Rotational position detecting device

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、回転位置検出装置に関し、特に、複数回転する回転体の回転回数を回転位置として検出する技術に係り、例えば、自動車に搭載されるサンルーフ駆動装置の出力軸の回転回数を検出するのに利用して有効なものに関する。

〔従来の技術〕

自動車に搭載されるサンルーフ駆動装置においては、オート作動させるために出力軸の所定位置からの回転回数を検出する必要がある。

従来、サンルーフ駆動装置の出力軸の回転回数を検出する回転位置検出装置として、この出力軸にカムが間欠作動機構または減速機構を介して連動されているとともに、このカムの周りに複数個のリミットスイッチが周方向に間隔をおいて配設されており、出力軸によって間欠または減速回転されるカムの１回転中の位置を各リミットスイッチによってそれぞれ検出することにより、複数回回転した出力軸の回転回数を検出するように構成されているものがある。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、このような回転位置検出装置においては、出力軸の複数回転を１回転に大幅に減速させるための間欠作動機構または減速機構が複雑な構造となり、さらに、高価なリミットスイッチが複数個使用されるため、コストアップになる。

本考案の目的は、構造簡単で、コストを低減させることができる回転位置検出装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る回転位置検出装置は、被検出回転体と連携回転される回転板と、この回転板の一端面に回転中心と同心円にそれぞれ整列されて敷設されている複数条の一部切欠環状軌道が、径方向内外で隣合う一部切欠環状軌道同士間において径方向に敷設された連絡軌道によりそれぞれ連絡されて成る案内軌道と、この案内軌道に対向するように配されて、少なくともその一部が径方向内外に移動自在に設けられているプレートと、このプレートに一体移動するように設けられ、前記案内軌道に前記回転板の回転に伴ってこの軌道を移動するように連携されているスライダと、このスライダの移動に伴う前記プレートの移動位置を検出する検出手段とを備えていることを特徴とする。

〔作用〕

回転板の回転に伴って、スライダが案内軌道に沿って相対的に移動し、スライダが連絡軌道を通って径方向内外で隣合う環状軌道の一方から他方に移行すると、スライダが固定されているプレートが１ピッチ間欠移動される。 このプレートの１ピッチの間欠移動は回転板の１回転分に相当するため、このプレートの間欠移動ピッチ数を検出することにより、回転板の回転位置に相当する回転回数を検出することができる。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例である回転位置検出装置を備えているサンルーフ駆動装置を示す分解斜視図、第２図はその回転位置検出装置を含む縦断面図、第３図は回転板を示す模式的平面図、第４図はコンタクトプレートを示す平面図、第５図はリレープレートを示す模式的平面図、第６図は回転有無検出装置を示す底面図、第７図はサンルーフ駆動装置の作動を説明するための説明図、第８図は回転位置検出装置を備えているサンルーフ駆動装置を示す外観斜視図、第９図は回転位置検出装置が取り外されたサンルーフ駆動装置を示す部分平面図である。

本実施例において、本考案に係る回転位置検出装置は、
自動車に設備されるサンルーフの開閉位置を検出するために、このサンルーフを駆動するサンルーフ駆動装置における出力軸についての初期状態からの回転位置に相当する回転回数を検出するように構成されており、サンルーフ駆動装置の出力軸周りにオプション設備可能に組み付けられている。 サンルーフ駆動装置は自動車のルーフ内にルーフに開設された窓孔（図示せず）に近接して配設され、窓孔にこれを開閉するように摺動自在に建て込まれたサンルーフ（図示せず）をスライディングケーブル（図示せず）を介して摺動駆動するように設備されるようになっている。

このサンルーフ駆動装置１は正逆回転可能なモータ２を備えており、モータ２の出力軸側端部にはウオーム減速装置４が、モータフレーム３の一端部にギヤボックス５
を固定的に組み付けられて連設されている。 ギヤボックス５は本体６と蓋体７とを備えており、本体６はモータフレーム３に固定的に組み付けられ、この本体６の一端面（以下、上面とする。）に蓋体７が被せられて複数本のビス８により着脱し得るように固定されている。 ギヤボックス５にはウオーム減速装置４のウオーム軸９が本体６に回転自在に支承されて挿入されており、このウオーム軸９はモータ２の回転軸（図示せず）により回転駆動されるようになっている。 ウオーム軸９にはウオーム
10が刻設されており、ウオーム10にはウオームホイール
11が減速回転されるように噛合されている。 ウオームホイール11はギヤボックス５内において本体６の中央部に形成された軸受部12に嵌合されることにより回転自在に支承されている。

ウオーム減速装置４のギヤボックス５にはサンルーフ駆動装置１の出力軸14がウオームホイール11の軸心線上に配設されており、出力軸14は本体６の軸受部12の内周に嵌入された軸受メタル13により回転自在に支承されている。 出力軸14の下端部は本体６の端面壁から外部へ突出されており、この出力軸14の突出端部にはケーブル駆動ギヤ15が一体的に形成されている。 このケーブル駆動ギヤ15はサンルーフに連結されたスライディングケーブル（図示せず）を往復直線運転させることにより、サンルーフを開閉作動させるようになっている。

出力軸14の中間部にはクラッチ板16がウオームホイール
11の端面に対向するように配されて回転自在に嵌合されており、クラッチ板16はウオームホイール11の係合穴11
aにウオームホイール11と一体回転するように係合されている。 クラッチ板16の両脇にはワッシャ17、18がそれぞれ当接されており、出力軸14にはリーフスプリング19
がウオームホイール11と反対側の摩擦板18に当接されて外装されている。 リーフスプリング19は出力軸14の上端部に螺着されたナット20により後記するスパーギヤを介して押さえられており、出力軸14に反力をとってクラッチ板16を出力軸14に押しつけるようになっている。 これにより、ウオームホイール11の回転力はクラッチ板16を介して出力軸14に伝達されるようになっており、万一、
出力軸14がロックされた場合にはクラッチ板16が出力軸
14周りで空転することにより、ウオーム減速装置４およびモータ２が損傷されるのを防止するようになっている。

回転位置検出装置31は減速機構４のギヤボックス５にオプション設備され得るように組み付けられている。 すなわち、回転位置検出装置31は本体33と蓋体34とから成るケース32を備えており、本体33は上面が開口され下面が閉塞された短尺円筒形状に形成されており、ギヤボックス５の蓋体７に一体的に連設され、蓋体７と共にギヤボックス５の本体６に固定されるようになっている。 蓋体
34は樹脂等を用いられて構成されており、下面が開口され上面が閉塞された短尺円筒形状に形成され、本体33に被せられてビス30により着脱し得るように固定されている。 ケース32内には支軸35が本体33の中心線上に配されて固定されており、支軸35には円板形状に形成された回転板36が同心的に嵌合されて回転自在に支承されている。 回転板36の下半分にはカムギヤ37が一体回転するように設けられており、このカムギヤ37は前記出力軸14のリーフスプリング19とナット20との間に挟設されたスパーギヤ38に噛合されている。

回転板36の上端面には案内軌道としての案内溝40が一連に形成されている。 案内溝40は一部切欠環状軌道としての切欠部付環状溝と、連絡軌道としての連絡溝とを備えている。 環状溝41は複数条が回転板36の回転中心に同心円にそれぞれ配されて、一定深さ一定幅に没設されており、その一部には切欠部42が介設されている。 径方向の内外で隣合う環状溝41、41の切欠部42、42間には連絡溝
43が径方向に延在されて両環状溝41、41同士を互いに連絡するように配されて、環状溝41と同一深さ同一幅に没設されており、したがって、案内溝40は一連の螺旋溝形状になっている。 各環状溝41、41間にそれぞれ介設されている連絡溝43群および切欠部42群は、回転板40の径方向において円孤線上に並ぶように配設されており、この円弧は後記するコンタクトプレートの回動半径に略対応する曲率に設定されている。 また、最内部の環状溝41a
および最外部の環状溝41nの切欠部42aおよび42nには、
エンドレス溝44a、44nが環状溝41aおよび41nをエンドレス形状に連絡するように形成されており、このエンドレス溝44a、44nは周方向に適度な傾斜面に形成されている。

他方、ケース32の蓋体34には支軸45が回転板36の上面における回転中心からずれた位置に対向するように配されて、軸心方向に挿入されており、支軸45にはリード線46
がその蓋体34の外部において電気的に接続されている。
このリード線46はサンルーフ駆動装置のコントローラ（図示せず）の入力端子に電気的に接続されている。 詳細な説明は省略するが、コントローラはマイクロコンピュータ等から構成されており、後述するような作用を発揮するようになっている。

支軸45のケース32への挿入端部には、一部が径方向に移動するプレートとしてのコンタクトプレート47が回転板
36の上面と平行に配され、その中間部を嵌合されて回転自在に支承されており、コンタクトプレート47は銅系材料等のような弾性を有する導電材料を用いられて、ボート形の薄板形状にプレス成形されている。 コンタクトプレート47の一方の自由端部には段付円柱形状に形成されたスライダ48が垂直下向きに挿入されて固定されており、スライダ48は回転板36の上面に没設された前記案内溝40に摺動自在に上方から挿入されている。 すなわち、
コンタクトプレート47は回転板36の回転に伴ってスライダ48が案内溝40を相対的に摺動し、スライダ48が案内溝
40の環状溝41を径方向の内側または外側に乗り換える毎に間欠的に回動するようになっている。 コンタクトプレート47の他方の自由端部には一対のコンタクトポイント
49、50が互いに径方向内外に離間され、それぞれ垂直上向きに挿入されて固定されており、両コンタクトポイント49、50は後記するリレープレートに摺接するように構成されている。

ケース32の蓋体34の天井面には第１リレープレート51、
第２リレープレート52、第３リレープレート53および第４リレープレート54が、両コンタクトポイント49、50の円弧軌道に対応するように配されて固定されている。 各リレープレート51〜54は銅系材料等のような耐摩耗性を有する導電材料を用いられて、第５図に示されている形状に形成され、かつ、後述するようなスイッチング作用が発揮されるように配置されているとともに、サンルーフ駆動装置のコントローラの入力端子に各リード線51a
〜54aを介して電気的にそれぞれ接続されている。

また、ケース32には回転有無検出装置61が、第６図に示されているように設備されている。 すなわち、ケース32
における本体33の底壁には一対のコンタクトプレート6
2、63が互いに周方向および径方向に若干離間され、絶縁板70を挟設されてそれぞれ固定されており、両コンタクトプレート62、63には各リード線62a、63aがケース32
の外部においてそれぞれ電気的に接続されている。 両リード線62a、63aはサンルーフ駆動装置のコントローラに電気的に接続されている。 両コンタクトプレート62、63
の自由端部にはコンタクトポイント64、65がそれぞれ垂直上向きに挿入されて固定されており、両コンタクトポイント64、65はカムギヤ37の下面に固着されたリレープレート66に摺接されている。 このリレープレート66は銅系材料等のような耐摩耗性を有する導電材料を用いられて、第６図に示されているように、内側のリング形状部
67と、外側の十字形状部68とを有する形状に形成されている。 第１のコンタクトポイント64はリング形状部67と常時摺接する円形軌道上に、また、第２のコンタクトポイント65は十字形状部68および十字形状部間に形成される非導電部69と摺接する円形軌道上にそれぞれ対応されている。

そして、この回転有無検出装置61は、第１コンタクトポイント64と第２コンタクトポイント65との間がリレープレート66を通じて、ONおよびOFFされ続けている場合には回転板36が回転状態にあることを、ONまたはOFFの状態が維持されている場合には回転板36が回転状態にないことを検出するようになっている。

次に作用を説明する。

まず、コンタクトプレート47のスライダ48が案内溝40の最外側の環状溝41nに位置している時、サンルーフ駆動装置１によって駆動されるサンルーフは、第７図に示されているように、チルトアップの状態にあるとする。 また、この時、第５図に示されているように、コンタクトプレート47はそのコンタクトポイント49、50のいずれもが第４リレープレート54に接触する位置Ａの状態になっている。

サンルーフ駆動装置１のモータ２の駆動電気回路（図示せず）に介設されたスイッチが、運転者によりフルオープンの方向に操作されると、出力軸14はモータ２により、ウオーム軸９、ウオーム10、ウオームホイール11およびクラッチ板16を介して正方向に回転される。 この出力軸14の正方向への回転により、スライディングケーブルがギヤ15により正方向に摺動駆動されるため、サンルーフは作動し始め、まず、チルトダウンされる。 一方、
出力軸14の正方向に回転されると、スパーギヤ38が出力軸14と共に一体回転されるため、回転板36がスパーギヤ
38に噛合されているカムギヤ37を介して正方向に回転される。 この回転板36の回転に伴って、スライダ48が案内溝40内を相対的に摺動する。

そして、回転板36が１回転すると、スライダ48は連絡溝
43を通って最外側環状溝41nから、その内側に位置する環状溝41へ移行する。 このスライダ48の移行は径方向の外から内への１ピッチ移動により実行されるため、スライダ48と一体になっているコンタクトプレート47は支軸
45を中心に１ピッチだけ間欠的に回動する。 さらに、回転板36が１回転すると、スライダ48はさらに内側の環状溝41へ１ピッチ移行するため、コンタクトプレート47はさらに１ピッチ間欠的に回動する。

この回転板36の回転に伴うコンタクトプレート47の間欠回動により、第５図に示されているように、コンタクトプレート47に設けられた一対のコンタクトポイント49、
50が第３リレープレート53に同時に接触する位置Ｃに達すると、リード線46→支軸45→コンタクトプレート47→
コンタクトポイント49、50→第３リレープレート53→リード線53aの経路により、サンルーフ駆動装置１のコントローラに通電されることによって検出信号が入力されるため、第７図に示されているように、コントローラには第３リレープレート53の位置に基づいてＣの信号が入力される。

スイッチがさらに投入され続けると、モータ２が回転し続けるため、回転板36がさらに回転される。 そして、回転板36の回転に伴うコンタクトプレート47の回動により、第５図に示されているように、コンタクトポイント
49、50が第２リレープレート52、および第３リレープレート53にそれぞれ接触する位置Ｄに達すると、リード線
46→支軸45→コンタクトプレート47→コンタクトポイント49→第２リレープレート52→リード線52aの経路、および、リード線46→支軸45→コンタクトプレート47→コンタクトポイント50→第３リレープレート53→リード線
53aの経路により通電されるため、第７図に示されているように、コントローラは第２リレープレート52と第３
リレープレート53との位置関係に基づいてサンルーフがチルトダウン状態になったことを検出する。 そして、コントローラはこの検出に基づいて、スイッチが投入され続けている場合であっても、モータ２を自動的に停止させる。

スイッチが再度投入されて、回転板36の回転に伴うコンタクトプレート47の回動により、第５図に示されているように、コンタクトポイント49、50のいずれもが第１リレープレート51に接触する位置Ｇに達すると、第７図に示されているように、コントローラは第１リレープレート51の位置に基づいてサンルーフがフルオープン状態になったことを検出する。 そして、コントローラはこの検出に基づいて、スイッチが投入され続けている場合であっても、モータ２を自動的に停止させる。

その後、サンルーフがフルオープンの状態において、スイッチがチルトアップの方向に操作されると、出力軸14
はモータ２により、ウオーム軸９、ウオーム10、ウオームホイール11、クラッチ板16を介して逆方向に回転される。 この出力軸14の逆方向への回転により、スライディングケーブルがギヤ15により逆方向に摺動駆動されるため、サンルーフは閉鎖作動し始める。

一方、出力軸14が逆回転されると、スパーギヤ38が出力軸14と共に一体回転されるため、回転板36がカムギヤ37
を介して逆方向に回転される。 この回転板36の回転に伴って、スライダ48が案内溝40内を前記とは逆方向に相対的に摺動する。

今度は、回転板36が１回転する毎に、スライダ48が１ピッチ宛内側の環状溝41aから外側の環状溝41へ順次移動して行くため、コンタクトプレート47は前記とは逆方向へ１ピッチ宛間欠的に回動して行くことになる。

そして、回転板36の回転に伴うコンタクトプレート47の回動により、第５図に示されているように、コンタクトポイント49、50のいずれもが第２リレープレート52に同時に接触する位置Ｅに達すると、コントローラは第２リレープレート52の位置に基づいてサンルーフがフルクローズ手前の状態に達したことを検出する。 この検出により、コントローラはサンルーフによる挟み込み事故等を防止するため、モータ２を自動的に停止させる。

再度、スイッチが運転者によりチルドアップの方向に操作されると、モータ２が再び回転される。 そして、第７
図に示されているように、コントローラにＤの信号が入力され、フルクローズの状態を検出する。 この検出によりモータ２は自動的に停止される。 さらに、スイッチが運転者によりチルトアップ方向に操作され、コントローラにＡの信号が入力されることによりモータが自動的に停止され、サンルーフをチルトアップの状態に至らしめる。 このチルトアップの状態は、サンルーフが後上がりに傾斜されることにより窓孔が若干開放された状態であり、高速走行中等において、風を適度に取り込むのに適している。

このチルトアップの状態において、コンタクトプレート
47はコンタクトポイント49、50のいずれもが第４リレープレート54に同時に接触している元の位置Ａに戻っている。

ところで、サンルーフ駆動装置においては、機種の多様化に応ずるため、自動作動しない機種が用意されており、この場合、回転位置検出装置の組み付けは不必要になる。 しかし、回転位置検出装置が一体的に組み込まれているサンルーフ駆動装置と、回転位置検出装置が全く組み込まれていないサンルーフ駆動装置とを当初から生産するのでは、機種の多様化に応ずることができるが、
生産コストの低減にはつながらず、かえって生産コストの増加が招来されてしまう。

そこで、本実施例においては、回転位置検出装置31のケース本体32をウオーム減速装置４におけるギヤボックス５の蓋体７に一体的に成形し、この蓋体７をギヤボックス本体６から取り外し、別に用意された回転位置検出装置31が組み込まれていない蓋体7Aを組み付けることにより、第９図に示されているように、回転位置検出装置を備えていないサンルーフ駆動装置1Aを得るようにしている。

すなわち、第８図に示されているように、回転位置検出装置を備えているサンルーフ駆動装置１においては、回転位置検出装置31が一体的に組み込まれている蓋体７がウオーム減速装置４のギヤボックス本体６にビス８により組み付けられている。 したがって、蓋体７はビス８においてギヤボックス本体６から取り外し可能である。

第９図に示されているように、回転位置検出装置を備えないサンルーフ駆動装置1Aに使用される蓋体7Aには、回転位置検出装置31が組み込まれていない。 つまり、この蓋体7Aには回転位置検出装置31のケース本体33が一体的に成形されておらず、ウオーム減速装置31のギヤボックス本体６を被覆し得る形状に形成されている。 そして、
この蓋体7Aは前記回転位置検出装置付きの蓋体７が組み付けられる前のギヤボックス本体６にビス８により組み付けられる。

このようにして、本実施例によれば、回転位置検出装置を備えているサンルーフ駆動装置１と、回転位置検出装置を備えないサンルーフ駆動装置1Aとの間でモータ２およびウオーム減速装置４を共用することができるため、
生産コストを低減することができる。 また、回転位置検出装置31はサンルーフ装置１の組立工程とは別のラインで独立して製造することができるため、その製造工程を合理化することができる。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）回転板に形成された複数の一部切欠環状溝および連絡溝から成る案内溝と、この案内溝を相互的に摺動するスライダを備えたコンタクトプレートとの組み合わせにより、回転板の１回転をコンタクトプレートの１ピッチ回動に変換することができるため、被検出回転体である出力軸の回転を従来例のように１回転まで減速または間欠回転させなくて済み、その結果、回転位置検出装置において間欠回転機構または減速機構を省略することにより、構造を簡単化することができるとともに、コストダウンを実現することができる。

（２）切欠部を有する環状溝を複数条、互いに同心円に整列させ、各切欠部において径方向内外で隣合う環状溝同心を連絡溝により互いに連絡させることにより、案内溝が構成されているため、コンタクトプレートを１ピッチ宛間欠的に節度よく回動させることができる。

（３）前記（２）により、各連絡溝に対応するコンタクトプレートの切り換え位置を明確化させることができるため、リレープレート群による検出位置が設定し易くなり、設計を簡単化させることができる。

（４）モータ停止時に惰走が発生しても、スライダは同一の環状溝内で相対移動するだけであるため、コンタクトプレートの不測の回動を防止することができ、惰走による位置検出ミスが発生するのを回避することができる。

（５）また、コンタクトプレートの不測の回動を防止することにより、コンタクトポイントとリレープレートとの間のチャタリング現象の発生を防止することができる。

（６）回転位置検出装置のケース本体をウオーム減速装置におけるギヤボックスの蓋体に一体的に成形し、この蓋体をギヤボックス本体から取り外し可能に構成することにより、回転位置検出装置が組み込まれていない蓋体を別に用意しておけば、これを前記ギヤボックス本体に組み付けることができるため、回転位置検出装置を備えているサンルーフ駆動装置と、回転位置検出装置を備えないサンルーフ駆動装置との間で、モータおよびウオーム減速装置を共用することができ、その結果、機種の多様化を図りつつ、全体としての生産コストを低減することができる。

なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、被検出回転体と連携される回転板は、スパーギヤおよびカムギヤにより連携させるに限らず、被検出回転体に一体的に設けてもよい。

案内軌道は案内溝により構成するに限らず、凸部により構成し、スライダがこの凸部に摺動自在に跨設されるように構成してもよい。

径方向に移動するプレートは、回動自在に軸支することにより径方向内外に移動するように構成するに限らず、
径方向内外に延在するように配設されたガイドにプレートを摺動自在に嵌合することにより、径方向内外に移動するように構成してもよい。

プレートはコンタクトプレートにより構成するに限らないし、プレートの回動位置を検出する検出手段も、コンタクトプレートに固定されたコンタクトポイントとリレープレートとの組み合わせにより構成するに限らない 一部切欠環状軌道の条数および連絡軌道の個数、プレートの個数、およびプレート移動位置検出手段の個数は、
検出すべき諸条件に対応して適宜設定することが望ましい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、回転板に形成された複数の一部切欠環状軌道および連絡軌道から成る案内軌道と、この案内軌道を相対的に摺動するスライダを備えたプレートとの組み合わせにより、回転板の１回転をプレートの１ピッチ移動に変換することができるため、被検出回転体の回転を従来例のように１回転まで減速または間欠回転させなくて済み、その結果、回転位置検出装置において間欠回転機構または減速機構を省略することにより、構造を簡単化することができるとともに、コストダウンを実現することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の一実施例である回転位置検出装置を備えているサンルーフ駆動装置を示す分解斜視図、第２図はその回転位置検出装置を含む縦断面図、第３図は回転板を示す模式的平面図、第４図はコンタクトプレートを示す平面図、第５図はリレープレートを示す模式的平面図、第６図は回転有無検出装置を示す底面図、第７図はサンルーフ駆動装置の作動を説明するための説明図、第８図は回転位置検出装置を備えているサンルーフ駆動装置を示す外観斜視図、第９図は回転位置検出装置が取り外されたサンルーフ駆動装置を示す部分平面図である。 １…サンルーフ駆動装置、２…モータ、３…モータフレーム、４…ウオーム減速装置、５…ギヤボックス、６…
本体、７…蓋体、８…ビス、９…ウオーム軸、10…ウオーム、11…ウオームホイール、12…軸受部、13…軸受メタル、14…出力軸、15…駆動ギヤ、16…クラッチ部材、
17、18…ワッシャ、19…リーフスプリング、20…ナット、31…回転位置検出装置、32…ケース、33…本体、34
…蓋体、35…支軸、36…回転板、37…カムギヤ、38…スパーギヤ、40…案内溝（案内軌道）、41…環状溝（一部切欠環状軌道）、42…切欠部、43…連絡溝（連絡軌道）、45…支軸、46…リード線、47…コンタクトプレート、48…スライダ、49、50…コンタクトポイント、51、
52、53、54…リレープレート、61…回転有無検出装置、
62、63…コンタクトプレート、64、65…コンタクトポイント、66…リレープレート。