JPS6242491Y2

JPS6242491Y2 -

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Publication number: JPS6242491Y2
Application number: JP1982055235U
Authority: JP
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1987-10-31
Also published as: JPS58158403U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、モータの回転力を直線運動として
出力するモータアクチユエータに関するものであ
る。モータアクチユエータは、例えば自動車用空
調装置において、エアミツクスドア、内外気切換
ドアその他のドアを動かすもので、制御回路を介
して制御されるモータと、このモータの駆動力を
出力軸に伝達する歯車装置とを有し、出力軸に固
定されたレバーにリンクが連結されてモータの回
転運動がリンクの直線運動に変換され、該リンク
を介して前記ドアを動かすものである。そして、
一般には前記出力軸が固定された歯車装置の出力
歯車とケース内に配された配線基板との間に前記
ポテンシヨメータが設けられ、その従来の具体例
が第１図に示されている。[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a motor actuator that outputs the rotational force of a motor as linear motion. A motor actuator is used to move air mix doors, internal/external air switching doors, and other doors in automotive air conditioners, for example, and consists of a motor that is controlled via a control circuit and a gear that transmits the driving force of this motor to an output shaft. A link is connected to a lever fixed to an output shaft, and the rotary motion of the motor is converted into linear motion of the link, and the door is moved via the link. and,
Generally, the potentiometer is provided between an output gear of a gear device to which the output shaft is fixed and a wiring board disposed within a case, and a conventional example thereof is shown in FIG.

第１図において、可動接点２３は、前記出力歯
車（図示せず）に固定された可動接点板２２に設
けられて出力歯車と共に中心点Ｏを中心として回
動し、この可動接点２３に接する抵抗板２５と該
可動接点２３に導通する導電板２６とが配線基板
１３に固定されている。抵抗板２５の両端がコネ
クタ１９の接続端子２０ｄ，２０ｅに、導電板２
６の一端がコネクタ１９の接続端子２０ｃにそれ
ぞれ接続されており、そのため接続端子２０ｄ又
は２０ｅと接続端子２０ｃとの間に電流をかけて
抵抗板２５の抵抗値Ｒを測定することによつてド
アの位置を検出することができ、その抵抗値Ｒが
制御回路にフイードバツクされて、モータの回転
が正逆に制御され、前記レバー１１とリンク１２
を介してドアに所望の位置を与えるようになされ
ている。 In FIG. 1, a movable contact 23 is provided on a movable contact plate 22 fixed to the output gear (not shown), rotates together with the output gear about a center point O, and resists contact with the movable contact 23. A plate 25 and a conductive plate 26 electrically connected to the movable contact 23 are fixed to the wiring board 13. Both ends of the resistance plate 25 are connected to the connection terminals 20d and 20e of the connector 19, and the conductive plate 2
One end of 6 is connected to the connecting terminal 20c of the connector 19, and therefore, by applying a current between the connecting terminal 20d or 20e and the connecting terminal 20c and measuring the resistance value R of the resistance plate 25, the door can be opened. The position of the lever 11 and the link 12 can be detected, and the resistance value R is fed back to the control circuit to control the rotation of the motor in forward and reverse directions.
It is made to give the desired position to the door through.

しかしながら、従来においては、抵抗板２５の
半径方向の幅Ｗが一様であるから、抵抗値Ｒは、
中心点Ｏと抵抗板２５の両端を結ぶ基線l₁，l₂と
可動接点２３とのなす角度θ_１，θ_２に比例する
のに対し、レバー１１の回転運動がリンク１２の
直線運動に変換されているので、該リンク１２の
位置Ｘには比例せず、第２図に示すように、位置
Ｘが大きくなる程抵抗値Ｒの変化が増大するよう
になつていた。したがつて、本来の制御対象がリ
ンク１２の位置Ｘであるのにかかわらず、可動接
点２３の角度θ_１，θ_２により制御しているの
で、正確な制御を求めることが困難であると共
に、リンク１２の位置Ｘが一定値X₁以上になる
と、抵抗値Ｒの変化が極端に増大するので、前記
角度θ_１，θ_２を加算した値である抵抗板２５の
円周方向の角度αが実用上80゜程度におさえら
れ、そのためリンク１２の位置Ｘの単位当りの変
化に対する角度θ_１，θ_２の単位当りの変化が小
さくなつて制御が不正確になる原因となつてい
た。 However, in the past, since the radial width W of the resistance plate 25 is uniform, the resistance value R is
The angles θ ₁ and θ 2 formed by the base lines l 1 and l ₂ connecting the center point O and both ends of the resistance plate 25 and the movable contact 23 are proportional to the angles θ ₁ and θ ₂ , whereas the rotational movement of the lever 11 is converted into a linear movement of the link 12. Therefore, the resistance value R is not proportional to the position X of the link 12, and as shown in FIG. 2, the change in the resistance value R increases as the position X increases. Therefore _, even though the _original control target is the position _If _the _position In practice, the angle is limited to about 80°, and as a result, the per unit change in the angles θ ₁ and θ ₂ with respect to the per unit change in the position X of the link 12 becomes small, causing inaccurate control.

この考案は、上述したように検出すべき抵抗値
が可動接点の角度に比例してリンクの位置に比例
しないことに起因する正確な制御の困難性を解消
することを課題としている。しかして、この考案
の要旨とするところは、モータ４の回転力を歯車
装置５の出力歯車８に固設の出力軸９からレバー
１１を介して直線運動として出力するようにした
モータアクチユエータにあつて、出力歯車８は可
動接点２３を有し、配線基板１３上に抵抗板２５
を設けて、前記可動接点２３が中心点Ｏを中心と
して前記抵抗板２５上を半径ｒの円周上を接触回
動すると共に、抵抗板２５の半径方向の幅Ｗが前
記中心点Ｏを通る基線ｌと前記可動接点２３とが
なす角度θの正弦（sinθ）に反比例することに
ある。このように抵抗板の半径方向の幅を設定す
ることにより、直線運動するリンクの位置に抵抗
板の抵抗値が比例するようになり、そのため正確
な制御を求めることが容易になるし、リンクの位
置に対する抵抗値の変化率が一定であるから、抵
抗板の円周方向の角度も大きくとれるようにな
り、上記課題を達成することができるものであ
る。 The object of this invention is to solve the difficulty of accurate control caused by the fact that the resistance value to be detected is proportional to the angle of the movable contact but not proportional to the position of the link, as described above. The gist of this invention is therefore a motor actuator that outputs the rotational force of a motor 4 as a linear motion from an output shaft 9 fixed to an output gear 8 of a gear device 5 via a lever 11. In this case, the output gear 8 has a movable contact 23, and a resistance plate 25 is mounted on the wiring board 13.
The movable contact 23 contacts and rotates on the circumference of the resistance plate 25 with a radius r around the center point O, and the radial width W of the resistance plate 25 passes through the center point O. It is inversely proportional to the sine (sin θ) of the angle θ formed by the base line l and the movable contact 23. By setting the radial width of the resistance plate in this way, the resistance value of the resistance plate is proportional to the position of the linearly moving link, which makes it easier to obtain accurate control and Since the rate of change of the resistance value with respect to position is constant, the angle in the circumferential direction of the resistor plate can be made large, and the above object can be achieved.

以下、この考案の実施例を図面により説明す
る。 Examples of this invention will be described below with reference to the drawings.

第３図乃至第６図において、この考案に係るポ
テンシヨメータを内蔵したモータアクチユエータ
が示され、アクチユエータケース１は、上ケース
１ａと下ケース１ｂとが組合わせられていると共
に、上ケース１ａの外側がカバー１ｃで覆われて
構成され、このアクチユエータケース１内にモー
タ収納室２と歯車収納室３とが形成されている。 3 to 6, a motor actuator with a built-in potentiometer according to the invention is shown, and the actuator case 1 includes an upper case 1a and a lower case 1b combined, and The outer side of the upper case 1a is covered with a cover 1c, and a motor storage chamber 2 and a gear storage chamber 3 are formed within this actuator case 1.

直流電動モータであるモータ４は、アクチユエ
ータケース１のモータ収納室２内で上ケース１ａ
と下ケース１ｂとに挟持されて収納され、その回
転軸４ａが歯車収納室３側へ突出している。 The motor 4, which is a DC electric motor, is installed in the upper case 1a in the motor storage chamber 2 of the actuator case 1.
and the lower case 1b, and its rotating shaft 4a protrudes toward the gear storage chamber 3 side.

歯車装置５は、歯車収納室３に収納され、前記
モータ４の回転軸４ａに固装されたウオーム６
と、このウオーム６と噛合う中間歯車７と、この
中間歯車７と噛合う出力歯車８とから成り、中間
歯車７のウオームホイール部７ａにウオーム６
が、中間歯車７のウオーム部７ｂに出力歯車８が
それぞれ噛合つており、モータ４の回転軸４ａの
回転が減速されるようになつている。この歯車装
置５の出力歯車８の上下面中心には出力軸９と支
持軸１０とが設けられて出力歯車８をアクチユエ
ータケース１に支持している。 The gear device 5 is housed in the gear storage chamber 3 and includes a worm 6 fixed to the rotating shaft 4a of the motor 4.
, an intermediate gear 7 that meshes with this worm 6 , and an output gear 8 that meshes with this intermediate gear 7 .
However, the output gears 8 are meshed with the worm portions 7b of the intermediate gears 7, so that the rotation of the rotating shaft 4a of the motor 4 is decelerated. An output shaft 9 and a support shaft 10 are provided at the center of the upper and lower surfaces of the output gear 8 of the gear device 5 to support the output gear 8 on the actuator case 1.

出力軸９は、アクチユエータケース１を貫通し
て外部に突出し、その突出した部分にレバー１１
が固定され、このレバー１１の先端付近にはリン
ク１２の一端が回動自在に固定されており、出力
軸９の回転運動がリンク１２の直線運動に変換さ
れるようになつている。 The output shaft 9 penetrates the actuator case 1 and protrudes to the outside, and a lever 11 is attached to the protruding portion.
is fixed, and one end of a link 12 is rotatably fixed near the tip of this lever 11, so that rotational movement of the output shaft 9 is converted into linear movement of the link 12.

配線基板１３は、前記アクチユエータケース１
の下ケース１ｂの内側に固定されてモータ４及び
歯車装置５の下方に配置されている。また、前記
出力歯車８の下面には、接点板固定部１４が直径
方向に設けられており、この配線基板１３と接点
板固定部１４との間で下記する回転制御スイツチ
１５とポテンシヨメータ１６とが構成されてい
る。 The wiring board 13 is connected to the actuator case 1
It is fixed inside the lower case 1b and arranged below the motor 4 and gear device 5. Further, a contact plate fixing part 14 is provided in the diametrical direction on the lower surface of the output gear 8, and a rotation control switch 15 and a potentiometer 16, which will be described below, are connected between the wiring board 13 and the contact plate fixing part 14. is made up of.

回転制御スイツチ１５は、接点板固定部１４の
一端付近に可動接接点板１７が固定され、この可
動接点板１７に３個の可動接点１７ａ〜１７ｃが
設けられ、配線基板１３上に対向して固定された
円弧状の固定接点板１８ａ〜１８ｃに接触してい
る。これら固定接点板１８ａ〜１８ｃは、最も中
心に配置された固定接点板１８ａが共通接点をな
し、他の固定接点板１８ｂ，１８ｃのいずれか一
方端が短かく形成され、配線基板１３に設けられ
たコネクタ１９の接続端子２０ａ，２０ｂに直接
又は正逆方向のダイオード２１ａ，２１ｂとモー
タ４とを介して接続されている。したがつて、コ
ネクタ１９の接続端子２０ａ，２０ｂに正逆いず
れかの電流を流せば、該回転制御スイツチ１５の
可動接点１７ｂ，１７ｃが固定接点板１８ｂ，１
８ｃを離れるまでモータ４が回転し、モータ４の
回転を規制するものである。 In the rotation control switch 15, a movable contact plate 17 is fixed near one end of the contact plate fixing part 14, and three movable contacts 17a to 17c are provided on the movable contact plate 17, facing each other on the wiring board 13. It is in contact with fixed arc-shaped fixed contact plates 18a to 18c. These fixed contact plates 18a to 18c are arranged such that the fixed contact plate 18a located most centrally serves as a common contact, and one end of the other fixed contact plates 18b and 18c is formed short and provided on the wiring board 13. The motor 4 is connected to connection terminals 20a and 20b of the connector 19 directly or via forward and reverse diodes 21a and 21b and the motor 4. Therefore, when a forward or reverse current is applied to the connection terminals 20a, 20b of the connector 19, the movable contacts 17b, 17c of the rotation control switch 15 are connected to the fixed contact plates 18b, 1
The motor 4 rotates until it leaves 8c, and the rotation of the motor 4 is regulated.

この考案に係るポテンシヨメータ１６は、前記
接点板固定部１４の他端付近に固定された可動接
点板２２と、この可動接点板２２に設けられて互
に導通する可動接点２３，２４と、該可動接点２
３，２４が接するよう配線基板１３上に固定され
た抵抗板２５及び導電板２６とから構成されてお
り、導電板２６の一端と抵抗板２５の両端とがそ
れぞれコネクタ１９の接続端子２０ｃ〜２０ｅに
接続されている。 The potentiometer 16 according to this invention includes a movable contact plate 22 fixed near the other end of the contact plate fixing portion 14, and movable contacts 23 and 24 provided on the movable contact plate 22 and electrically connected to each other. The movable contact 2
It is composed of a resistance plate 25 and a conductive plate 26 fixed on the wiring board 13 so that the terminals 3 and 24 are in contact with each other. It is connected to the.

上記抵抗板２５は、第７図に示すように、その
半径方向の幅Ｗが一様ではなくて前記リンク１２
の位置Ｘに抵抗値Ｒが比例するように変化してい
る。 As shown in FIG. 7, the resistance plate 25 has a width W in the radial direction that is not uniform.
The resistance value R changes in proportion to the position X of .

即ち、第７図において、前記可動接点２３は、
中心点Ｏを中心として半径ｒの円周上を回動する
ものとし、この中心点Ｏを通る基線ｌが前記リン
ク１２の変位方向と平行であるとすると、リンク
１２の微小変位ΔＸは、可動接点２３の基線ｌか
らの角度θとその微小角度Δθとで、 ΔＸ＝rcosθ−rcos（θ＋Δθ） ……(1) と表わせられる。 That is, in FIG. 7, the movable contact 23 is
Assuming that the link 12 rotates on the circumference with a radius r around the center point O, and the base line l passing through the center point O is parallel to the displacement direction of the link 12, the minute displacement ΔX of the link 12 is The angle θ of the contact point 23 from the base line l and its minute angle Δθ can be expressed as ΔX=rcosθ−rcos(θ+Δθ) (1).

また、抵抗板２５の微小抵抗値ΔＲは、微小角
度Δθに比例し、幅Ｗに反比例するので、抵抗板
２５の厚みが一定でその単位幅断面当りの抵抗率
をδとして、 ΔＲ＝δ・Δθ／Ｗ ……(2) ここで、微小抵抗値ΔＲと微小変位ΔＸとの比
が一定であるとすると、その比をＡとして、 ΔＲ＝Ａ・ΔＸ ……(3) したがつて、上式(1)，(2)，(3)からＢ＝−δ／
ｒ・Ａとおけば、ｃｏｓ（θ＋Δθ）−（ｃｏｓθ）／Δθ＝−Ｂ／Ｗ Δθ→０とすると、Ｗ＝Ｂ／sinθ ……(4) が成り立つ。 Further, the minute resistance value ΔR of the resistance plate 25 is proportional to the minute angle Δθ and inversely proportional to the width W. Therefore, assuming that the thickness of the resistance plate 25 is constant and the resistivity per unit width section is δ, ΔR=δ・Δθ/W ……(2) Here, if the ratio of the minute resistance value ΔR and the minute displacement ΔX is constant, then let that ratio be A, ΔR=A・ΔX …(3) Therefore, the above From equations (1), (2), and (3), B=−δ/
If r·A, then cos(θ+Δθ)−(cosθ)/Δθ=−B/W If Δθ→0, then W=B/sinθ...(4) holds true.

また、式(4)から式(1)，(2)を前提として同様に式
(3)を導くことができるので、抵抗板２５の幅Ｗが
可動接点２３の角度θの正弦sinθに反比例すれ
ば、抵抗値Ｒがリンク１２の位置Ｘに比例し、そ
の関係が第８図に示すように直線的な関係とな
る。尚、抵抗板２５の幅Ｗは、実用上さしつかえ
なき範囲において式(4)に近似するよう変化させて
もよく、この明細書における「反比例」には上記
のように近似する場合も含まれている。 Also, from equation (4), assuming equations (1) and (2), we can similarly obtain equation
(3) can be derived, so if the width W of the resistance plate 25 is inversely proportional to the sine θ of the angle θ of the movable contact 23, the resistance value R is proportional to the position X of the link 12, and the relationship is shown in FIG. The relationship is linear as shown in . Note that the width W of the resistor plate 25 may be changed to approximate Equation (4) within a practical range, and "inversely proportional" in this specification also includes the case where it is approximated as described above. There is.

上記構成において、モータ４に通電すると、モ
ータ４の回転軸４ａが回転し、歯車装置５を介し
てレバー１１も回転し、このレバー１１の回転運
動がリンク１２の直線運動に変換されてリンク１
２の他端に連結のドアを動かす。リンク１２の位
置Ｘは、該位置Ｘに比例する抵抗値Ｒとしてポテ
ンシヨメータ１６にて検出され、この検出された
信号がコネクタ１９に接続の制御回路にフイード
バツクされ、この制御回路からの出力によりモー
タ４への通電が正逆にON−OFF制御される。し
たがつて、抵抗板２５の抵抗値Ｒとリンク１２の
位置Ｘとが比例するので、制御回路においては簡
単な数値変換でリンク１２の位置Ｘを正確に求め
ることができる。また、リンク１２の位置Ｘに対
する抵抗板２５の抵抗値Ｒの変化率が一定である
から、抵抗板２５の円周方向の角度は180゜近く
までとることができ、そのため検出精度を向上さ
せることができるものである。 In the above configuration, when the motor 4 is energized, the rotating shaft 4a of the motor 4 rotates, the lever 11 also rotates via the gear device 5, and the rotational movement of the lever 11 is converted into a linear movement of the link 12.
Move the connecting door to the other end of 2. The position X of the link 12 is detected by the potentiometer 16 as a resistance value R proportional to the position X, and this detected signal is fed back to the control circuit connected to the connector 19, and the output from this control circuit The energization to the motor 4 is ON-OFF controlled in forward and reverse directions. Therefore, since the resistance value R of the resistance plate 25 and the position X of the link 12 are proportional, the position X of the link 12 can be accurately determined by simple numerical conversion in the control circuit. Furthermore, since the rate of change in the resistance value R of the resistance plate 25 with respect to the position It is something that can be done.

以上述べたように、この考案によれば、抵抗板
の半径方向の幅を適宜に設定して直線運動に変換
されるリンクの位置に抵抗板の抵抗値が比例する
ようにしたので、正確な位置制御を求めることが
できると共に、抵抗板の円周方向の角度を広げる
ことができるので、検出精度を向上させることが
できる。しかも抵抗板の幅を変えるという簡単な
手段により達成できるので安価である等の効果を
奏するものである。 As mentioned above, according to this invention, the radial width of the resistance plate is set appropriately so that the resistance value of the resistance plate is proportional to the position of the link that is converted into linear motion. Since positional control can be obtained and the angle of the resistor plate in the circumferential direction can be widened, detection accuracy can be improved. Furthermore, since this can be achieved by the simple means of changing the width of the resistor plate, it is advantageous in that it is inexpensive.

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

第１図は従来のポテンシヨメータを示す平面
図、第２図は同上のポテンシヨメータの特性線
図、第３図はこの考案のポテンシヨメータを用い
たモータアクチユエータの一部切欠きの平面図、
第４図は同上の断面図、第５図は同上の出力歯車
と配線基板とを示す斜視図、第６図は同上の配線
基板における配線図、第７図はこの考案のポテン
シヨメータの抵抗板を示す平面図、第８図は同上
のポテンシヨメータの特性線図である。２３……可動接点、２５……抵抗板、Ｗ……抵
抗板の半径方向の幅、Ｏ……中心点、ｒ……半
径、ｌ……基線、θ……可動接点と基線とのなす
角度。 Figure 1 is a plan view of a conventional potentiometer, Figure 2 is a characteristic diagram of the same potentiometer, and Figure 3 is a partial cutaway of a motor actuator using the potentiometer of this invention. plan view of
Figure 4 is a sectional view of the same as above, Figure 5 is a perspective view showing the output gear and wiring board of the above, Figure 6 is a wiring diagram of the wiring board of the same, and Figure 7 is the resistance of the potentiometer of this invention. FIG. 8, a plan view showing the plate, is a characteristic diagram of the potentiometer described above. 23...Movable contact, 25...Resistance plate, W...Radial width of resistance plate, O...Center point, r...Radius, l...Base line, θ...Angle between the movable contact and the base line .

Claims

【実用新案登録請求の範囲】モータ４の回転力を歯車装置５の出力歯車８に
固設の出力軸９からレバー１１を介して直線運動
として出力するようにしたモータアクチユエータ
にあつて、出力歯車８は可動接点２３を有し、配線基板１
３上に抵抗板２５を設けて、前記可動接点２３が
中心点Ｏを中心として前記抵抗板２５上を半径ｒ
の円周上を接触回動すると共に、抵抗板２５の半
径方向の幅Ｗが前記中心点Ｏを通る基線ｌと前記
可動接点２３とがなす角度θの正弦（sinθ）に
反比例することを特徴とするポテンシヨメータを
有するモータアクチユエータ。[Claims for Utility Model Registration] A motor actuator that outputs the rotational force of a motor 4 as a linear motion from an output shaft 9 fixed to an output gear 8 of a gear device 5 via a lever 11, The output gear 8 has a movable contact 23, and the wiring board 1
A resistance plate 25 is provided on the resistance plate 25, and the movable contact 23 moves on the resistance plate 25 with a radius r around the center point O.
The radial width W of the resistance plate 25 is inversely proportional to the sine (sinθ) of the angle θ formed by the base line l passing through the center point O and the movable contact 23. A motor actuator having a potentiometer.