(57)【要約】【課題】細かい角度ピッチで回転装置の回転角検出が行える回転装置を提供すること。【解決手段】本発明の回転装置１０は、モータ３０と、モータ３０によって駆動され、回転角が検出される第１ギア５０を含む複数のギア６０と、第１ギア５０の回転角を非接触で検出するセンサーと、を備え、第１ギア５０は、回転軸５２を中心とする周方向に、センサーが検出する周期的な被検出パターンを有する被検出部５３を備え、センサーが、被検出部５３から離間して被検出パターンの一部に対向配置されている。【選択図】図２
2020073939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータによって回転され、回転角が検出される出力ギアと、
１又は複数の伝達ギアと、
回路基板と、
当該回路基板に設けられた素子を有するセンサーと、を備え、
前記出力ギアは、回転軸と、周方向において、被検出パターンを形成する被検出部と、を備え、
前記１又は複数の伝達ギアの回転軸は、前記出力ギアの回転軸の方向に延在しており、
前記センサーは、前記被検出パターンを非接触で検出し、
前記出力ギアの回転軸の方向において、前記センサーが、前記被検出部から離間して、当該被検出部の一部に対向して配置されており、
前記出力ギアの回転軸の方向において第１面部と第２面部とを有する、筐体を備え、
前記回路基板が前記第２面部に設けられており、
前記出力ギアの回転軸の方向において、前記回路基板および前記伝達ギアは前記第１面部と前記出力ギアの間にあり、
前記第２面部に、外部と接続する複数の接続端子が設けられており、
前記回路基板には前記複数の接続端子が設けられており、
前記回路基板内において、前記素子は前記複数の接続端子に対して前記出力ギア側に配置されており、
前記出力ギアは前記第２面部側に係合部を備え、
前記第２面部は開口部を備え、
前記出力ギアは、前記第１面部側に設けられた前記被検出部と前記回転軸とを備える、回転装置。
【請求項２】
前記被検出部は前記出力ギアの円環部として形成されている、請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】
前記被検出部は、前記出力ギアの凹部に設けられている、請求項１または２に記載の回転装置。
【請求項４】
前記被検出パターンは、周期的な電磁気的特性の変化であり、
前記センサーは、前記電磁気的特性の変化を検出するホール素子を前記素子として有している請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項５】
前記被検出部は、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が複数配列している請求項４に記載の回転装置。
【請求項６】
前記被検出部は、第１端側に前記被検出パターンを形成する磁性材料を有し、
前記被検出パターンは、前記第１端側をＮ極又はＳ極とするとともに、前記第１端側に周期的な凹凸を周方向に設けることで形成されている請求項４に記載の回転装置。
【請求項７】
前記被検出部は、第１端側に前記被検出パターンを形成する磁性材料を有し、
前記被検出パターンは、前記第１端側にＮ極及びＳ極を周期的に設けることで形成されている請求項４に記載の回転装置。
【請求項８】
前記被検出パターンは、周期的な光の反射特性の変化であり、
前記センサーは、前記反射特性の変化を検出する受光素子と発光素子とを、前記素子として有している請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項９】
前記被検出部は、周方向において、前記受光素子の受光面に対して、互いに傾斜角度の異なる２種類の傾斜面が複数配列している請求項８に記載の回転装置。
【請求項１０】
前記被検出部は、前記被検出パターンを形成する円環領域を有し、
前記被検出パターンは、前記円環領域に前記センサー側への光の反射が高い部分と低い部分を周方向に周期的に設けることで形成されている請求項８に記載の回転装置。
【請求項１１】
前記光の反射が高い部分は、平坦部であり、
前記光の反射が低い部分は、ノッチ部である請求項１０に記載の回転装置。
【請求項１２】
前記光の反射の低い部分が前記光の反射が高い部分よりも前記光の反射率が低い色とされている請求項１０に記載の回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自動車等の車両に用いられる空気調整装置の気流調節弁の駆動源となる、回転角検出器を備えたモータアクチュエータが開示されている。
そして、特許文献１では、回転角検出器として、抵抗体基板が設けられた非回転体と抵抗体基板に摺接されるブラシが設けられた回転体とからなるポテンショメータを用いたものが例示されている。
【０００３】
また、特許文献１では、回転角検出器の変形例として、導電部と絶縁部が所定の間隔をおいて配置されたプレート部を設けた回転体と、このプレート部に対向するブラシが設けられた非回転体とからなるパルスセンサを用いたものが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０００２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、気流調節弁（ルーバー）の制御性を高めることが求められるようになっている。
そして、そのためには、より細かいピッチでモータアクチュエータ（回転装置）の回転角の検出を行うことが必要である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、細かいピッチで回転装置の回転角の検出が行える回転装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の回転装置は、モータと、前記モータによって回転され、回転角が検出される第１ギアを含む複数のギアと、前記第１ギアの回転角を非接触で直接又は間接的に検出するセンサーと、を備え、前記第１ギアは、周方向において、被検出パターンを形成する被検出部を備え、前記センサーが、前記被検出部から離間して、当該被検出部の一部に対向して配置されている。
【０００８】
（２）上記（１）の構成において、前記被検出パターンは、周期的な電磁気的特性の変化であり、前記センサーは、前記電磁気的特性の変化を検出するホール素子を有している。
【０００９】
（３）上記（２）の構成において、前記被検出部は、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が複数配列している。
【００１０】
（４）上記（２）の構成において、前記被検出部は、第１端側に前記被検出パターンを形成する磁性材料の円環部を有し、前記被検出パターンは、前記第１端側をＮ極又はＳ極とするとともに、前記第１端側の第１端部に周期的な凹凸を周方向に設けることで形成されている。
【００１１】
（５）上記（２）の構成において、前記被検出部は、第１端部又は外周面に前記被検出パターンを形成する磁性材料の円環部を有し、前記被検出パターンは、前記第１端部又は前記外周面の周方向にＮ極及びＳ極を周期的に設けることで形成されている。
【００１２】
（６）上記（１）の構成において、前記被検出パターンは、周期的な光の反射特性の変化であり、前記センサーは、前記反射特性の変化を検出する受光素子と発光素子とを有している。
【００１３】
（７）上記（６）の構成において、前記被検出部は、周方向において、前記受光素子の受光面に対して、互いに傾斜角度の異なる２種類の傾斜面が複数配列している。
【００１４】
（８）上記（６）の構成において、前記被検出部は、前記被検出パターンを形成する円環領域を有し、前記被検出パターンは、前記円環領域に前記センサー側への光の反射が高い部分と低い部分を周方向に周期的に設けることで形成されている。
【００１５】
（９）上記（８）の構成において、前記光の反射が高い部分は、平坦部であり、前記光の反射が低い部分は、ノッチ部である。
【００１６】
（１０）上記（８）の構成において、前記光の反射の低い部分が前記光の反射が高い部分よりも前記光の反射率が低い色とされている。
【００１７】
（１１）上記（１）から（１０）のいずれか１つの構成において、前記第１ギアは、前記モータの回転を外部に出力する出力ギアである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、細かいピッチで回転装置の回転角の検出が行える回転装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る第１実施形態の回転装置の斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の回転装置の第１筐体を取り外した斜視図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態のモータに接続される複数のギアを示すための分解斜視図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の回転装置の第２面部側を見た斜視図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の回転角検出部の第１ギア側となる面を見た斜視図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態の第１ギアの回転角検出部側を見た斜視図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の第１ギアの回転角検出部側を見た斜視図である。
【図９】本発明に係る第３実施形態の第１ギアの回転角検出部側を見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る実施形態の回転装置１０の斜視図であり、図２は第１筐体２３を取り外した回転装置１０の斜視図であり、図３はモータ３０に接続される複数のギア６０を示すための分解斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、回転装置１０は、面部としての第１面部２１及び第１面部２１の外周部に設けられた第１側壁部２２を有する第１筐体２３と、面部としての第２面部２５及び第２面部２５の外周部に設けられた第２側壁部２６を有する第２筐体２７と、を合わせることで構成される筐体２０を備えており、その筐体２０内には、図２に示す各種の部品が収容されている。
【００２３】
なお、筐体２０は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳ等の樹脂材料で形成されている。
また、第１筐体２３の外周には、回転装置１０を空調システムに取り付けるための、取付部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが設けられている。
さらに、第１筐体２３と第２筐体２７との一体化は、図２に示すように、第２筐体２７の第２側壁部２６の外周に複数の突起部を設け、図１に示すように、第１筐体２３の第１側壁部２２の外周に突起部に係合する係合部を設けるようにして行っているが、第１筐体２３の第１側壁部２２に突起部を設け、第２筐体２７の第２側壁部２６に係合部を設けるようにして行ってもよい。
【００２４】
回転装置１０は、図２に示すように、筐体２０（図１参照）内に収容される各種の部品として、モータ３０と、モータ３０を駆動させることによって回転され、回転角が検出される第１ギア５０（本例では出力ギア）を含む複数のギア６０を備えている。
【００２５】
また、回転装置１０は、図２に示すように、筐体２０（図１参照）内に収容される各種の部品として、第１ギア５０の回転角を検出する回転角検出部７０を備えている。
【００２６】
（モータ）
モータ３０は第１ギア５０（出力ギア）を回転させるための駆動装置であり、本実施形態ではＤＣモータを用いている。
モータ３０は、図３に示すように、角部が湾曲した四角柱状の外形を有する本体部３１と、本体部３１の第１端面３１ａから導出され、モータ３０のロータ（図示せず）に固定された回転軸３２と、本体部３１の第１端面３１ａの反対側に位置し、第１端面３１ａに対向する第２端面３１ｂから外側に突出するように設けられた電源用の一対のモータ端子３３と、を備えている。
なお、このモータ３０の回転軸３２には、ウォームギア４１が固定される。
【００２７】
（伝達ギア）
図２及び図３に示すように、複数のギア６０には、伝達ギア４０が含まれている。
この伝達ギア４０は、所定のギア比でモータ３０の回転軸３２の回転を第１ギア５０（出力ギア）に伝達させるためのギアである。
そして、本実施形態では、伝達ギア４０として３つのギア（ウォームギア４１、第１二段ギア４２及び第２二段ギア４３）を用いている。
【００２８】
具体的には、図２に示すように、伝達ギア４０は、モータ３０の回転軸３２（図３参照）に固定されるウォームギア４１と、ウォームギア４１に直交する方向のウォームギア４１の隣に配置され、ウォームギア４１に接続される直径の大きいギア４２ａ及び直径の小さいギア４２ｂを有する第１二段ギア４２と、を備えている。
【００２９】
また、伝達ギア４０は、ウォームギア４１とで第１二段ギア４２を挟むようにウォームギア４１に直交する方向に配置された第２二段ギア４３を備えており、第２二段ギア４３は、第１二段ギア４２における直径の小さいギア４２ｂに接続される直径の大きいギア４３ａ及び第１ギア５０（出力ギア）に接続される直径の小さいギア４３ｂ（図３参照）を有している。
【００３０】
なお、本実施形態では、少ないスペースを利用してギア比を調節しつつ、モータ３０の回転軸３２の回転を第１ギア５０（出力ギア）に伝達するように、第１二段ギア４２及び第２二段ギア４３を用いているが、例えば、第２二段ギア４３を省略して第１二段ギア４２の直径が小さいギア４２ｂに第１ギア５０（出力ギア）を接続する設計としてもよく、第１二段ギア４２及び第２二段ギア４３を省略してウォームギア４１に、直接、第１ギア５０（出力ギア）を接続する設計としてもよい。
【００３１】
（第１ギア）
第１ギア５０は、本実施形態では、モータ３０の回転軸３２の回転を外部に出力する出力ギアである。
より具体的には、第１ギア５０には、図示しない自動車等の車両の空調機等が備えるルーバーの駆動軸が接続される。
そして、その第１ギア５０を介してモータ３０の回転軸３２の回転が、ルーバーの駆動軸を制御する駆動力として出力される。
【００３２】
このため、図３に示すように、第２筐体２７の第２面部２５には、外部から第１ギア５０（出力ギア）にアクセスすることを可能にする開口部２５ａが設けられている。
したがって、回転装置１０の第２面部２５側を見た斜視図である図４に示すように、この開口部２５ａを通じて第１ギア５０の係合部５１に図示しないルーバーの駆動軸が接続できるようになっている。
【００３３】
なお、第１ギア５０に図示しないルーバーの駆動軸を直結させる態様に限られるものではなく、回転装置１０と図示しないルーバーの駆動軸との間に介在するギアを設けるようにしてもよく、この場合、その介在するギアの回転軸が第１ギア５０に接続される。
【００３４】
そして、後ほど、回転角検出部７０が第１ギア５０の回転角をどのようにして検出するのかを説明するのに併せて詳細に説明するが、第１ギア５０は、図２に示すように、回転軸５２を中心とする周方向に、回転角検出部７０のセンサー（素子７１）が検出する周期的な被検出パターンを有する被検出部５３を備えている。
【００３５】
（回転角検出部）
図５は回転角検出部７０の第１ギア５０側になる面を見た斜視図である。
図示しないルーバーを所定の状態に駆動制御するために、第１ギア５０の回転角を制御する必要があるが、第１ギア５０の回転角を制御するためには、第１ギア５０の回転角を検出する必要があり、この回転角を検出するために、回転角検出部７０が設けられている。
【００３６】
そして、回転角検出部７０によって検出した第１ギア５０の回転角に基づいて、モータ３０の回転制御を行うことで、図示しないルーバーが所定の状態になるように、第１ギア５０の回転が行われる。
【００３７】
回転角検出部７０は、図３及び図５に示すように、ベース部７２と、ベース部７２上に配置される複数の接続端子７３と、接続端子７３に電気的に接続されたセンサーと、を備えている。
なお、接続端子７３は、回転角検出部７０の入出力用の端子であり、本実施形態では、５つの接続端子７３を設けた場合について示しているが、接続端子７３の本数は、用いられるセンサー等に合わせて決められるべきものであり、特に限定されるものではない。
【００３８】
センサーは、図示しない回路基板上に第１ギア５０の被検出部５３の被検出パターンを非接触で検出する素子７１（図５参照）を有している。
なお、本実施形態では、素子７１に電磁気的特性の変化を検出するホール素子を用いている。
そして、センサーは、第１ギア５０の回転角を算出するために用いる、被検出パターンを検出する。
【００３９】
回転角検出部７０は、センサーが検出した被検出パターンをデジタル信号又はアナログ信号に変換して外部に出力する。
デジタル信号又はアナログ信号を出力する回転角検出部７０は、センサー以外の他の電子部品（例えば、マイコン、ＩＣ、回路等）を備える。
ここで、外部としては、例えば、回転装置１０が取り付けられる乗り物等が挙げられる。
なお、第１ギア５０の回転角を算出するために用いられる情報を位置情報と呼ぶ場合があり、位置情報としては、例えば被検出パターン等が挙げられる。
【００４０】
図５に示すように、ベース部７２には、センサーの素子７１を第１ギア５０側に位置させるための開口７２ａが設けられており、センサーの素子７１がその開口７２ａに位置するように、図示しないセンサーの回路基板がベース部７２上に配置されている。
【００４１】
また、回転角検出部７０は、図３に示すように、ベース部７２上に配置される図示しないセンサーの回路基板及び接続端子７３の一部を覆う覆い部７４を備えている。
【００４２】
（回転角の検出方法）
以下では、回転角検出部７０が、第１ギア５０の回転角をどのようにして検出するのかについて説明する。
図６は第１ギア５０の回転角検出部７０側を見た斜視図であり、図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。
【００４３】
第１ギア５０の被検出部５３は、磁性粉体を含有する磁性材料（プラスチックマグネット材料）で構成される円環部として形成されており、第１ギア５０を樹脂成形するときに二色成形することで第１ギア５０に一体に形成されている。
【００４４】
そして、図７に示すように、円環部として形成された被検出部５３は、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように設けられた第１端側がＮ極に着磁されるとともに、第１ギア５０内に埋め込まれるように設けられた第１端側と反対側となる第２端側がＳ極に着磁されている。
なお、被検出部５３には、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が交互に複数配列されていてもよい。
なお、着磁の状態は、第１端側をＳ極として第２端側をＮ極としてもよい。
また、被検出部５３は、第１端側の第１端部に周期的な凹凸が周方向に設けられている。
【００４５】
本実施形態では、このように、第１ギア５０の回転軸５２を中心とする周方向に設けられた被検出部５３の第１端側をＮ極とするとともに、第１端側の第１端部に周期的な凹凸を周方向に設けることで、第１ギア５０の回転軸５２を中心とする周方向に、センサーが検出する周期的な被検出パターンを形成するようにしている。
そして、センサー（より具体的には素子７１）が、このように形成された被検出パターンの周方向の一部に被検出パターンから離間して対向配置されている。
【００４６】
このような構成の場合、素子７１の真下に被検出部５３に形成された凸部が位置するときと、凹部が位置するときとでは、被検出部５３の表面と素子７１の間の離間距離が変わることとなるため、凹凸のピッチで周期的に電磁気的特性が変化し、本実施形態では、このような周期的な電磁気的特性の変化を被検出パターンに利用している。
【００４７】
そして、センサーは、第１ギア５０が回転すると、凹凸のピッチごとの電磁気的特性の変化を検出するので、何ピッチ分、第１ギア５０が回転したかが求められ、その回転したピッチ数に基づいて第１ギア５０の回転角を求めることができるようになっている。
【００４８】
このようなホール素子を用いたピッチ検出の場合、凹凸のピッチが細かくても検出ができるため、従来のブラシを用いた構成に比べ、細かい角度ピッチで回転角を検出することができる。
【００４９】
また、本実施形態の構成によれば、第１ギア５０の回転角を非接触で検出するホール素子を有するセンサーを用いて回転角の検出を行っているため、ブラシが摺接することに伴う騒音の発生がなく、回転装置１０の静音性を高めることができるだけでなく、ブラシが擦り減るといった耐久性の問題も併せて解消することが可能である。
【００５０】
さらに、被検出パターンを有する被検出部５３は、第１ギア５０を樹脂成形するときに、二色成形で作製することができるため製造コストの上昇を低く抑えられるとともに、ホール素子を有するセンサーもブラシを用いるセンサーに比べ価格が安いため、本実施形態の構成によれば、従来のブラシを用いる構成よりも製造コストを低減することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、回転角を検出する第１ギア５０を出力ギアにしているが、例えば、第１二段ギア４２や第２二段ギア４３の回転角を検出するようにしても、出力ギアの回転制御が可能であるため、回転角を検出する第１ギア５０は、第１二段ギア４２や第２二段ギア４３であってもよい。
【００５２】
ただし、出力ギアは第１二段ギア４２や第２二段ギア４３より直径が大きいことから、第１ギア５０を出力ギアにすることで被検出部５３となる円環部の直径を大きくすることができる。
【００５３】
そして、製造上の凹凸ピッチは直径の大小に関係がないため被検出部５３となる円環部の直径を大きいものとすれば、その分だけ周方向に多くの凹凸を形成することができるので回転角で見たときの検出ピッチをより細かくすることが可能である。
【００５４】
したがって、回転角を検出する第１ギア５０は出力ギアに限定されるものではないが、出力ギアとすることが好ましい。
【００５５】
なお、本実施形態では、被検出部５３は、二色成形で作製されるとしたが、第１ギア５０に円環状の凹部を設け、被検出部５３を第１ギア５０とは別途に成形を行い、第１ギア５０の凹部に別途成形した被検出部５３をはめ込んでもよい。
【００５６】
（第２実施形態）
第１実施形態では、周期的な電磁気的特性の変化である被検出パターンを形成するために、周方向に交互に凹凸を形成するという物理的な形状変化を利用した場合について示した。
【００５７】
しかしながら、物理的に凹凸を形成しなくとも周期的な電磁気的特性の変化である被検出パターンを形成することが可能であり、第２実施形態では、凹凸を形成しない場合について説明する。
【００５８】
なお、第２実施形態は、第１実施形態と第１ギア５０の被検出部５３の構成が異なるだけであり、その他の構成に関しては第１実施形態と同様であるので、以下では、主に、第２実施形態の被検出部５３の構成について説明し、第１実施形態と同様の点については説明を省略する場合がある。
【００５９】
図８は、第２実施形態の第１ギア５０（出力ギア）の回転角検出部７０側を見た斜視図である。
第２実施形態の第１ギア５０の被検出部５３も、第１実施形態と同様に、磁性粉体を含有する磁性材料（プラスチックマグネット材料）で構成される円環部として形成されており、第１ギア５０を樹脂成形するときに二色成形することで第１ギア５０に一体に形成されている。
【００６０】
一方、第２実施形態では、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように設けられた第１端側の第１端部が、図８に示すように、周方向に交互に等しいピッチでＮ極とＳ極を有するように着磁されている。
【００６１】
つまり、第１端部の周方向にＮ極及びＳ極を周期的に設けることで、この周方向の極の変化によって、電磁気的特性が周期的に変化する被検出パターンが形成されたものになっている。
【００６２】
このような被検出パターンとしても、素子７１としてホール素子を有するセンサーは、極が変化するピッチごとの電磁気的特性の変化を検出することができ、第１実施形態と同様に第１ギア５０の回転角を検出することができる。
【００６３】
そして、ホール素子は、極の変化のピッチが細かくても、その極の変化を検出できるため、第２実施形態の構成の場合でも、第１実施形態と同様に、従来のブラシを用いた構成に比べ、細かい角度ピッチで回転角を検出することができる。
【００６４】
また、第１実施形態と同様に、第２実施形態の回転装置１０も非接触で回転角を検出するブラシを用いない構成であるため、ブラシを用いる従来のものと比較して、静音性が高く、製造コストが低く、耐久性に優れている。
【００６５】
一方、図８では、円環部として形成された被検出部５３は、第１実施形態と同様に、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように設けられたものとしているが、被検出部５３の回転角検出部７０側の第１端部の端面が第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面と面一になっていてもよい。
【００６６】
また、逆に、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に被検出部５３をより突出させるようにし、被検出部５３の外周面の周方向に現れるＮ極及びＳ極の、極の変化に伴う電磁気的特性の変化を被検出パターンとして、センサーの素子７１を被検出部５３の外周面に対向配置させるようにしてもよい。
【００６７】
なお、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、被検出部５３は、二色成形で作製されてもよい。
また、第１ギア５０に円環状の凹部を設け、被検出部５３を第１ギア５０とは別途に成形を行い、この第１ギア５０の凹部に別途成形した被検出部５３をはめ込んでもよい。
【００６８】
（第３実施形態）
第１実施形態及び第２実施形態では、被検出パターンが周期的な電磁気的特性の変化である場合について説明したが、被検出パターンは周期的な光の反射特性の変化であってもよく、以下では、第３実施形態として、このような周期的な光の反射特性の変化を被検出パターンとする場合について説明する。
【００６９】
第３実施形態では、被検出パターンが周期的な光の反射特性の変化であることから素子７１としてホール素子を用いるのではなく、発光素子と受光素子を有する受発光素子（例えば、フォトカプラ）のような素子を素子７１として用いる。
【００７０】
そして、それ以外の点で第１実施形態及び第２実施形態と異なるのは、被検出部５３の構成だけであるので、以下では、主に、第３実施形態の被検出部５３の構成について説明を行い、その他の部分については説明を省略する場合がある。
【００７１】
図９は、第３実施形態の第１ギア５０（出力ギア）の回転角検出部７０側を見た斜視図である。
なお、図９では、Ｂ−Ｂ線に沿った一部拡大断面図も併せて図示しており、この一部拡大断面図には、受発光素子である素子７１から光が照射されたときの光の反射状態を光線Ｌ１（点線参照）及び光線Ｌ２（一点鎖線参照）で示している。
【００７２】
図９に示すように、第３実施形態の第１ギア５０でも、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように形成された円環部として構成される被検出部５３が設けられている。
【００７３】
ただし、第３実施形態では、電磁気的特性の変化は不要であるので、この円環部として構成される被検出部５３は第１ギア５０の他の部分と同じ樹脂材料（磁性粉体を含有しないプラスチック材料）で形成されており、第１ギア５０を樹脂成形するときに、図９に示す被検出部５３のような物理的な形状変化を形成しただけである。
【００７４】
なお、図９では、被検出部５３を回転角検出部７０側に突出する円環部として形成している場合を示しているが、この円環部の最も回転角検出部７０側となる端面が第１ギア５０の回転角検出部７０側となる内側面と面一であってもよく、この場合、材料の違いもないことから被検出部５３は、センサーから光が照射される円環上の領域にノッチ部５４ｂが周期的に現れるだけとなる。
【００７５】
このため、本明細書等では、第３実施形態の被検出部５３は、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる内側面から突出している場合及び突出していない場合を含む意味で円環領域と呼ぶ場合がある。
【００７６】
以下では、具体的に、回転角検出部７０が、第１ギア５０の回転角をどのようにして検出するのかについて説明する。
【００７７】
図９に示すように、第３実施形態の第１ギア５０では、周方向に交互に所定のピッチで平坦部５４ａとノッチ部５４ｂを形成することで被検出パターンを形成している。
【００７８】
そして、図９の一部拡大断面図に示すように、受発光素子である素子７１から複数の三角形状の溝として形成されたノッチ部５４ｂに光が照射されると、その光の光線Ｌ１は、溝の側面によって照射方向とは異なる方向に反射されることになるため、センサー側への光の反射が低い部分なっている。
【００７９】
ノッチ部５４ｂには、溝の側面が複数設けられており、この側面は平坦部５４ａに対して傾斜面となっている。
つまり、図９の一部拡大断面図に示されたノッチ部５４ｂには、周方向において、受光素子の受光面に対して互いに傾斜角度の異なる２種類以上の傾斜面が複数配列している。
また、図９の一部拡大断面図には、２種類の傾斜面が複数配列していることが示されている。
なお、隣接し合う傾斜面は複数の三角形状の溝を形成している。
【００８０】
一方、平坦部５４ａに光が照射されると、その光の光線Ｌ２は、センサー側に向かって反射されることになるため、センサー側への光の反射が高い部分になっている。
【００８１】
したがって、この平坦部５４ａとノッチ部５４ｂのピッチに応じてセンサーの素子７１が受光する光の受光強度が異なることになるので、このピッチごとの光の反射特性の変化（受光強度の変化）を検出することで、何ピッチ分、第１ギア５０が回転したかが求められ、その回転したピッチ数に基づいて第１ギア５０の回転角を求めることができる。
【００８２】
そして、光の受光強度の検出も、ブラシを用いた検出と比較して、細かいピッチでの検出が可能であるため、第３実施形態の回転装置１０も、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、従来のブラシを用いた構成に比べ、細かい角度ピッチで回転角を検出することができる。
【００８３】
また、第３実施形態の回転装置１０も、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、ブラシを用いる従来のものと比較して、静音性が高く、製造コストが低く、耐久性に優れている。
【００８４】
一方、上記では、センサー側への光の反射が高い部分と低い部分を平坦部５４ａとノッチ部５４ｂで構成する場合について説明したが、必ずしも、これに限定される必要はない。
【００８５】
例えば、センサー側への光の反射が高い部分が白や銀といった光の反射率の高い色とされ、センサー側への光の反射が低い部分が黒等の光の反射率が低い色として構成されていてもよい。
【００８６】
つまり、光の反射の低い部分が光の反射が高い部分よりも光の反射率が低い色とされているだけでもよく、この場合には、ノッチ部５４ｂのような構造的な変化は必要ない。
【００８７】
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。
【００８８】
第１、第２、第３の実施形態において、被検出部５３は、第１ギア５０の回転軸に対して直交する面上に円環部として設けられるとしたが、第１ギア５０の回転軸と同軸の円環部を第１ギア５０と一体に設け、円環部の側面に被検出パターンを設けてもよい。
【００８９】
第２実施形態では、被検出部５３には、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が１つずつ交互に複数配列されているが、これに限定されず、被検出部５３に、周方向において、Ｎ極の磁極がｎ（１より大きい整数）個配列され、次にＳ極の磁極がｍ（１より大きい数）づつ配列され、この配列順序に従って互いに異なる２種類の磁極が交互に配列されていてもよい。
なお、ｍはｎと同じ又は異なる整数であっても構わない。
【００９０】
また、上記実施形態では、センサーが第１ギア５０の回転角を非接触で間接的に検出する場合について示した。
つまり、センサーが被検出パターンを検出し、回転角検出部７０のセンサー以外の他の電子部品（例えば、マイコン、ＩＣ、回路等）によって、センサーが検出した被検出パターンをデジタル信号又はアナログ信号に変換して外部に出力し、その出力に基づいて回転角が算出される場合について示した。
【００９１】
しかしながら、センサー自体が素子７１に加え、回転角を求める演算を行うＩＣ等を備えていてもよく、そして、求めた回転角を回転角検出部７０のセンサー以外の他の電子部品（例えば、マイコン、ＩＣ、回路等）によって、デジタル信号又はアナログ信号に変換して外部に出力するようにしてもよい。
したがって、センサーが第１ギア５０の回転角を非接触で直接的に検出する構成になっていてもよい。
【００９２】
また、センサーが検出した被検出パターンを回転角検出部７０で変換して回転角を算出せずに、外部へ出力しても構わない。
【００９３】
このように、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能であり、そのような要旨を逸脱しない範囲での種々の変更を行ったものも本発明の技術的範囲に含まれることは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００９４】
１０…回転装置、２０…筐体、２１…第１面部、２２…第１側壁部、２３…第１筐体、２５…第２面部、２５ａ…開口部、２６…第２側壁部、２７…第２筐体、３０…モータ、３１…本体部、３１ａ…第１端面、３１ｂ…第２端面、３２…回転軸、３３…モータ端子、４０…伝達ギア、４１…ウォームギア、４２…第１二段ギア、４２ａ…直径の大きいギア、４２ｂ…直径の小さいギア、４３…第２二段ギア、４３ａ…直径の大きいギア、４３ｂ…直径の小さいギア、５０…第１ギア（出力ギア）、５１…係合部、５２…回転軸、５３…被検出部、５４ａ…平坦部、５４ｂ…ノッチ部、６０…ギア、７０…回転角検出部、７１…素子、７２…ベース部、７２ａ…開口、７３…接続端子、７４…覆い部、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…取付部
【図１】
2020073939.tif 000003
【図２】
2020073939.tif 000004
【図３】
2020073939.tif 000005
【図４】
2020073939.tif 000006
【図５】
2020073939.tif 000007
【図６】
2020073939.tif 000008
【図７】
2020073939.tif 000009
【図８】
2020073939.tif 000010
【図９】
2020073939.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月28日(2020.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
回転軸と、周方向に形成された被検出部と、を有する出力ギアと、
前記出力ギアの回転軸の方向に延在する回転軸を有する１又は複数の伝達ギアと、
前記出力ギアの回転軸の方向において、第１面部と第２面部とを有する、筐体と、
前記第２面部に設けられた、回路基板及び外部と接続する複数の接続端子と、
前記回路基板に設けられた、センサー及び前記センサーと異なる電子部品と、
を備え、
前記センサーは、前記被検出部を非接触で検出し、
前記出力ギアの回転軸の方向において、前記回路基板および前記伝達ギアは前記第１面部と前記出力ギアの間にあり、
前記回路基板には前記複数の接続端子が設けられている、
回転装置。
【請求項２】
前記被検出部は前記出力ギアの円環部として形成されている、請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】
前記被検出部は、前記出力ギアの凹部に設けられている、請求項１または請求項２に記載の回転装置。
【請求項４】
前記センサーは、ホール素子を有している請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項５】
前記被検出部は、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が複数配列している請求項４に記載の回転装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自動車等の車両に用いられる空気調整装置の気流調節弁の駆動源となる、回転角検出器を備えたモータアクチュエータが開示されている。
そして、特許文献１では、回転角検出器として、抵抗体基板が設けられた非回転体と抵抗体基板に摺接されるブラシが設けられた回転体とからなるポテンショメータを用いたものが例示されている。
【０００３】
また、特許文献１では、回転角検出器の変形例として、導電部と絶縁部が所定の間隔をおいて配置されたプレート部を設けた回転体と、このプレート部に対向するブラシが設けられた非回転体とからなるパルスセンサを用いたものが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０００２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、気流調節弁（ルーバー）の制御性を高めることが求められるようになっている。
そして、そのためには、より細かいピッチでモータアクチュエータ（回転装置）の回転角の検出を行うことが必要である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、細かいピッチで回転装置の回転角の検出が行える回転装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の回転装置は、モータと、前記モータによって回転され、回転角が検出される第１ギアを含む複数のギアと、前記第１ギアの回転角を非接触で直接又は間接的に検出するセンサーと、を備え、前記第１ギアは、周方向において、被検出パターンを形成する被検出部を備え、前記センサーが、前記被検出部から離間して、当該被検出部の一部に対向して配置されている。
【０００８】
（２）上記（１）の構成において、前記被検出パターンは、周期的な電磁気的特性の変化であり、前記センサーは、前記電磁気的特性の変化を検出するホール素子を有している。
【０００９】
（３）上記（２）の構成において、前記被検出部は、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が複数配列している。
【００１０】
（４）上記（２）の構成において、前記被検出部は、第１端側に前記被検出パターンを形成する磁性材料の円環部を有し、前記被検出パターンは、前記第１端側をＮ極又はＳ極とするとともに、前記第１端側の第１端部に周期的な凹凸を周方向に設けることで形成されている。
【００１１】
（５）上記（２）の構成において、前記被検出部は、第１端部又は外周面に前記被検出パターンを形成する磁性材料の円環部を有し、前記被検出パターンは、前記第１端部又は前記外周面の周方向にＮ極及びＳ極を周期的に設けることで形成されている。
【００１２】
（６）上記（１）の構成において、前記被検出パターンは、周期的な光の反射特性の変化であり、前記センサーは、前記反射特性の変化を検出する受光素子と発光素子とを有している。
【００１３】
（７）上記（６）の構成において、前記被検出部は、周方向において、前記受光素子の受光面に対して、互いに傾斜角度の異なる２種類の傾斜面が複数配列している。
【００１４】
（８）上記（６）の構成において、前記被検出部は、前記被検出パターンを形成する円環領域を有し、前記被検出パターンは、前記円環領域に前記センサー側への光の反射が高い部分と低い部分を周方向に周期的に設けることで形成されている。
【００１５】
（９）上記（８）の構成において、前記光の反射が高い部分は、平坦部であり、前記光の反射が低い部分は、ノッチ部である。
【００１６】
（１０）上記（８）の構成において、前記光の反射の低い部分が前記光の反射が高い部分よりも前記光の反射率が低い色とされている。
【００１７】
（１１）上記（１）から（１０）のいずれか１つの構成において、前記第１ギアは、前記モータの回転を外部に出力する出力ギアである。
【００１８】
本発明によれば、細かいピッチで回転装置の回転角の検出が行える回転装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る第１実施形態の回転装置の斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の回転装置の第１筐体を取り外した斜視図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態のモータに接続される複数のギアを示すための分解斜視図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の回転装置の第２面部側を見た斜視図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の回転角検出部の第１ギア側となる面を見た斜視図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態の第１ギアの回転角検出部側を見た斜視図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の第１ギアの回転角検出部側を見た斜視図である。
【図９】本発明に係る第３実施形態の第１ギアの回転角検出部側を見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る実施形態の回転装置１０の斜視図であり、図２は第１筐体２３を取り外した回転装置１０の斜視図であり、図３はモータ３０に接続される複数のギア６０を示すための分解斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、回転装置１０は、面部としての第１面部２１及び第１面部２１の外周部に設けられた第１側壁部２２を有する第１筐体２３と、面部としての第２面部２５及び第２面部２５の外周部に設けられた第２側壁部２６を有する第２筐体２７と、を合わせることで構成される筐体２０を備えており、その筐体２０内には、図２に示す各種の部品が収容されている。
【００２３】
なお、筐体２０は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳ等の樹脂材料で形成されている。
また、第１筐体２３の外周には、回転装置１０を空調システムに取り付けるための、取付部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが設けられている。
さらに、第１筐体２３と第２筐体２７との一体化は、図２に示すように、第２筐体２７の第２側壁部２６の外周に複数の突起部を設け、図１に示すように、第１筐体２３の第１側壁部２２の外周に突起部に係合する係合部を設けるようにして行っているが、第１筐体２３の第１側壁部２２に突起部を設け、第２筐体２７の第２側壁部２６に係合部を設けるようにして行ってもよい。
【００２４】
回転装置１０は、図２に示すように、筐体２０（図１参照）内に収容される各種の部品として、モータ３０と、モータ３０を駆動させることによって回転され、回転角が検出される第１ギア５０（本例では出力ギア）を含む複数のギア６０を備えている。
【００２５】
また、回転装置１０は、図２に示すように、筐体２０（図１参照）内に収容される各種の部品として、第１ギア５０の回転角を検出する回転角検出部７０を備えている。
【００２６】
（モータ）
モータ３０は第１ギア５０（出力ギア）を回転させるための駆動装置であり、本実施形態ではＤＣモータを用いている。
モータ３０は、図３に示すように、角部が湾曲した四角柱状の外形を有する本体部３１と、本体部３１の第１端面３１ａから導出され、モータ３０のロータ（図示せず）に固定された回転軸３２と、本体部３１の第１端面３１ａの反対側に位置し、第１端面３１ａに対向する第２端面３１ｂから外側に突出するように設けられた電源用の一対のモータ端子３３と、を備えている。
なお、このモータ３０の回転軸３２には、ウォームギア４１が固定される。
【００２７】
（伝達ギア）
図２及び図３に示すように、複数のギア６０には、伝達ギア４０が含まれている。
この伝達ギア４０は、所定のギア比でモータ３０の回転軸３２の回転を第１ギア５０（出力ギア）に伝達させるためのギアである。
そして、本実施形態では、伝達ギア４０として３つのギア（ウォームギア４１、第１二段ギア４２及び第２二段ギア４３）を用いている。
【００２８】
具体的には、図２に示すように、伝達ギア４０は、モータ３０の回転軸３２（図３参照）に固定されるウォームギア４１と、ウォームギア４１に直交する方向のウォームギア４１の隣に配置され、ウォームギア４１に接続される直径の大きいギア４２ａ及び直径の小さいギア４２ｂを有する第１二段ギア４２と、を備えている。
【００２９】
また、伝達ギア４０は、ウォームギア４１とで第１二段ギア４２を挟むようにウォームギア４１に直交する方向に配置された第２二段ギア４３を備えており、第２二段ギア４３は、第１二段ギア４２における直径の小さいギア４２ｂに接続される直径の大きいギア４３ａ及び第１ギア５０（出力ギア）に接続される直径の小さいギア４３ｂ（図３参照）を有している。
【００３０】
なお、本実施形態では、少ないスペースを利用してギア比を調節しつつ、モータ３０の回転軸３２の回転を第１ギア５０（出力ギア）に伝達するように、第１二段ギア４２及び第２二段ギア４３を用いているが、例えば、第２二段ギア４３を省略して第１二段ギア４２の直径が小さいギア４２ｂに第１ギア５０（出力ギア）を接続する設計としてもよく、第１二段ギア４２及び第２二段ギア４３を省略してウォームギア４１に、直接、第１ギア５０（出力ギア）を接続する設計としてもよい。
【００３１】
（第１ギア）
第１ギア５０は、本実施形態では、モータ３０の回転軸３２の回転を外部に出力する出力ギアである。
より具体的には、第１ギア５０には、図示しない自動車等の車両の空調機等が備えるルーバーの駆動軸が接続される。
そして、その第１ギア５０を介してモータ３０の回転軸３２の回転が、ルーバーの駆動軸を制御する駆動力として出力される。
【００３２】
このため、図３に示すように、第２筐体２７の第２面部２５には、外部から第１ギア５０（出力ギア）にアクセスすることを可能にする開口部２５ａが設けられている。
したがって、回転装置１０の第２面部２５側を見た斜視図である図４に示すように、この開口部２５ａを通じて第１ギア５０の係合部５１に図示しないルーバーの駆動軸が接続できるようになっている。
【００３３】
なお、第１ギア５０に図示しないルーバーの駆動軸を直結させる態様に限られるものではなく、回転装置１０と図示しないルーバーの駆動軸との間に介在するギアを設けるようにしてもよく、この場合、その介在するギアの回転軸が第１ギア５０に接続される。
【００３４】
そして、後ほど、回転角検出部７０が第１ギア５０の回転角をどのようにして検出するのかを説明するのに併せて詳細に説明するが、第１ギア５０は、図２に示すように、回転軸５２を中心とする周方向に、回転角検出部７０のセンサー（素子７１）が検出する周期的な被検出パターンを有する被検出部５３を備えている。
【００３５】
（回転角検出部）
図５は回転角検出部７０の第１ギア５０側になる面を見た斜視図である。
図示しないルーバーを所定の状態に駆動制御するために、第１ギア５０の回転角を制御する必要があるが、第１ギア５０の回転角を制御するためには、第１ギア５０の回転角を検出する必要があり、この回転角を検出するために、回転角検出部７０が設けられている。
【００３６】
そして、回転角検出部７０によって検出した第１ギア５０の回転角に基づいて、モータ３０の回転制御を行うことで、図示しないルーバーが所定の状態になるように、第１ギア５０の回転が行われる。
【００３７】
回転角検出部７０は、図３及び図５に示すように、ベース部７２と、ベース部７２上に配置される複数の接続端子７３と、接続端子７３に電気的に接続されたセンサーと、を備えている。
なお、接続端子７３は、回転角検出部７０の入出力用の端子であり、本実施形態では、５つの接続端子７３を設けた場合について示しているが、接続端子７３の本数は、用いられるセンサー等に合わせて決められるべきものであり、特に限定されるものではない。
【００３８】
センサーは、図示しない回路基板上に第１ギア５０の被検出部５３の被検出パターンを非接触で検出する素子７１（図５参照）を有している。
なお、本実施形態では、素子７１に電磁気的特性の変化を検出するホール素子を用いている。
そして、センサーは、第１ギア５０の回転角を算出するために用いる、被検出パターンを検出する。
【００３９】
回転角検出部７０は、センサーが検出した被検出パターンをデジタル信号又はアナログ信号に変換して外部に出力する。
デジタル信号又はアナログ信号を出力する回転角検出部７０は、センサー以外の他の電子部品（例えば、マイコン、ＩＣ、回路等）を備える。
ここで、外部としては、例えば、回転装置１０が取り付けられる乗り物等が挙げられる。
なお、第１ギア５０の回転角を算出するために用いられる情報を位置情報と呼ぶ場合があり、位置情報としては、例えば被検出パターン等が挙げられる。
【００４０】
図５に示すように、ベース部７２には、センサーの素子７１を第１ギア５０側に位置させるための開口７２ａが設けられており、センサーの素子７１がその開口７２ａに位置するように、図示しないセンサーの回路基板がベース部７２上に配置されている。
【００４１】
また、回転角検出部７０は、図３に示すように、ベース部７２上に配置される図示しないセンサーの回路基板及び接続端子７３の一部を覆う覆い部７４を備えている。
【００４２】
（回転角の検出方法）
以下では、回転角検出部７０が、第１ギア５０の回転角をどのようにして検出するのかについて説明する。
図６は第１ギア５０の回転角検出部７０側を見た斜視図であり、図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。
【００４３】
第１ギア５０の被検出部５３は、磁性粉体を含有する磁性材料（プラスチックマグネット材料）で構成される円環部として形成されており、第１ギア５０を樹脂成形するときに二色成形することで第１ギア５０に一体に形成されている。
【００４４】
そして、図７に示すように、円環部として形成された被検出部５３は、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように設けられた第１端側がＮ極に着磁されるとともに、第１ギア５０内に埋め込まれるように設けられた第１端側と反対側となる第２端側がＳ極に着磁されている。
なお、被検出部５３には、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が交互に複数配列されていてもよい。
なお、着磁の状態は、第１端側をＳ極として第２端側をＮ極としてもよい。
また、被検出部５３は、第１端側の第１端部に周期的な凹凸が周方向に設けられている。
【００４５】
本実施形態では、このように、第１ギア５０の回転軸５２を中心とする周方向に設けられた被検出部５３の第１端側をＮ極とするとともに、第１端側の第１端部に周期的な凹凸を周方向に設けることで、第１ギア５０の回転軸５２を中心とする周方向に、センサーが検出する周期的な被検出パターンを形成するようにしている。
そして、センサー（より具体的には素子７１）が、このように形成された被検出パターンの周方向の一部に被検出パターンから離間して対向配置されている。
【００４６】
このような構成の場合、素子７１の真下に被検出部５３に形成された凸部が位置するときと、凹部が位置するときとでは、被検出部５３の表面と素子７１の間の離間距離が変わることとなるため、凹凸のピッチで周期的に電磁気的特性が変化し、本実施形態では、このような周期的な電磁気的特性の変化を被検出パターンに利用している。
【００４７】
そして、センサーは、第１ギア５０が回転すると、凹凸のピッチごとの電磁気的特性の変化を検出するので、何ピッチ分、第１ギア５０が回転したかが求められ、その回転したピッチ数に基づいて第１ギア５０の回転角を求めることができるようになっている。
【００４８】
このようなホール素子を用いたピッチ検出の場合、凹凸のピッチが細かくても検出ができるため、従来のブラシを用いた構成に比べ、細かい角度ピッチで回転角を検出することができる。
【００４９】
また、本実施形態の構成によれば、第１ギア５０の回転角を非接触で検出するホール素子を有するセンサーを用いて回転角の検出を行っているため、ブラシが摺接することに伴う騒音の発生がなく、回転装置１０の静音性を高めることができるだけでなく、ブラシが擦り減るといった耐久性の問題も併せて解消することが可能である。
【００５０】
さらに、被検出パターンを有する被検出部５３は、第１ギア５０を樹脂成形するときに、二色成形で作製することができるため製造コストの上昇を低く抑えられるとともに、ホール素子を有するセンサーもブラシを用いるセンサーに比べ価格が安いため、本実施形態の構成によれば、従来のブラシを用いる構成よりも製造コストを低減することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、回転角を検出する第１ギア５０を出力ギアにしているが、例えば、第１二段ギア４２や第２二段ギア４３の回転角を検出するようにしても、出力ギアの回転制御が可能であるため、回転角を検出する第１ギア５０は、第１二段ギア４２や第２二段ギア４３であってもよい。
【００５２】
ただし、出力ギアは第１二段ギア４２や第２二段ギア４３より直径が大きいことから、第１ギア５０を出力ギアにすることで被検出部５３となる円環部の直径を大きくすることができる。
【００５３】
そして、製造上の凹凸ピッチは直径の大小に関係がないため被検出部５３となる円環部の直径を大きいものとすれば、その分だけ周方向に多くの凹凸を形成することができるので回転角で見たときの検出ピッチをより細かくすることが可能である。
【００５４】
したがって、回転角を検出する第１ギア５０は出力ギアに限定されるものではないが、出力ギアとすることが好ましい。
【００５５】
なお、本実施形態では、被検出部５３は、二色成形で作製されるとしたが、第１ギア５０に円環状の凹部を設け、被検出部５３を第１ギア５０とは別途に成形を行い、第１ギア５０の凹部に別途成形した被検出部５３をはめ込んでもよい。
【００５６】
（第２実施形態）
第１実施形態では、周期的な電磁気的特性の変化である被検出パターンを形成するために、周方向に交互に凹凸を形成するという物理的な形状変化を利用した場合について示した。
【００５７】
しかしながら、物理的に凹凸を形成しなくとも周期的な電磁気的特性の変化である被検出パターンを形成することが可能であり、第２実施形態では、凹凸を形成しない場合について説明する。
【００５８】
なお、第２実施形態は、第１実施形態と第１ギア５０の被検出部５３の構成が異なるだけであり、その他の構成に関しては第１実施形態と同様であるので、以下では、主に、第２実施形態の被検出部５３の構成について説明し、第１実施形態と同様の点については説明を省略する場合がある。
【００５９】
図８は、第２実施形態の第１ギア５０（出力ギア）の回転角検出部７０側を見た斜視図である。
第２実施形態の第１ギア５０の被検出部５３も、第１実施形態と同様に、磁性粉体を含有する磁性材料（プラスチックマグネット材料）で構成される円環部として形成されており、第１ギア５０を樹脂成形するときに二色成形することで第１ギア５０に一体に形成されている。
【００６０】
一方、第２実施形態では、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように設けられた第１端側の第１端部が、図８に示すように、周方向に交互に等しいピッチでＮ極とＳ極を有するように着磁されている。
【００６１】
つまり、第１端部の周方向にＮ極及びＳ極を周期的に設けることで、この周方向の極の変化によって、電磁気的特性が周期的に変化する被検出パターンが形成されたものになっている。
【００６２】
このような被検出パターンとしても、素子７１としてホール素子を有するセンサーは、極が変化するピッチごとの電磁気的特性の変化を検出することができ、第１実施形態と同様に第１ギア５０の回転角を検出することができる。
【００６３】
そして、ホール素子は、極の変化のピッチが細かくても、その極の変化を検出できるため、第２実施形態の構成の場合でも、第１実施形態と同様に、従来のブラシを用いた構成に比べ、細かい角度ピッチで回転角を検出することができる。
【００６４】
また、第１実施形態と同様に、第２実施形態の回転装置１０も非接触で回転角を検出するブラシを用いない構成であるため、ブラシを用いる従来のものと比較して、静音性が高く、製造コストが低く、耐久性に優れている。
【００６５】
一方、図８では、円環部として形成された被検出部５３は、第１実施形態と同様に、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように設けられたものとしているが、被検出部５３の回転角検出部７０側の第１端部の端面が第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面と面一になっていてもよい。
【００６６】
また、逆に、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に被検出部５３をより突出させるようにし、被検出部５３の外周面の周方向に現れるＮ極及びＳ極の、極の変化に伴う電磁気的特性の変化を被検出パターンとして、センサーの素子７１を被検出部５３の外周面に対向配置させるようにしてもよい。
【００６７】
なお、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、被検出部５３は、二色成形で作製されてもよい。
また、第１ギア５０に円環状の凹部を設け、被検出部５３を第１ギア５０とは別途に成形を行い、この第１ギア５０の凹部に別途成形した被検出部５３をはめ込んでもよい。
【００６８】
（第３実施形態）
第１実施形態及び第２実施形態では、被検出パターンが周期的な電磁気的特性の変化である場合について説明したが、被検出パターンは周期的な光の反射特性の変化であってもよく、以下では、第３実施形態として、このような周期的な光の反射特性の変化を被検出パターンとする場合について説明する。
【００６９】
第３実施形態では、被検出パターンが周期的な光の反射特性の変化であることから素子７１としてホール素子を用いるのではなく、発光素子と受光素子を有する受発光素子（例えば、フォトカプラ）のような素子を素子７１として用いる。
【００７０】
そして、それ以外の点で第１実施形態及び第２実施形態と異なるのは、被検出部５３の構成だけであるので、以下では、主に、第３実施形態の被検出部５３の構成について説明を行い、その他の部分については説明を省略する場合がある。
【００７１】
図９は、第３実施形態の第１ギア５０（出力ギア）の回転角検出部７０側を見た斜視図である。
なお、図９では、Ｂ−Ｂ線に沿った一部拡大断面図も併せて図示しており、この一部拡大断面図には、受発光素子である素子７１から光が照射されたときの光の反射状態を光線Ｌ１（点線参照）及び光線Ｌ２（一点鎖線参照）で示している。
【００７２】
図９に示すように、第３実施形態の第１ギア５０でも、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる面から回転角検出部７０側に突出するように形成された円環部として構成される被検出部５３が設けられている。
【００７３】
ただし、第３実施形態では、電磁気的特性の変化は不要であるので、この円環部として構成される被検出部５３は第１ギア５０の他の部分と同じ樹脂材料（磁性粉体を含有しないプラスチック材料）で形成されており、第１ギア５０を樹脂成形するときに、図９に示す被検出部５３のような物理的な形状変化を形成しただけである。
【００７４】
なお、図９では、被検出部５３を回転角検出部７０側に突出する円環部として形成している場合を示しているが、この円環部の最も回転角検出部７０側となる端面が第１ギア５０の回転角検出部７０側となる内側面と面一であってもよく、この場合、材料の違いもないことから被検出部５３は、センサーから光が照射される円環上の領域にノッチ部５４ｂが周期的に現れるだけとなる。
【００７５】
このため、本明細書等では、第３実施形態の被検出部５３は、第１ギア５０の回転角検出部７０側となる内側面から突出している場合及び突出していない場合を含む意味で円環領域と呼ぶ場合がある。
【００７６】
以下では、具体的に、回転角検出部７０が、第１ギア５０の回転角をどのようにして検出するのかについて説明する。
【００７７】
図９に示すように、第３実施形態の第１ギア５０では、周方向に交互に所定のピッチで平坦部５４ａとノッチ部５４ｂを形成することで被検出パターンを形成している。
【００７８】
そして、図９の一部拡大断面図に示すように、受発光素子である素子７１から複数の三角形状の溝として形成されたノッチ部５４ｂに光が照射されると、その光の光線Ｌ１は、溝の側面によって照射方向とは異なる方向に反射されることになるため、センサー側への光の反射が低い部分なっている。
【００７９】
ノッチ部５４ｂには、溝の側面が複数設けられており、この側面は平坦部５４ａに対して傾斜面となっている。
つまり、図９の一部拡大断面図に示されたノッチ部５４ｂには、周方向において、受光素子の受光面に対して互いに傾斜角度の異なる２種類以上の傾斜面が複数配列している。
また、図９の一部拡大断面図には、２種類の傾斜面が複数配列していることが示されている。
なお、隣接し合う傾斜面は複数の三角形状の溝を形成している。
【００８０】
一方、平坦部５４ａに光が照射されると、その光の光線Ｌ２は、センサー側に向かって反射されることになるため、センサー側への光の反射が高い部分になっている。
【００８１】
したがって、この平坦部５４ａとノッチ部５４ｂのピッチに応じてセンサーの素子７１が受光する光の受光強度が異なることになるので、このピッチごとの光の反射特性の変化（受光強度の変化）を検出することで、何ピッチ分、第１ギア５０が回転したかが求められ、その回転したピッチ数に基づいて第１ギア５０の回転角を求めることができる。
【００８２】
そして、光の受光強度の検出も、ブラシを用いた検出と比較して、細かいピッチでの検出が可能であるため、第３実施形態の回転装置１０も、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、従来のブラシを用いた構成に比べ、細かい角度ピッチで回転角を検出することができる。
【００８３】
また、第３実施形態の回転装置１０も、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、ブラシを用いる従来のものと比較して、静音性が高く、製造コストが低く、耐久性に優れている。
【００８４】
一方、上記では、センサー側への光の反射が高い部分と低い部分を平坦部５４ａとノッチ部５４ｂで構成する場合について説明したが、必ずしも、これに限定される必要はない。
【００８５】
例えば、センサー側への光の反射が高い部分が白や銀といった光の反射率の高い色とされ、センサー側への光の反射が低い部分が黒等の光の反射率が低い色として構成されていてもよい。
【００８６】
つまり、光の反射の低い部分が光の反射が高い部分よりも光の反射率が低い色とされているだけでもよく、この場合には、ノッチ部５４ｂのような構造的な変化は必要ない。
【００８７】
以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。
【００８８】
第１、第２、第３の実施形態において、被検出部５３は、第１ギア５０の回転軸に対して直交する面上に円環部として設けられるとしたが、第１ギア５０の回転軸と同軸の円環部を第１ギア５０と一体に設け、円環部の側面に被検出パターンを設けてもよい。
【００８９】
第２実施形態では、被検出部５３には、周方向において、互いに異なる２種類の磁極が１つずつ交互に複数配列されているが、これに限定されず、被検出部５３に、周方向において、Ｎ極の磁極がｎ（１より大きい整数）個配列され、次にＳ極の磁極がｍ（１より大きい数）づつ配列され、この配列順序に従って互いに異なる２種類の磁極が交互に配列されていてもよい。
なお、ｍはｎと同じ又は異なる整数であっても構わない。
【００９０】
また、上記実施形態では、センサーが第１ギア５０の回転角を非接触で間接的に検出する場合について示した。
つまり、センサーが被検出パターンを検出し、回転角検出部７０のセンサー以外の他の電子部品（例えば、マイコン、ＩＣ、回路等）によって、センサーが検出した被検出パターンをデジタル信号又はアナログ信号に変換して外部に出力し、その出力に基づいて回転角が算出される場合について示した。
【００９１】
しかしながら、センサー自体が素子７１に加え、回転角を求める演算を行うＩＣ等を備えていてもよく、そして、求めた回転角を回転角検出部７０のセンサー以外の他の電子部品（例えば、マイコン、ＩＣ、回路等）によって、デジタル信号又はアナログ信号に変換して外部に出力するようにしてもよい。
したがって、センサーが第１ギア５０の回転角を非接触で直接的に検出する構成になっていてもよい。
【００９２】
また、センサーが検出した被検出パターンを回転角検出部７０で変換して回転角を算出せずに、外部へ出力しても構わない。
【００９３】
このように、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能であり、そのような要旨を逸脱しない範囲での種々の変更を行ったものも本発明の技術的範囲に含まれることは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００９４】
１０…回転装置、２０…筐体、２１…第１面部、２２…第１側壁部、２３…第１筐体、２５…第２面部、２５ａ…開口部、２６…第２側壁部、２７…第２筐体、３０…モータ、３１…本体部、３１ａ…第１端面、３１ｂ…第２端面、３２…回転軸、３３…モータ端子、４０…伝達ギア、４１…ウォームギア、４２…第１二段ギア、４２ａ…直径の大きいギア、４２ｂ…直径の小さいギア、４３…第２二段ギア、４３ａ…直径の大きいギア、４３ｂ…直径の小さいギア、５０…第１ギア（出力ギア）、５１…係合部、５２…回転軸、５３…被検出部、５４ａ…平坦部、５４ｂ…ノッチ部、６０…ギア、７０…回転角検出部、７１…素子、７２…ベース部、７２ａ…開口、７３…接続端子、７４…覆い部、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…取付部