴ってプレートが回転することによりブラシがプレートの接点上を摺動し電気的接続関係が変更され軸の回転位置を検出する。
特開平５−２５２６９２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように位置検出センサを用いると、位置検出センサを配置するためのスペースが必要となりモータアクチュエータの小型化の妨げとなる。また、モータアクチュエータを構成する部品点数が増加し組付けを複雑にする。

また、ＤＣブラシ付モータの電流波形変化検出方式は軸に位置検出センサを配設することなく回転量を検出することができるが、負荷、電圧、温度などにより電流波形が変化し位置検出精度が不安定であるとともにノイズにも弱い。また、電流波形変化検出方式はモータの電流波形をフィードバックしているため、停止後の位置ずれを検出することができない。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、駆動源の回転量に応じて位置が決定される駆動対象の駆動態様を精度良く制御することができるとともに小型化されたモータアクチュエータを提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、駆動源としてのブラシレスモータを備え、前記ブラシレスモータの回転量に応じて位置が決定される駆動対象を駆動するために用いられるモータアクチュエータであって、前記ブラシレスモータは、マグネット回転子と、前記マグネット回転子に対して磁場を与えるコイルと、前記マグネット回転子と前記コイルとの相対的な位置関係を検出し前記ブラシレスモータを駆動するためのホール素子と、前記ホール素子から出力される出力信号に基づいて前記駆動対象の位置を検出する制御部と、を備える。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータアクチュエータにおいて、前記出力信号の出力された回数をカウントするカウンタをさらに備え、前記カウンタによってカウントされた値に基づいて前記駆動対象の位置を検出する。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータアクチュエータにおいて、前記ブラシレスモータの回転数を減速させる減速部をさらに備える。
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータアクチュエータにおいて、前記減速部に備えられ前記駆動対象を駆動する出力ギヤに設けられる被検出部と、前記出力ギヤとともに回転する前記被検出部を検出するための検出手段とを備え、前記制御部は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記駆動対象の初期位置を検出する。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータアクチュエータにおいて、前記被検出部は、前記出力ギヤに設けられる初期位置検出のための検出導体であり、前記検出手段は、前記検出導体の回転軌跡上を摺接する接点部を有して固定される摺動接点であって、前記制御部は、前記検出導体と前記摺動接点との接触の有無に応じて前記駆動対象の初期位置を検出する。

また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のモータアクチュエータにおいて、
前記被検出部は、前記出力ギヤに設けられる初期位置検出のためのセンサマグネットであり、前記検出手段は、前記出力ギヤとともに回転する前記センサマグネットの回転に伴った磁界変化を検出する磁気検出素子であって、前記制御部は、前記磁気検出素子の検出結果に基づいて前記駆動対象の初期位置を検出する。

また、請求項７に記載の発明は、請求項４に記載のモータアクチュエータにおいて、前記被検出部は、前記出力ギヤに設けられる初期位置検出のための反射板であり、前記検出手段は、前記反射板の回転軌跡上に光を照射する発光素子と、前記出力ギヤの回転に伴って前記反射板に反射される前記発光素子からの光を検出する受光素子であって、前記制御部は、前記受光素子の検出結果に応じて前記駆動対象の初期位置を検出する。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載のモータアクチュエータにおいて、一つの上位コントローラで複数のモータアクチュエータが制御されるものであり、個々のモータアクチュエータにアドレスが割り振られるとともに、上位コントローラはアドレスを含む制御信号を出力するものであって、前記制御部は、自身への前記制御信号か否かを前記アドレスから判別可能な通信部を備え、該通信部にて得た前記制御信号により前記ブラシレスモータを制御する。

また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか１項に記載のモータアクチュエータにおいて、前記駆動対象は、車両空調システムにおいて流量を制御するために回動駆動されるダンパである。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ホール素子から出力される駆動制御用の出力信号によって駆動対象の位置を判断するため、ブラシレスモータの回転量を検出するための位置検出センサが不要となる。よって、従来の位置検出センサを用いたモータアクチュエータと比較して小型化されたモータアクチュエータを得ることができる。

また、ホール素子から出力される出力信号によってブラシレスモータの回転量を検出するため、同一の出力信号により駆動制御と位置制御が行われる。よって、作動位置ずれが抑制されるフィードバック制御を行うことが可能となり駆動対象の位置の制御を精度良く行うことができる。また、駆動制御用の出力信号によって駆動対象の位置を検出するための位置検出を行うため従来のＤＣブラシ付モータの電流波形変化による位置検出センサのように負荷、電圧、温度などによって検出精度が変化せずノイズの影響も少ない。

また、駆動源としてブラシレスモータを用いるため、摺動音が発生せず車室内の騒音を低減することに貢献できる。また、従来のように位置検出センサの摺動接点が不要なため摩耗することがなく耐久性を備えることができる。

請求項２に記載の発明によれば、制御部はカウンタによってカウントされた値に基づいて駆動対象の位置を検出する。すなわち、ブラシレスモータの１回転以上の回転量と駆動対象の位置とを対応させることが可能となる。よって、ブラシレスモータを多回転制御することができるため減速比を大きくすることが可能となり、より大きなトルクを得ることができる。すなわち、より小型のモータを採用することが可能となりモータアクチュエータの小型化に貢献することができる。

請求項３に記載の発明によれば、回転数を減速させる減速部によってブラシレスモータ一回転当たりの駆動対象の位置の変化量が小さくなる。よって、制御分解能が向上しより的確に駆動対象の位置を設定することができる。

請求項４に記載の発明によれば、駆動対象を駆動する最終段の出力ギヤは低回転数となるため、該出力ギヤに被検出部を備え、該被検出部と被検出部を検出するための検出手段とにより、駆動対象の初期位置を容易に検出（設定）することが可能となる。また、モータの駆動により駆動対象を機械的限界位置に配置して該駆動対象の初期位置を設定する手法も考えられるが、この場合、モータへの印加電圧や雰囲気温度等によるトルク変動の影響を受け、初期位置がばらつくことがある。しかしながら、本案のように、最終段の出力ギヤに備えた被検出部と検出手段により駆動対象の初期位置を設定可能としたことで、トルク変動によって駆動対象の初期位置がばらつくことがなくなり、駆動対象の正確な初期位置の設定が可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、出力ギヤに設けられる検出導体と検出導体の回転軌跡上に接点部を有して固定される摺動接点とによって、駆動対象の初期位置を検出することができる。

請求項６に記載の発明によれば、出力ギヤに設けられるセンサマグネットと出力ギヤとともに回転する前記センサマグネットの回転に伴った磁界変化を検出する磁気検出素子とによって駆動対象の初期位置を検出することができる。また、センサマグネットと磁気検出素子とを用いることにより、出力ギヤに他の部材を接触させることなく駆動対象の初期位置を検出することが可能となる。よって、ブラシレスモータによる駆動力を駆動対象に的確に伝達することができる。

請求項７に記載の発明によれば、発光素子から照射された光を反射する反射板と出力ギヤの回転に伴って前記反射板に反射される光を検出する受光素子とによって駆動対象の初期位置を検出することができる。また、反射板と受光素子とを用いることにより、出力ギヤに他の部材を接触させることなく駆動対象の初期位置を検出することが可能となる。よって、ブラシレスモータによる駆動力を駆動対象に的確に伝達することができる。

請求項８に記載の発明によれば、制御部に設けた通信部により、制御信号に含まれるアドレス情報から自身のモータアクチュエータの制御信号か他のモータアクチュエータの制御信号かを判別可能であるため、上位コントローラ及び複数のモータアクチュエータ間の信号線の共有化が可能となり、信号線を少ない本数で構成することができる。また、この場合、上位コントローラと複数のモータアクチュエータとを直列に接続することも可能となり、信号線の省線化を図ることができる。

請求項９に記載の発明によれば、車両空調システムにおいて流量を制御するために回動駆動されるダンパを小型のモータアクチュエータによって駆動させることができる。

本発明によれば、駆動源の回転量に応じて位置が決定される駆動対象の駆動態様を精度良く制御することができるとともに小型化されたモータアクチュエータを提供することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明に係るモータアクチュエータを用いた車両空調システムとしての車両用エアーコンディショナーの概略構成図である。

車両用エアーコンディショナーは、吸い込み口１と吹出し口２とを備えた空調ダクト３内にブロアファン４と、エバポレータ５と、ヒータコア６と、ダンパ７とを備えている。ブロアモータ４ａによって駆動されるブロアファン４により車室内もしくは車室外の空気が吸い込み口１から空調ダクト３内に引き込まれる。空調ダクト３内に引き込まれた空気はエバポレータ５を通過することにより除湿された冷気となる。ダンパ７は、その開度を変化させることにより吸い込み口１及び吹出し口２を切換え、空調ダクト３内の通風経路を変化させる。車両用エアーコンディショナーは、吸い込み口１から空調ダクト３内に吸い込んだ外気若しくは内気を温風若しくは冷風として吹出し口２から吹出す。なお、ブロアファン４、エバポレータ５、ヒータコア６、及びダンパ７の駆動態様は乗員によって操作される図示しないコントロールスイッチからの信号に基づいて制御される。

ダンパ７は、モータアクチュエータ８によって駆動され、本実施形態では、モータアクチュエータ８に固定されたコントロールアーム９と、該コントロールアーム９とダンパ７とを連結するコントロールリンク９ａとが介在されている。コントロールアーム９はモータアクチュエータ８の駆動軸８ａに固定されており、モータアクチュエータ８の駆動態様に応じて回動及び停止する。コントロールリンク９ａは、コントロールアーム９の回動に応じてダンパ７を開閉し開度量を維持する。すなわち、本実施形態においてはダンパ７がモータアクチュエータ８の駆動対象であり、モータアクチュエータ８によって駆動対象の位置としてのダンパ７の開度量が決定される。

なお、ダンパ７の開度量やブロアファン４などの駆動態様は図示しないコントロールスイッチからの信号によって決定され、乗員はコントロールスイッチを操作することにより車室内の空調を行う。

次に、ダンパ７を駆動するモータアクチュエータ８について図２〜図４を用いて説明する。図２は本発明に係るモータアクチュエータ８の平面図、図３はブラシレスモータ１０の回路構成の概略図であり、図４はホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力される出力信号Ｈ１４ａ、Ｈ１４ｂ、Ｈ１４ｃのタイムチャートである。

図２に示すように、モータアクチュエータ８は、駆動源としてのブラシレスモータ１０と、ブラシレスモータ１０の回転を減速してコントロールアーム９に伝達する減速部２０と、を備えている。ブラシレスモータ１０の回転量に基づいてコントロールアーム９の回動量、すなわち駆動対象としてのダンパ７の位置が決定される。また、ブラシレスモータ１０に給電するための配線部３０が箱状に形成されたケース４０内にブラシレスモータ１０及び減速部２０とともに収容されている。なお、配線部３０への給電態様は制御部５０（図３参照）によって図示しないコントロールスイッチからの信号に基づき制御される。ここで、本実施形態においては、図２に示すように、制御部５０をケース４０の外部に配設したモータアクチュエータ８を示しているが、制御部５０をケース４０内に配設する構成を採用することもできる（図５参照）。また、制御部５０とブラシレスモータとを一体に構成することもできる。こうすることでホール素子用のプリント板と制御回路用のプリント板が一体化でき、部品点数が減る。さらに、モータとして汎用性も向上する。

図３に示すように、ブラシレスモータ１０は、２極のマグネット１１を備えた回転子１２と、回転子１２に対して回転磁界を発生させるためのコイル１３と、３つのホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、コイル１３に対する通電態様を制御する制御部５０とから構成されている。

回転子１２の回転に伴う磁場の変化はホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃによって検出され制御部５０へ出力される。制御部５０は、ホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃからの検出信号に基づいてブラシレスモータ１０を駆動し、図示しないコントロールスイッチから出力される信号に応じてダンパ７の開度量を調節する。

制御部５０は、ブラシレスモータ１０を駆動させるための駆動部５１と、ダンパ７の開度量を検出するための位置制御部５２とを備えている。
駆動部５１は、ホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力される出力信号に基づいて回転子１２とコイル１３との相対的な位置関係を検出しコイル１３の励磁切換えを行う。制御部５０は、駆動部５１によってブラシレスモータ１０の始動、停止、及び、回転速度などを制御しダンパ７の開度量を変化、若しくは、維持させる。

位置制御部５２は、ホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力され駆動部５１に入力されたブラシレスモータ１０を駆動するための（すなわち駆動制御用の）出力信号をカウントするカウンタ５３を備えている。位置制御部５２はカウンタ５３によってカウントされた出力信号の値に基づいてコントロールアーム９の初期位置からの回動量を検出する。

次に、図３及び図４を用いて、位置制御部５２によるダンパ７の開度量の検出方法を説明する。なお、図４において横軸は回転子１２の回転角度である。
本実施形態に係るブラシレスモータ１０の回転子１２は２極のマグネット１１を備えており、それぞれのホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力される出力信号は回転子１２が一回転する間に１周期を有する。また、３つのホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃは等間隔で配設されておりホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力される出力信号は互いに１２０°の位相差を持つ。よって、本実施形態に係るブラシレスモータ１０によれば制御部５０は回転子１２が６０°回転するごとにホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力されるの出力信号のエッジを検出する。

すなわち、位置制御部５２は、カウンタ５３が出力信号のエッジをカウントするごとに回転子１２が６０°回転したと判断することができる。位置制御部５２はホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃからの出力信号によって回転子１２の回転量を検出する。位置制御部５２は回転子１２の回転量とダンパ７の開度量とが予め記憶されており、位置制御部５２はカウンタ５３のカウント値によってダンパ７の開度量を検知する。すなわち、制御部５０はカウンタ５３によってカウントされた値に基づいてダンパ７の開度量を検出する。

なお、ここで、カウンタ５３は、例えば、回転子１２の回転方向によって出力信号のカウント値を加算若しくは減算する構成となっている。制御部５０は所定の開度量すなわち所定のカウント値となるようにブラシレスモータ１０を双方向回転することによってダンパ７の開度を制御する。

次に、制御部５０によるダンパ７の開度量の制御方法について図３を用いて説明する。
まず、制御部５０は図示しないコントロールスイッチからの信号に基づいてブラシレスモータ１０を駆動させる。詳述すると、制御部５０は、駆動部５１によってコイル１３に通電し磁場を発生させ回転子１２を回転させる。

回転子１２の回転による磁場の変化により、ホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃは制御部５０に対して信号を出力する。
制御部５０は、駆動部５１によってホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃからの出力信号に基づいてコイル１３に通電される電流を変化させ回転磁界を発生させるとともに、出力信号を位置制御部５２の備えるカウンタ５３にカウントする。

制御部５０は、位置制御部５２によってダンパ７の開度量を検知しダンパ７が所定の開度（すなわち、カウンタ５３のカウント値が所定の値）となった時点でブラシレスモータ１０の回転を停止させダンパ７の開度を一定に保つ。

次に、減速部２０について説明する。
減速部２０は、図２に示すように、第１減速機構２１と第２減速機構２２と第３減速機構２３とを備えている。

第１減速機構２１は、ブラシレスモータ１０の出力軸１０ａに固定されたウォーム２１ａとウォーム２１ａにかみ合うウォームホイール２１ｂとから構成されている。第２減速機構２２は、ウォームホイール２１ｂに同軸的に固定されウォームホイール２１ｂよりも小径の第１駆動側平歯車２２ａと、第１駆動側平歯車２２ａとかみ合い第１駆動側平歯車２２ａよりも大径の第１従動側平歯車２２ｂとから構成されている。第３減速機構２３は、第１従動側平歯車２２ｂに同軸的に固定され第１従動側平歯車２２ｂよりも小径の第２駆動側平歯車２３ａと、第２駆動側平歯車２３ａとかみ合い第２駆動側平歯車２３ａよりも大径の第２従動側平歯車２３ｂとから構成されている。また、第２従動側平歯車２３ｂの略中央には一端側にコントロールアーム９（図１参照）が固定された駆動軸８ａが固定されている。すなわち、ブラシレスモータ１０の回転は減速部２０によって３段階で減速されコントロールアーム９（図１参照）に伝達される。

ここで、例えば、減速部２０による減速比が１／６００の場合、コントロールアーム９はブラシレスモータ１０の回転子１２が６０°回転することによって０．１°回転する。すなわち、制御部５０はホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃからの出力信号をコントロールアーム９が０．１°回転するごとに検出する。よって、減速部２０によってモータアクチュエータ８によるダンパ７の制御分解能が向上する。

上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）位置制御部５２は、ホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力される駆動制御用の出力信号によってダンパ７の開度量を判断するため、ブラシレスモータ１０の回転量を検出するための位置検出センサが不要となる。よって、従来の位置検出センサを用いたモータアクチュエータと比較して小型化されたモータアクチュエータ８を得ることができる。

また、制御部５０は位置制御部５２においてホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力される駆動制御用の出力信号を用いてブラシレスモータ１０の回転量すなわちコントロールアーム９の回動量を検出しダンパ７の開度量を認識する。よって、同一の出力信号により駆動制御と位置制御を行うため作動位置ずれが抑制されるフィードバック制御を行うことが可能となりダンパ７の開度の制御を精度良く行うことができる。また、駆動制御用の出力信号によってダンパ７の開度量を検出するための位置検出を行うため従来のＤＣブラシ付モータの電流波形変化による位置検出センサのように負荷、電圧、温度などによって検出精度が変化せずノイズの影響も少ない。

また、駆動源としてブラシレスモータ１０を用いるため、摺動音が発生せず車室内の騒音を低減することに貢献できる。また、従来のように位置検出センサの摺動接点が不要なため摩耗することがなく耐久性を備えることができる。

（２）制御部５０の位置制御部５２はホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力された出力信号をカウンタ５３によってカウントすることによってダンパ７の開度を判断する。すなわち、１回転以上の回転子１２の回転量とダンパ７の開度量とを対応させることが可能となる。よって、ブラシレスモータ１０を多回転制御することができるため減速比を大きくすることが可能となり、より大きなトルクを得ることができる。すなわち、より小型のモータを採用することが可能となりモータアクチュエータの小型化に貢献することができる。

（３）減速部２０によってブラシレスモータ１０の一回転当たりのダンパ７の開度の変化量が小さくなる。よって、制御部５０の制御分解能が向上しより的確にダンパ７の開度量を設定することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、モータアクチュエータ８を車両用エアーコンディショナーのダンパ７の開度を制御するために用いたがこのような態様に限定されない。例えば、リードスクリューなどのように、駆動源としてのブラシレスモータ１０の回転量に応じて制御対象の位置が検出される機構のアクチュエータとして適用することができる。なお、駆動対象の変更は、位置制御部５２においてカウント値と駆動対象の位置との対応を適宜変更することによって容易に実施することができる。

○上記実施形態では、ブラシレスモータ１０は３つのホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃと２極のマグネット１１を備えた回転子１２を用いて構成されているがホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及びマグネット１１の個数は適宜変更可能である。例えば、ホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及びマグネット１１の個数を増加させると、回転子１２が一回転する間にホール素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃから出力される出力信号の個数も多くなり制御部５０の制御分解能はさらに向上しより的確にダンパ７の開度を設定することができる。

○上記実施形態では、ダンパ７及びモータアクチュエータ８の間にはコントロールアーム９とコントロールリンク９ａとが介在されているがこのような態様に限定されることなく、モータアクチュエータ８の駆動軸８ａにダンパ７を直接接続する構成としてもよい。
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図６〜図８に従って説明する。尚、この実施形態において、前記第１実施形態と同様の部材については同一の符号を付して説明を省略する。従って、以下には第１実施形態と異なる点を中心に説明する。また、図７においては、図面の簡略化のため、図３に示したブラシレスモータ１０のマグネット１１と、回転子１２と、コイル１３と、を省略している。

図６に示すように、第２実施形態に係るモータアクチュエータ６０は、ブラシレスモータ１０及び減速部２０とともに制御部６１を構成する回路基板６２を備え、上位コントローラとしてのエアコンＥＣＵ７０から出力される制御信号に基づいて独立して駆動対象としてのダンパ７（図１参照）を駆動する。回路基板６２はケース６３に固定されており、駆動軸８ａに同軸的に固定されている第２従動側平歯車２３ｂの端面にその一部が対向するようになっている。回路基板６２の第２従動側平歯車２３ｂに対向する部位には検出手段及び磁気検出素子としてのホール素子６４が配設されている。

また、モータアクチュエータ６０の出力ギヤである第２従動側平歯車２３ｂには、被検出部としてのセンサマグネット６５が固着されている。センサマグネット６５は第２従動側平歯車２３ｂが所定角度位置に配置された、すなわち図１に示すダンパ７が初期位置に配置されたときにホール素子６４に対向するよう第２従動側平歯車２３ｂの回路基板６２に対向する側の端面に配置されている。そして、ホール素子６４は、そのセンサマグネット６５の移動に伴う磁界変化を検出し検出信号を出力する。制御部６１はホール素子６４から出力された検出信号に基づいてダンパ７が初期位置にあることを認識し、ダンパ７の初期位置を基準としてダンパ７の開度を制御する。

また、図８に示すように、本実施形態では、エアコンＥＣＵ７０と複数（本実施形態では３つ）のモータアクチュエータ６０とが制御信号線７１ａと、電源線７１ｂと、グランド線７１ｃとを備えたハーネス７１に直列に接続される。この場合、ハーネス７１は各モータアクチュエータ６０に対応する外部コネクタ７２を有し、各外部コネクタ７２は各モータアクチュエータ６０のコネクタ連結部４１と連結（接続）される。

図６に示すように、モータアクチュエータ６０のコネクタ連結部４１には、電源用端子６６とグランド用端子６７と制御信号用端子６８とが配設されている。外部コネクタ７２がコネクタ連結部４１に連結されることにより、電源用端子６６と電源線７１ｂとが接続され、グランド用端子６７とグランド線７１ｃとが接続され、制御信号用端子６８と制御信号線７１ａとが接続される。電源線７１ｂの接続により電源用端子６６を介してエアコンＥＣＵ７０から制御部６１に電源が供給される。また、グランド線７１ｃの接続によりグランド用端子６７を介して制御部６１が接地される。また、制御信号線７１ａの接続により制御信号用端子６８を介してエアコンＥＣＵ７０から出力された制御信号が制御部６１へと入力される。

図７に示すように、制御部６１は、駆動部５１及び位置制御部５２とともに、エアコンＥＣＵ７０と各モータアクチュエータ６０とで制御信号の授受を行うための通信部６１ａを備えている。

詳述すると、各モータアクチュエータ６０のコネクタ連結部４１にはアドレス用端子６９（図６参照）が設けられており、ネットワーク上で各モータアクチュエータ６０を識別するためのアドレスがハードウエア的に設定されている。なお、図７ではアドレス用端子６９を省略している。エアコンＥＣＵ７０は、制御対象に対応するアドレスを示すアドレス情報を含む制御信号を出力する。各モータアクチュエータ６０の通信部６１ａは、該アドレス情報に基づいてエアコンＥＣＵ７０から出力された制御信号が自身のものか否かを判別する。すなわち、複数のモータアクチュエータ６０が制御信号線７１ａを共有することが可能となり、図８に示すように、複数のモータアクチュエータ６０をエアコンＥＣＵ７０に対して直列に接続することが可能となる。

上記したように、本実施形態によれば、前記第１実施形態の作用効果（１）〜（３）と同様の作用効果とともに、以下の効果を有する。
（１）ダンパ７を駆動する第２従動側平歯車２３ｂは低回転数となるため、該第２従動側平歯車２３ｂにセンサマグネット６５を備え、該センサマグネット６５とホール素子６４とにより、ダンパ７の初期位置を容易に検出（設定）することが可能となる。また、ブラシレスモータ１０の駆動によりダンパ７を機械的限界位置に配置して該ダンパ７の初期位置を設定する手法も考えられるが、この場合、ブラシレスモータ１０への印加電圧や雰囲気温度等によるトルク変動の影響を受け、初期位置がばらつくことがある。しかしながら、本実施形態のように、第２従動側平歯車２３ｂに備えたセンサマグネット６５とホール素子６４とによりダンパ７の初期位置を設定可能としたことで、トルク変動によってダンパ７の初期位置がばらつくことがなくなり、ダンパ７の正確な初期位置の設定が可能となる。

（２）センサマグネット６５とホール素子６４とを用いることにより、第２従動側平歯車２３ｂに他の部材を接触させることなく第２従動側平歯車２３ｂの初期位置を検出することが可能となる。よって、ブラシレスモータ１０の駆動力をダンパ７に的確に伝達することができる。

（３）制御部６１に設けた通信部６１ａにより、制御信号に含まれるアドレス情報から自身のモータアクチュエータ６０の制御信号か他のモータアクチュエータ６０の制御信号かを判別可能となる。よって、エアコンＥＣＵ７０及び複数のモータアクチュエータ６０間の制御信号線７１ａの共有化が可能となり、ハーネス７１を少ない本数で構成することができる。また、この場合、エアコンＥＣＵ７０と複数のモータアクチュエータ６０とを直列に接続することも可能となり、ハーネス７１の省線化を図ることができる。例えば、アクチュエータを５個使用する場合において、制御部５０がモータアクチュエータ６０の外部にあると、制御部５０から延びる線（ハーネス）は、アクチュエータ毎に８本、すなわち計４０本必要となる。しかしながら、第２実施形態のように、制御部６１に通信部６１ａを設けることにより、制御部６１から延びるハーネス７１が有する線は３本となる。よって、モータアクチュエータ６０を制御するために必要なハーネス７１の本数を大幅に減らすことができる。

（４）制御部６１がブラシレスモータ１０とともにケース６３に収容されるため、ブラシレスモータ１０を駆動させるために必要なパルス信号や検出信号をケース６３の外部にある制御部６１と通信するための信号線が不要となる。よって、モータアクチュエータ８の外部に制御部がある場合と比較して、モータアクチュエータ６０を制御するためにモータアクチュエータ６０に接続される信号線の本数を低減することができる。例えば、第１実施形態のように、制御部５０がモータアクチュエータ８の外部にある場合には、モータアクチュエータ８と制御部５０の間に、２本の電源ラインと、駆動用のコイル１３及びホール素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃにそれぞれ接続された６本の信号ラインとに対応する計８本の線（ハーネス）が必要である。しかしながら、制御部６１をケース６３内に収容することにより、モータアクチュエータ６０に接続されるハーネス７１を２本の電源ライン（電源線７１ｂ及びグランド線７１ｃ）と１本の通信ライン（制御信号線７１ａ）とから構成することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、モータアクチュエータ６０毎にアドレス用端子６９によってハードウエア的にアドレスを設定したが、ソフトウエア的にアドレスを設定してもよい。

○上記実施形態では、磁気検出素子としてホール素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが用いられているが、このような態様に限定されない。例えば、磁気検出素子として磁気抵抗効果素子を用いることもできる。

○上記実施形態では、検出手段としてのホール素子６４及び被検出部としてのセンサマグネット６５を用いて第２従動側平歯車２３ｂの回転に伴う磁界変化を検出することにより初期位置が検出されているが、初期位置を検出するための構成は適宜変更可能である。

例えば、図９に示すように、検出手段としての発光素子８１及び受光素子８２を備えた光センサ８３と被検出部としての反射板８４とを用いて初期位置を検出することもできる。詳述すると、第２従動側平歯車８５の回路基板８６に対向する側の端面８５ａには、その回転中心からオフセットした位置に反射板８４が固着されている。これに対し、回路基板８６の第２従動側平歯車８５に対向する部位には、光センサ８３が配設されている。光センサ８３は、第２従動側平歯車８５に固着された反射板８４の回転軌跡上に向けて光を照射する発光素子８１と、その反射板８４によって反射された発光素子８１からの光を受光し検出信号を出力する受光素子８２とを備えている。光センサ８３及び反射板８４はダンパ７が初期位置に配置されたときに受光素子８２が光を受光する位置に配置されている。そして、制御部６１は受光素子８２から出力された検出信号に基づいてダンパ７が初期位置にあることを認識することが可能となっている。

また、例えば、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、検出手段としての摺動接点９１と被検出部としての検出導体９２とを用いて初期位置を検出することもできる。詳述すると、第２従動側平歯車９３の回路基板９４に対向する側の端面９３ａには、その回転中心からオフセットした位置に銅等の検出導体９２が固着（若しくは一体形成）されている。これに対し、回路基板９４の第２従動側平歯車９３に対向する部位には検出導体９２の回転軌跡上に接点部９１ａが摺接するように固定される摺動接点９１が配設されている。摺動接点９１及び検出導体９２はダンパ７が初期位置に配置されたときに摺動接点９１と検出導体９２とが接触する位置に配置されている。そして、摺動接点９１は制御部６１に接続されており、制御部６１は検出導体９２と摺動接点９１との接触の有無に応じてダンパ７の初期位置を認識することが可能となっている。

本発明に係るモータアクチュエータを用いた車両用エアーコンディショナーの概略構成図。 本発明の第１実施形態に係るモータアクチュエータの平面図。 本発明の第１実施形態に係るモータアクチュエータの回路構成の概略図。 ホール素子から出力される出力信号のタイムチャート。 本発明の第１実施形態に係るモータアクチュエータの別例を示す平面図。 本発明の第２実施形態に係るモータアクチュエータの平面図。 本発明の第２実施形態に係るモータアクチュエータの回路構成の概略図。 本発明の第２実施形態に係るモータアクチュエータの回路構成の概略図。 本発明の第２実施形態に係るモータアクチュエータの別例を示す側面図。 （ａ），（ｂ）本発明の第２実施形態に係るモータアクチュエータの別例を示す側面図。

符号の説明

７…駆動対象としてのダンパ、８，６０…モータアクチュエータ、８ａ…駆動軸、１０…ブラシレスモータ、１３…コイル、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…ホール素子、Ｈ１４ａ，Ｈ１４ｂ，Ｈ１４ｃ…出力信号、２０…減速部、２３ｂ，８５，９３…出力ギヤとしての第２従動側平歯車、４０，６３…ケース、５０，６１…制御部、６１ａ…通信部、５３…カウンタ、６４…検出手段及び磁気検出素子としてのホール素子、６５…被検出部としてのセンサマグネット、７１ａ…信号線としての制御信号線、８１…検出手段を構成する発光素子、８２…検出手段を構成する受光素子、８３…検出手段としての光センサ、８４…被検出部としての反射板、９１…検出手段としての摺動接点、９２…被検出部としての検出導体。

Claims (9)

1. 駆動源としてのブラシレスモータを備え、前記ブラシレスモータの回転量に応じて位置が決定される駆動対象を駆動するために用いられるモータアクチュエータであって、
   前記ブラシレスモータは、マグネット回転子と、前記マグネット回転子に対して磁場を与えるコイルと、前記マグネット回転子と前記コイルとの相対的な位置関係を検出し前記ブラシレスモータを駆動するためのホール素子と、前記ホール素子から出力される出力信号に基づいて前記駆動対象の位置を検出する制御部と、を備える
   ことを特徴とするモータアクチュエータ。
2. 請求項１に記載のモータアクチュエータにおいて、
   前記出力信号の出力された回数をカウントするカウンタをさらに備え、
   前記カウンタによってカウントされた値に基づいて前記駆動対象の位置を検出する
   ことを特徴とするモータアクチュエータ。
3. 請求項１又は２に記載のモータアクチュエータにおいて、
   前記ブラシレスモータの回転数を減速させる減速部をさらに備える
   ことを特徴とするモータアクチュエータ。
4. 請求項３に記載のモータアクチュエータにおいて、
   前記減速部に備えられ前記駆動対象を駆動する出力ギヤに設けられる被検出部と、
   前記出力ギヤとともに回転する前記被検出部を検出するための検出手段とを備え、
   前記制御部は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記駆動対象の初期位置を検出する
   ことを特徴とするモータアクチュエータ。
5. 請求項４に記載のモータアクチュエータにおいて、
   前記被検出部は、前記出力ギヤに設けられる初期位置検出のための検出導体であり、
   前記検出手段は、前記検出導体の回転軌跡上を摺接する接点部を有して固定される摺動接点であって、
   前記制御部は、前記検出導体と前記摺動接点との接触の有無に応じて前記駆動対象の初期位置を検出する
   ことを特徴とするモータアクチュエータ。
6. 請求項４に記載のモータアクチュエータにおいて、
   前記被検出部は、前記出力ギヤに設けられる初期位置検出のためのセンサマグネットであり、
   前記検出手段は、前記出力ギヤとともに回転する前記センサマグネットの回転に伴った磁界変化を検出する磁気検出素子であって、
   前記制御部は、前記磁気検出素子の検出結果に基づいて前記駆動対象の初期位置を検出する
   ことを特徴とするモータアクチュエータ。
7. 請求項４に記載のモータアクチュエータにおいて、
   前記被検出部は、前記出力ギヤに設けられる初期位置検出のための反射板であり、
   前記検出手段は、前記反射板の回転軌跡上に光を照射する発光素子と、前記出力ギヤの回転に伴って前記反射板に反射される前記発光素子からの光を検出する受光素子であって、
   前記制御部は、前記受光素子の検出結果に応じて前記駆動対象の初期位置を検出する
   ことを特徴とするモータアクチュエータ。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載のモータアクチュエータにおいて、
   一つの上位コントローラで複数のモータアクチュエータが制御されるものであり、個々のモータアクチュエータにアドレスが割り振られるとともに、上位コントローラはアドレスを含む制御信号を出力するものであって、
   前記制御部は、自身への前記制御信号か否かを前記アドレスから判別可能な通信部を備え、該通信部にて得た前記制御信号により前記ブラシレスモータを制御する
   ことを特徴とするモータアクチュエータ。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載のモータアクチュエータにおいて、
   前記駆動対象は、車両空調システムにおいて流量を制御するために回動駆動されるダンパである
   ことを特徴とするモータアクチュエータ。

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