JP2000193412A - 回転型センサ - Google Patents
回転型センサInfo
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- JP2000193412A JP2000193412A JP10368036A JP36803698A JP2000193412A JP 2000193412 A JP2000193412 A JP 2000193412A JP 10368036 A JP10368036 A JP 10368036A JP 36803698 A JP36803698 A JP 36803698A JP 2000193412 A JP2000193412 A JP 2000193412A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
- G01D5/165—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance by relative movement of a point of contact or actuation and a resistive track
- G01D5/1655—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance by relative movement of a point of contact or actuation and a resistive track more than one point of contact or actuation on one or more tracks
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Adjustable Resistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部のスロットルバルブ等が連結されて回転
する操作軸に、スラスト方向、あるいはラジアル方向に
ガタがあっても、前記操作軸の回転角度を高精度に検出
することができる回転型センサを提供する。 【解決手段】 本発明の回転型センサは、回転体側１５
に接点部１６ｂを有する摺動子片１６ａと、この摺動子
片１６ａと対向する側に配設された基板１７に形成され
た導体パターンで構成され、操作軸２３は先端部に回転
中心から直交する方向に延びる平板状の突部２３ａを有
し、溝部１５ｄは操作軸２３の軸方向と直交する方向に
延びて形成され、突部２３ａを溝部１５ｄに係合させる
と共に、溝部１５ｄの溝方向と略直交した位置に摺動子
片１６ａの接点部１６ｂが位置するようにしたので、操
作軸２３のガタ、あるいは偏心を吸収して、回転角度、
あるいは回転方向を高精度に検知することができる。
する操作軸に、スラスト方向、あるいはラジアル方向に
ガタがあっても、前記操作軸の回転角度を高精度に検出
することができる回転型センサを提供する。 【解決手段】 本発明の回転型センサは、回転体側１５
に接点部１６ｂを有する摺動子片１６ａと、この摺動子
片１６ａと対向する側に配設された基板１７に形成され
た導体パターンで構成され、操作軸２３は先端部に回転
中心から直交する方向に延びる平板状の突部２３ａを有
し、溝部１５ｄは操作軸２３の軸方向と直交する方向に
延びて形成され、突部２３ａを溝部１５ｄに係合させる
と共に、溝部１５ｄの溝方向と略直交した位置に摺動子
片１６ａの接点部１６ｂが位置するようにしたので、操
作軸２３のガタ、あるいは偏心を吸収して、回転角度、
あるいは回転方向を高精度に検知することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回転型センサに係わ
り、外部から伝達される回転角度を高精度に検出するこ
とができる回転型センサに関する。
り、外部から伝達される回転角度を高精度に検出するこ
とができる回転型センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の回転型センサは、図６に示すよう
に、外形が略円筒状の筺体１から構成され、内部に空洞
部２ａを有するケース２と、このケース２を固着して空
洞部２ａを蓋閉する蓋体３とが配設されている。そして
蓋体３には軸孔３ａが形成され、空洞部２ａには回転中
心に軸部４ａが形成された回転体４が収納されている。
前記軸部４ａが蓋体３の軸孔３ａに回転自在に挿入され
て、蓋体３の外方に突出した状態になっている。前記軸
孔３ａの直径寸法は、軸部４ａの直径寸法より大きめに
形成され、軸部４ａは軸孔３ａにガタ嵌合で挿入されて
いる。また、軸部４ａの先端部の回転中心には、例えば
小判状の係合孔４ｂが形成され、この係合穴４ｂに後述
する操作軸８が挿入されるようになっている。
に、外形が略円筒状の筺体１から構成され、内部に空洞
部２ａを有するケース２と、このケース２を固着して空
洞部２ａを蓋閉する蓋体３とが配設されている。そして
蓋体３には軸孔３ａが形成され、空洞部２ａには回転中
心に軸部４ａが形成された回転体４が収納されている。
前記軸部４ａが蓋体３の軸孔３ａに回転自在に挿入され
て、蓋体３の外方に突出した状態になっている。前記軸
孔３ａの直径寸法は、軸部４ａの直径寸法より大きめに
形成され、軸部４ａは軸孔３ａにガタ嵌合で挿入されて
いる。また、軸部４ａの先端部の回転中心には、例えば
小判状の係合孔４ｂが形成され、この係合穴４ｂに後述
する操作軸８が挿入されるようになっている。
【０００３】また、蓋体２の空洞部２ａ側の内面には、
抵抗基板５が取り付けられ、この抵抗基板５の表面には
図示しない略馬蹄形状の抵抗体パターンが印刷形成され
ている。この抵抗体パターンには回転体４に取り付けら
れた摺動子片６が弾接され、回転体４が回転すると摺動
子片６が抵抗体パターン上を摺動して、抵抗値が所定の
カーブで変化するようになっている。前記抵抗基板５の
図示下方側には、前記抵抗体パターンに接続される複数
の端子７がカシメ等で取り付けられている。
抵抗基板５が取り付けられ、この抵抗基板５の表面には
図示しない略馬蹄形状の抵抗体パターンが印刷形成され
ている。この抵抗体パターンには回転体４に取り付けら
れた摺動子片６が弾接され、回転体４が回転すると摺動
子片６が抵抗体パターン上を摺動して、抵抗値が所定の
カーブで変化するようになっている。前記抵抗基板５の
図示下方側には、前記抵抗体パターンに接続される複数
の端子７がカシメ等で取り付けられている。
【０００４】このような従来の回転型センサを用いて、
例えば自動車のスロットルバルブ等の回転角度を検出す
るには、所定の取付部材（図示せず）に蓋体３を取り付
け、軸部４ａの係合穴４ｂには、自動車側のスロットル
バルブに連結された、２点鎖線で示すような被検出軸で
ある操作軸８が圧入等により係合するようになってい
る。この操作軸８は、先端部が小判状にスリ落としさ
れ、この小判状の先端部が、軸部４ａの小判状の係合孔
４ｂに係合されて、操作軸８の回転が回転体４に伝達さ
れるようになっている。
例えば自動車のスロットルバルブ等の回転角度を検出す
るには、所定の取付部材（図示せず）に蓋体３を取り付
け、軸部４ａの係合穴４ｂには、自動車側のスロットル
バルブに連結された、２点鎖線で示すような被検出軸で
ある操作軸８が圧入等により係合するようになってい
る。この操作軸８は、先端部が小判状にスリ落としさ
れ、この小判状の先端部が、軸部４ａの小判状の係合孔
４ｂに係合されて、操作軸８の回転が回転体４に伝達さ
れるようになっている。
【０００５】前記操作軸８は、前記スロットルバルブ側
の部品の組み合わせ上の関係から、軸方向であるスラス
ト方向と、軸方向と直交する方向のラジアル方向とのガ
タ、あるいは偏心が発生しており、これら操作軸８のガ
タ、あるいは偏心を回転型センサ側で吸収しなければな
らなかった。この操作軸８のガタ、あるいは偏心の吸収
は、底板３の軸孔３ａの直径寸法を回転体４の軸部４ａ
の直径寸法より大きく形成し、操作軸８にラジアル方向
のガタ、あるいは偏心があっても、軸部４ａが軸孔３ａ
に接触することなく、回転体４をスムーズに回転させる
ようにしている。
の部品の組み合わせ上の関係から、軸方向であるスラス
ト方向と、軸方向と直交する方向のラジアル方向とのガ
タ、あるいは偏心が発生しており、これら操作軸８のガ
タ、あるいは偏心を回転型センサ側で吸収しなければな
らなかった。この操作軸８のガタ、あるいは偏心の吸収
は、底板３の軸孔３ａの直径寸法を回転体４の軸部４ａ
の直径寸法より大きく形成し、操作軸８にラジアル方向
のガタ、あるいは偏心があっても、軸部４ａが軸孔３ａ
に接触することなく、回転体４をスムーズに回転させる
ようにしている。
【０００６】前述のような従来の回転型センサは、スロ
ットルバルブの回転軸等に連結された操作軸８が所定角
度回転すると、回転体４もスムーズに回転して、摺動子
片６が抵抗体パターン上を摺動して抵抗値を変化させ、
この抵抗値の変化量を図示しない制御部が検出して、操
作軸８の回転角度を検出することができるようになって
いる。
ットルバルブの回転軸等に連結された操作軸８が所定角
度回転すると、回転体４もスムーズに回転して、摺動子
片６が抵抗体パターン上を摺動して抵抗値を変化させ、
この抵抗値の変化量を図示しない制御部が検出して、操
作軸８の回転角度を検出することができるようになって
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
な従来の回転型センサは、スラスト方向、あるいはラジ
アル方向にガタ、あるいは偏心がある操作軸８に、回転
体４の軸部４ａが直接取り付けられているため、操作軸
８が回転すると、回転体４も操作軸８のガタ、あるいは
偏心に追従してガタ、あるいは偏心が発生し、抵抗体パ
ターンに対する摺動子片６の軌跡がずれて抵抗値のバラ
ツキが大きくなり、回転角度を高精度に検出できなくな
るという問題があった。、
な従来の回転型センサは、スラスト方向、あるいはラジ
アル方向にガタ、あるいは偏心がある操作軸８に、回転
体４の軸部４ａが直接取り付けられているため、操作軸
８が回転すると、回転体４も操作軸８のガタ、あるいは
偏心に追従してガタ、あるいは偏心が発生し、抵抗体パ
ターンに対する摺動子片６の軌跡がずれて抵抗値のバラ
ツキが大きくなり、回転角度を高精度に検出できなくな
るという問題があった。、
【０００８】また、操作軸８のガタの影響をなくすため
に、操作軸８と軸部４ａとを、回転方向の一面のみで当
接させて、操作軸８の一方向の回転だけを回転体４に伝
達するようにし、操作軸８が他方向に回転すると、リタ
ーンバネ等のバネ圧で、回転体４を操作軸８の回転に追
従するようにして、操作軸８と軸部４ａとを一体的に動
作させるようにする方法がある。しかし、この方法だと
リターンバネ等の部品が必要になり、部品点数が増えて
コストアップになるという問題があった。本発明は、前
述のような課題を解決して、操作軸８にガタ、あるいは
偏心があったとしても、このガタあるいは偏心を吸収し
て、高精度の回転角度検出ができる回転型センサを提供
することを目的とする。
に、操作軸８と軸部４ａとを、回転方向の一面のみで当
接させて、操作軸８の一方向の回転だけを回転体４に伝
達するようにし、操作軸８が他方向に回転すると、リタ
ーンバネ等のバネ圧で、回転体４を操作軸８の回転に追
従するようにして、操作軸８と軸部４ａとを一体的に動
作させるようにする方法がある。しかし、この方法だと
リターンバネ等の部品が必要になり、部品点数が増えて
コストアップになるという問題があった。本発明は、前
述のような課題を解決して、操作軸８にガタ、あるいは
偏心があったとしても、このガタあるいは偏心を吸収し
て、高精度の回転角度検出ができる回転型センサを提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の解決手段として本発明の回転型センサは、操作
軸が係合する溝部を有し前記操作軸の回転に伴って回転
する回転体と、この回転体を回転可能に支持する筺体
と、前記回転体の回転角度を検出する角度検出部材とを
備え、この角度検出部材は前記回転体側に接点部を有す
る摺動子片と、この摺動子片と対向する側に配設された
基板に形成された導体パターンで構成され、前記操作軸
は先端部に回転中心から直交する方向に延びる平板状の
突部を有し、前記溝部は前記操作軸の軸方向と直交する
方向に延びて形成され、前記突部を前記溝部に係合させ
ると共に、前記溝部の溝方向と略直交した位置に前記摺
動子片の前記接点部が位置するような構成とした。
の第１の解決手段として本発明の回転型センサは、操作
軸が係合する溝部を有し前記操作軸の回転に伴って回転
する回転体と、この回転体を回転可能に支持する筺体
と、前記回転体の回転角度を検出する角度検出部材とを
備え、この角度検出部材は前記回転体側に接点部を有す
る摺動子片と、この摺動子片と対向する側に配設された
基板に形成された導体パターンで構成され、前記操作軸
は先端部に回転中心から直交する方向に延びる平板状の
突部を有し、前記溝部は前記操作軸の軸方向と直交する
方向に延びて形成され、前記突部を前記溝部に係合させ
ると共に、前記溝部の溝方向と略直交した位置に前記摺
動子片の前記接点部が位置するような構成とした。
【００１０】また、前記課題を解決するための第２の解
決手段として、前記導体パターンは抵抗体から成り、こ
の抵抗体に前記摺動子片の前記接点部を摺接させるよう
な構成とした。
決手段として、前記導体パターンは抵抗体から成り、こ
の抵抗体に前記摺動子片の前記接点部を摺接させるよう
な構成とした。
【００１１】また、前記課題を解決するための第３決手
段として、前記導体パターンは、回転中心に中心を持つ
放射状に形成された複数のパルス発生部を有し、このパ
ルス発生部に前記摺動子片の前記接点部を摺接させるよ
うな構成とした。
段として、前記導体パターンは、回転中心に中心を持つ
放射状に形成された複数のパルス発生部を有し、このパ
ルス発生部に前記摺動子片の前記接点部を摺接させるよ
うな構成とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の回転型センサの
１実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明
の回転型センサの要部断面図であり、図２は本発明に係
わる主要部品の位置関係を説明する概略平面図であり、
図３は本発明に係わる弾性部材の図であり、図４は本発
明に係わる操作軸の先端部の要部概略図であり、図５、
６は本発明に係わるその他の実施の形態を説明する概略
平面図である。
１実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明
の回転型センサの要部断面図であり、図２は本発明に係
わる主要部品の位置関係を説明する概略平面図であり、
図３は本発明に係わる弾性部材の図であり、図４は本発
明に係わる操作軸の先端部の要部概略図であり、図５、
６は本発明に係わるその他の実施の形態を説明する概略
平面図である。
【００１３】本発明の回転型センサは、図１に示すよう
に、例えば、外形が箱状（図示せず）で樹脂材料等から
成る筺体１０が形成され、この筺体１０は底壁１１によ
り底部が遮蔽されている。前記底壁１１の一部を図示右
側に突出させて、略円筒状の収納部１２が形成され、こ
の収納部１２は、周囲の側壁１３と、底部の底板１４と
から形成されている。
に、例えば、外形が箱状（図示せず）で樹脂材料等から
成る筺体１０が形成され、この筺体１０は底壁１１によ
り底部が遮蔽されている。前記底壁１１の一部を図示右
側に突出させて、略円筒状の収納部１２が形成され、こ
の収納部１２は、周囲の側壁１３と、底部の底板１４と
から形成されている。
【００１４】前記収納部１２内部の底板１４の略中央部
には、支持部１４ａが収納部１２側に突出形成され、こ
の支持部１４ａの中心部に、凹部から成る半球状の軸受
け部１４ｂが形成されている。前記底板１４の収納部１
２内で側壁１３寄りには、後述する基板１７を取り付け
るための基板保持部１４ｃが突出形成されている。前記
収納部１２内には、略円盤状の樹脂材料から成る回転体
１５が中心線Ａを回転中心として回転自在に収納されて
いる。
には、支持部１４ａが収納部１２側に突出形成され、こ
の支持部１４ａの中心部に、凹部から成る半球状の軸受
け部１４ｂが形成されている。前記底板１４の収納部１
２内で側壁１３寄りには、後述する基板１７を取り付け
るための基板保持部１４ｃが突出形成されている。前記
収納部１２内には、略円盤状の樹脂材料から成る回転体
１５が中心線Ａを回転中心として回転自在に収納されて
いる。
【００１５】この回転体１５の図示左側の一方側に、中
心線Ａを挟んで対向する一対の係合壁１５ｃ、１５ｃが
突出形成され、この一対の係合壁１５ｃ、１５ｃの間
に、中心線Ａと直交する方向に延びる所定幅寸法の溝部
１５ｄが形成されている。前記係合壁１５ｃ、１５ｃの
それぞれの先端部には、略半円状の凸部１５ｅ、１５ｅ
が、溝部１５ｄ側に突出形成されている。また、回転体
１５の図示右側の他方側の回転中心からは、先端部が略
半球状に突出する軸部１５ｂが形成されている。この軸
部１５ｂが、底板１４の軸受け部１４ｂに回転自在に軸
支され、軸部１５ｂは中心線Ａと直交する方向に動けな
いようになっている。
心線Ａを挟んで対向する一対の係合壁１５ｃ、１５ｃが
突出形成され、この一対の係合壁１５ｃ、１５ｃの間
に、中心線Ａと直交する方向に延びる所定幅寸法の溝部
１５ｄが形成されている。前記係合壁１５ｃ、１５ｃの
それぞれの先端部には、略半円状の凸部１５ｅ、１５ｅ
が、溝部１５ｄ側に突出形成されている。また、回転体
１５の図示右側の他方側の回転中心からは、先端部が略
半球状に突出する軸部１５ｂが形成されている。この軸
部１５ｂが、底板１４の軸受け部１４ｂに回転自在に軸
支され、軸部１５ｂは中心線Ａと直交する方向に動けな
いようになっている。
【００１６】前記回転体１５は、軸部１５ｂが形成され
た側に、角度検出部材１６を構成する部品の一部であ
る、バネ性のある金属板から成る摺動子片１６ａが取り
付けられている。この摺動子片１６ａは、図２に示すよ
うに、後述する基板１７に形成された抵抗体１７ａから
成る導電パターンの略中央部に摺接する接点部１６ｂが
設けられ、この接点部１６ｂが回転体１５の溝部１５ｄ
の溝方向と略直交した位置に取り付けられている。前記
回転体１５の摺動子片１６ａが取り付けられた面と対向
する側で、底板１４の基板保持部１４ｃには、絶縁性の
基板１７が基板保持部１４ｃに位置決めされてカシメ等
で固着されている。前記基板１７の表面には、導電パタ
ーンが形成され、この導電パターンは図２に示すよう
な、印刷等で形成された略円弧状の抵抗体パターン、集
電パターンから成る抵抗体１７ａで構成され、この抵抗
体１７ａの幅方向の略中央部に摺動子片１６ａの接点部
１６ｂが摺接するようになっている。前記角度検出部材
１６は、摺動子片１６ａと抵抗体１７ａを有する基板１
７とで構成されている。
た側に、角度検出部材１６を構成する部品の一部であ
る、バネ性のある金属板から成る摺動子片１６ａが取り
付けられている。この摺動子片１６ａは、図２に示すよ
うに、後述する基板１７に形成された抵抗体１７ａから
成る導電パターンの略中央部に摺接する接点部１６ｂが
設けられ、この接点部１６ｂが回転体１５の溝部１５ｄ
の溝方向と略直交した位置に取り付けられている。前記
回転体１５の摺動子片１６ａが取り付けられた面と対向
する側で、底板１４の基板保持部１４ｃには、絶縁性の
基板１７が基板保持部１４ｃに位置決めされてカシメ等
で固着されている。前記基板１７の表面には、導電パタ
ーンが形成され、この導電パターンは図２に示すよう
な、印刷等で形成された略円弧状の抵抗体パターン、集
電パターンから成る抵抗体１７ａで構成され、この抵抗
体１７ａの幅方向の略中央部に摺動子片１６ａの接点部
１６ｂが摺接するようになっている。前記角度検出部材
１６は、摺動子片１６ａと抵抗体１７ａを有する基板１
７とで構成されている。
【００１７】また、図１に示す基板１７の下端部には、
略Ｌ字状の複数の端子１８が、抵抗体１７ａに対応して
接続されて基板１７の端面から引き出され、側壁１３の
内面にガイドされた状態で、図示左側に先端部１８ａが
引き出され、この先端部１８ａがＦＰＣ１９上の図示し
ないリードパターンに半田付け等で接続されている。前
記回転体１５の図１に示す左側には、収納部１２を蓋閉
する上板２０が配設され、この上板２０は底壁１１の複
数箇所に形成された取付突起１１ａに取り付けられて、
熱カシメ等で底壁１１に固着されている。前記上板２０
の中心部には、回転体１５の一対の係合壁１５ｃ、１５
ｃが位置する開口部２０ａが形成され、この開口部２０
ａの周囲に支持壁２０ｂが、内部の回転体１５側に円筒
状に突出形成されている。そして、支持壁２０ｂによっ
て、回転体１５が所定以上斜めにならないようになって
いる。
略Ｌ字状の複数の端子１８が、抵抗体１７ａに対応して
接続されて基板１７の端面から引き出され、側壁１３の
内面にガイドされた状態で、図示左側に先端部１８ａが
引き出され、この先端部１８ａがＦＰＣ１９上の図示し
ないリードパターンに半田付け等で接続されている。前
記回転体１５の図１に示す左側には、収納部１２を蓋閉
する上板２０が配設され、この上板２０は底壁１１の複
数箇所に形成された取付突起１１ａに取り付けられて、
熱カシメ等で底壁１１に固着されている。前記上板２０
の中心部には、回転体１５の一対の係合壁１５ｃ、１５
ｃが位置する開口部２０ａが形成され、この開口部２０
ａの周囲に支持壁２０ｂが、内部の回転体１５側に円筒
状に突出形成されている。そして、支持壁２０ｂによっ
て、回転体１５が所定以上斜めにならないようになって
いる。
【００１８】前記上板２０と回転体１５との間には隙間
部２１が形成され、この隙間部２１に弾性部材２２が配
設されている。この弾性部材２２はリン青銅板等のバネ
性のある外形がリング状の板材から成り、図３に示すよ
うに、リング状の複数箇所に平坦な取付部２２ａが形成
され、この取付部２２ａには取付孔２２ｂが形成されて
いる。また、弾性部材２２はリング状の一部をウエーブ
状に湾曲させて、複数の弾接部２２ｃが形成されてい
る。そして、取付孔２２ｂが回転体１５側に形成された
突起（図示せず）にカシメ付けられて、弾性部材２２が
上板２０の内面に取り付けられている。前記弾性部２２
ｃのバネ圧は、摺動子片１６ａのバネ圧より大きく設定
されている。そして、弾性部材２２の複数の弾接部２２
ｃが、常に回転体１５に弾接することによって、回転体
１５が底板１４側に押され、軸部１５ｂが支持部１４ａ
の軸受け部１４ｂに軸支されると共に、後述する操作軸
２３の回転が伝達されて、回転体１５が回転可能に収納
部１２内に支持されている。
部２１が形成され、この隙間部２１に弾性部材２２が配
設されている。この弾性部材２２はリン青銅板等のバネ
性のある外形がリング状の板材から成り、図３に示すよ
うに、リング状の複数箇所に平坦な取付部２２ａが形成
され、この取付部２２ａには取付孔２２ｂが形成されて
いる。また、弾性部材２２はリング状の一部をウエーブ
状に湾曲させて、複数の弾接部２２ｃが形成されてい
る。そして、取付孔２２ｂが回転体１５側に形成された
突起（図示せず）にカシメ付けられて、弾性部材２２が
上板２０の内面に取り付けられている。前記弾性部２２
ｃのバネ圧は、摺動子片１６ａのバネ圧より大きく設定
されている。そして、弾性部材２２の複数の弾接部２２
ｃが、常に回転体１５に弾接することによって、回転体
１５が底板１４側に押され、軸部１５ｂが支持部１４ａ
の軸受け部１４ｂに軸支されると共に、後述する操作軸
２３の回転が伝達されて、回転体１５が回転可能に収納
部１２内に支持されている。
【００１９】前述のような構成の本発明の回転型センサ
を用いて、例えば自動車等のスロットルバルブの回転角
度を検出するには、まず、筺体１０をスロットルボディ
ー（図示せず）の本体に取り付ける。すると、図１に示
すように、回転体１５の一対の係合壁１５ｃ、１５ｃで
形成された溝部１５ｄに、スロットルバルブの回転軸
（図示せず）等に連結される操作軸２３が挿入されて位
置するようになっている。この操作軸２３は、棒状の円
形に形成され、先端部に回転中心である中心線Ａから直
交する方向に延びる平板状の突部２３ａを有し、所定の
回転角度範囲内で往復回転できるようになっている。
を用いて、例えば自動車等のスロットルバルブの回転角
度を検出するには、まず、筺体１０をスロットルボディ
ー（図示せず）の本体に取り付ける。すると、図１に示
すように、回転体１５の一対の係合壁１５ｃ、１５ｃで
形成された溝部１５ｄに、スロットルバルブの回転軸
（図示せず）等に連結される操作軸２３が挿入されて位
置するようになっている。この操作軸２３は、棒状の円
形に形成され、先端部に回転中心である中心線Ａから直
交する方向に延びる平板状の突部２３ａを有し、所定の
回転角度範囲内で往復回転できるようになっている。
【００２０】前記突部２３ａが回転体１５の溝部１５ｄ
に挿入され、操作軸２３の回転に追従して回転体１５が
回転するようになっている。前記角度検出部材１６の回
転角度検出範囲は、例えば本発明の角度検出センサがス
ロットルセンサとして用いられる場合は、略１００゜ま
での回転角度を検出できるようになっているが、この回
転角度検出範囲は種類によって一定ではなく、例えばエ
ンドレスのものもある。
に挿入され、操作軸２３の回転に追従して回転体１５が
回転するようになっている。前記角度検出部材１６の回
転角度検出範囲は、例えば本発明の角度検出センサがス
ロットルセンサとして用いられる場合は、略１００゜ま
での回転角度を検出できるようになっているが、この回
転角度検出範囲は種類によって一定ではなく、例えばエ
ンドレスのものもある。
【００２１】前記操作軸２３は、前記スロットルバルブ
側の部品精度等の都合上から、軸方向であるスラスト方
向のガタ、あるいは軸方向と直交する方向の任意の方向
であるラジアル方向のガタ、あるいは偏心が発生してい
る。本発明の回転型センサは、前記操作軸２３のガタ、
あるいは偏心を吸収して、操作軸２３の回転角度を、誤
差のない、あるいは、あったとしても小さい誤差で回転
角、あるいは回転方向等を検出することができるように
なっている。
側の部品精度等の都合上から、軸方向であるスラスト方
向のガタ、あるいは軸方向と直交する方向の任意の方向
であるラジアル方向のガタ、あるいは偏心が発生してい
る。本発明の回転型センサは、前記操作軸２３のガタ、
あるいは偏心を吸収して、操作軸２３の回転角度を、誤
差のない、あるいは、あったとしても小さい誤差で回転
角、あるいは回転方向等を検出することができるように
なっている。
【００２２】即ち、本発明の回転型センサは、図２に示
すように、溝部１５ｄの溝方向（矢印Ｃ）と略直交した
位置に摺動子片１６ａの接点部１６ｂが位置して抵抗体
１７ａに摺接するようになっているので、操作軸２３が
偏心して、操作軸２３の回転中心が矢印Ｂ方向に変位し
た場合は、回転体１５も操作軸２３の偏心に連動して変
位し、摺動子片１６ａの接点部１６ｂが、抵抗体１７ａ
の幅方向の範囲内を矢印Ｂ方向に移動する。このとき、
電極１７ｂから接点部１６ｂまでの距離は変わらないの
で、抵抗値の変化はほとんどない。また、接点部１６ｂ
は、抵抗体１７ａの幅方向の略中央部に位置しているの
で、操作軸２３にガタ、あるいは偏心があったとして
も、接点部１６ｂと抵抗体１７ａとの接触がズレて非導
通になることはない。
すように、溝部１５ｄの溝方向（矢印Ｃ）と略直交した
位置に摺動子片１６ａの接点部１６ｂが位置して抵抗体
１７ａに摺接するようになっているので、操作軸２３が
偏心して、操作軸２３の回転中心が矢印Ｂ方向に変位し
た場合は、回転体１５も操作軸２３の偏心に連動して変
位し、摺動子片１６ａの接点部１６ｂが、抵抗体１７ａ
の幅方向の範囲内を矢印Ｂ方向に移動する。このとき、
電極１７ｂから接点部１６ｂまでの距離は変わらないの
で、抵抗値の変化はほとんどない。また、接点部１６ｂ
は、抵抗体１７ａの幅方向の略中央部に位置しているの
で、操作軸２３にガタ、あるいは偏心があったとして
も、接点部１６ｂと抵抗体１７ａとの接触がズレて非導
通になることはない。
【００２３】また、操作軸２３のガタ、あるいは偏心
が、図２に示す溝部１５ｄの溝方向である矢印Ｃ方向の
場合は、操作軸２３の突部２３ａが溝部１５ｄの溝方向
に移動するので、回転体１５には操作軸２３の矢印Ｃ方
向のガタ、あるいは偏心が伝達されず、抵抗値への影響
をなくすることができる。更に、回転体１５は軸部１５
ｂ先端部が底板１４の軸受け部１４ｂに係合して軸支さ
れているので、操作軸２３にラジアル方向のガタ、ある
いは偏心があったとしても、高精度な操作軸２３の回転
角度を検出することができる。また、操作軸２３にスラ
スト方向（軸方向）にガタがある場合は、図１に示すよ
うに、溝部１５ｄに位置している操作軸２３の突部２３
ａが、溝部１５ｄ内を中心線Ａの軸方向に自由に移動す
ることができ、操作軸２３のスラスト方向のガタを吸収
することができる。
が、図２に示す溝部１５ｄの溝方向である矢印Ｃ方向の
場合は、操作軸２３の突部２３ａが溝部１５ｄの溝方向
に移動するので、回転体１５には操作軸２３の矢印Ｃ方
向のガタ、あるいは偏心が伝達されず、抵抗値への影響
をなくすることができる。更に、回転体１５は軸部１５
ｂ先端部が底板１４の軸受け部１４ｂに係合して軸支さ
れているので、操作軸２３にラジアル方向のガタ、ある
いは偏心があったとしても、高精度な操作軸２３の回転
角度を検出することができる。また、操作軸２３にスラ
スト方向（軸方向）にガタがある場合は、図１に示すよ
うに、溝部１５ｄに位置している操作軸２３の突部２３
ａが、溝部１５ｄ内を中心線Ａの軸方向に自由に移動す
ることができ、操作軸２３のスラスト方向のガタを吸収
することができる。
【００２４】本発明の実施の形態では、導体パターンを
抵抗体１７ａで説明したが、その他の実施の形態とし
て、導電パターンを、図５に示すような、回転中心に中
心を持つ放射状に形成された複数のパルス発生部を有す
る電極で形成し、この電極を用いたエンコーダ式の回転
型センサに適用してもよい。このような、エンコーダ式
の回転型センサは、導電パターンを複数のパルス発生部
を有する電極で形成し、回転体１５に取り付けた摺動子
片２６ａ、２６ｃの接点部２６ｂ、２６ｄを、複数のパ
ルス発生部に断続的に摺接させて得られる出力を、ＣＰ
Ｕ（図示せず）で処理して、操作軸２３の回転角度、あ
るいは回転方向を検知するようになっている。
抵抗体１７ａで説明したが、その他の実施の形態とし
て、導電パターンを、図５に示すような、回転中心に中
心を持つ放射状に形成された複数のパルス発生部を有す
る電極で形成し、この電極を用いたエンコーダ式の回転
型センサに適用してもよい。このような、エンコーダ式
の回転型センサは、導電パターンを複数のパルス発生部
を有する電極で形成し、回転体１５に取り付けた摺動子
片２６ａ、２６ｃの接点部２６ｂ、２６ｄを、複数のパ
ルス発生部に断続的に摺接させて得られる出力を、ＣＰ
Ｕ（図示せず）で処理して、操作軸２３の回転角度、あ
るいは回転方向を検知するようになっている。
【００２５】前述のようなエンコーダ式の電極から成る
導電パターンは、図５に示すように、例えば基板２７に
Ａ相電極２８、Ｂ相電極２９、共通電極３０から構成さ
ている。前記Ａ相電極２８は、基板２７の外周寄りにリ
ング状のＡ相パターン２８ａを有し、このＡ相パターン
２８ａは、内周側に回転体１５の回転中心に中心を持つ
放射状に形成された複数のパルス発生部２８ｂが櫛歯状
に突出形成されている。そして、Ａ相パターン２８ａに
接続されてＡ相端子２８ｃが外部に導出されている。
導電パターンは、図５に示すように、例えば基板２７に
Ａ相電極２８、Ｂ相電極２９、共通電極３０から構成さ
ている。前記Ａ相電極２８は、基板２７の外周寄りにリ
ング状のＡ相パターン２８ａを有し、このＡ相パターン
２８ａは、内周側に回転体１５の回転中心に中心を持つ
放射状に形成された複数のパルス発生部２８ｂが櫛歯状
に突出形成されている。そして、Ａ相パターン２８ａに
接続されてＡ相端子２８ｃが外部に導出されている。
【００２６】また、Ｂ相電極２９は、Ａ相パターン２８
ａの内側にリング状のＢ相パターン２９ａを有し、この
Ｂ相パターン２９ａは、回転体１５の回転中心に中心を
持つ放射状に形成された複数のパルス発生部２９ｂが外
周側に櫛歯状に突出形成され、このパルス発生部２９ｂ
は、Ａ相パターン２８ａのパルス発生部２８ｂと、所定
角度ずれた状態で形成されている。そして、Ｂ相パター
ン２９ａに接続されてＢ相端子２９ｃが外部に導出され
ている。
ａの内側にリング状のＢ相パターン２９ａを有し、この
Ｂ相パターン２９ａは、回転体１５の回転中心に中心を
持つ放射状に形成された複数のパルス発生部２９ｂが外
周側に櫛歯状に突出形成され、このパルス発生部２９ｂ
は、Ａ相パターン２８ａのパルス発生部２８ｂと、所定
角度ずれた状態で形成されている。そして、Ｂ相パター
ン２９ａに接続されてＢ相端子２９ｃが外部に導出され
ている。
【００２７】前記共通電極３０は、Ｂ相パターン２９ａ
の内側にリング状に形成された共通パターン３０ａと、
この共通パターン３０ａに接続されて共通端子３０ｂが
外部に導出されている。前記Ａ相パターン２８ａ、Ｂ相
パターン２９ａ、共通パターン３０ａは、それぞれ金属
板で形成されて、基板２７の表面から表出するように基
板２７埋設されている。また、共通電極３０とＡ相電極
２８とは、回転体１５に取り付けられたＡ相用摺動子片
２６ａによって接続されるようになっている。即ち、Ａ
相用摺動子片２６ａは一方の接点部２６ｂが共通電極３
０に、他方の接点部２６ｂがＡ相電極２８のパルス発生
部２８ｂに断続的に摺接するようになっている。前記接
点部２６ｂは、櫛歯状のパルス発生部２８ｂの突出高さ
の略中央部に位置するように回転体１５に取り付けられ
ている。
の内側にリング状に形成された共通パターン３０ａと、
この共通パターン３０ａに接続されて共通端子３０ｂが
外部に導出されている。前記Ａ相パターン２８ａ、Ｂ相
パターン２９ａ、共通パターン３０ａは、それぞれ金属
板で形成されて、基板２７の表面から表出するように基
板２７埋設されている。また、共通電極３０とＡ相電極
２８とは、回転体１５に取り付けられたＡ相用摺動子片
２６ａによって接続されるようになっている。即ち、Ａ
相用摺動子片２６ａは一方の接点部２６ｂが共通電極３
０に、他方の接点部２６ｂがＡ相電極２８のパルス発生
部２８ｂに断続的に摺接するようになっている。前記接
点部２６ｂは、櫛歯状のパルス発生部２８ｂの突出高さ
の略中央部に位置するように回転体１５に取り付けられ
ている。
【００２８】また、共通電極３０とＢ相電極２９とは、
回転体１５に取り付けられたＢ相用摺動子片２６ｃによ
って接続されるようになっている。即ち、Ｂ相用摺動子
片２６ｃは一方の接点部２６ｄが共通電極３０に、他方
の接点部２６ｄがＢ相電極２９のパルス発生部２９ｂに
断続的に摺接するようになっている。前記接点部２６ｄ
は、櫛歯状のパルス発生部２９ｂの突出高さの略中央部
に位置するように回転体１５に取り付けられている。
回転体１５に取り付けられたＢ相用摺動子片２６ｃによ
って接続されるようになっている。即ち、Ｂ相用摺動子
片２６ｃは一方の接点部２６ｄが共通電極３０に、他方
の接点部２６ｄがＢ相電極２９のパルス発生部２９ｂに
断続的に摺接するようになっている。前記接点部２６ｄ
は、櫛歯状のパルス発生部２９ｂの突出高さの略中央部
に位置するように回転体１５に取り付けられている。
【００２９】このような、本発明のその他の実施の形態
の、エンコーダ式の回転型センサにおいても、操作軸２
３にスラスト方向のガタ、あるいはラジアル方向のガ
タ、あるいは偏心が発生したとしても、これらのガタ、
あるいは偏心を吸収して、操作軸２３の回転角度あるい
は回転方向を高精度に検出することができる。また、本
発明の実施の形態では、回転体１５に形成した軸部１５
ｂ先端を、底板１４の軸受け部１４ｂに係支した構造の
もので説明したが、回転体１５を一方側（図１に示す操
作軸２３側）に弾性付勢して、操作軸２３を回転体１５
の溝部１５ｄに係合させただけのものでも、操作軸２３
にガタ、あるいは偏心があったとしても、このガタ、あ
るいは偏心を吸収して高精度に回転角度、あるいは回転
方向を検知することができる。
の、エンコーダ式の回転型センサにおいても、操作軸２
３にスラスト方向のガタ、あるいはラジアル方向のガ
タ、あるいは偏心が発生したとしても、これらのガタ、
あるいは偏心を吸収して、操作軸２３の回転角度あるい
は回転方向を高精度に検出することができる。また、本
発明の実施の形態では、回転体１５に形成した軸部１５
ｂ先端を、底板１４の軸受け部１４ｂに係支した構造の
もので説明したが、回転体１５を一方側（図１に示す操
作軸２３側）に弾性付勢して、操作軸２３を回転体１５
の溝部１５ｄに係合させただけのものでも、操作軸２３
にガタ、あるいは偏心があったとしても、このガタ、あ
るいは偏心を吸収して高精度に回転角度、あるいは回転
方向を検知することができる。
【００３０】また、図６に示すように、係合壁２５ｃ、
２５ｃを溝方向である矢印Ｃ方向に２箇所形成し、この
２箇所の係合壁２５ｃで形成された溝部２５ｄ、２５ｄ
に操作軸２３の突部２３ａを係合させたものでもよい。
即ち、本発明の回転型センサは、溝部２５ｄが操作軸２
３の軸方向と直交する方向に延びて形成され、突部２３
ａを溝部２５ｄに係合させると共に、溝部２５ｄの溝方
向（矢印Ｃ）と略直交した位置（矢印Ｂ）に摺動子片１
６ａの接点部１６ｂが位置するようにしたものでもあ
る。
２５ｃを溝方向である矢印Ｃ方向に２箇所形成し、この
２箇所の係合壁２５ｃで形成された溝部２５ｄ、２５ｄ
に操作軸２３の突部２３ａを係合させたものでもよい。
即ち、本発明の回転型センサは、溝部２５ｄが操作軸２
３の軸方向と直交する方向に延びて形成され、突部２３
ａを溝部２５ｄに係合させると共に、溝部２５ｄの溝方
向（矢印Ｃ）と略直交した位置（矢印Ｂ）に摺動子片１
６ａの接点部１６ｂが位置するようにしたものでもあ
る。
【００３１】
【発明の効果】本発明の回転型センサは、回転体側に接
点部を有する摺動子片と、この摺動子片と対向する側に
配設された基板に形成された導体パターン等で角度検出
部材が構成され、操作軸は先端部に回転中心から直交す
る方向に延びる平板状の突部を有し、溝部は前記操作軸
の軸方向と直交する方向に延びて形成され、前記突部を
前記溝部に係合させると共に、前記溝部の溝方向と略直
交した位置に前記摺動子片の前記接点部が位置するよう
にしたので、操作軸にガタ、あるいは偏心等があったと
しても、このガタ、あるいは偏心等を吸収して、操作軸
の回転角度、あるいは回転方向を高精度に検出すること
ができる回転型センサを提供できる。
点部を有する摺動子片と、この摺動子片と対向する側に
配設された基板に形成された導体パターン等で角度検出
部材が構成され、操作軸は先端部に回転中心から直交す
る方向に延びる平板状の突部を有し、溝部は前記操作軸
の軸方向と直交する方向に延びて形成され、前記突部を
前記溝部に係合させると共に、前記溝部の溝方向と略直
交した位置に前記摺動子片の前記接点部が位置するよう
にしたので、操作軸にガタ、あるいは偏心等があったと
しても、このガタ、あるいは偏心等を吸収して、操作軸
の回転角度、あるいは回転方向を高精度に検出すること
ができる回転型センサを提供できる。
【００３２】また、前記導体パターンは、抵抗体から成
り、この抵抗体に前記摺動子片の前記接点部を摺接させ
るようにしたので、回転角度に対する抵抗値のバラツキ
の小さい回転型センサを提供できる。
り、この抵抗体に前記摺動子片の前記接点部を摺接させ
るようにしたので、回転角度に対する抵抗値のバラツキ
の小さい回転型センサを提供できる。
【００３３】また、前記導体パターンは、回転中心に中
心を持つ放射状に形成された複数のパルス発生部を有
し、このパルス発生部に前記摺動子片の前記接点部を摺
接させるようにしたので、回転角度に対して、パルス発
生のバラツキの小さい回転型センサを提供できる。
心を持つ放射状に形成された複数のパルス発生部を有
し、このパルス発生部に前記摺動子片の前記接点部を摺
接させるようにしたので、回転角度に対して、パルス発
生のバラツキの小さい回転型センサを提供できる。
【図１】本発明の回転型センサの要部断面側面図であ
る。
る。
【図２】本発明に係わる主要部品の関係を説明する概略
平面図である。
平面図である。
【図３】本発明に係わる弾性部材の側面図と正面図であ
る。
る。
【図４】本発明に係わる操作軸の要部側面図と正面図で
ある。
ある。
【図５】本発明のその他の実施の形態の主要部品の関係
を説明する概略平面図である。
を説明する概略平面図である。
【図６】本発明のその他の実施の形態の主要部品の関係
を説明する概略平面図である。
を説明する概略平面図である。
【図７】従来の回転型センサの要部駄面側面図である。
１０ 筺体 １１ 底壁 １２ 収納壁 １３ 側壁 １４ 底板 １４ａ 支持部 １４ｂ 軸受部 １４ｃ 基板保持部 １５ 回転体 １５ｂ 軸部 １５ｃ 係合壁 １５ｄ 溝部 １５ｅ 凸部 １６ 角度検出部材 １６ａ 摺動子片 １６ｂ 接点部 １７ 基板 １７ａ 抵抗体 １８ 端子 １９ ＦＰＣ ２０ 上板 ２１ 隙間部 ２２ 弾性部材 ２２ａ 取付部 ２２ｂ 取付孔 ２２ｃ 弾接部 ２３ 操作軸 ２３ａ 突部
Claims (3)
- 【請求項１】 操作軸が係合する溝部を有し前記操作軸
の回転に伴って回転する回転体と、この回転体を回転可
能に支持する筺体と、前記回転体の回転角度を検出する
角度検出部材とを備え、この角度検出部材は前記回転体
側に接点部を有する摺動子片と、この摺動子片と対向す
る側に配設された基板に形成された導体パターンで構成
され、前記操作軸は先端部に回転中心から直交する方向
に延びる平板状の突部を有し、前記溝部は前記操作軸の
軸方向と直交する方向に延びて形成され、前記突部を前
記溝部に係合させると共に、前記溝部の溝方向と略直交
した位置に前記摺動子片の前記接点部が位置するように
したことを特徴とする回転型センサ。 - 【請求項２】 前記導体パターンは、抵抗体から成り、
この抵抗体に前記摺動子片の前記接点部を摺接させるよ
うにしたことを特徴とする請求項１記載の回転型セン
サ。 - 【請求項３】 前記導体パターンは、回転中心に中心を
持つ放射状に形成された複数のパルス発生部を有し、こ
のパルス発生部に前記摺動子片の前記接点部を摺接させ
るようにしたことを特徴とする請求項１記載の回転型セ
ンサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10368036A JP2000193412A (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | 回転型センサ |
| EP99309948A EP1014040B1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-10 | Rotary sensor |
| DE69914575T DE69914575T2 (de) | 1998-12-24 | 1999-12-10 | Drehsensor |
| US09/470,863 US6445278B1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-23 | Rotary sensor capable of detecting rotation angle of shaft to be detected with high accuracy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10368036A JP2000193412A (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | 回転型センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000193412A true JP2000193412A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=18490819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10368036A Withdrawn JP2000193412A (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | 回転型センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6445278B1 (ja) |
| EP (1) | EP1014040B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000193412A (ja) |
| DE (1) | DE69914575T2 (ja) |
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| JP2008275546A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転角度検出装置 |
| JP2019126107A (ja) * | 2018-01-12 | 2019-07-25 | ファナック株式会社 | モータ駆動装置および故障検出方法 |
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| JP3751509B2 (ja) * | 2000-07-25 | 2006-03-01 | アルプス電気株式会社 | 回転型センサ |
| JP3699887B2 (ja) | 2000-07-25 | 2005-09-28 | アルプス電気株式会社 | 回転型センサ |
| JP3688199B2 (ja) * | 2000-12-27 | 2005-08-24 | アルプス電気株式会社 | 回転型エンコーダ |
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| DE102014116827B4 (de) * | 2014-11-18 | 2016-07-14 | Ma Lighting Technology Gmbh | Doppelwellenencoder |
| DE202020102417U1 (de) * | 2020-04-30 | 2020-06-10 | ECO Holding 1 GmbH | Antriebsvorrichtung zum Betätigen eines Drehschiebers |
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|---|---|---|---|---|
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