JPH08327310A - 静電容量式角度センサおよびそれを用いた角度検出デバイス - Google Patents
静電容量式角度センサおよびそれを用いた角度検出デバイスInfo
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- JPH08327310A JPH08327310A JP13531695A JP13531695A JPH08327310A JP H08327310 A JPH08327310 A JP H08327310A JP 13531695 A JP13531695 A JP 13531695A JP 13531695 A JP13531695 A JP 13531695A JP H08327310 A JPH08327310 A JP H08327310A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】可動電極の回転角の変化に対して静電容量の変
化が略正比例である電気的に無接触の静電容量式角度セ
ンサを提供することにある。さらに、検出された静電容
量を角度に変換する変換手段を一体的に備えた角度検出
デバイス提供することにある。 【構成】静電容量式角度センサは、固定電極と、固定電
極と接触しないように所定の間隔をおいて配設されると
ともに、シャフトにより回転可能に絶縁支軸される可動
電極とから構成され、固定電極は、中心角がα°である
略扇形の分割電極がＮ個、互いにβ°（（α°＋β°）
×Ｎ＝３６０°、Ｎは２以上の整数）の間隔をあけて配
置されるとともに、この固定電極を構成するＮ個の分割
電極が互いに絶縁されており、可動電極は、中心角がγ
°（γ°≦β°）である略扇形の分割電極がＮ個、互い
にδ°（（γ°＋δ°）×Ｎ＝３６０°）の間隔をあけ
て配置されるとともに、この可動電極を構成するＮ個の
分割電極が扇形の中心近傍で互いに導通されている。
化が略正比例である電気的に無接触の静電容量式角度セ
ンサを提供することにある。さらに、検出された静電容
量を角度に変換する変換手段を一体的に備えた角度検出
デバイス提供することにある。 【構成】静電容量式角度センサは、固定電極と、固定電
極と接触しないように所定の間隔をおいて配設されると
ともに、シャフトにより回転可能に絶縁支軸される可動
電極とから構成され、固定電極は、中心角がα°である
略扇形の分割電極がＮ個、互いにβ°（（α°＋β°）
×Ｎ＝３６０°、Ｎは２以上の整数）の間隔をあけて配
置されるとともに、この固定電極を構成するＮ個の分割
電極が互いに絶縁されており、可動電極は、中心角がγ
°（γ°≦β°）である略扇形の分割電極がＮ個、互い
にδ°（（γ°＋δ°）×Ｎ＝３６０°）の間隔をあけ
て配置されるとともに、この可動電極を構成するＮ個の
分割電極が扇形の中心近傍で互いに導通されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的接触部を有する
ことなく回転角度が検出できる静電容量式角度センサお
よびそれを用いた角度検出デバイスに関するものであ
る。
ことなく回転角度が検出できる静電容量式角度センサお
よびそれを用いた角度検出デバイスに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の無接触式の静電容量式角
度センサについて、図１３〜図１５を用いて説明する。
図１３において、静電容量式角度センサは第１の固定電
極１，第２の固定電極２と可動電極３とから構成され
る。
度センサについて、図１３〜図１５を用いて説明する。
図１３において、静電容量式角度センサは第１の固定電
極１，第２の固定電極２と可動電極３とから構成され
る。
【０００３】互いに対向するように配設された第１の固
定電極１及び第２の固定電極２の間に、絶縁シャフト
（図示せず）により回転可能に支持された可動電極３が
挿入、配置される。
定電極１及び第２の固定電極２の間に、絶縁シャフト
（図示せず）により回転可能に支持された可動電極３が
挿入、配置される。
【０００４】第１の固定電極１は、互いに絶縁された第
１の分割電極１ａ，第２の分割電極１ｂから構成された
一対の電極構造を有しており、第２の固定電極２も、互
いに絶縁された第１の分割電極２ａ，第２の分割電極２
ｂから構成される。また、可動電極３も、互いに絶縁さ
れた第１の分割電極３ａ，第２の分割電極３ｂから構成
される。なお、これらの電極は、金属などの導電材料か
ら形成される。
１の分割電極１ａ，第２の分割電極１ｂから構成された
一対の電極構造を有しており、第２の固定電極２も、互
いに絶縁された第１の分割電極２ａ，第２の分割電極２
ｂから構成される。また、可動電極３も、互いに絶縁さ
れた第１の分割電極３ａ，第２の分割電極３ｂから構成
される。なお、これらの電極は、金属などの導電材料か
ら形成される。
【０００５】この様に構成される第１の固定電極１，第
２の固定電極２は、静電容量式角度センサ枠体（図示せ
ず）に所定の間隔をおいて絶縁固定される。また、可動
電極３は、互いに接触しないように第１の固定電極１及
び第２の固定電極２から所定の間隔をおいて絶縁シャフ
トに固定されるとともに、この絶縁シャフトによって回
動可能に静電容量式角度センサ枠体に支軸される。
２の固定電極２は、静電容量式角度センサ枠体（図示せ
ず）に所定の間隔をおいて絶縁固定される。また、可動
電極３は、互いに接触しないように第１の固定電極１及
び第２の固定電極２から所定の間隔をおいて絶縁シャフ
トに固定されるとともに、この絶縁シャフトによって回
動可能に静電容量式角度センサ枠体に支軸される。
【０００６】出力端子４ａ，４ｂは第２の固定電極２を
構成する第１の分割電極２ａと第２の分割電極２ｂにそ
れぞれ接続され、各第１の分割電極１ａ，２ａと、各第
２の分割電極１ｂ，２ｂとは、それぞれ導体５ａ，５ｂ
を介して導通される。
構成する第１の分割電極２ａと第２の分割電極２ｂにそ
れぞれ接続され、各第１の分割電極１ａ，２ａと、各第
２の分割電極１ｂ，２ｂとは、それぞれ導体５ａ，５ｂ
を介して導通される。
【０００７】なお、図１３は可動電極３を構成する第１
の分割電極３ａ，第２の分割電極３ｂの間のギャップ３
ｃが、第１の固定電極１及び第２の固定電極２を構成す
る第１の分割電極１ａ，第２の分割電極１ｂ、及び第１
の分割電極２ａ，第２の分割電極２ｂの間のギャップ１
ｃ，２ｃと直交する位置関係にある場合を示し、静電容
量式角度センサに最大の静電容量が形成される。
の分割電極３ａ，第２の分割電極３ｂの間のギャップ３
ｃが、第１の固定電極１及び第２の固定電極２を構成す
る第１の分割電極１ａ，第２の分割電極１ｂ、及び第１
の分割電極２ａ，第２の分割電極２ｂの間のギャップ１
ｃ，２ｃと直交する位置関係にある場合を示し、静電容
量式角度センサに最大の静電容量が形成される。
【０００８】この静電容量式角度センサの等価回路図は
図１４に示すようになる。つまり、Ｃ1 は第１の固定電
極１を構成する第１の分割電極１ａ，第２の分割電極１
ｂの間に形成される浮遊容量である。同様に、Ｃ2 は第
２の固定電極２を構成する第１の分割電極２ａ，第２の
分割電極２ｂの間に形成される浮遊容量である。
図１４に示すようになる。つまり、Ｃ1 は第１の固定電
極１を構成する第１の分割電極１ａ，第２の分割電極１
ｂの間に形成される浮遊容量である。同様に、Ｃ2 は第
２の固定電極２を構成する第１の分割電極２ａ，第２の
分割電極２ｂの間に形成される浮遊容量である。
【０００９】また、Ｃ3 〜Ｃ6 は、可動電極３を構成す
る第１の分割電極３ａと、固定電極１を構成する第１の
分割電極１ａ（Ｃ3 に対応），固定電極２を構成する第
１の分割電極２ａ（Ｃ4 に対応）および固定電極１を構
成する第２の分割電極１ｂ（Ｃ5 に対応），固定電極２
を構成する第２の分割電極２ｂ（Ｃ6 に対応）との対向
面間において、対向するそれぞれの面積分で形成される
静電容量である。
る第１の分割電極３ａと、固定電極１を構成する第１の
分割電極１ａ（Ｃ3 に対応），固定電極２を構成する第
１の分割電極２ａ（Ｃ4 に対応）および固定電極１を構
成する第２の分割電極１ｂ（Ｃ5 に対応），固定電極２
を構成する第２の分割電極２ｂ（Ｃ6 に対応）との対向
面間において、対向するそれぞれの面積分で形成される
静電容量である。
【００１０】上述と同様に、Ｃ31〜Ｃ61は、可動電極３
を構成する第２の分割電極３ｂと、固定電極１を構成す
る第１の分割電極１ａ（Ｃ31に対応），固定電極２を構
成する第１の分割電極２ａ（Ｃ41に対応）および固定電
極１を構成する第２の分割電極１ｂ（Ｃ51に対応），固
定電極２を構成する第２の分割電極２ｂ（Ｃ61に対応）
との対向面間において、対向するそれぞれの面積分で形
成される静電容量である。
を構成する第２の分割電極３ｂと、固定電極１を構成す
る第１の分割電極１ａ（Ｃ31に対応），固定電極２を構
成する第１の分割電極２ａ（Ｃ41に対応）および固定電
極１を構成する第２の分割電極１ｂ（Ｃ51に対応），固
定電極２を構成する第２の分割電極２ｂ（Ｃ61に対応）
との対向面間において、対向するそれぞれの面積分で形
成される静電容量である。
【００１１】一方、図１３に示した最大静電容量状態か
ら可動電極３を９０°回転した位置（図示せず）、即
ち、可動電極３を構成する第１の分割電極３ａ，第２の
分割電極３ｂの間のギャップ３ｃが、固定電極１，２を
構成する第１の分割電極１ａ，第２の分割電極１ｂ、及
び、第１の分割電極２ａ，第２の分割電極２ｂの間のギ
ャップ１ｃ，２ｃと平行になる位置関係にある場合、静
電容量式角度センサに最小の静電容量が形成される。
ら可動電極３を９０°回転した位置（図示せず）、即
ち、可動電極３を構成する第１の分割電極３ａ，第２の
分割電極３ｂの間のギャップ３ｃが、固定電極１，２を
構成する第１の分割電極１ａ，第２の分割電極１ｂ、及
び、第１の分割電極２ａ，第２の分割電極２ｂの間のギ
ャップ１ｃ，２ｃと平行になる位置関係にある場合、静
電容量式角度センサに最小の静電容量が形成される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構成の静電容量式角度センサにおいて、可動電極の回転
角と形成される静電容量の関係は、図１５に示すよう
に、略サインカーブのようになり、最大静電容量と最小
静電容量との間の静電容量の増減が直線的でない、とい
う問題点を有していた。また、検出された静電容量を、
静電容量式角度センサとは別体である角度に変換する変
換手段まで配線路で接続すると、その配線路に生じる浮
遊容量によって、検出誤差が大きくなるという問題点を
有していた。
構成の静電容量式角度センサにおいて、可動電極の回転
角と形成される静電容量の関係は、図１５に示すよう
に、略サインカーブのようになり、最大静電容量と最小
静電容量との間の静電容量の増減が直線的でない、とい
う問題点を有していた。また、検出された静電容量を、
静電容量式角度センサとは別体である角度に変換する変
換手段まで配線路で接続すると、その配線路に生じる浮
遊容量によって、検出誤差が大きくなるという問題点を
有していた。
【００１３】本発明の目的は、上述の問題点を解消すべ
くなされたもので、可動電極の回転角の変化に対して静
電容量の変化が略正比例である電気的に無接触の静電容
量式角度センサを提供することにある。さらに、検出さ
れた静電容量を角度に変換する変換手段を一体的に備え
た角度検出デバイス提供することにある。
くなされたもので、可動電極の回転角の変化に対して静
電容量の変化が略正比例である電気的に無接触の静電容
量式角度センサを提供することにある。さらに、検出さ
れた静電容量を角度に変換する変換手段を一体的に備え
た角度検出デバイス提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の静電容量式角度センサにおいては、固定電
極と、該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るとともに、シャフトによ
り回転可能に絶縁支持される可動電極とから構成され、
前記固定電極は、中心角がα°である略扇形の分割電極
がＮ個、互いにβ°（ただし、（α°＋β°）×Ｎ＝３
６０°、かつ、Ｎは２以上の整数）の間隔をあけて配置
されるとともに、この固定電極を構成するＮ個の分割電
極が互いに絶縁されており、前記可動電極は、中心角が
γ°（ただし、γ°≦β°）である略扇形の分割電極が
Ｎ個、互いにδ°（ただし、（γ°＋δ°）×Ｎ＝３６
０°）の間隔をあけて配置されるとともに、この可動電
極を構成するＮ個の分割電極が前記扇形の中心近傍で互
いに導通されており、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が、互いに異なる少なくとも二
つの前記固定電極を構成する分割電極を介して検出され
ることを特徴とする。
に、本発明の静電容量式角度センサにおいては、固定電
極と、該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るとともに、シャフトによ
り回転可能に絶縁支持される可動電極とから構成され、
前記固定電極は、中心角がα°である略扇形の分割電極
がＮ個、互いにβ°（ただし、（α°＋β°）×Ｎ＝３
６０°、かつ、Ｎは２以上の整数）の間隔をあけて配置
されるとともに、この固定電極を構成するＮ個の分割電
極が互いに絶縁されており、前記可動電極は、中心角が
γ°（ただし、γ°≦β°）である略扇形の分割電極が
Ｎ個、互いにδ°（ただし、（γ°＋δ°）×Ｎ＝３６
０°）の間隔をあけて配置されるとともに、この可動電
極を構成するＮ個の分割電極が前記扇形の中心近傍で互
いに導通されており、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が、互いに異なる少なくとも二
つの前記固定電極を構成する分割電極を介して検出され
ることを特徴とする。
【００１５】また、前記Ｎが２であり、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が、互いに異
なる前記固定電極を構成する分割電極を介して検出され
ることを特徴とする。
前記可動電極との間に形成される静電容量が、互いに異
なる前記固定電極を構成する分割電極を介して検出され
ることを特徴とする。
【００１６】さらにまた、前記α°，β°，γ°，δ°
がそれぞれ略９０°であることを特徴とする。
がそれぞれ略９０°であることを特徴とする。
【００１７】さらにまた、前記固定電極および／または
可動電極が２枚以上からなり、これら固定電極および／
または可動電極が交互に複数枚積み重ねられていること
を特徴とする。
可動電極が２枚以上からなり、これら固定電極および／
または可動電極が交互に複数枚積み重ねられていること
を特徴とする。
【００１８】また、本発明による角度検出デバイスは、
静電容量式角度センサに、この静電容量式角度センサか
ら検出された静電容量を角度に変換する変換手段を一体
的に備えたことを特徴とする。
静電容量式角度センサに、この静電容量式角度センサか
ら検出された静電容量を角度に変換する変換手段を一体
的に備えたことを特徴とする。
【００１９】
【作用】本発明では、上述のように構成することによ
り、固定電極を構成するＮ個の分割電極間のギャップが
大きくなり、この分割電極間に発生する浮遊容量が無視
できるほど小さくなり、可動電極の回転角と静電容量式
角度センサに形成される静電容量の変化が略正比例の関
係になる。
り、固定電極を構成するＮ個の分割電極間のギャップが
大きくなり、この分割電極間に発生する浮遊容量が無視
できるほど小さくなり、可動電極の回転角と静電容量式
角度センサに形成される静電容量の変化が略正比例の関
係になる。
【００２０】また、静電容量式角度センサから検出され
た静電容量を角度に変換する変換手段を静電容量式角度
センサに一体に構成しているため、配線路の引き回しが
短くなり、配線路に発生する浮遊容量が小さくなる。
た静電容量を角度に変換する変換手段を静電容量式角度
センサに一体に構成しているため、配線路の引き回しが
短くなり、配線路に発生する浮遊容量が小さくなる。
【００２１】
【実施例】本発明による静電容量式角度センサの第１実
施例について、図１，図２に基づいて詳細に説明する。
なお、本実施例は請求項３に対応する。
施例について、図１，図２に基づいて詳細に説明する。
なお、本実施例は請求項３に対応する。
【００２２】図１において、静電容量式角度センサは、
固定電極１１，可動電極１２及びシャフト１３から構成
される。
固定電極１１，可動電極１２及びシャフト１３から構成
される。
【００２３】固定電極１１は、一対の電極構造を有して
おり、中心角が９０°の略扇形である第１の分割電極１
１ａ，第２の分割電極１１ｂが、９０°の間隔をあけて
互いに絶縁されて、静電容量角度センサの枠体（図示せ
ず）に絶縁固定される。
おり、中心角が９０°の略扇形である第１の分割電極１
１ａ，第２の分割電極１１ｂが、９０°の間隔をあけて
互いに絶縁されて、静電容量角度センサの枠体（図示せ
ず）に絶縁固定される。
【００２４】可動電極１２は、一対の電極構造を有して
おり、中心角が９０°の略扇形である第１の分割電極１
２ａ，第２の分割電極１２ｂが、９０°の間隔をあけて
配置されるとともに、扇形の中心近傍で一体に固定さ
れ、第１の分割電極１２ａ，第２の分割電極１２ｂが互
いに導通している。なお、これらの固定電極１１，可動
電極１２は、金属などの導電材料または表面に導電被膜
が被覆された絶縁材料から形成される。
おり、中心角が９０°の略扇形である第１の分割電極１
２ａ，第２の分割電極１２ｂが、９０°の間隔をあけて
配置されるとともに、扇形の中心近傍で一体に固定さ
れ、第１の分割電極１２ａ，第２の分割電極１２ｂが互
いに導通している。なお、これらの固定電極１１，可動
電極１２は、金属などの導電材料または表面に導電被膜
が被覆された絶縁材料から形成される。
【００２５】シャフト１３は、少なくとも一部が絶縁体
で形成されており、可動電極１２がその回転中心で固定
されるとともに、固定電極１１とは接触しないように固
定電極１１と所定の間隔をあけて、回転可能に絶縁支軸
されている。そして、固定電極１１を構成する第１の分
割電極１１ａ，第２の分割電極１１ｂは出力端子１４
ａ，１４ｂにそれぞれ接続されている。
で形成されており、可動電極１２がその回転中心で固定
されるとともに、固定電極１１とは接触しないように固
定電極１１と所定の間隔をあけて、回転可能に絶縁支軸
されている。そして、固定電極１１を構成する第１の分
割電極１１ａ，第２の分割電極１１ｂは出力端子１４
ａ，１４ｂにそれぞれ接続されている。
【００２６】このように構成された静電容量式角度セン
サは、シャフト１３の回転とともに、可動電極１２が固
定電極１１に接触することなく固定電極１１と所定の間
隔をあけて回転する。そして、可動電極１２を構成する
第１の分割電極１２ａ，第２の分割電極１２ｂと固定電
極１１を構成する第１の分割電極１１ａ，第２の分割電
極１１ｂとが対向する対向面積は、最小である図１の位
置から可動電極が９０°回転して最大（図示せず）にな
るまで略正比例に増加し、さらに９０°回転して最小に
なるまで略正比例に減少する。
サは、シャフト１３の回転とともに、可動電極１２が固
定電極１１に接触することなく固定電極１１と所定の間
隔をあけて回転する。そして、可動電極１２を構成する
第１の分割電極１２ａ，第２の分割電極１２ｂと固定電
極１１を構成する第１の分割電極１１ａ，第２の分割電
極１１ｂとが対向する対向面積は、最小である図１の位
置から可動電極が９０°回転して最大（図示せず）にな
るまで略正比例に増加し、さらに９０°回転して最小に
なるまで略正比例に減少する。
【００２７】なお、図１は可動電極１２を構成する第１
の分割電極１２ａ，第２の分割電極１２ｂが、固定電極
１１を構成する第１の分割電極１１ａ，第２の分割電極
１１ｂと全く重ならない位置関係にある場合を示し、静
電容量式角度センサに最小の静電容量が形成される。一
方、図１から、可動電極１２が９０°回転した位置（図
示せず）、即ち、可動電極１２を構成する第１の分割電
極１２ａ，第２の分割電極１２ｂが、固定電極１１を構
成する第１の分割電極１１ａ，第２の分割電極１１ｂと
略重なる位置関係にある場合、静電容量式角度センサに
最大の静電容量が形成される。
の分割電極１２ａ，第２の分割電極１２ｂが、固定電極
１１を構成する第１の分割電極１１ａ，第２の分割電極
１１ｂと全く重ならない位置関係にある場合を示し、静
電容量式角度センサに最小の静電容量が形成される。一
方、図１から、可動電極１２が９０°回転した位置（図
示せず）、即ち、可動電極１２を構成する第１の分割電
極１２ａ，第２の分割電極１２ｂが、固定電極１１を構
成する第１の分割電極１１ａ，第２の分割電極１１ｂと
略重なる位置関係にある場合、静電容量式角度センサに
最大の静電容量が形成される。
【００２８】この静電容量式角度センサの等価回路図は
図２に示すようになる。つまり、固定電極１１を構成す
る第１の分割電極１１ａ，第２の分割電極１１ｂの間に
形成される浮遊容量は、第１の分割電極１２ａ，第２の
分割電極１２ｂの間が広いため無視できる程の静電容量
である。
図２に示すようになる。つまり、固定電極１１を構成す
る第１の分割電極１１ａ，第２の分割電極１１ｂの間に
形成される浮遊容量は、第１の分割電極１２ａ，第２の
分割電極１２ｂの間が広いため無視できる程の静電容量
である。
【００２９】また、Ｃ11，Ｃ12は、固定電極１１を構成
する第１の分割電極１１ａ（Ｃ11に対応），第２の分割
電極１１ｂ（Ｃ12に対応）と、可動電極１２を構成する
第１の分割電極１２ａ，第２の分割電極１２ｂとが対向
する対向面積で形成される静電容量である。なお、可動
電極１２を構成する第１の分割電極１２ａ，第２の分割
電極１２ｂのそれぞれは、少なくとも固定電極１１を構
成する第１の分割電極１１ａ，第２の分割電極１１ｂの
いずれか一方としか対向しない。
する第１の分割電極１１ａ（Ｃ11に対応），第２の分割
電極１１ｂ（Ｃ12に対応）と、可動電極１２を構成する
第１の分割電極１２ａ，第２の分割電極１２ｂとが対向
する対向面積で形成される静電容量である。なお、可動
電極１２を構成する第１の分割電極１２ａ，第２の分割
電極１２ｂのそれぞれは、少なくとも固定電極１１を構
成する第１の分割電極１１ａ，第２の分割電極１１ｂの
いずれか一方としか対向しない。
【００３０】そして、固定電極１１及び可動電極１２の
構成はともに回転中心に対して対称形状であり、可動電
極の回転位置にかかわらずＣ11＝Ｃ12となり、静電容量
式角度センサに形成される静電容量Ｃ10は、 Ｃ10＝Ｃ11×Ｃ12／（Ｃ11＋Ｃ12） ＝Ｃ11×Ｃ11／（Ｃ11＋Ｃ11）＝Ｃ11／２ となる。つまり、可動電極１２の回転角に対する対向面
積の増減が正比例するため、静電容量Ｃ11（＝Ｃ12）の
増減も略正比例し、静電容量式角度センサに形成される
静電容量Ｃ10の増減が略正比例することになる。そし
て、第１の分割電極１１ａ，第２の分割電極１１ｂに接
続される出力端子１４ａ，１４ｂ間に、静電容量式角度
センサに形成される静電容量Ｃ10が出力される。
構成はともに回転中心に対して対称形状であり、可動電
極の回転位置にかかわらずＣ11＝Ｃ12となり、静電容量
式角度センサに形成される静電容量Ｃ10は、 Ｃ10＝Ｃ11×Ｃ12／（Ｃ11＋Ｃ12） ＝Ｃ11×Ｃ11／（Ｃ11＋Ｃ11）＝Ｃ11／２ となる。つまり、可動電極１２の回転角に対する対向面
積の増減が正比例するため、静電容量Ｃ11（＝Ｃ12）の
増減も略正比例し、静電容量式角度センサに形成される
静電容量Ｃ10の増減が略正比例することになる。そし
て、第１の分割電極１１ａ，第２の分割電極１１ｂに接
続される出力端子１４ａ，１４ｂ間に、静電容量式角度
センサに形成される静電容量Ｃ10が出力される。
【００３１】したがって、可動電極１２の回転角と静電
容量式角度センサーの静電容量Ｃ10の関係は、図３に示
すように、可動電極１２が９０°回転する毎に、最小静
電容量ＣMIN と最大静電容量ＣMAX との間を略正比例に
増減する。
容量式角度センサーの静電容量Ｃ10の関係は、図３に示
すように、可動電極１２が９０°回転する毎に、最小静
電容量ＣMIN と最大静電容量ＣMAX との間を略正比例に
増減する。
【００３２】次に、本発明による静電容量式角度センサ
の第２実施例について、図４，図５に基づいて説明す
る。但し、前述の第１実施例と同一部分については、同
一の符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、本実施
例は、請求項２に対応し、略扇形の中心角α°，β°を
それぞれ９０°にし、γ°を８０°，δ°を１００°に
設定した場合である。
の第２実施例について、図４，図５に基づいて説明す
る。但し、前述の第１実施例と同一部分については、同
一の符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、本実施
例は、請求項２に対応し、略扇形の中心角α°，β°を
それぞれ９０°にし、γ°を８０°，δ°を１００°に
設定した場合である。
【００３３】図４において、静電容量式角度センサは、
固定電極１１，可動電極２２及びシャフト１３から構成
される。
固定電極１１，可動電極２２及びシャフト１３から構成
される。
【００３４】シャフト１３は、少なくとも一部が絶縁体
で形成されており、可動電極２２とその回転中心で固定
されるとともに、可動電極２２が固定電極１１に接触し
ないように可動電極２２と所定の間隔をあけて、可動電
極２２を回転可能に絶縁支軸されている。
で形成されており、可動電極２２とその回転中心で固定
されるとともに、可動電極２２が固定電極１１に接触し
ないように可動電極２２と所定の間隔をあけて、可動電
極２２を回転可能に絶縁支軸されている。
【００３５】可動電極２２は、一対の電極構造を有して
おり、中心角が８０°の略扇形の第１の分割電極２２
ａ，第２の分割電極２２ｂが、１００°の間隔をあけて
２個が回転中心近傍で一体に連なり、第１の分割電極２
２ａ，第２の分割電極２２ｂが互いに導通している。な
お、可動電極２２は、金属などの導電材料から形成され
る。
おり、中心角が８０°の略扇形の第１の分割電極２２
ａ，第２の分割電極２２ｂが、１００°の間隔をあけて
２個が回転中心近傍で一体に連なり、第１の分割電極２
２ａ，第２の分割電極２２ｂが互いに導通している。な
お、可動電極２２は、金属などの導電材料から形成され
る。
【００３６】かかる構成の静電容量式角度センサーは、
固定電極１１を構成する第１の分割電極１１ａ，第２の
分割電極１１ｂの扇形の中心角が９０°であるのに対し
て可動電極２２を構成する第１の分割電極２２ａ，第２
の分割電極２２ｂの扇形の中心角が８０°であるため、
可動電極２２の面積が固定電極１１の面積より扇形の中
心角の差である１０°分小さい。つまり、固定電極１１
と可動電極２２とが対向する対向面積は第１実施例に比
較してに８／９に減少する。したがって、図５に示すよ
うに、可動電極２２の回転角に対する静電容量式角度セ
ンサに形成される静電容量は、最小静電容量ＣMIN と最
大静電容量ＣMAX との間を略正比例に増減するが、最小
静電容量ＣMIN 位置および最大静電容量ＣMAX 位置にお
いて、回転角にして１０°分、静電容量が増減しない領
域が存在する。そして、第１実施例に比べて可変容量範
囲が略８／９に小さくなる。なお、可動電極２２の回転
角９０°に対して１０°静電容量が変化しない領域が存
在すること、および、可変容量範囲が８／９に減少する
ことを除いて、第１実施例と同様であるため、詳細な説
明は省略する。
固定電極１１を構成する第１の分割電極１１ａ，第２の
分割電極１１ｂの扇形の中心角が９０°であるのに対し
て可動電極２２を構成する第１の分割電極２２ａ，第２
の分割電極２２ｂの扇形の中心角が８０°であるため、
可動電極２２の面積が固定電極１１の面積より扇形の中
心角の差である１０°分小さい。つまり、固定電極１１
と可動電極２２とが対向する対向面積は第１実施例に比
較してに８／９に減少する。したがって、図５に示すよ
うに、可動電極２２の回転角に対する静電容量式角度セ
ンサに形成される静電容量は、最小静電容量ＣMIN と最
大静電容量ＣMAX との間を略正比例に増減するが、最小
静電容量ＣMIN 位置および最大静電容量ＣMAX 位置にお
いて、回転角にして１０°分、静電容量が増減しない領
域が存在する。そして、第１実施例に比べて可変容量範
囲が略８／９に小さくなる。なお、可動電極２２の回転
角９０°に対して１０°静電容量が変化しない領域が存
在すること、および、可変容量範囲が８／９に減少する
ことを除いて、第１実施例と同様であるため、詳細な説
明は省略する。
【００３７】なお、固定電極を構成する分割電極の中心
角α°が８０°，β°が１００°であって、可動電極を
構成する分割電極の中心角γ°，δ°がそれぞれ９０°
の場合も、本実施例と全く同一の静電容量変化を示す。
角α°が８０°，β°が１００°であって、可動電極を
構成する分割電極の中心角γ°，δ°がそれぞれ９０°
の場合も、本実施例と全く同一の静電容量変化を示す。
【００３８】次に、本発明による静電容量式角度センサ
の第３実施例について、図６，図７に基づいて説明す
る。但し、前述の第１実施例と同一部分については、同
一の符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、本実施
例は、請求項１に対応し、略扇形の中心角α°，β°，
γ°，δ°をそれぞれ４５°、Ｎを４に設定したもので
ある。
の第３実施例について、図６，図７に基づいて説明す
る。但し、前述の第１実施例と同一部分については、同
一の符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、本実施
例は、請求項１に対応し、略扇形の中心角α°，β°，
γ°，δ°をそれぞれ４５°、Ｎを４に設定したもので
ある。
【００３９】図６において、静電容量式角度センサは、
固定電極３１，可動電極３２及びシャフト１３から構成
される。
固定電極３１，可動電極３２及びシャフト１３から構成
される。
【００４０】固定電極３１は、中心角が４５°の略扇形
である第１の分割電極３１ａ，第２の分割電極３１ｂ，
第３の分割電極３１ｃ，第４の分割電極３１ｄが４個、
互いに４５°の間隔をあけて絶縁されて静電容量角度セ
ンサ枠体（図示せず）に固定される。
である第１の分割電極３１ａ，第２の分割電極３１ｂ，
第３の分割電極３１ｃ，第４の分割電極３１ｄが４個、
互いに４５°の間隔をあけて絶縁されて静電容量角度セ
ンサ枠体（図示せず）に固定される。
【００４１】可動電極３２は、中心角が４５°の略扇形
である第１の分割電極３２ａ，第２の分割電極３２ｂ，
第３の分割電極３２ｃ，第４の分割電極３２ｄが４個、
互いに４５°の間隔をあけてそれぞれの扇形の中心近傍
で一体に固定され、第１の分割電極３２ａ，第２の分割
電極３２ｂ，第３の分割電極３２ｃ，第４の分割電極３
２ｄが互いに導通している。なお、これらの固定電極３
１，可動電極３２は、金属などの導電材料または表面に
導電被膜が被覆された絶縁材料から形成される。
である第１の分割電極３２ａ，第２の分割電極３２ｂ，
第３の分割電極３２ｃ，第４の分割電極３２ｄが４個、
互いに４５°の間隔をあけてそれぞれの扇形の中心近傍
で一体に固定され、第１の分割電極３２ａ，第２の分割
電極３２ｂ，第３の分割電極３２ｃ，第４の分割電極３
２ｄが互いに導通している。なお、これらの固定電極３
１，可動電極３２は、金属などの導電材料または表面に
導電被膜が被覆された絶縁材料から形成される。
【００４２】シャフト１３は、可動電極３２の回転中心
を保持するとともに、可動電極３２が固定電極３１に接
触しないように固定電極３１と所定の間隔をあけて、回
転可能に絶縁支軸されている。
を保持するとともに、可動電極３２が固定電極３１に接
触しないように固定電極３１と所定の間隔をあけて、回
転可能に絶縁支軸されている。
【００４３】出力端子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ
は固定電極電極３１を構成する第１の分割電極３１ａ，
第２の分割電極３１ｂ，第３の分割電極３１ｃ，第４の
分割電極３１ｄにそれぞれ電気的に接続される。
は固定電極電極３１を構成する第１の分割電極３１ａ，
第２の分割電極３１ｂ，第３の分割電極３１ｃ，第４の
分割電極３１ｄにそれぞれ電気的に接続される。
【００４４】このように構成された静電容量式角度セン
サは、シャフト１３の回転とともに、可動電極３２が固
定電極３１に接触することなく所定の間隔をあけて回転
する。そして、可動電極３２を構成する第１の分割電極
３２ａ，第２の分割電極３２ｂ，第３の分割電極３２
ｃ，第４の分割電極３２ｄと、固定電極３１を構成する
第１の分割電極３１ａ，第２の分割電極３１ｂ，第３の
分割電極３１ｃ，第４の分割電極３１ｄとが対向する対
向面積は、最小である図６の位置から可動電極３２が４
５°回転するまでは正比例に増加し、さらに次の４５°
までは正比例に減少する。
サは、シャフト１３の回転とともに、可動電極３２が固
定電極３１に接触することなく所定の間隔をあけて回転
する。そして、可動電極３２を構成する第１の分割電極
３２ａ，第２の分割電極３２ｂ，第３の分割電極３２
ｃ，第４の分割電極３２ｄと、固定電極３１を構成する
第１の分割電極３１ａ，第２の分割電極３１ｂ，第３の
分割電極３１ｃ，第４の分割電極３１ｄとが対向する対
向面積は、最小である図６の位置から可動電極３２が４
５°回転するまでは正比例に増加し、さらに次の４５°
までは正比例に減少する。
【００４５】本実施例における固定電極３１と、可動電
極３２とのそれぞれの分割電極が対向して形成される静
電容量をＣ31〜Ｃ34とすると、静電容量式角度センサに
形成される静電容量の等価回路図は、図７に示すように
なる。
極３２とのそれぞれの分割電極が対向して形成される静
電容量をＣ31〜Ｃ34とすると、静電容量式角度センサに
形成される静電容量の等価回路図は、図７に示すように
なる。
【００４６】そこで、可動電極３２が回転すると、第１
の分割電極３１ａ，第２の分割電極３１ｂ，第３の分割
電極３１ｃ，第４の分割電極３１ｄに接続される出力端
子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ間で静電容量式角度
センサに形成される静電容量の変化として検出すること
ができる。例えば、出力端子３４ａ−３４ｂ間，３４ａ
−３４ｃ間，３４ａ−３４ｄ間等のいずれか二つの出力
端子間で、回転の変化量を静電容量の変化量として複数
同時に検出することができる。
の分割電極３１ａ，第２の分割電極３１ｂ，第３の分割
電極３１ｃ，第４の分割電極３１ｄに接続される出力端
子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ間で静電容量式角度
センサに形成される静電容量の変化として検出すること
ができる。例えば、出力端子３４ａ−３４ｂ間，３４ａ
−３４ｃ間，３４ａ−３４ｄ間等のいずれか二つの出力
端子間で、回転の変化量を静電容量の変化量として複数
同時に検出することができる。
【００４７】次に、本発明による静電容量式角度センサ
の第４実施例について、図８，図９に基づいて説明す
る。但し、前述の第１実施例と同一部分については、同
一の符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、本実施
例は、請求項４に対応し、第１実施例に第２の固定電極
４１を増設したものである。
の第４実施例について、図８，図９に基づいて説明す
る。但し、前述の第１実施例と同一部分については、同
一の符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、本実施
例は、請求項４に対応し、第１実施例に第２の固定電極
４１を増設したものである。
【００４８】図８において、静電容量式角度センサは、
固定電極１１，第２の固定電極４１と、可動電極１２
と、シャフト１３及び導体４５ａ，４５ｂとから構成さ
れる。
固定電極１１，第２の固定電極４１と、可動電極１２
と、シャフト１３及び導体４５ａ，４５ｂとから構成さ
れる。
【００４９】第２の固定電極４１は、一対の電極構造を
有しており、中心角が９０°の略扇形である第１の分割
電極４１ａ，第２の分割電極４１ｂが、９０°の間隔を
あけて互いに絶縁されている。なお、第２の固定電極４
１は、金属などの導電材料または表面に導電被膜が被覆
された絶縁材料から形成される。
有しており、中心角が９０°の略扇形である第１の分割
電極４１ａ，第２の分割電極４１ｂが、９０°の間隔を
あけて互いに絶縁されている。なお、第２の固定電極４
１は、金属などの導電材料または表面に導電被膜が被覆
された絶縁材料から形成される。
【００５０】固定電極１１，第２の固定電極４１は、互
いに対向して所定の間隔をあけて静電容量角度センサの
枠体（図示せず）に絶縁固定される。これらの分割電極
のうち第１の分割電極１１ａと第１の分割電極４１ａは
互いに導体４５ａで導通される。また、第２の分割電極
１１ｂと第２の分割電極４１ｂは互いに導体４５ｂで導
通される。
いに対向して所定の間隔をあけて静電容量角度センサの
枠体（図示せず）に絶縁固定される。これらの分割電極
のうち第１の分割電極１１ａと第１の分割電極４１ａは
互いに導体４５ａで導通される。また、第２の分割電極
１１ｂと第２の分割電極４１ｂは互いに導体４５ｂで導
通される。
【００５１】可動電極１２は、固定電極１１，第２の固
定電極４１の間に配設され、シャフト１３によって回転
可能に絶縁支軸される。
定電極４１の間に配設され、シャフト１３によって回転
可能に絶縁支軸される。
【００５２】このように構成された静電容量式角度セン
サは、シャフト１３の回転とともに、可動電極１２が固
定電極１１，第２の固定電極４１に接触することなく、
固定電極１１，第２の固定電極４１から所定の間隔をあ
けて回転する。そして、可動電極１２と固定電極１１と
が対向して形成される静電容量は、可動電極１２の回転
角に対して略正比例に増減する。同様に、可動電極１２
と第２の固定電極４１とが対向して形成される静電容量
は、可動電極１２の回転角に対して略正比例に増減す
る。つまり、第４実施例の静電容量式角度センサーは第
１実施例の静電容量式角度センサーを並列に２つ接続し
たものに相当する。
サは、シャフト１３の回転とともに、可動電極１２が固
定電極１１，第２の固定電極４１に接触することなく、
固定電極１１，第２の固定電極４１から所定の間隔をあ
けて回転する。そして、可動電極１２と固定電極１１と
が対向して形成される静電容量は、可動電極１２の回転
角に対して略正比例に増減する。同様に、可動電極１２
と第２の固定電極４１とが対向して形成される静電容量
は、可動電極１２の回転角に対して略正比例に増減す
る。つまり、第４実施例の静電容量式角度センサーは第
１実施例の静電容量式角度センサーを並列に２つ接続し
たものに相当する。
【００５３】したがって、静電容量式角度センサに形成
される静電容量Ｃ40は、図９に示す等価回路図になり、
その静電容量Ｃ40は、 １／Ｃ40＝１／（Ｃ41＋Ｃ42）＋１／（Ｃ41＋Ｃ42） ＝２／（Ｃ41＋Ｃ41）＝１／Ｃ41 となる。つまり、可動電極１２の回転角に対する対向面
積の増減が正比例するため、静電容量Ｃ41（＝Ｃ42）の
増減も略正比例し、静電容量式角度センサに形成される
静電容量Ｃ40の増減が略正比例することになる。そし
て、固定電極１１を構成する第１の分割電極１１ａ，第
２の分割電極１１ｂに接続される出力端子１４ａ，１４
ｂ間で静電容量式角度センサに形成される静電容量Ｃ40
を取り出すことができる。
される静電容量Ｃ40は、図９に示す等価回路図になり、
その静電容量Ｃ40は、 １／Ｃ40＝１／（Ｃ41＋Ｃ42）＋１／（Ｃ41＋Ｃ42） ＝２／（Ｃ41＋Ｃ41）＝１／Ｃ41 となる。つまり、可動電極１２の回転角に対する対向面
積の増減が正比例するため、静電容量Ｃ41（＝Ｃ42）の
増減も略正比例し、静電容量式角度センサに形成される
静電容量Ｃ40の増減が略正比例することになる。そし
て、固定電極１１を構成する第１の分割電極１１ａ，第
２の分割電極１１ｂに接続される出力端子１４ａ，１４
ｂ間で静電容量式角度センサに形成される静電容量Ｃ40
を取り出すことができる。
【００５４】したがって、可動電極１２の回転角と静電
容量式角度センサに形成される静電容量Ｃ40の関係は、
図３と同様に、可動電極１２が９０°回転することによ
り、最小静電容量ＣMIN と最大静電容量ＣMAX との間を
略正比例に増減する。また、固定電極１１および第２の
固定電極４１が並列に接続されることによって、第１実
施例に比べて２倍の可変容量範囲を得ることができる。
容量式角度センサに形成される静電容量Ｃ40の関係は、
図３と同様に、可動電極１２が９０°回転することによ
り、最小静電容量ＣMIN と最大静電容量ＣMAX との間を
略正比例に増減する。また、固定電極１１および第２の
固定電極４１が並列に接続されることによって、第１実
施例に比べて２倍の可変容量範囲を得ることができる。
【００５５】なお、本実施例では、固定電極１１及び第
２の固定電極４１と固定電極が２枚配設される場合につ
いて説明したが、さらに可動電極及び固定電極を交互に
配設して、任意に電極の枚数を増加させることが可能で
ある。
２の固定電極４１と固定電極が２枚配設される場合につ
いて説明したが、さらに可動電極及び固定電極を交互に
配設して、任意に電極の枚数を増加させることが可能で
ある。
【００５６】さらに、固定電極１１，第２の固定電極４
１および可動電極１２，２２，３２の形状については上
述の第１〜第４実施例に限定されるものでなく、その要
旨の範囲内で種々に変形することができる。
１および可動電極１２，２２，３２の形状については上
述の第１〜第４実施例に限定されるものでなく、その要
旨の範囲内で種々に変形することができる。
【００５７】例えば、図１０に示すように、固定電極お
よび可動電極を構成する第１の分割電極及び第２の分割
電極を形成する略扇形の２辺が曲線の場合について説明
する。
よび可動電極を構成する第１の分割電極及び第２の分割
電極を形成する略扇形の２辺が曲線の場合について説明
する。
【００５８】図１０において、静電容量式角度センサ
は、固定電極５１，可動電極５２及びシャフト１３から
構成される。固定電極５１は、略扇形の２辺５１ｃ，５
１ｄが曲線であることを除いて図１に示した固定電極１
１と同じである。同様に、可動電極５２は、略扇形の２
辺５２ｃ，５２ｄが曲線であることを除いて図１に示し
た固定電極１２と同じである。但し、曲線５１ｃ，５１
ｄ，５２ｃ，５２ｄはシャフト１３が回転することによ
り、対向して重なる形状である。
は、固定電極５１，可動電極５２及びシャフト１３から
構成される。固定電極５１は、略扇形の２辺５１ｃ，５
１ｄが曲線であることを除いて図１に示した固定電極１
１と同じである。同様に、可動電極５２は、略扇形の２
辺５２ｃ，５２ｄが曲線であることを除いて図１に示し
た固定電極１２と同じである。但し、曲線５１ｃ，５１
ｄ，５２ｃ，５２ｄはシャフト１３が回転することによ
り、対向して重なる形状である。
【００５９】このように構成された静電容量式角度セン
サは、前述の第１実施例の図３と全く同一の回転角対静
電容量変化する静電容量式角度センサーとして機能す
る。
サは、前述の第１実施例の図３と全く同一の回転角対静
電容量変化する静電容量式角度センサーとして機能す
る。
【００６０】次に、本発明による角度検出デバイスの一
実施例について、図１１，図１２に基づいて説明する。
なお、本実施例は、請求項５に対応し、前述した第１実
施例の静電容量式角度センサ６１に、静電容量から角度
に変化する変換手段６２を設けたものである。
実施例について、図１１，図１２に基づいて説明する。
なお、本実施例は、請求項５に対応し、前述した第１実
施例の静電容量式角度センサ６１に、静電容量から角度
に変化する変換手段６２を設けたものである。
【００６１】図１１において、角度検出デバイスは静電
容量式角度センサ６１および変換手段６２から構成され
る。静電容量式角度センサ６１は上述の静電容量式角度
センサであって、可動電極の回転に対応して静電容量の
変化を検出するものである。
容量式角度センサ６１および変換手段６２から構成され
る。静電容量式角度センサ６１は上述の静電容量式角度
センサであって、可動電極の回転に対応して静電容量の
変化を検出するものである。
【００６２】変換手段６２は、静電容量式角度センサ６
１で検出された静電容量に基づいて、可動電極が回転し
た角度に相当して変換できる静電容量対角度変換回路を
構成するものである。
１で検出された静電容量に基づいて、可動電極が回転し
た角度に相当して変換できる静電容量対角度変換回路を
構成するものである。
【００６３】角度検出デバイスは、静電容量式角度セン
サ６１の外周部に変換手段６２を一体に取り付けて構成
される。
サ６１の外周部に変換手段６２を一体に取り付けて構成
される。
【００６４】なお、変換手段６２は、例えば円板状の回
路基板６３に静電容量対角度変換回路（図示せず）を構
成し、この回路基板６３を静電容量式角度センサ６１の
可動電極１２が対向しない固定電極１１の面に対向して
配設して、静電容量式角度センサ６１と一体に構成でき
る形状が好ましい。この場合、固定電極１１からの出力
端子１４ａ，１４ｂと変換手段６２との距離が最短にな
り、配線路に発生する浮遊容量が小さくできる。また、
可動電極１２と変換手段６２との間には固定電極１１が
介在するため、可動電極１２と変換手段６２との間に発
生する浮遊容量を防止することができる。
路基板６３に静電容量対角度変換回路（図示せず）を構
成し、この回路基板６３を静電容量式角度センサ６１の
可動電極１２が対向しない固定電極１１の面に対向して
配設して、静電容量式角度センサ６１と一体に構成でき
る形状が好ましい。この場合、固定電極１１からの出力
端子１４ａ，１４ｂと変換手段６２との距離が最短にな
り、配線路に発生する浮遊容量が小さくできる。また、
可動電極１２と変換手段６２との間には固定電極１１が
介在するため、可動電極１２と変換手段６２との間に発
生する浮遊容量を防止することができる。
【００６５】なお、静電容量式角度センサ６１は上述し
た第１実施例に限定されるものでなく、本発明に係る静
電容量式角度センサであればよい。
た第１実施例に限定されるものでなく、本発明に係る静
電容量式角度センサであればよい。
【００６６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による静電容
量式角度センサでは、次のような効果がある。 １．固定電極を構成する分割電極の間隙を大きくして、
固定電極に発生する浮遊容量を小さくしたために、可動
電極の回転角に対して静電容量が略正比例に変化するよ
うになるとともに、電気的接触部を設けることなく構成
できる。
量式角度センサでは、次のような効果がある。 １．固定電極を構成する分割電極の間隙を大きくして、
固定電極に発生する浮遊容量を小さくしたために、可動
電極の回転角に対して静電容量が略正比例に変化するよ
うになるとともに、電気的接触部を設けることなく構成
できる。
【００６７】２．固定電極及び可動電極を交互に複数枚
配置することにより、最大静電容量値すなわち可変容量
範囲を大きくすることができる。 ３．固定電極及び可動電極をそれぞれ３以上に分割する
ことにより、複数回路分の静電容量の信号を取り出すこ
とができる。
配置することにより、最大静電容量値すなわち可変容量
範囲を大きくすることができる。 ３．固定電極及び可動電極をそれぞれ３以上に分割する
ことにより、複数回路分の静電容量の信号を取り出すこ
とができる。
【００６８】４．静電容量式角度センサから検出された
静電容量を角度に変換する変換手段を静電容量式角度セ
ンサに一体に構成しているため、配線路の引き回しが短
くなり、配線路に発生する浮遊容量を小さくすることが
できる。
静電容量を角度に変換する変換手段を静電容量式角度セ
ンサに一体に構成しているため、配線路の引き回しが短
くなり、配線路に発生する浮遊容量を小さくすることが
できる。
【図１】本発明に係る静電容量式角度センサの第１実施
例の要部斜視図である。
例の要部斜視図である。
【図２】図１に示す静電容量式角度センサの等価回路図
である。
である。
【図３】図１に示す静電容量式角度センサの回転角に対
する静電容量を示す図である。
する静電容量を示す図である。
【図４】本発明に係る静電容量式角度センサの第２実施
例の要部斜視図である。
例の要部斜視図である。
【図５】図４に示す静電容量式角度センサの回転角に対
する静電容量を示す図である。
する静電容量を示す図である。
【図６】本発明に係る静電容量式角度センサの第３実施
例の要部斜視図である。
例の要部斜視図である。
【図７】図６に示す静電容量式角度センサの等価回路図
である。
である。
【図８】本発明に係る静電容量式角度センサの第４実施
例の要部斜視図である。
例の要部斜視図である。
【図９】図８に示す静電容量式角度センサの等価回路図
である。
である。
【図１０】本発明に係る静電容量式角度センサの他の実
施例の要部斜視図である。
施例の要部斜視図である。
【図１１】本発明に係る角度検出デバイスの一実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る角度検出デバイスの一実施例の
要部斜視図である。
要部斜視図である。
【図１３】従来の静電容量式角度センサの要部を示す概
念図である。
念図である。
【図１４】従来の静電容量式角度センサの等価回路図で
ある。
ある。
【図１５】従来の静電容量式角度センサの回転角に対す
る静電容量を示す図である。
る静電容量を示す図である。
１１ 固定電極 １１ａ 第１の分割電極 １１ｂ 第２の分割電極 １２ 可動電極 １２ａ 第１の分割電極 １２ｂ 第２の分割電極 １３ シャフト ６１ 静電容量式角度センサ ６２ 変換手段
Claims (5)
- 【請求項１】 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る
とともに、シャフトにより回転可能に絶縁支持される可
動電極とから構成され、 前記固定電極は、中心角がα°である略扇形の分割電極
がＮ個、互いにβ°（ただし、（α°＋β°）×Ｎ＝３
６０°、かつ、Ｎは２以上の整数）の間隔をあけて配置
されるとともに、この固定電極を構成するＮ個の分割電
極が互いに絶縁されており、 前記可動電極は、中心角がγ°（ただし、γ°≦β°）
である略扇形の分割電極がＮ個、互いにδ°（ただし、
（γ°＋δ°）×Ｎ＝３６０°）の間隔をあけて配置さ
れるとともに、この可動電極を構成するＮ個の分割電極
が前記扇形の中心近傍で互いに導通されており、 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
量が、互いに異なる少なくとも二つの前記固定電極を構
成する分割電極を介して検出されることを特徴とする静
電容量式角度センサ。 - 【請求項２】 前記Ｎが２であり、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が、互いに異なる
前記固定電極を構成する分割電極を介して検出されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の静電容量式角度セン
サ。 - 【請求項３】 前記α°，β°，γ°，δ°がそれぞれ
略９０°であることを特徴とする請求項２に記載の静電
容量式角度センサ。 - 【請求項４】 前記固定電極および／または可動電極が
２枚以上からなり、これら固定電極および／または可動
電極が交互に複数枚積み重ねられていることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載の静電容量式角度セン
サ。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の静電容
量式角度センサに、この静電容量式角度センサから検出
された静電容量を角度に変換する変換手段を一体的に備
えたことを特徴とする角度検出デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13531695A JPH08327310A (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 静電容量式角度センサおよびそれを用いた角度検出デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13531695A JPH08327310A (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 静電容量式角度センサおよびそれを用いた角度検出デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327310A true JPH08327310A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15148900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13531695A Pending JPH08327310A (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 静電容量式角度センサおよびそれを用いた角度検出デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327310A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051751A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Nissan Motor Co Ltd | 静電容量検出型回転センサ |
| WO2010017065A2 (en) | 2008-08-04 | 2010-02-11 | The Regents Of The University Of California | Capacitance displacement and rotation sensor |
| US9103769B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-08-11 | The Regents Of The University Of California | Apparatus and methods for controlling electron microscope stages |
| CN108827143A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-16 | 天津大学 | 一种双极板电容角位移传感器 |
-
1995
- 1995-06-01 JP JP13531695A patent/JPH08327310A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051751A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Nissan Motor Co Ltd | 静電容量検出型回転センサ |
| WO2010017065A2 (en) | 2008-08-04 | 2010-02-11 | The Regents Of The University Of California | Capacitance displacement and rotation sensor |
| WO2010017065A3 (en) * | 2008-08-04 | 2010-04-01 | The Regents Of The University Of California | Capacitance displacement and rotation sensor |
| EP2308074A2 (en) * | 2008-08-04 | 2011-04-13 | The Regents of the University of California | Capacitance displacement and rotation sensor |
| US20110175629A1 (en) * | 2008-08-04 | 2011-07-21 | The Regents Of The University Of California | Capacitance displacement and rotation sensor |
| EP2308074A4 (en) * | 2008-08-04 | 2012-01-18 | Univ California | CAPACITY DISPLACEMENT AND ROTATION DETECTOR |
| US8704536B2 (en) * | 2008-08-04 | 2014-04-22 | The Regents Of The University Of California | Lateral displacement and rotational displacement sensor |
| US9103769B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-08-11 | The Regents Of The University Of California | Apparatus and methods for controlling electron microscope stages |
| CN108827143A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-16 | 天津大学 | 一种双极板电容角位移传感器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040325 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040427 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040921 |