JP2017227567A - Rotation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回転装置に関する。 The present invention relates to a rotating device.
特許文献１には、自動車等の車両に用いられる空気調整装置の気流調節弁の駆動源となる、回転角検出器を備えたモータアクチュエータが開示されている。
そして、特許文献１では、回転角検出器として、抵抗体基板が設けられた非回転体と抵抗体基板に摺接されるブラシが設けられた回転体とからなるポテンショメータを用いたものが例示されている。
Patent Document 1 discloses a motor actuator provided with a rotation angle detector, which is a drive source for an airflow control valve of an air conditioner used in a vehicle such as an automobile.
And in patent document 1, what used the potentiometer which consists of a non-rotating body provided with the resistor board | substrate and the rotating body provided with the brush slidably contacted with a resistor board | substrate as a rotation angle detector is illustrated. ing.
また、特許文献１では、回転角検出器の変形例として、導電部と絶縁部が所定の間隔をおいて配置されたプレート部を設けた回転体と、このプレート部に対向するブラシが設けられた非回転体とからなるパルスセンサを用いたものが例示されている。 In Patent Document 1, as a modification of the rotation angle detector, a rotating body provided with a plate portion in which a conductive portion and an insulating portion are arranged at a predetermined interval and a brush facing the plate portion are provided. The thing using the pulse sensor which consists of a non-rotating body is illustrated.
ところで、近年、気流調節弁（ルーバー）の制御性を高めることが求められるようになっている。
そして、そのためには、より細かいピッチでモータアクチュエータ（回転装置）の回転角の検出を行うことが必要である。
By the way, in recent years, it has been required to improve the controllability of the airflow control valve (louver).
For this purpose, it is necessary to detect the rotation angle of the motor actuator (rotating device) at a finer pitch.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、細かいピッチで回転装置の回転角の検出が行える回転装置を提供すること目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a rotating device capable of detecting the rotation angle of the rotating device with a fine pitch.
本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の回転装置は、モータと、前記モータによって回転され、回転角が検出される第１ギアを含む複数のギアと、前記第１ギアの回転角を非接触で直接又は間接的に検出するセンサーと、を備え、前記第１ギアは、周方向において、被検出パターンを形成する被検出部を備え、前記センサーが、前記被検出部から離間して、当該被検出部の一部に対向して配置されている。
The present invention is grasped by the following composition in order to achieve the above-mentioned object.
(1) A rotating device according to the present invention is a direct or indirect contact with a rotation angle of a motor, a plurality of gears including a first gear that is rotated by the motor and whose rotation angle is detected, and the first gear is contactless. The first gear includes a detected portion that forms a detected pattern in the circumferential direction, and the sensor is spaced apart from the detected portion, and the first gear is one of the detected portions. It is arranged to face the part.
（２）上記（１）の構成において、前記被検出パターンは、周期的な電磁気的特性の変化であり、前記センサーは、前記電磁気的特性の変化を検出するホール素子を有している。 (2) In the configuration of (1), the detected pattern is a periodic change in electromagnetic characteristics, and the sensor includes a Hall element that detects the change in electromagnetic characteristics.
（３）上記（２）の構成において、前記被検出部は、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が複数配列している。 (3) In the configuration of (2) above, the detected portion has a plurality of two different types of magnetic poles arranged in the circumferential direction.
（４）上記（２）の構成において、前記被検出部は、第１端側に前記被検出パターンを形成する磁性材料の円環部を有し、前記被検出パターンは、前記第１端側をＮ極又はＳ極とするとともに、前記第１端側の第１端部に周期的な凹凸を周方向に設けることで形成されている。 (4) In the configuration of (2) above, the detected portion has an annular portion of a magnetic material that forms the detected pattern on the first end side, and the detected pattern is on the first end side. Is an N-pole or an S-pole, and periodic irregularities are provided in the circumferential direction in the first end portion on the first end side.
（５）上記（２）の構成において、前記被検出部は、第１端部又は外周面に前記被検出パターンを形成する磁性材料の円環部を有し、前記被検出パターンは、前記第１端部又は前記外周面の周方向にＮ極及びＳ極を周期的に設けることで形成されている。 (5) In the configuration of the above (2), the detected part has an annular part of a magnetic material that forms the detected pattern on a first end or an outer peripheral surface, and the detected pattern includes the first part It is formed by periodically providing an N pole and an S pole in the circumferential direction of one end or the outer peripheral surface.
（６）上記（１）の構成において、前記被検出パターンは、周期的な光の反射特性の変化であり、前記センサーは、前記反射特性の変化を検出する受光素子と発光素子とを有している。 (6) In the configuration of (1), the detected pattern is a periodic change in reflection characteristic of light, and the sensor includes a light receiving element and a light emitting element that detect the change in reflection characteristic. ing.
（７）上記（６）の構成において、前記被検出部は、周方向において、前記受光素子の受光面に対して、互いに傾斜角度の異なる２種類の傾斜面が複数配列している。 (7) In the configuration of (6) above, the detected portion includes a plurality of two types of inclined surfaces having different inclination angles with respect to the light receiving surface of the light receiving element in the circumferential direction.
（８）上記（６）の構成において、前記被検出部は、前記被検出パターンを形成する円環領域を有し、前記被検出パターンは、前記円環領域に前記センサー側への光の反射が高い部分と低い部分を周方向に周期的に設けることで形成されている。 (8) In the configuration of (6), the detected portion has an annular region that forms the detected pattern, and the detected pattern reflects light toward the sensor in the annular region. Is formed by periodically providing a high portion and a low portion in the circumferential direction.
（９）上記（８）の構成において、前記光の反射が高い部分は、平坦部であり、前記光の反射が低い部分は、ノッチ部である。 (9) In the configuration of (8), the portion where the light reflection is high is a flat portion, and the portion where the light reflection is low is a notch portion.
（１０）上記（８）の構成において、前記光の反射の低い部分が前記光の反射が高い部分よりも前記光の反射率が低い色とされている。 (10) In the configuration of the above (8), the portion with low light reflection has a color with a lower reflectance than the portion with high light reflection.
（１１）上記（１）から（１０）のいずれか１つの構成において、前記第１ギアは、前記モータの回転を外部に出力する出力ギアである。 (11) In any one of the constitutions (1) to (10), the first gear is an output gear that outputs the rotation of the motor to the outside.
本発明によれば、細かいピッチで回転装置の回転角の検出が行える回転装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rotation apparatus which can detect the rotation angle of a rotation apparatus with a fine pitch can be provided.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Note that the same number is assigned to the same element throughout the description of the embodiment.
（第１実施形態）
図１は本発明に係る実施形態の回転装置１０の斜視図であり、図２は第１筐体２３を取り外した回転装置１０の斜視図であり、図３はモータ３０に接続される複数のギア６０を示すための分解斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a
図１に示すように、回転装置１０は、面部としての第１面部２１及び第１面部２１の外周部に設けられた第１側壁部２２を有する第１筐体２３と、面部としての第２面部２５及び第２面部２５の外周部に設けられた第２側壁部２６を有する第２筐体２７と、を合わせることで構成される筐体２０を備えており、その筐体２０内には、図２に示す各種の部品が収容されている。
As shown in FIG. 1, the
なお、筐体２０は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳ等の樹脂材料で形成されている。
また、第１筐体２３の外周には、回転装置１０を空調システムに取り付けるための、取付部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが設けられている。
さらに、第１筐体２３と第２筐体２７との一体化は、図２に示すように、第２筐体２７の第２側壁部２６の外周に複数の突起部を設け、図１に示すように、第１筐体２３の第１側壁部２２の外周に突起部に係合する係合部を設けるようにして行っているが、第１筐体２３の第１側壁部２２に突起部を設け、第２筐体２７の第２側壁部２６に係合部を設けるようにして行ってもよい。
The
Further, on the outer periphery of the
Further, as shown in FIG. 2, the
回転装置１０は、図２に示すように、筐体２０（図１参照）内に収容される各種の部品として、モータ３０と、モータ３０を駆動させることによって回転され、回転角が検出される第１ギア５０（本例では出力ギア）を含む複数のギア６０を備えている。
As shown in FIG. 2, the
また、回転装置１０は、図２に示すように、筐体２０（図１参照）内に収容される各種の部品として、第１ギア５０の回転角を検出する回転角検出部７０を備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the
（モータ）
モータ３０は第１ギア５０（出力ギア）を回転させるための駆動装置であり、本実施形態ではＤＣモータを用いている。
モータ３０は、図３に示すように、角部が湾曲した四角柱状の外形を有する本体部３１と、本体部３１の第１端面３１ａから導出され、モータ３０のロータ（図示せず）に固定された回転軸３２と、本体部３１の第１端面３１ａの反対側に位置し、第１端面３１ａに対向する第２端面３１ｂから外側に突出するように設けられた電源用の一対のモータ端子３３と、を備えている。
なお、このモータ３０の回転軸３２には、ウォームギア４１が固定される。
(motor)
The
As shown in FIG. 3, the
A
（伝達ギア）
図２及び図３に示すように、複数のギア６０には、伝達ギア４０が含まれている。
この伝達ギア４０は、所定のギア比でモータ３０の回転軸３２の回転を第１ギア５０（出力ギア）に伝達させるためのギアである。
そして、本実施形態では、伝達ギア４０として３つのギア（ウォームギア４１、第１二段ギア４２及び第２二段ギア４３）を用いている。
(Transmission gear)
As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of
The
In this embodiment, three gears (
具体的には、図２に示すように、伝達ギア４０は、モータ３０の回転軸３２（図３参照）に固定されるウォームギア４１と、ウォームギア４１に直交する方向のウォームギア４１の隣に配置され、ウォームギア４１に接続される直径の大きいギア４２ａ及び直径の小さいギア４２ｂを有する第１二段ギア４２と、を備えている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
また、伝達ギア４０は、ウォームギア４１とで第１二段ギア４２を挟むようにウォームギア４１に直交する方向に配置された第２二段ギア４３を備えており、第２二段ギア４３は、第１二段ギア４２における直径の小さいギア４２ｂに接続される直径の大きいギア４３ａ及び第１ギア５０（出力ギア）に接続される直径の小さいギア４３ｂ（図３参照）を有している。
The
なお、本実施形態では、少ないスペースを利用してギア比を調節しつつ、モータ３０の回転軸３２の回転を第１ギア５０（出力ギア）に伝達するように、第１二段ギア４２及び第２二段ギア４３を用いているが、例えば、第２二段ギア４３を省略して第１二段ギア４２の直径が小さいギア４２ｂに第１ギア５０（出力ギア）を接続する設計としてもよく、第１二段ギア４２及び第２二段ギア４３を省略してウォームギア４１に、直接、第１ギア５０（出力ギア）を接続する設計としてもよい。
In the present embodiment, the first two-
（第１ギア）
第１ギア５０は、本実施形態では、モータ３０の回転軸３２の回転を外部に出力する出力ギアである。
より具体的には、第１ギア５０には、図示しない自動車等の車両の空調機等が備えるルーバーの駆動軸が接続される。
そして、その第１ギア５０を介してモータ３０の回転軸３２の回転が、ルーバーの駆動軸を制御する駆動力として出力される。
(1st gear)
In the present embodiment, the
More specifically, the
Then, the rotation of the
このため、図３に示すように、第２筐体２７の第２面部２５には、外部から第１ギア５０（出力ギア）にアクセスすることを可能にする開口部２５ａが設けられている。
したがって、回転装置１０の第２面部２５側を見た斜視図である図４に示すように、この開口部２５ａを通じて第１ギア５０の係合部５１に図示しないルーバーの駆動軸が接続できるようになっている。
Therefore, as shown in FIG. 3, the
Therefore, as shown in FIG. 4 which is a perspective view of the
なお、第１ギア５０に図示しないルーバーの駆動軸を直結させる態様に限られるものではなく、回転装置１０と図示しないルーバーの駆動軸との間に介在するギアを設けるようにしてもよく、この場合、その介在するギアの回転軸が第１ギア５０に接続される。
The
そして、後ほど、回転角検出部７０が第１ギア５０の回転角をどのようにして検出するのかを説明するのに併せて詳細に説明するが、第１ギア５０は、図２に示すように、回転軸５２を中心とする周方向に、回転角検出部７０のセンサー（素子７１）が検出する周期的な被検出パターンを有する被検出部５３を備えている。
A detailed description will be given later in conjunction with how the
（回転角検出部）
図５は回転角検出部７０の第１ギア５０側になる面を見た斜視図である。
図示しないルーバーを所定の状態に駆動制御するために、第１ギア５０の回転角を制御する必要があるが、第１ギア５０の回転角を制御するためには、第１ギア５０の回転角を検出する必要があり、この回転角を検出するために、回転角検出部７０が設けられている。
(Rotation angle detector)
FIG. 5 is a perspective view of the surface of the rotation
In order to drive and control the louver (not shown) to a predetermined state, it is necessary to control the rotation angle of the
そして、回転角検出部７０によって検出した第１ギア５０の回転角に基づいて、モータ３０の回転制御を行うことで、図示しないルーバーが所定の状態になるように、第１ギア５０の回転が行われる。
Then, by controlling the rotation of the
回転角検出部７０は、図３及び図５に示すように、ベース部７２と、ベース部７２上に配置される複数の接続端子７３と、接続端子７３に電気的に接続されたセンサーと、を備えている。
なお、接続端子７３は、回転角検出部７０の入出力用の端子であり、本実施形態では、５つの接続端子７３を設けた場合について示しているが、接続端子７３の本数は、用いられるセンサー等に合わせて決められるべきものであり、特に限定されるものではない。
As shown in FIGS. 3 and 5, the rotation
The
センサーは、図示しない回路基板上に第１ギア５０の被検出部５３の被検出パターンを非接触で検出する素子７１（図５参照）を有している。
なお、本実施形態では、素子７１に電磁気的特性の変化を検出するホール素子を用いている。
そして、センサーは、第１ギア５０の回転角を算出するために用いる、被検出パターンを検出する。
The sensor has an element 71 (see FIG. 5) that detects a detected pattern of the detected
In the present embodiment, a Hall element that detects a change in electromagnetic characteristics is used as the
Then, the sensor detects a detected pattern used for calculating the rotation angle of the
回転角検出部７０は、センサーが検出した被検出パターンをデジタル信号又はアナログ信号に変換して外部に出力する。
デジタル信号又はアナログ信号を出力する回転角検出部７０は、センサー以外の他の電子部品（例えば、マイコン、ＩＣ、回路等）を備える。
ここで、外部としては、例えば、回転装置１０が取り付けられる乗り物等が挙げられる。
なお、第１ギア５０の回転角を算出するために用いられる情報を位置情報と呼ぶ場合があり、位置情報としては、例えば被検出パターン等が挙げられる。
The rotation
The rotation
Here, examples of the outside include a vehicle to which the
Note that information used to calculate the rotation angle of the
図５に示すように、ベース部７２には、センサーの素子７１を第１ギア５０側に位置させるための開口７２ａが設けられており、センサーの素子７１がその開口７２ａに位置するように、図示しないセンサーの回路基板がベース部７２上に配置されている。
As shown in FIG. 5, the
また、回転角検出部７０は、図３に示すように、ベース部７２上に配置される図示しないセンサーの回路基板及び接続端子７３の一部を覆う覆い部７４を備えている。
Further, as shown in FIG. 3, the
（回転角の検出方法）
以下では、回転角検出部７０が、第１ギア５０の回転角をどのようにして検出するのかについて説明する。
図６は第１ギア５０の回転角検出部７０側を見た斜視図であり、図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。
(Rotation angle detection method)
Hereinafter, how the rotation
6 is a perspective view of the
第１ギア５０の被検出部５３は、磁性粉体を含有する磁性材料（プラスチックマグネット材料）で構成される円環部として形成されており、第１ギア５０を樹脂成形するときに二色成形することで第１ギア５０に一体に形成されている。
The detected
そして、図７に示すように、円環部として形成された被検出部５３は、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように設けられた第１端側がＮ極に着磁されるとともに、第１ギア５０内に埋め込まれるように設けられた第１端側と反対側となる第２端側がＳ極に着磁されている。
なお、被検出部５３には、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が交互に複数配列されていてもよい。
なお、着磁の状態は、第１端側をＳ極として第２端側をＮ極としてもよい。
また、被検出部５３は、第１端側の第１端部に周期的な凹凸が周方向に設けられている。
As shown in FIG. 7, the detected
In the detected
The magnetized state may be set such that the first end side is the S pole and the second end side is the N pole.
Moreover, the to-
本実施形態では、このように、第１ギア５０の回転軸５２を中心とする周方向に設けられた被検出部５３の第１端側をＮ極とするとともに、第１端側の第１端部に周期的な凹凸を周方向に設けることで、第１ギア５０の回転軸５２を中心とする周方向に、センサーが検出する周期的な被検出パターンを形成するようにしている。
そして、センサー（より具体的には素子７１）が、このように形成された被検出パターンの周方向の一部に被検出パターンから離間して対向配置されている。
In the present embodiment, in this way, the first end side of the detected
A sensor (more specifically, the element 71) is disposed opposite to the detected pattern at a part in the circumferential direction of the detected pattern thus formed.
このような構成の場合、素子７１の真下に被検出部５３に形成された凸部が位置するときと、凹部が位置するときとでは、被検出部５３の表面と素子７１の間の離間距離が変わることとなるため、凹凸のピッチで周期的に電磁気的特性が変化し、本実施形態では、このような周期的な電磁気的特性の変化を被検出パターンに利用している。
In the case of such a configuration, the distance between the surface of the detected
そして、センサーは、第１ギア５０が回転すると、凹凸のピッチごとの電磁気的特性の変化を検出するので、何ピッチ分、第１ギア５０が回転したかが求められ、その回転したピッチ数に基づいて第１ギア５０の回転角を求めることができるようになっている。
Then, when the
このようなホール素子を用いたピッチ検出の場合、凹凸のピッチが細かくても検出ができるため、従来のブラシを用いた構成に比べ、細かい角度ピッチで回転角を検出することができる。 In the case of pitch detection using such a Hall element, detection is possible even if the pitch of the unevenness is fine, so that the rotation angle can be detected with a finer angle pitch than in a configuration using a conventional brush.
また、本実施形態の構成によれば、第１ギア５０の回転角を非接触で検出するホール素子を有するセンサーを用いて回転角の検出を行っているため、ブラシが摺接することに伴う騒音の発生がなく、回転装置１０の静音性を高めることができるだけでなく、ブラシが擦り減るといった耐久性の問題も併せて解消することが可能である。
Further, according to the configuration of the present embodiment, since the rotation angle is detected using the sensor having the Hall element that detects the rotation angle of the
さらに、被検出パターンを有する被検出部５３は、第１ギア５０を樹脂成形するときに、二色成形で作製することができるため製造コストの上昇を低く抑えられるとともに、ホール素子を有するセンサーもブラシを用いるセンサーに比べ価格が安いため、本実施形態の構成によれば、従来のブラシを用いる構成よりも製造コストを低減することができる。
Furthermore, the detected
なお、本実施形態では、回転角を検出する第１ギア５０を出力ギアにしているが、例えば、第１二段ギア４２や第２二段ギア４３の回転角を検出するようにしても、出力ギアの回転制御が可能であるため、回転角を検出する第１ギア５０は、第１二段ギア４２や第２二段ギア４３であってもよい。
In the present embodiment, the
ただし、出力ギアは第１二段ギア４２や第２二段ギア４３より直径が大きいことから、第１ギア５０を出力ギアにすることで被検出部５３となる円環部の直径を大きくすることができる。
However, since the output gear is larger in diameter than the first
そして、製造上の凹凸ピッチは直径の大小に関係がないため被検出部５３となる円環部の直径を大きいものとすれば、その分だけ周方向に多くの凹凸を形成することができるので回転角で見たときの検出ピッチをより細かくすることが可能である。
Since the uneven pitch in manufacturing is not related to the size of the diameter, if the diameter of the annular portion serving as the detected
したがって、回転角を検出する第１ギア５０は出力ギアに限定されるものではないが、出力ギアとすることが好ましい。
Therefore, the
なお、本実施形態では、被検出部５３は、二色成形で作製されるとしたが、第１ギア５０に円環状の凹部を設け、被検出部５３を第１ギア５０とは別途に成形を行い、第１ギア５０の凹部に別途成形した被検出部５３をはめ込んでもよい。
In this embodiment, the detected
（第２実施形態）
第１実施形態では、周期的な電磁気的特性の変化である被検出パターンを形成するために、周方向に交互に凹凸を形成するという物理的な形状変化を利用した場合について示した。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, a case where a physical shape change in which irregularities are alternately formed in the circumferential direction in order to form a detection pattern that is a periodic change in electromagnetic characteristics is shown.
しかしながら、物理的に凹凸を形成しなくとも周期的な電磁気的特性の変化である被検出パターンを形成することが可能であり、第２実施形態では、凹凸を形成しない場合について説明する。 However, it is possible to form a pattern to be detected that is a periodic change in electromagnetic characteristics without physically forming unevenness, and in the second embodiment, a case where unevenness is not formed will be described.
なお、第２実施形態は、第１実施形態と第１ギア５０の被検出部５３の構成が異なるだけであり、その他の構成に関しては第１実施形態と同様であるので、以下では、主に、第２実施形態の被検出部５３の構成について説明し、第１実施形態と同様の点については説明を省略する場合がある。
Note that the second embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the detected
図８は、第２実施形態の第１ギア５０（出力ギア）の回転角検出部７０側を見た斜視図である。
第２実施形態の第１ギア５０の被検出部５３も、第１実施形態と同様に、磁性粉体を含有する磁性材料（プラスチックマグネット材料）で構成される円環部として形成されており、第１ギア５０を樹脂成形するときに二色成形することで第１ギア５０に一体に形成されている。
FIG. 8 is a perspective view of the first gear 50 (output gear) of the second embodiment as viewed from the rotation
Similarly to the first embodiment, the detected
一方、第２実施形態では、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように設けられた第１端側の第１端部が、図８に示すように、周方向に交互に等しいピッチでＮ極とＳ極を有するように着磁されている。
On the other hand, in the second embodiment, the first end on the first end side provided so as to protrude from the surface on the rotation
つまり、第１端部の周方向にＮ極及びＳ極を周期的に設けることで、この周方向の極の変化によって、電磁気的特性が周期的に変化する被検出パターンが形成されたものになっている。 In other words, by periodically providing the N pole and the S pole in the circumferential direction of the first end, a pattern to be detected whose electromagnetic characteristics change periodically due to the change in the circumferential pole is formed. It has become.
このような被検出パターンとしても、素子７１としてホール素子を有するセンサーは、極が変化するピッチごとの電磁気的特性の変化を検出することができ、第１実施形態と同様に第１ギア５０の回転角を検出することができる。
Even in such a pattern to be detected, a sensor having a Hall element as the
そして、ホール素子は、極の変化のピッチが細かくても、その極の変化を検出できるため、第２実施形態の構成の場合でも、第１実施形態と同様に、従来のブラシを用いた構成に比べ、細かい角度ピッチで回転角を検出することができる。 And since the Hall element can detect the change of the pole even if the pitch of the change of the pole is fine, even in the case of the configuration of the second embodiment, the configuration using the conventional brush as in the first embodiment. Compared to the above, the rotation angle can be detected with a finer angle pitch.
また、第１実施形態と同様に、第２実施形態の回転装置１０も非接触で回転角を検出するブラシを用いない構成であるため、ブラシを用いる従来のものと比較して、静音性が高く、製造コストが低く、耐久性に優れている。
Similarly to the first embodiment, the rotating
一方、図８では、円環部として形成された被検出部５３は、第１実施形態と同様に、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように設けられたものとしているが、被検出部５３の回転角検出部７０側の第１端部の端面が第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面と面一になっていてもよい。
On the other hand, in FIG. 8, the to-
また、逆に、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に被検出部５３をより突出させるようにし、被検出部５３の外周面の周方向に現れるＮ極及びＳ極の、極の変化に伴う電磁気的特性の変化を被検出パターンとして、センサーの素子７１を被検出部５３の外周面に対向配置させるようにしてもよい。
On the other hand, the detected
なお、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、被検出部５３は、二色成形で作製されてもよい。
また、第１ギア５０に円環状の凹部を設け、被検出部５３を第１ギア５０とは別途に成形を行い、この第１ギア５０の凹部に別途成形した被検出部５３をはめ込んでもよい。
In the second embodiment as well, the detected
Further, an annular recess may be provided in the
（第３実施形態）
第１実施形態及び第２実施形態では、被検出パターンが周期的な電磁気的特性の変化である場合について説明したが、被検出パターンは周期的な光の反射特性の変化であってもよく、以下では、第３実施形態として、このような周期的な光の反射特性の変化を被検出パターンとする場合について説明する。
(Third embodiment)
In the first embodiment and the second embodiment, the case where the detected pattern is a periodic change in electromagnetic characteristics has been described, but the detected pattern may be a periodic change in the reflection characteristic of light, Hereinafter, as a third embodiment, a case where such a periodic change in reflection characteristic of light is used as a detected pattern will be described.
第３実施形態では、被検出パターンが周期的な光の反射特性の変化であることから素子７１としてホール素子を用いるのではなく、発光素子と受光素子を有する受発光素子（例えば、フォトカプラ）のような素子を素子７１として用いる。
In the third embodiment, since the pattern to be detected is a periodic change in light reflection characteristics, a Hall element is not used as the
そして、それ以外の点で第１実施形態及び第２実施形態と異なるのは、被検出部５３の構成だけであるので、以下では、主に、第３実施形態の被検出部５３の構成について説明を行い、その他の部分については説明を省略する場合がある。
Since the only difference from the first embodiment and the second embodiment is the configuration of the detected
図９は、第３実施形態の第１ギア５０（出力ギア）の回転角検出部７０側を見た斜視図である。
なお、図９では、Ｂ−Ｂ線に沿った一部拡大断面図も併せて図示しており、この一部拡大断面図には、受発光素子である素子７１から光が照射されたときの光の反射状態を光線Ｌ１（点線参照）及び光線Ｌ２（一点鎖線参照）で示している。
FIG. 9 is a perspective view of the first gear 50 (output gear) of the third embodiment as viewed from the rotation
FIG. 9 also shows a partially enlarged cross-sectional view along the line BB, and this partially enlarged cross-sectional view shows a state when light is emitted from the
図９に示すように、第３実施形態の第１ギア５０でも、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように形成された円環部として構成される被検出部５３が設けられている。
As shown in FIG. 9, even in the
ただし、第３実施形態では、電磁気的特性の変化は不要であるので、この円環部として構成される被検出部５３は第１ギア５０の他の部分と同じ樹脂材料（磁性粉体を含有しないプラスチック材料）で形成されており、第１ギア５０を樹脂成形するときに、図９に示す被検出部５３のような物理的な形状変化を形成しただけである。
However, in the third embodiment, since the change in electromagnetic characteristics is not necessary, the detected
なお、図９では、被検出部５３を回転角検出部７０側に突出する円環部として形成している場合を示しているが、この円環部の最も回転角検出部７０側となる端面が第１ギア５０の回転角検出部７０側となる内側面と面一であってもよく、この場合、材料の違いもないことから被検出部５３は、センサーから光が照射される円環上の領域にノッチ部５４ｂが周期的に現れるだけとなる。
FIG. 9 shows a case where the detected
このため、本明細書等では、第３実施形態の被検出部５３は、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる内側面から突出している場合及び突出していない場合を含む意味で円環領域と呼ぶ場合がある。
For this reason, in this specification etc., the to-
以下では、具体的に、回転角検出部７０が、第１ギア５０の回転角をどのようにして検出するのかについて説明する。
Hereinafter, specifically, how the rotation
図９に示すように、第３実施形態の第１ギア５０では、周方向に交互に所定のピッチで平坦部５４ａとノッチ部５４ｂを形成することで被検出パターンを形成している。
As shown in FIG. 9, in the
そして、図９の一部拡大断面図に示すように、受発光素子である素子７１から複数の三角形状の溝として形成されたノッチ部５４ｂに光が照射されると、その光の光線Ｌ１は、溝の側面によって照射方向とは異なる方向に反射されることになるため、センサー側への光の反射が低い部分なっている。
Then, as shown in the partially enlarged sectional view of FIG. 9, when light is irradiated from the
ノッチ部５４ｂには、溝の側面が複数設けられており、この側面は平坦部５４ａに対して傾斜面となっている。
つまり、図９の一部拡大断面図に示されたノッチ部５４ｂには、周方向において、受光素子の受光面に対して互いに傾斜角度の異なる２種類以上の傾斜面が複数配列している。
また、図９の一部拡大断面図には、２種類の傾斜面が複数配列していることが示されている。
なお、隣接し合う傾斜面は複数の三角形状の溝を形成している。
The
That is, in the
Further, the partially enlarged sectional view of FIG. 9 shows that a plurality of two kinds of inclined surfaces are arranged.
Adjacent inclined surfaces form a plurality of triangular grooves.
一方、平坦部５４ａに光が照射されると、その光の光線Ｌ２は、センサー側に向かって反射されることになるため、センサー側への光の反射が高い部分になっている。
On the other hand, when the
したがって、この平坦部５４ａとノッチ部５４ｂのピッチに応じてセンサーの素子７１が受光する光の受光強度が異なることになるので、このピッチごとの光の反射特性の変化（受光強度の変化）を検出することで、何ピッチ分、第１ギア５０が回転したかが求められ、その回転したピッチ数に基づいて第１ギア５０の回転角を求めることができる。
Accordingly, the light receiving intensity of the light received by the
そして、光の受光強度の検出も、ブラシを用いた検出と比較して、細かいピッチでの検出が可能であるため、第３実施形態の回転装置１０も、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、従来のブラシを用いた構成に比べ、細かい角度ピッチで回転角を検出することができる。
And since the detection of the light reception intensity | strength can also be detected with a fine pitch compared with the detection using a brush, the
また、第３実施形態の回転装置１０も、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、ブラシを用いる従来のものと比較して、静音性が高く、製造コストが低く、耐久性に優れている。
In addition, the rotating
一方、上記では、センサー側への光の反射が高い部分と低い部分を平坦部５４ａとノッチ部５４ｂで構成する場合について説明したが、必ずしも、これに限定される必要はない。
On the other hand, in the above description, the case where the portion where the reflection of light to the sensor side is high and the portion where the light is low is configured by the
例えば、センサー側への光の反射が高い部分が白や銀といった光の反射率の高い色とされ、センサー側への光の反射が低い部分が黒等の光の反射率が低い色として構成されていてもよい。 For example, a part with high light reflection to the sensor side is a color with high light reflectance such as white or silver, and a part with low light reflection to the sensor side is a color with low light reflectance such as black May be.
つまり、光の反射の低い部分が光の反射が高い部分よりも光の反射率が低い色とされているだけでもよく、この場合には、ノッチ部５４ｂのような構造的な変化は必要ない。
In other words, the low light reflection portion may have only a color having a lower light reflectance than the light reflection portion. In this case, a structural change like the
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to embodiment.
第１、第２、第３の実施形態において、被検出部５３は、第１ギア５０の回転軸に対して直交する面上に円環部として設けられるとしたが、第１ギア５０の回転軸と同軸の円環部を第１ギア５０と一体に設け、円環部の側面に被検出パターンを設けてもよい。
In the first, second, and third embodiments, the detected
第２実施形態では、被検出部５３には、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が１つずつ交互に複数配列されているが、これに限定されず、被検出部５３に、周方向において、Ｎ極の磁極がｎ（１より大きい整数）個配列され、次にＳ極の磁極がｍ（１より大きい数）づつ配列され、この配列順序に従って互いに異なる２種類の磁極が交互に配列されていてもよい。
なお、ｍはｎと同じ又は異なる整数であっても構わない。
In the second embodiment, the detected
Note that m may be the same or different integer as n.
また、上記実施形態では、センサーが第１ギア５０の回転角を非接触で間接的に検出する場合について示した。
つまり、センサーが被検出パターンを検出し、回転角検出部７０のセンサー以外の他の電子部品（例えば、マイコン、ＩＣ、回路等）によって、センサーが検出した被検出パターンをデジタル信号又はアナログ信号に変換して外部に出力し、その出力に基づいて回転角が算出される場合について示した。
Moreover, in the said embodiment, it showed about the case where a sensor indirectly detects the rotation angle of the
That is, the sensor detects the detected pattern, and the detected pattern detected by the sensor is converted into a digital signal or an analog signal by other electronic components (for example, a microcomputer, an IC, a circuit, etc.) other than the sensor of the rotation
しかしながら、センサー自体が素子７１に加え、回転角を求める演算を行うＩＣ等を備えていてもよく、そして、求めた回転角を回転角検出部７０のセンサー以外の他の電子部品（例えば、マイコン、ＩＣ、回路等）によって、デジタル信号又はアナログ信号に変換して外部に出力するようにしてもよい。
したがって、センサーが第１ギア５０の回転角を非接触で直接的に検出する構成になっていてもよい。
However, in addition to the
Accordingly, the sensor may directly detect the rotation angle of the
また、センサーが検出した被検出パターンを回転角検出部７０で変換して回転角を算出せずに、外部へ出力しても構わない。
Alternatively, the detected pattern detected by the sensor may be output to the outside without being converted by the rotation
このように、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能であり、そのような要旨を逸脱しない範囲での種々の変更を行ったものも本発明の技術的範囲に含まれることは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。 As described above, the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention, and various modifications without departing from the gist of the present invention are also within the technical scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art from the scope of the claims.
１０…回転装置、２０…筐体、２１…第１面部、２２…第１側壁部、２３…第１筐体、２５…第２面部、２５ａ…開口部、２６…第２側壁部、２７…第２筐体、３０…モータ、３１…本体部、３１ａ…第１端面、３１ｂ…第２端面、３２…回転軸、３３…モータ端子、４０…伝達ギア、４１…ウォームギア、４２…第１二段ギア、４２ａ…直径の大きいギア、４２ｂ…直径の小さいギア、４３…第２二段ギア、４３ａ…直径の大きいギア、４３ｂ…直径の小さいギア、５０…第１ギア（出力ギア）、５１…係合部、５２…回転軸、５３…被検出部、５４ａ…平坦部、５４ｂ…ノッチ部、６０…ギア、７０…回転角検出部、７１…素子、７２…ベース部、７２ａ…開口、７３…接続端子、７４…覆い部、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…取付部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記モータによって回転され、回転角が検出される第１ギアを含む複数のギアと、
前記第１ギアの回転角を非接触で直接又は間接的に検出するセンサーと、を備え、
前記第１ギアは、周方向において、被検出パターンを形成する被検出部を備え、
前記センサーが、前記被検出部から離間して、当該被検出部の一部に対向して配置されている回転装置。 A motor,
A plurality of gears including a first gear that is rotated by the motor and whose rotation angle is detected;
A sensor that directly or indirectly detects the rotation angle of the first gear in a non-contact manner,
The first gear includes a detected portion that forms a detected pattern in the circumferential direction,
A rotating device in which the sensor is arranged away from the detected part and facing a part of the detected part.
前記センサーは、前記電磁気的特性の変化を検出するホール素子を有している請求項１に記載の回転装置。 The detected pattern is a periodic change in electromagnetic characteristics;
The rotating device according to claim 1, wherein the sensor includes a Hall element that detects a change in the electromagnetic characteristics.
前記被検出パターンは、前記第１端側をＮ極又はＳ極とするとともに、前記第１端側の第１端部に周期的な凹凸を周方向に設けることで形成されている請求項２に記載の回転装置。 The detected portion has an annular portion of a magnetic material that forms the detected pattern on the first end side,
The detected pattern is formed by providing the first end side as an N pole or an S pole and providing periodic irregularities in the first end portion on the first end side in the circumferential direction. The rotating device according to 1.
前記被検出パターンは、前記第１端部又は前記外周面の周方向にＮ極及びＳ極を周期的に設けることで形成されている請求項２に記載の回転装置。 The detected portion has an annular portion of a magnetic material that forms the detected pattern on the first end portion or the outer peripheral surface;
The rotating device according to claim 2, wherein the detected pattern is formed by periodically providing an N pole and an S pole in a circumferential direction of the first end portion or the outer peripheral surface.
前記センサーは、前記反射特性の変化を検出する受光素子と発光素子とを有している請求項１に記載の回転装置。 The detected pattern is a periodic change in light reflection characteristics,
The rotating device according to claim 1, wherein the sensor includes a light receiving element and a light emitting element that detect a change in the reflection characteristic.
前記被検出パターンは、前記円環領域に前記センサー側への光の反射が高い部分と低い部分を周方向に周期的に設けることで形成されている請求項６に記載の回転装置。 The detected portion has an annular region that forms the detected pattern;
The rotating device according to claim 6, wherein the detected pattern is formed by periodically providing, in the circumferential direction, a portion where reflection of light toward the sensor side is high and a portion where reflection is low in the annular region.
前記光の反射が低い部分は、ノッチ部である請求項８に記載の回転装置。 The portion where the reflection of light is high is a flat portion,
The rotating device according to claim 8, wherein the light reflection portion is a notch portion.
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