JP3171014B2 - 角度センサ - Google Patents
角度センサInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、静電容量の変化量に
より、回転角度などを検出する無接触静電容量式の角度
センサに関する。
より、回転角度などを検出する無接触静電容量式の角度
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】傾斜角
度や回転角度を検出するための従来の角度センサとして
は、例えば、光学的に角度を検出する角度センサや、ポ
テンショメータを使用して電気的に角度を検出する角度
センサなどが知られている。
度や回転角度を検出するための従来の角度センサとして
は、例えば、光学的に角度を検出する角度センサや、ポ
テンショメータを使用して電気的に角度を検出する角度
センサなどが知られている。
【０００３】しかし、光学的な角度センサは、高い精度
を得ようとすると構造が複雑になり、製造コストが増大
するという問題点があり、また、デジタル式にすると分
解能が低下するという問題点がある。
を得ようとすると構造が複雑になり、製造コストが増大
するという問題点があり、また、デジタル式にすると分
解能が低下するという問題点がある。
【０００４】一方、ポテンショメータを使用した角度セ
ンサは、有接点であるため、摺動によってコンタクトが
摩耗し、測定精度が低下するという問題点があり、ま
た、寿命が短いという問題点がある。
ンサは、有接点であるため、摺動によってコンタクトが
摩耗し、測定精度が低下するという問題点があり、ま
た、寿命が短いという問題点がある。
【０００５】さらに、従来の他の角度センサとしては、
例えば、特開昭６１−８０００２号公報に開示された角
度検出装置のように、円筒の中心に配置された中心電極
と、円筒の内面に２等分して配設された検出電極とを備
え、誘電率の異なる２種の誘電体として、円筒内に気体
及び液体を封入してなる角度センサがある。
例えば、特開昭６１−８０００２号公報に開示された角
度検出装置のように、円筒の中心に配置された中心電極
と、円筒の内面に２等分して配設された検出電極とを備
え、誘電率の異なる２種の誘電体として、円筒内に気体
及び液体を封入してなる角度センサがある。
【０００６】しかし、このような液体を用いた角度セン
サ（角度検出装置）においては、液体に振動が加わる
と、液面が波立って角度の測定が困難になったり、測定
精度が低下したりするという問題点がある。また、液体
の粘度に起因するヒステリシスにより測定誤差が生じる
という問題点がある。
サ（角度検出装置）においては、液体に振動が加わる
と、液面が波立って角度の測定が困難になったり、測定
精度が低下したりするという問題点がある。また、液体
の粘度に起因するヒステリシスにより測定誤差が生じる
という問題点がある。
【０００７】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、小型で、特に複雑な構造を必要とすることなく、
角度を高精度に検出することが可能で、かつ、耐久性に
も優れた角度センサを提供することを目的とする。
あり、小型で、特に複雑な構造を必要とすることなく、
角度を高精度に検出することが可能で、かつ、耐久性に
も優れた角度センサを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の角度センサは、角度センサ本体に対して
固定的に配設された固定電極と、前記固定電極と接触し
ないように前記固定電極から所定の間隔をおいて配設さ
れ、重力により角度センサ本体の回転位置いかんにかか
わらず一定の位置に保たれる可動電極とを具備し、前記
固定電極と前記可動電極との間に形成される静電容量の
変化量を測定することにより角度を検出する無接触静電
容量式の角度センサにおいて、前記固定電極を、中心角
の合計が１８０°以下で、互に導通せず、かつ、中心角
の異なる第１及び第２の分割電極から構成するととも
に、前記可動電極を、その中心角が、前記固定電極を構
成する第１及び第２の分割電極の中心角の合計より小さ
い形状に構成したことを特徴としている。
に、この発明の角度センサは、角度センサ本体に対して
固定的に配設された固定電極と、前記固定電極と接触し
ないように前記固定電極から所定の間隔をおいて配設さ
れ、重力により角度センサ本体の回転位置いかんにかか
わらず一定の位置に保たれる可動電極とを具備し、前記
固定電極と前記可動電極との間に形成される静電容量の
変化量を測定することにより角度を検出する無接触静電
容量式の角度センサにおいて、前記固定電極を、中心角
の合計が１８０°以下で、互に導通せず、かつ、中心角
の異なる第１及び第２の分割電極から構成するととも
に、前記可動電極を、その中心角が、前記固定電極を構
成する第１及び第２の分割電極の中心角の合計より小さ
い形状に構成したことを特徴としている。
【０００９】また、前記固定電極を構成する第１の分割
電極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持た
せるとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を
構成する第１及び第２の分割電極の中心角の合計の２／
３にしたことを特徴としている。
電極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持た
せるとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を
構成する第１及び第２の分割電極の中心角の合計の２／
３にしたことを特徴としている。
【００１０】さらに、前記固定電極を構成する第１の分
割電極の中心角と第２の分割電極の中心角の比を１：２
にしたことを特徴としている。
割電極の中心角と第２の分割電極の中心角の比を１：２
にしたことを特徴としている。
【００１１】さらに、前記固定電極を構成する第１の分
割電極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持
たせるとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極
を構成する第１及び第２の分割電極の中心角の小さい方
の中心角の２倍にしたことを特徴としている。
割電極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持
たせるとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極
を構成する第１及び第２の分割電極の中心角の小さい方
の中心角の２倍にしたことを特徴としている。
【００１２】以下に、この発明の角度センサにおける、
固定電極と可動電極の構造及び両者の位置関係につい
て、図２を参照しつつ説明する。
固定電極と可動電極の構造及び両者の位置関係につい
て、図２を参照しつつ説明する。
【００１３】図２（ａ）に示すように、可動電極３の中
心角をα、固定電極１を構成する分割電極１ａ，１ｂの
中心角β1，β2（β1＜β2とする）の合計（合計中心
角）をβとすると、可動電極３の左側の一辺が、固定電
極１ｂの左側の一辺に一致したとき、固定電極１を構成
する分割電極１ａと分割電極１ｂとの間に形成される静
電容量Ｃは最小になる。一方、図２(ｂ)に示すように、
固定電極１を構成する分割電極１ａ，１ｂの境界部（ギ
ャップ）が可動電極３の中心線３ａと重なる位置にきた
ときに、形成される静電容量Ｃは最大になるが、測定す
べき角度がα／２を越えると、静電容量Ｃは小さくな
る。したがって、測定限界となる傾斜角θは、 θ＝α／２ となる。
心角をα、固定電極１を構成する分割電極１ａ，１ｂの
中心角β1，β2（β1＜β2とする）の合計（合計中心
角）をβとすると、可動電極３の左側の一辺が、固定電
極１ｂの左側の一辺に一致したとき、固定電極１を構成
する分割電極１ａと分割電極１ｂとの間に形成される静
電容量Ｃは最小になる。一方、図２(ｂ)に示すように、
固定電極１を構成する分割電極１ａ，１ｂの境界部（ギ
ャップ）が可動電極３の中心線３ａと重なる位置にきた
ときに、形成される静電容量Ｃは最大になるが、測定す
べき角度がα／２を越えると、静電容量Ｃは小さくな
る。したがって、測定限界となる傾斜角θは、 θ＝α／２ となる。
【００１４】次に、可動電極３の中心角αと、固定電極
１の合計中心角βと、固定電極１を構成する分割電極１
ａ，１ｂのそれぞれの中心角β1，β2との関係について
説明する。静電容量Ｃが最小から最大まで可変し、この
範囲内での角度を検出するとして、可動電極３と固定電
極１の電極面積を有効に使うには、静電容量Ｃが最小の
ときは、可動電極３の中心角αと分割電極１ｂの中心角
β2が同じ大きさになる。したがって、 α＝β2 ……(1) となる。また、静電容量Ｃが最大のときは、可動電極３
の中心角の１／２と分割電極１ａの中心角が同じにな
る。したがって、 （１／２）α＝β1 ……(2) となる。したがって、式(1)及び(2)から、 α＝（２／３）β となる。
１の合計中心角βと、固定電極１を構成する分割電極１
ａ，１ｂのそれぞれの中心角β1，β2との関係について
説明する。静電容量Ｃが最小から最大まで可変し、この
範囲内での角度を検出するとして、可動電極３と固定電
極１の電極面積を有効に使うには、静電容量Ｃが最小の
ときは、可動電極３の中心角αと分割電極１ｂの中心角
β2が同じ大きさになる。したがって、 α＝β2 ……(1) となる。また、静電容量Ｃが最大のときは、可動電極３
の中心角の１／２と分割電極１ａの中心角が同じにな
る。したがって、 （１／２）α＝β1 ……(2) となる。したがって、式(1)及び(2)から、 α＝（２／３）β となる。
【００１５】したがって、例えば、合計中心角β＝１８
０°のとき、α＝１２０°となり、β1及びβ2は、β1
＝６０°，β2＝１２０°となる。
０°のとき、α＝１２０°となり、β1及びβ2は、β1
＝６０°，β2＝１２０°となる。
【００１６】但し、実際には、固定電極１を構成する分
割電極１ａ，１ｂ間の微小なギャップの角度γを考慮し
て、α，β1，β2は上述した角度より小さくする必要が
ある。また、上述の可動電極３の中心角αと固定電極１
の中心角β，β1，β2の関係は、可動電極３と固定電極
１の電極面積を有効に使うためのものであって、これに
制限されるものではない。
割電極１ａ，１ｂ間の微小なギャップの角度γを考慮し
て、α，β1，β2は上述した角度より小さくする必要が
ある。また、上述の可動電極３の中心角αと固定電極１
の中心角β，β1，β2の関係は、可動電極３と固定電極
１の電極面積を有効に使うためのものであって、これに
制限されるものではない。
【００１７】
【作用】この発明の角度センサは、上述のように、可動
電極と対向するように配設された固定電極が、中心角の
合計が１８０°以下で、互に導通せず、かつ、中心角の
異なる第１及び第２の分割電極から構成されているとと
もに、可動電極も、その中心角が、前記固定電極を構成
する第１及び第２の分割電極の中心角の合計より小さい
形状に構成されているため、角度センサ全体としての小
型化（低背化）を図ることが可能になる。
電極と対向するように配設された固定電極が、中心角の
合計が１８０°以下で、互に導通せず、かつ、中心角の
異なる第１及び第２の分割電極から構成されているとと
もに、可動電極も、その中心角が、前記固定電極を構成
する第１及び第２の分割電極の中心角の合計より小さい
形状に構成されているため、角度センサ全体としての小
型化（低背化）を図ることが可能になる。
【００１８】さらに、固定電極を構成する第１の分割電
極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持たせ
るとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を構
成する第１及び第２の分割電極の中心角の合計の２／３
にすることにより、可動電極と固定電極の電極面積を有
効に使うことが可能になり、測定精度を確保しつつ、効
率よく小型化を図ることができるようになる。
極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持たせ
るとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を構
成する第１及び第２の分割電極の中心角の合計の２／３
にすることにより、可動電極と固定電極の電極面積を有
効に使うことが可能になり、測定精度を確保しつつ、効
率よく小型化を図ることができるようになる。
【００１９】また、固定電極を構成する第１の分割電極
の中心角と第２の分割電極の中心角の比を１：２にする
ことにより、さらには、固定電極を構成する第１の分割
電極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持た
せるとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を
構成する第１及び第２の分割電極の中心角の小さい方の
中心角の２倍にすることにより、可動電極と固定電極の
電極面積を有効に使うことが可能になり、測定精度を確
保しつつ、効率よく小型化を図ることができるようにな
る。
の中心角と第２の分割電極の中心角の比を１：２にする
ことにより、さらには、固定電極を構成する第１の分割
電極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持た
せるとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を
構成する第１及び第２の分割電極の中心角の小さい方の
中心角の２倍にすることにより、可動電極と固定電極の
電極面積を有効に使うことが可能になり、測定精度を確
保しつつ、効率よく小型化を図ることができるようにな
る。
【００２０】また、この発明の角度センサは、無接触式
で摩耗部（コンタクト部）がないため、耐久性と電気的
特性がコンタクト部の寿命や接触状態に依存することが
なく、耐久性及び信頼性を向上させることが可能にな
る。さらに、可動電極と固定電極の位置関係が角度に対
応して連続的に変化するため、分解能が高く、微小な角
度の変化を精度よく検出することができる。
で摩耗部（コンタクト部）がないため、耐久性と電気的
特性がコンタクト部の寿命や接触状態に依存することが
なく、耐久性及び信頼性を向上させることが可能にな
る。さらに、可動電極と固定電極の位置関係が角度に対
応して連続的に変化するため、分解能が高く、微小な角
度の変化を精度よく検出することができる。
【００２１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。
する。
【００２２】図１は、この発明の一実施例にかかる角度
センサＡの要部を示す図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
センサＡの要部を示す図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【００２３】この実施例の角度センサＡにおいては、図
１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、互に対向する
ように配設された第１の固定電極１と第２の固定電極２
の間に、固定電極１，２と接触しないように可動電極３
が挿入されている。そして、この可動電極３は、絶縁体
からなるシャフト４によりシャフト４の軸心に垂直に支
持、固定されており、固定電極１，２に対して回転可能
に保持されている。また、シャフト４は、本体の小型化
に対応した、例えばピボット軸受などの小さなトルクで
滑らかに回転する小型の軸受（図示せず）により回転可
能に支持されている。
１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、互に対向する
ように配設された第１の固定電極１と第２の固定電極２
の間に、固定電極１，２と接触しないように可動電極３
が挿入されている。そして、この可動電極３は、絶縁体
からなるシャフト４によりシャフト４の軸心に垂直に支
持、固定されており、固定電極１，２に対して回転可能
に保持されている。また、シャフト４は、本体の小型化
に対応した、例えばピボット軸受などの小さなトルクで
滑らかに回転する小型の軸受（図示せず）により回転可
能に支持されている。
【００２４】なお、可動電極３をシャフト４に取り付け
る方法としては、例えば、シャフト４に溝を形成し、そ
の溝に可動電極３の一部をはめ込む方法や、インサート
モールドにより可動電極とシャフトを一体に成形する方
法などを用いることができる。
る方法としては、例えば、シャフト４に溝を形成し、そ
の溝に可動電極３の一部をはめ込む方法や、インサート
モールドにより可動電極とシャフトを一体に成形する方
法などを用いることができる。
【００２５】そして、可動電極３の中心角α、及び固定
電極１，２を構成する分割電極１ａ，１ｂ及び２ａ，２
ｂの中心角β1，β2は、上述したような関係になるよう
に、それぞれ、 α ≒ １２０゜ β1 ≒ ６０゜ β2 ≒ １２０゜ に構成されている。
電極１，２を構成する分割電極１ａ，１ｂ及び２ａ，２
ｂの中心角β1，β2は、上述したような関係になるよう
に、それぞれ、 α ≒ １２０゜ β1 ≒ ６０゜ β2 ≒ １２０゜ に構成されている。
【００２６】すなわち、上記第１の固定電極１は、合計
中心角βが約１８０°の、互に導通しない第１及び第２
の略扇形の分割電極１ａ，１ｂから構成されており、第
２の固定電極２も同様に、合計中心角βが約１８０°
の、互に導通しない第１及び第２の略扇形の分割電極２
ａ，２ｂから構成されている。そして、第１の分割電極
１ａ，２ａは、その中心角β1が約６０°、第２の分割
電極１ｂ，２ｂはその中心角β2が約１２０°になるよ
うに構成されている。
中心角βが約１８０°の、互に導通しない第１及び第２
の略扇形の分割電極１ａ，１ｂから構成されており、第
２の固定電極２も同様に、合計中心角βが約１８０°
の、互に導通しない第１及び第２の略扇形の分割電極２
ａ，２ｂから構成されている。そして、第１の分割電極
１ａ，２ａは、その中心角β1が約６０°、第２の分割
電極１ｂ，２ｂはその中心角β2が約１２０°になるよ
うに構成されている。
【００２７】また、この実施例の角度センサＡにおいて
は、可動電極３は、その中心角αが約１２０°の扇形の
形状に構成されており、角度センサＡの回転位置いかん
にかかわらず、重力によって一定の位置（中心線３ａが
鉛直になる位置）に保たれる。
は、可動電極３は、その中心角αが約１２０°の扇形の
形状に構成されており、角度センサＡの回転位置いかん
にかかわらず、重力によって一定の位置（中心線３ａが
鉛直になる位置）に保たれる。
【００２８】また、第１及び第２の固定電極１，２を構
成する第１の分割電極１ａと２ａ、及び第２の分割電極
１ｂと２ｂはそれぞれ電気的に接続されており、さら
に、第１及び第２の分割電極（１ａ，２ａ），（１ｂ，
２ｂ）はそれぞれ出力端子５（図１（ａ））に電気的に
接続されている。
成する第１の分割電極１ａと２ａ、及び第２の分割電極
１ｂと２ｂはそれぞれ電気的に接続されており、さら
に、第１及び第２の分割電極（１ａ，２ａ），（１ｂ，
２ｂ）はそれぞれ出力端子５（図１（ａ））に電気的に
接続されている。
【００２９】なお、第１及び第２の固定電極１，２及び
可動電極３を構成する材料としては、金属などの導電性
を有する種々の材料を用いることが可能であり、また、
樹脂などの絶縁材料の表面に金属メッキを施して導電性
を付与することにより電極を形成することも可能であ
る。なお、この場合、可動電極３は、シャフト４と一体
に成形することも可能である。
可動電極３を構成する材料としては、金属などの導電性
を有する種々の材料を用いることが可能であり、また、
樹脂などの絶縁材料の表面に金属メッキを施して導電性
を付与することにより電極を形成することも可能であ
る。なお、この場合、可動電極３は、シャフト４と一体
に成形することも可能である。
【００３０】また、第１及び第２の固定電極１，２の間
隔は、スペーサなどを用いて一定間隔に保つことが可能
であり、その寸法を調節することにより固定電極１，２
の間隔を調整することも可能である。
隔は、スペーサなどを用いて一定間隔に保つことが可能
であり、その寸法を調節することにより固定電極１，２
の間隔を調整することも可能である。
【００３１】なお、上記の各構成部材を、導電材料から
なり、アースすることができるように構成されたケース
（図示せず）に収納することにより、浮遊容量の影響を
防止することができる。
なり、アースすることができるように構成されたケース
（図示せず）に収納することにより、浮遊容量の影響を
防止することができる。
【００３２】上記実施例の角度センサＡにおいては、可
動電極３の両面側に配設された各固定電極１，２の合計
中心角βが約１８０°、可動電極３の中心角αが約１２
０°になるように構成されているため、例えば、固定電
極を円形に構成した場合（すなわち、合計中心角を約３
６０°にした場合）に比べて、角度センサ全体としての
小型化（低背化）を図ることができる。
動電極３の両面側に配設された各固定電極１，２の合計
中心角βが約１８０°、可動電極３の中心角αが約１２
０°になるように構成されているため、例えば、固定電
極を円形に構成した場合（すなわち、合計中心角を約３
６０°にした場合）に比べて、角度センサ全体としての
小型化（低背化）を図ることができる。
【００３３】なお、上記実施例では、互に対向するよう
に配設された２つの固定電極の間に可動電極を配設した
角度センサを例にとって説明したが、一つの固定電極を
用い、これと対向する位置に可動電極を配設するように
構成することも可能であり、その場合にも、上記実施例
の角度センサの場合と同様の効果を得ることができる。
に配設された２つの固定電極の間に可動電極を配設した
角度センサを例にとって説明したが、一つの固定電極を
用い、これと対向する位置に可動電極を配設するように
構成することも可能であり、その場合にも、上記実施例
の角度センサの場合と同様の効果を得ることができる。
【００３４】また、角度センサＡは、無接触式で摩耗部
（コンタクト部）がないため、耐久性及び信頼性を向上
させることができるとともに、可動電極３と固定電極
１，２の位置関係が角度に対応して連続的に変化するた
め、分解能が高く、微小な角度の変化を精度よく検出す
ることができる。
（コンタクト部）がないため、耐久性及び信頼性を向上
させることができるとともに、可動電極３と固定電極
１，２の位置関係が角度に対応して連続的に変化するた
め、分解能が高く、微小な角度の変化を精度よく検出す
ることができる。
【００３５】なお、この発明は、その他の点においても
上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範
囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能で
ある。
上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範
囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能で
ある。
【００３６】
【発明の効果】上述のように、この発明の角度センサ
は、固定電極を、中心角の合計が１８０°以下で、互に
導通せず、かつ、中心角の異なる第１及び第２の分割電
極から構成するとともに、可動電極を、その中心角が、
固定電極を構成する第１及び第２の分割電極の中心角の
合計より小さい形状に構成しているので、角度センサ全
体としての小型化（低背化）を図ることが可能になる。
は、固定電極を、中心角の合計が１８０°以下で、互に
導通せず、かつ、中心角の異なる第１及び第２の分割電
極から構成するとともに、可動電極を、その中心角が、
固定電極を構成する第１及び第２の分割電極の中心角の
合計より小さい形状に構成しているので、角度センサ全
体としての小型化（低背化）を図ることが可能になる。
【００３７】さらに、固定電極を構成する第１の分割電
極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持たせ
るとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を構
成する第１及び第２の分割電極の中心角の合計の２／３
にすることにより、可動電極と固定電極の電極面積を有
効に使うことが可能になり、測定精度を確保しつつ、効
率よく小型化を図ることができる。
極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持たせ
るとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を構
成する第１及び第２の分割電極の中心角の合計の２／３
にすることにより、可動電極と固定電極の電極面積を有
効に使うことが可能になり、測定精度を確保しつつ、効
率よく小型化を図ることができる。
【００３８】また、固定電極を構成する第１の分割電極
の中心角と第２の分割電極の中心角の比を１：２にする
ことにより、さらには、固定電極を構成する第１の分割
電極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持た
せるとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を
構成する第１及び第２の分割電極の中心角の小さい方の
中心角の２倍にすることにより、可動電極と固定電極の
電極面積を有効に使うことが可能になり、測定精度を確
保しつつ、効率よく小型化を図ることができる。
の中心角と第２の分割電極の中心角の比を１：２にする
ことにより、さらには、固定電極を構成する第１の分割
電極の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持た
せるとともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を
構成する第１及び第２の分割電極の中心角の小さい方の
中心角の２倍にすることにより、可動電極と固定電極の
電極面積を有効に使うことが可能になり、測定精度を確
保しつつ、効率よく小型化を図ることができる。
【００３９】また、無接触式で摩耗部（コンタクト部）
がなく、耐久性と電気的特性がコンタクト部の寿命や接
触状態に依存することがないため、耐久性及び信頼性を
向上させることができる。さらに、固定電極と可動電極
の面積が小さくなるため、浮遊容量の影響を抑えて測定
精度を向上させることができる。
がなく、耐久性と電気的特性がコンタクト部の寿命や接
触状態に依存することがないため、耐久性及び信頼性を
向上させることができる。さらに、固定電極と可動電極
の面積が小さくなるため、浮遊容量の影響を抑えて測定
精度を向上させることができる。
【００４０】また、空気層を利用した静電容量式の角度
センサであるため、周囲の温度の影響を受けにくく安定
した特性を得ることが可能になる。さらに、角度を検出
する機構と容量変化を発生させる機構が一つの機構であ
るため、感度及び再現性を向上させることができる。ま
た、構造が簡単で生産性にも優れている。
センサであるため、周囲の温度の影響を受けにくく安定
した特性を得ることが可能になる。さらに、角度を検出
する機構と容量変化を発生させる機構が一つの機構であ
るため、感度及び再現性を向上させることができる。ま
た、構造が簡単で生産性にも優れている。
【図１】この発明の一実施例にかかる角度センサの要部
を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は正面図である。
を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は正面図である。
【図２】(ａ)，(ｂ)は、この発明の一実施例にかかる角
度センサを構成する可動電極と固定電極の構造及び両者
の位置関係を示す平面図である。
度センサを構成する可動電極と固定電極の構造及び両者
の位置関係を示す平面図である。
１，２ 第１及び第２の固定電極 １ａ，２ａ 固定電極を構成する第１の分割電極 １ｂ，２ｂ 固定電極を構成する第２の分割電極 ３ 可動電極 ３ａ 可動電極の中心線 ４ シャフト ５ 出力端子 Ａ 角度センサ α 可動電極の中心角 β 固定電極の合計中心角 β1 固定電極を構成する第１の分割電極の
中心角 β2 固定電極を構成する第２の分割電極の
中心角 θ 測定限界となる傾斜角
中心角 β2 固定電極を構成する第２の分割電極の
中心角 θ 測定限界となる傾斜角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥西 弘武 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社 村田製作所内 (72)発明者 山内 公則 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社 村田製作所内 (56)参考文献 実開 昭63−41712（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34 102 G01C 9/06 G01D 5/00 - 5/252 G01D 5/39 - 5/62
Claims (4)
- 【請求項１】 角度センサ本体に対して固定的に配設さ
れた固定電極と、前記固定電極と接触しないように前記
固定電極から所定の間隔をおいて配設され、重力により
角度センサ本体の回転位置いかんにかかわらず一定の位
置に保たれる可動電極とを具備し、前記固定電極と前記
可動電極との間に形成される静電容量の変化量を測定す
ることにより角度を検出する無接触静電容量式の角度セ
ンサにおいて、 前記固定電極を、中心角の合計が１８０°以下で、互に
導通せず、かつ、中心角の異なる第１及び第２の分割電
極から構成するとともに、 前記可動電極を、その中心角が、前記固定電極を構成す
る第１及び第２の分割電極の中心角の合計より小さい形
状に構成したことを特徴とする角度センサ。 - 【請求項２】 前記固定電極を構成する第１の分割電極
の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持たせる
とともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を構成
する第１及び第２の分割電極の中心角の合計の２／３に
したことを特徴とする請求項１記載の角度センサ。 - 【請求項３】 前記固定電極を構成する第１の分割電極
の中心角と第２の分割電極の中心角の比を１：２にした
ことを特徴とする請求項１または２記載の角度センサ。 - 【請求項４】 前記固定電極を構成する第１の分割電極
の中心角と第２の分割電極の中心角に有意差を持たせる
とともに、前記可動電極の中心角を前記固定電極を構成
する第１及び第２の分割電極の中心角の小さい方の中心
角の２倍にしたことを特徴とする請求項１，２または３
記載の角度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18078494A JP3171014B2 (ja) | 1993-07-12 | 1994-07-08 | 角度センサ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19551893 | 1993-07-12 | ||
| JP5-195518 | 1993-07-12 | ||
| JP18078494A JP3171014B2 (ja) | 1993-07-12 | 1994-07-08 | 角度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777403A JPH0777403A (ja) | 1995-03-20 |
| JP3171014B2 true JP3171014B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=26500180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18078494A Expired - Fee Related JP3171014B2 (ja) | 1993-07-12 | 1994-07-08 | 角度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3171014B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210028389A (ko) * | 2019-09-04 | 2021-03-12 | 삼성전기주식회사 | 회전 감지 장치 |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP18078494A patent/JP3171014B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0777403A (ja) | 1995-03-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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