(57)【要約】【課題】摺動接点方式を用いて位置検出を行うモータアクチュエータにおいて、摺動接点の摩耗を許容しつつも、モータアクチュエータの耐久性を向上させることを目的とする。【解決手段】  複数の摺動接点（１５５、１５６）がパターン部材（１５３）の表面に対して相対的に摺動する場合における、複数の摺動接点（１５５、１５６）の全部が導電部（１５１ａ、１５２ａ）のいずれかに接触している状態を、全接触状態といい、複数の摺動接点（１５５、１５６）の全部が非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）のいずれかにあって導電部（１５１ａ、１５２ａ）に非接触となっている状態を、無接触状態という場合、パターン部材（１５３）において、全接触状態が持続する摺動量よりも、前記無接触状態が持続する摺動量の方が多くなるよう、前記導体パターンを配置する。【選択図】図６
2010115084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部材（１）を駆動するモータ（１１０）の回転を制御するモータアクチュエータであって、
表面に導体パターンが形成されたパターン部材（１５３）と、
前記パターン部材（１５３）の前記表面に接する導体である複数の摺動接点（１５５、１５６）と、
前記モータ（１１０）の回転を制御すると共に前記可動部材（１）の位置を検出する制御回路（２００）と、を備え、
前記パターン部材（１５３）の前記表面は、前記モータ（１１０）の回転に応じて、前記複数の摺動接点（１５５、１５６）のそれぞれに対して、相対的な摺動を行うようになっており、
前記パターン部材（１５３）の前記表面上においては、前記導体パターンの一部が形成された複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）および前記導体パターンが形成されていない複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）が配置され、また、前記複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）および前記複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）が、前記複数の摺動接点（１５５、１５６）に１対１で対応する複数の列を成し、前記複数の列のそれぞれにおいて、複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）と、複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）とが、１つずつ交互に並ぶよう、前記導体パターンが形成されており、
前記複数の摺動接点（１５５、１５６）のそれぞれは、前記パターン部材（１５３）の前記表面に対して相対的に摺動する際に、前記複数の列のうち対応する列に並んだ複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）と複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）に対して並び順に交互に接触するように、配置されており、
前記制御回路（２００）は、前記複数の摺動接点（１５５、１５６）の前記導体パターンへの接触と非接触の組み合わせの変化を検出することで、前記可動部材（１）の位置を検出し、
前記複数の摺動接点（１５５、１５６）が前記パターン部材（１５３）の前記表面に対して相対的に摺動する場合における、前記複数の摺動接点（１５５、１５６）の全部が前記導電部（１５１ａ、１５２ａ）のいずれかに接触している状態を、全接触状態といい、前記複数の摺動接点（１５５、１５６）の全部が前記非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）のいずれかにあって前記導電部（１５１ａ、１５２ａ）に非接触となっている状態を、無接触状態という場合、前記パターン部材（１５３）において、前記全接触状態が持続する摺動量よりも、前記無接触状態が持続する摺動量の方が多くなるよう、前記導体パターンが配置されていることを特徴とするモータアクチュエータ。
【請求項２】
前記複数の列のそれぞれにおいて、当該列中の複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）の摺動方向の幅は、当該列中の複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）の摺動方向の幅よりも短くなっており、それによって、前記全接触状態が持続する摺動量よりも、前記無接触状態が持続する摺動量の方が多くなっていることを特徴とする請求項１に記載のモータアクチュエータ。
【請求項３】
前記複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）のいずれかに接触しているタイミングが、前記複数の摺動接点（１５５、１５６）の間で相互にずれるよう、前記導体パターンは配置されており、それによって、前記複数の摺動接点（１５５、１５６）が前記パターン部材（１５３）の前記表面に対して相対的に摺動する際に、前記全接触状態でもなく、前記無接触状態でもない一部接触一部非接触状態が発生するようになっており、
前記パターン部材（１５３）において、前記無接触状態が持続する摺動量よりも、前記一部接触一部非接触状態が持続する摺動量の方が少なくなり、かつ、前記一部接触一部非接触状態が持続する摺動量は、前記全接触状態が持続する摺動量以上となっていることを特徴とする請求項１または２に記載のモータアクチュエータ。
【請求項４】
可動部材（１）を駆動するモータ（１１０）の回転を制御するモータアクチュエータであって、
表面に導体パターンが形成されたパターン部材（１５３）と、
前記パターン部材（１５３）の前記表面に接する導体である摺動接点（１５５、１５６）と、
前記モータ（１１０）の回転を制御すると共に前記可動部材（１）の位置を検出する制御回路（２００）と、を備え、
前記パターン部材（１５３）の前記表面は、前記モータ（１１０）の回転に応じて、前記摺動接点（１５５、１５６）に対して、相対的な摺動を行うようになっており、
前記パターン部材（１５３）の前記表面上においては、前記導体パターンの一部が形成された複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）と、前記導体パターンが形成されていない複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）とが、１つずつ交互に並ぶよう、前記導体パターンが形成されており、
前記摺動接点（１５５、１５６）は、前記パターン部材（１５３）の前記表面に対して相対的に摺動する際に、前記複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）と前記複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）に対して交互に並び順に接触するように配置されており、
前記制御回路（２００）は、前記摺動接点（１５５、１５６）の前記導体パターンへの接触と非接触の間の切り替わりを検出することで、前記可動部材（１）の位置を検出し、
前記摺動接点（１５５、１５６）が前記パターン部材（１５３）の前記表面に対して相対的に摺動する場合における、前記摺動接点（１５５、１５６）が前記複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）のいずれかに接触している状態を通電状態といい、前記摺動接点（１５５、１５６）が前記複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）のいずれかにあって前記複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）のいずれとも非接触となっている状態を非通電状態という場合、前記パターン部材（１５３）において、前記通電状態が持続する摺動量よりも、前記非通電状態が持続する摺動量の方が多くなるよう、前記導体パターンが配置されていることを特徴とするモータアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動部材を駆動するモータの回転を制御すると共に、当該モータの回転によって駆動された当該可動部材の位置を検出するモータアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のようなモータアクチュエータにおいて、可動部材の位置を検出するために、摺動接点方式を用いるものが知られている。例えば、特許文献１のモータアクチュエータでは、モータの回転に応じて回転するパターンプレートの表面に、導体パターンが放射状に形成されている。そしてこの導体パターンは、パターンプレートの周方向に、導体が配された導電部と導体が配されていない非導電部とが交互に並ぶように、配置されている。
【０００３】
そして、パターンプレートが回転すると、これら導電部と非導電部に摺動接点（接点ブラシ）が交互に接触することで、摺動接点の導通、非導通が交互に切り替わる。モータアクチュエータは、この導通、非導通の切り替わりに応じて発生するパルス波形を検出することで、パターンプレートの回転量を検出し、ひいては可動部材の位置を検出することができる。
【０００４】
従来、このような摺動接点方式を用いた位置検出を行うモータアクチュエータにおいては、パターンプレートの回転位置に関わらず位置検出の精度を一定に保つために、連続して導通している時間、および連続して非導通である時間は、同一となっている。例えば、引用文献１においては、パターンプレートの回転中心から見込む各導電部の角度、および各非導電部の角度は同一となっている。
【特許文献１】特開２００４−２１５４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、モータアクチュエータが作動を繰り返すと、次第に摺動接点が摩耗し、図１１（ｃ）に示すように、パターンプレートの表面に対する摺動接点の接触面積が増大する。すると、摺動接点の中心位置が非導電部にあるにもかかわらず摺動接点が導電部に接触してしまう場合が多くなり、その結果、摺動接点が導電部に非接触となる時間が短くなってしまう。摺動接点が導電部に非接触となる時間が短くなり、モータアクチュエータにおけるパルスの検出分解能以下になってしまうと、モータアクチュエータが正常に作動できなくなってしまう。すなわち、摺動接点の摩耗がモータアクチュエータの耐久性を低下させることになる。
【０００６】
このような問題に対して、摺動接点の摩耗を防ぐために、摺動接点の硬度を高くすることも考えられる。しかし、摺動接点の硬度を高くし過ぎると、導体パターンが摩耗してしまう。
【０００７】
本発明は上記点に鑑み、摺動接点方式を用いて位置検出を行うモータアクチュエータにおいて、摺動接点の摩耗を許容しつつも、モータアクチュエータの耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、可動部材（１）を駆動するモータ（１１０）の回転を制御するモータアクチュエータについてのものである。このモータアクチュエータは、表面に導体パターンが形成されたパターン部材（１５３）と、パターン部材（１５３）の当該表面に接する導体である複数の摺動接点（１５５、１５６）と、モータ（１１０）の回転を制御すると共に可動部材（１）の位置を検出する制御回路（２００）と、を備えている。
【０００９】
また、パターン部材（１５３）の当該表面は、モータ（１１０）の回転に応じて、複数の摺動接点（１５５、１５６）のそれぞれに対して、相対的な摺動を行うようになっており、また、パターン部材（１５３）の当該表面上においては、導体パターンの一部が形成された複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）および導体パターンが形成されていない複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）が配置され、また、複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）および複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）が、複数の摺動接点（１５５、１５６）に１対１で対応する複数の列を成し、複数の列のそれぞれにおいて、複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）と、複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）とが、１つずつ交互に並ぶよう、導体パターンが形成されており、複数の摺動接点（１５５、１５６）のそれぞれは、パターン部材（１５３）の表面に対して相対的に摺動する際に、複数の列のうち対応する列に並んだ複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）と複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）に対して並び順に交互に接触するように、配置されており、制御回路（２００）は、複数の摺動接点（１５５、１５６）の導体パターンへの接触と非接触の組み合わせの変化を検出することで、可動部材（１）の位置を検出し、複数の摺動接点（１５５、１５６）がパターン部材（１５３）の当該表面に対して相対的に摺動する場合における、当該複数の摺動接点（１５５、１５６）の全部が導電部（１５１ａ、１５２ａ）のいずれかに接触している状態を全接触状態といい、複数の摺動接点（１５５、１５６）の全部が非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）のいずれかにあって導電部（１５１ａ、１５２ａ）に非接触となっている状態を無接触状態という場合、パターン部材（１５３）において、全接触状態が持続する摺動量よりも、無接触状態が持続する摺動量の方が多くなるよう、導体パターンが配置されていることを特徴とする。
【００１０】
なお、摺動量とは、摺動によってパターン部材（１５３）が変位する量である。例えば、摺動が回転運動であれば、その回転中心を中心とする回転角が摺動量に該当し、摺動が直線運動であれば、その直線運動による移動距離が摺動量に該当する。
【００１１】
このように、製造された当初（すなわち、製造後かつ使用開始前の）のモータアクチュエータにおいて、全接触状態が持続する摺動量よりも、無触状態が持続する摺動量の方が長くなるよう、導体パターンが配置されていることで、以下説明する通り、本発明の目的が達成される。
【００１２】
モータアクチュエータを使用し続けることで複数の摺動接点（１５５、１５６）が摩耗していく。そして、その摩耗が進むにつれ、摺動接点（１５５、１５６）とパターン部材（１５３）の表面との接触面積が増大し（図１１参照）、その結果、無接触状態が持続する摺動量が少なくなっていく。そして、この無接触状態の持続する摺動量が、制御回路（２００）における接触・非接触の組み合わせの変化の検出分解能よりも短くなると、位置検出が正常にできなくなり、モータアクチュエータの寿命（すなわち、使用可能な期間）が終わる。
【００１３】
しかし、本発明においては、あらかじめ無接触状態の持続する摺動量が全接触状態の持続する摺動量よりも多くなるように、導体パターンが配置されているので、従来のように無接触状態の持続する摺動量と全接触状態の持続する摺動量とが最初から同じ長さになっている場合に比べ、モータアクチュエータの寿命が長くなる。すなわち、耐久性が向上する。従来と比べてモータアクチュエータの寿命が延びる量は、摩耗によって無接触状態の持続する摺動量が全接触状態の持続する摺動量と等しくなるまでの期間分である。
【００１４】
また、請求項２に記載のように、複数の列のそれぞれにおいて、当該列中の複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）の摺動方向の幅は、当該列中の複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）の摺動方向の幅よりも短くなっており、それによって、全接触状態が持続する摺動量よりも、無接触状態が持続する摺動量の方が多くなっていてもよい。
【００１５】
ここで、「摺動方向」とは、摺動によってパターン部材（１５３）が変位する方向をいう。例えば、摺動が回転運動であれば、その回転中心を中心とする回転角の変化する方向（すなわち周方向）が摺動方向に該当し、摺動が直線運動であれば、その直線運動による移動方向が摺動方向に該当する。したがって、「導電部（または非導電部）の摺動方向の幅」とは、摺動量の変化する方向についての導電部（または非導電部）の幅をいう。例えば、摺動が回転運動であれば、その回転中心から見込む導電部（または非導電部）の角度幅が摺動方向の幅に該当し、摺動が直線運動であれば、その直線運動による移動方向に沿った導電部（または非導電部）の長さが、摺動方向の幅に該当する。
【００１６】
また、請求項３に記載のように、複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）のいずれかに接触しているタイミングが、複数の摺動接点（１５５、１５６）の間で相互にずれるよう、導体パターンは配置されており、それによって、複数の摺動接点（１５５、１５６）がパターン部材（１５３）の当該表面に対して相対的に摺動する際に、全接触状態でもなく、無接触状態でもない一部接触一部非接触状態が発生するようになっており、パターン部材（１５３）において、無接触状態が持続する摺動量よりも、一部接触一部非接触状態が持続する摺動量の方が少なくなり、かつ、一部接触一部非接触状態が持続する摺動量は、全接触状態が持続する摺動量以上となっていてもよい。
【００１７】
以下、全接触状態が持続する摺動量をＸ０、無接触状態が持続する摺動量をＸ１、一部接触一部非接触状態が持続する摺動量をＸ２とすると、摺動量Ｘ２は、摺動量Ｘ０および摺動量Ｘ１に比べて摺動接点（１５５、１５６）の摩耗に対する変化量が非常に小さいという特徴を有している。したがって、摺動接点（１５５、１５６）の摩耗により摺動量Ｘ１が減少する分とほとんど同じだけ、摺動量Ｘ０が増加する。
【００１８】
ここで、モータアクチュエータの製造直後の時点とモータアクチュエータ寿命が終わる時点における、摺動量Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２の大小関係について説明する。請求項３に記載のように、モータアクチュエータの製造直後の時点においてＸ０≦Ｘ２＜Ｘ１という関係にあると、上述の通り、摩耗によってＸ０は増大し、Ｘ１はその分減少し、Ｘ２はほとんど変化しないので、モータアクチュエータ寿命が終わる時点においては、Ｘ１≦Ｘ２＜Ｘ０という関係となる。
【００１９】
したがって、モータアクチュエータの使用期間において、常にＸ２はＸ１とＸ０の間にある。したがって、そうでない場合に比べて、Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２間の大小のばらつきが抑えられるので、モータアクチュエータの位置の検出精度が検出位置毎にばらつき過ぎてしまうことを防止できる。
【００２０】
また、本発明の目的を達成するための請求項４に記載の発明は、可動部材（１）を駆動するモータ（１１０）の回転を制御するモータアクチュエータであって、表面に導体パターンが形成されたパターン部材（１５３）と、パターン部材（１５３）の当該表面に接する導体である摺動接点（１５５、１５６）と、モータ（１１０）の回転を制御すると共に可動部材（１）の位置を検出する制御回路（２００）と、を備えたモータアクチュエータについてのものである。
【００２１】
このモータアクチュエータにおいて、パターン部材（１５３）の当該表面は、モータ（１１０）の回転に応じて、摺動接点（１５５、１５６）に対して、相対的な摺動を行うようになっており、パターン部材（１５３）の当該表面上においては、導体パターンの一部が形成された複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）と、導体パターンが形成されていない複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）とが、１つずつ交互に並ぶよう、導体パターンが形成されており、摺動接点（１５５、１５６）は、パターン部材（１５３）の当該表面に対して相対的に摺動する際に、複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）と複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）に対して交互に並び順に接触するように配置されており、制御回路（２００）は、摺動接点（１５５、１５６）の前記導体パターンへの接触と非接触の間の切り替わりを検出することで、前記可動部材（１）の位置を検出する。
【００２２】
そして、摺動接点（１５５、１５６）がパターン部材（１５３）の当該表面に対して相対的に摺動する場合における、摺動接点（１５５、１５６）が複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）のいずれかに接触している状態を通電状態といい、摺動接点（１５５、１５６）が複数の非導電部（１５１ｂ、１５２ｂ）のいずれかにあって複数の導電部（１５１ａ、１５２ａ）のいずれにも非接触となっている状態を非通電状態という場合、パターン部材（１５３）において、通電状態が持続する摺動量よりも、非通電状態が持続する摺動量の方が多くなるよう、導体パターンが配置されていることを特徴とする。
【００２３】
このように、製造された当初（すなわち、製造後かつ使用開始前の）のモータアクチュエータにおいて、通電状態が持続する摺動量よりも、非触状態が持続する摺動量の方が長くなるよう、導体パターンが配置されていることで、以下説明する通り、本発明の目的が達成される。
【００２４】
モータアクチュエータを使用し続けることで摺動接点（１５５、１５６）が摩耗していく。そして、その摩耗が進むにつれ、摺動接点（１５５、１５６）とパターン部材（１５３）の表面との接触面積が増大し（図１１参照）、その結果、非通電状態が持続する摺動量が少なくなっていく。そして、この非通電状態の持続する摺動量が、制御回路（２００）における接触・非接触の組み合わせの変化の検出分解能よりも短くなると、位置検出が正常にできなくなり、モータアクチュエータの寿命が終わる。
【００２５】
しかし、本発明においては、あらかじめ非通電状態の持続する摺動量が通電状態の持続する摺動量よりも多くなるように、導体パターンが配置されているので、従来のように非通電状態の持続する摺動量と通電状態の持続する摺動量とが最初から同じ長さになっている場合に比べ、モータアクチュエータの寿命が長くなる。
【００２６】
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係るモータアクチュエータは、図１に示すような車両用空調装置のエアミックスドア１（可動部材の一例に相当する）を駆動するために用いられる。
【００２８】
ここで、エアミックスドア１とは、図１に示す車両用空調装置の空調ケーシング５内において、空調用空気の流れを制御するためのドア部材である。空調用空気は、蒸発器４で冷却され、蒸発器４から車室内吹き出し口６を通って車室内に流れるようになっている。エアミックスドア１が閉じられた状態では、空調用空気がヒータコア３を迂回し、エアミックスドア１が開いた状態では、空調用空気がヒータコア３を通る。空調用空気がヒータコア３を通る場合、ヒータコア３は、エンジン２の冷却水を熱源として、ヒータコア３を通る空調用空気を熱する。
【００２９】
このエアミックスドア１の位置に応じて、ヒータコア３を迂回して流れる空調用空気の風量と、ヒータコア３を通る空調用空気の風量との比が変化する。したがって、エアミックスドア１の位置を制御することで、車室内吹き出し口６から車室内に吹き出す空調用空気の温度を調節することができる。
【００３０】
なお、ヒータコア３及び蒸発器４等の熱交換器やエアミックスドア１等は樹脂製の空調ケーシング５内に収納されており、モータアクチュエータは、この空調ケーシング５にネジ等の締結手段により固定される。
【００３１】
車室室内に吹き出す空気の温度を調整する方法としては、例えば、以下のような方法を用いる。すなわち、本実施形態に係るモータアクチュエータが、車両用空調装置から車室内に吹き出す空気の温度（吹出口温度）を図示しない温度センサを用いて検出し、さらに、車両の乗員の設定操作等に基づいて車室内温度の目標値を決定し、検出した吹出口温度が目標値に近づくよう、エアミックスドア１の目標位置を算出する。そしてモータアクチュエータは、決定した目標位置までエアミックスドア１の位置を変位させる。
【００３２】
図２は、モータアクチュエータ１００の外観図（（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図）であり、図３はモータアクチュエータ１００の内部構成図である。このモータアクチュエータ１００は、電動モータとしての直流モータ１１０および減速機構１２０を有している。このモータ１１０は、車両に搭載されたバッテリ（図示せず）から電力を得て回転する出力軸１１１を有するものであり、減速機構１２０はモータ１１０の出力軸１１１から入力された回転力を減速してエアミックスドア１に向けて出力する変速機構である。以下では、直流モータ１１０および減速機構１２０等の回転駆動する機構部を駆動部１３０と呼ぶ。
【００３３】
減速機構１２０は、直流モータ１１０の出力軸１１１に圧入されたウォーム１２１、このウォーム１２１と噛み合うウォームホィール１２２、および複数枚の平歯車１２３、１２４からなる歯車列であり、出力側に位置する最終段歯車（出力側歯車）１２６には、出力軸１２７が設けられている。この減速機構１２０の作動により、直流モータ１１０の出力軸１１１の回転に応じて出力軸１２７が回転し、その際、出力軸１１１の回転角速度よりも、出力軸１２７の回転角速度が小さくなる。
【００３４】
またモータアクチュエータ１００は駆動部１３０を収納するケーシング１４０を有している。また、モータアクチュエータ１００は、このケーシング１４０に固定された接点ブラシ１５５〜１５７を有している。
【００３５】
また、減速機構１２０のうち、直流モータ１１０により直接駆動される入力歯車（ウォーム１２１）より出力側（出力軸１２７）には、図３〜６に示すように、出力軸１２７と一体的に回転する非導電性プリント基板としてのパルスパターンプレート（以下、単にパターンプレートという）１５３が設けられている。このパターンプレート１５３は、パターン部材の一例に相当する。
【００３６】
このパターンプレート１５３の回転中心を中心とする円周方向の角度範囲は、図４に示すように、回転検出領域３００と、角度γの初期化領域３０１とに分かれている。回転検出領域３００は、後述するように、パターンプレート１５３の回転角度の増減の検出に用いるパルス信号のパターンを生成するために用いられる。また、初期化領域３０１は、パターンプレート１５３（またはエアミックスドア１）の原点位置を示すパルス信号のパターン（以下、イニシャライズ信号パターンという）を生成するために用いられる。
【００３７】
このパターンプレート１５３の１つの表面（以下、パターン面という）には、導体パターン（すなわち、特定の形状を有する導体）がプリントされている。導体パターンは、銅箔上にニッケルめっきを施し、その上に金めっきを施して成るものである。
【００３８】
以下、この導体パターンの配置について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、パターンプレート１５３の回転中心を単に回転中心といい、また、パターン面上の回転中心からの距離を中心距離という。また、回転中心を中心とする円周を、単に円周という。また、回転中心から見たパターン面上の角度を、単に中心角という。また、パターン面上の各部分を回転中心から見込んだ角度範囲を、当該部分の角度幅という。なお、本実施形態においては、摺動によってパターンプレート１５３が変位する方向は、ここで定義した円周の周方向（すなわち、円周方向）であるので、この円周方向は、摺動方向の一例に相当する。また、角度幅は、パターンプレート１５３の回転角速度が一定ならば、時間幅と同じである。そして、本実施形態においては、直流モータ１１０の回転時の回転速度が一定となるよう制御されるので、パターンプレート１５３の回転時の回転速度も一定である。
【００３９】
図４、図６に示すように、導体パターンは、複数（例えば１００個以上）の導電部１５１ａ、導電部１５１ａと同じ数の複数の導電部１５２ａ、および１つの導電部１５４ａを有している。
【００４０】
導電部１５１ａは、導電部１５１ａ、導電部１５２ａ、導電部１５４ａのうち、中心距離の最も大きい円周上に一列に並んで配置されている。
【００４１】
中心角の全範囲のうち、回転検出領域３００においては、複数の導電部１５１ａのそれぞれは、回転中心を中心とする半径ｒ１、角度α１の扇形から、回転中心を中心とする半径ｒ２（ただしｒ２＜ｒ１）、角度α１の扇形を取り除いた形状となっている。回転検出領域３００内におけるどの導電部１５１ａについても、上記の半径ｒ１、ｒ２、および角度α１は同じ値である。したがって、回転検出領域３００における導電部１５１ａの角度幅は、いずれも等しく角度α１である。
【００４２】
また、回転検出領域３００における導電部１５１ａは、円周上において一定の間隔を開けて並べられている。隣り合う２つの導電部１５１ａの間隔の角度幅は、β１となっている。この角度β１は、導電部１５１ａの円周方向の幅に相当する角度α１よりも大きい。例えば、角度β１は、角度α１の１．５倍であってもよい。これら導電部１５１ａの間に位置する複数の部分１５１ｂのそれぞれは、導体パターンが形成されていない非導電部１５１ｂである。
【００４３】
また、中心角の全範囲のうち、回転検出領域３００以外の初期化領域３０１においては、複数の導電部１５１ａのうち１つが配置されている。この初期化領域３０１における導電部１５１ａは、他の導電部１５１ａよりも角度幅が大きく、初期化領域３０１全域に渡り、かつ、初期化領域３０１の一方の側から回転検出領域３００にはみ出ている。
【００４４】
より詳しくは、初期化領域３０１に導電部１５１ａは、回転中心を中心とする半径ｒ１、角度ηの扇形から、回転中心を中心とする半径ｒ２、角度ηの扇形を取り除いた形状となっている。ここで、角度ηは、回転検出領域３００の角度範囲γよりも大きい。
【００４５】
また、初期化領域３０１における導電部１５１ａは、円周方向の両端で、領域３００の導電部１５１ａと離れており、その離れている部分の角度幅は、角度β１である。この間隔部分も、導体パターンが形成されていない非導電部１５１ｂである。
【００４６】
導電部１５２ａは、導電部１５１ａ、導電部１５２ａ、導電部１５４ａのうち、中心距離が２番目に大きい円周上に一列に並んで配置されている。回転検出領域３００においては、複数の導電部１５２ａのそれぞれは、回転中心を中心とする半径ｒ３、角度α２の扇形から、回転中心を中心とする半径ｒ４（ただしｒ４＜ｒ３）、角度α２の扇形を取り除いた形状となっている。回転検出領域３００内におけるどの導電部１５２ａについても、上記の半径ｒ３、ｒ４、および角度α２は同じ値である。したがって、回転検出領域３００における導電部１５２ａの角度幅は、いずれも等しく角度α２である。なお、半径ｒ３は上述の半径ｒ２に等しく、角度α２は上述の角度α１に等しい。
【００４７】
回転検出領域３００における導電部１５２ａは、円周上において一定の間隔を開けて並べられている。隣り合う２つの導電部の間隔の角度幅は、β２となっている。この角度β２は、上述のβ１に等しく、導電部１５２ａの円周方向の幅に相当する角度α２よりも大きい。例えば、角度β２は、角度α２の１．５倍であってもよい。これら導電部１５２ａの間に位置する複数の部分１５２ｂは、導体パターンが形成されていない非導電部１５２ｂである。
【００４８】
また、初期化領域３０１においては、複数の導電部１５２ａのうち１つが配置されている。この初期化領域３０１における導電部１５２ａは、他の導電部１５２ａよりも角度幅が大きく、初期化領域３０１全域に渡り、かつ、初期化領域３０１の一方の側から回転検出領域３００にはみ出ている。初期化領域３０１から導電部１５２ａがはみ出る側と、初期化領域３０１から導電部１５１ａがはみ出る側とは、互いに反対側である。
【００４９】
より詳しくは、初期化領域３０１に導電部１５２ａは、回転中心を中心とする半径ｒ３、角度ζの扇形から、回転中心を中心とする半径ｒ４、角度ζの扇形を取り除いた形状となっている。ここで、角度ζは、回転検出領域３００の角度範囲γよりも大きい。
【００５０】
また、初期化領域３０１における導電部１５２ａは、円周方向の両端で、領域３００の導電部１５２ａと離れており、その離れている部分の角度幅は、角度β２である。この間隔部分も、導体パターンが形成されていない非導電部１５２ｂである。
【００５１】
このように、回転検出領域３００においては、複数の導電部１５１ａと複数の非導電部１５１ｂとが円周上に１つずつ交互に並ぶ第１の列、および、複数の導電部１５２ａと複数の非導電部１５２ｂとが円周上に１つずつ交互に並ぶ第２の列が、配置されている。
【００５２】
以下、円周上で複数の導電部１５１ａおよび複数の非導電部１５１ｂから成る円周方向に沿った導電・非導電の変化のパターンを第１パターン１５１と呼び、複数の導電部１５２ａおよび複数の非導電部１５２ｂから成る円周方向に沿った導電・非導電の変化のパターンを第２パターン１５２と呼ぶ。
【００５３】
このように、第１パターンおよび第２パターンを形成する２つの列のそれぞれにおいて、当該列中の複数の導電部の摺動方向の幅は、当該列中の複数の非導電部の摺動方向の幅よりも短くなっている。
【００５４】
なお、回転検出領域３００においては、第１パターン１５１と、第２パターン１５２との間で、円周方向の導電、非導電のパターンの位相（具体的には、中心角の位相）がずれている。つまり、第１パターン１５１と、第２パターン１５２とは、周方向に沿って、同じ中心角の位置で導電部に切り替わるようになっておらず、また、同じ中心角の位置で非導電部に切り替わるようにもなっていない。第１パターンと第２パターンのずれを回転中心から見込んだ角度εは、α１（＝α２）の１／２以上かつ上限値εｍａｘ以下である。例えば、角度εは、α１（＝α２）の２／３であってもよい。
【００５５】
この上限値εｍａｘは、１より小さい値であり、かつ、後述する電気制御回路２００におけるパルス信号検出の時間分解能と、パターンプレート１５３の回転角速度によって決まる。つまり、パターンプレート１５３が回転したときでも、電気制御回路２００が、状態Ａ→状態Ｂ→状態Ｃという遷移を検出することができる最大の位相ずれ角が、上限値εｍａｘである。
【００５６】
ここで、状態Ａとは、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触すると共に接点ブラシ１５６が導電部１５２ａに接触しない状態（一部接触一部非接触状態の一例に該当する）である。また状態Ｂとは、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触すると共に接点ブラシ１５６も導電部１５２ａに接触する状態（全接触状態の一例に該当する）である。また状態Ｃとは、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触しないと共に接点ブラシ１５６が導電部１５２ａに接触する状態（一部接触一部非接触状態の一例に該当する）である。
【００５７】
導電部１５４ａは、導電部１５１ａ、導電部１５２ａ、導電部１５４ａのうち、中心距離が最も小さい円周上において、回転検出領域３００の全域および初期化領域３０１の両端部に渡って配置されている。この導電部１５４ａは、回転中心を中心とする半径ｒ５、角度δの扇形から、回転中心を中心とする半径ｒ６（ただしｒ６＜ｒ５）、角度δの扇形を取り除いた形状となっている。ここで、角度δは、回転検出領域３００の全体範囲に相当する角度（すなわち、３６０°−γ）よりも大きい角度であり、ｒ５は、上述のｒ４に等しい。
【００５８】
また、初期化領域３０１においては、導電部１５４ａの円周方向の両端の間に位置する部分１５４ｂがある。この部分１５４ｂは、導体パターンが形成されていない非導電部である。これら１つの導電部１５４ａおよび１つの非導電部１５４ｂから成る円周方向に沿った導電・非導電の変化のパターンを、以下、コモンパターン１５４と呼ぶ。
【００５９】
なお、上述の通り、導電部１５１ａの内周端位置の半径ｒ２と導電部１５２ａの外周端位置の半径ｒ３とが等しく、また、導電部１５２ａの内周端位置の半径ｒ４と導電部１５４ａの外周端位置の半径ｒ５が等しい。したがって、導電部１５２ａは導電部１５４ａと導通し、導電部１５１ａは、角度範囲が一部重なる導電部１５２ａと導通する。すなわち、導電部１５１ａ、１５２ａとコモンパターン１５４の導電部１５４ａとは、電気的に繋がっている。
【００６０】
また、ケーシング１４０には、バッテリの正極側に接続された銅系導電材料製の第１〜３接点ブラシ（電気接点）１５５〜１５７が樹脂一体成形により固定されている。接点ブラシ１５５〜１５７としては、例えば、リン青銅にニッケルめっきを施したものを用いるようになっていてもよい。そして、第１接点ブラシ１５５（摺動接点の一例に相当する）の先端に近い複数の部分１５５ａは第１パターン１５１に接触し、第２接点ブラシ１５６（摺動接点の一例に相当する）の先端に近い複数の部分１５６ａは第２パターン１５２に接触し、第３接点ブラシ１５７の先端に近い複数の部分１５７ａはコモンパターン１５４に接触するように構成されている。
【００６１】
なお、接触部分１５５ａ、１５６ａ、１５７ａの（回転中心から見た）角度幅は、モータアクチュエータ１００の製造時には、導電部１５１ａ、１５２ａ、非導電部１５１ｂ、１５２ｂの個々の角度幅に比べて非常に小さい。
【００６２】
なお、本実施形態では、第１〜３接点ブラシ１５５〜１５７とパターンプレート１５３との接触部分１５５ａ、１５６ａ、１５７ａのそれぞれを２点以上（本実施形態では、４点）とすることにより、第１〜３接点ブラシ１５５〜１５７と導電部１５１ａ、１５２ａ、１５４ａとの電気接続を確実なものとしている。また、第１〜３接点ブラシ１５５〜１５７とパターンプレート１５３の表面との接触部分１５５ａ、１５６ａ、１５７ａは、図３および図６に示すように、回転中心から見て径方向に一直線に並んでいる。
【００６３】
なお、図２に示すように、出力軸１２７には、エアミックスドア１を揺動させるリンクレバー１６０が圧入固定されている。したがって、出力軸１２７の回転角（すなわち、出力軸１２７の作動位置）を制御することで、エアミックスドア１の位置を制御することができる。そして、空調ケーシング５には、ストッパ５ａ、５ｂが設けられている。ストッパ５ａ、５ｂは、直流モータ１１０の回転の電気的な規制に失敗したときに、リンクレバー１６０を衝突させて直流モータ１１０の回転を停止させるために用いられる。
【００６４】
次に、アクチュエータ１００の作動の概要について説明する。図７はアクチュエータ１００の電気制御回路２００の回路構成の模式図である。この電気制御回路２００は、直流モータ１１０を駆動するモータ駆動回路２１０、パターンプレート１５３で発生するパルス信号を検出するパルス信号検出回路２２０、およびＣＰＵ２３０を備えている。これらの回路２１０、２２０、２３０には、イグニッションスイッチを介してバッテリに接続された定電圧回路（図示せず）から一定電圧が供給されるようになっている。
【００６５】
パルス出力部１５８は、第１〜３接点ブラシ１５５、１５６、１５７とパターンプレート１５３により構成され、出力軸１２７の回転に応じてパルス信号を出力する回路である。図７においては、パルス出力部１５８を電気的に等価な図に置き換えて示している。このパルス出力部１５８から、原点位置を示すイニシャライズ信号パターンおよび出力軸１２７の回転を検出するためのパルス信号が出力される。
【００６６】
スイッチ１５８ａは、第１接点ブラシ１５５と第１パターン１５１とによって構成されるものであり、出力軸１２７の回転に応じてスイッチングする。すなわち、出力軸１２７の回転に応じてオン、オフが切り替わる。具体的には、接点ブラシ１５５の接触部分１５５ａが導電部１５１ａに接触している間は、スイッチ１５８ａがオンとなる。また、接点ブラシ１５５の接触部分１５５ａが非導電部１５１ｂにあることで、導電部１５１ａに接触していない間は、スイッチ１５８ａがオフとなる。
【００６７】
また、スイッチ１５８ｂは、第２接点ブラシ１５６と第２パターン１５２とによって構成されるものであり、出力軸１２７の回転に応じてスイッチングする。具体的には、接点ブラシ１５６の接触部分１５７ａが導電部１５２ａに接触している間は、スイッチ１５８ｂがオンとなる。また、接点ブラシ１５６の接触部分１５６ａが、非導電部１５２ｂにあって導電部１５２ａに接触していない間は、スイッチ１５８ｂがオフとなる。
【００６８】
また、スイッチ１５８ｃは、第３接点ブラシ１５７とコモンパターン１５４とにより構成されるもので、出力軸１２７の回転に応じてスイッチングする。具体的には、接点ブラシ１５７の接触部分１５７ａが導電部１５４ａに接触している間は、スイッチ１５８ｃがオンとなる。また、接点ブラシ１５７の接触部分１５７ａが、非導電部１５４ｂにあって導電部１５４ａに接触していない間は、スイッチ１５８ｃがオフとなる。
【００６９】
なお、スイッチ１５８ｃの一端、すなわち第３接点ブラシ１５７の一端部はグランドに電気的に繋がっている。また、パルス信号検知回路２２０は、スイッチ１５８ａ、１５８ｂとの各接続点にそれぞれプルアップ抵抗を有している。したがって、出力軸１２７の回転に伴うスイッチ１５８ａ、１５８ｂ、１５８ｃのオン、オフの変化に応じて、スイッチ１５８ａおよび１５８ｂからそれぞれＡ相およびＢ相のパルス信号が発生する。
【００７０】
パルス信号発生の具体的作動として、まず、モータ駆動回路２１０によって直流モータ１１０が駆動され、この直流モータ１１０の駆動に応じてパターンプレート１５３および出力軸１２７が回転し、第１〜３接点ブラシ１５５〜１５７が回転検出領域３００と接触した状態にある場合について、図８を用いて説明する。
【００７１】
この場合、第３接点ブラシ１５７が導電部１５４ａに接触しつつ、第１接点ブラシ１５５の接触部分１５５ａにおいては、導電部１５１ａと接触する通電（ＯＮ）状態および非導電部１５１ｂにあって導電部１５１ａと接触しない非通電（ＯＦＦ）状態が交互に発生し、また、第２接点ブラシ１５６の接触部分１５６ａは、導電部１５２ａと接触する通電（ＯＮ）状態および非導電部１５２ｂにあって導電部１５２ａと接触しない非通電（ＯＦＦ）状態が交互に発生する。
【００７２】
この場合に第１、２接点ブラシ１５５、１５６に発生するパルス信号の変化を、図８に模式的に示す。図８の横軸方向（左右方向）は、中心角を示している。図８の上部は、パターンプレート１５３の回転に伴う、接点ブラシ１５５〜１５７とパターン１５１、１５２、１５４との間の接触関係の変化を示している。斜線部が導電部１５１ａ、１５２ａ、１５４ａに相当し、斜線のない部分が非導電部１５１ｂ、１５２ｂ、１５４ｂに相当する。そして、図８の下部は、その接触関係の変化に伴う、Ａ相のパルス信号の変化（すなわち信号パターン１９１）およびＢ相のパルス信号の変化（すなわち信号パターン１９２）を示している。
【００７３】
この図に示すように、第１接点ブラシ１５５の通電状態よび非通電状態の切り替わりタイミングと、第２接点ブラシ１５５の通電状態よび非通電状態の切り替わりタイミングとは、一致しない。これは、第１パターン１５１と第２パターン１５２の位相がずれていることに起因している。
【００７４】
パターンプレート１５３が正回転方向（図６における時計回り方向、図８における左方向）に変位（具体的には回転）すると、接点ブラシ１５５〜１５７とパターン１５１、１５２、１５４との接触点が変化し、それに伴い、Ａ相では、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触している通常状態では信号がローレベル「０」となり、接点ブラシ１５５が導電部１５１ａに接触していない非通電状態では信号がハイレベル「１」となる。同様にＢ相でも、接点ブラシ１５６が導電部１５２ａに接触している通常状態では信号がローレベル「０」となり、接点ブラシ１５６が導電部１５２ａに接触していない非通電状態では信号がハイレベル「１」となる。
【００７５】
したがって、Ａ相、Ｂ相の信号レベルの組み合わせを、「Ａ相のレベル、Ｂ相のレベル」という形式で記載すると、パターンプレート１５３の正回転方向への回転に伴って、信号レベルが「１、０」、「１、１」、「０、１」、「０、０」という順序で、循環的に変化する。以下、このパルス信号の組み合わせの循環パターンを、正回転信号パターンという。逆に、パターンプレート１５３の逆回転方向（正回転方向とは逆の方向）への回転に伴って、信号レベルが「０、０」、「０、１」、「１、１」、「１、０」という順序で、循環的に変化する。以下、このパルス信号の組み合わせの循環パターンを、逆回転信号パターンという。
【００７６】
ただし、既に説明した通り、導電部１５１ａ、１５２ａの周方向の角度範囲α１、α２（図８中ではまとめてαと記す）よりも、非導電部１５１ｂ、１５２ｂの周方向の角度範囲β１、β２（図８中ではまとめてβと記す）の方が大きく、かつ、第１パターン１５１と第２パターン１５２との位相のずれは、α１（＝α２）の１／２以上である。
【００７７】
したがって、少なくともモータアクチュエータ１００の製造時には、図８に示すように、信号レベルが「０、０」となる状態が持続する角度幅（摺動量の一例に相当する）よりも、「１、１」となる状態が持続する角度範囲（摺動量の一例に相当する）の方が長い。また、信号レベルが「１、０」となる状態が持続する角度範囲（摺動量の一例に相当する）と、「０、１」となる状態が持続する角度範囲（摺動量の一例に相当する）とは互いに等しく、それらは、「１、１」となる状態が持続する角度範囲よりも短く、かつ、「０、０」となる状態が持続する角度範囲以上である。
【００７８】
以下、信号レベルが「０、０」となる状態を全接触状態といい、「１、１」となる状態を無接触状態といい、「１、０」または「０、１」となる状態を一部接触一部非接触状態という。
【００７９】
パルス信号発生の具体的作動として、次に、直流モータ１１０が回転してパターンプレート１５３および出力軸１２７が回転して、第１、２、３接点ブラシ１５５、１５６、１５７が初期化領域３０１に接触している場合について、図９を用いて説明する。図９の記載形式は、図８と概ね同様である。ただし、上部と下部が入れ替わっている。
【００８０】
この場合は、図９に示すように、第１、２接点ブラシ１５５、１５６と導電部１５１ａ、１５２ａとが接触する通電（ＯＮ）状態を保ちつつ、第３接点ブラシ１５７と導電部１５４ａとは、互いに接触する通電（ＯＮ）状態から、第３接点ブラシ１５７と非導電部１５４ｂとが接触する非通電（ＯＦＦ）状態を経て、第３接点ブラシ１５７と導電部１５４ａとが接触する通電（ＯＮ）状態になる（導電部→非導電部→導電部）。
【００８１】
したがって、第１、２接点ブラシ１５５、１５６には、直流モータ１１０の回転に応じて、図９に示すイニシャライズ信号パターンの２相のパルス信号（Ａ相、Ｂ相）が発生する。このイニシャライズ信号パターンは、図８に示したような２相のパルス信号の振幅がずれた位相で交互に切り替わるパターンではなく、２相のパルス信号が同時にローレベル「０、０」からハイレベル信号「１、１」に切り替わり、このハイレベル信号から同時にローレベル信号「０、０」に切り替わるパターンである。
【００８２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態では、第１、２、３接点ブラシ１５５、１５６、１５７とパターンプレート１５３とにより出力軸１２７が所定角度回転する毎にパルス信号を発するスイッチ手段１５８ａ〜１５８ｃを含むパルス発生器（パルス発生手段）１５８（図７参照）を構成することになる。
【００８３】
なお、既に説明した通り、スイッチ手段１５８ａ、１５８ｂは、接点ブラシ１５５、１５６と第１、２パターン１５１、１５２とによって構成されるもので、定電圧回路（電源回路）およびグランドの間で並列的に配設され、電動モータ１１０の回転に基づき、個々にスイッチングしてパルス信号を発生する。スイッチ手段１５８ｃは、第３接点ブラシ１５７とコモンパターン１５４とにより構成されるもので、スイッチ手段１５８ａ、１５８ｂとグランドとの間で、電動モータ１１０の回転に基づき、スイッチングすることになる。
【００８４】
また、第１パターン１５１の位相と第２パターン１５２の位相とがずれているため、パルス発生器１５８では、第１パターン１５１と第１接点ブラシ１５５とにより発生するＡ相のパルス信号１９１と、第２パターン１５２と第２接点ブラシ１５６とにより発生するＢ相のパルス１９２との間でも、信号の立ち上がりのタイミングおよび立ち下がりのタイミングにずれが生じる。
【００８５】
これを利用して、本実施形態では、Ａ相パルス及びＢ相パルスのうちいずれの信号の立ち上がり（すなわち、信号レベルの「０」から「１」への切り替わり）が先に回転角度検出器２２０に入力されるかによって、直流モータ１１０（出力軸１２７）の回転方向を検出している。
【００８６】
次に、電気制御回路２００のＣＰＵ２３０が実行するモータ制御処理について説明する。図１０に、このモータ制御処理のフローチャートを示す。車両のイグニッションスイッチがオンされると、ＣＰＵ２３０はまずステップＳ１２０で、初期位置設定を行う。初期位置設定は、出力軸の作動位置（または、パターンプレート１５３の回転位置）の原点を、初期化領域３０１に合わせるための処理である。
【００８７】
初期位置設定において、ＣＰＵ２３０は、パターンプレート１５３が予め定められたイニシャライズ方向（例えば、逆回転方向）に回転するようにモータ駆動回路２１０へ制御信号を出力して直流モータ１１０を駆動させる。そして、この直流モータ１１０の駆動に応じてパルス出力部１５８から出力されるＡ相、Ｂ相のパルス信号１９１、１９２をパルス信号検知回路２２０によって検出し、このパルス信号検知回路２２０が検出したパルス信号にイニシャライズ信号パターンが含まれるまで、すなわち、接点ブラシ１５５〜１５７の端部が初期化領域３０１に到達するまで、待つ。そして、到達すると、直流モータ１１０の駆動を停止させ、その停止位置を、原点位置に設定する。
【００８８】
原点位置の設定は、ＣＰＵ２３０中の図示しないメモリ（例えばＲＡＭ）中のパルスカウントの現在値および、ＣＰＵ２３０のメモリ中のパルスカウントの原点値を、共に所定の基準値（例えば１）に設定することで実現する。
【００８９】
ここで、パルスカウントとは、Ａ相、Ｂ相のパルス信号のハイ、ローの組み合わせが正回転方向に変化する度に１カウントだけ増加し、逆回転方向に変化する度に１カウントだけ減少するカウントである。例えば、正回転方向については、Ａ相、Ｂ相の信号レベルが「１、０」から「１、１」に変化した場合、「１、１」から「０、１」に変化した場合、「０、１」から「０、０」に変化した場合、「０、０」から「１、０」に変化した場合のそれぞれにおいて、パルスカウントが１カウント増加する。
【００９０】
続いてステップＳ１３０では、目標値の設定タイミングを待ち、設定タイミングが来ると、目標値を設定する。目標値の設定タイミングは、例えば、図示しない温度設定ボタンに対するドライバの操作があったタイミングであってもよい。目標値とは、エアミックスドア１の目標位置に基づいて決定される、原点位置からの相対的なパルスカウントの値である。エアミックスドア１の目標位置とパルスカウントの目標値との対応関係の情報は、あらかじめ電気制御回路２００のメモリ中に記録されていてもよい。その場合は、ＣＰＵ２３０が、その対応関係の情報に基づいて、エアミックスドア１の目標位置から、パルスカウントの目標値を特定する。
【００９１】
続いてステップＳ１４０では、ＣＰＵ２３０は、パルスカウントの目標値と現在相対値とを比較し、合致しているか否かを判定する。ここで、現在相対値とは、パルスカウントの現在値から、パルスカウントの原点値を差し引いた値をいう。合致していれば続いてステップＳ１５０でモータ駆動回路２１０を制御して直流モータ１１０を停止させる。その後ステップＳ１３０に戻り、目標位置の指定を受けるまで待つ。
【００９２】
ステップＳ１４０で合致していないと判定した場合、続いてステップＳ１６０で、モータ駆動回路２１０を制御して、直流モータ１１０を回転させる。具体的には、現在位置が目標位置に近づく方向にパターンプレート１５３が回転するよう、直流モータ１１０を回転させる。そして、パルス信号検知回路２２０からＡ相、Ｂ相の信号の組み合わせの変化に基づいて、パルスカウントの現在値を変化させる。具体的には、正回転パターンでＡ相、Ｂ相の信号の組み合わせが１回変化すると、パルスカウントの現在値を１カウント増加させ、逆回転パターンでＡ相、Ｂ相の信号の組み合わせが１回変化すると、パルスカウントの現在値を１カウント減少させる。ステップＳ１６０の後、再度ステップＳ１４０を実行する。
【００９３】
したがって、ステップＳ１４０、Ｓ１５０、１６０の処理により、目標値のパルスカウント（具体的には、原点基準値に対する相対的なパルスカウント）に現在相対値が合致するまで直流モータ１１０が駆動され、合致した時点で、直流モータ１１０の駆動が停止される。
【００９４】
このように、電気制御回路２００は、接点ブラシ１５５、１５６の導体パターンへの接触と非接触の組み合わせの変化を検出することで、エアミックスドア１の位置に相当するパターンプレート１５３（または直流モータ１１０）を検出することができ、検出した現在値と原点値との差を目標値に合わせるよう、直流モータ１１０をフィードバック制御することができる。
【００９５】
ここで、モータアクチュエータ１００を長期に渡って使用する際の変化について、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、製造当初のモータアクチュエータ１００における接点ブラシ１５５または１５６とパターンプレート１５３との接触状態を示し、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の状態において当該接点ブラシから出力されるパルス波形を示し、図１１（ｃ）は、長期使用後のモータアクチュエータ１００における接点ブラシ１５５または１５６とパターンプレート１５３との接触状態を示し、図１１（ｄ）は図１１（ｃ）の状態において当該接点ブラシから出力されるパルス波形を示している。
【００９６】
モータアクチュエータ１００を長期に渡って使用すると、パターンプレート１５３に対して相対的に摺動する接点ブラシ１５５〜１５７が摩耗する。なお、摺動によって接点ブラシ１５５〜１５７が摩耗する一方、導体パターンがほとんど摩耗しないのは、接点ブラシ１５５〜１５７の表面等の材質よりも導体パターンの表面の材質の方が硬度が高いこと、および、摺動において導体パターンが接点ブラシ１５５〜１５７と接触する部分は、円周上の広い範囲内を移動するのに対し、摺動において接点ブラシ１５５〜１５７が導体パターンと接触する部分は、固定位置となっていることが原因である。
【００９７】
接点ブラシ１５５〜１５７が摩耗すると、接点ブラシ１５５〜１５６の接触部分１５５ａ、１５６ａの底部が、パターンプレート１５３の円周方向に拡大する。これは、接点ブラシ１５５の接触部分１５５ａ、１５６ａの形状が、パターンプレート１５３に近づくにつれて円周方向（摺動方向）に先細りする形状となっているためである。
【００９８】
その結果、モータアクチュエータ１００の製造当初は、図１１（ａ）の斜線部に示すように、接点ブラシ１５５、１５６の接触部分１５５ａ、１５６ａの占める円周方向の範囲がごく小さい領域であったのが、摩耗後は、図１１（ｃ）の斜線部に示すように、接触部分１５５ａ、１５６ａの占める円周方向の範囲が広がってしまっている。
【００９９】
図１１（ａ）、（ｃ）から明らかなように、摩耗後の接触部分１５５ａまたは１５６ａは、非導電部１５１ｂまたは１５２ｂ内にあったとしても、導電部１５１ａまたは１５２ａと接触しないで済む範囲が狭い。したがって、パターンプレート１５３が回転した際の接点１５５または１５６からのハイレベルのパルス幅（角度幅）は、図１１（ｂ）、（ｄ）に示すように、摩耗によって狭くなってしまう。そして、このパルス幅が、電気制御回路２００におけるパルスの検出の時間分解能よりも短くなると、ハイレベル、ローレベルの切り替わりが正確に検出できなくなり、「１、１」の信号の検出抜けが頻発し、その結果、位置検出が正常にできなくなり、モータアクチュエータの寿命が終わる。
【０１００】
パルスが当該時間分解能より短くなるか否かは、パターンプレート１５３の回転角速度によって決まる。なお、パターンプレート１５３の回転角速度ωは、ほぼ一定である。したがって、時間分解能をＴとし、無接触状態が持続する角度幅をθとすると、Ｔ＝θ/ωとなった時点で、モータアクチュエータ１００の寿命が終わる。
【０１０１】
しかし、図６、図８に示した通り、製造された当初（すなわち、製造後かつ使用開始前の）のモータアクチュエータ１００において、第１パターン１５１の列、および、第２パターン１５２の列のそれぞれにおいて、当該列中の複数の導電部の角度幅（摺動方向の幅の一例に相当する）は、当該列中の複数の非導電部の角度幅（摺動方向の幅の一例に相当する）よりも短くなっている。それゆえに、モータアクチュエータ１００が製造された当初は、全接触状態（信号レベルが「０、０」の状態）が持続する角度幅（摺動量の一例に相当する）よりも、無触状態（信号レベルが「１、１」の状態）が持続する角度幅（摺動量の一例に相当する）の方が長くなるようになっている。
【０１０２】
したがって、従来のように無接触状態の持続する角度幅と全接触状態の持続する角度幅とが製造当初から同じ長さになっている場合に比べ、モータアクチュエータの寿命が長くなる。すなわち、耐久性が向上する。
【０１０３】
図１２に、摩耗がある程度進んだ時点におけるＡ相、Ｂ相の信号のパルスパターンを、図８と同じ形式で示す。接点ブラシ１５５、１５６の摩耗が進んでも、パターンプレート１５３中の導体パターン自体にはほとんど摩耗はない。しかし、接点ブラシ１５５、１５６の接触部分１５５ａ、１５６ａの角度範囲が広がっているので、Ａ相、Ｂ相のそれぞれにおいて、ハイレベルが持続する領域が縮小し、その分ローレベルが持続する領域が拡大する。
【０１０４】
従来と比べてモータアクチュエータ１００の寿命が延びる量は、摩耗によって無接触状態の持続するパターン幅が全接触状態の持続するパターン幅と等しくなるまでの期間分である。例えば、製造時に、全接触状態が持続する角度幅に対応する時間幅が、電気制御回路２００におけるパルスの検出の時間分解能と同じになるように導体パターンを配置すると、モータアクチュエータ１００の製品寿命は従来に比べて約２倍に延長する。
【０１０５】
以上のように、本実施形態によれば、導体パターンのレイアウトを変更するだけでモータアクチュエータ１００の耐久性を向上できるため、コストアップなく製品寿命を延長できる。
【０１０６】
また、接点ブラシ１５５、１５６の間で、導電部のいずれかに接触しているタイミングが、相互にずれるよう、導体パターンは配置されており、それによって、摺動接点１５５、１５６がパターンプレート１５３の当該表面に対して相対的に摺動する際に、全接触状態でもなく、無接触状態でもない一部接触一部非接触状態が発生するようになっており、パターンプレート１５３において、無接触状態が持続する角度幅よりも、一部接触一部非接触状態が持続する角度幅の方が少なくなり、かつ、一部接触一部非接触状態が持続する角度幅は、全接触状態が持続する角度幅以上となっている。
【０１０７】
以下、全接触状態が持続する角度幅をＸ０、無接触状態が持続する角度幅をＸ１、一部接触一部非接触状態が持続する角度幅をＸ２とすると、角度幅Ｘ２は、角度幅Ｘ０および角度幅Ｘ１に比べて接点ブラシ１５５、１５６の摩耗に対する変化量が非常に小さいという特徴を有している。
【０１０８】
この特徴について、図１２を用いて説明する。図１２中の一部接触一部非接触状態のうち、３ａの出力信号パターンの状態に着目すると、この状態の左端部９１は、接点ブラシ１５５の摩耗と共に信号１９１の立ち下がりが左にずれるため、それに伴って左にずれる。そして、この状態の右端部９２も、接点ブラシ１５６の摩耗と共に信号１９２の立ち下がりが左にずれるため、それに伴って左にずれる。これら端部９１、９２のずれる原理は同じであるので、ずれる量もほぼ同じであると考えられる。したがって、３ａの出力信号パターンの状態の角度幅は、接点ブラシ１５５、１５６が摩耗しても、ほとんど変化しない。このことは、他の一部接触一部非接触状態１ａ、１ｂ、３ｂについても同じことが言える。
【０１０９】
このように、一部接触一部非接触状態の角度幅Ｘ２がほとんど変化しないので、接点ブラシ１５５、１５６の摩耗により角度幅Ｘ１が減少する分とほとんど同じだけ、角度幅Ｘ０が増加する。
【０１１０】
ここで、モータアクチュエータ１００の製造直後の時点とモータアクチュエータ寿命が終わる時点における、角度幅Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２の大小関係について説明する。モータアクチュエータ１００の製造直後の時点においては、上述の通り、Ｘ０≦Ｘ２＜Ｘ１という関係にあると、上述の通り、摩耗によってＸ０は増大し、Ｘ１はその分減少し、Ｘ２はほとんど変化しないので、モータアクチュエータ寿命が終わる時点においては、Ｘ１≦Ｘ２＜Ｘ０という関係となる。
【０１１１】
したがって、モータアクチュエータの使用期間において、常にＸ２はＸ１とＸ０の間にある。したがって、そうでない場合に比べて、Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２間の大小のばらつきが抑えられるので、モータアクチュエータ１００の位置の検出精度が検出位置毎にばらつき過ぎてしまうことを防止できる。
【０１１２】
更に本実施形態によれば、Ａ相、Ｂ相という複数の信号の組み合わせが一巡する角度幅は、接点ブラシ１５５、１５６の摩耗があっても変化がない。この特徴について、図１２を用いて説明する。図１２中のＡ相、Ｂ相の信号の４つの組み合わせは、３ａ、４ａ、１ｂ、２ｂという４つの状態を経て一巡する。この一巡する範囲３ａ、４ａ、１ｂ、２ｂに着目すると、この状態の左端部９１は、接点ブラシ１５５の摩耗と共に信号１９１の立ち下がりが左にずれるため、それに伴って左にずれる。そして、この状態の右端部９３も、接点ブラシ１５５の摩耗と共に信号１９１の立ち下がりが左にずれるため、それに伴って左にずれる。これら端部９１、９３のずれる原理は同じであるので、ずれる量もほぼ同じであると考えられる。したがって、範囲３ａ、４ａ、１ｂ、２ｂの出力信号パターンの状態の角度幅は、接点ブラシ１５５、１５６が摩耗しても、ほとんど変化しない。このようになっていることで、従来と比べて、パターンプレート１５３における回転角の検出精度が低下することがない。
【０１１３】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。
【０１１４】
例えば、上記実施形態では、本発明のパターン部材の一例として板形状のパターンプレートが用いられているが、パターン部材は必ずしも板形状でなくともよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、可動部材としてエアミックスドア１が例示されているが、可動部材はエアミックスドア以外のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施形態に係るモータアクチュエータの適用例となる車両用空調装置の模式図である。
【図２】モータアクチュエータ１００の外観図である。
【図３】モータアクチュエータ１００の内部構成の模式図である。
【図４】（ａ）はパターンプレート１５３の正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】パターンプレート１５３の拡大図である。
【図７】電気制御回路２００を示す模式図である。
【図８】回転検出領域３００において回転角度を検出するために出力されるパルス信号のパターンを示すチャートである。
【図９】初期化領域３０１において出力されるパルス信号のパターンを示すチャートである。
【図１０】電気制御回路２００のＣＰＵ２３０が実行するモータ制御処理のフローチャートである。
【図１１】（ａ）は、製造当初の接点ブラシ１５５または１５６とパターンプレート１５３との接触状態を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態において当該接点ブラシから出力されるパルス波形を示図であり、（ｃ）は、長期使用後の接点ブラシ１５５または１５６とパターンプレート１５３との接触状態を示図であり、（ｄ）は、（ｃ）の状態において当該接点ブラシから出力されるパルス波形を示図である。
【図１２】摩耗がある程度進んだ時点におけるＡ相、Ｂ相のパルス信号のパターンを示す図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１                                  エアミックスドア
１００                              モータアクチュエータ
１１０                              直流モータ
１２７                              出力軸
１５１                              第１パターン
１５１ａ、１５２ａ、１５４ａ        導電部
１５１ｂ、１５２ｂ、１５４ｂ        非導電部
１５２                              第２パターン
１５３                              パターンプレート
１５４                              コモンパターン
１５５、１５６、１５７              接点ブラシ
１５５ａ、１５６ａ                  接触部分
２００                              電気制御回路
２１０                              モータ駆動回路
２２０                              パルス信号検知回路
２３０                              ＣＰＵ
３００                              回転検出領域
３０１                              初期化領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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