JP2012193973A - 位置検出構造 - Google Patents

Abstract

【課題】基体４８に対して相対移動する移動物体２０における互いに離れた２位置への移動を検出する位置検出構造において、互いに離れた２位置への移動物体の移動を単一のセンサで、誤検出なく区別して検出する。
【解決手段】基体（ホルダ）４８と移動物体（プラットホーム）２０との対向部位の一方で、前記２位置のうちの一つの位置に検出センサ５０を設け、該検出センサは、各位置において互いに異なった電気信号を発生する。一つの検出センサが２位置でそれぞれ異なった信号を発生するので、一つのセンサで２位置への移動物体の移動を区別して検出することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、基体に対して相対移動する移動物体における互いに離れた２位置への移動を検出する位置検出構造に関する。

かかる位置検出構造として、２位置に対応させてリミットスイッチをそれぞれ設けて２位置への移動を検出する構造が一般的である。この場合、リミットスイッチが２つ必要となる問題がある。
これに対し、２位置のうちの一つの位置を検出し、その位置を基準として相対移動距離に応じてパルスを発生させ、そのパルス数をカウントして、残りの一つの位置への移動を検出する構造が開発されている（下記特許文献１参照）。

特開２００４−１２３０５号公報

しかし、パルス数のカウントには誤検出もあり、上記特許文献１の位置検出法をアクチュエータ制御に適用すると、誤検出に基づいてアクチュエータ制御が行われ、各種トラブルの原因となる。例えば、アクチュエータとしてのモータのロック、不適切な位置でのアクチュエータ動作による不具合というような問題が生じる。
本発明は、このような問題に鑑み、一つの検出センサで２位置で互いに異なる信号を発生させることにより、互いに離れた２位置への移動物体の移動を単一のセンサで、誤検出なく区別して検出することを課題とする。

本発明の第１発明は、基体に対して相対移動する移動物体における互いに離れた２位置への移動を検出する位置検出構造であって、前記基体と前記移動物体との対向部位の一方で、前記２位置のうちの一つの位置に検出センサを設け、該検出センサは、各位置において互いに異なった電気信号を発生することを特徴とする位置検出構造である。
第１発明によれば、一つの検出センサが２位置でそれぞれ異なった信号を発生するので、一つのセンサで２位置への移動物体の移動を区別して検出することができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明の位置検出構造において、前記検出センサは、前記対向部位の他方の形状変化を検出するものであり、前記対向部位の他方には、相対移動の方向に周期的に形状が変化する形状変化部が設けられ、該形状変化部は、前記２位置において相対移動方向の大きさが互いに異なる形状変化部が形成されていることを特徴とする位置検出構造である。
第２発明によれば、２位置間において形状変化部の形状の大きさを互いに異ならせて２位置を区別して検出するので、コストアップなしで誤作動なく位置検出できる。

本発明の第３発明は、上記第２発明の位置検出構造において、前記検出センサは、磁気抵抗の変化を検出する磁気センサであり、形状変化部は、磁性体に貫通孔、突起又は穴が形成されたものであり、前記２位置において、相対移動の方向における貫通孔、突起又は穴の大きさが異なっていることを特徴とする位置検出構造である。
第３発明によれば、汎用の磁気センサによって、上記第１及び第２発明と同様の作用効果を達成できる。

本発明の第４発明は、上記第３発明の位置検出構造において、前記２位置に設けられた形状変化部である貫通孔、突起又は穴の一方は、相対移動方向の大きさが小さく、しかも複数個が連続して設けられていることを特徴とする位置検出構造である。
第４発明によれば、検出センサによる一つの形状変化部の検出に失敗しても、連続する他の形状変化部を検出できるため、形状変化部の大きさが小さくても検出漏れの可能性を少なくすることができる。

本発明の実施形態を示す斜視図である。 図１の実施形態の動作説明図である。 図１の実施形態の動作説明図であり、図２とは別の動作状態を示す。 図１の実施形態における電動スライド装置を示す説明図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 図１の実施形態における電動スライド装置の電気回路ブロック図である。 図１の実施形態における電動スライド装置の制御フローチャートであり、端部検出ルーチンを示す。 図１の実施形態における電動スライド装置の制御フローチャートであり、モータ制御ルーチンを示す。 図１の実施形態における電動スライド装置の動作を説明するタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
本実施形態に係る電動スライド装置３０は、福祉車両Ｂの後部に設置された車椅子リフタ１０において、プラットホーム２０を格納位置（原点位置）と使用位置（出端位置）間で水平スライドさせる装置である。
ここで、図中における前後左右及び上下は車椅子リフタ１０を備える福祉車両Ｂの前後左右及び上下に対応している。

本実施形態に係る電動スライド装置３０について説明する前に福祉車両Ｂ及び車椅子リフタ１０の概要について説明する。
前記福祉車両Ｂは、図１等に示すように、ワンボックスタイプの車両で後側開口部Ｈを備えており、その後側開口部Ｈがバックドア（図示省略）によって開閉可能に構成されている。そして、前記福祉車両Ｂの後部に、乗員を車椅子Ｋで後側開口部Ｈから乗降させるための車椅子リフタ１０が設けられている。
車椅子リフタ１０は、車椅子Ｋを載せる水平なプラットホーム２０と、そのプラットホーム２０を昇降させる左右一対の昇降リンク機構４０と、前記プラットホーム２０を前後スライドさせる電動スライド装置３０（図４参照）とから構成されている。

昇降リンク機構４０は、図１から図３に示すように、車室フロアＦＬの後部両端（左右）に設けられた固定金具４１と、左右の前記固定金具４１にそれぞれ上下回動可能な状態で連結された四節リンク機構４３と、その四節リンク機構４３の先端側に同じく上下回動可能な状態で連結された起立状態の昇降アーム４４と、前記四節リンク機構４３を上下回動させて、昇降アーム４４を昇降させる油圧シリンダ（図示省略）とから構成されている。
なお、図１はカバー４３０に覆われた状態の四節リンク機構４３を表しており、図２、図３はカバー４３０を省略した状態の四節リンク機構４３を表している。
四節リンク機構４３は、四隅に相対回動可能な連結点（支点）を備えるリンク機構であり、図２、図３に示すように、固定金具４１のリンク支持部４１１と、上部リンク４３３と、下部リンク４３４と、昇降アーム４４のリンク支持部４４５とから構成されている。そして、前記油圧シリンダの動作により、四節リンク機構４３が上下回動することで、昇降アーム４４が起立姿勢のままで昇降するようになる。

左右の昇降アーム４４の下端部には、図１〜図３に示すように、ホルダ４８が設けられており、左右のホルダ４８にプラットホーム２０が前後スライド可能な状態で支持されている。そして、プラットホーム２０の左右両側には土手２１が形成されており、前記ホルダ４８とプラットホーム２０の土手２１間に、そのプラットホーム２０をホルダ４８に対して前後スライドさせる電動スライド装置３０（図４参照）が設けられている。
電動スライド装置３０は、ラック＆ピニオンの噛合作用を利用してプラットホーム２０をホルダ４８に対して前後スライドさせる装置であり、図４に示すように、モータ３１と、減速器３３と、ラック３４と、ピニオンギヤ３５とから構成されている。
モータ３１、歯車機構３３は、ホルダ４８内に配置され、ラック３４は土手２１内に固定されている。従って、モータ３１を回転駆動させて歯車機構３３を介してピニオンギヤ３５を作動させると、ピニオンギヤ３５とラック３４との噛合位置が変化し、ホルダ４８とプラットホーム２０とが相対移動することになる。ここでは、ホルダ４８が本発明における基体に相当し、プラットホーム２０が移動物体に相当する。

図４、５に示すように、ホルダ４８の内壁面には検出センサ５０としての磁気センサがブラケット４８１によって設けられ、検出センサ５０の検出端が、プラットホーム２０の土手２１の壁面に対向配置されている。その土手２１の壁面にはプラットホーム２０の移動方向に一定の間隔を置いて複数の貫通孔２１１が設けられている。このように検出センサ５０と貫通孔２１１が対向配置されていることにより、ホルダ４８とプラットホーム２０とが相対移動すると、貫通孔２１１の有無を検出センサ５０が検知して、上記相対移動を検出することができる。ここで、ホルダ４８と土手２１が、本発明における対向部位の一方と他方に相当し、貫通孔２１１が形状変化部に相当する。

図９のＢには、プラットホーム２０が原点位置から出端位置まで移動する間の貫通孔２１１の配置の様子が示されている。原点位置と出端位置の間には一定間隔で同じ大きさの貫通孔が形成され、原点位置には、貫通孔２１１同士の間隔よりもプラットホーム２０の移動方向に約１０倍の大きさの貫通孔が開けられ、出端位置には、貫通孔２１１同士の間隔よりもプラットホーム２０の移動方向に約０．１倍の大きさの貫通孔が２個続けて開けられている。なお、図９のＢでは貫通孔２１１の大きさを正確に表示していない。また、図４では図面を見易くするために貫通孔２１１の一部のみを示している。

図６には検出センサ５０及びモータ３１の制御回路６０が示されており、検出センサ５０は公知のホールＩＣから成り、プラットホーム２０の移動に伴って貫通孔２１１を検知して制御回路６０の入力端子６１１に図９のＡに示すパルス信号を供給する。制御回路６０の入力回路６１は、入力端子６１１から受けたパルス信号をインピーダンス変換等の処理をしてコンピュータ（ＣＰＵ）６２に供給する。ＣＰＵ６２は、予め格納されたプログラムに基づいてモータ出力回路６４を通じてモータ３１を作動させる。内部電源６３はバッテリ（+ＢＡＴＴ）からの電圧を制御回路６０内の各回路に必要な一定電圧に変換して各回路に電源として供給する。

ＣＰＵ６２による処理プログラムを図７、８に基づいて説明する。
図７は、プラットホーム２０が原点位置及び出端位置にあるか否かを検出する端部検出ルーチンを示している。ステップＳ１１では、入力端子６１１に表れる検出センサ５０の出力がハイ（Ｈｉ）レベルにあるか否かが判定される。検出センサ５０の出力がハイレベルであり、ステップＳ１１が肯定判断されると、ステップＳ１２において検出センサ５０の出力がハイレベルを維持している時間をカウントする。同時にステップＳ１２では、検出センサ５０の出力がロウ（Ｌｏ）レベルを維持している時間をカウントするカウンタのカウント値をクリアする。一方、検出センサ５０の出力がロウレベルであり、ステップＳ１１が否定判断されると、ステップＳ１３において、検出センサ５０の出力がロウレベルを維持している時間をカウントすると同時に、検出センサ５０の出力がハイレベルを維持している時間をカウントするカウンタのカウント値をクリアする。
ステップＳ１４では、検出センサ５０の出力がロウレベルからハイレベルに変化したか否かが判定される。検出センサ５０の出力がロウレベルからハイレベルに変化したときには、ステップＳ１４は肯定判断され、検出センサ５０の出力がロウレベルを維持している時間の割合が次の数式１に基づいて算出される。

次のステップＳ１６では、検出センサ５０の出力がハイレベル、及びロウレベルを維持している時間をカウントするカウンタが共にリクアされる。ステップＳ１７、１８では、上述のように算出されたロウレベルを維持していた時間の割合が１０％未満か否か、或いは９０％を超えているか否かが判定され、１０％未満である場合は、ステップＳ１７が肯定判断され、ステップＳ１９においてプラットホーム２０の移動位置を表す位置カウンタのカウント値Ｃを、出端位置に相当する所定値Ｄとする。また、９０％を超えている場合は、ステップＳ１８が肯定判断され、ステップＳ２０において位置カウンタのカウント値Ｃを原点位置に相当するゼロとする。
ステップＳ１９、Ｓ２０の処理が終了すると、端部検出ルーチンの処理は終了する。また、検出センサ５０の出力がロウレベルからハイレベルに変化したとき以外で、ステップＳ１４が否定判断された場合、及び検出センサ５０の出力がロウレベルを維持していた時間の割合が１０％〜９０％の間でステップＳ１７、Ｓ１８が共に否定判断された場合も、端部検出ルーチンの処理は終了する。

図８は、モータ３１の制御を行うモータ制御ルーチンを示している。ステップＳ３１では、検出センサ５０の出力がロウレベルからハイレベルに変化したパルスエッジ、又はハイレベルからロウレベルに変化したパルスエッジか否かが判定される。いずれかのパルスエッジのタイミングであり、ステップＳ３１が肯定判断されると、ステップＳ３２では、プラットホーム２０を含む車椅子リフタ１０を福祉車両Ｂ内へ格納させるための格納スイッチ（図示省略）が操作されているか否か判定される。格納スイッチが操作されており、ステップＳ３２が肯定判断されると、格納中であるためステップＳ３３においてプラットホーム２０の位置カウンタのカウント値Ｃをデクリメントする。また、格納スイッチが操作されておらず、従って、プラットホーム２０を含む車椅子リフタ１０を福祉車両Ｂ内から展開させる展開スイッチ（図示省略）が操作されていてステップＳ３２が否定判断されるときは、展開中であるためステップＳ３４においてプラットホーム２０の位置カウンタのカウント値Ｃをインクリメントする。
図７及び図８のフローチャートのように位置カウンタのカウント値Ｃが処理されることにより、カウント値Ｃは原点位置でゼロ、出端位置でＤ、両位置間で原点位置から出端位置に向かうに従って大きな値となる。
次のステップＳ３５では、位置カウンタのカウント値Ｃに応じて予め決められたデューティ比でモータ３１を制御する。かかる制御は、図９のＣに示されるように、プラットホーム２０が原点位置付近、或いは出端位置付近では、１０％程度のデューティ比でモータ３１が制御され、プラットホーム２０が原点位置付近、或いは出端位置付近から離れるに従って徐々にデューティ比が大きくされるように制御される。
このようにデューティ制御されることにより、プラットホーム２０が原点位置から出端位置、或いは反対に出端位置から原点位置へ移動するとき、移動し始めはモータ３１、プラットホーム２０は低速で動き始め、移動するに従って高速となり、移動終了位置付近では再び低速作動となる。そのため、プラットホーム２０に乗った車椅子利用者がプラットホーム２０の急な動きで不安定に揺れ動かされることがなくなる。
ステップＳ３５の処理が終了したとき、及び検出センサ５０の出力がロウレベルからハイレベルに変化したパルスエッジ、又はハイレベルからロウレベルに変化したパルスエッジのいずれでもなく、ステップＳ３１が否定判断されたとき、モータ制御ルーチンの処理は終了する。

以上の実施形態では、プラットホーム２０が原点位置にあるとき、及び出端位置にあるときが、検出センサ５０のロウレベル時間の割合によってそれぞれ区別して検出され、車椅子リフト１０を展開中に出端位置が検出されたときには、その位置でプラットホーム２０を停止させ、車椅子リフト１０の四節リンク機構４３が格納位置にあるときに出端位置が検出されているときには、その位置からプラットホーム２０を格納位置に動作させ、その後プラットホーム２０が原点位置に達すると、プラットホーム２０の格納動作が停止される。このようにプラットホーム２０の原点位置と出端位置とが区別して検出されることによってプラットホーム２０を適切に制御することができる。しかも、２位置を検出するにも関わらず、検出センサ５０は一つのみで済み、２位置を区別するための構成は貫通孔の大きさを変えるのみで良く、コストをかけずに簡単に実施できる。
なお、出端位置の検出のため、貫通孔２１１同士の間隔に対しプラットホーム２０の移動方向に約０．１倍の大きさの貫通孔を２個続けて設けているが、これは貫通孔の大きさが小さいことにより検出センサ５０による検出漏れが発生する可能性があるため、予備の貫通孔を設けているものである。

本発明は、上記実施形態で説明した外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、
１．検出センサとして、光センサ、圧力センサを採用して構成することもできる。
２．各位置における互いに異なった電気信号として、信号レベルが異なる電気信号、信号波形が異なる電気信号を採用して構成することもできる。
３．形状変化部としては、検出センサ５０に向けて突出した突起、或いはその反対に窪んだ穴を採用することもできる。

１０ 車椅子リフタ
２０ プラットホーム（移動物体）
２１ 土手
２１１ 貫通孔（形状変化部）
３０ 電動スライド装置
３１ モータ
３４ ラック
３５ ピニオンギヤ
４０ 昇降リンク機構
４３ 四節リンク機構
４４ 昇降アーム
４８ ホルダ（基体）
５０ 検出センサ
６０ 制御回路

Claims (4)

1. 基体に対して相対移動する移動物体における互いに離れた２位置への移動を検出する位置検出構造であって、前記基体と前記移動物体との対向部位の一方で、前記２位置のうちの一つの位置に検出センサを設け、該検出センサは、各位置において互いに異なった電気信号を発生することを特徴とする位置検出構造。
2. 請求項１の位置検出構造において、前記検出センサは、前記対向部位の他方の形状変化を検出するものであり、前記対向部位の他方には、相対移動の方向に周期的に形状が変化する形状変化部が設けられ、該形状変化部は、前記２位置において相対移動方向の大きさが互いに異なる形状変化部が形成されていることを特徴とする位置検出構造。
3. 請求項２の位置検出構造において、前記検出センサは、磁気抵抗の変化を検出する磁気センサであり、形状変化部は、磁性体に貫通孔、突起又は穴が形成されたものであり、前記２位置において、相対移動の方向における貫通孔、突起又は穴の大きさが異なっていることを特徴とする位置検出構造。
4. 請求項３の位置検出構造において、前記２位置に設けられた形状変化部である貫通孔、突起又は穴の一方は、相対移動方向の大きさが小さく、しかも複数個が連続して設けられていることを特徴とする位置検出構造。
   

Images