JPH0436610A - 回転角度検出装置 - 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ものであって、
特に自動車のステアリングホイール等のように多回転す
る回転軸の絶対回転角度を検出するのに適した回転角度
検出装置に関する。

（従来の技術） 従来、例えば自動車のステアリングホイールのような回
転軸の回転角度を検出するものとしては、次のようなも
のがあった。

即ち、例えば可変抵抗器のように、抵抗体に電極が接触
するようにしておき、回転軸の回転に伴なって電極が抵
抗体の接触面を摺動してゆくように構成したもので、回
転に伴なって変化する抵抗値を測定して回転角度を検出
するようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のような従来構成のものでは、電極
が抵抗体に接触する構成であるため、使用するに従って
、摺動電極と抵抗体との間での磨耗や汚れ等により電気
的接触不良が起りゃすくなり、耐久性の点で長寿命化が
困難となるものであった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構
成で安価に耐久性の向上を図り得る回転角度検出装置を
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） 本発明の回転角度検出装置は、基枠に回転可能に支持さ
れた回転軸と、この回転軸の回転変位を直線変位に変換
する変換機構と、この変換機構の直線変位に伴って変位
する可動磁性体と、この可動磁性体の移動方向を巻回軸
としその可動磁性体を包囲するようにして前記基枠に取
付けられた一次コイル及び二次コイルとを設けて構成し
たところに特徴を有する。

この場合、二次コイルを、可動磁性体の移動方向で一次
コイルを挟んだ両側に各１個配置すると共に、それら２
個の二次コイルを差動出力が得られるように接続して構
成すると良い。

（作用） 請求項１記載の回転角度検出装置によれば、回転軸が回
転すると変換機構により可動磁性体が直線変位し、これ
によって、−次コイルと二次コイルとの間の磁気的結合
状態が変化する。従って、この変化を一次コイルに電圧
を与えたときに二次コイルに現われる電圧として測定す
ることにより、その回転軸の回転角度が検出できる。

請求項２記載の回転角度検出装置によれば、２個の二次
コイルは差動出力を得るように接続されているので、上
述同様にして検出される各二次コイルの端子電圧は、可
動磁性体が２個の二次コイルの中間に位置するときに相
殺されて出力電圧としてはゼロとなる。そして、この状
態から回転軸が回転されるのに伴なって出力電圧は変動
して行くが、このときの変化割合は回転角度に比例した
値となる。従って、出力電圧をそのまま回転角度として
読み替えることができる。

（実施例） 以下、本発明を自動車のステアリングホイールの回転角
度検出装置に適用した場合の一実施例について図面を参
照しながら説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は夫々全体構成の横断下面及び
縦断側面を示すもので、この第１図において、回転軸１
は、上端部にステアリングホイール１ａが固定されてお
り、その中間部において円筒容器状をなす基枠２がその
挿通孔２ａ、２ｂを介して貫通された状態で回転可能に
支持されている。二〇基枠２内部において、回転軸１に
はねじ部１ｂが形成されており、二のねじ部１ｂと螺合
するねじ部３ａか形成された厚肉円筒状の可動磁性体３
か回転軸１に挿通されている。この可動磁性体３の外周
側にはこれを包囲するようにして配置されるコイルボビ
ン４が基枠２に固定されている。この場合、可動磁性体
３には外周面の上下方向に係合凸部３ｂが形成されてい
ると共に、コイルボビン４の内周面にこの係合凸部３ｂ
と係合する係合凹部４ａが形成されている。これにより
、可動磁性体３は回転軸１の回転方向への回転は規制さ
れるようになっている。そして、これらにより変換機構
５が構成されるもので、回転軸１が回転変位されると可
動磁性体３は上下方向の直線変位をするものである。コ
イルボビン４の外周には一次コイル６が中央に位置して
巻装され、その上下に位置して二次コイル７ａ、７ｂが
夫々巻装されている。この場合、二次コイル７ａ、７ｂ
は同様の条件で形成されていると共に、−次コイル６に
対して上下に幾何学的対称な位置に配置されている。

第２図は電気的構成を示すもので、−次コイル６は交流
電源８に接続され、所定電圧が印加されるようになって
おり、二次コイル７ａ、７ｂは一次コイル６により生起
される誘導電圧の位相が逆になるように直列にして接続
され、その両端子を出力端子ａ、ｂとしており、この出
力端子ａ。

５間には負荷抵抗９が接続されている。

次に、本実施例の作用について第３図をも参照して述べ
る。

まず、可動磁性体３が一次コイル６に対してちょうど中
央に位置するときには、交流電源８から所定電圧が一次
コイル６に印加されると、二次コイル７ａ、７ｂの夫々
には同じ振幅の電圧が誘起される。つまり、幾何学的に
対称な位置関係にあることにより、−次コイル６と各二
次コイル７ａ。

７ｂとの間の磁気的結合が等しくなり、各二次コイル７
ａ、７ｂの誘起電圧が等しくなるのである。

前述のように、二次コイル７ａ、７ｂは差動出力をとる
ように接続されているので、このとき出力端子ａ、ｂ間
に現われる出力電圧は結局相殺されてゼロとなる。

いま、上述の状態を基準位置として、この状態からステ
アリングホイール１ａが何れかの方向に操作されて回転
軸１が回転すると、この回転変位は上述の変換機構うに
より可動磁性体３の直線変位に変換される。これにより
、−次コイル６と各二次コイル７ａ、７ｂとの磁気的結
合状態が夫々相補的に変化する。つまり、例えば−次コ
イル６が二次コイル７ａとの磁気的結合が大きくなれば
、二次コイル７ｂとの磁気的結合が小さくなるのである
。そして、このように磁気的結合が変化する場合に、出
力端子ａ、ｂ間に現われる出力電圧としては、第３図に
示すように回転軸１の回転角度に略比例したものとなっ
ている。従って、特別な変換回路等を設けることなく、
直接電圧を測定することにより、回転角度の絶対値を検
出することができる。

このような本実施例によれば、変換機構５により回転軸
１の回転変位をその積算変位量として可動磁性体３の直
線変位に変換し、二次コイル７ａ。

７ｂに誘起される電圧の差動出力を検出するようにした
ので、摺動電極を設ける従来と異なり、電気的接触不良
となる部分がなくなることにより、耐久性に優れ、また
、出力電圧は回転角度に比例したものとなるので、演算
回路等を別途に設けることなく、簡単な構成で安価に長
寿命化を図り得る。

尚、上記実施例においては、本発明をステアリングホイ
ールの回転角度検出に用いた場合について述べたが、こ
れに限らず、回転軸の回転角度の絶対値を検出するもの
であれば何でも適用できる等、要旨を逸脱しない範囲内
で種々の変形も可能である。

［発明の効果コ 請求項１記載の回転角度検出装置によれば、変換機構に
より回転軸の回転変位を可動磁性体の直線変位に変換し
、その可動磁性体の位置に応じて変化する一次コイルと
二次コイルとの間の磁気的結合の変化を電気的に検出す
ることにより回転軸の回転角度の絶対値を検出するよう
にしたので、摺動電極による電気的接触不良が発生する
従来と異なり、簡単な構成で安価に耐久性の向上を図り
得るという優れた効果を奏する。

請求項２記載の回転角度検出装置によれば、２個の二次
コイルにより可動磁性体の変位による誘起電圧の差動出
力を検出するようにしたので、上記効果に加えて、回転
軸の回転角度に比例した出力電圧を得ることができるの
で、演算回路等を別途に設けることなく簡便になし得る
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図（ａ）及び（ｂ
）は全体構成の横断下面図及び縦断側面図、第２図は電
気的構成図、第３図は出力電圧の特性図である。 図面中、１は回転軸、１ａはステアリングホイール、２
は基枠、３は可動磁性体、４はコイルボビン、５は変換
機構、６は一次コイル、７ａ、７ｂは二次コイル、８は
交流電源、ａ、ｂは出力端子である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．基枠に回転可能に支持された回転軸と、この回転軸
   の回転変位を直線変位に変換する変換機構と、この変換
   機構の直線変位に伴って変位する可動磁性体と、この可
   動磁性体の移動方向を巻回軸としその可動磁性体を包囲
   するようにして前記基枠に巻装された一次コイル及び二
   次コイルとを具備してなる回転角度検出装置。
2. ２．二次コイルは、可動磁性体の移動方向で一次コイル
   を挟んだ両側に各１個配置されると共に、それら２個の
   二次コイルは差動出力が得られるように接続されている
   ことを特徴とする請求項１記載の回転角度検出装置。