WO1999028705A1 - Detecteur d'angle d'inclinaison - Google Patents

Description

明 細 書 傾斜角セ ンサ 技術分野

本発明は、 自動車などの車両に搭載され、 重力方向に対して その傾斜角を測定する傾斜角センサに関する ものである。 背景技術

近年、 自動車の安全機構の一つと して、 正面衝突や側面衝突 等の事故発生時に動作するヱァパッ ク システムが普及してきて いるが、 その事故発生時には自動車の横転が伴う場合も考えら れ、 その回転挙動を検知し安全機構を動作させる傾斜角センサ が有用と考えられる。

従来、 傾斜角セ ンサは特開昭 6 0 - 1 5 4 1 0 8号公報に記 載されたものが知られている。 第 2 7図に従来の傾斜角セ ンサ の構造を示す。 平板状の振子部材 2 0 1は自動車の傾斜角度に 応じて基板 2 0 2に対して角度が変化する。 その角度検出は、 振子部材 2 0 1の外周部に設けられたス リ ツ トを挟むようにそ の外周部に設置された透過型光ィ ンタ ラプタ 2 0 4の光の透過 の有無で行う。 また、 基板 2 0 2上には磁石 2 0 3が設けられ ており、 振子部材 2 0 1 は磁石 2 0 3の磁束を横切る方向に回 転する。 振子部材 2 0 1が速度 Vで回転すると、 振子部材 2 0 1 には回転する方向と直角方向に誘起電圧が発生し、 その誘起電 圧によって渦電流が生じる。 この渦電流によって振子部材 2 0 1 の回転方向と逆向きに速度 Vに比例した力が発生し、 この力が 制動力となって振子部材 2 0 1の回転を安定させる。

このよ うな自動車などの車両に搭載される傾斜角セ ンサは、 コ ン ト ロ ールュニッ ト内部に装着されるため、 小型、 かつ回転 性能に優れたものが要求される。

しかしながら、 上記従来の傾斜角セ ンサにおいては、 回転軸 径の寸法、 および振子部材の重心位置に影響される回転性能 や、 振子部材の外周部に光ィ ンタ ラプタを設置しなければなら ないといつた構造的制約により小型化が困難であるという課題 を有していた。 発明の開示

本発明はこの課題を解決するための ものであり、 自動車など の車両に搭載でき、 小型、 かつ回転性能に優れた傾斜角セ ンサ を提供することを目的とする。

この課題を解決するために本発明の傾斜角セ ンサは、 導電性 かつ非磁性のおもり と、 前記おもりに固定された回転軸と、 前 記回転軸を回転可能に支持する軸受と、 前記軸受を保持したフ レーム と、 前記おも り の動作によ り信号が変化する 1組も し く は 2組の受発光素子からなる反射型光ィ ンタ ラプタ と、 前記回 転軸と平行もしく は所定の角度を有するように前記おもりの外 周部に延設されたフ ラ ンジ部と、 前記フ ラ ンジ部の方向に優先 的に磁束を発するよ う に前記フ レームに取着された磁石と、 信 号処理のための回路部とを備えたこ とを特徵とする ものであ る。 この構成により、 小型かつ回転性能に優れた傾斜角セ ンサ が得られる。 図面の簡単な説明

第 1図 (a>は本発明の実施例 1を説明するための構成図、 第 1 図 (b)は同断面図、 第 2図 (a)〜(c)は本実施例における 1 つの反射 型光ィ ン タ ラプタ利用の動作説明図、 第 2図 (d>は同出力波形 図、 第 3図 (a)〜(c)は本実施例における 2つの反射型光ィ ンタ ラ プタ利用の動作説明図、 第 3図 (d)， （e)は同出力波形図、 第 4図 (a)は本発明の実施例 2を説明するためのおもりの正面図、 第 4 図 ( は同側面図、 第 5図 (a>は本発明の実施例 3を説明するため のおもりの正面図、 第 5図 (b)は同側面図、 第 6図 (a)は本発明の 実施例 4を説明するためのおもりの正面図、 第 6図 (b)は同側面 図、 第 7図 (a)は本発明の実施例 5を説明するためのおもりの正 面図、 第 7図 (b)は同側面図、 第 8図は本発明の実施例 6を説明 するための一部断面図、 第 9図 (a)は本発明の実施例 7を説明す るためのおも り の正面図、 第 9図 ( は同一部断面図、 第 1 0図 (a>は本発明の実施例 8を説明するための構成図、 第 1 0図 (b)は 同断面図、 第 1 1図は本発明の実施例 9を説明するための正面 図、 第 1 2図は本発明の実施例 1 0を説明するための断面図、 第 1 3図は本発明の実施例 1 1 による傾斜角セ ンサを示す正面 図、 第 1 4図 (a)は同セ ンサの光イ ン タ ラ ブタ と ス リ ツ トの位置 関係を示す図、 第 1 4図 (b>は同光ィ ンタ ラ ブタ の出力波形図、 第 1 5図は本発明の実施例 1 2 におけるス リ ッ ト板を示す平面 図、 第 1 6図は本発明の実施例 1 3におけるス リ ッ ト板を示す 平面図、 第 1 7図は本発明の実施例 1 4による傾斜角セ ンサの おもりを示す断面図、 第 1 8図は本発明の実施例 1 5による傾 斜角セ ンサのおもりを示す平面図、 第 1 9図は本発明の実施例 1 6による傾斜角セ ンサのおもりを示す平面図、 第 2 0図は本 発明の実施例 1 7による傾斜角センサを示す構成図、 第 2 1図 は同セ ンサにおけるマイ コ ンのフ ロ ーチ ャ ー ト、 第 2 2図は本 発明の実施例 1 8 による傾斜角セ ンサを示す構成図、 第 2 3図 は本発明の実施例 1 9による傾斜角セ ンサを示す正面図、 第 2 4 図は同側面図、 第 2 5図は本発明の実施例 2 0による傾斜角セ ンサの振子と リ ー ドスイ ツチの配置関係を示す正面図、 第 2 6 図は本発明の実施例 2 1 による傾斜角セ ンサの振子と リ ー ドス ィ ッ チの配置関係を示す正面図、 第 2 7図は従来の傾斜角セ ン サを示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態

(実施例 1 )

第 1図 (a)は、 本発明の傾斜角セ ンサの実施例 1を説明する構 成図を示し、 第 1図 (b)は同断面図を示している。 第 1図におい て、 1は鋦ゃアル ミ ニゥムなどの非磁性かつ導電性に優れた材 料を用いたおも り、 2はおもり 1 に固定された回転軸、 3は回 転軸 2を回転可能に支持した 1対の軸受、 4は軸受 3を保持し たフ レーム、 5はフ レーム 4を収納、 固定するケース、 6は発 光素子及び受光素子からなる反射型光ィ ンタ ラプタ、 7はおも り 1の外周部に回転軸 2 と平行も し く は所定の角度を有するよ うに形成されたフ ラ ンジ部、 8はフ ラ ンジ部 7の方向に優先的 に磁束を発する磁石であり、 フ レーム 4に固定されている。 9 は信号処理のための回路部である。 反射型光イ ン タ ラ プタ 6 は、 信号処理のための回路部 9 と結線され、 ケース 5に固定さ れている。

本実施例において、 おもり 1の回転軸 2に垂直な面の形状は 扇形であ り、 その開き角 0は 1 2 0 ° 、 回転半径は 1 0誦であ る。 扇形の形状をしたおもり 1の外周部には、 回転軸 2 と平行 な方向に突出量 5讓のフ ラ ンジ部 7が設けられ、 その断面形状 は L字形状を呈している。 回転軸 2 の直径は 0 . 4画である。 軸受 3は含油合金からなり、 軸との摩擦を小さ く している。 磁 石 8からフ ラ ンジ部 7 の方向に優先的に発する磁束により、 フ ラ ンジ部 7にはおもり 1の動きに応じた渦電流が誘起され制動 力となる。

本構成にて、 傾斜角セ ンサ全体を低速で回転させた場合、 フ レー ム 4や反射型光ィ ンタ ラ プタ 6 といった固定部の回転に 伴って、 おもり 1が追随してしま う角度を 1 ° 以内に抑えるこ とが可能である。 しかし、 フ ラ ンジ部 7が無いだけでその他の 構成はま ったく 同じでも、 おもり 1が追随する角度は倍の 2 ° になって しま う。 このよ う にフ ラ ン ジ部 7の設置によ り、 精度 の高い回転性能が得られる。 この性能向上は、 フ ラ ンジ部 7 の 設置によ り、 回転軸 2中心からおもり 1の重心までの距離が実 効的に増加するため、 回転軸 2 と軸受 3 との間の摩擦力に打ち 勝ちおもり 1を重力方向に向けさせる トルクが増加する ことに 起因する。 また、 この フ ラ ンジ部 7の設置により、 精度の高い 回転性能が得られるばかりか、 小型化も合わせて実現できる。 次に、 おもり 1の動きに応じて反射型光イ ン タ ラプタ 6に信 号が得られる動作状態とその出力波形を、 第 2図 (a)乃至第 2図 (d) を用いて説明する。

反射型光ィ ンタ ラプタ 6、 軸受 3、 フ レーム 4は、 ケース 5 と と もに傾斜角測定対象 （例えば、 自動車） に固定されてい る。 従って、 傾斜角セ ンサ全体が水平に保たれている状態の時 は、 第 2図 (b)に示すようにおもり 1の扇形形状をした面の対称 軸 1 aが重力方向を向く ばかりでなく、 反射型光ィ ン タ ラブタ 6 の中心軸と も重なる。 この状態が傾斜角 = 0 ° であり、 おも り 1 の扇形形状をした面によ っ て光が反射され反射型光ィ ン タ ラ プタ 6 はオ ン （ O N ) と な る。 ま た、 傾斜角セ ンサ全体が測 定対象と と もに左右に回転した状態 （傾斜した状態） の時は、 第 2図 (a)， （c)に示すようにおもり 1の扇形形状をした面の対称 軸は依然と して重力方向を向いたままであるが、 反射型光ィ ン タ ラプタ 6は測定対象と と もに左右に回転 （傾斜） する。 この 相対量が、 原則と して傾斜角である。 おもり 1の扇形形状をし た面により光が反射されている間は、 反射型光イ ン タ ラブタ 6 はオ ン （ O N ) であるが、 測定対象の傾斜量が大き く なり、 も はや光が反射されなく なる と反射型光ィ ン タ ラ プタ 6 はオ フ ( O F F ) となる。

本実施例においては、 フ ラ ンジ部 7が回転軸 2 と平行な方向 に突出し、 その断面形状が L字形状を呈している例について説 明したが、 必ずしも厳密に平行であることを要しない。 また、 フ ラ ンジ部 7を含めたおもり 1 の断面形状を逆 T字形状、 J字 形状、 W字形状のような形状にすると、 回転軸 2中心からおも り 1の重心までの距離が実効的にさ らに増加するため、 同等以 上の効果が得られることは言うまでもない。

また、 本実施例のように、 おもり 1の外周部に回転軸 2 と平 行な方向に突出したフ ラ ンジ部 7を設けると、 従来例のような 振子部材 2 0 1を使用する場合に比べて、 同一半径比ではよ り 大きな速度 Vが得られるため、 速度 Vに比例した渦電流による 制動効果はより高まる。

また、 本実施例のように、 反射型光ィ ンタ ラプタ 6を回転軸 2方向からおもり 1の扇形形状をした面に対向させる構成を採 用することで、 従来例のように振子部材 2 0 1を外側から透過 型光ィ ンタ ラプタ 2 0 4で挟み込むよ うな配置にする必要がな く なるため、 回転軸 2を中心と した半径方向の寸法を小さ く す ることが可能となる。

さ らに、 傾斜角測定対象の回転方向判別のために、 おもり 1 と反射型光ィ ンタ ラプタ 6を 2つ使用する時の位置関係、 動作 状態とその出力波形を、 第 3図 (a>乃至第 3図 (e)に示す。 例え ば、 傾斜角セ ンサ全体が水平に保たれている状態の時は、 基本 的には第 2図 (b)の時と同様、 おもり 1の扇形形状をした面の対 称軸 1 a が重力方向を向き、 2 つの反射型光イ ン タ ラ プタ 6 L , 6 R間の中心と も重なる。 この状態が傾斜角 = 0 ° であ り、 おもり 1の扇形形状をした面によって光が反射され、 2つ の反射型光イ ン タ ラ ブタ 6 L， 6 R と もにオ ン （ O N ) と な る。 また、 傾斜角セ ンサ全体が測定対象と と もに左右に回転し た状態 （傾斜した状態） の時は、 おもり 1 の扇形形状をした面 の対称軸は依然と して重力方向を向いたままである。 但し、 傾 斜角セ ンサ全体が左回転した時は、 第 3図 (a)に示すよ う に反射 型光ィ ンタ ラプタ 6 Rはおもり 1の扇形形状をした面によって 光が反射され、 オ ン （ O N ) と な り、 反射型光イ ン タ ラ プタ 6 Lはおもり 1の扇形形状をした面によって、 光が反射される 状態 （O N) から光が反射されない状態 （O F F ) に切り替わ る。 これとは逆に、 傾斜角セ ンサ全体が右回転した時は、 第 3 図 (c)に示すように反射型光ィ ンタ ラプタ 6 Lはおもり 1 の扇形 形状をした面によつて光が反射され、 オ ン （O N) となり、 反 射型光ィ ンタ ラプタ 6 Rはおも り 1の扇形形状をした面によつ て、 光が反射される状態 （ O N ) から光が反射されない状態 (O F F ) に切り替わる。 これによ り、 傾斜角セ ンサは回転方 向の判別が可能となる。

(実施例 2 )

第 4図 (a)は本発明の傾斜角セ ンザの実施例 2を説明するため のおも りの正面図を示し、 第 4図 (b)は同側面図を示している。 第 4図において、 第 1図 (a)、 第 1図 (b)と同一構成部分には同一 番号を付して詳細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ詳 述する。 第 4図において、 おもり 1の外周部に回転軸 2 と平行 な方向に突出量 5讓のフ ラ ンジ部 1 2が設けられ、 その断面形 状は L字形状を呈している。 また、 フラ ンジ部 1 2は、 周方向 に対しておもり 1の扇形形状をした面の対称軸 1 aを中心と し た近傍にのみ設けられている。 この構成による基本動作は、 第 2図、 第 3図に示したものと同じである。 但し、 フ ラ ンジ部 1 2 が対称軸 1 aを中心と した近傍にしか設けられていないため、 磁石 8から発せられた磁束はフ ラ ンジ部 1 2に集中する。 従つ て、 渦電流による制動力は、 おもり 1の扇形形状をした面の対 称軸 1 aを中心と した近傍にのみ作用し、 それ以外の部分には 及ばない。

これにより、 自動車の通常走行時に発生する微少な角度変動 に対しては制動の効いた安定した動作が確保され、 また横転な どの大きな動作角度の検出には、 制動力が働かない素早い応答 性を実現できる。

(実施例 3 )

第 5図 (a)は本発明の傾斜角セ ンサの実施例 3を説明するため のおも りの正面図を示し、 第 5図 (b)は同側面図を示している。 第 5図において、 第 1図 (a)、 第 1図 (b)と同一構成部分には同一 番号を付して詳細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ詳 述する。 第 5図において、 おもり 1 3の外周部に回転軸 2 と平 行な方向に突出量 5 ramのフ ラ ンジ部 1 4が設けられ、 その断面 形状は L字形状を呈している。 また、 おもり 1 3の外周部の半 径は、 おもり 1 3の扇形形状をした面の対称軸 1 3 aから離れ るに従い漸増し、 フ ラ ンジ部 1 4の内周の曲率半径は同じく、 対称軸 1 3 aから離れるに従い漸増する構成となっている。 こ の構成による基本動作は、 第 2図、 第 3図に示したものと同じ である。 但し、 フ ラ ンジ部 1 4の内周の曲率半径は、 対称軸 1 3 aから離れるに従い渐増する構成となっているため、 逆に 磁石 8からフ ラ ンジ部 1 4へ向かう磁束密度は、 対称軸 1 3 a から離れるに従い渐減する。 従って、 対称軸 1 3 aから離れる に従い渦電流による制動力は漸減する。

これにより、 自動車の通常走行時に発生する微少な角度変動 に対しては制動の効いた安定した動作が確保され、 また横転な どの大きな動作角度の検出には、 制動力が働かない素早く かつ 最適な応答性を実現できる。

(実施例 4 )

第 6図 (a>は本発明の傾斜角セ ンサの実施例 4を説明するため のおも り の正面図を示し、 第 6図 (b)は同側面図を示している。 第 6図において、 第 1図 (a)、 第 1図 (b)と同一構成部分には同一 番号を付して詳細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ詳 述する。 第 6図において、 おもり 1の扇形形状をした面上には 黒色のバー コ 一 ド状の着色 1 6 を付した例を示す。 このバー コー ド状の着色 1 6に対向するように反射型光イ ンタ ラ プタ 6 が設置されている。

以上の構成によるとバーコ一ド状の着色 1 6に反射型光ィ ンタ ラプタ 6が対向している場合は、 光が反射されずオフ （O F F ) となり、 それ以外の部分と対向している場合は、 光が反射され オ ン （◦ N ) となる。

これにより、 おもり 1の扇形形状をした面の両端部以外にォ ン、 オ フを自由な角度に設定できるようになり、 2点以上の検 知が可能となる。 通常ならば、 検知角度は扇形の開き角 eに よつて決定されるため、 検知角度が変わるとおもり 1 の重心位 置も変わり回転性能にも影響を及ぼす。 しかし、 本実施例で示 すような構成であればおもり 1 の特性を変える ことなく 、 パー コ ー ド状の着色 1 6の調整により任意の検知角度への対応が可 能となる。 本実施例においては、 黒色のパーコ一ド伏の着色の 例にて説明したが、 必ずしもこれに限定される ものではなく、 暗色系の着色であれば構わない。 (実施例 5 )

第 Ί図 (a)は本発明の傾斜角セ ンサの実施例 5を説明するため のおも りの正面図を示し、 第 7図 (b)は同側面図を示している。 第 7図において、 第 1図 (a)、 第 1図 (b)と同一構成部分には同一 番号を付して詳細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ詳 述する。 第 7図において、 おもり 1の扇形形状をした面には、 貫通したス リ ッ ト 1 8が設けられている。

以上の構成によると貫通したス リ ッ ト 1 8に反射型光ィ ンタ ラプタ 6が対向している場合は、 原則と して光が反射されずォ フ （ O F F ) となり、 それ以外の部分と対向している場合は、 光が反射されオ ン （O N ) となる。

これにより、 おもり 1の扇形形状をした面の両端部以外にォ ン、 オ フを自由な角度に設定できるようになり、 2点以上の検 知が可能となる。

(実施例 6 )

第 8図は本発明の傾斜角セ ンサの実施例 6を説明するための 一部断面図である。 第 8図において、 第 1図 (a)、 第 1図 (b)と同 一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略し、 異なる 部分についてのみ詳述する。 第 8図において、 1 9はサマ リ ゥ ム—コバルト系の磁石である。

サマ リ ウム— コバル ト系の磁石は、 温度に対する磁気特性が 極めて安定であるため、 周囲温度の変化に対し渦電流による制 動力の変化を少なく抑える ことが可能となる。 本実施例では、 サマ リ ゥ ム ー コパル ト系の磁石を用いた例について説明した が、 その他の希土類磁石を使用すること も可能である。 また、 温度に対する磁気特性は多少劣る もののフ ェ ラ イ ト磁石を使用 すること も可能である。 また、 電磁石を用いても渦電流による 制動力が得られることは言うまでもない。

(実施例 7 )

第 9図 (a)は本発明の傾斜角セ ンサの実施例 7を説明するため の正面図を示し、 第 9図 (b)は同一部断面図を示している。 第 9 図において、 第 1図 (a)、 第 1図 (b)と同一構成部分には同一番号 を付して詳細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ詳述す る。 第 9図において、 2 1 は磁石 8の表面からの光の反射を抑 えるために付与した黒色体である。 おもり 1の扇形形状をした 面の両端部と反射型光ィ ンタ ラプタ 6 とが対向する位置関係に おいて、 丁度光が反射される状態 （O N ) から光が反射されな い状態 （O F F ) に切り替わる境界で誤動作を起こす場合があ る。 しかし、 金属光沢を呈した磁石 8の表面に光の反射を抑え るよ う黒色体を付与する と誤動作の発生を抑える こ とができ る。 本実施例においては、 黒色体を付与する例にて説明 した が、 必ずしもこれに限定される ものではなく 、 暗色系の着色で あれば構わない。

(実施例 8 )

第 1 0図 (a>は本発明の傾斜角セ ンサの実施例 8を説明するた めの構成図を示し、 第 1 0図 (b)は同断面図を示している。 第 1 0 図において、 第 1図 (a)、 第 1図 (b)と同一構成部分には同一番号 を付して詳細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ詳述す る。 第 1 0図において、 2 2は信号処理用の回路部、 2 3は反 射型光ィ ンタ ラプタ、 2 4はブリ ン ト基板であ り、 反射型光ィ ンタ ラプタ 2 3 と信号処理用の回路部 2 2は同一のプリ ン ト基 板 2 4上に設置されている。 この反射型光イ ンタ ラブタ 2 3の 検知面とおもり 1の扇形形状をした面とが平行かつ所定のギヤ ッ プでケース 5に固定される。

これによ り、 反射型光ィ ンタ ラブタ 2 3 と信号処理用の回路 部 2 2が同一のプリ ン ト基板 2 4上に配置され、 小型化が可能 となる。 また、 ケース 5にはプリ ン ト基板 2 4上を簡単かつ精 度よ く取付けるための段差が設けられているため、 反射型光ィ ンタ ラ プタ 2 3の検知面とおもり 1の扇形形状をした面とを平 行かつ所定のギヤ ッ プで位置決めしゃすい。 但し、 反射型光ィ ンタ ラプタ 2 3の検知面とおもり 1の扇形形状をした面とは、 必ずしも厳密に平行である必要はない。

(実施例 9 )

第 1 1図は本発明の傾斜角センサの実施例 9を説明するため の正面図である。 第 1 1図において、 第 1図 (a)、 第 1図 (b)と同 一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略し、 異なる 部分についてのみ詳述する。 第 1 1図において、 2 5は反射型 光イ ンタ ラブタ、 2 6， 2 7はそれぞれその発光素子、 受光素 子であ り、 回転軸 2の半径方向にほぼ一列に並んでいる。 すな わち、 傾斜角セ ンサが水平に設置された時のおもり 1の扇形形 状をした面の対称軸 1 a と発光部 2 6、 受光部 2 7の一列がほ ぼ重なることを意味する。 この重なり度合は、 ほぼ一列であれ ばよく 、 必ずしも厳密に一列である必要はない。

これにより、 反射型光ィ ンタ ラプタ 2 5の角度の検出誤差を 小さ く抑え、 精度良く検出することが可能となる。 (実施例 1 0 )

第 1 2図は本発明の傾斜角セ ンサの実施例 1 0を説明するた めの断面図である。 第 1 2図において、 第 1図 (a)、 第 1図 (b)と 同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略し、 異な る部分についてのみ詳述する。 第 1 2図において、 2 8は U字 型の板状フ レーム、 2 9 , 3 0はフ レーム 2 8のほぼ平行な 2 つの面の各々に設けられた同軸の軸受固定穴、 3 1は軸受固定 穴 2 9 に固定された含油合金からなる釉受、 3 2はメ ネ ジ部が 施された軸受固定穴 3 0 にネ ジによる調整固定が可能なよ う に 外周部に予めォネ ジ部が施された含油合金からなる軸受であ る。

これによ り、 回転軸 2を緩みなく最適な圧力で締め付ける事 ができ、 ガタなく 、 かつ滑らかにおもり 1が回転可能である。

(実施例 1 1 )

第 1 3図は本発明の実施例 1 1 における傾斜角セ ンサの構成 を示し、 第 1 3図において、 5 1 は銅などの導電性に優れた材 料を用いたおも りである。 5 2は薄いス リ ッ ト板であり、 おも り 5 1が固定されている。 ス リ ッ ト板 5 2 の円周方向には等間 隔 。 おきに N個の角度検出ス リ ッ ト 5 2 aが刻まれており、 またそれとは別の半径位置に一個所だけ光ィ ン タ ラプタ 5 3に 対応して鉛直方向に示す零点検出ス リ ツ 卜 5 2 bが刻まれてい る。 5 4は回転軸であり、 おもり 5 1 とス リ ッ ト板 5 2はその 周りに自由に回転するこ とができ る。 対面する発光素子及び受 光素子からなる光イ ンタ ラプタ 5 3は、 回転軸 5 4の軸受 5 5 に対して固定されており、 傾斜角セ ンサが鉛直方向に対して 0 ° に置かれたときにス リ ッ ト扳 5 2の零点検出ス リ ッ ト 5 2 bを 光が透過し、 それ以外のときはス リ ッ ト板 5 2により光が遮断 される位置にある。 5 6及び 5 7は同様に光ィ ン タ ラプタであ り、 軸受 5 5に対して固定されており、 ス リ ツ ト板 5 2の円周 方向の角度検出ス リ ッ ト 5 2 aによつて光が透過または遮断さ れる位置にあ り、 また角度検出ス リ ッ ト 5 2 aの出現周期に対 して 9 0 ° ずれた位置にある。 5 8は渦電流制動手段と しての 磁石であり、 軸受 5 5に対して固定されており、 おも り 5 1を その磁束が貫通する位置に置かれている。 こ こで、 光イ ンタ ラ プタ 5 3， 5 6， 5 7はス リ ッ ト 5 2 b， 5 2 aを設けたス リ ッ ト板 5 2 との間で光エ ンコーダを構成している。

なお、 おもり 5 1 と磁石 5 8で渦電流制動機構を構成すれば よいので、 おもり 5 1を磁石に変え、 磁石 5 8の代わりに導電 性材料で構成してもよい。

次に、 これらの動作を説明する。 軸受 5 5は測定対象に対し て固定されており、 おもり 5 1は重力方向を向く。 よって測定 対象が回転軸 54の周りに傾く と、 その傾きと同一におもり 5 1 及びス リ ッ ト板 5 2が軸受 5 5に対して回転する。 このとき、 光イ ン タ ラ プタ 5 3， 5 6， 5 7はス リ ッ ト板 5 2のス リ ッ ト を通過するこ と によ り、 その受光素子からオ ン、 オ フの信号を 出力する。 0 ° を通って左方向に回転した場合の各光イ ンタ ラ プタからの出力波形を第 1 4図に示す。 第 1 4図 (a>は角度検出 ス リ ッ ト 5 2 a と光イ ンタ ラ プタ 5 6, 5 7との詳しい位置関 係を示す。 第 1 4図 (b)はその出力波形である。 ェ ッ ジの変化が 光イ ン タ ラプタ 5 6に先に現れた場合は左回転、 光イ ン タ ラブ タ 5 7に先に現れた場合は右回転とする。 第 1 4図は左回転を 表す。 第 1 4図において、 光イ ン タ ラプタ 5 3の立ち上がり A で 0 ° の信号が得られ、 このときから光イ ンタ ラプタ 5 6及び 5 7のエ ツ ジ変化を力 ゥ ン トする。 左方向をブラ ス と して、 光 イ ンタ ラ プタ 5 6のエ ッ ジ変化 Bを検出し + 1 とする。 次に 光イ ンタ ラプタ 5 7のエ ツ ジ変化 Cを検出し + 2、 以下同様に D , E , F , Gのエ ッ ジ変化によ り カ ウ ン ト してい く 。 これ によ り、 0 ° からの角度変化は、 カ ウ ン ト数を n とする と、 X n 4 ° と して、 ディ ジタル的に測定する ことができる。 この場合ス リ ッ ト 5 2 a間のピッチ角度を 4 ° とする。

また、 ス リ ッ ト板 5 2が回転すると、 おもり 5 1 と磁石 5 8 の相互作用によって、 その回転速度に比例した電磁制動力が働 き、 回転を抑制する。 これにより振動などによる外乱の影響を 抑えるこ とができる。

以上の構成により、 機械的分解能 に対して、 4の分解 能を得る ことができ、 高分解能化することができる。

(実施例 1 2 )

第 1 5図は本発明の実施例 1 2の傾斜角セ ンサのス リ ッ ト板 の形状を示す。 ス リ ッ ト板 6 1は、 円形状をしており、 おもり 5 1 (図示せず） が固定されている。 ス リ ッ ト板 6 1 の円周方 向には 3 6 0 ° 全周にわたり、 等間隔 ø ° おきに 3 6 0 6>個 の角度検出ス リ ッ ト 5 2 aが刻まれており、 またそれとは別の 半径位置に一個所だけ鉛直方向を示す零点検出ス リ ッ ト 5 2 b が刻まれている。 その他の構成部分は第 1 3図に示す実施例 1 1 と同一であるため、 説明は省略する。 以上の構造による動作は、 実施例 1 1に示したものと同様で あるため、 説明は省略する。 ただし、 3 6 0 ° にわたり角度検 出ス リ ッ ト 5 2 aの検出が可能であるため、 3 6 0 ° 以上の多 回転に対しても、 正しく角度を検出することができる。 また、 3 6 0 ° 回転したときに、 零点検出ス リ ッ ト 5 2 bを検出する こ と によ り、 角度のカ ウ ン ト数を 0に リ セ ッ 卜 する こ とで、 3 6 0 ° 未満の絶対角度を検出すること もできる。

これにより、 3 6 0° 以上の多回転角度検出、 または 36 0 ° 未満の絶対角度検出に用いることができる。

(実施例 1 3 )

第 1 6図は本発明の実施例 1 3の傾斜角セ ンサのス リ ッ ト板 の形状を示す。 ス リ ッ ト板 6 2は、 中心角 0° の扇形形状をし ており、 おも り 5 1 (図示せず） が固定されている。 ス リ ッ ト 板 6 2の円周方向には等間隔 0° おきに ø 0個の角度検出ス リ ッ ト 5 2 aが刻まれており、 またそれとは別の半径位置に一 個所だけ鉛直方向を示す零点検出ス リ ッ ト 5 2 bが刻まれてい る。 その他の構成部分は第 1 3図に示す実施例 1 1 と同一であ るため、 説明は省略する。

以上の構造による動作は、 実施例 1 1に示したものと同様で あるため、 説明は省略する。 ただし、 角度検出ス リ ッ ト 5 2 a は、 ± 0/2 ° のみに存在するため、 それ以上の傾斜に対して は、 角度カ ウ ン トは更新されない。

これにより、 光イ ンタ ラプタ 5 6と 5 7が <5° の角度位置に 配置されているとすると、 士 （ø— / 。 未満の角度検出 に用いることができ、 ス リ ッ ト板 6 2がー回転以上回転する必 要がないため、 傾斜角セ ンサの高さ方向を小さ く することがで きる。 例えば、 光イ ンタ ラブタ 5 6 と 5 7が 3 0 ° の角度位置 に配置されており、 ス リ ツ ト板 6 2の中心角が 9 0 ° の場合、 角度検出範囲は ± 3 0 ° となるが、 この場合、 実施例 1 2に示 す構造に比べ、 傾斜角セ ンサの高さ方向の大きさを約 1ノ 2 と することができ、 小型化を図ることができる。

(実施例 1 4 )

第 1 7図は本発明の実施例 1 4の傾斜角セ ンサのおも り形状 及びス リ ッ ト板を示す。 おもり 6 3は回転軸に対する半径方向 に平面部 6 3 aをもち、 この平面部 6 3 aに対してス リ ッ ト板 5 2を貼り付けるように構成されている。 その他の構成部分は 第 1 3図に示す実施例 1 1 と同一であるため、 説明は省略する。 以上の構造による動作は、 実施例 1 1に示したものと同様で あるため、 説明は省略する。

これにより、 ス リ ツ ト板 5 2の厚さを薄く しても剛性を保つ ことができる。 ス リ ツ ト板 5 2が薄く なるとエ ッチングなどに よる零点検出ス リ ッ ト 5 2 b及び角度検出ス リ ツ ト 5 2 a の加 ェが容易となり、 またおも り 6 3に対してス リ ッ ト板 5 2 の重 さを非常に軽く することにより、 ス リ ッ ト板 5 2を付加したこ とによるおもり 6 3の慣性モーメ ン ト の変化量を小さ く でき、 傾斜角センサの応答性などの特性設計を容易にすることができ

(実施例 1 5 )

第 1 8図は本発明の実施例 1 5の傾斜角セ ンサのおもりを示 す。 その他の構成部分は第 1 3図に示す実施例 1 1 と同一であ るため、 説明は省略する。 第 1 8図において、 6 4はおもりで あり、 その重心 0が回転軸 5 4の近傍にある こ とを特徴とす る

以上の構造による動作は、 実施例 1 1に示したものと同様で あるが、 回転軸 5 4及び鉛直方向に垂直な方向の加速度が加 わったとき、 おもり 6 4の重心 0 と回転軸 5 4の距離が小さい ため、 回転軸 5 4の周り に作用するおもり 6 4を回転させる ト ルクが小さ く なる。 このため、 重力以外の影響をあま り受けず に傾斜角を正確に測定することができる。

これにより、 傾斜角セ ンサを車両のロ ール方向に取り付けた 場合には、 遠心力の影響を小さ く し、 ピッチ方向に取り付けた 場合には、 加速や減速による加速度の影響を小さ く することが できる。

(実施例 1 6 )

第 1 9図は本発明の実施例 1 6の傾斜角センサのおもりを示 す。 その他の構成部分は第 1 3図に示す実施例 1 1 と同一であ るため、 説明は省略する。 第 1 9図において、 6 5はおもりで り、 その鉛直下向き方向の一部分のみに磁石 5 8 (図示せず） と相互作用する制動部分 6 6をもつことを特徵とする。

以上の構造による動作は、 実施例 1 1に示したものと同様で あるが、 鉛直方向に対して 0 ° 近辺の制動部分 6 6 と磁石 5 8 とが相互作用する部分では、 ス リ ツ ト板 5 2 (図示せず） の回 転は制動力を受けるが、 それ以外の部分ではその制動力を受け ずに、 素早い応答性を得ることができる。

これにより、 車両の姿勢制御のための微少な角度の検出に対 しては、 制動の効いた安定した領域で、 また車両の横転などの 大きな動作角度の検出には、 制動を効かせていない、 素早い応 答性の領域で動作させることが可能となる。

(実施例 1 7)

第 20図は本発明の実施例 1 7の傾斜角セ ンサを示す。 基本 的には第 1 3図に示す実施例 1 1と同様の構成であるため、 同 一の部分についてはその詳細な説明は省略する。 第 20図にお いて、 51はおも りであ り、 52はス リ ッ ト板であ り、 おも り 51と ス リ ツ ト板 52は固定されており、 回転軸 54の周りに 滑らかに回転することができる。 53， 56, 57はス リ ッ ト 板 52のス リ ッ トを読み取る光ィ ンタ ラプタである。 58はお もり 51と電磁的な制動作用を起こす渦電流制動手段と しての 磁石である。 67は制御手段と してのマイ コ ンであり、 光イ ン タ ラプタ 53， 56， 57の信号を入力し、 またィ グニッ ショ ンスィ ッ チ 68の信号を入力して、 その結果、 オ ンのと きには 光イ ン タ ラ プタ 53， 56， 57に定格電力を供給し、 オ フの ときには微少電力を供給する回路を有する。

以上の構造による動作は、 実施例 1 1に示したものと同様で あるので、 マイ コ ン 6 7の動作のみ説明する。 第 2 1図にフ ローチ ャ ー トを示す。 マイ コ ン 67は基本的には常時電源が供 給されており、 ス テ ッ プ 7 1において常にィ グニッ シ ョ ンス ィ ツ チ 68のオ ン · オ フの判定を行う。 ステ ッ プ 71において イ ダニ ッ ショ ンスィ ツ チ 68がオ ンである と判断したと きは、 ステ ッ プ 72において光ィ ンタ ラ プタ に定格の光電力を供給 し、 ステ ッ プ 73において三つの光イ ンタ ラ ブタ 53， 56， 5 7からの出力によって、 そのエ ツ ジのカ ウ ン ト によ り傾斜角 を算出する。 この算出方法は、 実施例 1 1で示したものと同様 である。 次に、 ステ ッ プ 7 1 においてィ グニ ッ シ ヨ ンスィ ッ チ

6 8がオ フ と判断したと き、 ステ ッ プ 7 4 において光ィ ンタ ラ プタの光電力を動作可能な最低値に制御した後、 ステ ッ プ 7 5 においてマイ コ ン 6 7 は省電力モー ドで動作する。 このと き、 ステ ッ プ 7 6 において三つの光イ ンタ ラ プタ 5 3， 5 6， 5 7 またはィ グニ ッ シ ョ ン ス ィ ツ チ 6 8 のいずれかの レベル変化 を、 外部割込信号と して待機している。 いずれかの外部割込を 受けると、 ィ グニッ シ ョ ンスィ ツ チ 6 8がオ ンのと きの動作を 開始し、 ヱ ンコーダ信号の処理を行う。

以上のように構成する ことにより、 車両に搭載された場合、 車両が傾いた状態でィ グニッ シ ョ ンスィ ツ チ 6 8がオ ンされて も、 0 ° の状態を経由することなく常に正しい角度を測定する こ とができる。

(実施例 1 8 )

第 2 2図は本発明の実施例 1 8の傾斜角セ ンサを示す。 基本 的には第 1 3図に示す実施例 1 1 と同様の構成であるため、 同 一の部分についてはその詳細な説明を省略する。 第 2 2図にお いて、 8 0は磁石からなるおもりであり、 5 2はス リ ッ トをも っス リ ツ ト板であ り、 おも り 8 0 と ス リ ツ ト板 5 2は固定され ており、 回転軸 5 4の周りに滑らかに回転することができる。 実施例 1 1 と同様にス リ ッ ト板 5 2のス リ ッ トを読み取る 3対 の光イ ン タ ラブタ 5 3 , 5 6， 5 7 (図示せず） が存在するこ とは言うまでもない。 8 1 はおもり 8 0 と電磁的な制動作用を 起こす渦電流制動手段と しての電磁石 （コァは導電性材料から なる） である。 8 2はィ グニ ッ シ ヨ ンスィ ッ チ 6 8の立ち上が り時の一回だけパルス信号を発生するワ ン シ ョ ッ トパルス回路 であ り、 これによ り電磁石 8 1 において形成されている電磁石 に電流を供給する。

以上の構造による動作は、 実施例 1 1に示したものと同様で あるので、 ィ グニ ッ シ ョ ンスィ ッ チ 6 8がオ ンになったと きの 初期動作のみ説明する。 ィ グニッ シ ョ ンスィ ツチ 6 8がオ ンに なると、 ワ ン シ ョ ッ ト パルス回路 8 2よりある一定期間、 電磁 石 8 1 に電流が供給される。 このとき、 電磁石 8 1 には磁石で できたおもり 8 0を引き付ける方向に磁界が形成され、 おもり 8 0 は電磁石 8 1 の方向を向く 。 この とき、 光イ ン タ ラ プタ 5 3 によ り、 零点検出ス リ ツ ト 5 2 bが検出され、 角度検出を 開始することができる。 以降は、 電磁石 8 1 に電流は供給され ず、 実施例 1 1 に示したものと同様の動作を行う。

以上のように構成することにより、 車両が傾いた状態でィ グ ニ ッ シ ヨ ンスィ ッ チ 6 8 をオ ンと しても、 必ず一度は零点検出 を行うので、 イ ダニ ッ シ ヨ ンスィ ッ チ 6 8 をオ ン と した瞬間か ら角度検出が可能となり、 かつ車両停止中の消費電力も抑制す ることが可能である。

本実施例においては、 電磁石 8 1 によ り傾斜角セ ンサを強制 的に動作させ零点検出するよう に構成したが、 他にワ ン シ ョ ッ トパルス回路 8 2 を、 イ ダ二 ッ シ ョ ンスィ ツ チ 6 8 がオ ンに なつた瞬間に、 正負両方の電流を一回ずつ電磁石に供給する構 成とするこ とによ り、 おもり 8 0を回転軸 5 4の周り に振らせ て、 傾斜角セ ンサの動作を確認する こ とができ る。 このよ う に して、 自己診断機能をもたせることが可能である。

(実施例 1 9 )

第 2 3図は本発明の実施例 1 9における傾斜角セ ンサの概略 構成図、 第 2 4図はその側面図である。 第 2 3図、 第 2 4図に おいて、 9 1は非磁性材料を用いたおもりである。 9 2は薄い ス リ ッ ト板であり、 おもり 9 1に固定されている。 ス リ ッ ト板 9 2の円周方向には等間隔 。 おきに N個の角度検出ス リ ッ ト 9 2 aが刻まれており、 またそれとは別の半径位置に一個所だ け光ィ ンタ ラプタ 5 3に対応して鉛直方向を示す零点検出ス リ ッ ト 9 2 bが刻まれている。 9 3は回転軸であり、 おも り 9 1 はその周りに自由に回転することができる。 9 4は固定体であ り、 本実施例 1 9 における傾斜角セ ンサの筐体を構成する。 5 3は対面する発光素子及び受光素子からなる光ィ ンタ ラプタ であり、 固定体 9 4に対して固定されており、 当該の傾斜角セ ンサが鉛直方向に対して 0。 に置かれたときにス リ ッ ト板 9 2 の零点検出ス リ ッ ト 9 2 bを光が透過し、 それ以外のときはス リ ツ ト板 9 2により光が遮断される位置にある。 5 6及び 5 7 は同様に光イ ンタ ラブタであり、 固定体 9 4に対して固定され ており、 ス リ ッ ト板 9 2が回転することにより円周方向の角度 検出ス リ ッ ト 9 2 aによつて光が透過または遮断される位置に あり、 また光ィ ンタ ラプタ 5 6及び 5 7は互いに角度検出ス リ ッ ト 9 2 aの出願周期に対して 9 0 ° ずれた位置にある。 9 5 は非磁性の導体リ ングであり、 おもり 9 1の外周にわずかな隙 間をも って配置され、 固定体 9 4に対して固定されている。 9 6は リ一ドスィ ツ チであ り、 固定体 9 4に固定されている。 9 9及び 1 0 0は磁束発生手段と しての磁石であるとする。 磁 石 9 9及び 1 0 0はおもり 9 1に固定されており、 その固定位 置はおもり 9 1が左右それぞれ所定の角度まで回転したときに リ ー ドスィ ツチ 9 6の接点を閉じることができる位置となって いる。 また、 おもり 9 1に取り付けられた磁石 9 9及び 1 0 0 と非磁性の導体リ ング 9 5 とでおもり 9 1が回転したときの渦 電流制動機構を構成しており、 適当な制動力が得られるように 磁石 9 9及び 1 0 0と非磁性の導体リ ング 9 5の隙間が調整さ れている。 こ こで、 光イ ン タ ラ プタ 5 3， 5 6 , 5 7はス リ ツ ト 9 2 b , 9 2 aを設けたス リ ツ ト板 9 2との間で光ェ ンコ一 ダを構成している。

次に、 これらの動作を説明する。 固定体 9 4は測定対象に対 して固定されており、 おもり 9 1は重力方向を向く。 よって測 定対象が回転軸 9 3の周りに傾く と、 その傾きと同一におもり 9 1及びス リ ッ ト板 9 2が固定体 9 4に対して回転する。 この と き、 光イ ン タ ラ プタ 5 3， 5 6， 5 7はス リ ッ ト板 9 2のス リ ッ トを通過するこ と によ り、 その受光素子からオ ン、 オ フの 信号を出力する。 光ィ ンタ ラプタ 5 6及び 5 7はス リ ッ 卜の周 期に対して 9 0 ° 位相のずれた位置に配置されており、 ス リ ツ ト板 9 2が回転すると、 光イ ンタ ラプタ 5 6及び 5 7から互い に 9 0 ° 位相のずれたオ ン、 オ フ波形が得られる。 光ィ ンタ ラ プタ 5 3の信号で 0 ° の信号が得られ、 このと きから光イ ンタ ラプタ 56及び 57のエ ッ ジ変化をカ ウ ン トする。 これにより、 0 ° からの角度変化はカ ウ ン ト数を nとすると、 0 x nZ4。 と して、 ディ ジタル的に測定する こ とができる。 例えば、 ス リ ッ ト 9 2 a間のピッチ角度を 4 ° とすると、 1 ° 分解能の角 度出力を得るこ とができ る。

また、 リ ー ドスィ ッ チ 9 6の接点は、 おも り 9 1 が左右それ ぞれ所定の角度まで傾いたときに閉じ、 スィ ッチ出力が得られ る。 そ して、 ス リ ッ ト板 9 2が回転すると、 おも り 9 1 に取り 付けられた磁石 9 9及び 1 0 0の相互作用によ って、 この回転 速度に比例した電磁制動力が働き、 回転を抑制する。 これによ り振動などによる外乱の影響を抑える ことができる。

以上の構成によ り、 機械的分解能 に対して、 eノ 4の分解 能を得る こ とができ、 高分解能化、 小型化が可能と なる。 ま た、 システムの動作ラ ィ ンに直列に リ ー ドスィ ッチを含む回路 を接続するこ と によ り、 所定の角度以上傾いているときにのみ システムをァクティ ブ状態にし、 角度出力が誤った信号を出力 した場合でも、 システム的な誤動作を防止する フ ヱイ ルセ一フ 機能を実現するこ とができ る。 また、 高分解能セ ンサと フ ェイ ルセー フセ ンサを别々に構成した場合と比較すると、 その外形 を小さ く することができる。

(実施例 2 0 )

第 2 5図は本発明の実施例 2 0における傾斜角センサのおも り と リ ー ドスィ ッ チの配置関係を示す。 第 2 5図に示していな い部分 （ス リ ッ ト板 9 2、 光イ ン タ ラ ブタ 5 3 , 5 6， 5 7 ) などについては、 実施例 1 9に示したものと同様の構成である ため、 こ こでは説明を省略する。

第 2 5図において、 1 0 2はおもりである。 1 0 1 は磁石で あり、 おもり 1 0 2の鉛直下向き位置に取り付けられている。 9 6はリ ー ドスィ ッ チであり、 固定体 9 4 (図示せず） に固定 されている。 通常、 実施例 2 0 による傾斜角セ ンサが水平状態 にある場合には、 リ ー ドスィ ッ チ 9 6 の接点が磁石 1 0 1 の磁 力により閉じ、 また所定の角度以上傾いた場合には、 磁石 1 0 1の磁力が弱まり、 リー ドスィ ッ チ 9 6の接点が開く位置関係に め 。

以上の構成による動作と して、 光イ ンタ ラブタによる出力は 実施例 1 9に示したものと同様の ものが得られる。 一方、 リ一 ドスイ ッ チ 9 6 の出力と しては、 当該傾斜角セ ンサが所定角以 上傾いた場合に接点がオフする出力が得られる。

以上の構成によ り、 高分解能角度出力を得ると と もに、 シス テムの動作ライ ンに直列にリ ー ドスイ ツチを含む回路を接続す ることにより、 所定の角度以上傾いているときにはシステムを イ ンァクティ ブ状態にし、 角度出力が誤った信号を出力した場 合でも、 システム的な誤動作を防止する フ ヱイ ルセー フ機能を 実現する こ とができ る。

(実施例 2 1 )

第 2 6図は本発明の実施例 2 1 における傾斜角セ ンサのおも り と リ ー ドスィ ッ チの配置関係を示す。 第 2 6図に示していな い部分 （ス リ ッ ト板 9 2、 光イ ンタ ラ ブタ 5 3 , 5 6 ， 5 7 ) などについては、 実施例 1 9に示したものと同様の構成である ため、 こ こでは説明を省略する。

第 2 6図において、 1 0 2はおもりである。 1 0 1 は磁石で あり、 おもり 1 0 2の鉛直下向き位置に取り付けられている。 9 7及び 9 8はリ ー ドスィ ツ チであ り、 おもり 1 0 2 の左右方 向に配置され、 固定体 9 4 (図示せず） に固定されている。 通 常、 本実施例 2 1 による傾斜角セ ンサが水平状態にある場合に は、 リ ー ドスィ ッ チ 9 7 , 9 8の接点は開いており、 また所定 の角度以上傾いた場合には、 磁石 1 0 1の磁力により、 左右そ れぞれの傾きにより、 リ ー ドスィ ツチ 9 7または 9 8のどちら かの接点が閉じる位置関係にある。

以上の構成による動作と して、 光イ ンタ ラプタによる出力は 実施例 1 9に示したものと同様のものが得られる。 一方、 リ一 ドスイ ッ チ 9 7， 9 8 の出力と しては、 当該傾斜角セ ンサが所 定角度以上傾いた場合には、 どちらかの接点がォ ンする出力が 得られる。

以上の構成により、 高分解能角度出力を得ると と もに、 シス テムの動作ライ ンに直列に リ ー ドスィ ツ チを含む回路を接続す ることにより、 所定の角度以上傾いているときのみ右側及び左 側をそれぞれ個別にシステムをァクティ ブ状態にし、 角度出力 が誤った信号を出力した場合でも、 システム的な誤動作を防止 するフヱイルセ一フ機能を実現するこ とができ る。 産業上の利用可能性

以上のように本発明によれば、 回転性能を損なわずに半径方 向の小型化を図りかつ車両の振動などの外乱の影響を抑えるこ とが可能である。

また、 重力以外の外乱の影響を少なく、 高分解能な角度信号 がディ ジタル的に得られ、 小型化も図りやすいという有利な効 果が得られる。

さ らに、 高分解能な角度信号がディ ジタル的に得られるとと もに、 機械的に開閉できる接点をもつ リー ドスィ ッチを含むこ とによ り、 電磁波障害ゃ光ィ ン タ ラプタの寿命等による誤動作 に対し、 フ ェイ ルセーフ機能を与えることができる。 また、 高 分解能セ ンサと フ ヱイ ルセー フセ ンサを別々に構成した場合と 比較すると、 振子、 ダンバ、 軸構造を共有化できるため、 その 外形を小さ く することができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 非磁性かつ導電性のおもり と、 前記おもりに固定された回 転軸と、 前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、 前記軸 受を保持したフ レームと、 前記おも り の動作により信号が 変化する 1組もしく は 2組の受発光素子からなる反射型光 イ ン タ ラプタ と、 前記回転軸と平行も しく は所定の角度を 有するよ うに前記おも り の外周部に延設されたフ ラ ンジ部 と、 前記フ レームに取着され、 前記フ ラ ンジ部の方向に優 先的に磁束を発する磁石と、 信号処理のための回路部とを 備えた傾斜角セ ンサ。

2 . フ ラ ンジ部は、 おもりの対称軸近傍のみに構成した請求の 範囲第 1項に記載の傾斜角接センサ。

3 . フ ラ ン ジ部の内周の曲率半径は、 おも りの対称軸から離れ るに従い淅増する構成と した請求の範囲第 1項に記載の傾 斜角セ ンサ。

4 . おもりの回転轴に垂直な面の少なく と も一個所は、 暗色に 着色された請求の範囲第 1項に記載の傾斜角セ ンサ。

5 . おも りの回転軸に垂直な面の少なく と も一個所に、 貫通部 を設けた請求の範囲第 1項に記載の傾斜角セ ンサ。

6 . 磁石はサマリ ウム ― コ パルト系である請求の範囲第 1項に 記載の傾斜角セ ンサ。

7 . 磁石の少なく と もおも り に対向する表面が暗色である請求 の範囲第 1項に記載の傾斜角セ ンサ。

8 . 反射型光イ ンタ ラ プタ と回路部は同一の基板上に配置さ れ、 かつ前記反射型光ィ ン タ ラブタの検知面が、 おもりの 回転軸に垂直な面に対しほぼ平行になるように前記基板を ケー ス に固定した請求の範囲第 1項に記載の傾斜角セ ン サ。

9 . 反射型光ィ ン タ ラプタの発光素子、 受光素子は、 回転軸の 半径方向にほぼ一列に並ぶように配置された請求の範囲第 1項に記載の傾斜角セ ンサ。

10. フ レームは U字型をなし、 ほぼ平行な 2つの面の各々に同 軸の軸受固定穴を有し、 前記軸受固定穴の少なく と も一方 にはネジ構造を有する請求の範囲第 1項に記載の傾斜角セ ンサ。

11. 回転軸周りに回転可能に支持され、 一つの零点検出ス リ ッ ト と円周方向に等間隔に複数個の角度検出ス リ ツ 卜 とをも っス リ ツ ト板と、 前記ス リ ツ 卜板に取り付けられたおもり と、 前記ス リ ッ ト板を挟んで対向するように軸受に対して 固定された 3対の受発光素子からなる光ィ ンタ ラプタ と、 前記軸受に対して固定され、 前記おもり と渦電流による電 磁的制動の相互作用を起こす位置に配置された渦電流制動 手段とを含み、 前記 3対の光ィ ンタラプタの内の 2対は前 記ス リ ッ ト板の角度検出ス リ ッ トによって光が透過または 遮断される位置にあり、 またそれらはお互いにス リ ツ ト板 の回転方向に対して角度検出ス リ ツ ト の出現周期が 9 0 ° ずれた位置関係にあり、 他の 1対の光イ ン タ ラプタは前記 ス リ ッ 卜板が 0 ° の位置にあるときに零点検出ス リ ッ トを 光が透過する位置に配置した傾斜角セ ンサ。

12. ス リ ッ ト板が円盤形状であることを特徴とする請求の範囲 第 1 1項に記載の傾斜角セ ンサ。

13. ス リ ッ ト板が扇形形状であることを特徴とする請求の範囲 第 1 1項に記載の傾斜角セ ンサ。

14. おもりは半径方向に平面部をもち、 ス リ ッ ト板を前記おも りの平面部に貼り付けたことを特徵とする請求の範囲第 1 1 項に記載の傾斜角セ ンサ。

15. おも りは導電性であり、 車両搭載時の遠心力や加速、 減速 などの重力以外の力に対する感度を小さ く するように重心 が固定されている軸の近傍に配設したことを特徴とする請 求の範囲第 1 1項に記載の傾斜角セ ンサ。

16. 0 ° 付近の緩やかな角度変化と、 それ以外の領域の急峻な 角度変化を検出可能になるようにおもりを 0 ° の付近のみ に存在させたことを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載 の傾斜角セ ンサ。

17. 3対の光イ ンタ ラプタからの信号を入力して角度情報と し て処理し、 またィ グニ ッ シ ョ ンスィ ツ チのオ ン · オ フ信号 を入力して通常動作と省電力動作を切り替える制御手段を 付加した請求の範囲第 1 1項に記載の傾斜角セ ンサ。

18. 回転軸周りに回転可能に支持され、 一つの零点検出ス リ ツ ト と円周方向に等間隔に複数個の角度検出ス リ ツ ト とをも っス リ ツ ト板と、 前記ス リ ツ ト板に取り付けられ、 鉛直下 向きの位置に極をもつ磁石を含むおもり と、 前記ス リ ツ ト 板を挟んで対向するように軸受に対して固定された 3対の 受発光素子からなる光イ ンタ ラプタ と、 前記軸受に対して 固定され、 前記おも り と渦電流による電磁的制動の相互作 用を起こす位置に配置された渦電流制動手段と、 前記渦電 流制動手段の位置に構成した電磁石と、 電源投入時のみに 前記電磁石にパルス電流を供給するパルス回路とを含み、 前記 3対の光イ ンタ ラプタの内の 2対は前記ス リ ツ ト板の 角度検出ス リ ッ トによつて光が透過または遮断される位置 にあり、 またそれらはお互いにス リ ツ ト板の回転方向に対 して角度検出ス リ ッ ト の出現周期が 9 0 ° ずれた位置関係 にあ り、 他の 1対の光イ ンタ ラ プタは前記ス リ ッ ト板が 0 ° の位置にあるときに零点検出ス リ ッ トを光が透過する 位置に配置した傾斜角セ ンサ。

19. 被取付体に固着される固定体に対して回転軸周りに回転可 能に支持されたおもり と、 前記おもりに取り付けられた二 つの磁束発生手段と、 前記おも り に取り付けられ、 円周方 向に一個所だけ設けられた零点検出ス リ ッ 卜 と円周方向に 等間隔の複数個の角度検出ス リ ッ ト とをもつス リ ッ ト板と を備え、 前記固定体には前記ス リ ッ ト板を挟んで対向する ように前記固定体に対して固定された 3対の受発光素子か らなる光イ ン タ ラプタ と、 前記磁束発生手段と渦電流によ る電磁的制動の相互作用を起こす位置に配置された非磁性 導体リ ン グと、 前記おもりが所定の位置まで回転すると前 記二つの磁束発生手段のうちいずれか一つの磁束発生手段 の磁力によつて接点が生じる リ ー ドスイ ツ チを含み、 前記 3対の光ィ ンタ ラプタの内の 2対は前記ス リ ッ ト板の角度 検出ス リ ッ 卜によって光が透過または遮断される位置にあ り、 またそれらはお互いにス リ ツ ト板の回転方向に対して 角度検出ス リ ッ トの出現周期が 9 0 ° ずれた位置関係にあ り、 他の 1対の光ィ ンタ ラプタは前記ス リ ッ ト板が 0 ° の 位置にあるときに零点検出ス リ ッ トを光が透過する位置に 配置した傾斜角セ ンサ。

20. おもりに取り付けられた磁束発生手段は一つであり、 リ ー ドスィ ツチはおもりが所定の位置まで回転すると磁束発生 手段の磁力が弱まることによつて接点が開く位置に配置さ れた、 請求の範囲第 1 9項に記載の傾斜角セ ンサ。

21. おもりに取り付けられた磁束発生手段は一つであり、 リ ー ドスィ ツチは、 前記おもりが所定の位置まで回転すると磁 束発生手段の磁力によつて接点が閉じる位置に左右に一つ ずつ配置された、 請求の範囲第 1 9項に記載の傾斜角セ ン サ。