JPH0523037U - 回転センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数回回転する回転板において、基準回転数
における基準位置からの回転量を確実に検出できるよう
にする。 【構成】 回転板１には計数用スリット４及び基準用ス
リット５に加えて螺旋状の溝部６が形成されている。ア
ーム８は揺動自在に設けられており、これに設けられた
ピン１０が溝部６に係合している。これにより、回転板
１の回転に伴う溝部６の回転によりピン１０が移動して
アーム８が揺動する。アーム８のシャッタ部１１には窓
部１２が形成されており、ピン１０が溝部６の中央に位
置したときにのみ窓部１２は基準用スリット５に対向し
て基準用受光素子から基準用パルス信号が出力される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転板の回転に応じた電気信号を出力する回転センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、この種の回転センサとしてインクリメンタリ形のロータリエンコー ダが供されている。このロータリエンコーダの一例としては、回転板に多数の計 数用スリットを同心状に形成すると共に、その計数用スリットの回転軌跡に対応 した位置に透過形の光センサを配設して成る。これにより、回転板の回転に応じ て計数用スリットが移動して光センサから計数用パルス信号が出力されるので、 その計数用パルス信号を計数することにより、回転板の回転量を検出することが できる。

【０００３】 一方、上述のようなインクリメンタリ形のロータリエンコーダにおいては、回 転板の基準位置に基準用スリットを形成し、その基準用スリットを基準用光セン サにより検出する構成とすることが行われている。このような構成によれば、回 転板が回転して基準位置に達すると、基準用光センサから基準用パルス信号が出 力されるので、そのタイミングでもって回転板が基準位置に達したことが分る。 従って、基準用パルス信号の出力タイミングで計数用パルス信号の計数値をリセ ットすることにより、基準位置からの回転板の回転量を求めることができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来構成の場合、回転板が１回転する毎に基準用光センサ から基準用パルス信号が出力される構成であるので、回転板の複数の回転中に基 準用パルス信号が複数回出力されてしまう。このため、ロータリエンコーダから の基準用パルス信号を処理する信号処理回路が、基準用パルス信号により計数用 パルス信号の計数値をリセットする構成の場合には、基準回転数（例えば回転板 の回転可能回転数の中間回転数）の基準位置からの回転量を判別できなかったり 、或は信号処理回路の電源の断電中に回転板が回転してしまった場合は、基準回 転数からの位置関係がくずれてしまって、回転板の回転量を確実に検出すること ができないという欠点がある。

【０００５】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、回転板が複数回転さ れる場合でも、基準回転数における基準位置からの回転量を確実に検出すること ができる回転センサを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の回転センサは、回転板の回転に応じた電気信号を出力する回転センサ において、前記回転板に螺旋状のガイド手段を設け、このガイド手段に係合され 前記回転板の回転に応じて所定範囲を往復移動するように移動部材を設け、この 移動部材が前記移動部材の所定位置に位置したことを検出する位置センサを設け たものである。

【０００７】

【作用】

回転板が回転すると、螺旋状のガイド手段が回転するので、それに応じてガイ ド手段と係合している移動部材が所定範囲を往復移動する。そして、移動部材が 移動範囲の所定位置に位置したときのみ位置センサが検出状態となるので、回転 板が基準回転数の基準位置に位置したときに電気電気信号が出力される。従って 、電気信号の出力タイミングに基づいて回転板の基準位置からの回転量を求める ことができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案を車両のステアリングホイールの回転角を検出する回転センサに 適用した第１実施例を図１乃至図６を参照して説明する。回転板の平面を示す図 ３において、回転板１の中心部には孔２が形成されており、その孔２に筒状の装 着部３が固着されている。尚、ステアリングホイールは、中立回転位置から左右 の方向に夫々３回転だけ回転操作できるようになっている。

【０００９】 回転板１の外周部には回転中心と同心状に多数の計数用スリット４が所定ピッ チで形成されていると共に、その計数用スリット４の内周側に基準用スリット５ が１つ形成されている。そして、回転板１の表面にはガイド手段たる螺旋状の溝 部６が６周分刻設されている。

【００１０】 全体の縦断面を示す図２において、上記回転板１は装着部３を介してボディ７ に回動可能に支持されている。また、回転板１と対向するボディ７には移動部材 たるアーム８が軸部９を介して揺動可能に枢支されている。このアーム８の一端 部にはピン１０が固定されていると共に、他端部にはシャッタ部１１が形成され ており、そのシャッタ部１１の所定位置に窓部１２が形成されている。そして、 アーム８のピン１０は回転板１の溝部６に係合しており、これにより、回転板１ の回転に伴う溝部６の回転によりアーム８が揺動するようになっている。この場 合、アーム８のシャッタ部１１は、基準用スリット５の回転軌跡との対向状態を 維持した状態でアーム８の揺動に応じて回転板１の径方向に沿って往復移動する ようになっている。また、アーム８の窓部１２は、アーム８の揺動に応じて基準 用スリット５の回転軌跡と交差するようになっている。この場合、アーム８のピ ン１０が溝部６の端部から３周目の中間位置（ステアリングホイールのニュート ラル位置に相当）に位置した状態で、アーム８の窓部１２が基準用スリット５に 対向するようになっている。

【００１１】 一方、ボディ７には投光基板１３及び受光基板１４が回転板１を挟んで固定さ れている。この投光基板１３には計数用投光素子１５，１６及び位置センサたる 基準用投光素子１７が設けられ、受光基板１４には図４に示す計数用受光素子１ ８，１９及び位置センサたる基準用受光素子２０が設けられている。この場合、 計数用投光素子１５，１６は計数用受光素子１８，１９と対向し、基準用投光素 子１７は基準用受光素子２０と対向しており、それらの間に回転板１の計数用ス リット４及び基準用スリット５の回転軌跡が対向している。そして、計数用受光 素子１８，１９及び基準用受光素子２０は、対向する計数用投光素子１５，１６ からの光を受光したところで夫々計数用パルス信号及び基準用パルス信号を出力 するようになっている。また、計数用受光素子１８，１９の配設ピッチは計数用 スリット４の半ピッチの整数倍に１／４ピッチ（位相で９０°相当）を加えた値 に設定されている。

【００１２】 尚、計数用受光素子１８，１９からの計数用パルス信号並びに基準用受光素子 ２０からの基準用パルス信号は図示しない車両用制御装置に出力されている。こ の車両用制御装置は計数用パルス信号を計数しており、その計数値に基づいてス テアリングホイールの操作角を検出して例えば車両用ダンパの強度を調整するよ うになっている。また、車両用制御装置は基準用受光素子２０から基準用パルス 信号が出力されたときは回転用パルス信号の計数値をクリアするようになってい る。

【００１３】 次に上記構成の作用について説明する。ステアリングホイールをニュートラル 位置から回転操作すると、回転板１の回転に応じて計数用スリット４が移動する 。これにより、計数用受光素子１８，１９から計数用パルス信号が出力されるの で、車両制御装置は、計数用パルス信号を計数することによりステアリングホイ ールの操作角を検出する。ここで、計数用受光素子１８，１９の間隔は計数用ス リット４の半ピッチの正数倍に１／４ピッチを加えた値に設定されているので、 各計数用受光素子１８，１９からは回転板１の回転方向に応じて位相が９０°ず れた計数用パルス信号が出力される。これにより、車両用制御装置は、計数用パ ルス信号の位相のずれに基づいてステアリングホイールの操作方向を検出して、 ステアリングホイールの操作角及び操作方向に基づいて車両のダンパを調整する 。

【００１４】 一方、上述のようにステアリングホイールをニュートラル位置から回転操作す ると、回転板１ひいては溝部６の回転に応じてその溝部６に係合しているアーム ８のピン１０が図１に示す中央位置から図５に示すように回転板１の径方向に移 動する。これにより、アーム８が揺動してシャッタ部１１が回転板１の中心方向 に移動するので、シャッタ部１１の窓部１２が基準用スリット５との対向位置か ら外れる。これにより、基準用投光素子１７からの光が基準用受光素子２０に到 達しなくなるので、ステアリングホイールがニュートラル位置から例えば左方向 （図５における矢印Ａ方向）へ回転されている限り、基準用受光素子２０から基 準用パルス信号が出力されることはないので、車両用制御装置は、計数用受光素 子１８，１９からの計数パルス信号の計数に基づいてステアリングホイールの操 作角を判断してダンパを調整する。

【００１５】 さて、ステアリングホイールをニュートラル位置に戻すと、回転板１の回転に 伴う溝部６の回転に応じてこの溝部６に係合しているアーム８のピン１０が回転 板１の中心方向に移動する。そして、アーム８のシャッタ部１０が回転板１の径 方向に移動して窓部１２が基準用スリット５に対向すると、基準用投光素子１７ からの光はアーム８の窓部１２及び基準用スリット５を通過して基準用受光素子 ２０に到達するようになるので、基準用受光素子２０から基準用パルス信号が出 力される。この結果、車両用制御装置は、計数用パルス信号の計数値をリセット すると共にそのリセット状態から計数用パルス信号を計数するようになる。

【００１６】 一方、ステアリングホイールを上述の操作方向と反対方向に回転すると、図６ に示すようにアーム８が揺動してシャッタ部１０により回転板１の基準用スリッ ト５が遮断されるので、この場合においても、基準用受光素子２０から基準用パ ルス信号が出力されることはない。従って、計数用受光素子１８，１９からの計 数用パルス信号に基づいて、車両用制御装置は、ステアリングホイールのニュー トラル位置から右方向への操作角を検出することができる。

【００１７】 要するに、上記実施例のものによれば、回転板１に形成した螺旋状の溝部６に アーム８のピン１０を係合することにより回転板１の回転に応じてアーム８を揺 動するように設けると共に、そのアーム８が揺動範囲の中心に位置したときにの み基準用受光素子２０から基準用パルス信号を出力するように構成したので、ス テアリングホイールの回転操作に伴う回転板１の複数の回転中にただ１度のみ基 準用受光素子２０から基準用パルス信号が出力される。従って、回転板が１回転 する毎に基準用パルス信号が出力されてしまう従来例と違って、計数用パルス信 号及び基準用パルス信号に基づいて回転板１の基準位置からの回転角を正確に検 出することができる。

【００１８】 図７は本考案の第２実施例を示しており、第１実施例と同一部分には同一符号 を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。即ち、第１実施例で はアーム８のシャッタ部１１はアーム８の揺動に応じて回転板１の径方向に移動 したが、この第２実施例では、アーム２１のシャッタ部２２はアーム２１の揺動 に応じて回転板１の回転方向に沿って移動するようになっている。

【００１９】 この第２実施例の場合、回転板１の複数回の回転に応じてアーム２１が回転板 １の回転方向に揺動すると共に、その揺動範囲の中心となったところでシャッタ 部２２に形成された窓部２３を介して基準用受光素子２０が受光状態となるので 、回転板１の複数回の回転中にただ１度のみ基準用パルス信号が出力される。従 って、第１実施例と同様に、計数用パルス信号及び基準用パルス信号に基づいて 回転板１の基準位置からの回転を正確に検出することができる。

【００２０】 図８は本考案の第３実施例を示しており、第１実施例と同一部分には同一符号 を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。即ち、アーム２４は 直線移動可能に設けられており、その一端部に固定されたピン２５が回転板１の 溝部６に係合していると共に、所定位置に窓部２６が形成されている。以上の構 成により、回転板１の回転に応じてアーム２４が直線往復移動すると共に、その アーム２４が移動範囲の中心に位置したときにのみ窓部２６を介して基準用受光 素子２０が受光状態となる。従って、回転板１の複数回の回転中にただ１度だけ 基準用パルス信号が出力されるので、第１実施例と同様に、計数用パルス信号及 び基準用パルス信号に基づいて回転板１の基準位置からの回転角を正確に検出す ることができる。

【００２１】 尚、上記各施例では、回転板１に螺旋状の溝部６を形成し、その溝部６にアー ムのピンを係合するようにしたが、これに代えて、回転板１に螺旋状の突条部を 形成し、その突条部にアームを係合するようにしてもよい。

【００２２】 また、アームに窓部を形成するのに代えて、アームに光反射部を設け、その光 反射部が移動範囲の中心に位置したことを反射形の光センサにより検出するよう にしてもよい。

【００２３】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案の回転センサによれば、回転板に螺旋 状のガイド手段を設け、このガイド手段に係合され前記回転板の回転に応じて所 定範囲を往復移動するように移動部材を設け、この移動部材が移動範囲の所定位 置に位置したことを検出する位置センサを設けたので、回転板が複数回転される 場合でも、基準回転数における基準位置からの回転量を確実に検出することがで きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例をアームとの係合状態で示
す回転板の平面図

【図２】全体の縦断面図

【図３】回転板の平面図

【図４】受光基板の平面図

【図５】異なる作用状態で示す図１相当図

【図６】異なる作用状態で示す図１相当図

【図７】本考案の第２実施例を示す図１相当図

【図８】本考案の第３実施例を示す図１相当図

【符号の説明】

１は回転板、４は計数用スリット、５は基準用スリッ
ト、６は溝部（ガイド手段）、７はボディ、８はアーム
（移動部材）、１１はシャッタ部、１２は窓部、１３は
投光基板、１４は受光基板、１７は基準用投光素子（位
置センサ）、２０は基準用受光素子（位置センサ）、２
１，２４はアーム（移動部材）である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転板の回転に応じた電気信号を出力す
   る回転センサにおいて、前記回転板に設けられた螺旋状
   のガイド手段と、このガイド手段に係合され前記回転板
   の回転に応じて所定範囲を往復移動するように設けられ
   た移動部材と、この移動部材が移動範囲の所定位置に位
   置したことを検出する位置センサとを備えたことを特徴
   とする回転センサ。