JP2001124537A - 回転部材用回転角センサー - Google Patents
回転部材用回転角センサーInfo
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- G—PHYSICS
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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- 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
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 設備費を低減し、省スペースとした回転部材
用の回転角センサーを提供する。 【解決手段】 自動車用ホイールのような回転部材用回
転角センサーにおいて、エミッターと、回転部材または
操作中に回転部材とともに回転する回転部分の環状円柱
面上で平面的に配置された複数のリフレクターと、リフ
レクターにより反射され、検出器により受け取られ、エ
ミッターにより放出される光とを備える。検出器は、回
転角検出用の評価装置内で評価される対応信号を作成す
る。
用の回転角センサーを提供する。 【解決手段】 自動車用ホイールのような回転部材用回
転角センサーにおいて、エミッターと、回転部材または
操作中に回転部材とともに回転する回転部分の環状円柱
面上で平面的に配置された複数のリフレクターと、リフ
レクターにより反射され、検出器により受け取られ、エ
ミッターにより放出される光とを備える。検出器は、回
転角検出用の評価装置内で評価される対応信号を作成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転部材用、例え
ばバランス調整が要求される自動車ホイール用の回転角
センサーに関する。
ばバランス調整が要求される自動車ホイール用の回転角
センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】バランス調整されるべき
自動車ホイールのような回転部材用の回転角センサーの
一形態には、光ビームを放出するエミッター、および、
それと有効に結合され、回転自在な環状経路上の反射面
のそれぞれの形態から等角間隔に配置されたリフレクタ
ーが含まれる。リフレクターは、エミッターにより放出
された光を反射する。組立品には、反射された光を受け
取り、回転部材の回転角を検出する少なくとも１つの検
出器に接続された評価装置において評価された対応信号
を生産する少なくとも１つの検出器が含まれる。この種
の回転角センサーは、Ram S Krishnanら著の“A Miniat
ure Surface Mount Reflective Optical Shaft Encode
r”、ヒューレットパッカードジャーナル、１９９６年
１２月、１〜６ページの記載に見られる。この回転角セ
ンサーにおいては、平坦な反射面を保持するために、リ
フレクターが回転部材、例えば、ディスクと回転部材の
回転軸周囲に延在するシャフトに柔軟に接続されたディ
スクの片面上で環状に配置されている。この設計された
形態は、追加の設備費を必要とし、また、反射面が回転
軸に対して垂直平面に延在する際に、エミッターや検出
器に適切に作用するリフレクターの配置のための空間が
要求される。
自動車ホイールのような回転部材用の回転角センサーの
一形態には、光ビームを放出するエミッター、および、
それと有効に結合され、回転自在な環状経路上の反射面
のそれぞれの形態から等角間隔に配置されたリフレクタ
ーが含まれる。リフレクターは、エミッターにより放出
された光を反射する。組立品には、反射された光を受け
取り、回転部材の回転角を検出する少なくとも１つの検
出器に接続された評価装置において評価された対応信号
を生産する少なくとも１つの検出器が含まれる。この種
の回転角センサーは、Ram S Krishnanら著の“A Miniat
ure Surface Mount Reflective Optical Shaft Encode
r”、ヒューレットパッカードジャーナル、１９９６年
１２月、１〜６ページの記載に見られる。この回転角セ
ンサーにおいては、平坦な反射面を保持するために、リ
フレクターが回転部材、例えば、ディスクと回転部材の
回転軸周囲に延在するシャフトに柔軟に接続されたディ
スクの片面上で環状に配置されている。この設計された
形態は、追加の設備費を必要とし、また、反射面が回転
軸に対して垂直平面に延在する際に、エミッターや検出
器に適切に作用するリフレクターの配置のための空間が
要求される。
【０００３】例えば、自動車ホイールの不つり合いを確
認するためのバランス調整装置上のメインシャフトの角
位置、回転速度、および回転方向の測定には、１つ以上
の光源の向かい側に光センサーが配置された増分送信装
置、より具体的には発光ダイオードの使用も含まれる。
光源とセンサーとの間の配置は、装置のメインシャフト
とともに回転し、米国特許Ｎｏ．４ ４５７ １７２で
関連事項が記述された穴、溝または歯を設けたディスク
状である。さらに、回転部材の確実な角位置を確認する
ためには、連結された検出器と同様、追加の記号化ディ
スク、または、穴、溝または歯の形状の追加のゼロマー
クが要求される。この配置には、角増分を明確にし、回
転軸に対する垂直平面に延在する構成要素も含まれる。
認するためのバランス調整装置上のメインシャフトの角
位置、回転速度、および回転方向の測定には、１つ以上
の光源の向かい側に光センサーが配置された増分送信装
置、より具体的には発光ダイオードの使用も含まれる。
光源とセンサーとの間の配置は、装置のメインシャフト
とともに回転し、米国特許Ｎｏ．４ ４５７ １７２で
関連事項が記述された穴、溝または歯を設けたディスク
状である。さらに、回転部材の確実な角位置を確認する
ためには、連結された検出器と同様、追加の記号化ディ
スク、または、穴、溝または歯の形状の追加のゼロマー
クが要求される。この配置には、角増分を明確にし、回
転軸に対する垂直平面に延在する構成要素も含まれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、設備費
を低減し、省スペースとした回転部材用の回転角センサ
ーを提供することである。
を低減し、省スペースとした回転部材用の回転角センサ
ーを提供することである。
【０００５】本発明の他の目的は、簡素化された構造で
ありつつ、正確な角位置の増加分に関して確かな操作上
の結果をもたらす、バランス調整すべき自動車ホイール
のような回転部材に用いられる回転角センサーを提供す
ることである。
ありつつ、正確な角位置の増加分に関して確かな操作上
の結果をもたらす、バランス調整すべき自動車ホイール
のような回転部材に用いられる回転角センサーを提供す
ることである。
【０００６】本発明の原理によれば、前述および他の目
的は、光ビームを放出するエミッターと、回転軸に対し
て回転自在な円上においてそれぞれから等角間隔に反射
面が配置され、エミッターにより放出された光を反射す
るリフレクターとからなる、バランス調整すべき自動車
ホイールのような回転部材用の回転角センサーによって
達成される。検出器は、反射された光を受け取り、対応
する信号を生産する。評価装置は、回転角の検出信号を
評価するために検出器に接続されている。リフレクター
は、回転部材とともに回転するように適合された回転部
分の環状円柱面の周縁、または回転部材の環状円柱面に
配置されている。
的は、光ビームを放出するエミッターと、回転軸に対し
て回転自在な円上においてそれぞれから等角間隔に反射
面が配置され、エミッターにより放出された光を反射す
るリフレクターとからなる、バランス調整すべき自動車
ホイールのような回転部材用の回転角センサーによって
達成される。検出器は、反射された光を受け取り、対応
する信号を生産する。評価装置は、回転角の検出信号を
評価するために検出器に接続されている。リフレクター
は、回転部材とともに回転するように適合された回転部
分の環状円柱面の周縁、または回転部材の環状円柱面に
配置されている。
【０００７】上記回転部分または回転部材の回転によっ
て、円の周縁上に連続的に配置された反射面または反射
面部を、エミッターにより好適に連続して放出されたビ
ームが連続的に通過する。リフレクターを構成する反射
面または表面部は連続した形態であるので、不連続な反
射されたビームを検出器に誘導することができる。これ
により、それぞれの反射面部に対応した角位置の増加分
が提供される。各表面部は互いに直接隣接し、個々の表
面部を識別する特徴を備える連続した反射バンドまたは
ストリップを有してもよい。そのためには、反射面部は
環状円柱の形状とは異なった表面形状としてもよい。し
かしながら、表面部が配置される環状円柱面を備えた円
の半径が各環状円柱面の半径とは異なる環状円柱面を各
表面部に用いることもできる。各表面部の半径は、無
限、つまり平面と、リフレクターが配置された環状円柱
面の半径との間がよい。しかしながら、表面部が放物状
または楕円状な断面を含むことができる。
て、円の周縁上に連続的に配置された反射面または反射
面部を、エミッターにより好適に連続して放出されたビ
ームが連続的に通過する。リフレクターを構成する反射
面または表面部は連続した形態であるので、不連続な反
射されたビームを検出器に誘導することができる。これ
により、それぞれの反射面部に対応した角位置の増加分
が提供される。各表面部は互いに直接隣接し、個々の表
面部を識別する特徴を備える連続した反射バンドまたは
ストリップを有してもよい。そのためには、反射面部は
環状円柱の形状とは異なった表面形状としてもよい。し
かしながら、表面部が配置される環状円柱面を備えた円
の半径が各環状円柱面の半径とは異なる環状円柱面を各
表面部に用いることもできる。各表面部の半径は、無
限、つまり平面と、リフレクターが配置された環状円柱
面の半径との間がよい。しかしながら、表面部が放物状
または楕円状な断面を含むことができる。
【０００８】反射面部は、エミッターまたは検出器に対
応した凹状または凸状としてもよい。
応した凹状または凸状としてもよい。
【０００９】好適な形態において、反射面部は、柔軟な
バンド上で互いに直線的に列となって配置されてもよ
い。この柔軟なバンドは、ローターの環状円柱面または
回転部分に包まれる。
バンド上で互いに直線的に列となって配置されてもよ
い。この柔軟なバンドは、ローターの環状円柱面または
回転部分に包まれる。
【００１０】本発明の好適な実施の形態において、リフ
レクターは、環状円柱面の軸と平行に延在するランド部
の表面で形成される。そのためには、ランド部は、２本
の材料のストリップ間に配置されてもよく、バンドを形
成するように完全に連結することもできる。バンドは、
ランド部およびストリップの領域において平坦でも曲面
でもよい。バンドが環状円柱面に適応するように湾曲す
る場合、ストリップ表面は環状円柱形状と一致する。し
かしながら、ランド部がその平面に保持されてもよいこ
とが理解されるであろう。ランド部の幅、すなわち環状
円柱面の周縁方向の範囲は数ミリメーター、例えば３ｍ
ｍである。リフレクターを有するランド部とともにバン
ドが回転部材の周囲または回転部材とともに回転するよ
うに適合された回転部分の周囲を取り囲む場合、バンド
の幅による回転部材または回転部分の直径のほんの僅か
な増加は、この配置が提供するようなスペースを実質的
に必要とはしない。
レクターは、環状円柱面の軸と平行に延在するランド部
の表面で形成される。そのためには、ランド部は、２本
の材料のストリップ間に配置されてもよく、バンドを形
成するように完全に連結することもできる。バンドは、
ランド部およびストリップの領域において平坦でも曲面
でもよい。バンドが環状円柱面に適応するように湾曲す
る場合、ストリップ表面は環状円柱形状と一致する。し
かしながら、ランド部がその平面に保持されてもよいこ
とが理解されるであろう。ランド部の幅、すなわち環状
円柱面の周縁方向の範囲は数ミリメーター、例えば３ｍ
ｍである。リフレクターを有するランド部とともにバン
ドが回転部材の周囲または回転部材とともに回転するよ
うに適合された回転部分の周囲を取り囲む場合、バンド
の幅による回転部材または回転部分の直径のほんの僅か
な増加は、この配置が提供するようなスペースを実質的
に必要とはしない。
【００１１】上記のように、リフレクターは互いに等角
間隔離れて配置される。
間隔離れて配置される。
【００１２】絶対角関係を達成するように、他の等角間
隔とは異なる角間隔を２つの隣接リフレクター間に設定
してもよい。例えば、これにはゼロマークを設けてもよ
い。
隔とは異なる角間隔を２つの隣接リフレクター間に設定
してもよい。例えば、これにはゼロマークを設けてもよ
い。
【００１３】本発明による構造においてもたらされ、反
射面によって形成されたリフレクターが環状円柱面の周
縁に配置された多面鏡形状は、強固な成形部分、例えば
プラスチック材のようなものの成形部分から形成される
ことも可能である。リフレクターの反射面部は、金属蒸
着、特に電気金属蒸着によって製造することができる。
射面によって形成されたリフレクターが環状円柱面の周
縁に配置された多面鏡形状は、強固な成形部分、例えば
プラスチック材のようなものの成形部分から形成される
ことも可能である。リフレクターの反射面部は、金属蒸
着、特に電気金属蒸着によって製造することができる。
【００１４】特に本発明の好適な形態においては、成形
部分はプラスチック材をスリーブ形状に射出成形したも
のであってもよい。成形部分は回転部材とともに回転す
るように適合される回転部分を形成することができる。
直線的で連続的に配置された反射面部を検出器によって
互いに区別することができるため、連続的な反射塗装を
用いることが可能である。
部分はプラスチック材をスリーブ形状に射出成形したも
のであってもよい。成形部分は回転部材とともに回転す
るように適合される回転部分を形成することができる。
直線的で連続的に配置された反射面部を検出器によって
互いに区別することができるため、連続的な反射塗装を
用いることが可能である。
【００１５】好ましくは、焦点が各リフレクターの平面
上にあるように、各リフレクターに放出された光ビーム
が集束される。回転移動中において、各リフレクターに
より反射されたビームは、回転角変化に依存して各リフ
レクター表面の範囲内および列になって配置された複数
の検出器によって受け取られ得る場所内で方向転換す
る。
上にあるように、各リフレクターに放出された光ビーム
が集束される。回転移動中において、各リフレクターに
より反射されたビームは、回転角変化に依存して各リフ
レクター表面の範囲内および列になって配置された複数
の検出器によって受け取られ得る場所内で方向転換す
る。
【００１６】複数の検出器に代えて、各リフレクターに
よって偏向された反射ビームが回転移動中に連続的に当
たる光感知センサーを１つの検出器に備えることもでき
る。検出器またはセンサーは、実質上回転方向で互いに
並列して配置される。これらは直線的な列に配置されて
もよいが、回転軸周囲に環状の弧に配置されることが好
ましい。回転部材の回転方向の反転は、回転方向の反転
が生じるセンサーや検出器に長時間向けられた光ビーム
によって検出される。検出器やセンサーによって出力さ
れた信号は、対応して評価装置により評価される。
よって偏向された反射ビームが回転移動中に連続的に当
たる光感知センサーを１つの検出器に備えることもでき
る。検出器またはセンサーは、実質上回転方向で互いに
並列して配置される。これらは直線的な列に配置されて
もよいが、回転軸周囲に環状の弧に配置されることが好
ましい。回転部材の回転方向の反転は、回転方向の反転
が生じるセンサーや検出器に長時間向けられた光ビーム
によって検出される。検出器やセンサーによって出力さ
れた信号は、対応して評価装置により評価される。
【００１７】本発明のさらなる目的、形態および利点
は、以下の本発明の実施形態の記載から明らかとなるで
あろう。
は、以下の本発明の実施形態の記載から明らかとなるで
あろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】まず、図１を参照すると、回転部
材用、例えばバランス調整すべき自動車ホイール用の回
転角センサーは、いくつかを図１の図式的に符号２で示
したリフレクターに向かって、符号１４で示した光を好
適に連続的に放出するエミッター１を備えている。リフ
レクター２は放出された光を反射し、次いで、符号１５
で示した反射光が、図式的に符号３で示した１つ以上の
検出器により受け取られる。リフレクター２は、図３の
符号１０で示したバンド上における別個の反射面または
表面部により形成され、例えば、図２および３の両方に
示されるように、２つの連続的なストリップ９の間に配
置されるランド部１１上に配置される。
材用、例えばバランス調整すべき自動車ホイール用の回
転角センサーは、いくつかを図１の図式的に符号２で示
したリフレクターに向かって、符号１４で示した光を好
適に連続的に放出するエミッター１を備えている。リフ
レクター２は放出された光を反射し、次いで、符号１５
で示した反射光が、図式的に符号３で示した１つ以上の
検出器により受け取られる。リフレクター２は、図３の
符号１０で示したバンド上における別個の反射面または
表面部により形成され、例えば、図２および３の両方に
示されるように、２つの連続的なストリップ９の間に配
置されるランド部１１上に配置される。
【００１９】バンド１０は、硬質ニッケルまたは金属被
覆されたプラスチックのシートまたはフォイルからなっ
てもよい。
覆されたプラスチックのシートまたはフォイルからなっ
てもよい。
【００２０】２つのストリップ９およびランド部１１の
表面は、一平面形状をなすものである。
表面は、一平面形状をなすものである。
【００２１】図２の符号６で示した回転部材の角度のコ
ード化を提供するために、バンド１０は、例えばホイー
ルバランス調整装置のメインシャフト１２の形状とする
ことができる回転部分７周囲に置かれる。そのために
は、バンド１０は回転部分７またはホイールバランス調
整装置のメインシャフト１２の環状円柱面５上に配置さ
れる。メインシャフト１２または回転部分７は、例えば
上記のような自動車ホイールである回転部材６と回転不
能に連結されている。メインシャフト１２または回転部
分７は、適切な固定および／または挟持手段のような好
適な手法により回転部材６に連結される。この事項にお
いて、もしメインシャフト１２の不つり合いを確認すべ
きならば、メインシャフト１２自信が回転部材を構成す
る。
ード化を提供するために、バンド１０は、例えばホイー
ルバランス調整装置のメインシャフト１２の形状とする
ことができる回転部分７周囲に置かれる。そのために
は、バンド１０は回転部分７またはホイールバランス調
整装置のメインシャフト１２の環状円柱面５上に配置さ
れる。メインシャフト１２または回転部分７は、例えば
上記のような自動車ホイールである回転部材６と回転不
能に連結されている。メインシャフト１２または回転部
分７は、適切な固定および／または挟持手段のような好
適な手法により回転部材６に連結される。この事項にお
いて、もしメインシャフト１２の不つり合いを確認すべ
きならば、メインシャフト１２自信が回転部材を構成す
る。
【００２２】バンド１０が回転部分７の環状円柱面５上
に配置される場合、バンド１０の連続的なストリップ９
は環状円柱面５と一致する。ランド部１１上の表面およ
び特にリフレクター２を形成する外側または内側の反射
面は、平坦または平面状に維持され、環状円柱面５の周
縁方向に非反射部が配置された反射面間で、多面鏡の様
式に作用する。上記形状により、リフレクター２間に等
角間隔が提供される。リフレクター２間の非反射部は、
バンド１０から好適に除去される材料によって作成さ
れ、バンド１０の側面部を形成する２つのストリップ９
間の空間を斜めに横切って延在するランド部１１をもた
らす。バンドが環状円柱面５上に配置される場合、ラン
ド部１１およびその上に形成されるリフレクター２は、
軸方向、すなわち図１および２の符号８で示し、回転部
材６および回転部分７またはメインシャフト１２が組み
立て操作中に回転する軸に対して平行に延在する。
に配置される場合、バンド１０の連続的なストリップ９
は環状円柱面５と一致する。ランド部１１上の表面およ
び特にリフレクター２を形成する外側または内側の反射
面は、平坦または平面状に維持され、環状円柱面５の周
縁方向に非反射部が配置された反射面間で、多面鏡の様
式に作用する。上記形状により、リフレクター２間に等
角間隔が提供される。リフレクター２間の非反射部は、
バンド１０から好適に除去される材料によって作成さ
れ、バンド１０の側面部を形成する２つのストリップ９
間の空間を斜めに横切って延在するランド部１１をもた
らす。バンドが環状円柱面５上に配置される場合、ラン
ド部１１およびその上に形成されるリフレクター２は、
軸方向、すなわち図１および２の符号８で示し、回転部
材６および回転部分７またはメインシャフト１２が組み
立て操作中に回転する軸に対して平行に延在する。
【００２３】ランド部１１は、好適な方法、例えば電鋳
として知られる工程により作成される。その操作中にお
いて、金属バンドは感光レジストおよび次の好適なマス
クを通した暴露によりフォトレジスト上に転移される構
造体とともに塗布される。金属構造体は、現像工程後に
レジストの無い表面上に電気蒸着によって作成され、ラ
ンド部１１が形成される。
として知られる工程により作成される。その操作中にお
いて、金属バンドは感光レジストおよび次の好適なマス
クを通した暴露によりフォトレジスト上に転移される構
造体とともに塗布される。金属構造体は、現像工程後に
レジストの無い表面上に電気蒸着によって作成され、ラ
ンド部１１が形成される。
【００２４】これにより、バランス調整装置の回転部分
７およびメインシャフト１２の環状円柱面周囲に多面鏡
の装置が提供される。この回転部分７またはメインシャ
フト１２は、図２に示した装置内の符号６で示した回転
部材に回転不能に連結されている。回転によれば、エミ
ッター１および少なくとも１つの検出器３に対応するリ
フレクター７の各鏡面の角位置が変化する。エミッター
１は、特に集束された光を回転する環状円柱面５上に放
出する。それが生じると、光はリフレクター２の反射平
面上に当たる。
７およびメインシャフト１２の環状円柱面周囲に多面鏡
の装置が提供される。この回転部分７またはメインシャ
フト１２は、図２に示した装置内の符号６で示した回転
部材に回転不能に連結されている。回転によれば、エミ
ッター１および少なくとも１つの検出器３に対応するリ
フレクター７の各鏡面の角位置が変化する。エミッター
１は、特に集束された光を回転する環状円柱面５上に放
出する。それが生じると、光はリフレクター２の反射平
面上に当たる。
【００２５】リフレクター２はその上に投射された光を
反射し、それに対応して好適な信号を作成するように操
作された少なくとも１つの検出器３によって反射された
光１５が受け取られる。次いで、その信号は図１の符号
４で図式的に示し、回転角検出用の検出器３に連結され
た評価装置において評価される。検出器３により供給さ
れた信号の評価は、回転部材６の回転速度および回転方
向の測定をも達成できる。
反射し、それに対応して好適な信号を作成するように操
作された少なくとも１つの検出器３によって反射された
光１５が受け取られる。次いで、その信号は図１の符号
４で図式的に示し、回転角検出用の検出器３に連結され
た評価装置において評価される。検出器３により供給さ
れた信号の評価は、回転部材６の回転速度および回転方
向の測定をも達成できる。
【００２６】回転部材６および回転部分７または対応し
たメインシャフト１２に関する絶対角基準を得るため
に、２つのリフレクター２間の等角間隔が他のリフレク
ター間の等角間隔と異ならせる。これにより、例えば回
転角センサーの回転角カウンターがゼロに設定されたゼ
ロ位置が提供される。
たメインシャフト１２に関する絶対角基準を得るため
に、２つのリフレクター２間の等角間隔が他のリフレク
ター間の等角間隔と異ならせる。これにより、例えば回
転角センサーの回転角カウンターがゼロに設定されたゼ
ロ位置が提供される。
【００２７】次に、図４および５を参照すると、そこに
示された構成において、リフレクター２は強固な成形部
分１３の外側で形成された平面を有する。成形部分１３
は、好適にプラスチック材の射出成形からなり、一般に
スリーブ形状のをなすものである。成形部分１３は、回
転部材、または回転部材に連結された部材や部分に適合
できる。図４および５で説明された実施形態において、
成形部分１３はバランス調整装置のメインシャフト１２
に適合している。
示された構成において、リフレクター２は強固な成形部
分１３の外側で形成された平面を有する。成形部分１３
は、好適にプラスチック材の射出成形からなり、一般に
スリーブ形状のをなすものである。成形部分１３は、回
転部材、または回転部材に連結された部材や部分に適合
できる。図４および５で説明された実施形態において、
成形部分１３はバランス調整装置のメインシャフト１２
に適合している。
【００２８】図４は、回転軸８周囲の回転部分７の回転
による組立によって発生する出力信号をも説明し、さら
に、回転部分７の回転方向の変化を示す出力信号形態の
位置を説明している。
による組立によって発生する出力信号をも説明し、さら
に、回転部分７の回転方向の変化を示す出力信号形態の
位置を説明している。
【００２９】基準によれば、一般に互いに同一の構造を
示す図６および７が導かれるであろう。しかしながら、
図６に示した装置の場合、リフレクター２はエミッター
１または検出器３に関して凸状に湾曲した表面部により
形成される。一方、図７に示した装置は、エミッター１
または検出器３に関して凹状に湾曲した表面部２を有す
る。図６および７の両方におけるリフレクター２により
形成された表面部は、前記のように、バンド１０または
成形部分１３上で互いに直線的に列をなして配置されて
いる。リフレクター特性は、連続的な反射塗装により達
成される。個々のリフレクターが隣接端で互いに幾何学
的に区別されるので、この装置によって、連続的な反射
塗装とともにでさえ互いに区別可能であり、それに含ま
れる個々の回転角を測定するために評価装置内で好適に
評価できる別個の表面部が提供される。
示す図６および７が導かれるであろう。しかしながら、
図６に示した装置の場合、リフレクター２はエミッター
１または検出器３に関して凸状に湾曲した表面部により
形成される。一方、図７に示した装置は、エミッター１
または検出器３に関して凹状に湾曲した表面部２を有す
る。図６および７の両方におけるリフレクター２により
形成された表面部は、前記のように、バンド１０または
成形部分１３上で互いに直線的に列をなして配置されて
いる。リフレクター特性は、連続的な反射塗装により達
成される。個々のリフレクターが隣接端で互いに幾何学
的に区別されるので、この装置によって、連続的な反射
塗装とともにでさえ互いに区別可能であり、それに含ま
れる個々の回転角を測定するために評価装置内で好適に
評価できる別個の表面部が提供される。
【００３０】図４から７に示されるように、エミッター
１および検出器３は構造ユニット２０内に配置される。
ユニット２０は、図４から７の符号２１で示した支持板
上に評価装置４とともに配置される。上記のように、エ
ミッター１は、例えば図１および図５から７においても
符号１４で示した集束された光ビームを、例えば図６で
より詳細に見られるように、ユニット２０の反対側に位
置する個々のリフレクター２上に放出する。回転軸８周
囲の回転部分７の回転によって、個々のリフレクター２
により反射されたビーム１５は、回転角の変化に依存し
て異なる偏向角に偏向され、図５の１６，１７，１８お
よび１９で一例として示され、偏向方向に並列して配置
され、検出器３上に設けられた光感知センサー上に当た
る。それゆえ、回転部分７が一方向に回転した場合に
は、個々のリフレクター２により反射されたビーム１５
は、センサー１６から１９に連続的に当たる。第１セン
サー１６および第３センサー１８は、図４のＡで識別さ
れた出力信号を供給する差動式の増幅器に連結されてい
る。第２センサー１７および第４センサー１９は、図４
のＢで示された出力信号を供給する他の差動式の増幅器
に連結されている。このように、各リフレクター２の反
射面がユニット２０を通過して移動する間に、個々のセ
ンサーにおける輝度の差が適切に評価される。
１および検出器３は構造ユニット２０内に配置される。
ユニット２０は、図４から７の符号２１で示した支持板
上に評価装置４とともに配置される。上記のように、エ
ミッター１は、例えば図１および図５から７においても
符号１４で示した集束された光ビームを、例えば図６で
より詳細に見られるように、ユニット２０の反対側に位
置する個々のリフレクター２上に放出する。回転軸８周
囲の回転部分７の回転によって、個々のリフレクター２
により反射されたビーム１５は、回転角の変化に依存し
て異なる偏向角に偏向され、図５の１６，１７，１８お
よび１９で一例として示され、偏向方向に並列して配置
され、検出器３上に設けられた光感知センサー上に当た
る。それゆえ、回転部分７が一方向に回転した場合に
は、個々のリフレクター２により反射されたビーム１５
は、センサー１６から１９に連続的に当たる。第１セン
サー１６および第３センサー１８は、図４のＡで識別さ
れた出力信号を供給する差動式の増幅器に連結されてい
る。第２センサー１７および第４センサー１９は、図４
のＢで示された出力信号を供給する他の差動式の増幅器
に連結されている。このように、各リフレクター２の反
射面がユニット２０を通過して移動する間に、個々のセ
ンサーにおける輝度の差が適切に評価される。
【００３１】回転部材６または回転部分７またはメイン
シャフト１２が連続回転する場合には、反射光ビームは
もはやセンサーに当たらない。しかしながら、そのよう
な状態においては、次のリフレクターにより反射された
光ビーム１５が回転部材の角位置の変化によって再びセ
ンサー１６から１９に連続的に当たる。好適な構造にお
いては、回転部分７または成形部分１３の周縁に設けら
れた２５６個のリフレクター２がある。回転部材６また
はメインシャフト１２に関する絶対角基準は、軸８周囲
の反射面分布の不規則、例えば上記のように、回転部分
７の環状円柱面の周縁に分布された他のリフレクター間
の間隔とは異なる２つの隣接リフレクター間の間隔によ
って得ることができる。軸８周囲の反射面の分布が不規
則である位置は、例えば回転角センサーにおける位置カ
ウンターのゼロ位置である。
シャフト１２が連続回転する場合には、反射光ビームは
もはやセンサーに当たらない。しかしながら、そのよう
な状態においては、次のリフレクターにより反射された
光ビーム１５が回転部材の角位置の変化によって再びセ
ンサー１６から１９に連続的に当たる。好適な構造にお
いては、回転部分７または成形部分１３の周縁に設けら
れた２５６個のリフレクター２がある。回転部材６また
はメインシャフト１２に関する絶対角基準は、軸８周囲
の反射面分布の不規則、例えば上記のように、回転部分
７の環状円柱面の周縁に分布された他のリフレクター間
の間隔とは異なる２つの隣接リフレクター間の間隔によ
って得ることができる。軸８周囲の反射面の分布が不規
則である位置は、例えば回転角センサーにおける位置カ
ウンターのゼロ位置である。
【００３２】回転部分７の回転方向の反転は、出力信号
Ａの状態の変化により評価される図４の出力信号Ｂの瞬
間的な状態により検出できる。
Ａの状態の変化により評価される図４の出力信号Ｂの瞬
間的な状態により検出できる。
【００３３】本発明の回転角センサーまたは増分センサ
ーは、軸移動に関して鈍感である。信号線および干渉抑
制フィルターの個数は、それぞれ２個に減らすことがで
きる。すでに上記したように、リフレクターにより形成
された多面鏡は、回転部分または回転部材の直径をほん
の僅かに増加させた比較的薄いスリーブ部分またはバン
ドの形状とすることができる。このように、回転角セン
サーはコンパクトな装置である。
ーは、軸移動に関して鈍感である。信号線および干渉抑
制フィルターの個数は、それぞれ２個に減らすことがで
きる。すでに上記したように、リフレクターにより形成
された多面鏡は、回転部分または回転部材の直径をほん
の僅かに増加させた比較的薄いスリーブ部分またはバン
ドの形状とすることができる。このように、回転角セン
サーはコンパクトな装置である。
【００３４】本発明の上記実施形態は、ほんの一例およ
びその原理を説明したものであり、本発明の趣旨や目的
を逸脱しない範囲での様々な修飾や変更がなされてもよ
いことは理解されるであろう。
びその原理を説明したものであり、本発明の趣旨や目的
を逸脱しない範囲での様々な修飾や変更がなされてもよ
いことは理解されるであろう。
【図１】 本発明の回転角センサーの一実施形態の軸方
向から見た線図である。
向から見た線図である。
【図２】 図１の回転角センサーの軸方向に対して垂直
に見た図である。
に見た図である。
【図３】 本発明の構造に用いられ得るリフレクターを
備えたバンドである。
備えたバンドである。
【図４】 本発明の第２実施形態の部分断面図である。
【図５】 図４の実施形態の一部を示した詳細図であ
る。
る。
【図６】 本発明の第３実施形態を示し、図５に対応し
た図である。
た図である。
【図７】 本発明の第４実施形態を示し、図５および６
に対応した図である。
に対応した図である。
１…エミッター、２…リフレクター、３…検出器、４…
評価装置、５…環状円柱面、７…回転部分、８…回転
軸、１１…ランド部、１２…メインシャフト、１４…集
束光、１５…ビーム。
評価装置、５…環状円柱面、７…回転部分、８…回転
軸、１１…ランド部、１２…メインシャフト、１４…集
束光、１５…ビーム。
Claims (41)
- 【請求項１】 光ビームを放出する操作が可能なエミッ
ターと、 回転部材の回転軸に対して回転自在な円上の環状円柱面
の周縁のそれぞれから等角間隔に配置されたリフレクタ
ーを形成する反射面部を有し、エミッターにより放出さ
れた光を反射する手段と、 反射光を受け取るように適合され、対応信号を作り出す
検出器と、 その検出器と連結され、回転角検出用の信号を評価する
ように適合された評価装置とからなる回転部材用回転角
センサー。 - 【請求項２】 反射面部を有する前記手段が回転部材と
ともに回転自在であり、前記環状円柱面を有する回転部
分と、その回転部分の環状円柱面の周縁に配置されたリ
フレクターとからなることを特徴とした請求項１に記載
のセンサー。 - 【請求項３】 反射面部を有する前記手段がその環状円
柱面上の回転部材上に配置されることを特徴とした請求
項１に記載のセンサー。 - 【請求項４】 リフレクターは前記軸に対して平行に延
在する表面部上に形成されることを特徴とした請求項１
に記載のセンサー。 - 【請求項５】 リフレクターの表面が長方形であること
を特徴とした請求項１に記載のセンサー。 - 【請求項６】 リフレクターの表面が正方形であること
を特徴とした請求項１に記載のセンサー。 - 【請求項７】 リフレクターは環状円柱面とは異なる表
面部により形成されることを特徴とした請求項１に記載
のセンサー。 - 【請求項８】 リフレクターは平面により形成されるこ
とを特徴とした請求項７に記載のセンサー。 - 【請求項９】 回転軸に対して垂直な平面におけるリフ
レクターの断面は多角形であることを特徴とした請求項
１に記載のセンサー。 - 【請求項１０】 前記多角形は同一な側面を有すること
を特徴とした請求項９に記載のセンサー。 - 【請求項１１】 回転軸に対して平行に延在する円柱軸
を有する円柱面部により、リフレクターが形成されるこ
とを特徴とした請求項１に記載のセンサー。 - 【請求項１２】 前記円柱面部が環状円柱面部であるこ
とを特徴とした請求項１１に記載のセンサー。 - 【請求項１３】 各環状円柱面部の半径は、リフレクタ
ーが回転するように適合された円形経路の半径から無限
の間であることを特徴とした請求項１２に記載のセンサ
ー。 - 【請求項１４】 リフレクターを形成する表面部は、エ
ミッターおよび検出器に関してはそれぞれ凸状であるこ
とを特徴とした請求項７に記載のセンサー。 - 【請求項１５】 リフレクターを形成する表面部は、エ
ミッターおよび検出器に関してはそれぞれ凹状であるこ
とを特徴とした請求項７に記載のセンサー。 - 【請求項１６】 隣接する反射面部によりリフレクター
が形成されることを特徴とした請求項１に記載のセンサ
ー。 - 【請求項１７】 柔軟なバンドを構成するようにリフレ
クターが互いに連結されていることを特徴とした請求項
１に記載のセンサー。 - 【請求項１８】 間隔をおいて配置され互いに平行な第
１および第２ストリップからなるバンドと、そのストリ
ップ間の複数のランド部とを含み、上記ランド部がリフ
レクターを形成することを特徴とした請求項１に記載の
センサー。 - 【請求項１９】 環状円柱面が回転部分の外側周縁を形
成することを特徴とした請求項２に記載のセンサー。 - 【請求項２０】 バンドがプラスチック材からなり、少
なくともリフレクター領域においては反射的であること
を特徴とした請求項１７に記載のセンサー。 - 【請求項２１】 バンドがプラスチック材からなり、少
なくともランド部領域においては反射的であることを特
徴とした請求項１８に記載のセンサー。 - 【請求項２２】 バンドが金属からなることを特徴とし
た請求項１７に記載のセンサー。 - 【請求項２３】 バンドが硬質ニッケルからなることを
特徴とした請求項２２に記載のセンサー。 - 【請求項２４】 バンドが金属からなることを特徴とし
た請求項１８に記載のセンサー。 - 【請求項２５】 バンドが硬質ニッケルからなることを
特徴とした請求項２４に記載のセンサー。 - 【請求項２６】 バンドは平面を有し、バンドの平面か
ら材料を取り除くことによりランド部が形成されること
を特徴とした請求項１８に記載のセンサー。 - 【請求項２７】 ランド部が電鋳によって作り出される
ことを特徴とした請求項２６に記載のセンサー。 - 【請求項２８】 外側面を有する強硬な成形部分を含
み、リフレクターが強硬な成形部分の外側面上に形成さ
れることを特徴とした請求項１に記載のセンサー。 - 【請求項２９】 回転部分を形成する強硬な成形部分を
有し、リフレクターが強硬な成形部分の外側面上に形成
されることを特徴とした請求項２に記載のセンサー。 - 【請求項３０】 成形部分がプラスチック材からなるこ
とを特徴とした請求項２９に記載のセンサー。 - 【請求項３１】 成形部分が射出成形プラスチックであ
ることを特徴とした請求項２９に記載のセンサー。 - 【請求項３２】 成形部分がスリーブ状形態であること
を特徴とした請求項２９に記載のセンサー。 - 【請求項３３】 各リフレクターに当てられたビームを
集束させる手段を含むことを特徴とした請求項１に記載
のセンサー。 - 【請求項３４】 回転部材の回転移動中に各リフレクタ
ーにより反射されたビームを受け取るように適合した複
数の光感知センサーからなることを特徴とした請求項１
に記載のセンサー。 - 【請求項３５】 センサーが実質上回転方向と並列に配
置されていることを特徴とした請求項３４に記載のセン
サー。 - 【請求項３６】 各リフレクターにより反射されたビー
ムが回転方向のセンサー上に連続的に当たることを特徴
とした請求項３４に記載のセンサー。 - 【請求項３７】 回転方向と並列に配置された第１〜４
光感知センサーと、第１センサーと第３センサーの間お
よび第２センサーと第４センサーの間で輝度の差を評価
するために適合された前記評価装置とからなることを特
徴とした請求項３４に記載のセンサー。 - 【請求項３８】 環状の円柱面に沿って配置された２つ
の互いに隣接するリフレクター間に角距離が設けられ、
その距離が２つの互いに隣接する他のリフレクター間の
他の距離とは異なることを特徴とした請求項１に記載の
センサー。 - 【請求項３９】 使用に際して回転部材が不つり合い測
定装置のメインシャフト上に存在することを特徴とした
請求項１に記載のセンサー。 - 【請求項４０】 不つり合い測定装置はホイールバラン
ス調整機であることを特徴とした請求項３９に記載のセ
ンサー。 - 【請求項４１】 前記回転軸と前記メインシャフトの軸
とが共通軸であることを特徴とした請求項３９に記載の
センサー。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19946486 | 1999-09-28 | ||
| DE19946486.3 | 1999-09-28 | ||
| DE10020247.0 | 2000-04-25 | ||
| DE10020247A DE10020247B4 (de) | 1999-09-28 | 2000-04-25 | Drehwinkelgeber für einen Rotor, insbesondere ein auswuchtendes Kraftfahrzeugrad |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001124537A true JP2001124537A (ja) | 2001-05-11 |
| JP4780825B2 JP4780825B2 (ja) | 2011-09-28 |
Family
ID=26005457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000296986A Expired - Lifetime JP4780825B2 (ja) | 1999-09-28 | 2000-09-28 | 回転部材用回転角センサー |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6639206B1 (ja) |
| EP (1) | EP1089059B1 (ja) |
| JP (1) | JP4780825B2 (ja) |
| KR (1) | KR20010030477A (ja) |
| CN (1) | CN1186591C (ja) |
| ES (1) | ES2293878T3 (ja) |
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| JP2019207440A (ja) * | 2014-12-01 | 2019-12-05 | キヤノン株式会社 | 操作部材及び電子機器 |
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| KR20030015497A (ko) * | 2001-08-16 | 2003-02-25 | 세진전자 주식회사 | 스티어링 휠의 각도 및 회전수 감지장치 |
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| US7552873B2 (en) * | 2005-09-14 | 2009-06-30 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Transmissive optical encoder |
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