JP3420260B2 - モータアクチュエータの多段停止位置制御装置 - Google Patents

モータアクチュエータの多段停止位置制御装置

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JP3420260B2 JP14408792A JP14408792A JP3420260B2 JP 3420260 B2 JP3420260 B2 JP 3420260B2 JP 14408792 A JP14408792 A JP 14408792A JP 14408792 A JP14408792 A JP 14408792A JP 3420260 B2 JP3420260 B2 JP 3420260B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、自動車用空調装置の
空気流路開閉用ドアその他のドアの開度を制御するため
等に用いられるモータアクチュエータの多段停止位置制
御装置に関する。 【0002】 【従来の技術】モータアクチュエータの出力軸の停止角
度を制御するために、一般に、出力軸と共に回動する導
電ブラシに接触する複数の接片と共通接片とを設け、各
接片に接続したスイッチを開閉して共通接片の電位を変
えることによって、それらに接触する導電ブラシの停止
位置、即ちモータによって駆動される出力軸の停止位置
を制御するようにしている。 【0003】そのようなモータアクチュエータの多段停
止位置制御装置として従来は、例えば、複数の接片を順
に共通接片と同芯状に配置したもの(実開昭60−44
497号)や、一つの共通接片と同芯状に複数の小接片
を2列に交互に千鳥足状に配置したもの(実開昭62−
122459号)などがある。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のもの
は、停止位置の数に相当する数の接片を、径方向に順に
配置する必要があるため、接片部分が非常に広いスペー
スを必要として装置が大型になってしまう欠点がある。 【0005】また、後者のものは、小接片と導電ブラシ
との接触関係によって、小接片に接続されているスイッ
チに逆方向の電流が流れるので、スイッチをトランジス
タ化することができない。そのため、操作の自動化が困
難で、自動車のいわゆるフルオートエアコン等に採用す
ることができない欠点がある。 【0006】そこで本発明は、装置を小型にコンパクト
に形成することができ、しかもスイッチの自動化も容易
なモータアクチュエータの多段停止位置制御装置を提供
することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のモータアクチュエータの多段停止位置制御
装置は、同芯の円弧状に配置された第1と第2の共通接
片と、あい異なる半径の2つの小さな円弧をクランク状
につないだ形状に形成されて上記第1と第2の共通接片
に沿って順次配列された複数の小接片と、両方向に回転
可能なモータによって駆動されるモータアクチュエータ
の出力軸と共に回動して上記各小接片の両方の円弧部分
と上記第1の共通接片とに接触する第1の導電ブラシ
と、上記出力軸と共に回動して上記各小接片の一方の円
弧部分と上記第2の共通接片とに接触する第2の導電ブ
ラシと、上記各小接片に電位を与えるために上記各小接
片と電源との間に接続されたスイッチと、上記第1と第
2の共通接片の電位を入力して、上記第1と第2の共通
接片の電位が共にハイレベルのときと共にローレベルの
ときとで上記モータを逆方向に回転させる電圧を出力
し、上記第1と第2の共通接片の電位の一方がハイレベ
ルで他方がローレベルのときには上記モータを停止させ
る電圧を出力し、上記第1と第2の共通接片の電位の一
方がローレベルで他方がハイレベルのときには上記モー
タをいずれか一方の所定方向に回転させる電圧を出力す
るモータ駆動回路とを設けたことを特徴とする。 【0008】 【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図1は、
車室内の空調コントロールに用いられるドア(空気吹き
出しモード切り換えドア又はエアミックスドアなど)1
の開度を変化させるためのモータアクチュエータの多段
停止位置制御装置を示している。 【0009】モータアクチュエータは、正逆回転可能な
直流モータ11と、そのモータ11の回転数を減速する
減速歯車群(図示せず)と、その減速歯車群の最終歯車
に固着されて回動する出力軸12などにより構成されて
いる。そして、出力軸12に取り付けられた出力アーム
2の先端とドア1との間を連結するロッド3を介して、
ドア1がモータ11の駆動力によって開閉されるように
なっている。 【0010】B1及びB2は、出力軸12に固着されて
出力アーム2と共に回動する第1と第2の導電ブラシで
ある。この導電ブラシB1,B2に対向して例えば配線
基板上の固定部に、接片群が出力軸の回転軸を中心にし
て同芯に配置されている。 【0011】接片群は、同芯の円弧状に少し間をあけて
配置された第1と第2の共通接片14,15と、あい異
なる半径の2つの小さな円弧をクランク状につないだ形
状に形成されて、共通接片14,15と接触しないよう
に共通接片14,15の外周に沿って順次配列された5
つの小接片16〜20により構成されている。 【0012】隣り合う小接片16〜20どうしの間には
所定の間隔があけられており、それらの内側の円弧部分
と隣の小接片16〜20の外側の円弧部分とは中心軸か
ら見て角度的に少しずつ重なり合うように配置されてい
る。 【0013】第1と第2の導電ブラシB1,B2は、互
いの間に小接片16〜20の長さの約半分の長さの間隔
をあけて配置されている。そして、第1の導電ブラシB
1は、第1の共通接片14に常に接触すると共に、各小
接片16〜20の内側と外側の両方の円弧部分に接触す
ることができるように3つの接点を有し、第2の導電ブ
ラシB2は、第2の共通接片15に常に接触すると共
に、各小接片16〜20の内側の円弧部分に接触するこ
とができるように2つの接点を有している。 【0014】また、第1ないし第4の小接片16〜19
は、第1ないし第4のスイッチSW1〜SW4を介して
直流定圧電源100に接続され、第5の小接片20は直
流定圧電源100に直接接続されている。 【0015】第1と第2の共通接片14,15は、各々
プルアップ用の抵抗器22,23を介して接地され、モ
ータ駆動回路30の第1と第2の入力端子に接続さ
れている。 【0016】モータ駆動回路30は、出力端の間に
モータ11が接続された2つのオペアンプ31,32
と、直流定圧電源100の電圧を分圧するようにアース
との間に直列に接続された2つの抵抗器33,34を含
んでいる。そして、両抵抗器33,34の中間部分が第
1のオペアンプ31の−側入力端及び第2のオペアンプ
32の+側入力端に各々抵抗器36,37を介して接続
されている。 【0017】第1及び第2のオペアンプ31,32共
に、出力端と+側入力端との間には、抵抗値の大きな抵
抗器38,39が接続され、第1のオペアンプ31の+
側入力端は、インピーダンス整合用の抵抗器41を介し
て第1の入力端に接続されている。 【0018】また、第2のオペアンプ32の−側入力端
は、直列に接続された2つの抵抗器42,43を介して
第2の入力端に接続されている。そして、その2つの
抵抗器42,43の中間部分と第1のオペアンプ31の
出力端との間に、第1のオペアンプ31の出力端側から
第2のオペアンプ32の−側入力端の方向へのみ電流を
流すようにダイオード45が接続されている。 【0019】このように構成された駆動回路では、第1
のオペアンプ31の出力端がハイレベルのときは第2の
オペアンプ32の−側入力端が必ずハイレベルになり、
第1のオペアンプ31の入力端がローレベルのときは第
2のオペアンプ32の−側入力端はそれに影響されな
い。 【0020】したがって、図2に示されるように、 (a)第1の入力端への入力がハイレベルで第2の入
力端への入力がローレベルのときは、第1の出力端
への出力がハイレベルになって第2の出力端への出力
がローレベルになる。したがってモータ11は正転し、
それによって出力軸12が時計回り方向に回転して、出
力軸12、出力アーム2及び2つの導電ブラシB1,B
2(以下「導電ブラシ等」という)が時計回り方向に回
動する。 【0021】(b)及びへの入力が共にハイレベル
のときは、やはりへの出力がハイレベルになってへ
の出力がローレベルになる。したがって、モータ11が
正転して導電ブラシ等が時計回り方向に回動する。 【0022】(c)への入力がローレベルでへの入
力がハイレベルのときは、及びへの出力が共にロー
レベルになる。したがって、モータ11は停止し、その
位置で導電ブラシ等は停止する。 【0023】(d)及びへの入力が共にローレベル
のときは、への出力がローレベルでへの出力かハイ
レベルになる。したがって、モータ11が逆転して導電
ブラシ等が反時計回り方向に回動する。 【0024】このように動作するモータ駆動回路30の
2つの入力端の電位レベルは4個のスイッチSW1
〜SW4の開閉状態と2つの導電ブラシB1,B2の位
置との関係によって決められる。 【0025】図1の状態においては、第1と第2のスイ
ッチSW1,SW2は開いており、第3と第4のスイッ
チSW3,SW4は閉じている。そして、第1の導電ブ
ラシB1は、第2の小接片17に接触していて、第2の
導電ブラシB2は第3の小接片18とに接触している。 【0026】この状態は、モータ駆動回路30の第1の
入力端がローレベルで第2の入力端がハイレベルで
ある(c)の状態になっている。したがって、モータ1
1は停止していて、導電ブラシ等は図1に示される位置
で停止する。 【0027】図3は、導電ブラシ等が少し反時計回り方
向に寄った位置にある場合を示しており、この状態で
は、2つの導電ブラシB1,B2が共に第3の小接片1
8に接触している。 【0028】この状態は、入力端及びが共にハイレ
ベルである(b)の状態になっている。したがって、モ
ータ11が正転をして、導電ブラシ等が時計回り方向に
回動し、図1に示される停止位置に向かって移動する。 【0029】図4は、導電ブラシ等がさらに反時計回り
方向に寄った位置にある場合を示しており、この状態で
は、第1の導電ブラシB1は第3の小接片18に接触
し、第2の導電ブラシB2はどの小接片16〜20にも
接触していない。 【0030】この状態は、第1の入力端がハイレベル
で第2の入力端がローレベルである(a)の状態であ
る。したがってモータ11が正転をして、導電ブラシ等
が時計回り方向に回動し、図3に示される状態を経て図
1に示される停止位置に向かって移動する。 【0031】なお、導電ブラシ等がさらに反時計回り方
向に寄った位置にあって、第2の導電ブラシB2が第3
の小接片19に接触していても、共にハイレベルの
(b)の状態になるので、やはりモータ11は正転をし
て、導電ブラシ等が時計回り方向に回動する。 【0032】図5は、導電ブラシ等が停止位置より時計
回り方向に寄った位置にある場合を示しており、この状
態では、2つの導電ブラシB1,B2が共に第3及び第
4の小接片18,19のいずれにも接触していない。 【0033】この状態は、2つの入力端及びが共に
ローレベルである(d)の状態である。したがってモー
タ11が逆転をして、導電ブラシ等が反時計回り方向に
回動して図1に示される停止位置に向かって移動する。 【0034】このようにして、第1と第2のスイッチS
W1,SW2を開き、第3と第4のスイッチSW3,S
W4を閉じた状態では、図1に示されるように、第1の
導電ブラシB1が第2の小接片17に接触し、第2の導
電ブラシB2が第3の小接片18に接触する位置で導電
ブラシ等が停止する。 【0035】その停止位置を変えるには、スイッチSW
1〜SW4の開閉状態を変えればよく、図6に示される
ように、第3及び第4のスイッチSW3,SW4を閉じ
た状態からさらに第2のスイッチSW2も閉じれば、2
つの入力端及びが共にハイレベルになってモータ1
1が正転する。 【0036】すると、導電ブラシB1,B2が出力アー
ム2と共に時計回り方向に回動し、第1の導電ブラシB
1が第1の小接片16に接触して第2の導電ブラシB2
が第2の小接片17に接触する位置で停止する。 【0037】逆に、図7に示されるように、第1ないし
第3のスイッチSW1〜SW3を開いて、第4のスイッ
チSW4だけを閉じれば、2つの入力端及びが共に
ローレベルになってモータ11が逆転する。 【0038】すると、導電ブラシB1,B2が出力アー
ム2と共に反時計回り方向に回動し、第1の導電ブラシ
B1が第3の小接片18に接触して第2の導電ブラシB
2が第4の小接片19に接触する位置で停止する。 【0039】この実施例においては、このように4個の
スイッチSW1〜SW4を開閉することによって、所定
の5箇所で出力アーム2を停止させて、ドア1の開き角
度を制御することができる。 【0040】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、駆動対象はドアに限らず弁その他種々のも
のを対象物とすることができる。また、スイッチと小接
片の数は必要な停止箇所の数に合わせて増減させればよ
く、スイッチには逆方向に電流が流れないので、スイッ
チにトランジスタを用いて、操作を自動化してもよい。 【0041】また、モータ駆動回路は、例えば図8に示
されるように、ダイオード45を逆向きに接続して図9
に示されるような制御関係にしてもよく、或いはさらに
異なる回路構成にしてもよい。 【0042】 【発明の効果】本発明のモータアクチュエータの多段停
止位置制御装置によれば、2つの共通接片に沿って小接
片を配置する構成なので、接片数が増えても接片部分の
外径を広げる必要がなく、装置を小型にコンパクトに形
成することができる。 【0043】そして、スイッチは電源と小接片との間に
接続されていて逆方向に電流が流れないので、スイッチ
をトランジスタ化して、操作の自動化に容易に対応する
ことができる。 【0044】また、停止位置を決定するのは、ハイレベ
ルとローレベルの2値のデジタル信号であり、多少の電
位のばらつき等によって停止位置が変化したりしないの
で、安定した確実な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例の回路図である。 【図2】本発明の実施例の動作を示す図表である。 【図3】本発明の実施例の動作を示す部分略示図であ
る。 【図4】本発明の実施例の動作を示す部分略示図であ
る。 【図5】本発明の実施例の動作を示す部分略示図であ
る。 【図6】本発明の実施例の動作を示す部分略示図であ
る。 【図7】本発明の実施例の動作を示す部分略示図であ
る。 【図8】本発明の第2の実施例の部分回路図である。 【図9】本発明の第2の実施例の動作を示す図表であ
る。 【符号の説明】 1 ドア 2 出力アーム 11 モータ 12 出力軸 14,15 共通接片 16〜20 小接片 B1,B2 導電ブラシ 30 モータ駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60H 1/00 - 3/06 G05D 3/12 H01H 19/00 - 21/88

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】同芯の円弧状に配置された第1と第2の共
    通接片と、 あい異なる半径の2つの小さな円弧をクランク状につな
    いだ形状に形成されて上記第1と第2の共通接片に沿っ
    て順次配列された複数の小接片と、 両方向に回転可能なモータによって駆動されるモータア
    クチュエータの出力軸と共に回動して上記各小接片の両
    方の円弧部分と上記第1の共通接片とに接触する第1の
    導電ブラシと、 上記出力軸と共に回動して上記各小接片の一方の円弧部
    分と上記第2の共通接片とに接触する第2の導電ブラシ
    と、 上記各小接片に電位を与えるために上記各小接片と電源
    との間に接続されたスイッチと、 上記第1と第2の共通接片の電位を入力して、上記第1
    と第2の共通接片の電位が共にハイレベルのときと共に
    ローレベルのときとで上記モータを逆方向に回転させる
    電圧を出力し、上記第1と第2の共通接片の電位の一方
    がハイレベルで他方がローレベルのときには上記モータ
    を停止させる電圧を出力し、上記第1と第2の共通接片
    の電位の一方がローレベルで他方がハイレベルのときに
    は上記モータをいずれか一方の所定方向に回転させる電
    圧を出力するモータ駆動回路とを設けたことを特徴とす
    るモータアクチュエータの多段停止位置制御装置。
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