(57)【要約】【課題】更なる小型化を可能にした位置検出器を提供する。【解決手段】位置検出器１０は、ケース１４内に位置する駆動軸１６をもったギアドモータＧと、一端がケース１４外に突出する出力シャフト２０と、出力シャフト２０が貫通した状態でケース１４に固定されると共に、抵抗体２３が設けられた抵抗体搭載プレート２２と、接点部材２６が設けられると共に、出力シャフト２０の他端が固定された第１の連結プレート２４と、第１の連結プレート２４に対向して配置されると共に、駆動軸１６に固定された第２の連結プレート２８と、第１の連結プレート２４と第２の連結プレート２８との間に配置されると共に、第１の連結プレート２４と第２の連結プレート２８とを摩擦係合させる皿バネ２９とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に、抵抗体とこの抵抗体の表面を摺動する接点部材とを備えた位置検出器において、
前記ケース内に位置する駆動軸をもったギアドモータと、
一端が前記ケース外に突出する出力シャフトと、
前記出力シャフトが貫通した状態で前記ケースに固定されると共に、前記抵抗体が設けられた抵抗体搭載プレートと、
前記接点部材が設けられると共に、前記出力シャフトの他端が固定された第１の連結プレートと、
前記第１の連結プレートに対向して配置されると共に、前記駆動軸に固定された第２の連結プレートと、
前記第１の連結プレートと前記第２の連結プレートとの間に配置されると共に、前記第１の連結プレートと前記第２の連結プレートとを摩擦係合させる皿バネとを備えたことを特徴とする位置検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動玩具、電気製品、自転車の変速機などの電動機器の可動部分に利用されるギアドモータ付きの位置検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、実開昭５８−１５３５６１号公報がある。この公報に記載されたエンコーダ付きのギアドモータは、位置検出又は角度制御を可能にし、ギアドモータの駆動軸には、抵抗体上を摺動するワイパ（接点部材）が設けられている。よって、ギアドモータの回転角度に応じてワイパが抵抗体上を摺動し、抵抗値の変化に伴って、駆動軸の回転角度の変化を出力電圧の変化として検出する。このような検出手段をもったギアドモータは、ギア機構の破損を防止する必要があるので、その駆動軸にトルクリミッタを組み付けて利用するのが一般的である。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５８−１５３５６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のギアドモータ付きの位置検出器は、ギア機構の破損を防止するために、トルクリミッタを別途用意する必要があるので、機器への占有スペースが大きくなるといった問題点がある。
【０００５】
本発明は、特に、更なる小型化を可能にした位置検出器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る位置検出器は、ケース内に、抵抗体とこの抵抗体の表面を摺動する接点部材とを備えた位置検出器において、ケース内に位置する駆動軸をもったギアドモータと、一端がケース外に突出する出力シャフトと、出力シャフトが貫通した状態でケースに固定されると共に、抵抗体が設けられた抵抗体搭載プレートと、接点部材が設けられると共に、出力シャフトの他端が固定された第１の連結プレートと、第１の連結プレートに対向して配置されると共に、駆動軸に固定された第２の連結プレートと、第１の連結プレートと第２の連結プレートとの間に配置されると共に、第１の連結プレートと第２の連結プレートとを摩擦係合させる皿バネとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この位置検出器は、ポテンショメータ機能とトルクリミッタ機能とを併せもったギアドモータと換言することができ、部品点数の可能な限りの削減により更なる小型化を追求して生み出された発明である。このような位置検出器では、ギアドモータの駆動軸が所定の角度だけ回転すると、これに追従して接点部材が抵抗体上を所定角度だけ摺動する。さらに、この位置検出器では、ギア機構の破損を防止するためにトルクリミッタ機能をも有し、トルクリミッタ機能をもった位置検出器の更なる小型化を図るため、抵抗体搭載プレートと第１及び第２の連結プレートと皿バネとを主たる構成部品として採用している。特に、第１の連結プレートと第２の連結プレートとを皿バネを介して摩擦係合させる構成は、位置検出器の更なる小型化をもたらしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る位置検出器の好適な実施形態について詳細に説明する。
【０００９】
図１及び図２に示すように、位置検出器１０は、電動玩具の関節、電気製品の回転箇所、自転車の変速機などの電動機器の可動部分に利用される。この位置検出装置１０は、ギアドモータＧを備えた位置検出器であり、このギアドモータＧは、胴回りの直径が５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の小型のモータ１１を駆動源として備えている。このモータ１１は、コアードモータからなると共に、円筒形状の金属製モータケース（胴部）１２を有する。さらに、モータケース１２の内壁面には、Ｎ，Ｓ極をもった永久磁石からなる固定子が固定され、モータケース１２の内部には、鉄芯にコイルが巻かれた回転子が収容されている。この回転子の中心には、軸受で支持された回転軸が固定され、モータケース１２内において、回転軸の後端には整流子が固定され、この整流子には一対のブラシが摺動接触している。
【００１０】
さらに、この回転軸は、モータケース１２から突出して、ギアドモータＧの一部をなすギア機構部１３内の減速歯車列に連結されている。このギア機構部１３は、モータケース１２と略同径のギアケース１４を有し、このギアケース１４内には、所望の出力と減速とを達成させるための種々のギアが組み込まれている。そして、ギア機構部１３からは駆動軸１６が突出し、駆動軸１６はギアケース１４の中央に位置する。
【００１１】
ギアケース１４には、駆動軸１６の軸線Ｌ上に位置して、一端が突出する出力シャフト２０が、リング状の軸受２１を介して取り付けられている。さらに、ギアケース１４には、抵抗体搭載プレート２２が圧入されるようにして固定され、この抵抗体搭載プレート２２は、出力シャフト２０が貫通する軸挿入孔２２ａを有し、出力シャフト２０は、抵抗体搭載プレート２２の影響を受けずに自由に回転することができる。この出力シャフト２０は、電動玩具の関節部品、電気製品の回転部品、自転車における変速機などの可動部分の取り付けが予定されている。また、この出力シャフト２０の他端には、円板状の第１の連結プレート２４が固定されている。
【００１２】
なお、出力シャフト２０の先端はギアケース１４の端部から突出し、この突出部分には、出力シャフト２０の軸線Ｌ方向におけるガタ付きを防止するためにＣリング１７が嵌め込まれている。また、Ｃリング１７とギアケース１４との接触を防止するために、出力シャフト２０にはワッシャ１８が装着される。
【００１３】
さらに、位置検出器１０にポテンショメータ機能をもたせるため、抵抗体搭載プレート２２の平面側には、Ｃ字状の抵抗体２３が一体的に形成されている。これに対し、第１の連結プレート２４の平面側には、いわゆるワイパと呼ばれる接点部材２６が固定され、この接点部材２６は、バネ性を有する導電性金属からなると共に、ベース部２６ａから片持ち支持状態で湾曲して延在する。
【００１４】
第１の連結プレート２４と接点部材２６との一体化を図るため、第１の連結プレート２４に設けられた突起片２４ａは、ベース部２６ａに設けられた開口２６ｂ内に差し込まれ、その後、突起片２４ａの頭部を潰すことで、ベース部２６ａは第１の連結プレート２４に加締め固定される。このようにして固定された接点部材２６はバネ性をもつ故に、その先端は、抵抗体２３に常に押し当てられながら摺動することになる。よって、第１の連結プレート２４が駆動軸１６と一緒に回転する限りにおいて、接点部材２６は抵抗体２３上を摺動し、駆動軸１６の回転角度に応じて抵抗値が変化する。そして、駆動軸１６の回転角度の変化は出力電圧の変化として外部で検出される。
【００１５】
さらに、この位置検出器１０は、ギア機構部１３の破損を防止するためにトルクリミッタ機能をも併せもっている。そこで、駆動軸１６の先端部には、第１の連結プレート２４に対向して配置した円板状の第２の連結プレート２８が固定され、第１の連結プレート２４と第２の連結プレート２８との間には皿バネ２９が配置されている。この皿バネ２９の軸孔２９ａ内には出力シャフト２０の基端部が嵌め込まれ、この皿バネ２９は、各連結プレート２４，２８によって所定圧で挟み込まれる。
【００１６】
そして、この皿バネ２９は、第１の連結プレート２４と第２の連結プレート２８とに対する弾発力を軸線Ｌ方向に発揮しており、これに伴って、第１の連結プレート２４と第２の連結プレート２８とを摩擦係合させている。このような皿バネ２９の利用は、部品点数の削減を可能にすると同時に、第１の連結プレート２４と第２の連結プレート２８との間隔を狭めることができので、位置検出器１０自体の全長を可能な限り短くすることができ、その結果として位置検出器１０の小型化が達成されることになる。
【００１７】
次に、前述した構成に基づいて、位置検出器１０の動作について簡単に説明する。
【００１８】
先ず、出力シャフト２０を所定の方向に回転させるために、モータ１１をＯＮすると、ギア機構部１３を介して駆動軸１６が所定角度だけ回転し、駆動軸１６の回転は、皿バネ２９による摩擦抵抗を介して第１の連結プレート２４に伝達され、この第１の連結プレート２４が回転すると、出力シャフト２０が所定角度だけ回転する。このとき、第１の連結プレート２４が所定角度回転すると、接点部材２６が抵抗体２３上を所定角度だけ摺動する。よって、駆動軸１６の回転角度に応じて抵抗値が変化し、駆動軸１６の回転角度の変化を出力電圧の変化として外部で検出する。
【００１９】
このような定常使用状態においては、位置検出器１０内のポテンショメータ機能が有効に利用される。しかし、出力シャフト２０の回転が何らかの原因によって途中で強制的に止められてしまったような場合、ギア機構部１３の破損を防止するためにトルクリミッタ機能が働くことになる。すなわち、皿バネ２９の部分で滑りが発生し、強制的に制止させられている第１の連結プレート２４に対し第２の連結プレート２８及び駆動軸１６のみが空転し続け、ギア機構部１３内のギア列が損傷するといった事態が回避されることになる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による位置検出器は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、ケース内に、抵抗体とこの抵抗体の表面を摺動する接点部材とを備えた位置検出器において、ケース内に位置する駆動軸をもったギアドモータと、一端がケース外に突出する出力シャフトと、出力シャフトが貫通した状態でケースに固定されると共に、抵抗体が設けられた抵抗体搭載プレートと、接点部材が設けられると共に、出力シャフトの他端が固定された第１の連結プレートと、第１の連結プレートに対向して配置されると共に、駆動軸に固定された第２の連結プレートと、第１の連結プレートと第２の連結プレートとの間に配置されると共に、第１の連結プレートと第２の連結プレートとを摩擦係合させる皿バネとを備えたことにより、更なる小型化を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る位置検出器の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示した位置検出器の組立後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…位置検出器、１４…ギアケース（ケース）、１６…駆動軸、２０…出力シャフト、２２…抵抗体搭載プレート、２３…抵抗体、２４…第１の連結プレート、２６…接点部材、２８…第２の連結プレート、２９…皿バネ、Ｇ…ギアドモータ。
【図１】
2004239774.tif 000003
【図２】
2004239774.tif 000004