(57)【要約】      （修正有）【課題】回転物の回転角を測定するための回転角センサを提供する。【解決手段】回転角センサ６は、互いに離れていてそれぞれ異なる各電圧が印加される２つの末端を有し回転物に配置される導電性バンド６０６と、導電性バンド６０６と電気的に接触する電気ブラシ６０８と、電気ブラシ６０８に連結されていて、導電性バンド６０６の電気ブラシ６０８が接触する位置における電圧である分圧電圧を測定する電圧測定装置６１０と、を備える。回転物の回転角は、分圧電圧と、異なる各電圧と、に関連している。【選択図】図６
2018054625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転物の回転角を測定するための回転角センサであって、
前記回転物を取り囲むように前記回転物に配置される導電性バンドであって、互いに離れた２つの末端を有し、当該導電性バンドが前記回転物と共に回転している時に該２つの末端にそれぞれ異なる各電圧が継続的に印加される導電性バンドと、
前記導電性バンドが前記回転物と共に回転している時に前記導電性バンドと電気的に接触する電気ブラシと、
前記電気ブラシに連結されていて、前記導電性バンドの前記電気ブラシが接触する位置における電圧である分圧電圧を測定する電圧測定装置と、を備え、前記回転物の前記回転角は、前記分圧電圧と、前記導電性バンドの前記２つの末端にそれぞれ印加される前記異なる各電圧と、に関連している、回転角センサ。
【請求項２】
前記回転物を周回するように前記回転物に配置される２つの導電性ループを更に備え、該２つの導電性ループは、前記導電性バンドが該２つの導電性ループに挟まれるように設けられると共に、それぞれ前記導電性バンドの前記２つの末端に電気的に接続されている、請求項１に記載の回転角センサ。
【請求項３】
前記電気ブラシは、
前記導電性バンドが前記回転物と共に回転している時に前記導電性バンドと電気的に接触して前記電圧測定装置による前記分圧電圧の測定を可能にする検出接触子と、
前記２つの導電性ループが前記回転物と共に回転している時に前記２つの導電性ループとそれぞれ電気的に接触して前記導電性バンドの前記２つの末端への前記異なる各電圧の継続的な印加を可能にする２つの電圧印加接触子と、を含む、請求項２に記載の回転角センサ。
【請求項４】
前記回転物を周回するように前記回転物に配置されると共に、前記２つの導電性ループの内の１つと前記導電性バンドとの間に設けられてこれらを電気的に絶縁する少なくとも１つの誘電性バンドと、
前記誘電性バンドをクロスオーバーすると共に、前記導電性バンドの前記２つの末端の内の対応の１つと前記２つの導電性ループの内の１つとを相互接続する少なくとも１つの電気接続子と、
を更に備える、請求項２に記載の回転角センサ。
【請求項５】
前記導電性バンドは第１の電気抵抗性材料で構成され、前記２つの導電性ループは同じ第２の電気抵抗性材料で構成され、前記第１の電気抵抗性材料は電気抵抗が前記第２の電気抵抗性材料よりも大きい、請求項２に記載の回転角センサ。
【請求項６】
前記第１の電気抵抗性材料は炭素であり、前記第２の電気抵抗性材料は銅である、請求項５に記載の回転角センサ。
【請求項７】
各前記導電性バンドと前記２つの導電性ループとが耐摩耗性材料によりコーティングされている、請求項２に記載の回転角センサ。
【請求項８】
前記電気ブラシは、
ベースと、
前記ベースから延伸していると共に前記ベースに対して傾斜して延伸するように屈曲している弾性変形接続部と、
前記弾性変形接続部から延伸していると共に前記弾性変形接続部の弾力により前記導電性バンドに当接する接触部と、
前記ベースと垂直に延伸し、且つ制限スロットが形成されている制限部と、
前記接触部から延伸していると共に、前記接触部の動きを限定するように前記制限部の前記制限スロットに通されている舌状部と、を含む、請求項１に記載の回転角センサ。
【請求項９】
前記電圧測定装置がポテンショメータである、請求項１に記載の回転角センサ。
【請求項１０】
前記回転物の前記回転角は、前記導電性バンドの前記２つの末端にそれぞれ印加される前記異なる各電圧間の差分に対する前記分圧電圧の比率に関連している、請求項１に記載の回転角センサ。
【請求項１１】
ドアに設置されて前記ドアに設置されているドアロックのサムターンを回すように構成された、スマートロックシステムのためのドア設置機構であって、
前記ドアに当接するように構成されたドア設置端を有し、且つ、前記ドアロックを収容できるように構成されると共に前記ドア設置端に開口を有し前記ドアロックをその内に延伸させて通すように構成された収容空間を画成しているケーシングと、
前記ケーシングに回転可能に連結されている回転部品と、
前記回転部品と共に回転可能に接続されていて、前記サムターンが前記回転部品と共に回転可能になるよう前記ドアロックの前記サムターンの回転を駆動するように構成された中間カップリングと、
前記回転部品の回転角を測定するための回転角センサと、を備え、
前記回転角センサは、
前記回転部品を取り囲むように前記回転部品に配置される導電性バンドであって、互いに離れた２つの末端を有し、当該導電性バンドが前記回転部品と共に回転している時に該２つの末端にそれぞれ異なる各電圧が継続的に印加される導電性バンドと、
前記導電性バンドが前記回転部品と共に回転している時に前記導電性バンドと電気的に接触する電気ブラシと、
前記電気ブラシに連結されていて、前記導電性バンドの前記電気ブラシが接触する位置における電圧である分圧電圧を測定する電圧測定装置と、を備え、前記回転部品の前記回転角は、前記分圧電圧と、前記導電性バンドの前記２つの末端にそれぞれ印加される前記異なる各電圧とに関連している、ドア設置機構。
【請求項１２】
前記回転角センサは、
前記回転部品を周回するように前記回転部品に配置される２つの導電性ループを更に備え、該２つの導電性ループは、前記導電性バンドが該２つの導電性ループに挟まれるように設けられると共に、それぞれ前記導電性バンドの前記２つの末端に電気的に接続されている、請求項１１に記載のドア設置機構。
【請求項１３】
前記回転角センサの前記電気ブラシは、
前記導電性バンドが前記回転部品と共に回転している時に前記導電性バンドと電気的に接触して前記電圧測定装置による前記分圧電圧の測定を可能にする検出接触子と、
前記２つの導電性ループが前記回転部品と共に回転している時に前記２つの導電性ループとそれぞれ電気的に接触して前記導電性バンドの前記２つの末端への前記異なる各電圧の継続的な印加を可能にする２つの電圧印加接触子と、を含む、
請求項１２に記載のドア設置機構。
【請求項１４】
前記回転角センサは、
前記回転部品を周回するように前記回転部品に配置されると共に、前記２つの導電性ループの内の１つと前記導電性バンドとの間に設けられてこれらを電気的に絶縁する少なくとも１つの誘電性バンドと、
前記誘電性バンドをクロスオーバーすると共に、前記導電性バンドの前記２つの末端の内の対応の１つと前記２つの導電性ループの内の１つとを相互接続する少なくとも１つの電気接続子と、
を更に備える、請求項１２に記載のドア設置機構。
【請求項１５】
前記導電性バンドは第１の電気抵抗性材料で構成され、前記２つの導電性ループは同じ第２の電気抵抗性材料で構成され、前記第１の電気抵抗性材料は電気抵抗が前記第２の電気抵抗性材料よりも大きい、請求項１２に記載のドア設置機構。
【請求項１６】
前記第１の電気抵抗性材料は炭素であり、前記第２の電気抵抗性材料は銅である、請求項１５に記載のドア設置機構。
【請求項１７】
前記回転角センサの前記電気ブラシは、
ベースと、
前記ベースから延伸していると共に前記ベースに対して傾斜して延伸するように屈曲している弾性変形接続部と、
前記弾性変形接続部から延伸していると共に前記弾性変形接続部の弾力により前記導電性バンドに当接する接触部と、
前記ベースと垂直に延伸し、且つ制限スロットが形成されている制限部と、
前記接触部から延伸していると共に、前記制限部の前記制限スロットに通されていて、前記接触部の動きを限定するように前記制限スロットに沿ってスライド可能である舌状部と、を含む、請求項１１に記載のドア設置機構。
【請求項１８】
前記回転部品の前記回転角は、前記導電性バンドの前記２つの末端にそれぞれ印加される前記異なる各電圧間の差分に対する前記分圧電圧の比率に関連している、請求項１１に記載のドア設置機構。
【請求項１９】
少なくとも１つの接触子を備える電気ブラシであって、前記接触子は、
ベースと、
前記ベースから延伸していると共に前記ベースに対して傾斜して延伸するように屈曲している弾性変形接続部と、
前記弾性変形接続部から延伸していると共に前記弾性変形接続部の弾力により導電性バンドに当接する接触部と、
前記ベースと垂直に延伸し、且つ制限スロットが形成されている制限部と、
前記接触部から延伸していると共に、前記接触部の動きを限定するように前記制限部の前記制限スロットに通されている舌状部と、を含む、電気ブラシ。
【請求項２０】
前記電気ブラシの位置決め及び装着がしやすくなるように前記少なくとも１つの接触子の前記制限部から延伸している保持部を更に備え、前記保持部と前記制限部の相互連結は前記電気ブラシが位置決め及び装着されると分断される、請求項１９に記載の電気ブラシ。
【請求項２１】
可動物の直線変位を測定するための直線変位センサであって、
前記可動物の表面に配置される導電性バンドであって、互いに離れた２つの末端を有し、当該導電性バンドが前記可動物と共に移動している時に該２つの末端にそれぞれ異なる各電圧が継続的に印加される導電性バンドと、
前記導電性バンドが前記可動物と共に移動している時に前記導電性バンドと電気的に接触する電気ブラシと、
前記電気ブラシに連結されていて、前記導電性バンドの前記電気ブラシが接触する位置における電圧である分圧電圧を測定する電圧測定装置と、を備え、前記可動物の前記直線変位は、前記分圧電圧と、前記導電性バンドの前記２つの末端にそれぞれ印加される前記異なる各電圧と、に関連している、直線変位センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連する出願の相互参照）
本出願は、２０１４年１０月８日に出願された米国特許仮出願第６２／０６１２０９号、及び、２０１４年１０月２６日に出願された米国特許仮出願第６２／０６８６９８号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、回転角センサ、及び、該回転角センサとこの回転角センサに適用される電気ブラシを含むドア設置機構に関し、より詳しくは、回転角センサ、ドア設置機構、及び、演算時間と電力を節減できる電気ブラシに関する。
【背景技術】
【０００３】
電子セキュリティシステムはすでに長年に渡って用いられている。ここ数年では、電子技術が従来のドアロックに組み合わされるよう応用された結果としてスマートロックがある。このようなスマートロックはしかし、既設のドアロックと交換して用いる必要があり、その設置作業も比較的複雑であるという欠点がある。また、スマートロックの設置には、取り付けに要する工具を使うための特殊な手業を必要とする。
【０００４】
これに鑑みて、既設のドアロックに取り付けて用いるスマートロックもある。このようなスマートロックの重要な要素の一つとして、既設のドアロックとスマートロックのアダプターとの間の許容誤差を付与しまた較正を行うために、スマートロック又は既設のドアロックの回転角を測定することが挙げられる。しかしながら、この効果を達成するためには通常、フィードバックサーボモーター、可変レジスタ、トランスミッションシステムなどの部品を追加する必要がある。市販のパーツである小型サーボモーターは、ＤＣモーター機構を利用したものであるが、サーボモーターに関する回転角を測定するためのユニットは備えていない。
【０００５】
ステッピングモーターは、光学式エンコーダー又は磁気式エンコーダーを利用するもので、高価で且つエネルギー効率が悪い。回転角の光学的測定は、複雑な較正による部分が大きく、あるいはそれを実行するための高度なシステムに頼る。従って、スマートロックに関する回転角を測定するための装置によって、スマートロックを稼動させるために多大な演算時間と電力が費やされることになる。また、スマートロックのサイズ及び製造コストが肥大する。故に、回転角を測定するためのよりよい手法が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、回転角の測定のための演算時間と電力を節減できると共に妥当なサイズと生産コストを保つことができる回転角センサ、ドア設置機構、及び、電気ブラシを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の形態によれば、回転角センサは、回転物の回転角を測定するために設けられたものである。前記回転角センサは、導電性バンドと、電気ブラシと、電圧測定装置とを備える。前記導電性バンドは、前記回転物を取り囲むように前記回転物に配置され、互いに離れた２つの末端を有し、当該導電性バンドが前記回転物と共に回転している時に該２つの末端にそれぞれ異なる各電圧が継続的に印加される。前記電気ブラシは、前記導電性バンドが前記回転物と共に回転している時に前記導電性バンドと電気的に接触する。前記電圧測定装置は、前記電気ブラシに連結されていて、前記導電性バンドの前記電気ブラシが接触する位置における電圧である分圧電圧を測定する。前記回転物の前記回転角は、前記分圧電圧と、前記導電性バンドの前記２つの末端にそれぞれ印加される前記異なる各電圧とに関連している。
【０００８】
本発明の第２の形態によれば、ドア設置機構は、スマートロックシステムのために設けられたものである。前記ドア設置機構は、ドアに設置されて前記ドアに設置されているドアロックのサムターンを回すように構成されている。前記ドア設置機構は、ケーシングと、回転部品と、中間カップリングと、回転角センサとを備える。前記ケーシングは、前記ドアに当接するように構成されたドア設置端を有し、且つ、前記ドアロックを収容できるように構成されると共に前記ドア設置端に開口を有し前記ドアロックをその内に延伸させて通すように構成された収容空間を画成している。前記回転部品は、前記ケーシングに回転可能に連結されている。前記中間カップリングは、前記回転部品と共に回転可能に接続されていて、前記ドアの前記サムターンが前記回転部品と共に回転可能になるよう前記ドアロックの前記サムターンの回転を駆動するように構成されている。前記回転角センサは、前記中間カップリングの回転角を測定するために設けられる。
【０００９】
前記回転角センサは、導電性バンドと、電気ブラシと、電圧測定装置と、を備える。前記導電性バンドは、前記中間カップリングを取り囲むように前記中間カップリングに配置され、互いに離れた２つの末端を有し、当該導電性バンドが前記中間カップリングと共に回転している時に該２つの末端にそれぞれ異なる各電圧が継続的に印加される。前記電気ブラシは、前記導電性バンドが前記中間カップリングと共に回転している時に、前記導電性バンドと電気的に接触する。前記電圧測定装置は、前記電気ブラシに連結されていて、前記導電性バンドの前記電気ブラシが接触する位置における電圧である分圧電圧を測定する。前記中間カップリングの前記回転角は、前記分圧電圧と、前記導電性バンドの前記２つの末端にそれぞれ印加される前記異なる各電圧とに関連する。
【００１０】
本発明の第３の形態によれば、電気ブラシは、少なくとも１つの接触子を備え、前記接触子は、ベースと、弾性変形接続部と、接触部と、制限部と、舌状部と、を含む。前記弾性変形接続部は、前記ベースから延伸していると共に前記ベースに対して傾斜して延伸するように屈曲している。前記接触部は、前記弾性変形接続部から延伸していると共に前記弾性変形接続部の弾力により導電性バンドに当接する。前記制限部は、前記ベースと垂直に延伸し、且つ制限スロットが形成されている。前記舌状部は、前記接触部から延伸していると共に、前記接触部の動きを限定するように前記制限部の前記制限スロットに通されている。
【００１１】
本発明の第４の形態によれば、直線変位センサは、可動物の直線変位を測定するためのものであって、導電性バンドと、電気ブラシと、電圧測定装置と、を備える。前記導電性バンドは、前記可動物の表面に配置され、互いに離れた２つの末端を有し、当該導電性バンドが前記可動物と共に移動している時に該２つの末端にそれぞれ異なる各電圧が継続的に印加される。前記電気ブラシは、前記導電性バンドが前記可動物と共に移動している時に前記導電性バンドと電気的に接触する。前記電圧測定装置は、前記電気ブラシに連結されていて、前記導電性バンドの前記電気ブラシが接触する位置における電圧である分圧電圧を測定する。前記可動物の前記直線変位は、前記分圧電圧と、前記導電性バンドの前記２つの末端にそれぞれ印加される前記異なる各電圧と、に関連している。
【００１２】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する以下の実施形態の詳細な説明において明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るドア設置機構の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】ドア設置機構の上記実施形態における回転部品及び作動ユニットを示す斜視図である。
【図３】ドア設置機構の上記実施形態における回転部品及び作動ユニットを示す他の斜視図である。
【図４】オルダムカップリングを示す分解斜視図である。
【図５】さね継ぎ機構を示す概略図である。
【図６】本発明に係る回転角センサの位置実施例を示す概略図である。
【図７】導電性バンド及び２つの導電性ループを示す概略図である。
【図８】上記実施形態の変化例において不規則形状の円形絶縁板を有する回転角センサを示す斜視図である。
【図９】本発明に係る回転角センサの上記実施形態における電気ブラシを示す斜視図である。
【図１０】図９に示された電気ブラシの上面概略図である。
【図１１】導電性バンド及び２つの導電性ループの他の実施例を示す概略図である。
【図１２】ドア設置機構の非貫入式装着及び自己較正を可能にする手順を示すフローチャートである。
【図１３】ドア設置機構の較正機能を提供するユーザーインターフェースである。
【図１４】ドア設置機構の較正機能を提供するユーザーインターフェースである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１〜図４に示されているように、本発明に係るドア設置機構の一実施形態、例えばスマートロックは、スマートロックシステムに用いることができるように構成され、且つ、ドアロック（図示せず）のサムターン（図示せず）を回すことができるようにドア（図示せず）に設置されるように構成されたものである。上記ドアロックは、ドアに設置されサムターンが回転可能に配置されているベースプレート（図示せず）を備える。上記ドア設置機構は、ケーシング１と、回転部品２と、作動ユニット３と、中間カップリング４とを含む。
【００１５】
ケーシング１は、ベース壁１１と、ベース壁１１の周縁から延伸してベース壁１１と共に収容空間を画成する周壁１２と、を備える。本実施形態においてベース壁１１はほぼ正方形である。周壁１２は、ドア設置端１２１と、ドア設置端１２１に開口を有しドアロックをその内に延伸させて通すように構成された収容空間と、を有する。本実施形態において、ベース壁１１には円形孔１１１が形成されている。
【００１６】
回転部品２は、ケーシング１に回転可能に連結されている。回転部品２は、ケーシング１の円形孔１１１に回転可能に嵌め入れられているベース部２１と、ベース部２１から収容空間と離れる方向に突出していて使用者がつまむことができるつまみ部２２と、を有する。
【００１７】
作動ユニット３は、モーターと電磁弁を有する作動モジュール３１と、作動モジュール３１のモーターにより回転駆動されるギアセット３２と、を備える。作動ユニット３は、制御回路（図示せず）に接続されている。スマートロックシステムの操作中に、制御回路が使用者側の装置、例えば携帯電話からコマンドを受け取ると、作動ユニット３が制御回路から受け取った信号により起動されて回転部品２を回転駆動するように稼動する。
【００１８】
ドア設置機構は、既存のドアロックの様々な構造に応用できるユニバーサル機構である。このユニバーサル機構は、安定したものであるので、既設のドアロックと当該ドア設置機構との間の多少の配置ずれを許容できる。例えば、大抵のドアロックはサムターンを９０度（時計回り／反時計回り）に回すことで施錠／開錠されるように設計されているが、実際には、施錠／開錠に要する回転角は精確に９０度とはなっておらず、９０度以上または９０度以下であり得る。そこで、当該ドア設置機構は、精確に９０度ではない回転角にも対応できるようになっている。更に、他の実施形態においてドア設置機構は、軸（図示せず）に対するサムターンの非対称性及びベースプレートに対する軸の偏心にも対応できるように構成される。
【００１９】
スマートロックシステムのための当該ドア設置機構は、一般家屋やアパートなどのドアロックのサムターンを作動するのに特に適している。更に、当該ドア設置機構は、使用者により簡単に組み立て又は分解することができる。中間カップリング４は、ドアロックのサムターンを回すことができるように構成され、これによりサムターンが回転部品２と共に回転できるようになる。当該ドア設置機構における中間カップリング４の利用は、市販されている様々な種類のドアロックのサムターンへの適合性を高めるためである。中間カップリング４としては、例えば、オルダムカップリングや、さね継ぎ機構を回転盤と組み合わせたものを用いることができる。しかし、配置のずれ、非対称、偏心を減少又は補正するために他の種類の中間カップリング４、例えばゴム、スポンジ、ロボットフィンガー等が用いられ得る。中間カップリング４の利用により、既設のドアロックと当該ドア設置機構との間の配置ずれ、非対称、偏心に対する許容性が向上する。この内、オルダムカップリングを用いた例が図４に示されている。また、さね継ぎ機構と回転盤とを組み合わせた例が図５に示されている。
【００２０】
図６を参照されたい。本発明に係るドア設置機構は実施形態において更に、回転物（例えばドア設置機構の回転部品２、作動ユニット３、中間カップリング４の少なくとも１つと関連する）の回転角を測定するための回転角センサ６を備える。このように測定された回転角は、ドア設置機構の状態を判定することに供することができる。なお、ここで状態とは例えば施錠状態、単一錠状態、二重錠状態、開錠状態などである。回転角センサ６は、少なくとも１つの導電性材料混合物を含む。このように測定された電圧の変動は、回転角を判定するのに供される。具体的に言うと、図６に示されている実施形態において、回転角センサ６は、回転部品２の一部である円形絶縁板６０２に取り付けられている。また、他の実施形態として、円形絶縁板６０２はドア設置機構の中間カップリング４の一部でもあり得る。回転角センサは、導電性バンド６０６と２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂとを含む。導電性バンド６０６は、円形絶縁板６０２を取り囲むように円形絶縁板６０２の周囲に配置され、且つ、互いに離れた２つの末端を有し、導電性バンド６０６が円形絶縁板６０２と共に回転している時に上記２つの末端にそれぞれ異なる各電圧が継続的に印加される。２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂは、円形絶縁板６０２を周回するように円形絶縁板６０２の周囲に配置されると共に、導電性バンド６０６が該２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂに挟まれるように設けられ、且つ、それぞれ導電性バンド６０６の上記２つの末端に電気的に接続されている。導電性バンド６０６はアルミニウムや炭素といった第１の電気抵抗性材料で構成されている。２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂは、例えば銅といった同一の第２の電気抵抗性材料で構成されている。ここで、第１の電気抵抗性材料は電気抵抗が第２の電気抵抗性材料よりも大きい。
【００２１】
図７には、導電性バンド６０６と２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂとが、よりはっきりと示されている。具体的には、導電性バンド６０６と２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂとは直列に接続されている。
【００２２】
再び図６を参照されたい。回転角センサ６は、電気ブラシ６０８と電圧測定装置６１０とを更に含む。電気ブラシ６０８は、導電性バンド６０６が円形絶縁板６０２と共に回転している時に導電性バンド６０６と電気的に接触する。電圧測定装置６１０は、電気ブラシ６０８と連結されていて、導電性バンド６０６の電気ブラシ６０８が接触する位置における電圧である分圧電圧を測定する。本実施形態において電圧測定装置６１０はポテンショメータであることが好ましい。円形絶縁板６０２の回転角は、上記分圧電圧と、導電性バンド６０６の上記２つの末端にそれぞれ印加される異なる各電圧とに関連している。
【００２３】
具体的に言うと、電気ブラシ６０８は、導電性バンド６０６が円形絶縁板６０６と共に回転している時に導電性バンド６０６と電気的に接触して電圧測定装置６１０による上記分圧電圧の測定を可能にする検出接触子を含む。また、電気ブラシ６０８は、２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂが円形絶縁板６０６と共に回転している時に２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂとそれぞれ電気的に接触すると共に、上記異なる各電圧（例えば０Ｖと５Ｖ）が提供されて、導電性バンド６０６の上記２つの末端への上記異なる各電圧の継続的な印加を可能にする２つの電圧印加接触子を更に含む。この３つの接触子を含む設計により、電気ブラシ６０８の機構の簡略化が果たされる。なお、導電性バンド６０６及び２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂはそれぞれ耐摩耗性材料によりコーティングされていることが好ましく、このようにすれば電気ブラシ６０８の接触に伴う摩擦により擦り切れが発生することを回避することができる。
【００２４】
更に、回転角センサ６は、円形絶縁板６０２を周回するように円形絶縁板６０２に配置されると共に、２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂの内の対応の１つと導電性バンド６０６との間に設けられてこれらを電気的に絶縁する２つの誘電性バンド６１２を含む。回転角センサ６はまた、対応の１つの誘電性バンド６１２をクロスオーバーすると共に、導電性バンド６０６の２つの末端の内の対応の１つと２つの導電性ループ６０４ａ、６０４ｂの内の対応の１つとを相互接続する２つの電気接続子６１４を更に含む。このようにして、導電性バンド６０６の位置に接触する電気ブラシ６０８の検出接触子は、導電性バンド６０６と共に分圧器として挙動する。上記２つの末端にそれぞれ連結される各電気接続子６１４は、ポテンショメータの０Ｖ及び５Ｖにそれぞれ接続される。例として、導電性バンド６０６は第１の電気抵抗性材料から構成され２００ｋオームの抵抗値を有する。９０度の回転角で導電性ループ６０４ａ、６０４ｂにそれぞれ０Ｖ及び５Ｖの電圧が印加されると、電気ブラシ６０８の検出接触子が位置するところである導電性バンド６０６の位置から計測された分圧電圧は１．２５Ｖとなる。即ち、円形絶縁板６０２の回転角は、分圧電圧と、それぞれ導電性バンド６０６の上記２つの末端にそれぞれ印加された上記異なる各電圧間の差異との比率に関連している。従って、特定の位置での電圧を計測することによって回転角を測定することが可能である。
【００２５】
言い換えれば、回転角センサ６は、導電性バンド６０６と協働して調整可能な分圧器を形成するための摺動接触子または回転接触子とされる電気ブラシ６０８の検出接触子を含むということになる。電気ブラシ６０８の検出接触子と導電性バンド６０６の２つの末端の内の１つとの組み合わせは、摺動子と１つの端子となり、可変抵抗器やレオスタットとして挙動する。電気ブラシ６０８の検出接触子と、導電性バンド６０６と、導電性ループ６０４ａ、６０４ｂの内の１つとに電流が流れている間に、回転角を測定するべく回転による電圧の変化が計測される。
【００２６】
なお、回転角センサ６は、各種形状の回転物に適用可能であり、また、図８に示されているような極座標系における既知の角度座標（即ちθ）と動径座標（即ちｒ）によって定義される各種形状の回転物に適用可能である。不規則な形状を有する回転物に配置される導電性バンド６０６と導電性ループ６０４ａ、６０４ｂとは、図７によりはっきりと示されている。回転角は計測のために既知の角度座標（θ）によって較正することができる。しかし、導電性バンド６０６と導電性ループ６０４ａ、６０４ｂの１つの組み合わせのみでは、動径座標（ｒ）ははっきりと算出されない。また、導電性バンド６０６と導電性ループ６０４ａ、６０４ｂの適宜配置された２つの組み合わせを、球面極角と方位角の計測に用いることができる。
【００２７】
図７に示されている構成は、可動物の表面に装着された場合、電気ブラシ６０８及び電圧測定装置６１０と協働して、可動物の直線変位を計測するための直線変位センサとしても好適に利用され得る。上記機構またはこれと同様の機構を採用することで、可動物の絶対位置を検出することも可能となる。
【００２８】
図９及び図１０には、電気ブラシ６０８の一実施形態が示されている。電気ブラシ６０８の各検出接触子及び電圧印加接触子は、ベース９１と、弾性変形接続部９２と、接触部９３と、制限部９４と、舌状部９５と、を含む。弾性変形接続部９２は、ベース９１から延伸していると共にベース９１に対して傾斜して延伸するように屈曲している。接触部９３は、弾性変形接続部９２から延伸していると共に弾性変形接続部９２の弾力により導電性バンド６０６と導電性ループ６０４ａ、６０４ｂの内の対応の１つに当接する。制限部９４は、ベース９１と垂直に延伸し、且つ制限スロット９４１が形成されている。舌状部９５は、接触部９３から延伸していると共に、接触部９３の動きを限定するように制限部９４の制限スロット９４１に通されていて制限スロット９４１に沿ってスライド可能になっている。
【００２９】
電気ブラシ６０８は、その製造の過程において、電気ブラシ６０８の位置決め及び装着がしやすくなるように各検出接触子と電圧印加接触子の制限部９４から延伸している保持部９６を更に備える。保持部９６と制限部９４の相互連結は電気ブラシ６０８が位置決め及び装着されると分断される。
【００３０】
これによって、回転角センサ６の大量生産が容易になる。導電性バンド６０６と導電性ループ６０４ａ、６０４ｂは、フレキシブルプラスチックストリップに薄く印刷又は電気めっきされる。印刷又は電気めっきされたパターンが図７に示されている。そしてフレキシブルプラスチックストリップは円形絶縁板６０２を囲むように貼り付けられる。図１１には、導電性バンド６０６と導電性ループ６０４ａ、６０４ｂの他の実施例が示されており、当例では例えば円形絶縁板６０２の平面に貼り付けられる。
【００３１】
回転角センサ６は、スマートロックシステムのドア設置機構が既存のサムターンを備えるドアロックに装着される際のドア設置機構の較正を容易にする。回転角センサ６は、容易に製造することができ、サイズがコンパクトで、比較的安価で且つ電力効率が良い。しかも、回転角センサ６の上記設計は、演算時間を節約できる上に、各種形状の回転物に柔軟に応用することができる。  
【００３２】
分圧器を模した回転角センサ６の上記設計により、導電性バンド６０６の抵抗が温度によって変化しても、回転角の計測精度は影響を受けない。また、絶対角度値や位置値に関する情報を速やかに取得することができる。電力節約のために、角度や位置の検出は１マイクロ秒に１回実行され得る。
【００３３】
また、装着にかかる労力を最小限にするため、本発明に係るドア設置機構は、ユーザーエクスペリエンス利用手順を組み合わせることで、利用者によるドア設置機構の装着の際に、手間があまりかからずに且つ３秒以内で行えるようになる。ドライバーやその他の工具を使う必要もなく、利用者による測定も必要ない。ドア設置機構の各ユニットは、それ自体で較正され、装着時の不精密さに対する許容性がある。利用者がドア設置機構をドアに取り付ける際には、利用者は、ドア設置機構の装着角度、サムターンの回転軸とドア設置機構の回転軸とのずれの方向、サムターンの回転軸とドア設置機構の回転軸とのずれ、サムターンの輪郭／形状といった、装着における細かい点を気にかける必要がない。ドア設置機構は、写真を壁に貼り付けるが如く容易にドアに取り付けることができる。ドア設置機構とその装着手順は、誰にでも扱えるようフールプルーフ設計されたものである。ずれ、不対称、元の施錠システムと当該ドア設置機構との間の偏心といった装着誤差の物理的なパラメーターは、本発明によって許容されるようになる。
【００３４】
図１２は、ドア設置機構の非貫入式装着及び自己較正を可能とする手順のフローチャートである。プロセス５００はドア設置機構の非貫入式装着及び自己較正のステップを示している。ステップＳ０１では、ドア設置機構がサムターンの上部とベースプレートに位置される。ドア設置機構は機械的な方法や接着など各種方法でドアの表面に取り付けることができる。ステップＳ０２では、バーチャル対応ロックが、例えばモバイルやウェブインターフェイスといったアプリケーションプログラムで見付けられる。ステップＳ０３では、アプリケーションがまず開錠状態に設定され、この開錠状態がステップＳ０４でバーチャルで確認される。確認の間、上述のように測定されたドア設置機構の配置状態（例えば回転角）が各種伝達方法で伝達される。そして、ステップＳ０３とステップＳ０４とが施錠状態とするために繰り返される。これらステップの順序は例示に過ぎず、各種対応の順序で実施され得る。
【００３５】
図１３及び図１４は、非貫入式装着及び自己較正ユーザーエクスペリエンス（例えばユーザーインターフェース）の本発明における一実施例である。エレメント７０２は、ドア設置機構の識別と命名に供される。エレメント７０８は利用者によるドア設置機構の切り替えに供される。エレメント７０６は追加されるドア設置機構の識別に供される。エレメント７０４は対応の物理ロック位置の実際の位置との同期をバーチャルに表示する。ボタン７１０は利用者が自己較正ステージに入るのに供される。利用者はユーザーインターフェースによりドア設置機構を施錠状態にするよう促される。エレメント８０２はドアロックの対応物理ロック位置をバーチャルに表示する。ボタン８０4はロック位置をバーチャルに保存して開錠位置構成に進む。利用者は次にドア設置機構を開錠状態に切り替えるよう促される。エレメント８０６は開錠位置をバーチャルに表示する。ボタン８０８は開錠位置をバーチャルに保存する。これにより自己較正プロセスが完了する。
【００３６】
上記総括すると、円形絶縁板６０２と共に回転している時にそれぞれ異なる各電圧が印加される２つの末端を有する導電性バンド６０６と電気的に接触する電気ブラシ６０８によって、分圧電圧が電圧測定装置６１０によって計測される。このように、分圧電圧と、導電性バンド６０６の２つの末端にそれぞれ印加される上記異なる各電圧と、によって、回転角が取得できる。
【００３７】
本発明によって例示的と思われる実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されるものではなく、最も広く解釈されるべき要旨と範囲内での各種変更に及び、そのような全ての修正や均等な変更をも網羅することを意図したものであると理解されたい。
【符号の説明】
【００３８】
１  ・・・ケーシング
２  ・・・回転部品
３  ・・・作動ユニット
４  ・・・中間カップリング
６  ・・・回転角センサ
１１  ・・・ベース壁
１２  ・・・周壁
２１  ・・・ベース部
２２  ・・・つまみ部
３１  ・・・作動モジュール
３２  ・・・ギアセット
９１  ・・・ベース
９２  ・・・弾性変形接続部
９３  ・・・接触部
９４  ・・・制限部
１１１  ・・・円形孔
１２１  ・・・ドア設置端
６０２  ・・・円形絶縁板
６０４ａ、６０４ｂ  ・・・導電性ループ
６０６  ・・・導電性バンド
６０８  ・・・電気ブラシ
６１０  ・・・電圧測定装置
６１２  ・・・誘電性バンド
６１４  ・・・電気接続子
９４１  ・・・制限スロット
【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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【図１３】
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【図１４】
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