JP2016020830A - ドア位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度でドアの位置を検出しながらも、信頼性の向上を図ることが可能なドア位置検出装置を提供すること。【解決手段】ドア位置検出装置Ｄは、ケース８２に設けられる第１固定電極１１及び第２固定電極１２と、ドア８１の移動可能な部分で且つケース８２と所定間隔を隔てて対向する端部８１ａ１に設けられる移動電極２０と、を有しており、更に、第１固定電極１１と移動電極２０とで構成される第１コンデンサ部Ｃ１と、第２固定電極１２と移動電極２０とで構成される第２コンデンサ部Ｃ２は、ドア８１の回動に伴って静電容量が変化するように構成され、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２の静電容量に基づいてドア８１の位置を検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、空気の吹き出し態様を調整するドア及びそのドアを移動可能となるように支持する支持部材を有する空調装置のドア位置検出装置に関する。

近年、空調装置においてより微細な制御を行うために、風路の開閉や風量の調整といった空気の吹き出し態様を調整するドアを、高精度で制御するための検討が進められている。具体的には、ドアの位置を検出するドア位置検出装置の高精度化が進められている。

このようなドア位置検出装置として、例えば、下記特許文献１に記載されているようなアクチュエータ装置を用いたものが知られている。このアクチュエータ装置には、モータ（駆動モータ）と、ポテンショタイプのセンサと、モータの駆動により発生するトルクを出力してドア（ダンパ）を移動させる出力軸と、が設けられている。

このモータが発生させるトルクは、複数の歯車を介して出力軸に伝達されるように構成されており、センサは、その歯車の回転角度を検出することによって、ドアの位置を検出可能とされている。このようなアクチュエータ装置は、ドアを移動可能に支持する支持部材に対して取り付けられことが一般的である。

下記特許文献１に記載されているようなアクチュエータ装置を用いてドアの位置を検出するとともに、その検出結果をフィードバックしてモータの駆動を制御することで、実際のドアの位置を反映させた制御を行うことが可能となる。

特開２００６−４７１４２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のドア位置検出装置は、支持部材に対するアクチュエータ装置の取り付けに誤差が生じると、ドアの位置の検出精度が大幅に低下するという課題があった。つまり、本アクチュエータ装置は、モータから出力軸までトルクを伝達する複数の歯車に回避困難なガタつきがあるところ、それに加えてアクチュエータ装置の取り付けに誤差が生じることで、誤差が累積し、ドアの位置の検出精度に悪影響を及ぼすという課題があった。

また、上記特許文献１に記載のドア位置検出装置には、歯車の摩耗や、ポテンショタイプのセンサの摺動による摩耗など、使用に伴ってさらに累積する誤差となりうる要因も存在する。したがって、当該ドア位置検出装置は、信頼性の面でも懸念を残していた。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精度でドアの位置を検出しながらも、信頼性の向上を図ることが可能なドア位置検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るドア位置検出装置は、ドア（８１，８３，８５）と、ドアを少なくともその一部分が移動可能となるように支持する支持部材（８２，８４，８６）と、を有する空調装置のドア位置検出装置（Ｄ，ＤＡ，ＤＢ，ＤＣ）であって、支持部材に設けられる固定電極（１１，１２，１０Ａ，１１Ｂ，１２Ｂ，１１Ｃ，１２Ｃ）と、ドアの移動可能な部分で且つ支持部材と所定間隔を隔てて対向する部分に設けられる移動電極（２０，２０Ａ，２１Ｂ，２２Ｂ，２１Ｃ，２２Ｃ）と、を有するコンデンサ部（Ｃ１，Ｃ２，ＣＡ，Ｃ１Ｂ，Ｃ２Ｂ，Ｃ１Ｃ，Ｃ２Ｃ）と、コンデンサ部に接続され、コンデンサ部に電圧を印加すると共に、コンデンサ部の静電容量を検出する給電回路（３０）と、ドアの位置を検出する位置検出部（９１）と、を備え、コンデンサ部は、ドアの移動に伴って静電容量が変化するように構成され、位置検出部は、コンデンサ部の静電容量に基づいてドアの位置を検出する、ことを特徴とする。

本発明では、移動電極は、ドアの移動可能な部分で且つ支持部材と所定間隔を隔てて対向する部分に設けられる。更に、固定電極と移動電極とを有するコンデンサ部は、ドアの移動に伴って静電容量が変化するように構成されており、位置検出部は、このコンデンサ部の静電容量に基づいてドアの位置を検出する。したがって、ドアの移動に伴い固定電極と移動電極とが互いに干渉することが無いため、コンデンサ部を摩耗の影響を受けない信頼性の高いものにするとともに、当該コンデンサ部の静電容量に基づいてドアの位置の検出を高精度で行うことが可能となる。

本発明によれば、高精度でドアの位置を検出しながらも、信頼性の向上を図ることが可能なドア位置検出装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るドア位置検出装置が適用された開閉機構を模式的に示す分解斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るドア位置検出装置の給電回路の模式図である。 本発明の第２実施形態に係るドア位置検出装置が適用された開閉機構を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るドア位置検出装置が適用された開閉機構を示す斜視図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す断面図である。 本発明の第３実施形態の変形例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係るドア位置検出装置Ｄは、車両用空調装置の開閉機構８０に適用されている。まず、図１及び図２を参照しながら、開閉機構８０の構成について説明する。

開閉機構８０は、車両用空調装置において風向を調整する装置であり、ドア８１と、ケース８２と、アクチュエータ８９と、を有している。

ドア８１は、板８１ａと、軸８１ｂと、を有している。板８１ａは樹脂製で、厚さ寸法が他の寸法に比べて小さく、幅方向に大きく延びた平板状に形成されている。軸８１ｂは、板８１ａと一体的に形成され、板８１ａの一端部において幅方向に延びる円柱状の部材である。また、軸８１ｂは、板８１ａの幅方向の両端から突出するように形成されている。

ケース８２は、車両用空調装置の風路の一部を構成する樹脂製の部材である。ケース８２は、鉛直方向に延びる側面板８２ａと、側面板８２ａの上端から水平方向に延びる上面板８２ｂと、を有しており、正面視で略Ｌ字状を呈している。側面板８２ａ及び上面板８２ｂは、いずれも平板状に形成されている。側面板８２ａは、その厚さ方向（水平方向）に貫通する貫通孔８２ｃが形成されている。

ドア８１は、その軸８１ｂが、ケース８２の貫通孔８２ｃに挿通されている。また、板８１ａの端部のうち、ケース８２の側面板８２ａ側の端部８１ａ１は、側面板８２ａと間隔ｄを隔てて対向している。これにより、ドア８１は、軸８１ｂを中心として回動可能となるようにケース８２に支持されている。すなわち、ドア８１は、軸８１ｂとは反対側の端部が移動可能となっている。

アクチュエータ８９は、外部から電力の供給及び制御信号を受けて作動する電動アクチュエータである。アクチュエータ８９は、ケース８２の側面板８２ａの外側面のうち、ドア８１の板８１ａが配置される側とは反対側の面に取り付けられている。アクチュエータ８９は、その内部にサーボモータや、サーボモータの出力軸に対し接続された減速機構等が配置されている（図２では簡便のためにアクチュエータ８９の断面の図示を省略している）。アクチュエータ８９は、貫通孔８２ｃを挿通しているドア８１の軸８１ｂを受容している。

以上のように構成された開閉機構８０では、アクチュエータ８９が、空調装置の制御装置であるＥＣＵ９０から制御信号を受けることで、サーボモータが所定方向へのトルクを発生させる。当該トルクは、サーボモータの出力軸から減速機構を介して軸８１ｂに伝達され、軸８１ｂを中心としてドア８１を回動させる。

回動し、所定の位置で停止したドア８１は、その停止姿勢において、外側面に沿って空気を流すことで、空気が流れる方向を変更したり、空気が流れないように風路を閉止したりすることができる。ドア８１の端部８１ａ１と、側面板８２ａと、の間隔ｄ（図２参照）は、ドア８１が回動する間も略一定に保たれる。

続いて、図１乃至図３を参照しながら、以上のように構成された開閉機構８０に適用されるドア位置検出装置Ｄについて説明する。ドア位置検出装置Ｄは、第１固定電極１１と、第２固定電極１２と、移動電極２０と、給電回路３０と、位置検出部９１と、を備える。

第１固定電極１１は、金属製で平板状の電極であり、ケース８２の側面板８２ａに設けられている。詳細には、図２に示されるように、第１固定電極１１はモールド成形により側面板８２ａの内部に埋め込まれるようにして設けられている。第１固定電極１１は、側面板８２ａの貫通孔８２ｃの下方に設けられ、貫通孔８２ｃの周囲で周方向に延び、その外形は側面視で略円弧状を呈している。第１固定電極１１は、その円弧の一端部１１ａから他端部１１ｂにかけて、その径方向寸法が漸次増加するように形成されている。

第２固定電極１２は、金属製で平板状の電極であり、第１固定電極１１同様に、モールド成形によりケース８２の側面板８２ａの内部に埋め込まれるようにして設けられている。第２固定電極１２は、第１固定電極１１の外周側に設けられ、貫通孔８２ｃの周囲で周方向に延び、その外形は側面視で略円弧状を呈している。第２固定電極１２は、その円弧の一端部１２ａから他端部１２ｂにかけて、その径方向寸法が漸次増加するように形成されている。

移動電極２０は、金属製で平板状の電極であり、ドア８１に設けられている。詳細には、移動電極２０はモールド成形により板８１ａの内部に埋め込まれるようにして設けられている。図２に示されるように、移動電極２０は、第１固定電極１１と対向する部分である第１対向部分２１と、第２固定電極１２と対向する部分である第２対向部分２２と、第１対向部分２１と第２対向部分２２との間の通電部分２３と、を有している。

第１固定電極１１と、移動電極２０の第１対向部分２１と、は、第１コンデンサ部Ｃ１を構成している。すなわち、第１固定電極１１と第１対向部分２１とは、所定間隔を隔てて対向配置されることにより、電圧が印加されて電荷を蓄えたり、放出したりする受動素子を構成している。

同様に、第２固定電極１２と、移動電極２０の第２対向部分２２と、は、第２コンデンサ部Ｃ２を構成しており、電圧が印加されて電荷を蓄えたり、放出したりする受動素子を構成している。

給電回路３０は、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２に電圧を印加する回路であり、配線３１、３２と、容量検出部３３（図３参照）と、を有している。図２では、給電回路３０の一部のみを図示している。配線３１は、第１固定電極１１に接続され、配線３２は、第２固定電極１２に接続されている。容量検出部３３は、配線３１、３２によって電気的に接続される第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２の静電容量を検出する機器である。

また、移動電極２０の第１対向部分２１と第２対向部分２２との間の通電部分２３が、第１コンデンサ部Ｃ１と第２コンデンサ部Ｃ２とを電気的に接続する機能を果たしている。すなわち、給電回路３０は、図３に示されるように、第１コンデンサ部Ｃ１と第２コンデンサ部Ｃ２とを電気的に直列に接続した閉回路となっている。したがって、給電回路３０によって第１コンデンサ部Ｃ１と第２コンデンサ部Ｃ２とに電圧が印加されると、両者には等しい電荷が蓄えられることになる。

位置検出部９１は、ＥＣＵ９０の一機能を指称するものである。位置検出部９１は、容量検出部３３の検出結果を用いてドア８１の位置の検出を行う。

本ドア位置検出装置Ｄでは、ドア８１の回動に伴って第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２の静電容量が変化するように構成されている。そして、位置検出部９１は、この第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２の静電容量に基づいて、ドア８１の位置を検出する。

以下、このドア８１の位置の検出方法について詳述する。まず、前述したように、第１固定電極１１及び第２固定電極１２は、それぞれの一端部１１ａ、１２ａから他端部１１ｂ、１２ｂにかけて、径方向寸法が漸次増加するように形成されている。このため、ドア８１が回動すると、第１固定電極１１及び第２固定電極１２のうち、移動電極２０と対向している部分の面積が変化する。つまり、側面視において、第１固定電極１１及び第２固定電極１２と、移動電極２０とが重合している部分の面積が変化する。当該部分の面積は、ドア８１が一端部１１ａ、１２ａ寄りの位置にある場合は比較的小さく、ドア８１が他端部１１ｂ、１２ｂ寄りの位置にある場合は比較的大きくなる。

したがって、ドア８１が一端部１１ａ、１２ａ側から他端部１１ｂ、１２ｂ側に回動するのに伴って、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２の静電容量が大きくなる。第１固定電極１１及び第２固定電極１２は、それぞれの円弧の一端部１１ａ、１２ａから他端部１１ｂ、１２ｂにかけて径方向寸法が単調に増加するため、それぞれの静電容量は、ドア８１の位置に対応して一義的に決定される。

給電回路３０の容量検出部３３は、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２に交流電圧を印加するとともに、その際のインピーダンスを検出することで、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２の静電容量を検出する。

ＥＣＵ９０の位置検出部９１には、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２の静電容量と、ドア８１の位置とを対応させたマップが予め記憶されている。位置検出部９１は、このマップ、及び、容量検出部３３で検出された静電容量に基づいて、ドア８１の位置の検出を行う。ＥＣＵ９０は、検出したドア８１の位置に基づいてアクチュエータ８９を駆動させるフィードバック制御を行うことで、ドア８１の位置を高精度で制御することが可能となる。

以上のように、ドア位置検出装置Ｄでは、移動電極２０は、ドア８１の移動可能な部分で且つケース８２と間隔ｄを隔てて対向する部分に設けられる。更に、第１固定電極１１と移動電極２０（第１対向部分２１）とを有する第１コンデンサ部Ｃ１と、第２固定電極１２と移動電極２０（第２対向部分２２）とを有する第２コンデンサ部Ｃ２と、は、ドア８１の移動に伴って静電容量が変化するように構成されており、位置検出部９１は、第１コンデンサ部Ｃ２及び第１コンデンサ部Ｃ２の静電容量に基づいてドアの位置を検出する。

したがって、ドア８１の移動に伴い、第１固定電極１１及び第２固定電極１２と移動電極２０とが互いに干渉することが無いため、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２を摩耗の影響を受けない信頼性の高いものにするとともに、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２の静電容量に基づいてドア８１の位置の検出を高精度で行うことが可能となる。

尚、本実施形態では、第１固定電極１１及び第２固定電極１２のいずれもが、円弧の一端部１１ａ、１２ａ側から他端部１１ｂ、１２ｂ側にかけて、その径方向寸法が漸次大きくなるように形成されたものとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、第１固定電極１１及び第２固定電極１２の一方のみが、その径方向寸法が大きくなるように形成してもよい。

また、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２、その静電容量がドア８１の位置に対応して一義的に決定されるように構成されている。したがって、位置検出部９１において、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２の静電容量と、ドア８１の位置とを対応させたマップに基づいてドア８１の位置を特定する等、簡易な方法でドア８１の位置を検出することが可能となる。

また、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２は、ドア８１の移動に伴って移動電極２０と第１固定電極１１及び第２固定電極１２との互いに対向する部分の面積が変化するように構成されている。例えば、第１コンデンサ部Ｃ１の静電容量を変化させる方法としては、第１固定電極１１と、移動電極２０の第１対向部分２１との間隔を変化させるものが考えられる。しかしながら、このような方法では、ドア８１にガタつきが生じた場合等に、静電容量が無為に変化してドア８１の位置の検出精度が低下するばかりでなく、第１固定電極１１と第１対向部分２１とが干渉し、摩耗するおそれがある。

これに対し、本実施形態では、ドア８１の移動に伴って移動電極２０と第１固定電極１１及び第２固定電極１２との互いに対向する部分の面積が変化するように構成したことで、ドア８１にガタつきが生じた場合等でも、ドア８１の位置の検出精度の低下を抑制するとともに、第１固定電極１１と第１対向部分２１とが干渉と摩耗を抑制することが可能となる。

また、第１固定電極１１及び第２固定電極１２は、ケース８２によって回動可能に支持されたドア８１の回動中心の周囲で周方向に延びるように形成され、周方向の一端部１１ａ、１２ａ側から他端部１１ｂ、１２ｂ側にかけて電極面積が大きくなるように形成されている。したがって、簡便な構成としながらも、ドア８１の回動に伴って、第１コンデンサ部Ｃ１及び第２コンデンサ部Ｃ２の静電容量を変化させることが可能となる。

また、第１固定電極１１は、移動電極２０の第１対向部分２１と対向して第１コンデンサ部Ｃ１を構成し、第２固定電極１２は、移動電極２０の第２対向部分２２と対向して第２コンデンサ部を構成している。さらに、給電回路３０は、第１固定電極１１及び第２固定電極１２に配線することで、第１コンデンサ部Ｃ１と第２コンデンサ部Ｃ２とを電気的に直列に接続してなる。したがって、ドア８１とともに回動（移動）する移動電極２０に対して配線することなく給電回路３０を閉回路とすることができ、信頼性を更に向上させることが可能となる。

また、第１固定電極１１及び第２固定電極１２は、ケース８２に埋め込まれているとともに、移動電極２０は、ドア８１に埋め込まれている。したがって、ドア８１にガタつきが生じた場合等でも、第１固定電極１１及び第２固定電極１２と移動電極２０とが干渉し、摩耗することを抑制することが可能となる。

尚、本実施形態では、第１固定電極１１及び第２固定電極１２と、移動電極２０と、のいずれもが、ケース８２又はドア８１に埋め込まれたものとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、第１固定電極１１及び第２固定電極１２と、移動電極２０と、の一方のみを、ケース８２又はドア８１に埋め込まれたものとしても、第１固定電極１１及び第２固定電極１２と移動電極２０との干渉や摩耗を抑制することが可能である。

続いて、本発明の第２実施形態に係るドア位置検出装置ＤＡについて、図４を参照しながら説明する。この第２実施形態は、適用される開閉機構８０Ａの構成が、前述した実施形態の開閉機構８０と異なっており、ドア位置検出装置ＤＡの構成も、それに対応したものとされている。前述した実施形態と同一の構成については適宜同一の符号を付して、説明を省略する。まず、開閉機構８０Ａの構成について説明する。

開閉機構８０Ａは、車両用空調装置において風路の開度調整を行う装置であり、ドア８３と、ケース８４と、を有している。

ドア８３は、略扇形で同一形状の側面板８３ｂ，８３ｃと、側面板８３ｂ，８３ｃの間に設けられる矩形の正面板８３ａと、を有している。正面板８３ａは、側面板８３ｂ，８３ｃの扇形の弧に沿って湾曲している。側面板８３ｂ，８３ｃの扇形の要の位置から突出するように、軸８３ｄ，８３ｄが設けられている。

ケース８４は、車両用空調装置の風路の一部を構成する樹脂製の部材である。ケース８４は、互いに間隔を隔てて略平行に配置された矩形の側面板８４ａ，８４ｂと、側面板８４ａ，８４ｂの間に設けられる矩形の正面板８４ｃ、背面板８４ｄと、を有している。これにより、ケース８４の下端には、矩形の第１開口８４ｆが形成されている。

また、ケース８４は、側面板８４ａ，８４ｂ及び正面板８４ｃ、背面板８４ｄの上端部を覆う上面板８４ｅを有している。上面板８４ｅは、上方に向けて突出するように円弧状に湾曲している。上面板８４ｅのうち正面板８４ｃ寄りの部分には、矩形の第２開口８４ｇが形成されている。これにより、ケース８４の内部には、第１開口８４ｆと第２開口８４ｇとを連通する風路が形成されている。

ドア８３は、ケース８４の内部に配置され、その軸８３ｄ，８３ｄをケース８４の側面板８４ａ，８４ｂによって支持される。ドア８３の側面板８３ｂとケース８４の側面板８４ａとは、所定の間隔を隔てて対向している。また、ドア８３の側面板８３ｃとケース８４の側面板８４ｂとは、所定の間隔を隔てて対向している。これにより、ドア８３は、アクチュエータ（不図示）の出力軸から伝達されるトルクにより、軸８３ｄ，８３ｄを中心として、ケース８４の内部で回動可能とされている。すなわち、ドア８３は、ケース８４の第２開口８４ｇを完全に閉止する位置と、第２開口８４ｇを全て開放する位置との間で回動可能である。

回動し、所定の位置で停止したドア８３は、その停止姿勢において、第２開口８４ｇの開度を調整したり、第２開口８４ｇを閉止したりすることができる。ドア８３の側面板８３ｃとケース８４の側面板８４ｂとの間隔は、ドア８３が回動する間も略一定に保たれる。

引き続いて、図４を参照しながら、以上のように構成された開閉機構８０Ａに適用されるドア位置検出装置ＤＡについて説明する。ドア位置検出装置ＤＡは、固定電極１０Ａと、移動電極２０Ａと、給電回路３０と、位置検出部９１と、を備える。給電回路３０と、位置検出部９１と、は前述した実施形態のものと同様であるため、図４では図示を省略している。

固定電極１０Ａは、金属製で平板状の電極であり、図４（Ｂ）に示されるように、側面板８４ｂに設けられている。詳細には、固定電極１０Ａはモールド成形により側面板８４ｂの内部に埋め込まれるようにして設けられている。固定電極１０Ａは、側面板８４ｂのうち上面板８４ｅ寄りの位置に設けられ、その外形は、上面板８４ｅに沿って側面視で略円弧状を呈している。

移動電極２０Ａは、金属製で平板状の電極であり、ドア８３に設けられている。詳細には、移動電極２０Ａはモールド成形により側面板８３ｃの内部に埋め込まれるようにして設けられている。移動電極２０Ａは、側面板８３ｃのうち正面板８３ａ寄りの位置に設けられ、その外形は、正面板８３ａに沿って側面視で略円弧状を呈している。

固定電極１０Ａと、移動電極２０Ａと、は、コンデンサ部ＣＡを構成している。すなわち、固定電極１０Ａと、移動電極２０Ａと、は、所定間隔を隔てて対向配置されることにより、電圧が印加されて電荷を蓄えたり、放出したりする受動素子を構成している。

本ドア位置検出装置ＤＡでは、ドア８３の回動に伴って、コンデンサ部ＣＡの静電容量が変化するように構成されている。そして、位置検出部９１は、このコンデンサ部ＣＡの静電容量に基づいて、ドア８１の位置を検出する。

以下、ドア８３の位置の検出方法について説明する。まず、ドア８３が回動すると、固定電極１０Ａと移動電極２０Ａとの互いに対向する部分の面積が変化する。つまり、側面視において、固定電極１０Ａと移動電極２０Ａとが重合する部分の面積が変化する。当該部分の面積は、ドア８３がケース８４の第２開口８４ｇを完全に閉止する位置ではゼロであり、ドア８３が第２開口８４ｇを開放するのに伴って大きくなる。

したがって、ドア８３が、第２開口８４ｇを開放する方向に回動するのに伴って、コンデンサ部ＣＡの静電容量が大きくなる。このコンデンサ部ＣＡの静電容量は、ドア８３の位置に対応して一義的に決定される。

給電回路３０の容量検出部３３は、コンデンサ部ＣＡに交流電圧を印加するとともに、インピーダンスを検出することで、コンデンサ部ＣＡの静電容量を検出する。

ＥＣＵ９０の位置検出部９１には、コンデンサ部ＣＡの静電容量と、ドア８３の位置とを対応させたマップが予め記憶されている。位置検出部９１は、このマップ、及び、容量検出部３３で検出された静電容量に基づいて、ドア８３の位置の検出を行う。ＥＣＵ９０は、検出したドア８３の位置に基づいてアクチュエータを駆動させるフィードバック制御を行うことで、ドア８３の位置を高精度で制御することが可能となる。

続いて、本発明の第３実施形態に係るドア位置検出装置ＤＢについて、図５及び図６を参照しながら説明する。この第３実施形態は、適用される開閉機構８０Ｂの構成が、前述した実施形態の開閉機構８０，８０Ａと異なっており、ドア位置検出装置ＤＢの構成も、それに対応したものとされている。前述した実施形態と同一の構成については適宜同一の符号を付して、説明を省略する。まず、開閉機構８０Ｂの構成について説明する。

開閉機構８０Ｂは、車両用空調装置において風路の開度調整を行う装置であり、ドア８５と、ケース８６と、駆動軸８８と、を有している。

ドア８５は、板８５ａと、ラック８５ｂ，８５ｃと、を有している。板８５ａは樹脂製で、厚さ寸法が他の寸法に比べて小さく、幅方向に大きく延びた平板状に形成されている。ラック８５ｂ，８５ｃは、板８５ａの上面であって、幅方向の両端部寄りの位置にそれぞれ設けられている。

ケース８６は、車両用空調装置の風路の一部を構成する樹脂製の部材である。ケース８６は、図５に示されるように、互いに間隔を隔てて略平行に配置された矩形の側面板８６ａ，８６ｂと、側面板８４ａ，８４ｂの間に設けられる矩形の正面板８６ｃ、背面板８６ｄと、を有している。また、ケース８６は、その下部において、側面板８４ａ，８４ｂの間に跨るように略水平に延びる仕切板８６ｅを有している。これにより、ケース８６の内部には、上端の矩形の流入口８６０と、下端の矩形の第１流出口８６１及び第２流出口８６２とを連通する風路が形成されている。

ケース８６の側面板８６ａの内側面には、側面板８６ｂ側に向かって突出する上側レール８７１及び下側レール８７２が設けられている。上側レール８７１及び下側レール８７２は、いずれも正面板８６ｃ、背面板８６ｄの間に跨るように略水平に延びている。また、ケース８６の側面板８６ｂの内側面にも、側面板８６ｂ側に向かって突出する上側レール８７３及び下側レール８７４が設けられている。上側レール８７３及び下側レール８７４も、いずれも正面板８６ｃ、背面板８６ｄの間に跨るように略水平に延びている。

ドア８５は、その幅方向の一方の端部が、上側レール８７１と下側レール８７２との間に挿入され、他方の端部が、上側レール８７３と下側レール８７４との間に挿入されている。これにより、ドア８５は、幅方向の両端部を支持された状態でケース８６の内部であって、仕切板８６ｅよりも上方に配置されている。

駆動軸８８は、軸部材８８ａと、ピニオンギア８８ｂ，８８ｃと、を有している。軸部材８８ａは、金属製で円柱状の部材であり、ドア８５よりも上方においてケース８６の幅方向に延びている。また、軸部材８８ａは、その一端が側面板８６ａによって支持され、他端が側面板８６ｂによって支持されることで、円柱の軸を中心として回動可能とされている。ピニオンギア８８ｂ，８８ｃは、いずれも軸部材８８ａに対して固定され、軸部材８８ａとともに回動可能とされている。ピニオンギア８８ｂは、ドア８５のラック８５ｂと噛合し、ピニオンギア８８ｃは、ラック８５ｃと噛合している。

以上のように構成された開閉機構８０Ｂでは、アクチュエータ（不図示）のサーボモータの出力軸から伝達されるトルクにより、駆動軸８８がケース８６の内部で回動可能とされている。駆動軸８８が回動すると、ドア８５は、ピニオンギア８８ｂ，８８ｃと噛合しているラック８５ｂ，８５ｃにおいて水平方向の力を受ける。これにより、ドア８５は、ケース８６の内部において、上側レール８７１と下側レール８７２、及び、上側レール８７３と下側レール８７４に沿って水平方向にスライドするように移動する。ドア８５は、ケース８６の背面板８６ｄと当接して第２流出口８６２の上方を閉止する位置（図５及び図６に示される位置）と、ケース８６の正面板８６ｃと当接して第１流出口８６１の上方を閉止する位置と、の間で移動可能である。

移動し、所定の位置で停止したドア８５は、その停止姿勢において、ケース８６の第１流出口８６１及び第２流出口８６２の一方のみを開放したり、第１流出口８６１と第２流出口８６２との開度の比を調整したりすることができる。

引き続いて、図５及び図６を参照しながら、以上のように構成された開閉機構８０Ｂに適用されるドア位置検出装置ＤＢについて説明する。ドア位置検出装置ＤＢは、第１固定電極１１Ｂと、第２固定電極１２Ｂと、第１移動電極２１Ｂと、第２移動電極２２Ｂと、給電回路３０と、位置検出部９１と、を備える。給電回路３０と、位置検出部９１と、は前述した実施形態のものと同様であるため、図５及び図６では図示を省略している。

第１固定電極１１Ｂは、金属製で平板状の電極であり、図６に示されるように、ケース８６の上側レール８７１に設けられている。詳細には、第１固定電極１１Ｂはモールド成形により上側レール８７１の内部に埋め込まれるようにして設けられている。第１固定電極１１Ａは、上側レール８７１のうち正面板８６ｃ寄りの位置に設けられ、上側レール８７１に沿って水平方向に延びるように形成されている。

第２固定電極１２Ｂは、金属製で平板状の電極であり、図６に示されるように、ケース８６の下側レール８７２に設けられている。詳細には、第２固定電極１２Ｂはモールド成形により下側レール８７２の内部に埋め込まれるようにして設けられている。第２固定電極１２Ｂは、下側レール８７２のうち正面板８６ｃ寄りの位置に設けられ、下側レール８７２に沿って水平方向に延びるように形成されている。

第１移動電極２１Ｂ及び第２移動電極２２Ｂは、いずれも金属製で平板状の電極であり、図６に示されるように、ドア８５に設けられている。詳細には、第１移動電極２１Ｂ及び第２移動電極２２Ｂは、モールド成形によりドア８５の板８５ａの内部であって、上側レール８７１と下側レール８７２とで上下方向に挟まれる位置に、埋め込まれるようにして設けられている。第１固定電極１１Ｂ及び第２固定電極１２Ｂは、板８５ａの内部において電気的に接続されている。

第１固定電極１１Ｂと、第１移動電極２１Ｂと、は、第１コンデンサ部Ｃ１Ｂを構成している。すなわち、第１固定電極１１Ｂと、第１移動電極２１Ｂと、は、所定間隔を隔てて対向配置されることにより、電圧が印加されて電荷を蓄えたり、放出したりする受動素子を構成している。

同様に、第２固定電極１２Ｂと、第２移動電極２２Ｂと、は、第２コンデンサ部Ｃ２Ｂを構成している。すなわち、第２固定電極１２Ｂと、第２移動電極２２Ｂと、は、所定間隔を隔てて対向配置されることにより、電圧が印加されて電荷を蓄えたり、放出したりする受動素子を構成している。

本ドア位置検出装置ＤＢでは、ドア８５の移動に伴って、第１コンデンサ部Ｃ１Ｂ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｂの静電容量が変化するように構成されている。そして、位置検出部９１は、このコンデンサ部Ｃ１Ａ及びＣ２Ｂの静電容量に基づいて、ドア８１の位置を検出する。

以下、ドア８５の位置の検出方法について説明する。まず、ドア８５が移動すると、固定電極１１Ｂと移動電極２１Ｂとの互いに対向する部分の面積が変化する。つまり、平面視において、固定電極１１Ｂと移動電極２１Ｂとが重合する部分の面積が変化する。当該部分の面積は、ドア８５がケース８６の背面板８６ｄと当接して第２流出口８６２の上方を閉止する位置（図５及び図６に示される位置）にある場合はゼロであり、ドア８５が第２流出口８６２を開放するのに伴って大きくなる。

同様に、ドア８５が移動すると、固定電極１２Ｂと移動電極２２Ｂとの互いに対向する部分の面積も変化する。つまり、平面視において、固定電極１２Ｂと移動電極２２Ｂとが重合する部分の面積が変化する。当該部分の面積も、ドア８５がケース８６の背面板８６ｄと当接して第２流出口８６２の上方を閉止する位置（図５及び図６に示される位置）にある場合はゼロであり、ドア８５が第２流出口８６２を開放するのに伴って大きくなる。

したがって、ドア８５が、第２流出口８６２を開放する方向に移動するのに伴って、第１コンデンサ部Ｃ１Ｂ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｂの静電容量が大きくなる。この第１コンデンサ部Ｃ１Ｂ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｂの静電容量は、ドア８３の位置に対応して一義的に決定される。

給電回路３０の容量検出部３３は、第１コンデンサ部Ｃ１Ｂ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｂに交流電圧を印加するとともに、インピーダンスを検出することで、第１コンデンサ部Ｃ１Ｂ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｂの静電容量を検出する。

ＥＣＵ９０の位置検出部９１には、第１コンデンサ部Ｃ１Ｂ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｂの静電容量と、ドア８５の位置とを対応させたマップ（不図示）が予め記憶されている。位置検出部９１は、このマップ、及び、容量検出部３３で検出された静電容量に基づいて、ドア８５の位置の検出を行う。ＥＣＵ９０は、検出したドア８５の位置に基づいてアクチュエータ８９を駆動させるフィードバック制御を行うことで、ドア８５の位置を高精度で制御することが可能となる。

続いて、本発明の第３実施形態の変形例に係るドア位置検出装置ＤＣについて、図７を参照しながら説明する。この変形例は、第３実施形態と同様に開閉機構８０Ｂに適用されるものである。したがって、第３実施形態と同一の構成については適宜同一の符号を付して、説明を省略する。

ドア位置検出装置ＤＣは、第１固定電極１１Ｃと、第２固定電極１２Ｃと、移動電極２０と、給電回路３０と、位置検出部９１と、を備える。給電回路３０と、位置検出部９１と、は前述した実施形態のものと同様であるため、図７では図示を省略している。

第１固定電極１１Ｃ及び第２固定電極１２Ｃは、いずれも金属製で平板状の電極であり、ケース８６の側面板８６ａに設けられている。詳細には、第１固定電極１１Ｃ及び第２固定電極１２Ｃは、モールド成形により側面板８６ａの内部に埋め込まれるようにして設けられている。第１固定電極１１Ｃ及び第２固定電極１２Ｃは、側面板８６ａの内部のうち、上側レール８７１と下側レール８７２の間の位置に設けられ、上側レール８７１及び下側レール８７２に沿って水平方向に延びるように形成されている。

移動電極２０Ｃは、金属製で平板状の電極であり、ドア８５の板８５ａに設けられている。詳細には、移動電極２０Ｃはモールド成形により板８５ａの内部に埋め込まれるようにして設けられている。移動電極２０Ｃは、板８５ａの内部のうち、ケース８６の側面板８６ａと対向する端部に設けられ、上側レール８７１及び下側レール８７２に沿って水平方向に延びるように形成されている。また、移動電極２０Ｃは、後述するように、第１固定電極１１Ｃと対向する部分である第１対向部分２１Ｃ（移動電極２０Ｃの上部）と、第２固定電極１２Ｃと対向する部分である第２対向部分２２Ｃ（移動電極２０Ｃの下部）と、第１対向部分２１Ｃと第２対向部分２２Ｃとの間の通電部分２３Ｃ（移動電極２０Ｃの中央部）と、を有している。

第１固定電極１１Ｃと、移動電極２０Ｃの第１対向部分２１Ｃと、は、第１コンデンサ部Ｃ１Ｃを構成している。すなわち、第１固定電極１１Ｃと第１対向部分２１Ｃとは、所定間隔を隔てて対向配置されることにより、電圧が印加されて電荷を蓄えたり、放出したりする受動素子を構成している。

同様に、第２固定電極１２Ｃと、移動電極２０Ｃの第２対向部分２２Ｃと、は、第２コンデンサ部Ｃ２Ｃを構成しており、電圧が印加されて電荷を蓄えたり、放出したりする受動素子を構成している。

本ドア位置検出装置ＤＣでは、ドア８５の移動に伴って第１コンデンサ部Ｃ１Ｃ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｃの静電容量が変化するように構成されている。そして、位置検出部９１は、この第１コンデンサ部Ｃ１Ｃ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｃの静電容量に基づいて、ドア８５の位置を検出する。

以下、ドア８５の位置の検出方法について説明する。まず、ドア８５が移動すると、固定電極１１Ｃと移動電極２０Ｃとの互いに対向する部分の面積が変化する。つまり、側面視において、固定電極１１Ｃと移動電極２０Ｃとが重合する部分の面積が変化する。当該部分の面積は、ドア８５がケース８６の背面板８６ｄと当接して第２流出口８６２の上方を閉止する位置（図５及び図６に示される位置）にある場合はゼロであり、ドア８５が第２流出口８６２を開放するのに伴って大きくなる。

同様に、ドア８５が移動すると、固定電極１２Ｃと移動電極２０Ｃとの互いに対向する部分の面積も変化する。つまり、側面視において、固定電極１２Ｃと移動電極２０Ｃとが重合する部分の面積が変化する。当該部分の面積も、ドア８５がケース８６の背面板８６ｄと当接して第２流出口８６２の上方を閉止する位置（図５及び図６に示される位置）にある場合はゼロであり、ドア８５が第２流出口８６２を開放するのに伴って大きくなる。

したがって、ドア８５が、第２流出口８６２を開放する方向に移動するのに伴って、第１コンデンサ部Ｃ１Ｃ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｃの静電容量が大きくなる。この第１コンデンサ部Ｃ１Ｃ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｃの静電容量は、ドア８３の位置に対応して一義的に決定される。

給電回路３０の容量検出部３３は、第１コンデンサ部Ｃ１Ｃ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｃに交流電圧を印加するとともに、インピーダンスを検出することで、第１コンデンサ部Ｃ１Ｃ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｃの静電容量を検出する。

ＥＣＵ９０の位置検出部９１には、第１コンデンサ部Ｃ１Ｃ及び第２コンデンサ部Ｃ２Ｃの静電容量と、ドア８５の位置とを対応させたマップ（不図示）が予め記憶されている。位置検出部９１は、このマップ、及び、容量検出部３３で検出された静電容量に基づいて、ドア８５の位置の検出を行う。ＥＣＵ９０は、検出したドア８５の位置に基づいてアクチュエータ８９を駆動させるフィードバック制御を行うことで、ドア８５の位置を高精度で制御することが可能となる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

ＣＡ：コンデンサ部
Ｃ１，Ｃ１Ｂ，Ｃ１Ｃ：第１コンデンサ部（コンデンサ部）
Ｃ２，Ｃ２Ｂ，Ｃ２Ｃ：第２コンデンサ部（コンデンサ部）
Ｄ，ＤＡ，ＤＢ，ＤＣ：ドア位置検出装置
１０Ａ：固定電極
１１，１１Ｂ，１１Ｃ：第１固定電極（固定電極）
１２，１２Ｂ，１２Ｃ：第２固定電極（固定電極）
２０，２０Ａ，２１Ｂ，２２Ｂ，２１Ｃ，２２Ｃ：移動電極
３０：給電回路
３３：容量検出部
８１，８３，８５：ドア
８２，８４，８６：ケース
９１：位置検出部

Claims (6)

1. 空気の吹き出し態様を調整するドア（８１，８３，８５）及び前記ドアを移動可能となるように支持する支持部材（８２，８４，８６）と、を有する空調装置のドア位置検出装置（Ｄ，ＤＡ，ＤＢ，ＤＣ）であって、
   前記支持部材に設けられる固定電極（１１，１２，１０Ａ，１１Ｂ，１２Ｂ，１１Ｃ，１２Ｃ）と、前記ドアの移動可能な部分で且つ前記支持部材と所定間隔を隔てて対向する部分に設けられる移動電極（２０，２０Ａ，２１Ｂ，２２Ｂ，２１Ｃ，２２Ｃ）と、を有するコンデンサ部（Ｃ１，Ｃ２，ＣＡ，Ｃ１Ｂ，Ｃ２Ｂ，Ｃ１Ｃ，Ｃ２Ｃ）と、
   前記コンデンサ部に接続され、前記コンデンサ部に電圧を印加すると共に、前記コンデンサ部の静電容量を検出する給電回路（３０）と、
   前記ドアの位置を検出する位置検出部（９１）と、を備え、
   前記コンデンサ部は、前記ドアの移動に伴って静電容量が変化するように構成され、
   前記位置検出部は、前記コンデンサ部の静電容量に基づいて前記ドアの位置を検出する、ことを特徴とするドア位置検出装置。
2. 前記コンデンサ部は、その静電容量が前記ドアの位置に対応して一義的に決定されるように構成されている、請求項１に記載のドア位置検出装置。
3. 前記コンデンサ部は、前記ドアの移動に伴って前記固定電極と前記移動電極との互いに対向する部分の面積が変化するように構成されている、請求項２に記載のドア位置検出装置。
4. 前記固定電極は、前記支持部材によって回動可能に支持された前記ドアの回動中心の周囲で周方向に延びるように形成され、
   更に、周方向の一端部側から他端部側にかけて径方向寸法が増加するように形成されている、請求項３に記載のドア位置検出装置。
5. 前記固定電極は、第１固定電極（１１，１１Ｂ，１１Ｃ）及び第２固定電極（１２，１２Ｂ，１２Ｃ）を有し、
   前記第１固定電極は、前記移動電極の一部分と対向して第１コンデンサ部（Ｃ１，Ｃ１Ｂ，Ｃ１Ｃ）を構成し、
   前記第２固定電極は、前記移動電極の他の部分と対向して第２コンデンサ部（Ｃ２，Ｃ２Ｂ，Ｃ２Ｃ）を構成し、
   前記給電回路は、前記第１固定電極及び前記第２固定電極に配線することで、前記第１コンデンサ部と前記第２コンデンサ部とを電気的に直列に接続してなる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のドア位置検出装置。
6. 前記固定電極及び前記移動電極の少なくとも一方が、前記支持部材又は前記ドアに埋め込まれてなる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のドア位置検出装置。

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