JP2020073939A - 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 including a rotation angle detector, which serves as a drive source of an airflow control valve of an air control device used in a vehicle such as an automobile.
Then, in Patent Document 1, as a rotation angle detector, an example using a potentiometer including a non-rotating body provided with a resistor substrate and a rotating body provided with a brush slidably contacting the resistor substrate 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。 Further, 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. An example using a pulse sensor composed 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 enhance the controllability of the air flow control valve (louver).
For that 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 of the present invention is to provide a rotating device that can detect the rotation angle of the rotating device at 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 configurations in order to achieve the above object.
(1) In the rotating device of the present invention, the rotation angle of the motor and a plurality of gears including the first gear that is rotated by the motor and whose rotation angle is detected, and the rotation angle of the first gear are directly or indirectly contactless. And a sensor for detecting in the circumferential direction, the first gear includes a detected part that forms a detected pattern in the circumferential direction, and the sensor is separated from the detected part to detect one of the detected parts. It is arranged to face the section.
（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) above, the detected pattern is a periodic change in electromagnetic characteristics, and the sensor has a Hall element that detects a change in the 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 the above (2), the detected part has a plurality of two kinds of magnetic poles different from each other 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 part has an annular portion of a magnetic material forming 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 the first end portion on the first end side is provided with periodic unevenness in the circumferential direction.
（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 (2) above, the detected part has a ring portion of a magnetic material forming the detected pattern on a first end portion or an outer peripheral surface, and the detected pattern is the first part. It is formed by periodically providing N poles and S poles at one end or in the circumferential direction of 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) above, the detected pattern is a periodic change in the reflection characteristic of light, and the sensor has a light receiving element and a light emitting element that detect the change in the 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, in the detected portion, a plurality of two kinds of inclined surfaces having different inclination angles are arranged in the circumferential direction with respect to the light receiving surface of the light receiving element.
（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 the above (6), the detected part has an annular region that forms the detected pattern, and the detected pattern reflects light to the sensor side in the annular region. It 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) above, 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 (8) above, the portion where the light reflection is low has a color having a lower reflectance than the portion where the light reflection is high.
（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 the configuration of any one of (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。 According to the present invention, it is possible to provide a rotating device capable of detecting the rotation angle of the rotating device at a fine pitch.
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。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The same elements are denoted by the same numbers throughout the description of the embodiments.
（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)
1 is a perspective view of a rotating device 10 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the rotating device 10 with a first housing 23 removed, and FIG. FIG. 6 is an exploded perspective view showing a gear 60.
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 rotating device 10 includes a first housing 23 having a first surface portion 21 as a surface portion and a first side wall portion 22 provided on an outer peripheral portion of the first surface portion 21, and a second housing portion as a surface portion. The housing 20 is provided with a second housing 27 having a second side wall portion 26 provided on the outer periphery of the surface portion 25 and the second surface portion 25. , Various parts shown in FIG. 2 are housed.
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 housing 20 is made of a resin material such as polypropylene, polyethylene terephthalate, and ABS.
Further, mounting portions A, B, C and D for mounting the rotating device 10 to the air conditioning system are provided on the outer periphery of the first housing 23.
Furthermore, as shown in FIG. 2, the first housing 23 and the second housing 27 are integrated so that a plurality of protrusions are provided on the outer periphery of the second side wall portion 26 of the second housing 27. As shown in the drawing, the first side wall 22 of the first housing 23 is provided with an engaging portion that engages with the projection on the outer periphery of the first side wall 22. Alternatively, a portion may be provided, and an engaging portion may be provided on the second side wall portion 26 of the second housing 27.
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 rotating device 10 is a motor 30 as various components housed in a housing 20 (see FIG. 1), and is rotated by driving the motor 30, and a rotation angle is detected. A plurality of gears 60 including a first gear 50 (an output gear in this example) are provided.
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。 In addition, as shown in FIG. 2, the rotation device 10 includes a rotation angle detection unit 70 that detects the rotation angle of the first gear 50 as various components housed in the housing 20 (see FIG. 1). There is.
（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 motor 30 is a drive device for rotating the first gear 50 (output gear), and a DC motor is used in this embodiment.
As shown in FIG. 3, the motor 30 is led out from a main body 31 having a square columnar outer shape with curved corners and a first end surface 31 a of the main body 31 and fixed to a rotor (not shown) of the motor 30. And a pair of motor terminals for power supply, which are located on the opposite side of the rotating shaft 32 and the first end surface 31a of the main body 31 and project outward from the second end surface 31b facing the first end surface 31a. 33, and.
A worm gear 41 is fixed to the rotary shaft 32 of the motor 30.
（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 gears 60 include a transmission gear 40.
The transmission gear 40 is a gear for transmitting the rotation of the rotation shaft 32 of the motor 30 to the first gear 50 (output gear) at a predetermined gear ratio.
Further, in this embodiment, three gears (a worm gear 41, a first two-stage gear 42, and a second two-stage gear 43) are used as the transmission gear 40.
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 transmission gear 40 is disposed next to the worm gear 41 fixed to the rotation shaft 32 (see FIG. 3) of the motor 30 and the worm gear 41 in a direction orthogonal to the worm gear 41. A first two-stage gear 42 having a large diameter gear 42a and a small diameter gear 42b connected to the worm gear 41.
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。 Further, the transmission gear 40 includes a second two-stage gear 43 arranged in a direction orthogonal to the worm gear 41 so as to sandwich the first two-stage gear 42 with the worm gear 41, and the second two-stage gear 43 is It has a large diameter gear 43a connected to the small diameter gear 42b in the first two-stage gear 42 and a small diameter gear 43b (see FIG. 3) connected to the first gear 50 (output gear).
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-stage gear 42 and the first two-stage gear 42, so as to transmit the rotation of the rotation shaft 32 of the motor 30 to the first gear 50 (output gear) while adjusting the gear ratio using a small space. Although the second two-stage gear 43 is used, for example, as a design in which the second two-stage gear 43 is omitted and the first gear 50 (output gear) is connected to the gear 42b having a smaller diameter than the first two-stage gear 42. Alternatively, the first two-stage gear 42 and the second two-stage gear 43 may be omitted and the worm gear 41 may be directly connected to the first gear 50 (output gear).
（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。
(First gear)
In the present embodiment, the first gear 50 is an output gear that outputs the rotation of the rotation shaft 32 of the motor 30 to the outside.
More specifically, the first gear 50 is connected to a drive shaft of a louver included in an air conditioner of a vehicle such as an automobile (not shown).
Then, the rotation of the rotation shaft 32 of the motor 30 is output as a driving force for controlling the driving shaft of the louver via the first gear 50.
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。
For this reason, as shown in FIG. 3, the second surface portion 25 of the second housing 27 is provided with an opening 25a that allows the first gear 50 (output gear) to be accessed from the outside.
Therefore, as shown in FIG. 4, which is a perspective view of the rotating device 10 as viewed from the second surface 25 side, the driving shaft of the louver (not shown) can be connected to the engaging portion 51 of the first gear 50 through the opening 25a. It has become.
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 first gear 50 is not limited to the mode in which the drive shaft of the louver (not shown) is directly connected, and a gear may be provided between the rotating device 10 and the drive shaft of the louver (not shown). In this case, the rotating shaft of the intervening gear is connected to the first gear 50.
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。 Then, later, a detailed description will be given together with how the rotation angle detection unit 70 detects the rotation angle of the first gear 50. The first gear 50 is as shown in FIG. The detection target portion 53 having a periodic detection target pattern detected by the sensor (element 71) of the rotation angle detection portion 70 is provided in the circumferential direction around the rotation shaft 52.
（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 a surface of the rotation angle detection unit 70 on the first gear 50 side.
In order to drive and control the louver (not shown) to a predetermined state, it is necessary to control the rotation angle of the first gear 50, but in order to control the rotation angle of the first gear 50, the rotation angle of the first gear 50 is controlled. The rotation angle detection unit 70 is provided to detect the rotation angle.
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, the rotation of the first gear 50 is controlled by controlling the rotation of the motor 30 based on the rotation angle of the first gear 50 detected by the rotation angle detection unit 70 so that the louver (not shown) is brought into a predetermined state. Done.
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 angle detection unit 70 includes a base portion 72, a plurality of connection terminals 73 arranged on the base portion 72, and a sensor electrically connected to the connection terminals 73. Is equipped with.
Note that the connection terminals 73 are input / output terminals of the rotation angle detection unit 70, and in the present embodiment, the case where five connection terminals 73 are provided is shown, but the number of connection terminals 73 is used. It should be determined according to the sensor and the like, and is not particularly limited.
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 the detected pattern of the detected portion 53 of the first gear 50 in a non-contact manner on a circuit board (not shown).
In the present embodiment, the element 71 is a Hall element that detects a change in electromagnetic characteristics.
Then, the sensor detects the detected pattern used for calculating the rotation angle of the first gear 50.
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 angle detection unit 70 converts the detected pattern detected by the sensor into a digital signal or an analog signal and outputs it to the outside.
The rotation angle detection unit 70 that outputs a digital signal or an analog signal includes electronic components (for example, a microcomputer, an IC, a circuit, etc.) other than the sensor.
Here, as the outside, for example, a vehicle or the like to which the rotating device 10 is attached can be cited.
Information used for calculating the rotation angle of the first gear 50 may be referred to as position information, and the position information may be, for example, a detected pattern.
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 base portion 72 is provided with an opening 72a for locating the sensor element 71 on the first gear 50 side, and the sensor element 71 is located in the opening 72a. A circuit board of a sensor (not shown) is arranged on the base portion 72.
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 rotation angle detection unit 70 includes a cover portion 74 that covers a part of the circuit board of the sensor (not shown) arranged on the base portion 72 and the connection terminal 73.
（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 angle detection unit 70 detects the rotation angle of the first gear 50 will be described.
FIG. 6 is a perspective view of the rotation angle detection unit 70 side of the first gear 50, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
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 portion 53 of the first gear 50 is formed as an annular portion made of a magnetic material (plastic magnet material) containing magnetic powder, and is formed by two-color molding when the first gear 50 is resin-molded. By doing so, it is formed integrally with the first gear 50.
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。
Then, as shown in FIG. 7, the detected portion 53 formed as an annular portion is provided so as to project from the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection portion 70 side toward the rotation angle detection portion 70 side. The first end side is magnetized to the N pole, and the second end side opposite to the first end side provided so as to be embedded in the first gear 50 is magnetized to the S pole.
In the detected portion 53, a plurality of different kinds of magnetic poles may be alternately arranged in the circumferential direction.
The magnetized state may be such that the first end side is the S pole and the second end side is the N pole.
Further, the detected portion 53 is provided with periodic unevenness in the circumferential direction at the first end portion on the first end side.
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 this embodiment, as described above, the first end side of the detected portion 53 provided in the circumferential direction around the rotation shaft 52 of the first gear 50 is the N pole, and the first end side is the first end side. By providing periodic irregularities at the ends in the circumferential direction, a periodic pattern to be detected by the sensor is formed in the circumferential direction about the rotation shaft 52 of the first gear 50.
Then, the sensor (more specifically, the element 71) is arranged to face a part of the detected pattern formed in this manner in the circumferential direction so as to be spaced apart from the detected pattern.
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 portion 53 and the element 71 depends on whether the convex portion formed on the detected portion 53 is located directly below the element 71 or the concave portion. Therefore, the electromagnetic characteristic changes periodically with the pitch of the unevenness, and in the present embodiment, such a periodic change in the electromagnetic characteristic is used for the detected pattern.
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 first gear 50 rotates, the sensor detects a change in the electromagnetic characteristic for each pitch of the concavo-convex. Therefore, it is determined how many pitches the first gear 50 has rotated, and the number of rotated pitches is calculated. Based on this, the rotation angle of the first gear 50 can be obtained.
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 can be performed even if the pitch of the unevenness is fine, so that the rotation angle can be detected at a finer angle pitch than in the 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 first gear 50 in a non-contact manner, the noise caused by the sliding contact of the brush is generated. Not only is it possible to improve the noise reduction of the rotating device 10, but it is also possible to solve the problem of durability such as the brush being worn down.
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。 Further, the detected portion 53 having the detected pattern can be manufactured by two-color molding when the first gear 50 is resin-molded, so that an increase in manufacturing cost can be suppressed to a low level and a sensor having a hall element can also be used. Since the price is lower than that of the sensor using the brush, the configuration of the present embodiment can reduce the manufacturing cost as compared with the configuration using the conventional brush.
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 first gear 50 that detects the rotation angle is used as the output gear. However, for example, if the rotation angles of the first two-stage gear 42 and the second two-stage gear 43 are detected, Since the rotation control of the output gear is possible, the first gear 50 that detects the rotation angle may be the first second-stage gear 42 or the second second-stage gear 43.
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 has a larger diameter than the first two-stage gear 42 and the second two-stage gear 43, the diameter of the annular portion to be the detected portion 53 is increased by using the first gear 50 as the output gear. be able to.
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 unevenness pitch in manufacturing does not depend on the size of the diameter, if the diameter of the annular portion that becomes the detected portion 53 is made large, many unevenness can be formed in the circumferential direction by that amount. It is possible to make the detection pitch finer when viewed in terms of the rotation angle.
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 first gear 50 for detecting the rotation angle is not limited to the output gear, but is preferably the output gear.
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 the present embodiment, the detected part 53 is manufactured by two-color molding, but the first gear 50 is provided with an annular recess, and the detected part 53 is molded separately from the first gear 50. By performing the above, the separately detected target portion 53 may be fitted in the concave portion of the first gear 50.
（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, the case in which a physical shape change of alternately forming irregularities in the circumferential direction is used to form a detected pattern that is a periodical change in electromagnetic characteristics has been described.
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 detected pattern that is a periodic change in electromagnetic characteristics without physically forming irregularities, and in the second embodiment, a case where irregularities are 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。 The second embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the detected portion 53 of the first gear 50, and the other configurations are the same as those in the first embodiment. The configuration of the detected portion 53 of the second embodiment will be described, and description of the same points as those of the first embodiment may be omitted.
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 angle detector 70 side.
Similarly to the first embodiment, the detected portion 53 of the first gear 50 of the second embodiment is also formed as an annular portion made of a magnetic material (plastic magnet material) containing magnetic powder, The first gear 50 is formed integrally with the first gear 50 by two-color molding when molding the resin.
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 portion on the first end side provided so as to project from the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection unit 70 side to the rotation angle detection unit 70 side is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the magnets are magnetized so as to have N poles and S poles alternately at equal pitches in the circumferential direction.
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 portion, the pattern to be detected in which the electromagnetic characteristics periodically change due to the change in the circumferential pole is formed. Is becoming
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 with such a detected pattern, the sensor having the Hall element as the element 71 can detect the change in the electromagnetic characteristics for each pitch at which the poles change, and the first gear 50 of the first gear 50 can be detected as in the first embodiment. The rotation angle can be detected.
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。 Since the Hall element can detect the change of the pole even if the change pitch of the pole is fine, even in the case of the configuration of the second embodiment, the configuration using the conventional brush is used as in the first embodiment. Compared with, the rotation angle can be detected with a fine 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。 Further, as in the first embodiment, the rotating device 10 of the second embodiment also has a configuration that does not use a brush that detects the rotation angle in a non-contact manner. High, low manufacturing cost, and excellent durability.
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 detected portion 53 formed as an annular portion protrudes from the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection portion 70 side to the rotation angle detection portion 70 side, as in the first embodiment. However, the end surface of the first end portion of the detected portion 53 on the rotation angle detection portion 70 side is flush with the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection portion 70 side. May be.
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 contrary, the detected portion 53 is made to further protrude from the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection portion 70 side toward the rotation angle detection portion 70, and appears in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the detection portion 53. The element 71 of the sensor may be arranged so as to face the outer peripheral surface of the detected portion 53 by using the change in the electromagnetic characteristics of the N pole and the S pole due to the change in the pole as the detected pattern.
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, the detected part 53 may be formed by two-color molding as in the first embodiment.
Further, an annular recess may be provided in the first gear 50, the detected portion 53 may be molded separately from the first gear 50, and the separately detected detected portion 53 may be fitted into the recess of the first gear 50. ..
（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. However, the detected pattern may be a periodic change in light reflection characteristics, In the following, as a third embodiment, a case will be described in which such a periodical change in the reflection characteristic of light is used as the detected pattern.
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 the reflection characteristic of light, a Hall element is not used as the element 71, but a light emitting / receiving element having a light emitting element and a light receiving element (for example, a photocoupler). Such an element is used as the element 71.
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。 And, in other respects, only the configuration of the detected portion 53 is different from the first embodiment and the second embodiment. Therefore, in the following, the configuration of the detected portion 53 of the third embodiment will be mainly described. Description will be given, and description of other parts may be omitted.
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 angle detector 70 side.
Note that FIG. 9 also shows a partially enlarged cross-sectional view taken along the line BB, and this partially enlarged cross-sectional view shows a state when light is emitted from the element 71 which is a light emitting and receiving element. The light reflection state is shown by a light ray L1 (see a dotted line) and a light ray L2 (see a dashed line).
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, also in the first gear 50 of the third embodiment, the annular portion formed so as to project from the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection unit 70 side toward the rotation angle detection unit 70 side. The detected part 53 configured as follows is provided.
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 portion 53 configured as the annular portion has the same resin material (containing magnetic powder as that of the other portion of the first gear 50). However, when the first gear 50 is resin-molded, a physical shape change like the detected portion 53 shown in FIG. 9 is formed.
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。 Note that, although FIG. 9 shows the case where the detected portion 53 is formed as an annular portion protruding toward the rotation angle detecting portion 70 side, the end surface of this annular portion that is closest to the rotation angle detecting portion 70 side. May be flush with the inner side surface of the first gear 50 on the side of the rotation angle detection unit 70. In this case, since there is no difference in material, the detected unit 53 is an annular ring to which light is emitted from the sensor. Notches 54b only appear periodically in the upper region.
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。 Therefore, in the present specification and the like, the detected portion 53 of the third embodiment is a circle including a case where it projects from the inner side surface of the first gear 50 on the rotation angle detection section 70 side and a case where it does not project. It may be called a ring region.
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, how the rotation angle detection unit 70 specifically detects the rotation angle of the first gear 50 will be described.
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 first gear 50 of the third embodiment, the detected pattern is formed by alternately forming the flat portions 54a and the notch portions 54b at a predetermined pitch in the circumferential direction.
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 a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 9, when light is emitted from the element 71 which is the light receiving and emitting element to the notch portions 54b formed as a plurality of triangular grooves, the light ray L1 of the light is emitted. Since the light is reflected in a direction different from the irradiation direction by the side surface of the groove, light reflection to the sensor side is low.
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 notch portion 54b is provided with a plurality of side surfaces of the groove, and the side surfaces are inclined with respect to the flat portion 54a.
That is, in the notch 54b shown in the partially enlarged cross-sectional view of FIG. 9, two or more kinds of inclined surfaces having different inclination angles with respect to the light receiving surface of the light receiving element are arranged in the circumferential direction.
Further, the partially enlarged cross-sectional view of FIG. 9 shows that two kinds of inclined surfaces are arrayed.
In addition, the 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 flat portion 54a is irradiated with light, the light ray L2 of the light is reflected toward the sensor side, so that the light is highly reflected toward the sensor side.
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。 Therefore, since the light receiving intensity of the light received by the sensor element 71 varies depending on the pitch of the flat portion 54a and the notch portion 54b, the change of the light reflection characteristic (change of the light receiving intensity) for each pitch is performed. The number of pitches by which the first gear 50 rotates can be obtained by the detection, and the rotation angle of the first gear 50 can be obtained based on the number of rotated pitches.
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。 Further, the detection of the light reception intensity of light can be performed at a finer pitch than the detection using the brush, and therefore the rotation device 10 of the third embodiment is also the first embodiment and the second embodiment. Similarly to, the rotation angle can be detected at a fine angle pitch as compared with the configuration using the conventional brush.
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。 Further, the rotating device 10 of the third embodiment is also quieter, has a lower manufacturing cost, and is superior in durability as compared with the conventional one using a brush, as in the first and second embodiments. ing.
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, the case where the high reflection portion and the low reflection portion of the light to the sensor side are constituted by the flat portion 54a and the notch portion 54b has been described, but it is not necessarily limited to this.
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, the part with high light reflection to the sensor side is a color with a high light reflectance such as white or silver, and the part with low light reflection to the sensor side is a color with a low light reflectance such as black. It may have been done.
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, it is sufficient that the portion having low light reflection has a color having a lower light reflectance than the portion having high light reflection. In this case, structural change like the notch 54b is not necessary. .
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。 Although the present invention has been described above based on the embodiment, the present invention is not limited to the 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 portion 53 is provided as the annular portion on the surface orthogonal to the rotation axis of the first gear 50, but the rotation of the first gear 50 An annular portion coaxial with the shaft may be provided integrally with the first gear 50, and the detected pattern may be provided on the side surface of the annular portion.
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, two different types of magnetic poles are alternately arranged in the detected portion 53 in the circumferential direction, but the present invention is not limited to this. In N, magnetic poles of N poles are arranged by n (an integer larger than 1), then magnetic poles of S poles are arranged by m (a number larger than 1), and two kinds of magnetic poles different from each other are alternately arranged according to this arrangement order. It may have been done.
In addition, m may be an integer same as or different from 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。
Further, in the above embodiment, the case where the sensor indirectly detects the rotation angle of the first gear 50 in a non-contact manner has been described.
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 an electronic component (eg, microcomputer, IC, circuit, etc.) other than the sensor of the rotation angle detection unit 70. The case where the conversion angle is converted and output to the outside and the rotation angle is calculated based on the output is shown.
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, the sensor itself may be provided with an IC or the like for calculating the rotation angle in addition to the element 71, and the obtained rotation angle may be used as an electronic component other than the sensor of the rotation angle detection unit 70 (for example, a microcomputer). , IC, circuit, etc.) to convert it into a digital signal or an analog signal and output it to the outside.
Therefore, the sensor may directly detect the rotation angle of the first gear 50 in a non-contact manner.
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。 Further, the detected pattern detected by the sensor may be output to the outside without being converted by the rotation angle detection unit 70 to calculate the rotation angle.
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 scope of the invention, and various modifications without departing from the scope of the invention also cover the technical scope of the invention. It is obvious to those skilled in the art from the description 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 10 ... Rotating device, 20 ... Casing, 21 ... 1st surface part, 22 ... 1st side wall part, 23 ... 1st housing, 25 ... 2nd surface part, 25a ... Opening part, 26 ... 2nd side wall part, 27 ... 2nd housing | casing, 30 ... Motor, 31 ... Main-body part, 31a ... 1st end surface, 31b ... 2nd end surface, 32 ... Rotating shaft, 33 ... Motor terminal, 40 ... Transmission gear, 41 ... Worm gear, 42 ... 1st 2nd Step gear, 42a ... Large diameter gear, 42b ... Small diameter gear, 43 ... Second two-stage gear, 43a ... Large diameter gear, 43b ... Small diameter gear, 50 ... First gear (output gear), 51 ... engagement part, 52 ... rotary shaft, 53 ... detected part, 54a ... flat part, 54b ... notch part, 60 ... gear, 70 ... rotation angle detection part, 71 ... element, 72 ... base part, 72a ... opening, 73 ... Connection terminal, 74 ... Cover part, A, B, C, D ... Attachment part
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 including a rotation angle detector, which serves as a drive source of an airflow control valve of an air control device used in a vehicle such as an automobile.
Then, in Patent Document 1, as a rotation angle detector, an example using a potentiometer including a non-rotating body provided with a resistor substrate and a rotating body provided with a brush slidably contacting the resistor substrate 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。 Further, 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. An example using a pulse sensor composed 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 enhance the controllability of the air flow control valve (louver).
For that 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 of the present invention is to provide a rotating device that can detect the rotation angle of the rotating device at 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 configurations in order to achieve the above object.
(1) In the rotating device of the present invention, the rotation angle of the motor and a plurality of gears including the first gear that is rotated by the motor and whose rotation angle is detected, and the rotation angle of the first gear are directly or indirectly contactless. And a sensor for detecting in the circumferential direction, the first gear includes a detected part that forms a detected pattern in the circumferential direction, and the sensor is separated from the detected part to detect one of the detected parts. It is arranged to face the section.
（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) above, the detected pattern is a periodic change in electromagnetic characteristics, and the sensor has a Hall element that detects a change in the 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, in the detected portion, a plurality of two types of magnetic poles different from each other are 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 part has an annular portion of a magnetic material forming 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 the first end portion on the first end side is provided with periodic unevenness in the circumferential direction.
（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 (2) above, the detected part has a ring portion of a magnetic material forming the detected pattern on a first end portion or an outer peripheral surface, and the detected pattern is the first part. It is formed by periodically providing N poles and S poles at one end or in the circumferential direction of 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) above, the detected pattern is a periodic change in the reflection characteristic of light, and the sensor has a light receiving element and a light emitting element that detect the change in the 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, in the detected portion, a plurality of two kinds of inclined surfaces having different inclination angles are arranged in the circumferential direction with respect to the light receiving surface of the light receiving element.
（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 the above (6), the detected part has an annular region that forms the detected pattern, and the detected pattern reflects light to the sensor side in the annular region. It 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) above, 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 where the light reflection is low has a lower reflectance than the portion where the light reflection is high.
（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 the configuration of any one of (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。 According to the present invention, it is possible to provide a rotating device capable of detecting the rotation angle of the rotating device at a fine pitch.
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。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The same elements are denoted by the same numbers throughout the description of the embodiments.
（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)
1 is a perspective view of a rotating device 10 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the rotating device 10 with a first housing 23 removed, and FIG. FIG. 6 is an exploded perspective view showing a gear 60.
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 rotating device 10 includes a first housing 23 having a first surface portion 21 as a surface portion and a first side wall portion 22 provided on an outer peripheral portion of the first surface portion 21, and a second housing portion as a surface portion. The housing 20 is provided with a second housing 27 having a second side wall portion 26 provided on the outer periphery of the surface portion 25 and the second surface portion 25. , Various parts shown in FIG. 2 are housed.
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 housing 20 is made of a resin material such as polypropylene, polyethylene terephthalate, and ABS.
Further, mounting portions A, B, C and D for mounting the rotating device 10 to the air conditioning system are provided on the outer periphery of the first housing 23.
Furthermore, as shown in FIG. 2, the first housing 23 and the second housing 27 are integrated so that a plurality of protrusions are provided on the outer periphery of the second side wall portion 26 of the second housing 27. As shown in the drawing, the first side wall 22 of the first housing 23 is provided with an engaging portion that engages with the projection on the outer periphery of the first side wall 22. Alternatively, a portion may be provided, and an engaging portion may be provided on the second side wall portion 26 of the second housing 27.
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 rotating device 10 is a motor 30 as various components housed in a housing 20 (see FIG. 1), and is rotated by driving the motor 30, and a rotation angle is detected. A plurality of gears 60 including a first gear 50 (an output gear in this example) are provided.
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。 In addition, as shown in FIG. 2, the rotation device 10 includes a rotation angle detection unit 70 that detects the rotation angle of the first gear 50 as various components housed in the housing 20 (see FIG. 1). There is.
（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 motor 30 is a drive device for rotating the first gear 50 (output gear), and a DC motor is used in this embodiment.
As shown in FIG. 3, the motor 30 is led out from a main body 31 having a square columnar outer shape with curved corners and a first end surface 31 a of the main body 31 and fixed to a rotor (not shown) of the motor 30. And a pair of motor terminals for power supply, which are located on the opposite side of the rotating shaft 32 and the first end surface 31a of the main body 31 and project outward from the second end surface 31b facing the first end surface 31a. 33, and.
A worm gear 41 is fixed to the rotary shaft 32 of the motor 30.
（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 gears 60 include a transmission gear 40.
The transmission gear 40 is a gear for transmitting the rotation of the rotation shaft 32 of the motor 30 to the first gear 50 (output gear) at a predetermined gear ratio.
Further, in this embodiment, three gears (a worm gear 41, a first two-stage gear 42, and a second two-stage gear 43) are used as the transmission gear 40.
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 transmission gear 40 is disposed next to the worm gear 41 fixed to the rotation shaft 32 (see FIG. 3) of the motor 30 and the worm gear 41 in a direction orthogonal to the worm gear 41. A first two-stage gear 42 having a large diameter gear 42a and a small diameter gear 42b connected to the worm gear 41.
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。 Further, the transmission gear 40 includes a second two-stage gear 43 arranged in a direction orthogonal to the worm gear 41 so as to sandwich the first two-stage gear 42 with the worm gear 41, and the second two-stage gear 43 is It has a large diameter gear 43a connected to the small diameter gear 42b in the first two-stage gear 42 and a small diameter gear 43b (see FIG. 3) connected to the first gear 50 (output gear).
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-stage gear 42 and the first two-stage gear 42, so as to transmit the rotation of the rotation shaft 32 of the motor 30 to the first gear 50 (output gear) while adjusting the gear ratio using a small space. Although the second two-stage gear 43 is used, for example, as a design in which the second two-stage gear 43 is omitted and the first gear 50 (output gear) is connected to the gear 42b having a smaller diameter than the first two-stage gear 42. Alternatively, the first two-stage gear 42 and the second two-stage gear 43 may be omitted and the worm gear 41 may be directly connected to the first gear 50 (output gear).
（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。
(First gear)
In the present embodiment, the first gear 50 is an output gear that outputs the rotation of the rotation shaft 32 of the motor 30 to the outside.
More specifically, the first gear 50 is connected to a drive shaft of a louver included in an air conditioner of a vehicle such as an automobile (not shown).
Then, the rotation of the rotation shaft 32 of the motor 30 is output as a driving force for controlling the driving shaft of the louver via the first gear 50.
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。
For this reason, as shown in FIG. 3, the second surface portion 25 of the second housing 27 is provided with an opening 25a that allows the first gear 50 (output gear) to be accessed from the outside.
Therefore, as shown in FIG. 4, which is a perspective view of the rotating device 10 as viewed from the second surface 25 side, the driving shaft of the louver (not shown) can be connected to the engaging portion 51 of the first gear 50 through the opening 25a. It has become.
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 first gear 50 is not limited to the mode in which the drive shaft of the louver (not shown) is directly connected, and a gear may be provided between the rotating device 10 and the drive shaft of the louver (not shown). In this case, the rotating shaft of the intervening gear is connected to the first gear 50.
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。 Then, later, a detailed description will be given together with how the rotation angle detection unit 70 detects the rotation angle of the first gear 50. The first gear 50 is as shown in FIG. The detection target portion 53 having a periodic detection target pattern detected by the sensor (element 71) of the rotation angle detection portion 70 is provided in the circumferential direction around the rotation shaft 52.
（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 a surface of the rotation angle detection unit 70 on the first gear 50 side.
In order to drive and control the louver (not shown) to a predetermined state, it is necessary to control the rotation angle of the first gear 50, but in order to control the rotation angle of the first gear 50, the rotation angle of the first gear 50 is controlled. The rotation angle detection unit 70 is provided to detect the rotation angle.
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, the rotation of the first gear 50 is controlled by controlling the rotation of the motor 30 based on the rotation angle of the first gear 50 detected by the rotation angle detection unit 70 so that the louver (not shown) is brought into a predetermined state. Done.
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 angle detection unit 70 includes a base portion 72, a plurality of connection terminals 73 arranged on the base portion 72, and a sensor electrically connected to the connection terminals 73. Is equipped with.
Note that the connection terminals 73 are input / output terminals of the rotation angle detection unit 70, and in the present embodiment, the case where five connection terminals 73 are provided is shown, but the number of connection terminals 73 is used. It should be determined according to the sensor and the like, and is not particularly limited.
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 the detected pattern of the detected portion 53 of the first gear 50 in a non-contact manner on a circuit board (not shown).
In the present embodiment, the element 71 is a Hall element that detects a change in electromagnetic characteristics.
Then, the sensor detects the detected pattern used for calculating the rotation angle of the first gear 50.
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 angle detection unit 70 converts the detected pattern detected by the sensor into a digital signal or an analog signal and outputs it to the outside.
The rotation angle detection unit 70 that outputs a digital signal or an analog signal includes electronic components (for example, a microcomputer, an IC, a circuit, etc.) other than the sensor.
Here, as the outside, for example, a vehicle or the like to which the rotating device 10 is attached can be cited.
Information used for calculating the rotation angle of the first gear 50 may be referred to as position information, and the position information may be, for example, a detected pattern.
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 base portion 72 is provided with an opening 72a for locating the sensor element 71 on the first gear 50 side, and the sensor element 71 is located in the opening 72a. A circuit board of a sensor (not shown) is arranged on the base portion 72.
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 rotation angle detection unit 70 includes a cover portion 74 that covers a part of the circuit board of the sensor (not shown) arranged on the base portion 72 and the connection terminal 73.
（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 angle detection unit 70 detects the rotation angle of the first gear 50 will be described.
FIG. 6 is a perspective view of the rotation angle detection unit 70 side of the first gear 50, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
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 portion 53 of the first gear 50 is formed as an annular portion made of a magnetic material (plastic magnet material) containing magnetic powder, and is formed by two-color molding when the first gear 50 is resin-molded. By doing so, it is formed integrally with the first gear 50.
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。
Then, as shown in FIG. 7, the detected portion 53 formed as an annular portion is provided so as to project from the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection portion 70 side toward the rotation angle detection portion 70 side. The first end side is magnetized to the N pole, and the second end side opposite to the first end side provided so as to be embedded in the first gear 50 is magnetized to the S pole.
In the detected portion 53, a plurality of different kinds of magnetic poles may be alternately arranged in the circumferential direction.
The magnetized state may be such that the first end side is the S pole and the second end side is the N pole.
Further, the detected portion 53 is provided with periodic unevenness in the circumferential direction at the first end portion on the first end side.
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 this embodiment, as described above, the first end side of the detected portion 53 provided in the circumferential direction around the rotation shaft 52 of the first gear 50 is the N pole, and the first end side is the first end side. By providing periodic irregularities at the ends in the circumferential direction, a periodic pattern to be detected by the sensor is formed in the circumferential direction about the rotation shaft 52 of the first gear 50.
Then, the sensor (more specifically, the element 71) is arranged to face a part of the detected pattern formed in this manner in the circumferential direction so as to be spaced apart from the detected pattern.
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 portion 53 and the element 71 depends on whether the convex portion formed on the detected portion 53 is located directly below the element 71 or the concave portion. Therefore, the electromagnetic characteristic changes periodically with the pitch of the unevenness, and in the present embodiment, such a periodic change in the electromagnetic characteristic is used for the detected pattern.
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 first gear 50 rotates, the sensor detects a change in the electromagnetic characteristic for each pitch of the concavo-convex. Therefore, it is determined how many pitches the first gear 50 has rotated, and the number of rotated pitches is calculated. Based on this, the rotation angle of the first gear 50 can be obtained.
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 can be performed even if the pitch of the unevenness is fine, so that the rotation angle can be detected at a finer angle pitch than in the 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 first gear 50 in a non-contact manner, the noise caused by the sliding contact of the brush is generated. Not only is it possible to improve the noise reduction of the rotating device 10, but it is also possible to solve the problem of durability such as the brush being worn down.
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。 Further, the detected portion 53 having the detected pattern can be manufactured by two-color molding when the first gear 50 is resin-molded, so that an increase in manufacturing cost can be suppressed to a low level and a sensor having a hall element can also be used. Since the price is lower than that of the sensor using the brush, the configuration of the present embodiment can reduce the manufacturing cost as compared with the configuration using the conventional brush.
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 first gear 50 that detects the rotation angle is used as the output gear. However, for example, if the rotation angles of the first two-stage gear 42 and the second two-stage gear 43 are detected, Since the rotation control of the output gear is possible, the first gear 50 that detects the rotation angle may be the first second-stage gear 42 or the second second-stage gear 43.
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 has a larger diameter than the first two-stage gear 42 and the second two-stage gear 43, the diameter of the annular portion to be the detected portion 53 is increased by using the first gear 50 as the output gear. be able to.
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 unevenness pitch in manufacturing does not depend on the size of the diameter, if the diameter of the annular portion that becomes the detected portion 53 is made large, many unevenness can be formed in the circumferential direction by that amount. It is possible to make the detection pitch finer when viewed in terms of the rotation angle.
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 first gear 50 for detecting the rotation angle is not limited to the output gear, but is preferably the output gear.
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 the present embodiment, the detected part 53 is manufactured by two-color molding, but the first gear 50 is provided with an annular recess, and the detected part 53 is molded separately from the first gear 50. By performing the above, the separately detected target portion 53 may be fitted in the concave portion of the first gear 50.
（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, the case in which a physical shape change of alternately forming irregularities in the circumferential direction is used to form a detected pattern that is a periodical change in electromagnetic characteristics has been described.
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 detected pattern that is a periodic change in electromagnetic characteristics without physically forming irregularities, and in the second embodiment, a case where irregularities are 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。 The second embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the detected portion 53 of the first gear 50, and the other configurations are the same as those in the first embodiment. The configuration of the detected portion 53 of the second embodiment will be described, and description of the same points as those of the first embodiment may be omitted.
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 angle detector 70 side.
Similarly to the first embodiment, the detected portion 53 of the first gear 50 of the second embodiment is also formed as an annular portion made of a magnetic material (plastic magnet material) containing magnetic powder, The first gear 50 is formed integrally with the first gear 50 by two-color molding when molding the resin.
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 portion on the first end side provided so as to project from the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection unit 70 side to the rotation angle detection unit 70 side is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the magnets are magnetized so as to have N poles and S poles alternately at equal pitches in the circumferential direction.
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 portion, the pattern to be detected in which the electromagnetic characteristics periodically change due to the change in the circumferential pole is formed. Is becoming
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 with such a detected pattern, the sensor having the Hall element as the element 71 can detect the change in the electromagnetic characteristics for each pitch at which the poles change, and the first gear 50 of the first gear 50 can be detected as in the first embodiment. The rotation angle can be detected.
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。 Since the Hall element can detect the change of the pole even if the change pitch of the pole is fine, even in the case of the configuration of the second embodiment, the configuration using the conventional brush is used as in the first embodiment. Compared with, the rotation angle can be detected with a fine 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。 Further, as in the first embodiment, the rotating device 10 of the second embodiment also has a configuration that does not use a brush that detects the rotation angle in a non-contact manner. High, low manufacturing cost, and excellent durability.
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 detected portion 53 formed as an annular portion protrudes from the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection portion 70 side to the rotation angle detection portion 70 side, as in the first embodiment. However, the end surface of the first end portion of the detected portion 53 on the rotation angle detection portion 70 side is flush with the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection portion 70 side. May be.
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 contrary, the detected portion 53 is made to further protrude from the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection portion 70 side toward the rotation angle detection portion 70, and appears in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the detection portion 53. The element 71 of the sensor may be arranged so as to face the outer peripheral surface of the detected portion 53 by using the change in the electromagnetic characteristics of the N pole and the S pole due to the change in the pole as the detected pattern.
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, the detected part 53 may be formed by two-color molding as in the first embodiment.
Further, an annular recess may be provided in the first gear 50, the detected portion 53 may be molded separately from the first gear 50, and the separately detected detected portion 53 may be fitted into the recess of the first gear 50. .
（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. However, the detected pattern may be a periodic change in light reflection characteristics, In the following, as a third embodiment, a case will be described in which such a periodical change in the reflection characteristic of light is used as the detected pattern.
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 the reflection characteristic of light, a Hall element is not used as the element 71, but a light emitting / receiving element having a light emitting element and a light receiving element (for example, a photocoupler). Such an element is used as the element 71.
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。 And, in other respects, only the configuration of the detected portion 53 is different from the first embodiment and the second embodiment. Therefore, in the following, the configuration of the detected portion 53 of the third embodiment will be mainly described. Description will be given, and description of other parts may be omitted.
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 angle detector 70 side.
Note that FIG. 9 also shows a partially enlarged cross-sectional view taken along the line BB, and this partially enlarged cross-sectional view shows a state when light is emitted from the element 71 which is a light emitting and receiving element. The light reflection state is shown by a light ray L1 (see a dotted line) and a light ray L2 (see a dashed line).
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, also in the first gear 50 of the third embodiment, the annular portion formed so as to project from the surface of the first gear 50 on the rotation angle detection unit 70 side toward the rotation angle detection unit 70 side. The detected part 53 configured as follows is provided.
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 portion 53 configured as the annular portion has the same resin material (containing magnetic powder as that of the other portion of the first gear 50). However, when the first gear 50 is resin-molded, a physical shape change like the detected portion 53 shown in FIG. 9 is formed.
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。 Note that, although FIG. 9 shows the case where the detected portion 53 is formed as an annular portion protruding toward the rotation angle detecting portion 70 side, the end surface of this annular portion that is closest to the rotation angle detecting portion 70 side. May be flush with the inner side surface of the first gear 50 on the side of the rotation angle detection unit 70. In this case, since there is no difference in material, the detected unit 53 is an annular ring to which light is emitted from the sensor. Notches 54b only appear periodically in the upper region.
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。 Therefore, in the present specification and the like, the detected portion 53 of the third embodiment is a circle including a case where it projects from the inner side surface of the first gear 50 on the rotation angle detection section 70 side and a case where it does not project. It may be called a ring region.
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, how the rotation angle detection unit 70 specifically detects the rotation angle of the first gear 50 will be described.
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 first gear 50 of the third embodiment, the detected pattern is formed by alternately forming the flat portions 54a and the notch portions 54b at a predetermined pitch in the circumferential direction.
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 a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 9, when light is emitted from the element 71 which is the light receiving and emitting element to the notch portions 54b formed as a plurality of triangular grooves, the light ray L1 of the light is emitted. Since the light is reflected in a direction different from the irradiation direction by the side surface of the groove, light reflection to the sensor side is low.
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 notch portion 54b is provided with a plurality of side surfaces of the groove, and the side surfaces are inclined with respect to the flat portion 54a.
That is, in the notch 54b shown in the partially enlarged cross-sectional view of FIG. 9, two or more kinds of inclined surfaces having different inclination angles with respect to the light receiving surface of the light receiving element are arranged in the circumferential direction.
Further, the partially enlarged cross-sectional view of FIG. 9 shows that two kinds of inclined surfaces are arrayed.
In addition, the 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 flat portion 54a is irradiated with light, the light ray L2 of the light is reflected toward the sensor side, so that the light is highly reflected toward the sensor side.
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。 Therefore, since the light receiving intensity of the light received by the sensor element 71 varies depending on the pitch of the flat portion 54a and the notch portion 54b, the change of the light reflection characteristic (change of the light receiving intensity) for each pitch is performed. The number of pitches by which the first gear 50 rotates can be obtained by the detection, and the rotation angle of the first gear 50 can be obtained based on the number of rotated pitches.
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。 Further, the detection of the light reception intensity of light can be performed at a finer pitch than the detection using the brush, and therefore the rotation device 10 of the third embodiment is also the first embodiment and the second embodiment. Similarly to, the rotation angle can be detected at a fine angle pitch as compared with the configuration using the conventional brush.
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。 Further, the rotating device 10 of the third embodiment is also quieter, has a lower manufacturing cost, and is superior in durability as compared with the conventional one using a brush, as in the first and second embodiments. ing.
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, the case where the high reflection portion and the low reflection portion of the light to the sensor side are constituted by the flat portion 54a and the notch portion 54b has been described, but it is not necessarily limited to this.
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, the part with high light reflection to the sensor side is a color with a high light reflectance such as white or silver, and the part with low light reflection to the sensor side is a color with a low light reflectance such as black. It may have been done.
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, it is sufficient that the portion having low light reflection has a color having a lower light reflectance than the portion having high light reflection. In this case, structural change like the notch 54b is not necessary. .
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。 Although the present invention has been described above based on the embodiment, the present invention is not limited to the 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 portion 53 is provided as the annular portion on the surface orthogonal to the rotation axis of the first gear 50, but the rotation of the first gear 50 An annular portion coaxial with the shaft may be provided integrally with the first gear 50, and the detected pattern may be provided on the side surface of the annular portion.
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, two different types of magnetic poles are alternately arranged in the detected portion 53 in the circumferential direction, but the present invention is not limited to this. In N, magnetic poles of N poles are arranged by n (an integer larger than 1), then magnetic poles of S poles are arranged by m (a number larger than 1), and two kinds of magnetic poles different from each other are alternately arranged according to this arrangement order. It may have been done.
In addition, m may be an integer same as or different from 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。
Further, in the above embodiment, the case where the sensor indirectly detects the rotation angle of the first gear 50 in a non-contact manner has been described.
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 an electronic component (eg, microcomputer, IC, circuit, etc.) other than the sensor of the rotation angle detection unit 70. The case where the conversion angle is converted and output to the outside and the rotation angle is calculated based on the output is shown.
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, the sensor itself may be provided with an IC or the like for calculating the rotation angle in addition to the element 71, and the obtained rotation angle may be used as an electronic component other than the sensor of the rotation angle detection unit 70 (for example, a microcomputer). , IC, circuit, etc.) to convert it into a digital signal or an analog signal and output it to the outside.
Therefore, the sensor may directly detect the rotation angle of the first gear 50 in a non-contact manner.
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。 Further, the detected pattern detected by the sensor may be output to the outside without being converted by the rotation angle detection unit 70 to calculate the rotation angle.
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 scope of the invention, and various modifications without departing from the scope of the invention also cover the technical scope of the invention. It is obvious to those skilled in the art from the description 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 10 ... Rotating device, 20 ... Casing, 21 ... 1st surface part, 22 ... 1st side wall part, 23 ... 1st housing, 25 ... 2nd surface part, 25a ... Opening part, 26 ... 2nd side wall part, 27 ... 2nd housing | casing, 30 ... Motor, 31 ... Main-body part, 31a ... 1st end surface, 31b ... 2nd end surface, 32 ... Rotating shaft, 33 ... Motor terminal, 40 ... Transmission gear, 41 ... Worm gear, 42 ... 1st 2nd Step gear, 42a ... Large diameter gear, 42b ... Small diameter gear, 43 ... Second two-stage gear, 43a ... Large diameter gear, 43b ... Small diameter gear, 50 ... First gear (output gear), 51 ... engagement part, 52 ... rotary shaft, 53 ... detected part, 54a ... flat part, 54b ... notch part, 60 ... gear, 70 ... rotation angle detection part, 71 ... element, 72 ... base part, 72a ... opening, 73 ... Connection terminal, 74 ... Cover part, A, B, C, D ... Attachment part
Claims (12)
前記モータによって回転され、回転角が検出される出力ギアと、
１又は複数の伝達ギアと、
回路基板と、
当該回路基板に設けられた素子を有するセンサーと、を備え、
前記出力ギアは、回転軸と、周方向において、被検出パターンを形成する被検出部と、を備え、
前記１又は複数の伝達ギアの回転軸は、前記出力ギアの回転軸の方向に延在しており、
前記センサーは、前記被検出パターンを非接触で検出し、
前記出力ギアの回転軸の方向において、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おり、
前記出力ギアの回転軸の方向において第１面部と第２面部とを有する、筐体を備え、
前記回路基板が前記第２面部に設けられており、
前記出力ギアの回転軸の方向において、前記回路基板および前記伝達ギアは前記第１面部と前記出力ギアの間にあり、
前記第２面部に、外部と接続する複数の接続端子が設けられており、
前記回路基板には前記複数の接続端子が設けられており、
前記回路基板内において、前記素子は前記複数の接続端子に対して前記出力ギア側に配置されており、
前記出力ギアは前記第２面部側に係合部を備え、
前記第２面部は開口部を備え、
前記出力ギアは、前記第１面部側に設けられた前記被検出部と前記回転軸とを備える、回転装置。 A motor,
An output gear that is rotated by the motor and whose rotation angle is detected,
One or more transmission gears,
Circuit board,
A sensor having an element provided on the circuit board,
The output gear includes a rotating shaft and a detected portion that forms a detected pattern in the circumferential direction,
The rotation shaft of the one or more transmission gears extends in the direction of the rotation shaft of the output gear,
The sensor detects the detected pattern in a non-contact manner,
In the direction of the rotation axis of the output gear, the sensor is arranged apart from the detected portion and facing a part of the detected portion,
A housing having a first surface portion and a second surface portion in the direction of the rotation axis of the output gear,
The circuit board is provided on the second surface portion,
In the direction of the rotation axis of the output gear, the circuit board and the transmission gear are between the first surface portion and the output gear,
The second surface portion is provided with a plurality of connection terminals for connecting to the outside,
The circuit board is provided with the plurality of connection terminals,
In the circuit board, the element is arranged on the output gear side with respect to the plurality of connection terminals,
The output gear includes an engaging portion on the second surface portion side,
The second surface portion has an opening,
The said output gear is a rotating device provided with the said to-be-detected part and the said rotating shaft provided in the said 1st surface part side.
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前記素子として有している請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転装置。 The detected pattern is a periodic change in electromagnetic characteristics,
The rotation device according to claim 1, wherein the sensor has a Hall element that detects a change in the electromagnetic characteristics as the element.
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４に記載の回転装置。 The detected part has a magnetic material forming the detected pattern on the first end side,
The rotation device according to claim 4, wherein the detected pattern is formed by providing an N pole or an S pole on the first end side and providing periodic unevenness on the first end side in the circumferential direction. ..
前記被検出パターンは、前記第１端側に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４に記載の回転装置。 The detected part has a magnetic material forming the detected pattern on the first end side,
The rotating device according to claim 4, wherein the detected pattern is formed by periodically providing an N pole and an S pole on the first end side.
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、前記素子として有している請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転装置。 The detected pattern is a periodic change in the reflection characteristics of light,
The rotation 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 as the elements.
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８に記載の回転装置。 The detected part has an annular region forming the detected pattern,
9. The rotating device according to claim 8, wherein the detected pattern is formed by periodically providing, in the annular region, a portion in which light reflection to the sensor side is high and a portion in which light reflection is low in the circumferential direction.
前記光の反射が低い部分は、ノッチ部である請求項１０に記載の回転装置。 The portion where the light reflection is high is a flat portion,
The rotating device according to claim 10, wherein the portion where the light reflection is low is a notch portion.
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