JPS61213725A - 位置検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両のスロットル弁の開度等の被検出体の位
置を検出するに適した位置検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の位置検出装置においては、例えば、車両
のスロットル弁のスロットル軸に同軸的に回転可能に連
結したスリット板と、このスリソト板の一側表面に対向
して同一側表面に投光する発光素子と、前記スリット板
の他側表面に対向して同スリット板と同軸的に配置した
環状の受光素子とを備えて、この受光素子が前記発光素
子から前記スリット板のスリットを通して受光したとき
この受光部分に対応する角度位置に基づき前記スロット
ル軸の回転角位置を前記スロットル弁の開度として検出
するようにしたものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような構成にあっては、前記スリッ
ト板のスリットがどのような回転角位置にあってもこの
スリットを通し前記発光素子からの光を前記受光素子に
受光させるようにするため、前記発光素子からの光を球
面鏡等を利用して末広がり状に広げて前記スリット板の
一側表面全体に入射させるようにしている。従って、こ
のように前記スリット板の一側表面全体に入射する光の
うち前記スリットに入射する光の部分のみが有効に利用
され、残余の光の部分は利用されることなく無駄となっ
てしまい、前記発光素子からの光の利用率が非常に低い
という不具合がある。

そこで、本発明は、このようなことに対処すべく、位置
検出装置においてその投光手段からの光の利用率をでき
る限り高めようとするものである。

さらに、本発明は、検出装置本体を高温環境下、例えば
車両のエンジンルーム内で使用する場合であって、発光
素子が高温環境下で使えない場合であっても、上記位置
検出を適切に行うことができるようにするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題の解決にあたり、本発明の構成上の特徴は、 被検出体の回転軸の回転に連動して回転するように同回
転軸に同軸的に連結されるスリット回転部材と、このス
リット回転部材の一側に配置されて同スリット回転部材
に投光する投光手段と、前記スリット回転部材の他側に
て同スリット回転部材と同心的に配置されて前記投光手
段からの光を前記スリット回転部材のスリットを通しス
ポット光として受光したときこの受光部分に対応する角
度位置に基づき前記被検出体の位置を受光信号として検
出する環状の受光手段とを備えた位置検出装置において
、 発光素子と、この発光素子からの光を導光し前記スリッ
ト回転部材の回転中心部に向けて投光する光ファイバに
より前記投光手段を構成し、前記スリット回転部材の回
転中心部に前記発光素子からの光を前記光ファイバを介
して受光して前記スリットに向けて反射する第１反射部
を設け、かつ前記スリット回転部材の前記スリットの近
傍に前記第１反射部からの反射光を受光して前記スリッ
トを通し前記受光手段に向けて反射する第２反射部を設
けるようにしたことにある。

〔発明の作用効果〕

しかして、このように本発明を１１４成したことにより
、前記発光素子からの光が、光ファイバを介して前記ス
リット回転部材の回転下における前記第１反射部に入射
して同第１反射部により前記スリットに向けて反射され
、この反射光が前記第２反射部に入射して同第２反射部
により前記スリットを通し前記受光手段に向けて反射さ
れるので、前記発光素子からのすべての光を前記スリッ
ト回転部材の回転下における前記スリットを通し前記受
光手段に入射させることとなり、その結果、この種の位
置検出装置における投光手段からの光の位置検出に対す
る有効利用率を大幅に向上させ得る。また、発光素子か
らの光を光ファイバを介してスリット回転部材に入射さ
せるようにしているので、検出装置本体を高温環境下で
使用する場合であっても発光素子を高温環境下にない場
所に置くことができるため、そのような環境下での位置
検出を適切に行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第１
図は、本発明に係る位置検出装置が車両用エンジンのス
ロットル弁の開度検出に適用される例について示してお
り、この位置検出装置は、前記スロットル弁の近傍にて
前記エンジンの一部に固定したケーシング１０内に棒状
回転部材２０及び受光器４０を組付け、さらに光ファイ
バ８０を介して光源部ハウジング６０にレンズ７０と発
光素子３０を組付けて構成されている。棒状回転部材２
０は、ケーシング１０の前後両壁１１．１２に平衡な面
内にて回転するように、その回転中心部２０ａにて回転
軸２０ｂにこれに直角に固着されており、回転軸２０ｂ
は、ケーシング１０の前壁１１の中央に軸受１３を介し
回転自在に軸支されている。なお、回転軸２０ｂは、そ
の外端にて前記スロットル弁のスロットル軸に連結され
ている。

棒状回転部材２０は、低吸光率のガラス材料、合成樹脂
材料等により断面平行四辺形状に形成した棒状導光部材
２１を有しており、この棒状導光部材２１の基端面２１
ａ及び先端面２１ｂは第１図に示すごとくケーシング１
０の前壁１１側から後壁１２側にかけて下方へ傾斜して
いる。棒状導光部材２１の基端面２１ａ、先端面２１ｂ
、前面２１ｃ及び後面２１ｄは金属反射膜２２により被
覆されており、この金属反射１１１２２には、開口２２
ａ及びスリット２２ｂが形成されている。かかる場合、
開口２２ａは、棒状導光部材２１の後面２１ｄの回転中
心部を介し基端面２１ａに対向するとともにケーシング
１０の値壁１２の中央に対向しており、一方、スリンｌ
−２２ｂは、棒状導光部材２１の前面２１ｃの先端部を
介し先端面２１ｂに・対向するとともにケーシング１０
の前壁１１の周縁部に対向している。なお、開口２２ａ
に入射する光がほぼ平行光線の場合には、金属反射膜２
２がなくても棒状導光部２１は効率よく光を導゛　光で
きる。

受光器４０は、その円環状の絶縁板４１にて、ケーシン
グｌＯの前壁１１の周縁部に回転軸２０ｂと同心的に固
着されているもので、絶縁板４１め表面には、円環状の
導光型８４２が同絶縁板４１と同心的に導光量材料を印
刷焼成して形成されている（第１図及び第２図参照）。

しかして、光導電膜４２はその非受光状態にて所定の高
抵抗値を有し、受光したときこの受光部分にて光電変換
作用を生じて同受光部分における抵抗値をほぼ零にする
。なお、光導電膜４２は棒状回転部材２０に平行となっ
ている。

光導電膜４２の外周縁部には、円環状の抵抗４３が固着
されており、一方、光導電膜４２の内周縁部には、円環
状の電極４４が固着されている。

かかる場合、抵抗４３と電極４４との間にて露呈する光
導電膜４２の環状受光部４２ａは、棒状回転部材２０の
回転下にてスリン）２２ｂが描く環状軌跡領域に対向し
ている。しかして、このように構成した受光器４０にお
いては、光導電膜４２が環状受光部４２ａの受光部分に
接する抵抗４３及び電極４４の各部分を互いに短絡させ
て、抵抗４３がその基端部と前記短絡部分との間の角度
に相当する抵抗値を前記スロットル弁のスロットル軸の
回転角、即ち当該スロットル弁の開度として電極４４と
の協働のもとに検出する。なお、抵抗４３は両電極端子
４３ａ、４３ｂにてそれぞれリードｖＡ１１．１２を介
しバッテリＢの両端子に接続され、また電極４４はその
端子４４ａにてリード線１３接続されている（第２図参
照）。

光ファイバ８０はその一端をケーシング１０の後壁１２
の中央に、他端を光源部ハウジング６０（車室内に設置
）の前壁６２の中央に貫通固定され、ケーシングｌＯと
光源ハウジング６０とを光学的に結合している。発光素
子３０は光源部ハウジング６０の後壁６１の中央に嵌着
してなるもので、この発光素子３０の発光面３１は光フ
ァイバの一端と対向している。また、発光素子３０は、
その両リード端子３２ａ、３２ｂにて外部回路から駆動
信号を受は発光する。集光用レンズ７０はマウント７１
により光源部ハウジング６０に固定されており、発光素
子３０からの光を集光して効率よく光ファイバ８０に導
くものである。

以上のように構成した本実施例において、本発明装置を
作動させれば、発光素子３０からの光は集光用レンズ７
０により集光され、光ファイバ８０に導かれた後、その
内部を伝播して棒状回転部材２０の開口２２ａ内に投光
される。すると、このように投光された光が開口２２ａ
から棒状導光部材２１の基端部内に入射し、同棒状導光
部材２１の基端面２１ａに対する金属反射膜２２の重合
面により棒状導光部材２１内にてその長手方向に反射さ
れる。しかして、このように反射された光が棒状導光部
材２１内にて金属反射膜２２により相互反射されつつ伝
播し、棒状導光部材２１の先端面２１ｂに対する金属反
射膜２２の重合面に入射して同重合面により反射されて
スリット２２ｂからスポット光として重厚器４０におけ
る光導電膜４２の環状受光部４２ａに入射する。

換言すれば、発光素子３０からのすべての光が棒状観点
部材２０を通りスリット２２ｂからスポット光として光
導電膜４２の環状受光部４２ａに直射入射するので、前
記スロットル弁の開度の検出にあたり、受光素子３０か
らの光を有効、に無駄なく利用することとなり、その結
果、発光素子３０からの光の有効利用率を大幅に向上さ
せ得る。

しかも、発光素子３０からの光は光ファイバ８０を介し
て棒状回転部材２０の開口２２ａ内に投光されるため、
発光素子３０はケーシング１０とは離れたところに置く
ことができる。したがって、たとえケーシング１０が高
温雰囲気（８５℃以上）に置かれる場合でも、発光素子
３０をマウントしである光源部ハウジング６０は高温雰
囲気にさらさなくてもよいため、発光素子３０としてＬ
ＥＤを利用でき、また出力特性および信頼性を向上させ
ることができる。

なお、本発明の実施にあたっては、第３図及び第４図に
示すごとく、棒状回転部材２０に代えて、短冊形状の回
転板部材５０を採用して実施してもよく、かかる場合、
回転板部材５０は、その回転中心部５０ａにて、棒状回
転部材２０の回転中心部２０ａに代えて回転軸２０ｂに
一体的に固着されている。また、回転板部材５０の回転
中心部５０ａには、曲面反射鏡５１が固着されており、
この曲面反射鏡５１の反射曲面５１ａは光ファイバ８０
の一端に対向している。かかる場合、反射曲面５１ａの
形状は光ファイバ８０からの光を回転板部材５０の長手
方向に沿って進行させるように形成しである。

一方、回転板部材５０の先端部には、受光器４０の環状
受光部４２ａに対向してスリット５２が穿設されており
、このスリット５２のケーシング１０の後壁１２側の開
口端部には、直角プリズム５３がその底面５３ａにて固
着されている。また、直角プリズム５３はその入射面５
３ｂにて曲面反射鏡５１の反射曲面５１ａに対向してお
り、この直角プリズム５３の反射面５３ｃはスリット５
２に傾斜状に対向している。しかして、発光素子３０の
発光面３１からの光は、回転板部材５０の回転下にて曲
面反射鏡５１の反射曲面５１ａに入射して同反射曲面５
１ａにより回転板部材５０の長手方向に向けて反射され
る。ついで、この反射光が直角プリズム５３内にその入
射面５３ｂから入射し、反射面５３ｃにより反射されて
スリット５２を通り受光器４０の環状受光部４２ａに入
射する。このことは、前記実施例と実質的に同様の作用
効果を達成し得ることを意味する。なお、その他の構成
及び作用効果は前記実施例と同様である。

また、本発明の実施にあたっては、前記実施例における
棒状回転部材２０の棒状導光部材２１を省略するととも
に、金属反射膜２２に代えてこれと同一形状の金属筒体
を採用して実施してもよい。

また、前記実施例においては、本発明装置を車両用エン
ジンのスロットル弁の開度検出に適用した例について説
明したが、これに限らず、エンジンルーム内の位置検出
を行うもの、例えば車輪部分に設けられ車体の上下位置
を検出するものに本発明装置を適用してもよい。なお、
受光器４０としては、環状のホトダイオードアレイその
他各種の受光素子を採用してよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図における受光器と棒状回転部材との位置関係を示す正
面図、第３図は前記実施例の変形例を示す要部断面図、
及び第４図は第３図における受光器と回転板部材の位置
関係を示す正面図である。 ２０・・・棒状回転部材、２０ｂ・・・回転軸、２１・
・・棒状導光部材、２２・・・金属反射膜、２２ａ・・
・開口、２２ｂ、５２・・・スリット、３ｏ・・・発光
素子、４゜・・・受光器、５０・・・回転板部材、５１
・・・曲面反射鏡、５３ｃ・・・反射面、８０・・・光
ファイバ。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被検出体の回転軸の回転に連動して回転するように同回
   転軸に同軸的に連結されるスリット回転部材と、このス
   リット回転部材の一側に配置されて同スリット回転部材
   に投光する投光手段と、前記スリット回転部材の他側に
   て同スリット回転部材と同心的に配置されて前記投光手
   段からの光を前記スリット回転部材のスリットを通しス
   ポット光として受光したときこの受光部分に対応する角
   度位置に基づき前記被検出体の位置を受光信号として検
   出する環状の受光手段とを備えた位置検出装置において
   、 発光素子と、この発光素子からの光を導光し前記スリッ
   ト回転部材の回転中心部に向けて投光する光ファイバに
   より前記投光手段を構成し、前記スリット回転部材の回
   転中心部に前記発光素子からの光を前記光ファイバを介
   して受光して前記スリットに向けて反射する第１反射部
   を設け、かつ前記スリット回転部材の前記スリットの近
   傍に前記第１反射部からの反射光を受光して前記スリッ
   トを通し前記受光手段に向けて反射する第２反射部を設
   けるようにした ことを特徴とする位置検出装置。