JPH0537284Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は車両用空調装置における空気制御ドア
用出力レバーの停止位置を制御するため、出力歯
車に絶対値式エンコーダを用いたモーターアクチ
ユエータに関するものである。

「従来の技術」 一般に車両用空気調和装置は、ダクト内の内気
又は外気の切換を行う内外気切換ドアと、冷却器
の冷風と加熱器の暖風との混合割合を調整する空
気混合ドアと、車内に吹出す空気量を調整するデ
フロストドア等の種々の制御ドアを有しており、
各制御ドアを制御するモーターアクチユエータに
は、例えば第１０図に示すものがある。即ち、出
力歯車（図示せず）の下面に設けた２組のブラシ
の内、１方のブラシ５１はモータの回転角度範囲
の両端で、それ以上回転しないようにモータへの
電気回路をOFFにするリミツトスイツチ機能を
有し、他方のブラシ５０は複数の導電パターン上
を摺動して出力歯車の回転位置により位置信号を
出力する絶対値式エンコーダを有したモーターア
クチユエータがある。

しかし、これは単なる絶対値式エンコーダを出
力軸と一体の出力歯車の底面と対向するプリント
基板上に設けたもので、同心円状に取付ける共通
接片５２と作動接片５３とで構成してある。この
作動接片５３の両端延長上には夫々スリツト５
４，５５を介して第１、２接片５６，５７を設
け、共通接片５２と第１端子５８との間にモータ
１を接続する。また、作動接片５３と第２端子５
９を接続した接続部６０と第１接片５６との間に
は前記モータ１を逆転する方向に電流を流す第１
ダイオード６１を接続し、第２接片５７と接続部
６０との間にはモータ１を正転する方向に電流を
流す第２ダイオード６２を接続してある。該共通
接片５２と作動接片５３及び第１、２接片５６，
５７に対向させて夫々同心円状の共通導電板６５
と、第１、２、３信号用導電板６６，６７，６８
を配してある。

共通導電板６５は例えば5Vの信号用電源に接
続し、各信号用導電板にプルダウン用抵抗６９と
バツフアアンプ７０を接続した絶対値式エンコー
ダを出力歯車に装着してある。第１０，１１図に
示すように、第１ブラシ５１の第１接子片５１ａ
は、共通導電板６５に常に接触して単なる信号の
伝達だけであて発生手段にはなつておらず、第１
ブラシ５１の第２、３、４接子片１ｂ，５１ｃ，
５１ｄと、第１、２、３、信号用導電板６６，６
７，６８とで停止信号を発生させる。この発生し
た出力を第１２図に示すが、交番２進であつて実
用上のモータアクチユエータではブラシを設ける
ことができず、３ビツト８位置しか制御できない
という欠点があつた。

ここで、エンコーダには大別して積算式と絶対
値式があり、前者は電流が入力するとブラシを有
する出力歯車が基準となるホームポジシヨンに戻
つてからパルスを積算することにより移動量を求
める方式であるのに対し、後者は基準位置を０と
し、移動量に対応した２進化符号を発生する。こ
の場合、一旦電源を入れた後、めつたにOFFに
しない場合は前者が便利であるが、自動車のよう
に常時エンジンキーを出し入れして電気回路を
OFFにするような場合は、キーを入れるたびに
ホームポジシヨンに戻るのでは無駄な時間を要
し、能率が悪いという欠点を有している。

「考案が解決しようとする課題」 本考案はかかる従来の欠点に鑑みてなされたも
ので、絶対値式エンコーダの回路パターンの内、
停止信号用の共通導電板と各信号検出用導電パタ
ーンとをくし歯状に形成することにより、ブラシ
と共通導電板との間で接触及び非接触を繰り返す
ことによつて信号伝達手段と同時に信号発生手段
の機能をも有し、より多段の停止位置を識別し得
るようにすることを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本考案は、出力歯車の下面に２組のブラシを設
け、１組のブラシはモータの回転角度範囲の両端
で、それ以上回転しないようにモータ回路を
OFFにするリミツトスイツチ機構を有し、他の
１組のブラシは複数の導電パターン上を、出力歯
車の回動位置により摺動して停止位置信号を出力
する絶対値式エンコーダを有するモーターアクチ
ユエータにおいて、凸部と凹部を有してくし歯状
に形成した弧状の停止信号用共通導電と複数の信
号用導電パターンとを同心円状に配し、該共通導
電板及び導電パターンと半径線上に配した停止信
号用ブラシとで停止信号の伝達及び発生手段を構
成し、各停止位置間に共通信号の発生されない部
分を設けると共に、前記共通導電板の接触部分の
幅が信号検出用導電パターンの接触部分の幅より
短く形成され、他の導電パターンいずれかが変化
する点では共通導電板にブラシが接触しないよう
にする構成を、上記課題を解決するための手段と
するものである。

「作用」 このように、くし歯状の弧状に形成した停止信
号用の共通導電板及び信号用導電パターンと、ブ
ラシ部分でも停止信号を発生させることができる
ため、より多くの停止信号を識別することができ
る。

「実施例」 本考案の第１実施例を図面により説明すると、
第１図において、モータ１に存するモータギヤ２
と大径な出力歯車３を複数の歯車群からなる減速
装置４を介して連動し、この出力歯車に存する出
力軸５の一端に出力アーム（図示せず）を取付け
てある。この出力歯車３の下面には第１、２、
３、４接片６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを有した停止
信号用ブラシ６と、第５、６、７接片７ａ，７
ｂ，７ｃを有したモータ用ブラシ７を回転中心か
ら半径方向に直線上に取付けてある。

プリント基板８上には前記出力軸５の中心から
同心円状に位置させて、外方に等間隔に凸部９ｂ
と凹部９ａを交互に設けて半円状のくし歯状に形
成して停止位置信号の発生されない部分を設けた
共通導電板９と、同じく半円状の第１、２、３信
号用導電板に夫々に異なる間隔に凸部と凹部を設
けた第１、２、３信号用導電パターン１０，１
１，１２を互いに一定間隔を存して並置し、各導
電パターンの一端には夫々第１、２、３、４配線
板１３，１４，１５，１６は一体に形成してあ
る。

この第１配線板１３は配線を介して信号用電
源、例えば5Vに連結してあり、第２、３、４、
配線板１４，１５，１６はエンコーダ出力の無通
電時の信号を０にするために、第１、２、３バツ
フアアンプ１７，１８，１９を夫々接続してあ
る。更に、第１、２、３バツフアアンプの手前部
分に設けた各分岐部は、エンコーダ出力が無通電
時の電位を０にするための第１、２、３プルダウ
ン用抵抗２０，２１，２２を接続してアースして
ある。２３，２４，２５は「１」（ハイ）又は
「０」（ロー）の信号を出す第１、２、３信号出力
端子である。

共通導電板９と第１、２、３停止信号検出用の導
電パターン１０，１１，１２とで形成した停止信
号回路パターン２７に対して、向かい合せにモー
タ駆動回路パターン３０を同心円状に形成してあ
る。即ち、半円状の共通導電パターン３１とモー
タ１を接続し、更に、弧状の作動片３２と該作動
片の両端延長上に第１、２接片部３３，３４を設
けると共に、第１接片部３３と作動片３２の間に
は前記モータ１が逆転する方向に電流が流れるよ
うに第１ダイオード３５を接続し、また第２接片
部３４と作動片３２との間には前記モータ１が正
転する方向に電流が流れるように第２ダイオード
３６を接続してある。

第２図において、信号検出導電パターン１０，
１１，１２の信号切換位置S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，
S₆，S₇，S₈は、共通導電板９のくし歯の切換位置
K₁，K₂，K₃，K₄，K₅，K₆，K₇，K₈，K₉，K₁₀，
K₁₁，K₁₂，K₁₃，K₁₄に対し、信号切換位置S₁は
K₁のC₁側に位置し、S₂はK₂のC₃側で且つK₃のC₃
側に位置し、S₃はK₄のC₅側で且つK₅のC₅側に位
置し、S₄はK₆のC₇側で且つK₇のC₇側に位置し、
S₅はK₈のC₉側で且つK₉のC₉側に位置し、S₆は
K₁₀のC₁₁側で且つK₁₁のC₁₁側に位置し、S₇はK₁₂
のC₁₃側で且つK₁₃のC₁₃側に位置し、S₈はK₁₄の
C₁₅側になるように夫々設定してある。

次に、本実施例の作用について説明すると、モ
ータ１が駆動すると減速装置４を介して出力歯車
３が回転し、該出力歯車の底面に取付けた両ブラ
シ６，７が停止信号及びモータ駆動回路パターン
２７，３０上を摺動回転する。而して、ブラシ６
の各接片が凹部９ｂと凸部９ａを交互に設けたく
し歯状の共通導電板９上を摺動すると、ON，
OFFを繰り返す。この場合、接触するくし歯状
の凸部９ｂの幅内では、他の導電パターン１０，
１１，１２の各パターンは該ブラシ６と切換えを
生じないように設けてある。即ち、共通導電板９
が停止信号用ブラシ６の第１接片６ａと接触して
ない場合は、第１〜３停止信号用の導電パターン
１０，１１，１２は、前記ブラシの夫々の第２、
３、４接片６ｂ，６ｃ，６ｄとON，OFFの切り
換えを行うように凸部と凹部を形成してある。そ
の結果、エンコーダ信号の切換点の信号変化は、
共通導電板９と停止信号用ブラシ６の第１接片６
ａとの切り換えだけによつて定まるので、エンコ
ーダの信号は０を挟んで純２進を使用することが
できる。

ここでブラシの接片が４本で、共通導電板及び
各導電パターンが４本の場合、第１０図に示した
従来例の如く、１本は共通となるため信号発生用
には３本しか使用できないので、３ビツトの２進
信号しか作ることができず、停止位置は８位置と
少ない。しかし、本実施例では上記の如く共通導
電板９を等間隔毎に凸部９ｂと凹部９ａを交互に
形成してくし歯状にしたことで、第５図に示す如
くＣ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８，Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ
１４に０以外の信号を割り当て、また前記信号の
間のＣ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７，Ｃ９，Ｃ１１，Ｃ
１３，Ｃ１５に０を割当てることによつて３ビツ
トでありながら、停止位置を15位置と多段階に識
別することができる。つまり、０以外の信号があ
る時はその値を記憶し、その右又は左隣りの０を
マイクロコンピユータで識別すればよく、このマ
イクロコンピユータの位置識別フローチヤートを
第６図に示す。ここで、 Ｅ：エンコーダの信号、マイクロコンピユータ
では最下位を０とする。

Ｍ：マイクロコンピユータのモーターアクチユ
エータ制御の位置メモリー。

最下位ビツトMoが、エンコーダの中間位置０
の位置記憶ビツトとする。

エンコーダの信号を３ビツトとすると、 Ｅ＝E₃E₂E₁０とする。

メモリーＭを Ｍ＝M₃M₂M₁M₀（M₀は中間位置記憶ビツト） 尚、第２図を模式的に結線図で示すと第３図の
ようになる。

第２実施例を第７図により説明すると、ブラシ
を用いたエンコーダではブラシの各接片や、各導
電板の幅及びそれらの隙間等に並置する導電板の
数がスペース的に限られてしまうので、これを解
決するため信号用ブラシを３６ａ，３６ｂを半径
方向に２組設け、且つ、両者を略扇型に一体に配
置し、一組の接片を３本として６本設け、各ブラ
シに対応させて半円状の第１、２、３、４、５信
号用導電板４１，４２，４３，４４，４５と、信
号用共通導電板４６を夫々同心円状に多重に配置
する。即ち、第１信号用導電板４１と第３信号用
導電板４３を同一円周上に配し、又、第２信号用
導電板４２と第４信号用導電板４６を同一円周上
に配し、更に、共通導電板４６と第５信号用導電
板４５を同一円周上に配して３本の並置であるに
も係わらず、５ビツトの信号を得られるようにす
ることも可能である。

「考案の効果」 本考案は共通導電板及び各導電パターンをブラ
シの接片とON，OFFを繰り返すようにくし歯状
に形成したため、この信号用共通導電板とブラシ
の接片とで単なる信号伝達手段だけでなく、信号
発生機能をも有するようにしたことにより、従来
では３ビツト８位置の識別機能しか有しないもの
が、本願では３ビツト１５位置と極めて多数停止
位置を識別できる利点を有する。即ち、小さなス
ペースで少しでも多くの停止位置信号を発生する
ことができる。特に、自動車用冷房装置に用いら
れるモータ−アクチユエータでは、低価格のブラ
シ式が使用され、その上、スペース上の制約から
ブラシの接片や導電板の数が限られてしまう場合
に、多くの停止位置を識別できることは実用上極
めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図はハウジングを省略した全体の斜視図、
第２図は信号用パターンとモータ用パターンを示
す平面図、第３図は第２図を模式化した結線図、
第４図は信号用ブラシの平面図、第５図はエンコ
ーダの出力信号を示した説明図、第６図は位置識
別のフローチヤート図、第７図は第２実施例にお
ける信号パターンとモータ駆動パターンを示す平
面図、第８図は第２実施例の信号用ブラシの平面
図、第９図は同モータ駆動用ブラシの平面図、第
１０図は従来の回路パターンの平面図、第１１図
は第１０図を模式化した結線図、第１２図はエン
ンコーダの出力信号を示した説明図である。 ３……出力歯車、６，７……ブラシ、９……共
通導電板、１０，１１，１２……信号用導電パタ
ーン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 出力歯車の下面に２組のブラシを設け、１組
   のブラシはモータの回転角度範囲の両端で、そ
   れ以上回転しないようにモータ回路をOFFに
   するリミツトスイツチ機構を有し、他の１組の
   ブラシは複数の導電パターン上を、出力歯車の
   回動位置により摺動して停止位置信号を出力す
   る絶対値式エンコーダを有するモーターアクチ
   ユエータにおいて、凸部と凹部を有してくし歯
   状に形成した弧状の停止信号用共通導電と複数
   の信号用導電パターンとを同心円状に配し、該
   共通導電板及び導電パターンと半径線上に配し
   た停止信号用ブラシとで停止信号の伝達及び発
   生手段を構成し、各停止位置間に位置信号の発
   生されない部分を設けると共に、前記共通導電
   板の接触部分の幅が信号検出用導電パターンの
   接触部分の幅より短く形成され、他の導電パタ
   ーンのいずれかが変化する点では共通導電板に
   ブラシが接触しないように構成されていること
   を特徴とるすアクチユエータ。 (2) 停止信号用ブラシを、２つの半径線に沿つて
   配置し、夫々独立して配した各信号用導電パタ
   ーンを１つの円弧上に重ならないように配置し
   てビツト数を増加させた実用新案登録請求の範
   囲第１項記載のモータアクチユエータ。