JP5826555B2 - センサ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、空気調和装置の空調空間内の人や間取り等を検知するために用いられて好適なセンサ駆動装置に関する。

例えば、空気調和装置においては、室内機に空調空間の状態、すなわち、人や間取り等を認識するための空調空間認識装置が設けられており、空調空間認識装置が認識した空調空間の状態に応じて、風向変更羽根を制御して空調運転を行うようにしている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開２０１０−１８５５９２号公報（４−５頁、図５） 特開２０１０−１８５５９０号公報（５−６頁、図５）

上述の特許文献１及び２に記載された空調空間認識装置は、空調空間を認識するセンサ部を上下方向に回動させる上下駆動モータと、センサ部と上下駆動モータとを長手方向に配列して収納する縦長のセンサケーシングと、センサケーシングを左右方向に回動させるための左右駆動モータとからなるセンサユニットとして構成されている。このため、センサ部とセンサケーシングを駆動するための駆動源として、それぞれモータが１個ずつ、計２つのモータが必要となり、コスト高となる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、１個の駆動源のみでセンサを左右方向及び上下方向に回動させることにより、コストの低減を図るようにしたセンサ駆動装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、対象空間に向けて配置されたセンサを左右方向及び上下方向に回動させて対象空間内の状態を検知するセンサ駆動装置であって、第１のケースと、第１のケースに左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動可能に取り付けられた第２のケースと、対象空間に向けてセンサが設けられて第２のケースに上方向に上方向所定位置まで又は下方向に下方向所定位置まで回動可能に取り付けられたセンサホルダと、第１のケースと第２のケースに収容されて１個の駆動源により第２のケースを左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動させると共にセンサホルダを上方向に上方向所定位置まで又は下方向に下方向所定位置まで回動させるセンサ駆動機構とを備えたことにある。

本発明のセンサ駆動装置は、１個の駆動源により、センサ駆動機構が第２のケースを例えば右方向に右方向所定位置まで回動させて当該位置に停止させた後に、センサホルダを例えば下方向に下方向所定位置まで回動させる。これにより、センサが右方向に右方向所定位置まで回動した後に下方向に下方向所定位置まで回動する。

あるいは、センサ駆動機構が第２のケースを上述とは反対方向に、すなわち左方向に左方向所定位置まで回動させて当該位置に停止させた後に、センサホルダを上方向に上方向所定位置まで回動させる。これにより、センサが左方向に左方向所定位置まで回動した後に、上方向に上方向所定位置まで回動する。このような動作により、１個の駆動モータによりセンサを左右方向及び上下方向に、それぞれの所定位置まで回動させて対象空間内の状態を検知することができる。

上記センサ駆動装置において、センサ駆動機構は、第１のケースの基部に収容された駆動源と、駆動源の駆動軸に固定された駆動ギヤと、駆動ギヤと第２のケースとの間に介在されて駆動ギヤの回転に伴い第２のケースを一体に回動させると共に左方向所定位置又は右方向所定位置において回動を規制されたときに第２のケースを駆動ギヤに対してスリップさせる摩擦クラッチと、センサホルダに設けられて駆動ギヤと噛合して第２のケースが回動を規制された後に駆動ギヤの回転に伴いセンサホルダを上方向所定位置まで又は下方向所定位置まで回動させる被駆動ギヤとを備えることが望ましい。

駆動源が駆動ギヤを例えば右方向に回転させると、第２のケースが摩擦クラッチにより駆動ギヤと一体となって右方向に右方向所定位置まで回動して、当該位置に停止する。駆動源は、第２のケースが停止した後も摩擦クラッチの摩擦に打ち勝って駆動ギヤを回転し続ける。摩擦クラッチがスリップすると、センサホルダホルダが被駆動ギヤを介して、例えば下方向に下方向所定位置まで回動されて停止する。これにより、センサホルダが右方向に右方向所定位置まで回動した後に、下方向に下方向所定位置まで回動する。この右下の停止位置がセンサの右方向最大回動位置及び下方向最大回動位置である。

センサが上記位置に移動した後、駆動源が上述とは反対に駆動ギヤを逆回転させると、第２のケースが摩擦クラッチにより駆動ギヤと一体となって左方向に左方向所定位置まで回動して、当該位置に停止する。駆動源は、第２のケースが停止した後も摩擦クラッチの摩擦に打ち勝って駆動ギヤを回転し続け、これに伴い摩擦クラッチがスリップすると、被駆動ギヤを介してセンサホルダが上方向に上方向所定位置まで回動されて停止する。

これにより、センサホルダが左方向に左方向所定位置まで回動した後に、上方向に上方向所定位置まで回動する。この左上の停止位置がセンサの左方向最大回動位置及び上方向最大回動位置である。以上により、１個の駆動源によりセンサを左右方向及び上下方向に回動させることができる。

上記センサ駆動装置において、駆動源は、ステッピングモータであり駆動パルスにより回転を制御されることが望ましい。ステッピングモータの回転を駆動パルスのパルス数により制御することで、第２のケースを左方向又は右方向にそれぞれの所定位置まで回動させた後に、センサホルダを上方向又は下方向にそれぞれの所定位置まで容易に回動させることができる。

上記センサ駆動装置において、摩擦クラッチは、駆動ギヤと第２のケースとの間に縮設されたコイルスプリングであることが望ましい。コイルスプリングは、バネ力による摩擦力で駆動ギヤと第２のケースを接続している。駆動源により第２のケースの左方向又は右方向への回転が規制されて、左方向所定位置又は右方向所定位置に回動を規制されると、第２のケースがコイルスプリングに対してスリップする。駆動源は、コイルスプリングの摩擦力に抗して駆動ギヤを回転し続け、次に、センサホルダを上方向所定位置又は下方向所定位置まで回動させる。

上記センサ駆動装置において、駆動ギヤは平歯車とされ、センサホルダに設けられた被駆動ギヤは扇形状のフェースギヤであることが望ましい。駆動ギヤに平歯車を使用し、被駆動ギヤに扇形状のフェースギヤを使用することにより、簡単な構成でセンサホルダを上下方向に回動させることが可能となる。また、扇形状のフェースギヤを使用することにより、フェースギヤの小型化を図ることが可能である。

上記センサ駆動装置において、センサ駆動機構は、第１のケースの基部に収容された駆動源と遊星歯車とからなり、遊星歯車は、駆動源の駆動軸に固定されたサンギヤと、第２のケースの底部に一体に設けられたプラネタリキャリヤと、プラネタリキャリヤに回転自在に軸支されてサンギヤと噛合する複数のプラネタリギヤと、プラネタリギヤの外側に噛合して配置されたアウタギヤと、プラネタリキャリヤに設けられてサンギヤの回転に伴い第２のケースを一体に回動させ、左方向所定位置又は右方向所定位置において回動を規制されたときに第２のケースをサンギヤに対してスリップさせる摩擦クラッチと、アウタギヤに設けられてセンサホルダに設けられた突起と係合して第２のケースが回動を規制された後サンギヤの回転に伴いセンサホルダを上方向所定位置又は下方向所定位置まで回動させる係止爪とを備えていることが望ましい。

駆動源が、サンギヤを例えば右方向に回転させると、摩擦クラッチによりアウタギヤと第２のケースが一体となって右方向に右方向所定位置まで回動して、当該位置に停止する。駆動源は、第２のケースが停止した後も摩擦クラッチの摩擦に打ち勝ってサンギヤを回転し続ける。摩擦クラッチがスリップすると、アウタギヤの係止爪がセンサホルダの突起を介して、例えば下方向に下方向所定位置までセンサホルダを回動させて停止する。

これにより、センサホルダが右方向に右方向所定位置まで回動した後に下方向に下方向所定位置まで回動する。この右下の停止位置が、センサホルダの右方向最大回動位置及び下方向最大回動位置であり、例えば、センサの初期位置とされる。

センサが初期位置に移動した後、駆動源がサンギヤを上述と反対に逆回転させると、第２のケースが摩擦クラッチによりアウタギヤと一体となって左方向に左方向所定位置まで回動して、当該位置に停止する。駆動源は、第２のケースが停止した後も摩擦クラッチの摩擦に打ち勝ってサンギヤを回転し続け、これに伴い摩擦クラッチがスリップすると、アウタギヤの係止爪がセンサホルダの突起を介してセンサホルダを上方向に上方向所定位置まで回動して停止する。

これにより、センサホルダが左方向に左方向所定位置まで回動した後に上方向に上方向所定位置まで回動する。この左上の停止位置がセンサホルダの左方向最大回動位置及び上方向最大回動位置である。これにより、１個の駆動源によりセンサを左右方向及び上下方向に回動させることができる。

上記センサ駆動装置において、駆動源は、ステッピングモータであり、駆動パルスにより回転を制御されることが望ましい。ステッピングモータの回転を駆動パルスにより制御することにより、第２のケースを左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動させた後、センサホルダを上方向に上方向所定位置まで又は下方向に下方向所定位置まで容易に回動させることができる。

上記センサ駆動装置において、摩擦クラッチは、プラネタリキャリヤに設けられてアウタギヤの外周面に圧接する板バネであることが望ましい。板バネは、バネ力による摩擦力で第２のケースの底部に固定されたプラネタリキャリヤとアウタギヤとを接続している。第２のケースの左方向又は右方向への回転が規制されて、左方向所定位置又は右方向所定位置に回動を規制されると、駆動源が板バネのバネ力に摩擦に打ち勝ってサンギヤを回転し続け、板バネがスリップする。駆動源は、サンギヤを回転し続け、センサホルダを上方向所定位置又は下方向所定位置まで回動させる。

上記センサ駆動装置において、第２のケースは、左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動された後に、センサホルダが上方向に上方向所定位置まで又は下方向に下方向所定位置まで回動されて停止した位置をセンサの初期位置とすることが望ましい。このような初期位置を設けることにより、センサの移動をより円滑なものにすることができる。

上記センサ駆動装置において、センサ駆動機構はセンサホルダを、初期位置から左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動させた後に上方向又は下方向に所望の位置まで回動させると共に、当該回動位置からさらに右方向所定位置又は左方向所定位置まで回動させて順次渦を描くように中心部に向かって移動させて、センサにより対象空間内の状態を検知することが望ましい。

このように、センサホルダを初期位置から左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動させた後に、上方向又は下方向に所望の位置まで回動させると共に、当該回動位置でからさらに右方向所定位置又は左方向所定位置まで回動させて順次渦を描くように中心部に向かって移動させることにより、センサにより対象空間内の状態を仔細に検知することができる。

上記センサ駆動装置において、第１のケースは、センサ駆動機構の駆動源を収容する基部と円筒形状をなす支持部からなり、ケースは、有底円筒形状をなし中央に頂部近傍から下部近傍まで開口部が形成されてセンサが検知するための開口とされ、下部が第２のケースの支持部の上端部に回転可能に収容されていることが望ましい。第２のケースは、下部が第１のケースの支持部の上端部に回転可能に収容され、センサが第２のケースの開口部から対象空間内の左右方向の状態を検知する。

上記センサ駆動装置において、第１のケースの支持部の内周面にリブが設けられ、第２のケースの下部に突起が設けられ、第２のケースが左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動して突起がリブに突き当たったときに当該第２のケースの回動が規制されることが望ましい。

第２のケースは、左方向又は右方向に回動して突起が第１のケースに形成されたリブに突き当たったときに、当該位置に係止される。これにより、第２のケースを左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動させることができる。

上記センサ駆動装置において、センサ駆動機構は、上記駆動源により第２のケースを左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動させて停止させた後にセンサホルダを上方向に上方向所定位置まで又は下方向に下方向所定位置まで回動させることが望ましい。

センサ駆動機構は、第２のケースを例えば右方向に右方向所定位置まで回動させて停止させた後に、センサホルダを例えば下方向に下方向所定位置まで回動させ、次いで、第２のケースを上述とは反対に左方向に下方向所定位置まで回動させて停止させた後に、センサホルダを上方向に上方向所定位置まで回動させる。これにより、センサが対象空間内の状態を確実に検知することができる。

以上のように、本発明のセンサ駆動装置は、対象空間に向けて配置されたセンサを左右方向及び上下方向に回動させて対象空間内の状態を検知するセンサ駆動装置であって、第１のケースと、第１のケースに左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動可能に取り付けられた第２のケースと、対象空間に向けてセンサが設けられて第２のケースに上方向に上方向所定位置まで又は下方向に下方向所定位置まで回動可能に取り付けられたセンサホルダと、第１のケースと第２のケースに収容されて１個の駆動源により第２のケースを左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動させると共にセンサホルダを上方向に上方向所定位置まで又は下方向に下方向所定位置まで回動させるセンサ駆動機構とを備える。

したがって、１個の駆動源、例えば１個の駆動モータでセンサを左右方向及び上下方向に回動させることが可能となり、コストの低減が図られると共に、部品点数も削減され、構造が簡易化されて組立性の向上を図ることができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るセンサ駆動装置の斜視図である。 図１に示したセンサ駆動装置の矢印II−IIに沿う断面図である。 図１に示したセンサ駆動装置の分解斜視図である。 図１に示したセンサ駆動装置のケース２とケース４の上面図である。 図４に示したケース２とケース４においてケース４の内側を見えるようにした斜視図である。 図２に示したセンサ駆動装置のケース２とセンサホルダ７の斜視図である。 図１に示したセンサの左右方向及び上下方向の回動範囲の軌跡を示す説明図である。 図７に示したセンサの動作軌跡においてセンサの初期位置を設定する場合の説明図である。 図８に示したセンサの初期位置から上下方向に細かく移動させる場合の動作軌跡の一例を示す説明図である。 本発明のセンサ駆動装置の他の実施形態を示す分解斜視図である。 図１０に示したセンサ駆動装置のケース２とプラネタリキャリヤ２３の上面図である。

本発明のセンサ駆動装置の発明を実施するための形態を、図１ないし図１１を参照して詳細に説明する。

図１ないし図３に示すように、センサ駆動装置１は、ケース２、ケース２の上端部に図中左右方向（第１の方向）に回動可能に取り付けられたケース３、ケース２にケース３を回動可能に且つ逸脱不能に係止する係止リング６、ケース３内に収容されたセンサホルダ７、センサホルダ７の前面に固定されたセンサ８、ケース２内に収容されたセンサ駆動機構９により構成されている。このセンサ駆動装置１は、例えば空気調和装置に内装されて、空調空間内の人や物体や間取り等の状態を検知するために用いられる。

ケース２は、四隅が円弧状をなす略角筒形状の基部２ａと、円筒形状をなす支持部２ｂからなり、支持部２ｂは、基部２ａの上端前側寄りに段差をなして突出して、立設形成されている。基部２ａと支持部２ｂは内部で連通されており、基部２ａの上端と支持部２ｂの下端は、連通部分を除いて閉塞されている。

支持部２ｂの内周面の所定位置には、図４に示すように、ケース３（図１参照）の左右方向の回動を規制するためのストッパとしてのリブ２ｃが突設されている。また、支持部２ｂの上端外周面には、係止爪２ｄが複数、例えば４個が周方向に等間隔をなして一体に形成されている。

ケース３は、ドーム状の有蓋円筒形状をなし、中央に頂部から下部近傍まで前方に開口する開口部３ａが設けられている。この開口部３ａは、センサ８が前方を検知するためのものである。ケース３は、図２に示すように、下部３ｂがケース２の支持部２ｂの上端部に回動可能に収容され、上部３ｃが下部３ｂよりも僅かに小径とされて、段差部３ｄが形成されている。そして、図３に示すように、ケース３は、開口部３ａの中央を境にして左右に２分割され、左側のケース４と右側のケース５とにより形成されている。

図３に示すように、ケース３の左右のうちの一方のケース、例えば左側のケース４の底部４ａは、円盤形状をなし、中央部にセンサ駆動機構９の駆動ギヤ１２を回転可能に軸支し、且つ貫通させる軸孔４ｂが穿設されており、底部４ａの外周面に周方向に所定の長さに亘り、ケース３の左右方向の回動位置を規制するための突起４ｃが形成されている。この突起４ｃの両端面４ｄ，４ｅ（図４）が、図２に示すケース２の支持部２ｂのリブ２ｃに係止されて、ケース３の左右方向の回動が規制される。これらにより、後述する左方向所定位置及び右方向所定位置がそれぞれ設定される。

なお、ここでは底部４ａの外周面に周方向に所定の長さに亘って突起４ｃを形成し、その両端面４ｄ，４ｅをケース２のリブ２ｃに係止させるようにしたが、これに限るものではなく、所定位置、すなわち端面４ｄ，４ｅに相当する位置にリブ状の突起を形成して、ケース２のリブ２ｃに係止させるようにしてもよい。

また、図３に示すように、ケース３の半円状の両端面の下部位置に、ケース５と嵌合するための位置決め用の突起４ｆ，４ｆ、及び係止爪４ｇ，４ｇ（図４）が形成されている。図５に示すように、ケース４の内周面上部中央位置に、開口部３ａの開口方向（前方）と直行する方向（左右方向）に、センサホルダ７を支持するための軸孔４ｈ、及び、当該軸孔４ｈの外周面の前後両側の所定位置に、センサホルダ７の上下方向の回動位置を規制するためのストッパ４ｉ，４ｊが形成されている。

図３に示すように、ケース３の他方のケース５は、下方が開口してケース４の底部４ａの半円部を収容可能とされ、位置決め用の突起４ｆと係合する位置決め係止用の孔５ｆ（一側のみ図示）、及び、係止爪４ｇを係止する係止部５ｇが形成されている。図２に示すように、内周面上部中央位置に、ケース４の軸孔４ｈと対向してセンサホルダ７を支持するための軸孔５ｈが形成されている。

図１に示すように、係止リング６は、ケース２の円筒形状の支持部２ｂの上端開口部に取り付けられて、ケース３の段差部３ｄを上方から逸脱不能に覆い、支持部２ｂの上端外周面に形成された各係止爪２ｄと対応して、係止部６ａが形成されている。

図２及び図３に示すように、センサホルダ７は、略矩形状をなしており、左右両側部に回転軸７ａ，７ｂが突設され、図６に示すように、回転軸７ａの下側に同心的に、ケース４のストッパ４ｉ，４ｊに当接して上下方向の回動を規制されるストッパ７ｃが形成されている。これらにより、後述する上方向所定位置及び下方向所定位置がそれぞれ設定される。また、センサホルダ７の一側、例えば右側の下端位置に下方に延出し、且つ所定の円弧角をなす扇形状又は円弧状のフェースギヤ７ｄが一体に形成されている。

このフェースギヤ７ｄは、被駆動ギヤであり駆動ギヤ１２ｂと噛合して、センサホルダ７をケース３の左右方向と直角をなす図中上下方向（第２の方向）に回動させるためのものである。フェースギヤ７ｄを扇形状とすることで小型化が図られる。そして、図３に示すように、センサホルダ７の前面の所定位置にセンサ８が設けられている。センサ８は、例えば超音波センサが使用されている。

図３に示すように、センサ駆動機構９は、駆動源としての駆動モータ１１、駆動ギヤ１２、コイルスプリング１３、及びセンサホルダ７のフェースギヤ７ｄ等により形成されている。駆動モータ１１は、ステッピングモータとされており、図示しないコントローラによりその作動が制御される。また、コイルスプリング１３は、摩擦クラッチとして機能する。

これらのケース２、ケース３を形成するケース４とケース５、センサホルダ７、被駆動ギヤ７ｄ、駆動ギヤ１２等は、例えば樹脂部材により形成されている。

次に、図２及び図３を参照して、センサ駆動装置１の組付けを説明する。先ず、ケース２の基部２ａ内に駆動モータ１１をビス１５で固定し、回転軸１１ａを支持部２ｂの中心位置に上方に向けて配置する。

次いで、駆動ギヤ１２の下部の図示しない嵌合孔に駆動モータ１１の回転軸１１ａを嵌合させて固定し、駆動ギヤ１２の外側に同心的にコイルスプリング１３を装着して、その一端を駆動ギヤ１２の下部に同心状に形成されたフランジ１２ａに当接させる。

次に、センサホルダ７のフェースギヤ７ｄを下方に向けて配置し、ケース４、ケース５の軸孔４ｈ，５ｈにセンサホルダ７の回転軸７ａ，７ｂを軸支しながらケース４の底部４ａの半分をケース５内に収容し、ケース４の位置決め用の突起４ｆをケース５の対向する係止用の孔５ｆに嵌合する。

そして、ケース４の係止爪４ｇにケース５の係止部５ｇを留めて、これらのケース４とケース５とを固定する。これにより、センサホルダ７を上下方向に回動可能に収容した有蓋円筒形状のケース３が形成される。

次いで、図２に示すように、ケース３の下部３ｂをケース２の支持部２ｂの上部内に収容し、ケース４の底部４ａの下面でコイルスプリング１３を圧縮しながら当該底部４ａの軸孔４ｂに駆動ギヤ１２を挿通し、駆動ギヤ１２のギヤ１２ｂをセンサホルダ７のフェースギヤ７ｄに噛合させ、図３に示す駆動ギヤ１２の係止溝１２ｃを底部４ａの上面から僅かに突出させてクリップ１４を装着する。

このとき、図２に示すように、コイルスプリング１３は、駆動ギヤ１２のフランジ１２ｃの上面とケース４の底部４ａの下面との間に縮設されて、両端面がこれらの面に圧接している。

次いで、図３に示す係止リング６をケース３の上方から差し込み、図２に示すように、ケース２の支持部２ｂの上端面に載置してケース３の段差部３ｄを上方から覆い、図１に示すように、各係止爪２ｄに係止部６ａを留めて固定する。これにより、ケース３の下部３ｂがケース２の支持部２ｂに収容されて、回動可能に且つ逸脱不能に取り付けられる。

ケース３は、コイルスプリング１３のバネ力による摩擦力により、駆動ギヤ１２と共に一体に回転可能とされている。センサ８は、ケース３の開口部３ａから超音波を発射し、空調空間内の人や物からの反射波を検知して、空調空間の状態を認識する。このようにして、本発明のセンサ駆動装置１が構成されている。

なお、上述したように、ケース３のケース２に対する回動を左右方向（第１の方向）の回動、そしてセンサホルダ７のケース３に対する回動を上下方向（第２の方向）の回動として分かり易く説明したが、ケース２の取付け状態によりケース３の回動方向及びセンサホルダ７のケース３に対する回動方向の文言が異なることとなる。従って、ケース３及びセンサホルダ７の動きは、上述した左右方向及び上下方向の文言に限定されるものではないことは勿論である。

次に、図１ないし図４により、センサ駆動装置１の動きの概略を説明する。図示しないコントローラが駆動モータ１１を作動させて、センサ８に所望の動きを与える。

例えば、図１に示すようにセンサ駆動装置１が停止しているものとする。この状態において、図３に示す駆動モータ１１が、例えば、矢印ＣＣＷで示す反時計方向に回転すると駆動ギヤ１２が矢印ＣＣＷで示す反時計方向に回転し、これに伴いケース３が駆動ギヤ１２と一体となって矢印ＣＣＷ方向に回動する（図１参照）。そして、図４に示すケース４の突起４ｃの端面４ｄがケース２の支持部２ｂのリブ２ｃの前端面に突き当たって係止されると、ケース３が当該位置に停止する。

駆動モータ１１は、ケース３が停止した後もコイルスプリング１３の摩擦力に打ち勝って回転し続ける。すなわち、摩擦クラッチとしてのコイルスプリング１３がスリップし、これに伴いセンサホルダ７がフェースギヤ７ｄを介して下方向に回動し、図６に示すストッパ７ｃの前側端面が図５に示すケース４のストッパ４ｉに突き当たって当該回動位置に停止する。

すなわち、図１に示すように、センサ８は、矢印ＣＣＷで示す右方向に右方向所定位置まで回動した後に下方向に下方向所定位置まで回動する。この右下の停止位置がセンサ８の右方向最大回動位置及び下方向最大回動位置であり、センサ８の初期位置とすることができる。

そして、センサ８が初期位置に移動した後、駆動モータ１１が、上述と反対に矢印ＣＷ方向に回転すると、これに伴いケース３が、図１に矢印ＣＷ方向（左方向）に回動する。そして、図４に示すケース４の突起４ｃの端面４ｅがケース２の支持部２ｂのリブ２ｃの後端面に突き当たって係止されると、ケース３が当該位置に停止する。

駆動モータ１１は、ケース３が停止した後もコイルスプリング１３のバネ力による摩擦に打ち勝って回転し続け、これに伴いセンサホルダ７がフェースギヤ７ｄを介して上方向に回動し、図６に示すストッパ７ｃの後側端面が図５に示すケース４のストッパ４ｊに突き当たって当該回動位置に停止する。

すなわち、センサ８は、左方向に左方向所定位置まで回動した後に上方向に上方向所定位置まで回動する。そして、この左上の停止位置がセンサ８の左方向最大回動位置及び上方向最大回動位置である。これにより、１個の駆動モータ１１により、センサ８を左右方向及び上下方向にそれぞれ所定の角度だけ回動させることができる。

次に、センサ駆動装置１の細かい動きの一例を、図７ないし図９により説明する。図７は、センサ８の回動範囲の軌跡を示し、センサ８は、左右方向に所定角度α（例えば、１５０°程度）回動し、上下方向に所定角度β（例えば、３０°程度）回動して、矩形状の範囲が動作の軌跡とされる。

図７において、右方向に実線で示す矢印はセンサ８の右方向への回動を、下方向に実線で示す矢印はセンサ８の下方向への回動を示し、左方向に点線で示す矢印はセンサ８の左方向への回動を、上方向に点線で示す矢印はセンサ８の上方向への回動を示している。そして、図７において右下の位置Ｐをセンサ８の初期位置とする。

センサ８は、空気調和装置が停止したときにどちらの方向に向いているのか不明である。このため、空気調和装置をオンにしたときにセンサ８を初期位置Ｐにリセットすることが必要である。そこで、前記空気調和装置の制御装置（図示せず）は、センサ８を最大に移動させる距離分、具体的には図７に示す左上の位置Ｑから右下の初期位置Ｐまで移動可能なパルス数を駆動モータ（ステッピングモータ）１１に出力して、図８に実線の矢印で示すように、センサ８を初期位置Ｐに移動させる。これにより、センサ８がどの位置に停止している場合でも必ず初期位置Ｐにリセットさせることができる。図８は、センサ８の前記動作軌跡を示す図である。

センサ８は、上述した図７に示すような動作軌跡を描くように制御してもよく、或いは、図８に示すセンサ８の動作軌跡の範囲内で、センサ８を上下方向に所望の回動位置で細かく移動させる、例えば４分割（β／４）で移動させるようにしても良い。

この場合、例えば図９に示すように、センサ８を初期位置Ｐから矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉのように、順次渦を描くような軌跡で位置Ｒ（中心部）まで移動させる。その後センサ８を初期位置Ｐまで移動させて上記動作を繰り返して行う。

なお、センサ８が位置Ｒまで移動した後に、上述とは別の経路で移動させるようにしてもよい。また、上述した駆動ギヤ１２とフェースギヤ７ｄは、平歯車とクラウンギヤ、或いは傘歯車同士のように、軸を直交させて配置することができる歯車機構を使用することもできる。

なお、図２及び図３に示すセンサホルダ７のフェースギヤ７ｄを上述とは反対側に、すなわちセンサホルダ７の左側に設けてもよく、この場合センサホルダ７は、右方向に回動した後に、上方向に回動して右上の位置に停止する。そして、当該停止位置をセンサ８の初期位置とすることもできる。

図１０は、本発明のセンサ駆動装置の他の実施形態を示す斜視図である。なお、図１０において、図３に示したセンサ駆動装置１の部材と同一部材又は相当する部材には同一又は相当する符号を付して説明を省略する。図１１は、図１０に示したセンサ駆動装置１’のケース２とプラネタリキャリヤ２３の上面図である。

図１０に示すように、センサ駆動装置１’は、図３に示すセンサ駆動装置１のセンサ駆動機構９に遊星歯車２１を使用したものである。

図１０及び図１１に示すように、遊星歯車２１は、サンギヤ２２、プラネタリキャリヤ２３、プラネタリギヤ２４、アウタギヤ２５からなる。サンギヤ２２は、前記駆動ギヤ１２に代えて駆動モータ１１に固定される。プラネタリキャリヤ２３は、円盤形状をなし、図１１に示すように、中央にサンギヤ２２が遊貫する孔２３ａが穿設され、その外周面に、図３に示したケース４に形成された突起４ｃと同様に左右方向の回動位置を規制するための突起２３ｂが形成されている。

プラネタリキャリヤ２３の上面には外周位置近傍に板バネ２３ｃが周方向に沿って、例えば３個等間隔で立設されている。この板バネ２３ｃは、付け根部分が上面に垂設され、上部が周方向に沿って円弧状に形成されている。

図１１に示すように、プラネタリキャリヤ２３の上面には、サンギヤ２２が遊貫する中央の孔２３ａの外側に且つ同心的に、支持軸２３ｄが周方向に沿って等間隔で３本垂設されており、これらの支持軸２３ｄの間に係止爪２３ｅが３本垂設されている。そして、プラネタリキャリヤ２３の各支持軸２３ｄに、プラネタリギヤ２４がそれぞれ回転自在に軸支されている。

アウタギヤ２５は、リングギヤでプラネタリギヤ２４の外側に配置されて、各プラネタリギヤ２４と噛合する。アウタギヤ２５の上面左側の所定位置には先端が二股の係止爪２５ａが垂設されており、センサホルダ７’の左側下部に突設された突起７ｆ’と係合可能とされている。センサホルダ７’は、突起７ｆ’とアウタギヤ２５の係止爪２５ａとにより、アウタギヤ２５の回動に伴い上下方向に回動されるようになっている。

これらのサンギヤ２２、プラネタリキャリヤ２３、プラネタリギヤ２４、アウタギヤ２５等は、例えば樹脂部材によりそれぞれ一体に形成されている。これにより、プラネタリキャリヤ２３の板バネ２３ｃにばね性を付与することができる。

ケース４’の底板４ａ’は、サンギヤ２２、プラネタリキャリヤ２３の支持軸２３ｄの上端部に嵌合して支持する軸孔４ｂ’、４ｃ’、及び係止爪２３ｅが嵌合して係止される係止孔４ｄ’が形成されている。

更に、アウタギヤ２５の係止爪２５ａが周方向に沿って、所定の角度回動可能な円弧状の長孔４ｅ’が同心的に形成されている。この円弧状の長孔４ｅ’の周方向に沿う長さは、センサホルダ７’の上下方向への回動角に応じた長さとされている。

このようにして遊星歯車２１が形成されており、プラネタリキャリヤ２３がケース４’の底板４ａ’の下側に装着固定される。この状態において、プラネタリキャリヤ２３とケース３は一体に固定され、プラネタリキャリヤ２３の板バネ２３ｃがアウタギヤ２５の外周面に圧接して、当該アウタギヤ２５に摩擦力を付与するようになっている。この板バネ２３ｃは、摩擦クラッチの機能を有している。

プラネタリキャリヤ２３の板バネ２３ｃがアウタギヤ２５の外周面に摩擦力を付与していることで、サンギヤ２２が、例えば矢印ＣＷ方向に回転すると、サンギヤ２２と一体となってプラネタリキャリヤ２３、アウタギヤ２５、ケース３、センサホルダ7'が矢印ＣＷ方向に回動する。そして、図１１に示すプラネタリキャリヤ２３の突起２３ｂの端面２３ｇがケース２のリブ２ｃの前端面に突き当たると、プラネタリキャリヤ２３及びケース３の回動が止まる。

駆動モータ１１は、ケース３が停止した後も板バネ２３ｃのバネ力による摩擦に打ち勝って回転し続ける。すなわち、板バネ２３ｃがアウタギヤ２５に対してスリップし、これに伴いアウタギヤ２５が矢印ＣＣＷ方向に回動し、アウタギヤ２５の係止爪２５ａによりセンサホルダ７’の突起７ｆ’を前方に移動させ、当該センサホルダ７’を上方向に回動させる。

そして、ストッパ７ｃ’の前側端面がケース４’のストッパ４ｉ’に突き当たって当該回動位置に停止する。すなわち、センサ８は、右方向に右方向所定位置まで回動した後に上方向に上方向所定位置まで回動する。そして、この右上の停止位置がセンサ８の右方向最大回動位置及び上方向最大回動位置となり、当該センサ８の初期位置とすることができる。

同様にサンギヤ２２が矢印ＣＣＷ方向に回転して、プラネタリキャリヤ２３の突起２３ａの端面２３ｆがケース２のリブ２ｃの後端面に突き当たると、センサホルダ７’を下方向に回動させる。

このようにして、センサ８を左右方向及び上下方向に回動させることができる。このセンサ駆動装置１’は、センサ駆動装置１と同様に、センサ８を図８及び図９に示すような軌跡に駆動制御することができる。これにより、１個の駆動モータ１１により、センサ８を左右方向及び上下方向にそれぞれ所定の角度だけ回動させることができる。

なお、図１０に示すセンサホルダ７’の突起７ｆ’を右側に設け、アウタギヤ２５の係止爪２５ａを右側に設けた場合、センサホルダ７’は、右方向に回動した後に上方向に回動して右上の位置に停止する。従って、当該停止位置をセンサ８の初期位置とすることもできる。

本発明は、上述したセンサ駆動装置は、空気調和装置の空調空間の状態を認識するためのセンサ駆動装置に限定されるものではなく、様々な機器のセンサ駆動装置に対して実施することが可能である。

１，１' センサ駆動装置
２ ケース（第１のケース）
２ａ 基部
２ｂ 支持部
２ｃ リブ
２ｄ 係止爪
３ ケース（第２のケース）
３ａ 開口部
３ｂ 下部
３ｃ 上部
３ｄ 段差部
４，４' ケース
４ａ 底部
４ｂ 軸孔
４ｃ 突起
４ｄ，４ｅ 端面
４ｆ 突起
４ｇ 係止爪
４ｈ 軸孔
４ｉ，４ｊ，４ｉ’，４ｊ’ストッパ
４ａ' 底板
４ｂ’，４ｃ’軸孔
４ｄ' 係止孔
４ｅ' 長孔
４ｈ' 軸孔
５，５' ケース
５ｆ 係止用の孔
５ｇ 係止部
５ｈ 軸孔
６ 係止リング
６ａ 係止部
７，７' センサホルダ
７ａ，７ｂ，７ａ’，７ｂ' 回転軸
７ｃ，７ｃ' ストッパ
７ｄ フェースギヤ（被駆動ギヤ）
７ｆ' 突起
８ センサ
９ センサ駆動機構
１１ 駆動モータ（ステッピングモータ）
１１ａ 回転軸
１２ 駆動ギヤ
１２ａ フランジ
１２ｂ ギヤ
１２ｃ 係止溝
１３ コイルスプリング（摩擦クラッチ）
１４ クリップ
１５ ビス
２１ 遊星歯車
２２ サンギヤ
２３ プラネタリキャリヤ
２３ａ 孔
２３ｂ 突起
２３ｃ 板バネ
２３ｄ 支持軸
２３ｅ 係止爪
２３ｆ，２３ｇ 端面
２４プラネタリギヤ
２５ アウタギヤ
２５ａ 係止爪
Ｐ センサ初期位置
α センサの左右方向回動角
β センサの上下方向回動角

Claims (5)

1. 対象空間に向けて配置されたセンサ（８）を左右方向及び上下方向に回動させて前記対象空間内の状態を検知するセンサ駆動装置（１）であって、
   前記センサ駆動装置（１）は、第１のケース（２）と、前記第１のケース（２）に左方向に左方向所定位置まで又は右方向に右方向所定位置まで回動可能に取り付けられた第２のケース（３）と、前記対象空間に向けて前記センサ（８）が設けられて前記第２のケース（３）に上方向に上方向所定位置まで又は下方向に下方向所定位置まで回動可能に取り付けられたセンサホルダ（７）と、前記第１のケース（２）と前記第２のケース（３）に収容されて１個の駆動源（１１）により前記第２のケース（３）を左方向に前記左方向所定位置まで又は右方向に前記右方向所定位置まで回動させると共に前記センサホルダ（７）を上方向に上方向所定位置まで又は下方向に下方向所定位置まで回動させるセンサ駆動機構（９）とを備え、前記センサ駆動機構（９）は、前記第１のケース（２）の基部（２ａ）に収容された駆動源（１１）と遊星歯車（２１）とから成り、前記遊星歯車（２１）は、前記駆動源（１１）の駆動軸（１１ａ）に固定されたサンギヤ（２２）と、前記第２のケース（３）の底部（４ａ’）に一体に設けられたプラネタリキャリヤ（２３）と、前記プラネタリキャリヤ（２３）に回転自在に軸支されて前記サンギヤ（２２）と噛合する複数のプラネタリギヤ（２４）と、前記プラネタリギヤ（２４）の外側に噛合して配置されたアウタギヤ（２５）と、前記プラネタリキャリヤ（２３）に設けられて前記サンギヤ（２２）の回転に伴い前記第２のケース（３）を一体に回動させると共に前記左方向所定位置又は前記右方向所定位置において回動を規制されたときに前記第２のケース（３）を前記サンギヤ（２２）に対してスリップさせる摩擦クラッチ（２３ｃ）と、前記アウタギヤ（２５）に設けられて前記センサホルダ（７）に設けられた突起（７ｆ’）と係合して前記第２のケース（３）が回動を規制された後に前記サンギヤ（２２）の回転に伴い前記センサホルダ（７）を前記上方向所定位置まで又は前記下方向所定位置まで回動させる係止爪（２５ａ）とを備えたことを特徴とするセンサ駆動装置。
2. 前記駆動源（１１）は、ステッピングモータであり駆動パルスにより回転を制御されることを特徴とする請求項１に記載のセンサ駆動装置。
3. 前記摩擦クラッチは、前記プラネタリキャリヤ（２３）に設けられて前記アウタギヤ（２５）の外周面に圧接する板バネ（２３ｃ）であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ駆動装置。
4. 前記センサ駆動機構（９）は、前記第２のケース（３）が前記左方向所定位置まで又は前記右方向所定位置まで回動された後に前記センサホルダ（７）が前記上方向所定位置まで又は前記下方向所定位置まで回動されて停止した位置を前記センサ（８）の初期位置とすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のセンサ駆動装置。
5. 前記センサ駆動機構（９）は、前記センサホルダ（７）を前記初期位置から前記左方向所定位置まで又は前記右方向所定位置まで回動させた後に上方向又は下方向に所望の回動位置まで回動させると共に当該回動位置からさらに前記右方向所定位置まで又は前記左方向所定位置まで回動させて順次渦を描くように中心部に向かって移動させて前記センサ（８）により前記対象空間内の状態を検知することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のセンサ駆動装置。

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