JPH046413A - 回転角検出装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、回転軸の回転角度を検出する回転角検出装置
に関する。

（従来の技術） 近年、自動車においては、より良好な操縦安定性及び快
適な乗り心地を得るために、ステアリングホイールの回
転角度（操舵角度）及び走行速度に応じて、サスペンシ
ョンの減衰力制御、オートマチックトランスミッション
のポジション制御を行なったり、後輪の操舵制御（所謂
四輪操舵システムの制御）を行なったりすることが考え
られている。

このような制御に用いられるステアリングホイールの回
転角検出装置の従来例を第６図及び第７図に示す。即ち
、ケース１に回転軸２が回転可能に支持され、この回転
軸２にスリット板３が一体に回転するように取付けられ
ている。このスリット板３の円周上には等間隔に多数の
スリット３ａが形成されており、スリット板３を挾んで
ケース１の両側内面には発光素子４及び受光素子５が取
付けられている。

この回転角検出装置は、発光素子４がらの光がスリット
３ａを通過して受光素子５に受光されると、パルス状の
信号を発するもので、回転軸２が回転すると、その角度
に応じた数のスリット３ａが発光素子４からの光を通過
させるので、パルス状の信号を計数することにより回転
角度を検出できるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 然しながら、上述の構成においては、ある回転位置から
次の回転位置までの相対的な回転角度は検出できるが、
基準位置からの絶対的な回転角度を検出することができ
ないという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目
的は、基準位置からの絶対的な回転角度を検出できる回
転角検出装置を提供するにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の回転角検出装置は、ケースに回転軸を支持し、
この回転軸にこれと一体に回転するように第１の偏光子
を設け、前記ケースに第２の偏光子を固定し、ケースに
角度検出用発光素子を設け、前記ケースに前記角度検出
用発光素子からの光であって前記第１及び第２の偏光子
を通過することにより前記回転軸の回転に応じて光量が
変化する光を受光する角度検出用受光素子を設け、前記
回転軸の１回転の角度を複数の領域として識別する識別
手段を設けたところに特徴を有する。

本発明の回転角検出装置においては、角度検出用発光素
子からの光であって第１及び第２の偏光子の内の一方の
みを通過した光若しくは前記角度検出用発光素子からの
直接の光を受光する基準レベル用受光素子を設けること
が好ましい。

（作用） 本発明の回転角検出装置によれば、角度検出用受光素子
が角度検出用発光素子から発せられて第１及び第２の偏
光子を通過する光を受光し、その光量の変化により回転
軸の回転範囲を検出する。

そして、識別手段が回転軸の１回転の角度を基準位置か
らの複数の領域として識別するので、これら両者から基
準位置からの回転角度が検出できる。

また、基準レベル用受光素子が角度検出用発光素子から
の光であって第１及び第２の偏光子の内の一方のみを通
過した光若しくは前記角度検出用発光素子からの直接の
光を受光するので、角度検出用発光素子の光量が製作ば
らつき、劣化等により変化しても、これを自動的に補正
することができ、回転角度の検出精度が向上する。

（実施例） 本発明の一実施例につき第１図乃至第４図を参照して説
明する。

まず、第１図及び第２図において、１１はケースで、こ
れに回転軸１２が回転可能に支持されている。１３は回
転軸１２に一体に設けられた透光性のディスクで、これ
は同心円状に３つに区分され、各区分には中心側から外
周側に向けて夫々、第１の偏光子例えば第１の直線偏光
子１４．領域識別手段を構成する第１の識別体１５及び
領域識別手段を構成する第２の識別体１６が設けられて
いる。この第１の識別体１５は、回転軸１２の基準位置
Ａから時計回りに各９０°の範囲即ち第１の領域Ｉ　（
ＡからＢの範囲）及び第２の領域■（ＢからＣの範囲）
の遮光部１５ａと、第３の領域Ｉ［［（ＣからＤの範囲
）及び第４の領域ＩＶ（ＤからＡの範囲）の透光部１５
ｂとから形成されている。また、第２の識別体１６は、
第１の領域Ｉ及び第４の領域■の遮光部１６ａと、第２
の領域■及び第３の領域■の透光部１６ｂとから形成さ
れている。１７は角度検出用発光素子であり、これは、
ケース１１の一方の内面部１１ａの上部（第１図の基準
指示位置Ｓ）に位置して、第１の直線偏光子１４に対応
するように取付けられている。

１８は角度検出用受光素子であり、これは、ケース１１
の他方の内面部１１ｂの上部に位置して、第１の直線偏
光子１４に対応するように取付けられている。１９はケ
ース１１に固定された第２の偏光子例えば第２の直線偏
光子で、これは、第１の直線偏光子１４と角度検出用受
光素子１８との間に位置しており、回転軸１２の基準位
置Ａが基準指示位置Ｓにあるときにおいてその偏光軸が
第１の直線偏光子１４の偏光軸に平行になっている。

そして、角度検出用受光素子１８は、角度検出用発光素
子１７からの光であって第１の直線偏光子１４及び第２
の直線偏光子１９を通過した光を受光する。２０は第１
の領域検出用発光素子であり、これは、ケース１１の一
方の内面部１１ａの上部に位置して、第１の識別体１５
に対応するように取付けられている。２１は第１の領域
検出用受光素子であり、これは、ケース１１の他方の内
面部１１ｂの上部に位置して、第１の識別体１５に対応
するように取付けられており、領域検出用発光素子２０
からの光であって透光部１５ｂを通過した光を受光する
。２２は第２の領域検出用発光素子であり、これは、ケ
ース１１の一方の内面部１１ａの上部に位置して、第２
の識別体１６に対応するように取付けられている。２３
は第２の領域検出用受光素子であり、これは、ケース１
１の他方の内面部１１ｂの上部に位置して、第２の識別
体１６に対応するように取付けられており、領域検出用
発光素子２２からの光であって透光部１６ｂを通過した
光を受光する。

次に上記構成の作用について第３図及び第４図をも参照
して説明する。

角度検出用発光素子１７からの光は、第１の直線偏光子
１４及び第２の直線偏光子１９を通過して角度検出用受
光素子１８に受光される。この場合、角度検出用受光素
子１８の受光量は回転軸１２が回転すると変化するもの
で、この透過率Ｔは、回転軸１２の回転角度（第１及び
第２の直線偏光子１４及び１９の各偏光軸がなす角度）
をθとし且つ基準位置Ａが基準指示位置Ｓに位置したと
きにおける透過率をＴＯとすると、 ＴｍＴＯｃ　ｏ　ｓ”　θ で表わされる。即ち、第３図に示すように、第１の領域
Ｉにおける透過率Ｔは、基準位置Ａで第１及び第２の直
線偏光子１４及び１９の各偏光軸が平行（θ−０）であ
るので最大の略ＴＯとなり、θが大になるに従って減少
し、θが９０°　（Ｂ点）で第１の及び第２の直線偏光
子１４及び１９の各偏光軸が直交するので最小の略０と
なる。第２の領域■における透過率Ｔは、Ｂ点で最小で
あり、θが大になるに従って増大し、θが１８０°　（
０点）で最大となる。第３の領域■及び第４の領域■の
透過率Ｔは、回転軸１２の基準位置Ａからの回転角度θ
に対応して夫々第１の領域Ｉ及び第２の領域■と同様に
変化する。

一方、第１の領域検出用発光素子２０からの光は、第１
の領域Ｉ及び第２の領域Ｈにおいては第１の識別体１５
の遮光部１５ａによって遮られて′１ｓ１の領域検出用
受光素子２１に受光されず、第３の領域■及び第４の領
域■においては第１の識別体１５の透光部１５ｂを透過
して第１の領域検出用受光素子２１に受光されるように
なり、従って、第１の領域検出用受光素子２１の検出信
号Ｓ２１は、第４図（ａ）に示すように、第１の領域■
及び第２の領域■ではローレベルＬとなり、第３の領域
ｍ及び第４の領域■ではハイレベルＨとなる。また、第
２の領域検出用発光素子２２からの光は、第１の領域Ｉ
及び第４の領域■では第２の識別体１６の遮光部１６ａ
によって遮られて第２の領域検出用受光素子２３に受光
されず、第２の領域■及び第３の領域■では第２の識別
体１６の透光部１６ｂを透過して第２の領域検出用受光
素子２３に受光されるようになり、従って、第２の領域
検出用受光素子２３の検出信号５２３は、第４図（ｂ）
に示すように、第１の領域Ｉ及び第４の領域■ではロー
レベルＬとなり、第２の領域■及び第３の領域■ではハ
イレベルＨとなる。これにより、第１及び第２の領域検
出用受光素子２１及び２３の検出信号Ｓ２１及びＳ２３
は、第１の領域ＩにおいてはともにローレベルＬとなり
、第２の領域■においては夫々ローレベルＬ及びハイレ
ベルＨとなり、第３の領域■においてはともにハイレベ
ルＨとなり、第４の領域■においては夫々ハイレベルＨ
及びローレベルＬとなる。

以上の結果、角度検出用の受光素子１８の受光量即ち受
光信号の大きさは第３図の透過率の変化と同様の変化に
なって、その受光信号の値により９０°範囲の角度を判
別でき、且つ検出信号Ｓ２１及びＳ２３によりその９０
°の範囲の角度が領域Ｉ乃至■のいずれに属するものか
を判別できるようになり、基準位置Ａからの絶対的な回
転角度を検出することができる。

例えば、回転軸１２が基準位置Ａから第１図における反
時計方向に１３５°回転されたとする。

この場合、角度検出用受光素子１８の受光量から判定さ
れる透過率Ｔは５０％となるが、透過率Ｔが５０％とな
る位置は、第３図において、各領域１、　ｎ、　ＩＩＩ
、　ＩＶのＥｌ、Ｅ２．Ｅ３．Ｅ４の４個所存在する。

然しなから、このときには領域検出用受光素子２１及び
２３の検出信号５２１及びＳ２３は夫々ローレベルＬ及
びハイレベルＨであることから、それは領域Ｈに属する
位置Ｅ２であると判定され、基準位１ｉｉＡからの回転
角度が１３５°であることが確定される。

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、上記実施例
との相違は、ケース１１の他方の内面部１１ｂに基準レ
ベル用受光素子２４を設けたもので、この基準レベル用
受光素子２４は、角度検出用発光素子１７からの光であ
って第１及び第２の直線偏光子１４及び１９の内の一方
のみを通過した光若しくは前記角度検出用発光素子１７
からの直接の光を受光するようになっている。これによ
れば、基準レベル用受光素子２４の受光信号をＴＯのと
きの基準レベルとする二とによって、角度検出用発光素
子１７からの光量が製作ばらつき劣化等により変化した
ときにこれを自動的に補正することができるので、第１
及び第２の直線偏光子１４及び１９の透過率Ｔを正確に
算定し得て、回転軸１２の基準位置Ａからの回転角度の
検出精度を高め得る。

［発明の効果］ 本発明は以上説明した通りであるので、次のような効果
を奏するものである。

請求項１記載の回転角検出装置は、ケースに支持された
回転軸にこれと一体に回転するように第１の偏光子を設
け、前記ケースに第２の偏光子を固定し、ケースに角度
検出用発光素子とこれからの光であって前記第１及び第
２の偏光子を通過することにより前記回転軸の回転に応
じて光量が変化する光を受光する角度検出用受光素子と
を設け、前記回転軸の１回転の角度を複数の領域として
識別する識別手段を設けたので、回転軸の絶対的な回転
角度を検出できる。

請求項２記載の回転角検出装置は、角度検出用発光素子
からの光であって第１及び第２の偏光子の内の一方のみ
を通過した光若しくは前記角度検出用発光素子からの直
接の光を受光する基準レベル用受光素子を設けたので、
角度検出用発光素子からの光量が製作ばらつき、劣化等
により変化したときにこれを自動的に補正し得て検出精
度を高め得る。

【図面の簡単な説明】

ｊｉｍ１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すもので
、第１図は要部の正面図、第２図は縦断側面図、第３図
は回転軸の回転角度に対する透過率の関係図、第４図は
回転軸の回転角度と検出信号との関係図であり、第５図
は本発明の他の実施例の第２図相当図、第６図及び第７
図は従来例の第２図及び第１図相当図である。 図中、１１はケース、１２は回転軸、１４は第１の直線
偏光子（第１の偏光子）、１５は第１の識別体（領域識
別手段）、１５ａは遮光部、１５ｂは透光部、１６は第
２の識別体（領域識別手段）１６ａは遮光部、１６ｂは
透光部、１７は角度検出用発光素子、１８は角度検出用
受光素子、１９は第２の直線偏光子（第２の偏光子）、
２０は第１の領域検出用発光素子、２１は第１の領域検
出用受光素子、２２は第２の領域検出用発光素子、２３
は第２の領域検出用受光素子、２４は基準レベル用受光
素子を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケースに支持された回転軸と、この回転軸にこれと
   一体に回転するように設けられた第１の偏光子と、前記
   ケースに固定された第２の偏光子と、ケースに設けられ
   た角度検出用発光素子と、前記ケースに設けられ前記角
   度検出用発光素子からの光であって前記第１及び第２の
   偏光子を通過することにより前記回転軸の回転に応じて
   光量が変化する光を受光する角度検出用受光素子と、前
   記回転軸の１回転の角度を複数の領域として識別する識
   別手段とを具備してなる回転角検出装置。 ２、請求項１記載の回転角検出装置において、角度検出
   用発光素子からの光であって第１及び第２の偏光子の内
   の一方のみを通過した光若しくは前記角度検出用発光素
   子からの直接の光を受光する基準レベル用受光素子を設
   けたこと。