JP2000321008A - ギヤ位置検出装置 - Google Patents
ギヤ位置検出装置Info
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- JP2000321008A JP2000321008A JP11133164A JP13316499A JP2000321008A JP 2000321008 A JP2000321008 A JP 2000321008A JP 11133164 A JP11133164 A JP 11133164A JP 13316499 A JP13316499 A JP 13316499A JP 2000321008 A JP2000321008 A JP 2000321008A
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- JP
- Japan
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- gear
- brushes
- position detecting
- teeth
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化および低コスト化を図るとともに、位
置検出精度を向上させる。 【解決手段】 導電性ギヤ13の歯に対向させて位置検
出ブラシ17a、17bを配置し、ギヤ13の歯と位置
検出ブラシ17a、17bとの接触が断続されるのに伴
って、位置検出ブラシ17a、17bの電気的導通が断
続されてパルス信号を発生するようにし、このパルス信
号をカウントしてギヤ13の回転位置を検出する。従っ
て、ポテンショメータのような抵抗ばらつきの影響を受
けないため、回転位置を正確に検出することができる。
また、位置検出ブラシ17a、17bをギヤ13の歯と
対向させて配置するという極めて簡単な構成であるた
め、小型化および低コスト化を図ることができる。
置検出精度を向上させる。 【解決手段】 導電性ギヤ13の歯に対向させて位置検
出ブラシ17a、17bを配置し、ギヤ13の歯と位置
検出ブラシ17a、17bとの接触が断続されるのに伴
って、位置検出ブラシ17a、17bの電気的導通が断
続されてパルス信号を発生するようにし、このパルス信
号をカウントしてギヤ13の回転位置を検出する。従っ
て、ポテンショメータのような抵抗ばらつきの影響を受
けないため、回転位置を正確に検出することができる。
また、位置検出ブラシ17a、17bをギヤ13の歯と
対向させて配置するという極めて簡単な構成であるた
め、小型化および低コスト化を図ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ギヤの回転位置を
検出するギヤ位置検出装置に関し、特に、車両用空調装
置のドア(エアミックスドア、モード切替ドア等)を駆
動するサーボモータ用のギヤ位置検出装置として好適で
ある。
検出するギヤ位置検出装置に関し、特に、車両用空調装
置のドア(エアミックスドア、モード切替ドア等)を駆
動するサーボモータ用のギヤ位置検出装置として好適で
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のサーボモータは、出力軸
の回動位置を検出するためのポテンショメータをサーボ
モータ内部に備えており、このポテンショメータは、出
力軸とともに回動するギヤに一体に設けた抵抗体と、モ
ータハウジングに固定された位置検出ブラシとから構成
されている。そして、ギヤの回動に伴う抵抗体と位置検
出ブラシとの接触位置の変化により、ポテンショメータ
の出力電圧が連続的に変化するようになっている。
の回動位置を検出するためのポテンショメータをサーボ
モータ内部に備えており、このポテンショメータは、出
力軸とともに回動するギヤに一体に設けた抵抗体と、モ
ータハウジングに固定された位置検出ブラシとから構成
されている。そして、ギヤの回動に伴う抵抗体と位置検
出ブラシとの接触位置の変化により、ポテンショメータ
の出力電圧が連続的に変化するようになっている。
【0003】一方、ポテンショメータ以外の位置検出装
置として、特開平9−304004号公報にて、磁界に
よって抵抗が変化する磁気抵抗素子を用いた回転センサ
を、ギヤ(磁性体)の歯部に対向配置し、回転センサの
パルス信号をカウントしてギヤの位置を検出するものが
提案されている。
置として、特開平9−304004号公報にて、磁界に
よって抵抗が変化する磁気抵抗素子を用いた回転センサ
を、ギヤ(磁性体)の歯部に対向配置し、回転センサの
パルス信号をカウントしてギヤの位置を検出するものが
提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
従来の技術では、抵抗体の抵抗ばらつきが大きい(抵抗
精度が悪い)ため、位置検出精度も低いという問題があ
った。また、後者の従来の技術では、ポテンショメータ
のような抵抗ばらつきの影響を受けることがないため位
置検出精度は高くなるものの、回転センサのサイズが大
きく、しかも回転センサが高価であるという問題があっ
た。
従来の技術では、抵抗体の抵抗ばらつきが大きい(抵抗
精度が悪い)ため、位置検出精度も低いという問題があ
った。また、後者の従来の技術では、ポテンショメータ
のような抵抗ばらつきの影響を受けることがないため位
置検出精度は高くなるものの、回転センサのサイズが大
きく、しかも回転センサが高価であるという問題があっ
た。
【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、小型化および低コスト化を図り、かつ位置検出精度
を向上させることを目的とする。
で、小型化および低コスト化を図り、かつ位置検出精度
を向上させることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1〜3に記載の発明では、導電性ギヤ(1
3)の歯に対向させて位置検出ブラシ(17a、17
b)を配置し、ギヤ(13)の歯と位置検出ブラシ(1
7a、17b)との接触が断続されるのに伴って、位置
検出ブラシ(17a、17b)の電気的導通が断続され
てパルス信号を発生し、そのパルス信号を計数してギヤ
(13)の回転位置を検出することを特徴としている。
め、請求項1〜3に記載の発明では、導電性ギヤ(1
3)の歯に対向させて位置検出ブラシ(17a、17
b)を配置し、ギヤ(13)の歯と位置検出ブラシ(1
7a、17b)との接触が断続されるのに伴って、位置
検出ブラシ(17a、17b)の電気的導通が断続され
てパルス信号を発生し、そのパルス信号を計数してギヤ
(13)の回転位置を検出することを特徴としている。
【0007】これによると、パルス信号を計数してギヤ
(13)の回転位置を検出するため、ポテンショメータ
のような抵抗ばらつきの影響を受けず、ギヤ(13)の
回転位置を正確に検出することができる。また、位置検
出ブラシ(17a、17b)をギヤ(13)の歯と対向
させて配置するという極めて簡単な構成であるため、小
型化および低コスト化を図ることができる。
(13)の回転位置を検出するため、ポテンショメータ
のような抵抗ばらつきの影響を受けず、ギヤ(13)の
回転位置を正確に検出することができる。また、位置検
出ブラシ(17a、17b)をギヤ(13)の歯と対向
させて配置するという極めて簡単な構成であるため、小
型化および低コスト化を図ることができる。
【0008】請求項2に記載の発明では、位置検出ブラ
シ(17a、17b)を、複数個のギヤ(13〜15)
のうち最も高速回転するギヤ(13)に対向させて配置
したことを特徴としている。これによると、位置検出ブ
ラシ(17a、17b)を、最も高速回転するギヤ(1
3)以外のギヤ(14、15)に対向させて配置した場
合よりも、ギヤ比分だけ分解能が高くなり、位置検出精
度をさらに高めることができる。
シ(17a、17b)を、複数個のギヤ(13〜15)
のうち最も高速回転するギヤ(13)に対向させて配置
したことを特徴としている。これによると、位置検出ブ
ラシ(17a、17b)を、最も高速回転するギヤ(1
3)以外のギヤ(14、15)に対向させて配置した場
合よりも、ギヤ比分だけ分解能が高くなり、位置検出精
度をさらに高めることができる。
【0009】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施例に
ついて説明する。図1〜3は一実施形態を示すもので、
図1はカバーを外した状態のサーボモータの構成を示
し、図2はサーボモータの要部の構成を示し、図3はサ
ーボモータの制御回路を示している。
ついて説明する。図1〜3は一実施形態を示すもので、
図1はカバーを外した状態のサーボモータの構成を示
し、図2はサーボモータの要部の構成を示し、図3はサ
ーボモータの制御回路を示している。
【0011】図1〜3において、サーボモータ1は、樹
脂製ハウジング11と図示しないカバーとによって形成
される空間に、直流モータからなるモータ部12や減速
ギヤ13〜15等が収納されている。モータ部12は図
示しないリード線を介して2つの端子16a、16bに
接続され、これらの端子16a、16bが制御回路2内
の駆動回路21に接続されている。駆動回路21からの
通電によってモータ部12の回転軸12aが回転するよ
うになっており、この回転軸12aの外周部にはウォー
ム12bが形成されている。
脂製ハウジング11と図示しないカバーとによって形成
される空間に、直流モータからなるモータ部12や減速
ギヤ13〜15等が収納されている。モータ部12は図
示しないリード線を介して2つの端子16a、16bに
接続され、これらの端子16a、16bが制御回路2内
の駆動回路21に接続されている。駆動回路21からの
通電によってモータ部12の回転軸12aが回転するよ
うになっており、この回転軸12aの外周部にはウォー
ム12bが形成されている。
【0012】第1減速ギヤ13は、軸13aがハウジン
グ11に設けられた軸受(図示せず)に回動可能に支持
されており、周方向に多数の歯が形成されてウォーム1
2bと噛み合うウォームホイール13bと、軸13aの
外周部に形成された小ギヤ部(平歯車)13cとを有す
る。第2減速ギヤ14は、軸14aがハウジング11に
設けられた軸受(図示せず)に回動可能に支持されてお
り、第1減速ギヤ13の小ギヤ部13cと噛み合う大ギ
ヤ部(平歯車)14bと、軸14aの外周部に形成され
た小ギヤ部(平歯車)14cとを有する。
グ11に設けられた軸受(図示せず)に回動可能に支持
されており、周方向に多数の歯が形成されてウォーム1
2bと噛み合うウォームホイール13bと、軸13aの
外周部に形成された小ギヤ部(平歯車)13cとを有す
る。第2減速ギヤ14は、軸14aがハウジング11に
設けられた軸受(図示せず)に回動可能に支持されてお
り、第1減速ギヤ13の小ギヤ部13cと噛み合う大ギ
ヤ部(平歯車)14bと、軸14aの外周部に形成され
た小ギヤ部(平歯車)14cとを有する。
【0013】第3減速ギヤ15は、出力軸15aがハウ
ジング11に設けられた軸受(図示せず)に回動可能に
支持されており、第2減速ギヤ14の小ギヤ部14cと
噛み合う大ギヤ部(平歯車)15bを有する。出力軸1
5aには、図示しない車両用空調装置において、冷風と
温風の混合割合を調整するエアミックスドアが接続され
る。
ジング11に設けられた軸受(図示せず)に回動可能に
支持されており、第2減速ギヤ14の小ギヤ部14cと
噛み合う大ギヤ部(平歯車)15bを有する。出力軸1
5aには、図示しない車両用空調装置において、冷風と
温風の混合割合を調整するエアミックスドアが接続され
る。
【0014】ウォーム12bおよび第1〜第3減速ギヤ
13、14、15によって、モータ部12の回転軸12
aの回転が減速されて第3減速ギヤ15の出力軸15a
に伝達され、出力軸15aとともにエアミックスドアが
回動されるようになっている。なお、第1〜第3減速ギ
ヤ13、14、15は、銅を焼結して形成した後Niメ
ッキを施したもので、導電性に優れている。
13、14、15によって、モータ部12の回転軸12
aの回転が減速されて第3減速ギヤ15の出力軸15a
に伝達され、出力軸15aとともにエアミックスドアが
回動されるようになっている。なお、第1〜第3減速ギ
ヤ13、14、15は、銅を焼結して形成した後Niメ
ッキを施したもので、導電性に優れている。
【0015】第1減速ギヤ13のウォームホイール13
bに近接して、導電性に優れるりん青銅にて形成した2
つの位置検出用のブラシ17a、17bがハウジング1
1に固定されている。第1ブラシ17aは図示しないリ
ード線を介して端子16cに接続され、さらに制御回路
2内のパルス検出回路22に接続されている。一方、第
2ブラシ17bは図示しないリード線を介して端子16
bに接続されている。
bに近接して、導電性に優れるりん青銅にて形成した2
つの位置検出用のブラシ17a、17bがハウジング1
1に固定されている。第1ブラシ17aは図示しないリ
ード線を介して端子16cに接続され、さらに制御回路
2内のパルス検出回路22に接続されている。一方、第
2ブラシ17bは図示しないリード線を介して端子16
bに接続されている。
【0016】2つのブラシ17a、17bは、ウォーム
ホイール13bの歯先と接触可能で、ウォームホイール
13bの歯底とは接触しないようになっている。そし
て、2つのブラシ17a、17bがともにウォームホイ
ール13bの歯先に接触している間は、第1減速ギヤ1
3を介して2つのブラシ17a、17b間が電気的に導
通する。
ホイール13bの歯先と接触可能で、ウォームホイール
13bの歯底とは接触しないようになっている。そし
て、2つのブラシ17a、17bがともにウォームホイ
ール13bの歯先に接触している間は、第1減速ギヤ1
3を介して2つのブラシ17a、17b間が電気的に導
通する。
【0017】制御回路2は、サーボモータ1の出力軸1
5aの回動位置を制御するもので、第1減速ギヤ13の
回転に伴って2つのブラシ17a、17b間の導通が断
続されてパルス信号が発生し、パルス検出回路22はそ
のパルス数をカウントして、比較回路25に出力する。
また、目標位置演算回路23は、乗員が設定した車室内
設定温度等の各種信号に基づいて、エアミックスドアす
なわち出力軸15aの目標回動位置を演算して、その演
算結果をパルス数設定回路24に出力する。パルス数設
定回路24は、目標位置演算回路23の今回の出力信号
と前回の出力信号とに基づいて、モータ部12をどちら
の方向に何パルス分回転させるかを演算して比較回路2
5に出力する。
5aの回動位置を制御するもので、第1減速ギヤ13の
回転に伴って2つのブラシ17a、17b間の導通が断
続されてパルス信号が発生し、パルス検出回路22はそ
のパルス数をカウントして、比較回路25に出力する。
また、目標位置演算回路23は、乗員が設定した車室内
設定温度等の各種信号に基づいて、エアミックスドアす
なわち出力軸15aの目標回動位置を演算して、その演
算結果をパルス数設定回路24に出力する。パルス数設
定回路24は、目標位置演算回路23の今回の出力信号
と前回の出力信号とに基づいて、モータ部12をどちら
の方向に何パルス分回転させるかを演算して比較回路2
5に出力する。
【0018】そして、比較回路25は、パルス検出回路
22およびパルス数設定回路24の両出力を比較して、
出力軸15aが目標回動位置になるように、駆動回路2
1を制御してモータ部12への通電を制御する。次に、
上記構成になる本実施形態の作動を説明する。車室内温
度の変動あるいは設定温度の変更により、目標位置演算
回路23によって新たな目標回動位置が演算されると、
比較回路25はモータ部12に通電し、出力軸15aが
目標回動位置まで回動した時点、すなわち、パルス検出
回路22でカウントしたパルス数とパルス数設定回路2
4で設定したパルス数とが一致した時点でモータ部12
を停止させる。そして、出力軸15aの回動により、エ
アミックスドアの開度が変化し、それにより冷風と温風
の混合割合が調整されて車室内温度が設定温度に調整さ
れる。
22およびパルス数設定回路24の両出力を比較して、
出力軸15aが目標回動位置になるように、駆動回路2
1を制御してモータ部12への通電を制御する。次に、
上記構成になる本実施形態の作動を説明する。車室内温
度の変動あるいは設定温度の変更により、目標位置演算
回路23によって新たな目標回動位置が演算されると、
比較回路25はモータ部12に通電し、出力軸15aが
目標回動位置まで回動した時点、すなわち、パルス検出
回路22でカウントしたパルス数とパルス数設定回路2
4で設定したパルス数とが一致した時点でモータ部12
を停止させる。そして、出力軸15aの回動により、エ
アミックスドアの開度が変化し、それにより冷風と温風
の混合割合が調整されて車室内温度が設定温度に調整さ
れる。
【0019】上記のモータ部12の回転に伴う第1〜第
3減速ギヤ13、14、15の回転により、2つのブラ
シ17a、17bが第1減速ギヤ13のウォームホイー
ル13bの歯と断続的に接触し、これにより2つのブラ
シ17a、17b間にパルス信号が発生する。そして、
このパルス数をパルス検出回路22でカウントすること
により、第1減速ギヤ13の回転位置、ひいては出力軸
15aの回動位置を検出する。
3減速ギヤ13、14、15の回転により、2つのブラ
シ17a、17bが第1減速ギヤ13のウォームホイー
ル13bの歯と断続的に接触し、これにより2つのブラ
シ17a、17b間にパルス信号が発生する。そして、
このパルス数をパルス検出回路22でカウントすること
により、第1減速ギヤ13の回転位置、ひいては出力軸
15aの回動位置を検出する。
【0020】このような位置検出方法によれば、ポテン
ショメータのような抵抗ばらつきの影響を受けないた
め、出力軸15aの回動位置を正確に検出することがで
きる。また、2つのブラシ17a、17bを第1減速ギ
ヤ13のウォームホイール13bと対向させて配置する
という極めて簡単な構成であるため、位置検出装置の小
型化および低コスト化を図ることができる。
ショメータのような抵抗ばらつきの影響を受けないた
め、出力軸15aの回動位置を正確に検出することがで
きる。また、2つのブラシ17a、17bを第1減速ギ
ヤ13のウォームホイール13bと対向させて配置する
という極めて簡単な構成であるため、位置検出装置の小
型化および低コスト化を図ることができる。
【0021】さらに、3つの減速ギヤ13、14、15
のうち最も高速回転する第1減速ギヤ13にて、2つの
ブラシ17a、17b間の電気的導通を断続させている
ため、減速ギヤ13、14、15の減速比分だけ分解能
が高くなり、出力軸15aの回動位置検出精度をさらに
高めることができる。(他の実施例)なお、本発明装置
を適用したサーボモータは、車両用空調装置のヒータコ
アへの温水流入量を調整する流量制御弁や、空調装置の
モード切替ドアの、駆動用として用いることができる。
また、空調装置以外の用途にももちろん使用可能であ
る。
のうち最も高速回転する第1減速ギヤ13にて、2つの
ブラシ17a、17b間の電気的導通を断続させている
ため、減速ギヤ13、14、15の減速比分だけ分解能
が高くなり、出力軸15aの回動位置検出精度をさらに
高めることができる。(他の実施例)なお、本発明装置
を適用したサーボモータは、車両用空調装置のヒータコ
アへの温水流入量を調整する流量制御弁や、空調装置の
モード切替ドアの、駆動用として用いることができる。
また、空調装置以外の用途にももちろん使用可能であ
る。
【0022】さらに、2つのブラシ17a、17bを、
第2、第3減速ギヤ14、15の歯と対向させて配置さ
せてもよい。
第2、第3減速ギヤ14、15の歯と対向させて配置さ
せてもよい。
【図1】本発明の一実施形態を示す平面図である。
【図2】図1の減速ギヤの拡大斜視図である。
【図3】サーボモータおよび制御回路の電気回路図であ
る。
る。
12…モータ部、13〜15…ギヤ、15a…出力軸、
17a、17b…位置検出ブラシ。
17a、17b…位置検出ブラシ。
Claims (3)
- 【請求項1】 導電性を有するギヤ(13)と、このギ
ヤ(13)の歯に対向させて配置した位置検出ブラシ
(17a、17b)とを備え、 前記ギヤ(13)の歯と前記位置検出ブラシ(17a、
17b)との接触が断続されるのに伴って、前記位置検
出ブラシ(17a、17b)の電気的導通が断続されて
パルス信号を発生し、そのパルス信号を計数して前記ギ
ヤ(13)の回転位置を検出することを特徴とするギヤ
位置検出装置。 - 【請求項2】 前記ギヤ(13〜15)を複数個備え、
前記位置検出ブラシ(17a、17b)を、前記ギヤ
(13〜15)のうち最も高速回転するギヤ(13)に
対向させて配置したことを特徴とする請求項1に記載の
ギヤ位置検出装置。 - 【請求項3】 前記ギヤ(13〜15)は、モータ(1
2)の回転を出力軸(15a)に伝達するものであるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載のギヤ位置検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11133164A JP2000321008A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | ギヤ位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11133164A JP2000321008A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | ギヤ位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000321008A true JP2000321008A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15098193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11133164A Pending JP2000321008A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | ギヤ位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000321008A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003055043A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Mabuchi Motor Co.,Ltd. | Encoder apparatus integrated with a small-size motor |
| US6844692B1 (en) | 2003-08-22 | 2005-01-18 | Hella Electronics Corp. | Climate control system and motor actuator therefor |
| JP2022096513A (ja) * | 2020-12-17 | 2022-06-29 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 | 変位測定器具、変位測定装置および変位測定方法 |
-
1999
- 1999-05-13 JP JP11133164A patent/JP2000321008A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003055043A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Mabuchi Motor Co.,Ltd. | Encoder apparatus integrated with a small-size motor |
| US6803685B2 (en) | 2001-12-20 | 2004-10-12 | Mabuchi Motor Co., Ltd. | Encoder apparatus integrated with a small-size motor |
| US6844692B1 (en) | 2003-08-22 | 2005-01-18 | Hella Electronics Corp. | Climate control system and motor actuator therefor |
| US6885164B2 (en) | 2003-08-22 | 2005-04-26 | Hella Electronics Corporation | Climate control system and motor actuator therefor |
| JP2022096513A (ja) * | 2020-12-17 | 2022-06-29 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 | 変位測定器具、変位測定装置および変位測定方法 |
| JP7493794B2 (ja) | 2020-12-17 | 2024-06-03 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 | 変位測定装置および変位測定方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070821 |
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