JPH0217410A

JPH0217410A - 回転センサ

Info

Publication number: JPH0217410A
Application number: JP16712588A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kurihara; 将栗原; Kazumitsu Kobayashi; 小林　一光
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1988-07-05
Filing date: 1988-07-05
Publication date: 1990-01-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えばクランク角センサ等に用いて好適な回
転センサに関し、特に１回転軸の回転角を電極間の抵抗
または静電容量の変化として検出できるようにした回転
センサに関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車用エンジン等のエンジン回転数は回転セ
ンサとしてのクランク角センサを用いて検出している。

そして、このクランク角センサには光学式の回転センサ
や電磁ピックアップ式の回転センサ等が用いられている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、上述した従来技術では、クランク角センサとし
て光学式や電磁ピックアップ式の回転センサを用いてい
るから、光学式の場合には発光素子と受光素子を用意す
る必要があり、電磁ピックアップ式の場合には磁性の回
転板とコアに巻回した検出コイル等とを用意する必要が
あり、部品点数が増加して構造が複雑になる上に、製造
コストが高くなるという欠点がある。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、本発明は構造を大幅に筒素化でき、コストダウンを図
りうるようにした回転センサを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明は、所望の導電率
または誘電率をもった液体が封入された密閉容器からな
る筒状の固定ケーシングと、該ケーシングに回転可能に
設けられ、該ケーシング外から駆動される回転軸と、前
記ケーシング内に位置して該回転軸の外周側に設けられ
、該回転軸と一体に回転する可動電極と、前記液体を介
して該可動電極と対向するように前記ケーシングの内周
面に固着して設けられた固定電極とからなる構成を採用
している。

〔作用〕

上記構成により、固定電極に対して可動電極が回転軸と
一体に回転する間に、該電極間の距離や電極面積が変化
するようになり、回転軸の回転角を抵抗値または静電容
量の変化として検出できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第６図に基づいて
説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示してい
る。

図において、ｌは密閉容器からなる筒状の固定ケーシン
グを示し、該ケーシング１は内周面２Ａが円筒面をなす
有底筒状のケース２と、該ケース２の上端側開口部２Ｂ
を液密に施蓋した蓋体３とからなり、これらは電気絶縁
性の材料によって形成されている。そして、ケース２の
底部２Ｃと蓋体３とにはその中心部にそれぞれ軸受支持
部２Ｄ　、３Ａが設けられ、該支持部２Ｄ　、３Ａと後
述の回転軸７との間にはシール部材を備えた軸受４．５
が装着されている。６はケーシングｌ内に封入された導
電性の液体を示し該液体６は、例えば塩化ナトリウム等
の導電性の高い溶液が用いられている。

７はケーシングｌに軸受４，５を介して回転可能に設け
られた回転軸を示し、該回転軸７は電気絶縁性の材料等
によって丸棒状に形成され、その一端側はケーシング１
の外部でエンジンのクランク軸（図示せず）等と一体回
転可走に連結されている。８はケーシングｌ内に位置し
て回転軸７の外周側に設けられた可動電極を示し、該可
動電極８はケーシングｌ内で回転軸７と一体に矢示Ａ方
向に回転し、後述する固定電極９との距離見がそのとき
の回転角０に応じて変化するようになっている。そして
、該可動電極８は回転軸７内、外のリード線およびリー
ド線間を回転可能に連結するカップリング（いずれも図
示せず）等を介して外部の電源と接続され、この電源か
ら固定電極９との間に所定の電圧が印加されるようにな
っている。

さらに、９は液体６を介して可動電極８と対向するよう
になった固定電極を示し、該固定電極９はケース２の内
周面に固着して設けられ、ケースｚ外に伸びるリード線
（図示せず）を介して前記電源と接続されている。

本実施例による回転センサは上述の如く構成されるもの
で、次にその作動についてクランク角センサとして用い
た場合を例に挙げて説明する。

まず、エンジンを始動すると、回転軸７はクランク軸と
共に矢示Ａ方向に回転駆動され、ケーシングｌ内で可動
電極８は回転軸７と共に矢示Ａ方向に回転する。そして
、該可動電極８は３６０゜回転する度毎に固定電極９と
正対し、該固定電極９に最接近する。ここで、可動電極
８は導電性の液体６を介して固定電極９と導通され、外
部の電源に対して固定電極９と直列回路を構成している
から、ケーシングｌ内に封入した液体６の抵抗率をρ（
１／ρ：導電率）とし、可動電極８と固定電極９との電
極間距離見、電極面積Ｓとすると、電極８．９間の抵抗
値は、となり、電極８，９が正対したときに電極間距離見は最
小となり、このときの回転軸７の回転角（クランク角）
θをθ＝０とすると、 θ＝１８０’のときには前記距離見は最大となる。また
、電極面ＭＳはθ＝０のときに最大となり、θ＝ｔａｏ
’のときに最小となる。この結果、電極８，９間の抵抗
値Ｒは回転角θに対して第３図中の特性線１０として示
すことができ、クランク角としての回転角θを抵抗値Ｈ
の変化として検出することができる。

従って本実施例では、ケーシング１内に導電性の液体６
を封入して、回転軸７に可動電極８を設け、ケース２の
内周面２Ａに該可動電極８と対向するように固定電極９
を設けるだけで、回転軸７の回転角θを電極８，９間の
抵抗値Ｒの変化として検出できる上に、部品点数を減ら
して構造を大幅に簡素化でき、コストダウンを図りうる
等、種々の効果を奏する。

次に、第４図は本発明の第２の実施例を示し、本実施例
では前記第１の実施例で述べた構成要素をそのまま援用
するものとするに、本実施例の特徴は、ケーシング１内
に封入する液体６を誘電率の高い１例えばオイル等の液
体を用いたことにある。ここで、可動電極８と固定電極
９との間には誘電率の高い液体６が介在しているから、
該電極８．９間の静電容量Ｃは、液体６の誘電率をεと
して、で示される。そして、電極面ｖＩＳおよび電極間圧ｒａ
見は前記第１の実施例で述べた如く回転軸７の回転角θ
に対応して変化するから、静電容量Ｃは回転角０に対し
て第４図中の特性線１１として示すことができ、クラン
ク角としての回転角θを静電容量Ｃの変化として検出で
きる。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記ｆ
ＪＳｌの実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができ
る。

次に、第５図および第６図は本発明の第３の実施例を示
し、本実施例でも前記第１の実施例と同一の構成要素に
同一の符号そ付し、その説明を省略するものとするに１
本実施例の特徴は、ケース２の内周面２Ａに固定電極２
１を設け、該固定電極電極２１をその電極面積Ｓが中央
部２１Ａで最大となり、左、右両側に向けて漸次小さく
なるように形成したことにある。そして、該固定電極２
１はケース２の内周面２Ａに沿って周方向に伸び、その
左、右両側は互いに離間して内周面２Ａに固着されてい
る。

ここで、固定電極２１はケース２の内周面２Ａに沿って
周方向に伸び、その電極面ａＳが中央部２１Ａで最大と
なり、左、右両側に向けて漸次小さくなるように形成し
ているから、ケーシング１内に導電性の高い液体６を封
入することにより、前記（１）式中で電極間距離見はほ
ぼ一定となるものの、電極面ｙｋＳは可動電極８が固定
電極２１の中央部２１Ａに正対したときに、回転軸７の
回転角θをθ＝０として最大となり、θ＝１８０’のと
きに最小となって、電極８．２１間の抵抗値Ｒを回転角
θに対して第６図中に実線で示す特性線２２として取出
すことができる。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記第３の実施例では、液体６を導電性の高い液
体とするものとしたが、これに替えて、前記第２の実施
例と同様に誘電率の高い液体を用いてもよく、この場合
には、電極８，２１間の静電容量Ｃを前記（２）に基づ
き、第６図中に点線で示した特性線２３に沿って検出で
きる。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明によれば、ケーシング内に所
望の導電率または誘電率をもった液体を封入して、回転
軸に可動電極を設け、該可動電極と対向するようにケー
シングに固定電極を設ける構成としたから、回転軸の回
転角を可動電極と固定電極との間の抵抗値または静電容
量の変化として検出でき、回転数や回転速度等を簡単に
検出できる上に、部品点数を減らして構造を大幅にｖＪ
要素でき、コストダウンを図りうる等種々の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は回転センサの縦断面図、第２図は蓋体を取外した
状態で示す回転センサの一部破断の斜視図、第３図は回
転角と抵抗値の関係を示す特性線図、第４図は第２の実
施例による回転角と静電容量との関係を示す特性線図、
第５図および第６図は第３の実施例を示し、第５図は蓋
体を取外した状思で示す回転センサの封視図、第６図は
回転角と抵抗ｆｔｉ　（静電容量）との関係を示す特性
線図である。１・・・ケーシング、２・・・ケース、２Ａ・・・内周
面、３・・・蓋体、４，５・・・軸受、６・・・液体、
７・・・回転軸、８・・・可動電極、９．２１・・・固
定電極。

Claims

【特許請求の範囲】

　所望の導電率または誘電率をもった液体が封入された
密閉容器からなる筒状の固定ケーシングと、該ケーシン
グに回転可能に設けられ、該ケーシング外から駆動され
る回転軸と、前記ケーシング内に位置して該回転軸の外
周側に設けられ、該回転軸と一体に回転する可動電極と
、前記液体を介して該可動電極と対向するように前記ケ
ーシングの内周面に固着して設けられた固定電極とから
構成してなる回転センサ。