JP3348624B2 - 回転角検出装置 - Google Patents
回転角検出装置Info
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- JP3348624B2 JP3348624B2 JP12226197A JP12226197A JP3348624B2 JP 3348624 B2 JP3348624 B2 JP 3348624B2 JP 12226197 A JP12226197 A JP 12226197A JP 12226197 A JP12226197 A JP 12226197A JP 3348624 B2 JP3348624 B2 JP 3348624B2
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- electrodes
- steering
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- spiral
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば車両のステア
リングホイールの操舵角を検出するための回転角検出装
置に関する。
リングホイールの操舵角を検出するための回転角検出装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転部材の回転角（回転変位）を電気的
に検出する検出装置として、非接触型のポテンショメー
タが提案されている（特開平６−１３７８０７号公
報）。
に検出する検出装置として、非接触型のポテンショメー
タが提案されている（特開平６−１３７８０７号公
報）。
【０００３】前記公報に示された非接触ポテンショメー
タでは、導電体から成る複数の電極板を対抗配置させて
２個以上直列に接続された平行板コンデンサを形成し、
さらに、回転軸に取り付けられた可動板を各電極板の対
向間隙に位相をずらして配置した構成となっている。
タでは、導電体から成る複数の電極板を対抗配置させて
２個以上直列に接続された平行板コンデンサを形成し、
さらに、回転軸に取り付けられた可動板を各電極板の対
向間隙に位相をずらして配置した構成となっている。
【０００４】この非接触ポテンショメータでは、複数の
電極板で構成される平行板コンデンサの容量が、回転軸
の回転角に応じてリニアに変化することから、この平行
板コンデンサによる出力に基づいて、回転軸の回転角
（回転変位）を検出することができる。さらに、電極板
と可動板とは接触しないため、長寿命となると共に温度
特性も向上する利点がある。
電極板で構成される平行板コンデンサの容量が、回転軸
の回転角に応じてリニアに変化することから、この平行
板コンデンサによる出力に基づいて、回転軸の回転角
（回転変位）を検出することができる。さらに、電極板
と可動板とは接触しないため、長寿命となると共に温度
特性も向上する利点がある。
【０００５】しかしながら、前記公報に示された非接触
ポテンショメータでは、回転軸の１回転の範囲（３６０
度の回転角範囲、すなわち、−１８０度から＋１８０度
の範囲）においてはその回転角（回転変位）を検出する
ことができるものの、それ以上の回転に対しては、回転
軸の絶対回転角を検出することができない。
ポテンショメータでは、回転軸の１回転の範囲（３６０
度の回転角範囲、すなわち、−１８０度から＋１８０度
の範囲）においてはその回転角（回転変位）を検出する
ことができるものの、それ以上の回転に対しては、回転
軸の絶対回転角を検出することができない。
【０００６】したがって、前記非接触ポテンショメータ
を例えば車両のステアリングホイールの操舵角を検出す
るためのセンサとして適用しようとすると、ステアリン
グホイールの操舵角範囲（所謂、ロックツーロック）は
通常３回転以上あるため、ステアリングホイールが２回
転以上操舵された場合にはこれを検出することができな
い欠点がある。またこのため、例えばステアリングホイ
ールが１回転（３６０度）以上操舵（回転）されている
時点で前記非接触ポテンショメータに電源が投入される
と、誤った操舵角（回転角）を検出することになる。
を例えば車両のステアリングホイールの操舵角を検出す
るためのセンサとして適用しようとすると、ステアリン
グホイールの操舵角範囲（所謂、ロックツーロック）は
通常３回転以上あるため、ステアリングホイールが２回
転以上操舵された場合にはこれを検出することができな
い欠点がある。またこのため、例えばステアリングホイ
ールが１回転（３６０度）以上操舵（回転）されている
時点で前記非接触ポテンショメータに電源が投入される
と、誤った操舵角（回転角）を検出することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、回転部材が回転した場合の絶対回転角を検出する
ことができ、かつこれを簡単な構造により実現すること
ができる回転角検出装置を得ることが目的である。
慮し、回転部材が回転した場合の絶対回転角を検出する
ことができ、かつこれを簡単な構造により実現すること
ができる回転角検出装置を得ることが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の回
転角検出装置は、帯状に形成されると共に渦巻き状に巻
廻され、一端が固定側に接続され他端が回転部材に接続
された帯部材と、前記帯部材の一面側に対角線を挟んで
設けられた一対の電極と、前記一対の電極間の静電容量
を検出する検出手段と、前記静電容量の検出値に基づい
て前記回転部材の回転角を演算する演算手段と、を備え
ている。
転角検出装置は、帯状に形成されると共に渦巻き状に巻
廻され、一端が固定側に接続され他端が回転部材に接続
された帯部材と、前記帯部材の一面側に対角線を挟んで
設けられた一対の電極と、前記一対の電極間の静電容量
を検出する検出手段と、前記静電容量の検出値に基づい
て前記回転部材の回転角を演算する演算手段と、を備え
ている。
【０００９】請求項１記載の回転角検出装置では、渦巻
き状に巻廻された帯部材に一対の電極が設けられてお
り、これにより実質的にコンデンサが形成されている。
き状に巻廻された帯部材に一対の電極が設けられてお
り、これにより実質的にコンデンサが形成されている。
【００１０】この帯部材は、回転部材の回転に応じて巻
締まり・巻開きされる。すなわち、渦巻き状に巻廻され
た帯部材（一対の電極）は、回転部材の回転に応じて渦
巻き状の疎密が変化され、さらに、渦巻き状において対
向し合う一対の電極の対向面積も回転部材の回転に応じ
て変化される。この帯部材（一対の電極）の渦巻き状の
疎密の変化及び対向面積の変化に伴って、帯部材に設け
られた一対の電極によって形成されるコンデンサ静電容
量が変化し電極間の電位が変動する。また、この電極間
の静電容量（電位）は、検出手段によって検出される。
締まり・巻開きされる。すなわち、渦巻き状に巻廻され
た帯部材（一対の電極）は、回転部材の回転に応じて渦
巻き状の疎密が変化され、さらに、渦巻き状において対
向し合う一対の電極の対向面積も回転部材の回転に応じ
て変化される。この帯部材（一対の電極）の渦巻き状の
疎密の変化及び対向面積の変化に伴って、帯部材に設け
られた一対の電極によって形成されるコンデンサ静電容
量が変化し電極間の電位が変動する。また、この電極間
の静電容量（電位）は、検出手段によって検出される。
【００１１】ここで、一対の電極によって形成されるコ
ンデンサ静電容量、すなわち電極間の電位は、回転部材
の回転角に応じてリニアに変化するから、静電容量（電
位）の検出結果に基づいて、演算手段によって回転部材
の絶対回転角として演算される。
ンデンサ静電容量、すなわち電極間の電位は、回転部材
の回転角に応じてリニアに変化するから、静電容量（電
位）の検出結果に基づいて、演算手段によって回転部材
の絶対回転角として演算される。
【００１２】このように、請求項１記載の回転角検出装
置では、帯部材（一対の電極）の渦巻き状の疎密の変化
及び対向面積の変化に基づいて回転部材の回転角を検出
する構成であるため、回転部材の絶対回転角を検出する
ことができ、例えば回転部材の１回転以上（３６０度以
上）の回転角であっても検出することができる。
置では、帯部材（一対の電極）の渦巻き状の疎密の変化
及び対向面積の変化に基づいて回転部材の回転角を検出
する構成であるため、回転部材の絶対回転角を検出する
ことができ、例えば回転部材の１回転以上（３６０度以
上）の回転角であっても検出することができる。
【００１３】したがって、この回転角検出装置を例えば
車両のステアリングホイールの操舵角を検出するための
センサとして好適に用いることができる。
車両のステアリングホイールの操舵角を検出するための
センサとして好適に用いることができる。
【００１４】請求項２に係る発明の回転角検出装置は、
請求項１記載の回転角検出装置において、前記回転部材
を、車両のステアリングホイールとし、前記帯部材を、
車両本体側から前記ステアリングホイール側へ信号を送
信するための送信用配線とした、ことを特徴としてい
る。
請求項１記載の回転角検出装置において、前記回転部材
を、車両のステアリングホイールとし、前記帯部材を、
車両本体側から前記ステアリングホイール側へ信号を送
信するための送信用配線とした、ことを特徴としてい
る。
【００１５】請求項２記載の回転角検出装置では、回転
部材が車両のステアリングホイールとされ、また、帯部
材は車両本体側からステアリングホイール側へ信号を送
信するための送信用配線（例えば、エアバッグ用スパイ
ラルケーブル）とされる。
部材が車両のステアリングホイールとされ、また、帯部
材は車両本体側からステアリングホイール側へ信号を送
信するための送信用配線（例えば、エアバッグ用スパイ
ラルケーブル）とされる。
【００１６】ステアリングホイールが操舵されると、こ
れに伴って送信用配線（スパイラルケーブル）が巻締ま
り・巻開きされ、渦巻き状の疎密及び電極の対向面積が
変化される。
れに伴って送信用配線（スパイラルケーブル）が巻締ま
り・巻開きされ、渦巻き状の疎密及び電極の対向面積が
変化される。
【００１７】したがって、前述と同様に、この送信用配
線（スパイラルケーブル）の渦巻き状の疎密及び電極の
対向面積の変化に基づいて、ステアリングホイールの操
舵角が絶対回転角として検出される。
線（スパイラルケーブル）の渦巻き状の疎密及び電極の
対向面積の変化に基づいて、ステアリングホイールの操
舵角が絶対回転角として検出される。
【００１８】このように、請求項２記載の回転角検出装
置では、ステアリングホイールの操舵角範囲（所謂、ロ
ックツーロック）が１回転以上（３６０度以上）の回転
角であっても、これを検出することができる。またこの
ため、例えばステアリングホイールが１回転（３６０
度）以上操舵（回転）されている時点で回転角検出装置
に電源が投入された場合でも、正確に操舵角（絶対回転
角）を検出することができる。
置では、ステアリングホイールの操舵角範囲（所謂、ロ
ックツーロック）が１回転以上（３６０度以上）の回転
角であっても、これを検出することができる。またこの
ため、例えばステアリングホイールが１回転（３６０
度）以上操舵（回転）されている時点で回転角検出装置
に電源が投入された場合でも、正確に操舵角（絶対回転
角）を検出することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１には本発明の実施の形態に係
る回転角検出装置１０の全体構成が概略的に示されてい
る。
る回転角検出装置１０の全体構成が概略的に示されてい
る。
【００２０】この回転角検出装置１０は、車両のステア
リングホイールの操舵角を検出するためのセンサとして
適用されており、帯部材としてのスパイラルケーブル１
２を備えている。図３に示す如く、スパイラルケーブル
１２は、車両のステアリング装置１４のステアリングシ
ャフト１６（回転部材）の周囲に配置されており、車両
本体側からステアリングホイール側へ信号を送信するた
めの送信用配線（例えば、図示を省略したエアバッグ通
電用）とされている。
リングホイールの操舵角を検出するためのセンサとして
適用されており、帯部材としてのスパイラルケーブル１
２を備えている。図３に示す如く、スパイラルケーブル
１２は、車両のステアリング装置１４のステアリングシ
ャフト１６（回転部材）の周囲に配置されており、車両
本体側からステアリングホイール側へ信号を送信するた
めの送信用配線（例えば、図示を省略したエアバッグ通
電用）とされている。
【００２１】図２に示す如く、スパイラルケーブル１２
は、帯状に形成されると共に渦巻き状に巻廻されてお
り、一端がステアリング装置１４の固定側に接続され他
端が回転部材としてのステアリングシャフト１６に接続
されている。
は、帯状に形成されると共に渦巻き状に巻廻されてお
り、一端がステアリング装置１４の固定側に接続され他
端が回転部材としてのステアリングシャフト１６に接続
されている。
【００２２】図１に示す如く、スパイラルケーブル１２
の一面側には、対角線を挟んで一対の電極１８Ａ、１８
Ｂが設けられている。各電極１８Ａ、１８Ｂは、それぞ
れ検出手段としての検出部２０に接続されており、さら
に、検出部２０には電源２２が接続されている。これに
より、スパイラルケーブル１２（一対の電極１８Ａ、１
８Ｂ）は実質的にコンデンサを形成しており、さらに、
検出部２０はスパイラルケーブル１２の疎密の度合いに
応じた各電極１８Ａ、１８Ｂ間の電位を検出することが
できる構成である。
の一面側には、対角線を挟んで一対の電極１８Ａ、１８
Ｂが設けられている。各電極１８Ａ、１８Ｂは、それぞ
れ検出手段としての検出部２０に接続されており、さら
に、検出部２０には電源２２が接続されている。これに
より、スパイラルケーブル１２（一対の電極１８Ａ、１
８Ｂ）は実質的にコンデンサを形成しており、さらに、
検出部２０はスパイラルケーブル１２の疎密の度合いに
応じた各電極１８Ａ、１８Ｂ間の電位を検出することが
できる構成である。
【００２３】また、検出部２０は、演算部２４に接続さ
れている。演算部２４は、検出部２０が検出した電位に
基づいて、ステアリングシャフト１６の回転角を演算す
ることができる。
れている。演算部２４は、検出部２０が検出した電位に
基づいて、ステアリングシャフト１６の回転角を演算す
ることができる。
【００２４】上記構成の回転角検出装置１０では、ステ
アリングホイールが操舵されてステアリングシャフト１
６が回転されると、ステアリングシャフト１６に連結さ
れたスパイラルケーブル１２がステアリングシャフト１
６の回転に応じて巻締まり・巻開きされる。例えば、図
４においてステアリングシャフト１６が時計方向に回転
されると、図４（Ａ）に示す如くスパイラルケーブル１
２が巻締まり、一方、図４においてステアリングシャフ
ト１６が反時計方向に回転されると、図４（Ｂ）に示す
如くスパイラルケーブル１２が巻開かれる。
アリングホイールが操舵されてステアリングシャフト１
６が回転されると、ステアリングシャフト１６に連結さ
れたスパイラルケーブル１２がステアリングシャフト１
６の回転に応じて巻締まり・巻開きされる。例えば、図
４においてステアリングシャフト１６が時計方向に回転
されると、図４（Ａ）に示す如くスパイラルケーブル１
２が巻締まり、一方、図４においてステアリングシャフ
ト１６が反時計方向に回転されると、図４（Ｂ）に示す
如くスパイラルケーブル１２が巻開かれる。
【００２５】すなわち、渦巻き状に巻廻されたスパイラ
ルケーブル１２（一対の電極１８Ａ、１８Ｂ）は、ステ
アリングシャフト１６の回転に応じて渦巻き状の疎密が
変化され、さらに、渦巻き状において対向し合う一対の
電極１８Ａ、１８Ｂの対向面積もステアリングシャフト
１６の回転に応じて変化される。このスパイラルケーブ
ル１２（一対の電極１８Ａ、１８Ｂ）の渦巻き状の疎密
の変化及び対向面積の変化に伴って、スパイラルケーブ
ル１２に設けられた一対の電極１８Ａ、１８Ｂによって
形成されるコンデンサ静電容量が変化し、電極１８Ａ、
１８Ｂ間の電位が変動する。また、この電極１８Ａ、１
８Ｂ間の電位は、検出部２０によって検出される。
ルケーブル１２（一対の電極１８Ａ、１８Ｂ）は、ステ
アリングシャフト１６の回転に応じて渦巻き状の疎密が
変化され、さらに、渦巻き状において対向し合う一対の
電極１８Ａ、１８Ｂの対向面積もステアリングシャフト
１６の回転に応じて変化される。このスパイラルケーブ
ル１２（一対の電極１８Ａ、１８Ｂ）の渦巻き状の疎密
の変化及び対向面積の変化に伴って、スパイラルケーブ
ル１２に設けられた一対の電極１８Ａ、１８Ｂによって
形成されるコンデンサ静電容量が変化し、電極１８Ａ、
１８Ｂ間の電位が変動する。また、この電極１８Ａ、１
８Ｂ間の電位は、検出部２０によって検出される。
【００２６】ここで、一対の電極１８Ａ、１８Ｂによっ
て形成されるコンデンサ静電容量、すなわち一対の電極
１８Ａ、１８Ｂ間の電位は、ステアリングシャフト１６
の回転角に応じてリニアに変化するから、コンデンサ静
電容量（電位）の検出結果に基づいて、演算部２４によ
ってステアリングシャフト１６の絶対回転角として演算
される。
て形成されるコンデンサ静電容量、すなわち一対の電極
１８Ａ、１８Ｂ間の電位は、ステアリングシャフト１６
の回転角に応じてリニアに変化するから、コンデンサ静
電容量（電位）の検出結果に基づいて、演算部２４によ
ってステアリングシャフト１６の絶対回転角として演算
される。
【００２７】このように、本実施の形態に係る回転角検
出装置１０では、スパイラルケーブル１２（一対の電極
１８Ａ、１８Ｂ）の渦巻き状の疎密の変化及び対向面積
の変化に基づいてステアリングシャフト１６の回転角を
検出する構成であるため、ステアリングシャフト１６の
絶対回転角を検出することができ、例えばステアリング
シャフト１６が１回転以上回転した場合（３６０度以上
の回転角）であっても検出することができる。またこの
ため、例えばステアリングシャフト１６が１回転（３６
０度）以上回転（操舵）されている時点で回転角検出装
置１０に電源が投入された場合でも、正確に操舵角（絶
対回転角）を検出することができる。
出装置１０では、スパイラルケーブル１２（一対の電極
１８Ａ、１８Ｂ）の渦巻き状の疎密の変化及び対向面積
の変化に基づいてステアリングシャフト１６の回転角を
検出する構成であるため、ステアリングシャフト１６の
絶対回転角を検出することができ、例えばステアリング
シャフト１６が１回転以上回転した場合（３６０度以上
の回転角）であっても検出することができる。またこの
ため、例えばステアリングシャフト１６が１回転（３６
０度）以上回転（操舵）されている時点で回転角検出装
置１０に電源が投入された場合でも、正確に操舵角（絶
対回転角）を検出することができる。
【００２８】さらに、本実施の形態に係る回転角検出装
置１０では、既存のスパイラルケーブル１２に一対の電
極１８Ａ、１８Ｂを設けることで構造が成立するため、
新たな部品の追加やコストの増加を招くことがなく、簡
単な構造で実現することができる。
置１０では、既存のスパイラルケーブル１２に一対の電
極１８Ａ、１８Ｂを設けることで構造が成立するため、
新たな部品の追加やコストの増加を招くことがなく、簡
単な構造で実現することができる。
【００２９】なお、前記実施の形態においては、回転角
検出装置１０を、車両のステアリングホイールの操舵角
を検出するためのセンサとして適用した構成を説明した
が、これに限らず、他の回転部材の回転角を検出するた
めにこの回転角検出装置１０を適用してもよい。
検出装置１０を、車両のステアリングホイールの操舵角
を検出するためのセンサとして適用した構成を説明した
が、これに限らず、他の回転部材の回転角を検出するた
めにこの回転角検出装置１０を適用してもよい。
【００３０】また、前記実施の形態においては、車両本
体側からステアリングホイール側へ信号を送信するため
の送信用配線（エアバッグ通電用）としてのスパイラル
ケーブル１２に一対の電極１８Ａ、１８Ｂを設けた構成
としたが、これに限らず、専用の渦巻き状の電極を設け
るように構成することもできる。
体側からステアリングホイール側へ信号を送信するため
の送信用配線（エアバッグ通電用）としてのスパイラル
ケーブル１２に一対の電極１８Ａ、１８Ｂを設けた構成
としたが、これに限らず、専用の渦巻き状の電極を設け
るように構成することもできる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る回転角検
出装置は、回転部材が回転した場合の絶対回転角を検出
することができ、かつこれを簡単な構造により実現する
ことができるという優れた効果を有している。
出装置は、回転部材が回転した場合の絶対回転角を検出
することができ、かつこれを簡単な構造により実現する
ことができるという優れた効果を有している。
【図１】本発明の実施の形態に係る回転角検出装置の概
略全体構成図である。
略全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る回転角検出装置のス
パイラルケーブルの斜視図である。
パイラルケーブルの斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る回転角検出装置が適
用された車両のステアリング装置の斜視図である。
用された車両のステアリング装置の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る回転角検出装置のス
パイラルケーブルの巻締まり・巻開き（疎密状態）を示
す平面図である。
パイラルケーブルの巻締まり・巻開き（疎密状態）を示
す平面図である。
１０ 回転角検出装置 １２ スパイラルケーブル（帯部材） １６ ステアリングシャフト １８Ａ 電極 １８Ｂ 電極 ２０ 検出部（検出手段） ２４ 演算部（演算手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/30 G01D 5/24
Claims (2)
- 【請求項１】 帯状に形成されると共に渦巻き状に巻廻
され、一端が固定側に接続され他端が回転部材に接続さ
れた帯部材と、 前記帯部材の一面側に対角線を挟んで設けられた一対の
電極と、 前記一対の電極間の静電容量を検出する検出手段と、 前記静電容量の検出値に基づいて前記回転部材の回転角
を演算する演算手段と、 を備えた回転角検出装置。 - 【請求項２】 前記回転部材を、車両のステアリングホ
イールとし、 前記帯部材を、車両本体側から前記ステアリングホイー
ル側へ信号を送信するための送信用配線とした、 ことを特徴とする請求項１記載の回転角検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12226197A JP3348624B2 (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 回転角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12226197A JP3348624B2 (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 回転角検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10311702A JPH10311702A (ja) | 1998-11-24 |
| JP3348624B2 true JP3348624B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=14831583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12226197A Expired - Fee Related JP3348624B2 (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 回転角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348624B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020216393A1 (de) * | 2019-04-26 | 2020-10-29 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Vorrichtung zur bestimmung der absolutumdrehungen eines sich drehenden bauteiles und eine aktoranordnung |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4542419B2 (ja) * | 2004-11-06 | 2010-09-15 | 耕一 山野上 | 回転検出器 |
| CN108007980A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-08 | 北京航天试验技术研究所 | 一种润滑油品质检测电容传感探头 |
-
1997
- 1997-05-13 JP JP12226197A patent/JP3348624B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020216393A1 (de) * | 2019-04-26 | 2020-10-29 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Vorrichtung zur bestimmung der absolutumdrehungen eines sich drehenden bauteiles und eine aktoranordnung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10311702A (ja) | 1998-11-24 |
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