JPH0861976A - 移動体の位置及び荷重検出装置 - Google Patents

移動体の位置及び荷重検出装置

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JPH0861976A
JPH0861976A JP6194193A JP19419394A JPH0861976A JP H0861976 A JPH0861976 A JP H0861976A JP 6194193 A JP6194193 A JP 6194193A JP 19419394 A JP19419394 A JP 19419394A JP H0861976 A JPH0861976 A JP H0861976A
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motor
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load
plate
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Kengo Yamamura
健吾 山村
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Asmo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パワーウインド装置のウインドガラス等の位
置及びモータの荷重を高精度に検出でき、かつこれを簡
単な構造で低コストにより実現できる移動体の位置及び
荷重検出装置を得る。 【構成】 位置及び荷重検出装置30では、モータ出力
軸20と共に回転するパルスプレート42を有してお
り、摺動接点48が当接している。パルスプレート42
が回転すると、これに伴って所定のパルスが検出され、
モータ出力軸20の回転位置、回転方向及び回転速度を
検出できる。したがって、アーマチャのスラストガタや
ゴムクッション等の悪影響を受けること無く、モータ出
力軸20すなわちウインドガラス等の移動位置や負荷荷
重(挟み込み等)を随時正確に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両ドアのウインドガ
ラスを開閉移動するパワーウインド装置やサンルーフを
開閉移動するサンルーフ装置等に用いられる移動体の位
置及び荷重検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、車両のウインドガラスを上下に
開閉移動させるパワーウインド装置やサンルーフを開閉
移動するサンルーフ装置には、駆動源として減速機構を
内蔵したモータが用いられている。
【0003】ここで、例えばパワーウインド装置におい
ては、ウインドガラスに乗員の身体や異物が不要に挟み
込まれることを防止した所謂挟み込み防止機能を有する
ものがある。この種の挟み込み防止機能を有したパワー
ウインド装置では、ドアの所定位置にリミットスイッチ
を配置し、このリミットスイッチからの信号とモータの
ロック電流とを基にウインドガラスに異物が挟み込まれ
たか否かを判断してウインドガラスの移動すなわちモー
タの回転位置を制御する構成のものがある。また、ホー
ルICや特別なコンミテータを設けることによりアーマ
チャの回転数を検出し、この回転数検出信号を基に前記
挟み込まれたか否かを判断してモータの回転位置を制御
する構成のものがある。
【0004】ところで、このような従来のパワーウイン
ド装置(モータの回転位置検出機構)では、ウインドガ
ラスの移動位置(モータの回転位置)を検出する精度が
悪い欠点があった。
【0005】すなわち、例えば、ドアに配置されたリミ
ットスイッチからの信号とモータのロック電流とを基に
前記挟み込み防止機構が構成されるものにあっては、モ
ータやウインドレギュレータを組付ける際にウインドガ
ラスの上下位置とモータ回転軸の所定の回転位置とを対
応させた状態で車体に組み付けリミットスイッチをウイ
ンドガラスの所定位置に対応させて最適位置に取り付け
ても、その後の使用によりガタが発生するとウインドガ
ラスの位置検出精度が自ずと低下し、その都度再調節を
する必要がある。また、ホールICや特別なコンミテー
タによるアーマチャの回転数検出信号を基に前記挟み込
み防止機構が構成されるものにおいては、アーマチャの
スラストガタや減速機構のゴムクッション等のために、
アーマチャの回転数(その検出信号)とウインドガラス
の移動位置とが必ずしも一義的に対応せず、結果的にウ
インドガラスの位置検出精度が悪くなる。したがってこ
の場合にも、ウインドガラスとモータ回転軸との位置関
係をリセットし直す必要が生じたり、ウインドガラスの
移動制御が困難になる。
【0006】さらに、従来のパワーウインド装置(モー
タの回転位置検出機構)では、モータのロック電流によ
って異物の挟み込み(所定の荷重)を検出する構成であ
るが、このモータのロック電流は温度に対する誤差が大
きい。このため、ウインドガラスに乗員の身体や異物が
不要に挟み込まれか否かを単にモータのロック電流を基
準として判断(荷重検出)する構成では、温度条件が変
化した場合に正確な制御が困難である欠点もあった。
【0007】このように、パワーウインド装置やサンル
ーフ装置等に用いられた従来のモータの回転位置や荷重
を検出する機構では、精度が悪く正確な制御が困難であ
った。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、パワーウインド装置やサンルーフ装置に用いた場
合にウインドガラスやサンルーフの位置及びモータの荷
重を高精度に検出することができ、かつこれを簡単な構
造で低コストにより実現できる移動体の位置及び荷重検
出装置を得ることが目的である。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る移動体の
位置及び荷重検出装置は、正逆方向に移動する移動体の
所定の移動位置を検出するための移動体の位置及び荷重
検出装置であって、前記移動体に連結されて常に前記移
動体の移動に連動してパルスを発生するパルス発生手段
と、前記パルス発生手段が発生したパルスを検出するパ
ルス検出手段と、を備えることを特徴としている。
【0010】請求項2に係る移動体の位置及び荷重検出
装置は、請求項1記載の移動体の位置及び荷重検出装置
において、前記移動体は、正逆方向に回転するモータの
出力軸とされ、前記パルス発生手段は、所定間隔毎に連
続する凹凸状の導電部が設けられ前記出力軸と共に回転
する円板状のパルスプレートとされ、前記パルス検出手
段は、前記パルスプレートの導電部に対応して配置さ
れ、前記導電部に接触する摺動接点とされる、ことを特
徴としている。
【0011】請求項3に係る移動体の位置及び荷重検出
装置は、請求項1記載の移動体の位置及び荷重検出装置
において、前記移動体は、正逆方向に回転するモータの
出力軸とされ、前記パルス発生手段は、所定間隔毎に連
続する光反射部が設けられ前記出力軸と共に回転する円
板状のパルスプレートとされ、前記パルス検出手段は、
前記パルスプレートの光反射部に対応して配置され、前
記光反射部からの反射光を検出する光センサとされる、
ことを特徴としている。
【0012】
【作用】請求項1記載の移動体の位置及び荷重検出装置
では、移動体が正逆方向に移動すると、この移動体に連
動してパルス発生手段がパルスを発生し発生されたパル
スはパルス検出手段によって検出される。この検出した
パルス信号(パルス数やパルス幅あるいはデューティ
比)を基に、移動体の移動位置及びその移動速度をリニ
アに検出することが可能となる。
【0013】したがって、例えばこの位置及び荷重検出
装置を、挟み込み防止機能を有する車両のパワーウイン
ド装置の駆動用モータに用いた場合には、モータ回転軸
の回転位置(すなわち、ウインドガラスの移動位置)を
随時正確に検出することができ、さらに、モータに作用
する負荷荷重(すなわち、ウインドガラスが異物を挟み
込んだか否かや、移動限に達したか否か)を随時正確に
検出することができる。
【0014】請求項2記載の移動体の位置及び荷重検出
装置では、モータが正逆方向に回転するとモータに連動
してパルスプレートが回転される。これにより、パルス
プレートの導電部に接触する摺動接点の接触位置が変更
されながら、パルスが発生されて検出される。この検出
したパルス信号(パルス数やパルス幅あるいはデューテ
ィ比)を基に、モータの回転位置及びその回転速度をリ
ニアに検出することが可能となる。
【0015】したがって、例えばこの位置及び荷重検出
装置を、挟み込み防止機能を有する車両のパワーウイン
ド装置の駆動用モータに用いた場合には、モータ回転軸
の回転位置(すなわち、ウインドガラスの移動位置)を
随時正確に検出することができ、さらに、モータに作用
する負荷荷重(すなわち、ウインドガラスが異物を挟み
込んだか否かや、移動限に達したか否か)を随時正確に
検出することができる。
【0016】請求項3記載の移動体の位置及び荷重検出
装置では、モータが正逆方向に回転するとモータに連動
してパルスプレートが回転される。これにより、パルス
プレートの光反射部と光センサの対向位置が変更されな
がら、パルスが発生されて検出される。この検出したパ
ルス信号(パルス数やパルス幅あるいはデューティ比)
を基に、モータの回転位置及びその回転速度をリニアに
検出することが可能となる。
【0017】したがって、例えばこの位置及び荷重検出
装置を、挟み込み防止機能を有する車両のパワーウイン
ド装置の駆動用モータに用いた場合には、モータ回転軸
の回転位置(すなわち、ウインドガラスの移動位置)を
随時正確に検出することができ、さらに、モータに作用
する負荷荷重(すなわち、ウインドガラスが異物を挟み
込んだか否かや、移動限に達したか否か)を随時正確に
検出することができる。
【0018】
【実施例】図1には本発明の第1実施例に係る位置及び
荷重検出装置30が適用されたパワーウインド装置用の
モータ10の全体斜視図が示されている。また、図2及
び図3にはこのモータ10、位置及び荷重検出装置30
の断面図が示されており、図4には位置及び荷重検出装
置30の一部破断した平面図が示されている。
【0019】モータ10は、モータ部10Aとこのモー
タ部10Aに連結するギヤ部10Bとによって構成され
ている。モータ部10Aの回転軸12はギヤ部10B内
へ延出されており、先端にはウォームギヤ14が形成さ
れている。このウォームギヤ14は、ギヤ部10B内に
配置された回転ギヤホイール16に噛み合っている。
【0020】回転ギヤホイール16は、モータ出力軸と
しての軸20が、ギヤ部10Bのカバー18に回転可能
に支持されている。このため、モータ部10Aが作動し
て回転軸12が回転すると、この回転力がウォームギヤ
14を介して回転ギヤホイール16へ伝達されて軸20
が回転するようになっている。軸20の先端にはピニオ
ン22が取り付けられており、ウインドレギュレータの
ラック(図示省略)に噛み合う構成である。
【0021】一方、回転ギヤホイール16の軸20と反
対側の面には、位置及び荷重検出装置30がガスケット
32を介して取り付けられている。
【0022】図2及び図3に詳細に示す如く、位置及び
荷重検出装置30は、ベースプレート34及びカバープ
レート36を備えており、両者によって薄型の略円筒形
に構成されている。ベースプレート34には、中心部分
に透孔38が形成されている。
【0023】また、位置及び荷重検出装置30は、パル
ス発生手段としてのパルスプレート42を備えている。
図4に示す如くパルスプレート42は円板状に形成され
ており、ベースプレート34とカバープレート36との
間に配置されている。ベースプレート34とカバープレ
ート36の内側にはそれぞれ突起35、37、39が設
けられており、パルスプレート42はこの突起35、3
9によって軸方向の動きが規制され、かつ、突起37に
よってメタルリング40の軸方向の動きも規制されるの
で、パルスプレート42が軸方向に振れることがなく安
定して回転することができる。パルスプレート42の中
心部には、内周に段部を有する係合孔44が形成されて
いる。また、メタルリング40の軸方向両側にはそれぞ
れ段部が形成され、パルスプレート42および軸20と
嵌合し、互いに回転しないようになっている。したがっ
て、パルスプレート42は組付けられた後には回転ギヤ
ホイール16の軸20に一体的に連結されている。これ
により、パルスプレート42は常に軸20と一体に回転
する構成である。また、パルスプレート42のカバープ
レート36の側の一側面には、導電部46が設けられて
いる。この導電部46は、パルスプレート42の中心部
分に設けられており、図5に詳細に示す如く、リング状
の第1導電部46Aとこの第1導電部46Aに隣接しパ
ルス状の凹凸が連続する第2導電部46Bとによって構
成されている。
【0024】一方、カバープレート36にはパルス検出
手段としての摺動接点48が設けられている。図5に示
す如く、摺動接点48は、入力コンタクトプレート50
と、一対の出力コンタクトプレート52、54とによっ
て構成されており、共に弾力性を有している。これらの
入力コンタクトプレート50及び一対の出力コンタクト
プレート52、54は、それぞれ一端がカバープレート
36に固定されると共に、先端はパルスプレート42へ
向けてそれぞれ延出されて導電部46に弾力的に当接し
ている。ここで、入力コンタクトプレート50は常に導
電部46の第1導電部46Aに接触しており、一方、一
対の出力コンタクトプレート52、54は導電部46の
第2導電部46Bに接触する。これにより、パルスプレ
ート42の回転に伴って、出力コンタクトプレート52
が第2導電部46Bに接触/非接触を繰り返すことによ
り一連のパルス信号を検出することができ、かつ、出力
コンタクトプレート54が第2導電部46Bに接触/非
接触を繰り返すことにより一連のパルス信号を検出する
ことができる構成である。
【0025】なお、本第1実施例においては、パルスプ
レート42の1回転によって70パルスが得られるよう
に第2導電部46Bの凹凸数が設定されており、図6に
示す如く、パルス幅TON=6ms、TOFF =6msとさ
れている。さらにこの場合、出力コンタクトプレート5
2により得られるパルス信号と、出力コンタクトプレー
ト54により得られるパルス信号との位相が1/4周期
(TR =3ms)だけずれるように、出力コンタクトプ
レート52、54と第2導電部46Bとの接触位置がず
れて設定されている。これにより、パルスプレート42
(すなわち、軸20)の回転方向(正回転か逆回転か)
が検出できる構成である。なお、出力コンタクトプレー
ト52、54とのパルス信号の位相差は1/2周期以外
であれば回転方向が検出できるので、位相差は1/2周
期以外であれば任意の周期でよい。
【0026】この摺動接点48(入力コンタクトプレー
ト50及び一対の出力コンタクトプレート52、54)
はパワーウインド装置の制御回路に電気的に接続されて
おり、後に説明するモータ10の回転制御に用いられ
る。
【0027】次に本実施例の作用を、パワーウインド装
置の上昇スイッチが操作されてウインドガラスが上昇移
動する際を例に説明する。
【0028】上記構成のモータ10及び位置及び荷重検
出装置30では、パワーウインド装置の上昇スイッチが
操作されると、モータ10が作動して軸20が回転し、
これによりウインドレギュレータが作動されてウインド
ガラスが上昇される。またここで、軸20が回転する
と、これに伴って位置及び荷重検出装置30のパルスプ
レート42が回転され、入力コンタクトプレート50と
出力コンタクトプレート52とにより一連のパルス信号
が検出されると共に、入力コンタクトプレート50と出
力コンタクトプレート54とにより一連のパルス信号が
検出される。
【0029】この検出されたパルス信号によって、モー
タ10の所定の回転位置すなわちウインドガラスが所定
位置(例えば、上端停止位置から下方へ4mm離間した
位置)に達したか否かが判断される。
【0030】さらに、ウインドガラスが上端停止位置か
ら下方へ4mm離間した位置に達していなければ、モー
タ10の作動が続行されながら、同様に位置及び荷重検
出装置30が検出したパルス信号(パルス幅:周期)に
基づいて異物を挟み込んだか否かが判断される。異物を
挟み込んだことが検出されると、モータ10が逆方向へ
回転されてウインドガラスが降下される。
【0031】一方、位置及び荷重検出装置30が検出し
たパルス信号(パルス数)に基づいてウインドガラスが
上端停止位置から下方へ4mm離間した位置に達したこ
とが検出されると、モータ10の作動が続行されなが
ら、同様に位置及び荷重検出装置30が検出したパルス
信号(パルス幅:周期)に基づいてウインドガラスが全
閉したか否かが判断され、ウインドガラスの全閉が検出
されるとモータ10が停止される。
【0032】このように、位置及び荷重検出装置30で
は、軸20と共に回転するパルスプレート42と摺動接
点48によってパルス信号を検出しこの検出したパルス
信号(パルス数やパルス幅)を基にモータの回転位置及
びその回転速度を検出するため、アーマチャのスラスト
ガタや減速機構のゴムクッション等の悪影響を受けるこ
となく、ウインドガラスの移動位置を随時正確に検出す
ることができ、さらに、モータに作用する負荷荷重(す
なわち、ウインドガラスが異物を挟み込んだか否かや、
移動限に達したか否か)を随時正確に検出することがで
きる。さらに、従来のモータ回転位置検出機構の如くモ
ータのロック電流によって異物の挟み込み(所定の荷
重)を検出する構成でないため、温度条件が変化した場
合であっても正確な検出や制御が可能となる。
【0033】なお、本第1実施例においては、導電部4
6をパルスプレート42の上面に設けた構成としたが、
これに限らず、図7に示すパルスプレート56の如く導
電部58を周囲側壁に設けると共にこれに対向して摺動
接点48を配置する構成としてもよい。この場合であっ
ても、検出したパルス信号を基にモータの回転位置(す
なわち、ウインドガラスの移動位置)及びその回転速度
(負荷荷重:すなわち、ウインドガラスが異物を挟み込
んだか否かや、移動限に達したか否か)を随時正確に検
出することができる。
【0034】次に、本発明の第2実施例を説明する。な
お、前記第1実施例と基本的に同一の部品には前記第1
実施例と同一の符号を付与しその説明を省略する。
【0035】図8及び図9には、本発明の第2実施例に
係る位置及び荷重検出装置60、及びこれが適用された
モータ10の断面図が示されており、図10には位置及
び荷重検出装置60の一部破断した平面図が示されてい
る。
【0036】位置及び荷重検出装置60では、軸20と
一体に回転するパルス発生手段としてのパルスプレート
62を備えている。パルスプレート62のカバープレー
ト36の側の一側面には、光反射部64が設けられてい
る。この光反射部64は、図11に詳細に示す如く、パ
ルスプレート62の中心部分に周方向に沿って所定間隔
毎に連続して設けられている。
【0037】一方、カバープレート36にはパルス検出
手段としての光センサ66、68が設けられている。光
センサ66、68は、パルスプレート62の光反射部6
4に対向して配置されており、光反射部64へ照射され
た反射光を検出することができる。これにより、パルス
プレート62の回転に伴って、光センサ66、68はそ
れぞれ一連のパルス信号を検出することができる構成で
ある。
【0038】なお、この場合、光センサ66により得ら
れるパルス信号と、光センサ68により得られるパルス
信号との位相が前述した第1実施例と同様に1/4周期
だけずれるように、光センサ66と光センサ68の光反
射部64に対する対向位置がずれて設定されている。こ
れにより、パルスプレート62(すなわち、軸20)の
回転方向(正回転か逆回転か)が検出できる構成であ
る。
【0039】この光センサ66、68もパワーウインド
装置の制御回路に電気的に接続されており、モータ10
の回転制御に用いられる。
【0040】上記構成のモータ10、位置及び荷重検出
装置60においても、軸20が回転すると、これに伴っ
てパルスプレート62が回転され、光センサ66及び光
センサ68により一連のパルス信号が検出される。この
検出されたパルス信号(パルス数及びパルス幅)に基づ
いて、モータ10の所定の回転位置すなわちウインドガ
ラスが所定位置に達したか否かや、モータ10の所定の
荷重すなわちウインドガラスが異物を挟み込んだか否か
あるいはウインドガラスが全閉したか否かが判断され
る。
【0041】したがって、アーマチャのスラストガタや
減速機構のゴムクッション等の悪影響を受けることな
く、ウインドガラスの移動位置を随時正確に検出するこ
とができ、さらに、モータに作用する負荷荷重(すなわ
ち、ウインドガラスが異物を挟み込んだか否かや、移動
限に達したか否か)を随時正確に検出することができ
る。さらに、従来のモータ回転位置検出機構の如くモー
タのロック電流によって異物の挟み込み(所定の荷重)
を検出する構成でないため、温度条件が変化した場合で
あっても正確な検出や制御が可能となる。
【0042】さらに、位置及び荷重検出装置60では、
パルスプレート62と光センサ66、68は非接触状態
で回転位置を検出できるため、磨耗等によるパルス波形
の変動がなく、一層正確に検出できる。
【0043】なお、本第2実施例においては、光反射部
64をパルスプレート62の上面に設けた構成とした
が、これに限らず、図12に示すパルスプレート70の
如く光反射部72を周囲側壁に設けると共にこれに対向
して光センサ66、68を配置する構成としてもよい。
この場合であっても、検出したパルス信号を基にモータ
の回転位置(すなわち、ウインドガラスの移動位置)及
びその回転速度(負荷荷重:すなわち、ウインドガラス
が異物を挟み込んだか否かや、移動限に達したか否か)
を随時正確に検出することができる。
【0044】
【発明の効果】以上説明した如く本発明は、モータの出
力軸等の移動体の所定の移動位置を高精度に検出でき、
パワーウインド装置やサンルーフ装置に用いた場合にウ
インドガラスやサンルーフの位置及びモータの荷重を高
精度に検出することができ、かつこれを簡単な構造で低
コストにより実現できるという優れた効果を有してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る位置及び荷重検出装
置が適用されたパワーウインド装置用のモータの全体斜
視図である。
【図2】本発明の第1実施例に係る位置及び荷重検出装
置が適用されたパワーウインド装置用のモータの図4の
3−3線に沿った分解した断面図である。
【図3】本発明の第1実施例に係る位置及び荷重検出装
置が適用されたパワーウインド装置用のモータの図4の
3−3線に沿った断面図である。
【図4】本発明の第1実施例に係る位置及び荷重検出装
置が適用されたパワーウインド装置用のモータの一部破
断した平面図である。
【図5】本発明の第1実施例に係る位置及び荷重検出装
置の導電部と摺動接点の対応関係を示す平面図である。
【図6】本発明の第1実施例に係る位置及び荷重検出装
置によって検出されるパルスを示す線図である。
【図7】本発明の第1実施例に係る位置及び荷重検出装
置のパルスプレートの他の例を示す斜視図である。
【図8】本発明の第2実施例に係る位置及び荷重検出装
置が適用されたパワーウインド装置用のモータの図10
の9−9線に沿った分解した断面図である。
【図9】本発明の第2実施例に係る位置及び荷重検出装
置が適用されたパワーウインド装置用のモータの図10
の9−9線に沿った断面図である。
【図10】本発明の第2実施例に係る位置及び荷重検出
装置が適用されたパワーウインド装置用のモータの一部
破断した平面図である。
【図11】本発明の第2実施例に係る位置及び荷重検出
装置の光反射部と光センサの対応関係を示す平面図であ
る。
【図12】本発明の第2実施例に係る位置及び荷重検出
装置のパルスプレートの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 モータ 20 軸(移動体、出力軸) 30 位置及び荷重検出装置 42 パルスプレート(パルス発生手段) 46 導電部 48 摺動接点(パルス検出手段) 50 入力コンタクトプレート 52 出力コンタクトプレート 54 出力コンタクトプレート 60 位置及び荷重検出装置 62 パルスプレート(パルス発生手段) 64 光反射部 66 光センサ(パルス検出手段) 68 光センサ(パルス検出手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正逆方向に移動する移動体の所定の移動
    位置を検出するための移動体の位置及び荷重検出装置で
    あって、 前記移動体に連結されて常に前記移動体の移動に連動し
    てパルスを発生するパルス発生手段と、 前記パルス発生手段が発生したパルスを検出するパルス
    検出手段と、 を備えることを特徴とする移動体の位置及び荷重検出装
    置。
  2. 【請求項2】 前記移動体は、正逆方向に回転するモー
    タの出力軸とされ、 前記パルス発生手段は、所定間隔毎に連続する凹凸状の
    導電部が設けられ前記出力軸と共に回転する円板状のパ
    ルスプレートとされ、 前記パルス検出手段は、前記パルスプレートの導電部に
    対応して配置され、前記導電部に接触する摺動接点とさ
    れる、 ことを特徴とする請求項1記載の移動体の位置及び荷重
    検出装置。
  3. 【請求項3】 前記移動体は、正逆方向に回転するモー
    タの出力軸とされ、 前記パルス発生手段は、所定間隔毎に連続する光反射部
    が設けられ前記出力軸と共に回転する円板状のパルスプ
    レートとされ、 前記パルス検出手段は、前記パルスプレートの光反射部
    に対応して配置され、前記光反射部からの反射光を検出
    する光センサとされる、 ことを特徴とする請求項1記載の移動体の位置及び荷重
    検出装置。
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