JPH0143286Y2 - - 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於ける空気制御ドア
用出力レバーの停止位置を制御するための出力歯
車部に絶対値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。[Detailed description of the invention] "Industrial application field" This invention is a motor actuator using an absolute value encoder in the output gear part for controlling the stop position of the output lever for the air control door in a vehicle air conditioner. It concerns Yueta.

「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、車内に吹出される空気量を調整する
デフロストドア等の種々の制御ドアを有してお
り、この空気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９，１０図に示すような
ものがある。即ち、出力歯車７１の下面に設けた
２組のブラシ５０，５１の一方のブラシ５０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するリミツ
トスイツチ機能を有すりリミツトスイツチ用パタ
ーン７６と接触するものであり、他方のブラシ５
１は、複数の導電パターン上を出力歯車の回動位
置により摺動して位置信号を出力する絶対値式エ
ンコーダをなすエンコーダ用パターン７５に接触
するものである。この絶対値式エンコーダの回路
パターンを出力歯車軸７２と一体の出力歯車７１
の底面に対向するプリント基板７３上に設け、同
心円状に並置して取付けた共通接片５２と作動接
片５３とからなり、この作動接片５３の両端延長
上にそれぞれスリツト５４，５５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を接続し、又、作動接片
５３と第２端子５９とを接続した接続部６０と第
１接片５６との間にモータ１を逆転する方向に電
流を流す第１ダイオード６１を接続し又、第２接
片５７と該接続部６０との間には前記モータ１を
正転する方向に電流を流す第２ダイオード６２を
接続する。該共通接片５２と作動接片５３、第
１，２接片５６，５７に対向させて反対側にそれ
ぞれ同心円状に共通導電板６５と、第１，２，３
信号用導電板６６，６７，６８を配してなり、こ
の共通導電板６５は信号用電源、例えば5Vに接
続し、更に、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を接続して形成した絶
対値式エンコーダ７５を出力歯車部７１に装着し
たものはある。しかるに、第１ブラシ５１の第１
接片５１ａは共通導電板６５に常に接触してお
り、単なる信号の伝達だけであつて、信号の発生
手段にはなつていない。第１ブラシ５１の第２，
３，４接片５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと、第１，
２，３信号用導電板６６，６７，６８とで停止信
号を発生させており、発生した信号出力は交番２
進になつている。そのため、実用上のモーターア
クチユエータでは、ブラシに設ける接片や導電板
の数が４本並列程度までしか設けることができ
ず、３ビツト８位置しか制御出来ないという欠点
があつた。"Prior Art" In general, a vehicle air conditioner includes an inside/outside air switching door that switches between inside air and outside air in a duct, and an air mixing door that adjusts the mixing ratio of cold air from a cooler and warm air from a heater. The vehicle has various control doors such as a defrost door that adjust the amount of air blown into the interior of the vehicle, and the motor actuator that controls these air control doors includes, for example, those shown in FIGS. 9 and 10. be. That is, one brush 50 of the two sets of brushes 50 and 51 provided on the lower surface of the output gear 71 is
It has a limit switch function that turns off the electric circuit to the motor to prevent it from rotating further at both ends of the rotation angle range of the motor, and it comes into contact with the limit switch pattern 76, and the other brush 5
Reference numeral 1 contacts an encoder pattern 75 that constitutes an absolute encoder that slides on a plurality of conductive patterns depending on the rotational position of an output gear and outputs a position signal. The circuit pattern of this absolute encoder is the output gear 71 integrated with the output gear shaft 72.
It consists of a common contact piece 52 and an operating contact piece 53, which are provided on a printed circuit board 73 facing the bottom surface of the board, and which are attached concentrically side by side. First,
Two contact pieces 56 and 57 are provided, the motor 1 is connected between the common contact piece 52 and the first terminal 58, and a connecting part 60 and the first contact are provided, which connect the operating contact piece 53 and the second terminal 59. A first diode 61 is connected between the contact piece 56 and a current flowing in a direction to rotate the motor 1 in the reverse direction, and a current is connected between the second contact piece 57 and the connecting portion 60 in a direction to cause the motor 1 to rotate in the normal direction. A second diode 62 is connected to allow the current to flow. A common conductive plate 65 is arranged concentrically on the opposite side of the common contact piece 52, the actuating contact piece 53, and the first and second contact pieces 56 and 57, and the first, second and third contact pieces are arranged concentrically on the opposite side.
The signal conductive plates 66, 67, and 68 are arranged, and the common conductive plate 65 is connected to a signal power source, for example, 5V, and a pull-down resistor 69 and a buffer amplifier 70 are connected to each signal conductive plate. There is a device in which the formed absolute value type encoder 75 is attached to the output gear portion 71. However, the first
The contact piece 51a is always in contact with the common conductive plate 65, and serves only to simply transmit a signal, and does not serve as a means for generating a signal. The second of the first brush 51,
3 and 4 contact pieces 51b, 51c, 51d, and the first,
A stop signal is generated by the conductive plates 66, 67, and 68 for signals 2 and 3, and the generated signal output is
It's becoming more advanced. Therefore, in a practical motor actuator, the number of contact pieces or conductive plates provided on the brush can be limited to about four in parallel, and the disadvantage is that only 3 bits and 8 positions can be controlled.

ここで、エンコーダには大別して積算式と絶対
値とがあり、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カウントすることによつて移
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
するものである。この場合、一旦電源を入れたら
めつたにOFFしないような場合は前者が便利で
あるが、自動車のようにしよつちゆうエンジンキ
ーを出し入れして電気回路をOFFにする場合に
は、キーを入れる毎にホームポジシヨンに戻るの
では無駄な時間を要し、能率が悪い欠点があつ
た。 Here, encoders can be roughly divided into integration type and absolute value type.The former type calculates the amount of movement by counting pulses after the output gear with brushes returns to the reference home position when a current is input. In contrast, the latter method sets the reference position to 0 and generates a binary code corresponding to the amount of movement. In this case, the former is convenient if the power does not turn off all the time once the power is turned on, but if you want to turn off the electrical circuit by putting the engine key in and out, like in a car, then the key Returning to the home position every time it is inserted wastes time and has the disadvantage of being inefficient.

「考案が解決しようとする問題点」 従来の絶対値式エンコーダ用のブラシが一体と
なつていて、このブラシの一本一本に対して独立
したパターンがケース側のプリント基板上に配置
する必要があつたため、スペースの関係で、エン
コーダの信号数を増加させるのが困難であつたの
に対し、本願はブラシを独立させたことにより配
置に自由度をもたせることを目的とするものであ
る。``Problem that the invention aims to solve'' The brushes for conventional absolute value encoders are integrated, and it is necessary to arrange independent patterns for each brush on the printed circuit board on the case side. It was difficult to increase the number of encoder signals due to the space constraints, but the present invention aims to provide freedom in arrangement by making the brushes independent.

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するための本考案の構成は、一
定角度以上の回転を防止するリミツトスイツチ用
パターンと、電流の通電方向を規制する２つのダ
イオードを装着すると共に、絶対値式エンコーダ
用パターンを持つ円板状プリント基板をモータに
連動する出力歯車の下面にそれぞれ装着し、該円
板状プリント基板に対向して前記リミツトスイツ
チ用のブラシを各々独立させて設け、絶対値式エ
ンコーダの最上位ビツト用ブラシと、次の上位ビ
ツト用ブラシとを出力歯車軸の同一円周上に一定
角度を存して配置して該絶対値式エンコーダ用パ
ターンの一部を共通できるようにしたことを特徴
とするものである。"Means for Solving the Problems" The structure of the present invention to achieve the above purpose is to install a limit switch pattern that prevents rotation beyond a certain angle, and two diodes that regulate the direction of current flow. , a disc-shaped printed circuit board having a pattern for an absolute value encoder is mounted on the lower surface of an output gear that is linked to a motor, and brushes for the limit switch are independently provided opposite to the disc-shaped printed circuit board, The brush for the most significant bit of the absolute value encoder and the brush for the next most significant bit are arranged at a certain angle on the same circumference of the output gear shaft to share a part of the pattern for the absolute value encoder. It is characterized by the fact that it is possible to do so.

「作用」 このようにエンコーダ用のブラシが各信号に対
して独立しているので、エンコーダ用パターンに
対して、最上位用ビツト用のブラシと１つ下のビ
ツト用のブラシが、エンコーダ用パターンを共用
できるように、自由にブラシの位置を配置でき
る。"Function" In this way, the encoder brush is independent for each signal, so the brush for the most significant bit and the brush for the next lower bit are used for the encoder pattern. You can freely position the brush so that it can be shared.

「実施例」 本考案の実施例を図面により説明すると、モー
タ１に存するモータギア２と大径な出力歯車４を
減速装置を形成する複数の歯車群からなる中間ギ
ア３を介して連動し、この出力歯車に軸着した出
力軸５の一端に出力アーム６を取付ける。７はモ
ーターアクチユエータを収容するケースで、前記
モータ１、中間ギア３、出力歯車４をそれぞれ内
部に収容する。出力軸５はケース７に回転可能に
軸承してあり、又、出力歯車４の下面には複数の
凹部８，８を設けると共に、円板状のプリント基
板９を該出力歯車４の下面に当接させて固着す
る。このプリント基板９の下面一側よりには、そ
れぞれ前記出力軸５を挿通させる孔１０の中心か
ら同心状に位置させて一定間隔ごとに凸部１１及
び凹部１２を交互に設けてそれぞれくし歯状に形
成した絶対値式エンコーダ用パターン１５を設け
てあり、又、このプリント基板９の下面他側より
の部分には、出力歯車の回転する範囲、即ち、作
動範囲を設定するためのリミツトスイツチ用パタ
ーン２０を設けてある。このプリント基板９の下
方には、ケース側の支持基板１７を取付け、この
支持基板１７の上面に前記絶対値式エンコーダ用
パターン１５との間にリミツトスイツチ機構を構
成するため、０ビツト用ブラシ２１、第１ビツト
用ブラシ２２、第２ビツト用ブラシ２３、エンコ
ーダ用パターンの共通ブラシ２５を同心状で且つ
同一半径縁上に多重に配し、更に、最上位の信号
ブラシである第３ビツト用ブラシ２４を最上位か
ら２番目の第２ビツト用ブラシ２３と同一円周上
で、且つ位相がずれるように周方向にずらせて配
置し、０〜３ビツト用ブラシ及び共通ブラシをそ
れぞれ別個に独立させて支持基板１７上に配置し
て取付け、それぞれ信号線２１ａ，２２ａ，２３
ａ，２４ａに接続してある。また、出力歯車４の
回転角度範囲、即ら作動設定範囲を定めるための
リミツトスイツチ用パターン２０は、共通パター
ン３１とそれぞれ両端にスリツト３２，３３を介
して第１，２接片３４，３５を設け、且つ、共通
パターン３１と第１，２接片３４，３５との間を
それぞれ第１，２ダイオード３６，３７で接続し
てある。このダイオードはプリント基板９上に取
付け、前記凹部８内に収容してある。図中、２６
はリミツトスイツチ用共通ブラシ、２７ａ，２７
ｂは位置決ブラシである。“Embodiment” An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A motor gear 2 and a large-diameter output gear 4 of a motor 1 are interlocked via an intermediate gear 3 consisting of a plurality of gear groups forming a reduction gear. An output arm 6 is attached to one end of an output shaft 5 that is attached to an output gear. Reference numeral 7 denotes a case for accommodating a motor actuator, in which the motor 1, intermediate gear 3, and output gear 4 are housed, respectively. The output shaft 5 is rotatably supported on the case 7, and a plurality of recesses 8, 8 are provided on the lower surface of the output gear 4, and a disk-shaped printed circuit board 9 is placed in contact with the lower surface of the output gear 4. Touch and stick. On one side of the lower surface of the printed circuit board 9, convex portions 11 and concave portions 12 are arranged concentrically from the center of the hole 10 through which the output shaft 5 is inserted and alternately provided at regular intervals. An absolute value encoder pattern 15 formed on the bottom side of the printed circuit board 9 is provided, and a limit switch pattern 15 is provided on the other side of the lower surface of the printed circuit board 9 to set the rotating range of the output gear, that is, the operating range. 20 are provided. A support board 17 on the case side is attached below this printed circuit board 9, and in order to configure a limit switch mechanism between the upper surface of this support board 17 and the pattern 15 for the absolute value type encoder, a 0-bit brush 21, A brush 22 for the first bit, a brush 23 for the second bit, and a common brush 25 for the encoder pattern are arranged concentrically and in multiple layers on the same radius edge, and a brush for the third bit, which is the highest signal brush, is arranged concentrically and in multiple layers on the same radius edge. 24 is arranged on the same circumference as the second bit brush 23, which is the second from the top, and shifted in the circumferential direction so that the phase is shifted, and the 0 to 3 bit brushes and the common brush are made to be independent from each other. The signal lines 21a, 22a, 23 are arranged and mounted on the support substrate 17, respectively.
a, 24a. Further, the limit switch pattern 20 for determining the rotation angle range of the output gear 4, that is, the operation setting range, includes a common pattern 31 and first and second contact pieces 34 and 35 through slits 32 and 33 at both ends, respectively. , and the common pattern 31 and the first and second contact pieces 34 and 35 are connected by first and second diodes 36 and 37, respectively. This diode is mounted on a printed circuit board 9 and housed in the recess 8. In the figure, 26
Common brush for limit switch, 27a, 27
b is a positioning brush.

尚、本実施例は４ビツトのものについて説明し
てあるが、ビツト数をこれより大きくすることも
可能である。 Although this embodiment has been described using 4 bits, it is also possible to use a larger number of bits.

次に、本実施例の作用について説明すると、モ
ータ１が駆動すると中間ギア３を介して出力歯車
４を回転し、出力歯車４の下面に取付けた円板状
プリント基板９を第５図Ｘ・Ｙ方向いずれにも回
転するもので、該円板状プリント基板の下面に取
付けてある出力歯車の回転する範囲を規制するリ
ミツトスイツチ用パターン２０とエンコーダ用パ
ターン１５を有する出力歯車４が回動して支持基
板１７上に取付けてある各ブラシとの接触個所が
変わるものである。 Next, the operation of this embodiment will be explained. When the motor 1 is driven, the output gear 4 is rotated through the intermediate gear 3, and the disk-shaped printed circuit board 9 attached to the lower surface of the output gear 4 is rotated as shown in FIG. The output gear 4, which rotates in either the Y direction and has a limit switch pattern 20 and an encoder pattern 15 that regulate the rotation range of the output gear attached to the lower surface of the disc-shaped printed circuit board, rotates. The point of contact with each brush mounted on the support substrate 17 changes.

第５図は、０ビツト用ブラシ２１、第１ビツト
用ブラシ２２以外の第２，３ビツト用ブラシ２
３，２４と共通ブラシ２５はそれぞれエンコーダ
用４パターン１５に接しており、又、リミツトス
イツチ用共通ブラシ２６と位置決ブラシ２６，２
７ａ，２７ｂは共通パターン２０に接しているの
で、この状態でモータ１が駆動すると、この出力
歯車４と一体のプリント基板９はＸ方向・Ｙ方向
いずれの方向にも回動できる。 FIG. 5 shows brushes 2 for second and third bits other than brush 21 for 0 bit and brush 22 for first bit.
3, 24 and the common brush 25 are in contact with the four encoder patterns 15, respectively, and the limit switch common brush 26 and the positioning brushes 26, 2
7a and 27b are in contact with the common pattern 20, so when the motor 1 is driven in this state, the printed circuit board 9 integrated with the output gear 4 can rotate in either the X direction or the Y direction.

次いで、プリント基板９と共に出力歯車４が反
時計方向（Ｙ方向）に回動し０〜３ビツト用ブラ
シ２１，２３，２２，２４が全てエンコーダ用パ
ターン１５から外れた場合、リミツトスイツチ用
パターン２０用の共通ブラシ２６は共通パターン
３１に接つしているが、第１位置決ブラシ２７ａ
は第２接片３５に接しているので、端子２６ａか
ら入力した電流は第２ダイオード３７で遮断さ
れ、この出力歯車４はこの第６図の状態から更に
反時計方向には回転しない。この状態で、端子２
７ｃ側から電流が入力すれば、第２ダイオード３
７を電流が流れてモータ１を駆動し、該出力歯車
４を時計方向（Ｘ方向）に回転させる。 Next, when the output gear 4 rotates counterclockwise (Y direction) together with the printed circuit board 9 and the brushes 21, 23, 22, and 24 for 0 to 3 bits are all removed from the encoder pattern 15, the limit switch pattern 20 is removed. The common brush 26 is in contact with the common pattern 31, but the first positioning brush 27a
is in contact with the second contact piece 35, so the current input from the terminal 26a is cut off by the second diode 37, and the output gear 4 does not rotate further counterclockwise from the state shown in FIG. In this state, terminal 2
If current is input from the 7c side, the second diode 3
A current flows through 7 to drive the motor 1 and rotate the output gear 4 clockwise (X direction).

この出力歯車４が時計方向（Ｘ方向）に回転し
続けて第３ビツト用ブラシ２４以外の０〜２ビツ
ト用ブラシ２１，２２，２３がこのエンコーダ用
パターン１５から外れる（第７図）と、停止位置
決用の共通ブラシ２６は共通パターン３１に接し
ているが、第２位置決ブラシ２７ａにより第１接
片３４に接触しており、端子２７ｃ側から入力す
る電流は第１ダイオード３６を通つて共通パター
ン３１に流れ、モータ１はＸ方向への回転は停止
するが、反Ｘ方向には回転するものである。 When the output gear 4 continues to rotate clockwise (X direction) and the 0 to 2 bit brushes 21, 22, 23 other than the third bit brush 24 come off the encoder pattern 15 (FIG. 7), The common brush 26 for determining the stop position is in contact with the common pattern 31, and is in contact with the first contact piece 34 by the second positioning brush 27a, and the current input from the terminal 27c side passes through the first diode 36. Then, the flow goes to the common pattern 31, and the motor 1 stops rotating in the X direction, but rotates in the anti-X direction.

尚、位置決ブラシ２７ａ，２７ｂの先端が２つ
に分かれているのは共通パターン３１と第１，２
接片３２，３３との間の隙間に第２位置決ブラシ
２７ｂが到達した時に、既に第１位置決ブラシ２
７ａが第１，２接片３２，３３に位置するように
して、該位置決ブラシ２７ａ，２７ｂが共通パタ
ーン３１及び第１，２接片３２，３３のいずれに
も接しない状態が生じないようにするためのもの
である。 Note that the tips of the positioning brushes 27a and 27b are divided into two parts: a common pattern 31 and a first and second part.
When the second positioning brush 27b reaches the gap between the contact pieces 32 and 33, the first positioning brush 27b has already reached the gap between the contact pieces 32 and 33.
7a is positioned on the first and second contact pieces 32 and 33, so that a situation in which the positioning brushes 27a and 27b do not come into contact with either the common pattern 31 or the first and second contact pieces 32 and 33 does not occur. It is for the purpose of

「考案の効果」 以上の如き本考案は、エンコーダ用ブラシが各
信号に対して独立しているため、絶対値式エンコ
ーダ用パターンに対し、最上位用のビツトブラシ
と、１つ下のブラシがエンコーダ用パターンを共
用出来るため、それだけ該パターンを小型でき
る。又、ブラシはそれぞれ独立しているので配置
に自由度を有し、そのためエンコーダの設計がし
やすい利点を有する。その上、前記した如くビツ
トブラシが独立しており、且つその配置も自由度
を有すると共に該回路パターンの一部を共用でき
るので、エンコーダの信号数（ビツト数）を増す
ことが容易である。``Effect of the invention'' In the present invention as described above, the encoder brush is independent for each signal, so for the absolute value encoder pattern, the topmost bit brush and the next lower brush are the encoder brushes. Since the pattern can be shared, the pattern can be made smaller. Further, since the brushes are independent, there is a degree of freedom in arrangement, which has the advantage of making it easier to design the encoder. Furthermore, as described above, the bit brushes are independent and have a degree of freedom in arrangement, and a part of the circuit pattern can be shared, making it easy to increase the number of signals (number of bits) of the encoder.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
ハウジングを省略した全体の斜視図、第２図は全
体の要部断面図、第３図はプリント基板の底面
図、第４図は第３図Ａ−Ａ線断面図、第５〜７図
はプリント基板用パターンとブラシとからなるス
イツチ機構の作動状態を示すそれぞれの説明図、
第８図はエンコーダの出力信号を示した説明図、
第９図は従来のアクチユエータを示したもので、
ハウジングを省略した全体の斜視図、第１０図は
従来の回路パターンを示す平面図である。 １……モータ、４……出力歯車、９……プリン
ト基板、１５……エンコーダ用パターン、２０…
…リミツトスイツチ用パターン、２１〜２６，２
７ａ，２７ｂ……ブラシ、３６，３７……ダイオ
ード。 The drawings show an embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is a perspective view of the whole with the housing omitted, Fig. 2 is a cross-sectional view of the main parts of the whole, Fig. 3 is a bottom view of the printed circuit board, and Fig. 4 is a cross-sectional view of the main part of the whole. FIG. 3 is a sectional view taken along the line A-A, and FIGS. 5 to 7 are explanatory diagrams showing the operating state of a switch mechanism consisting of a printed circuit board pattern and a brush,
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the output signal of the encoder,
Figure 9 shows a conventional actuator.
FIG. 10 is a perspective view of the entire device with the housing omitted, and a plan view showing a conventional circuit pattern. 1... Motor, 4... Output gear, 9... Printed circuit board, 15... Encoder pattern, 20...
...Pattern for limit switch, 21-26,2
7a, 27b... brush, 36, 37... diode.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 一定角度以上の回転を防止するリミツトスイツ
チ用パターンと、電流の通電方向を規制する２つ
のダイオードを装着すると共に、絶対値式エンコ
ーダ用パターンを持つ円板状プリント基板をモー
タに連動する出力歯車の下面にそれぞれ装着し、
該円板状プリント基板に対向して前記リミツトス
イツチ用のブラシを各々独立させて設け、絶対値
式エンコーダの最上位ビツト用ブラシと、次の上
位ビツト用ブラシとを出力歯車軸の同一円周上に
一定角度を存して配置して該絶対値式エンコーダ
用パターンの一部を共通できるようにしたことを
特徴とするモーターアクチユエータ。 A disk-shaped printed circuit board with a limit switch pattern that prevents rotation beyond a certain angle, two diodes that regulate the direction of current flow, and an absolute value encoder pattern is attached to the bottom surface of the output gear that is linked to the motor. Attach each to
Brushes for the limit switches are provided independently facing the disc-shaped printed circuit board, and the brush for the most significant bit of the absolute value encoder and the brush for the next most significant bit are placed on the same circumference of the output gear shaft. A motor actuator characterized in that the absolute value encoder patterns are arranged at a certain angle so that a part of the pattern for the absolute value type encoder can be shared.