JPH0791940A

JPH0791940A - 非接触式回転角センサ及び回転角センサ

Info

Publication number: JPH0791940A
Application number: JP23635093A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Shimoji; 良憲下地
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1993-09-22
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】スリット１４を容易に正確な形状に設定する
ことができ、かつ簡単に加工することができ、ＰＳＤ３
４や光源３３を所定の正確な位置に設定することがで
き、精度が高く、かつ安価な非接触式回転角センサを提
供すること。【構成】スリット１４が形成された円筒形状のスリッ
ト板１３を挟んで光源３３とＰＳＤ３４とが対向して配
置され、スリット板１３の中心軸を回転軸として回転す
るように構成されている非接触式回転角センサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は非接触式回転角センサ及
び回転角センサに関し、より詳細には自動車エンジンの
スロットル開度等の検知に用いられる非接触式回転角セ
ンサ及び回転角センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンのスロットル開度等の検
知に用いられる回転角センサには、非接触式回転角セン
サ、及び接触式回転角センサ等がある。図６は従来のこ
の種非接触式回転角センサを示した概略図であり、
（ａ）は縦断面図、（ｂ）はスリット板を示す平面図で
ある。筐体３１は略有底円筒形形状に形成され、筐体３
１の下部３１ａ中央には孔３１ｂが開口されている。孔
３１ｂを貫通して軸３２ｂが回動可能に枢支されてお
り、軸３２ｂ下端部はレバー（図示せず）を介し、エン
ジンスロットルボデーのスロットルバルブシャフト（図
示せず）に連結されている。一方、軸３２ｂ上端部には
これと直角に金属製のスリット板３２が固定されてお
り、スリット板３２にはエッチング法等を用い、幅Ｗを
有するスリット３２ａが形成され、スリット３２ａは下
記の数１に示した関係を有するアルキメデススパイラル
曲線形状に設定されている。

【０００３】

【数１】

【０００４】筐体３１上部には基板３５が取り付けられ
ており、基板３５にはＩＣ、抵抗、コンデンサ（ともに
図示せず）等より成る回路が形成されている。また筐体
３１の下部３１ａ上面の所定箇所にはＬＥＤ（Light Em
itting Diode: 発光ダイオード）３３が配設されてお
り、スリット板３２を挟んでＬＥＤ３３と対向する基板
３５下面には、半径方向に一次元ＰＳＤ（Position Sen
sitive Detector:光位置検出器）３４が配設され、ＰＳ
Ｄ３４は基板３５の前記回路に接続されている。これら
スリット板３２、軸３２ｂ、ＬＥＤ３３、ＰＳＤ３４、
基板３５等により非接触式回転角センサ３０が構成され
ている。

【０００５】このように構成された非接触式回転角セン
サ３０では、上記スロットルバルブシャフトの回転とと
もにスリット板３２が矢印Ｂ方向に回転した場合、スリ
ット３２ａが原点Ｏを通るＯＸ軸上を横切り、この位置
座標（Ｒ，０）がＣ点から右方に向けて回転角度θに比
例しつつ移動する。そしてＬＥＤ３３で発生させたスポ
ット光がスリット３２ａを透過し、ＯＸ軸上方に配設さ
れたＰＳＤ３４に照射されることにより、ＰＳＤ３４に
光電流が発生し、この光電流により位置座標が検出さ
れ、回転角（３６０°未満）が検知される。

【０００６】また、図７は従来のこの種接触式回転角セ
ンサを概略的に示した平面図であり、図中４１は基板を
示している。基板４１の略中央部には基板４１を貫通し
て軸４１ａが回動可能に軸支されており、軸４１ａの一
端部には非接触式回転角センサ３０の場合と同様、スロ
ットルバルブシャフト（図示せず）が連結され、また軸
４１ａの他端部右方には絶縁された腕部４１ｂを介して
金属製のブラシ４２が取り付けられている。また基板４
１表面には軸４１ａと略同心状に抵抗体４３と導体４４
とが形成されており、抵抗体４３、導体４４上をブラシ
４２の接点４２ａ、４２ｂがそれぞれ摺動するようにな
っている。そして抵抗体４３の一端部４３ａに供給され
た電圧Ｖ_CCにより、電流が抵抗体４３、ブラシ４２、導
体４４を流れ、導体４４の端部４４ａから抵抗体４３の
抵抗に比例して電圧Ｖ_THが出力されるようになってい
る。これら基板４１、軸４１ａ、抵抗体４３、導体４４
及びブラシ４２等により接触式回転角センサ４０が構成
されている。

【０００７】このように構成された接触式回転角センサ
４０では、上記スロットルバルブシャフトの回転につれ
てブラシ４２が矢印Ａ方向に回転した場合、回転角度θ
に比例して抵抗が変化し、出力される電圧Ｖ_THにより回
転角が検知される。

【０００８】また上記した自動車エンジンのスロットル
開度等の検知に用いられる回転角センサの場合、該回転
角センサが故障した際には重大事故が発生するおそれが
ある。これを防止するため、同一軸３２ｂ上に２個の非
接触式回転角センサ３０、あるいは同一軸４１ａ上に２
個の接触式回転角センサ４０が立体的に結合され、ひと
つのパッケージとして構成された回転角センサが用いら
れている。そして一方の前記回転角センサが故障した
際、他方の前記回転角センサがバックアップするように
なっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した非接触式回転
角センサ３０においては、スリット板３２にスリット３
２ａを形成する場合、所定幅Ｗを有し、かつ上記数１に
示した関係を有するアルキメデススパイラル曲線形状に
正確に設定するのが困難であるという課題があった。ま
たスリット板３２を軸３２ｂに取り付ける際、スリット
３２ａの原点Ｏを軸３２ｂの軸心上に正確に設定するの
が難しいという課題があった。またＰＳＤ３４が基板３
５下面に配設されており、基板３５に隠れて見え難いた
め、ＰＳＤ３４をＬＥＤ３３に対向した位置に正確に設
定するのが困難であるという課題があった。したがって
回転角センサの精度を高めることが難しく、また加工・
組み立てに時間を要し、製造コストが高くなるという課
題があった。

【００１０】また上記した２個の非接触式回転角センサ
３０または２個の接触式回転角センサ４０がそれぞれ立
体的に結合された回転角センサの場合、パッケージが大
きくなり、エンジン等の装置内への組み込みがスペース
的に難しいという課題があった。また同一種類のセンサ
が組み合されているため、一方のセンサが故障した場
合、同一原因によりバックアップ用センサも同時に故障
するおそれがあり、フェールセーフ機能が働かない場合
があるという課題があった。

【００１１】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、スリットを容易に正確な形状に設定すること
ができ、かつ簡単に加工することができ、ＰＳＤや光源
を所定の正確な位置に設定することができ、したがって
精度が高く、かつ安価な非接触式回転角センサを提供す
ること、また、パッケージの小型化を図ることができ、
装置内への組み込みを容易にすることができ、同一原因
による故障の同時発生を防止することができ、したがっ
てフェールセーフ機能を確実に発揮させることができる
回転角センサを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る非接触式回転角センサは、スリットが形
成された円筒形状のスリット板を挟んで光源とＰＳＤと
が対向して配置され、前記スリット板の中心軸を回転軸
として回転するように構成されていることを特徴として
いる（１）。

【００１３】また本発明に係る回転角センサは、上記
（１）記載の非接触式回転角センサのスリット板外周に
抵抗体あるいは導体が配設される一方、筐体側に導体あ
るいは抵抗体が配設され、これら抵抗体と導体により接
触式回転角センサが構成され、該接触式回転角センサと
前記非接触式回転角センサとの出力差が一定値以上にな
ると、前記非接触式回転角センサから前記接触式回転角
センサに、あるいは該接触式回転角センサから前記非接
触式回転角センサに切り換わるように構成されているこ
とを特徴としている（２）。

【００１４】

【作用】図２は円筒形状のスリット板１３にｈ／ｌの勾
配を有して形成された直線状のスリット１４における円
周長さｌ、高さｈ、回転角度θの関係を示した図であ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面視スリット板１３の
展開図である。このものの場合、高さｈは円周長さｌに
比例し、円周長さｌは回転角度θに比例するため、高さ
ｈまたは円周長さｌを測定することにより回転角度θを
検知し得ることとなる。

【００１５】本発明に係る非接触式回転角センサ（１）
によれば、スリットが形成された円筒形状のスリット板
を挟んで光源とＰＳＤとが対向して配置され、前記スリ
ット板の中心軸を回転軸として回転するように構成され
ているので、前記スリット板に所定の勾配を有する直線
形状の前記スリットを形成することにより、前記スリッ
ト板の回転角度に比例して前記スリットを透過した光の
位置を変化させ得ることとなり、該変化した光の位置が
前記ＰＳＤで検出され、したがって回転角が非接触状態
で検知されることとなる。また前記スリットを直線形状
に設定可能なため、前記スリットを正確に形成し得るこ
ととなり、かつ前記スリット加工を簡単に施し得ること
となる。また前記スリット板の上方から前記光源と前記
ＰＳＤとが確認され、この装置を組み立てる際、前記光
源と前記ＰＳＤとを所定の位置に確実に配置し得ること
となる。したがって精度が高く、耐久性を有し、かつ安
価な非接触式回転角センサを製造し得ることとなる。

【００１６】また本発明に係る回転角センサ（２）によ
れば、上記した非接触式回転角センサ（１）のスリット
板外周に抵抗体あるいは導体が配設される一方、筐体側
に導体あるいは抵抗体が配設され、これら抵抗体と導体
により接触式回転角センサが構成され、該接触式回転角
センサと前記非接触式回転角センサ（１）との出力差が
一定値以上になると、前記非接触式回転角センサ（１）
から前記接触式回転角センサに、あるいは該接触式回転
角センサから前記非接触式回転角センサ（１）に切り換
わるように構成されているので、上記した非接触式回転
角センサ（１）により得られる作用に加え、非接触式と
接触式との異なる２方式により同時に回転角を検知し得
ることとなり、同一原因による故障の同時発生を防止し
得ることとなり、したがってフェールセーフ機能を確実
に発揮させ得ることとなる。また前記非接触式回転角セ
ンサ内に前記接触式回転角センサが設置され、該接触式
回転角センサのための特別な設置スペースが不要とな
り、パッケージの小型化を図り得ることとなり、回転角
を検知すべき装置内への組み込みが容易となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る非接触式回転角センサ及
び回転角センサの実施例を図面に基づいて説明する。な
お、従来例と同一機能を有する構成部品には同一の符号
を付すこととする。図１は本発明に係る実施例（１）の
非接触式回転角センサを模式的に示した断面図であり、
図中１１は筐体を示している。筐体１１は略有底円筒形
形状に形成され、筐体１１の下部１１ａ中央には孔１１
ｂが開口されている。孔１１ｂを貫通して軸１２ｃが回
動可能に枢支されており、軸１２ｃ下端部はレバー（図
示せず）を介し、エンジンスロットルボデーのスロット
ルバルブシャフト（図示せず）に連結されている。一
方、軸１２ｃ上端部にはこれと直角に複数個のリブ１２
ｂが放射状に形成され、リブ１２ｂ端部には略円筒形状
の枠体１２ａが軸１２ｃと同心状に形成されている。

【００１８】筐体１１の下部１１ａ上面には基板１５が
固定されており、基板１５中央部には軸１２ｃが貫通す
る孔１５ａが形成され、基板１５表面にはＩＣ、抵抗、
コンデンサ（ともに図示せず）等より成る回路が形成さ
れている。基板１５上の所定箇所には所定高さを有する
支持軸１６が立設され、支持軸１６上部にはＬＥＤ３３
が配設されており、ＬＥＤ３３と対向する筐体１１内面
の垂直方向には、一次元ＰＳＤ３４がスリット板１４外
周に近接して配設され、ＰＳＤ３４は基板１５表面の前
記回路に接続されている。

【００１９】枠体１２ａにおける中心角度１８０°以下
の所定範囲には正面視略長方形形状の開口部１２ｄが形
成されており、開口部１２ｄを塞ぐかたちでスリット板
１３が枠体１２ａの外周面に取り付けられ、枠体１２ａ
の回動とともにスリット板１３がＬＥＤ３３とＰＳＤ３
４との間で回動するようになっている。図２（ｂ）に示
したように、スリット板１３は弾性に富んだ材料を用い
て展開時略長方形形状に形成され、スリット板１３には
スリット１４が形成されており、スリット１４は高さ
（ｈ）／円周長さ（ｌ）の勾配を有する直線形状に形成
されている。これら筐体１１、枠体１２ａ、軸１２ｃ、
スリット板１３、基板１５、ＬＥＤ３３、ＰＳＤ３４等
により非接触式回転角センサ１０が構成されている。

【００２０】このように構成された非接触式回転角セン
サ１０では、前記スロットルバルブシャフトの回転とと
もにスリット板１３が矢印Ｂ方向に回転し、ＬＥＤ３３
から発生した光がスリット１４を透過して対向するＰＳ
Ｄ３４に照射される。その際、スリット板１３の回転角
度に比例してＰＳＤ３４に照射される光の位置ｈが変化
し、この光の位置ｈに比例してＰＳＤ３４から電圧Ｖ₁
が出力され、この出力電圧Ｖ₁ により回転角度θが検出
される。また非接触式回転角センサ１０の場合、スリッ
ト１４が直線形状であるため、スリット１４を正確に形
成し易く、かつスリット１４加工に従来のエッチング法
以外の打ち抜き加工法等、効率的な加工法の適用が可能
となる。またこの装置を組み立てる際、上方からＬＥＤ
３３とＰＳＤ３４との位置を確認することができ、これ
らを所定の位置に正確に配設することができる。したが
って精度が高く、耐久性を有し、かつ安価な非接触式回
転角センサを製造することができる。

【００２１】なお上記実施例（１）では、開口部１２ｄ
を中心角度１８０°以下の範囲に設定したが、別の実施
例では中心角度３６０°未満の所要角度に設定してもよ
い。

【００２２】図３は本発明に係る実施例（２）の回転角
センサを模式的に示した断面図であり、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。筐
体１１、枠体１２ａ、軸１２ｃ、開口部１２ｄ、スリッ
ト板１３、スリット１４、基板１５、ＬＥＤ３３、ＰＳ
Ｄ３４等より構成される非接触式回転角センサ機構１７
は上記した非接触式回転角センサ１０と略同様に構成さ
れているので、ここではその詳細な説明は省略し、非接
触式回転角センサ１０と相違する箇所についてのみその
構成を説明する。枠体１２ａ下部外周の所定箇所には平
面視略半円形形状の導体２１が配設されており、導体２
１の両端部には抵抗体２２、導体２３に対する可動接点
２１ａ、２１ｂが接続固定されている。一方、基板１５
上部外周の所定箇所には抵抗体２２が導体２１と同心状
に配設されている。抵抗体２２は平面視略半円形形状に
形成され、軸１２ｃの中心との成す角度が略１８０°以
下の所定範囲に設定されており、抵抗体２２の一端部２
２ａには供給側電圧Ｖ_CCが接続され、抵抗体２２の他端
部２２ｂはアースＧに接続されている。また基板１５上
の抵抗体２２と対向する側には、抵抗体２２と略対称形
状を有する導体２３が導体２１と同心状に配設されてい
る。回動する枠体１２ａとともに、その先端が下方に付
勢された可動接点２１ａ、２１ｂが回動し、抵抗体２
２、導体２３表面上を摺動するようになっており、抵抗
体２２の一端部２２ａに供給された電圧Ｖ_CCにより、電
流が抵抗体２２、可動接点２１ａ、導体２１、可動接点
２１ｂを通って導体２３に流れるようになっている。こ
れら抵抗体２２、可動接点２１ａ、２１ｂ、導体２１、
２３とで接触式回転角センサ機構２４が構成されてお
り、前記スロットルバルブシャフトの回転とともに可動
接点２１ａが矢印Ｂ方向に回転した場合、回転角度に比
例して抵抗が増加し、抵抗体２２の抵抗増加に比例して
電圧Ｖ₂ が導体２３の端部２３ａから出力され、この出
力電圧Ｖ₂ により回転角度が検出されるようになってい
る。そして非接触式回転角センサ機構１７の出力電圧Ｖ
₁ と接触式回転角センサ機構２４の出力電圧Ｖ₂ とは、
同一回転角度において同一出力になるよう、スリット１
４及び導体２１の位置、供給電圧Ｖ_CCとＬＥＤ３３の光
量等が設定されている。

【００２３】図４はＥＣＵ（Electronic Control Uni
t）内における故障検出及び切り換え回路を概略的に示
した回路構成図であり、図中５１はオペアンプを示して
いる。オペアンプ５１のプラス入力端子には、上記した
非接触式回転角センサ機構１７よりの出力電圧Ｖ₁ が入
力され、オペアンプ５１のマイナス入力端子は抵抗Ｒ_s
を介してオペアンプ５２のマイナス入力端子に接続され
るとともに、抵抗Ｒ_f1を介して接続点５７ａに接続され
ている。またオペアンプ５１の出力端子は接続点５７ａ
を介して抵抗Ｒ₁₁の一端に接続され、抵抗Ｒ₁₁の他端は
接続点５７ｂを介してオペアンプ５３のマイナス入力端
子に接続されている。

【００２４】一方、オペアンプ５２のプラス入力端子に
は、上記した接触式回転角センサ機構２４よりの出力電
圧Ｖ₂ が入力され、オペアンプ５２の出力端子は接続点
５７ｆに接続されており、接続点５７ｆは抵抗Ｒ_f2（Ｒ
_f2＝Ｒ_f1）を介してオペアンプ５２のマイナス入力端子
に接続されるとともに、抵抗Ｒ₁₂（Ｒ₁₂＝Ｒ₁₁）、接続
点５７ｇを介してオペアンプ５３のプラス入力端子に接
続されている。また接続点５７ｇは抵抗Ｒ₂₂を介して接
続点５７ｈに接続され、接続点５７ｈは抵抗Ｒ ₃ を介し
て電源Ｖ_B に接続され、また抵抗Ｒ₄ を介して接地され
ており、接続点５７ｈで基準電圧Ｖ_R が設定されるよう
になっている。

【００２５】オペアンプ５３の出力端子は接続点５７ｃ
に接続されており、接続点５７ｃはコンパレータ５５の
マイナス入力端子に接続されるとともに、接続点５７
ｄ、抵抗Ｒ₂₁（Ｒ₂₁＝Ｒ₂₂）を介して接続点５７ｂに接
続されている。接続点５７ｄはコンパレータ５４のプラ
ス入力端子に接続されており、コンパレータ５４のマイ
ナス入力端子は接続点５７ｅに接続されている。接続点
５７ｅは抵抗Ｒ₅ を介して電源Ｖ_B に接続されるととも
に、抵抗Ｒ₆ を介して接続点５７ｉに接続されており、
接続点５７ｉはコンパレータ５５のプラス入力端子に接
続されるとともに、抵抗Ｒ₇ を介して接地されている。
さらにコンパレータ５４の出力端子とコンパレータ５５
の出力端子はＮＯＲ回路５６に接続されることにより、
故障検出及び切り換え回路５０が構成されている。これ
ら非接触式回転角センサ機構１７、接触式回転角センサ
機構２４及び故障検出及び切り換え回路５０により回転
角センサ２０が構成されている。

【００２６】このように構成された回転角センサ２０で
は、非接触式回転角センサ機構１７により、前記スロッ
トルバルブシャフトの回転角度（出力電圧Ｖ₁ ）が検出
される。また同時に、接触式回転角センサ機構２４によ
り、前記スロットルバルブシャフトの回転角度（出力電
圧Ｖ₂ ）が検出される。さらに非接触式回転角センサ機
構１７により得られた出力電圧Ｖ₁ と接触式回転角セン
サ機構２４により得られた出力電圧Ｖ₂ との差Ｖ₃ （＝
Ｖ₁ −Ｖ₂ ）がオペアンプ５１、オペアンプ５２及びオ
ペアンプ５３で増幅されるとともに、電圧Ｖ_R で基準電
圧が設定され、オペアンプ５３の出力端子から下記の数
２の式で示されるＶ_3OUTが出力される。

【００２７】

【数２】

【００２８】次に基準電圧Ｖ_R とオペアンプ５３の出力
電圧Ｖ_3OUTとの差（Ｖ_R −Ｖ_3OUT）が設定電圧（（Ｖ₁
−Ｖ₂ ）×増幅率）の上限あるいは下限を超えている否
かがコンパレータ５４、コンパレータ５５により比較さ
れ、超えていない場合は非接触式回転角センサ機構１７
が正常と判断され、超えている場合は非接触式回転角セ
ンサ機構１７が故障したと判断される。そしてＮＯＲ回
路５６から信号が出力され、超えていない場合は非接触
式回転角センサ機構１７の作動が続行され、超えている
場合は接触式回転角センサ機構２４に切り換えられる。

【００２９】上記説明から明らかなように、実施例
（２）に係る回転角センサ２０では、上記した非接触式
回転角センサ１０と同一の効果を得ることができるとと
もに、非接触式回転角センサ機構１７と接触式回転角セ
ンサ機構２４との異なる２方式により同時に回転角を検
知することができ、同一原因による故障の同時発生を防
止することができ、したがってフェールセーフ機能を確
実に発揮させることができる。また非接触式回転角セン
サ機構１７内に接触式回転角センサ機構２４が設置さ
れ、接触式回転角センサ機構２４のための特別な設置ス
ペースを不要にすることができ、パッケージの小型化を
図ることができ、回転角を検知すべき装置内への組み込
みを容易にすることができる。

【００３０】なお、実施例（２）のものの場合、オペア
ンプ５１、オペアンプ５２に非接触式回転角センサ機構
１７の出力電圧Ｖ₁ 、接触式回転角センサ機構２４の出
力電圧Ｖ₂ を入力したが、別の実施例では出力電圧Ｖ
₂ 、Ｖ₁ を入れ替えて入力し、接触式回転角センサ機構
２４から非接触式回転角センサ１７に切り換えることも
可能である。

【００３１】また、実施例（２）では導体２２が基板１
５上に形成されているが、別の実施例では筐体１１の下
部１１ａ上に形成されていてもよい。

【００３２】図５は実施例（３）を示した模式図であ
り、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ
線断面図を示している。この実施例（３）における非接
触式回転角センサ機構１７は実施例（２）のものと同様
に構成されているので、その詳細な説明はここでは省略
し、ここでは接触式回転角センサ機構２５についてのみ
説明する。枠体１２ａ下部の所定箇所には平面視略半円
形形状の抵抗体２７が配設され、抵抗体２７は軸１２ｃ
の中心との成す角度が略１８０°以下の所定範囲に設定
されている。抵抗体２７の両端部には導体２６、導体２
９に対する可動接点２７ａ、２７ｃが接続固定されてお
り、また抵抗体２７下方における基板１５上の所定箇所
には固定接点２７ｂが配設されている。一方、正面視基
板１５上部外周の所定箇所には、平面視略半円形形状を
有する導体２６が抵抗体２７と同心状に配設され、導体
２６と対向する基板１５上には、導体２６と略対称形状
を有する導体２９が配設されている。導体２６の一端部
２６ａに供給側電圧Ｖ_CCが接続され、導体２９の一端部
２９ａはアースＧに接続されている。回動する枠体１２
ａとともに、その先端が下方に付勢された可動接点２７
ａ、２７ｃが回動し、導体２６、２９表面上を摺動する
とともに、抵抗体２７が回動し、固定接点２７ｂ上をバ
ランスがとれた状態で摺動するようになっている。そし
て導体２６の一端部２６ａに供給された電圧Ｖ_CCによ
り、電流が導体２６、可動接点２７ａ、抵抗体２７を通
って固定接点２７ｂに流れるようになっており、これら
抵抗体２７、導体２６、２９、可動接点２７ａ、２７
ｃ、固定接点２７ｂ等とで接触式回転角センサ機構２５
が構成されている。

【００３３】このように構成された回転角センサでは、
実施例（２）のものと異なり、スリット板１３外周下部
に抵抗体２７が配設され、筐体１１側に導体２６、２９
が配設されており、前記スロットルバルブシャフトの回
転とともに可動接点２７ａが矢印Ｂ方向に回転した場
合、回転角度に比例して抵抗が増加し、抵抗体２７の抵
抗増加に比例して電圧Ｖ₂ が固定接点２７ｂから出力さ
れ、この出力電圧Ｖ₂ により回転角度が検出されるよう
になっており、実施例（２）の回転角センサ２０の場合
と同様の効果を得ることができる。

【００３４】なお、上記した実施例のものではいずれも
光源にＬＥＤを用いたが、他の光源を用いることも可能
である。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る非接触
式回転角センサ（１）にあっては、スリットが形成され
た円筒形状のスリット板を挟んで光源とＰＳＤとが対向
して配置され、前記スリット板の中心軸を回転軸として
回転するように構成されているので、前記スリット板に
所定の勾配を有する直線形状の前記スリットを形成する
ことにより、前記スリット板の回転角度に比例して前記
スリットを透過した光の位置を変化させることができ、
該変化した光の位置を前記ＰＳＤで検出することがで
き、したがって回転角を非接触状態で検知することがで
きる。また前記スリットを直線形状に設定可能なため、
前記スリットを正確に形成することができ、かつ前記ス
リット加工を簡単に施すことができる。また前記スリッ
ト板の上方から前記光源と前記ＰＳＤとを確認すること
ができ、この装置を組み立てる際、前記光源と前記ＰＳ
Ｄとを所定の位置に確実に配置することができる。した
がって精度が高く、耐久性を有し、かつ安価な非接触式
回転角センサを製造することができる。

【００３６】また本発明に係る回転角センサ（２）にあ
っては、上記した非接触式回転角センサ（１）のスリッ
ト板外周に抵抗体あるいは導体が配設される一方、筐体
側に導体あるいは抵抗体が配設され、これら抵抗体と導
体により接触式回転角センサが構成され、該接触式回転
角センサと前記非接触式回転角センサとの出力差が一定
値以上になると、前記非接触式回転角センサから前記接
触式回転角センサに、あるいは該接触式回転角センサか
ら前記非接触式回転角センサに切り換わるように構成さ
れているので、上記した非接触式回転角センサ（１）に
より得られる効果に加え、非接触式と接触式との異なる
２方式により同時に回転角を検知することができ、同一
原因による故障の同時発生を防止することができ、した
がってフェールセーフ機能を確実に発揮させることがで
きる。また前記非接触式回転角センサ内に前記接触式回
転角センサが設置され、該接触式回転角センサのための
特別な設置スペースを不要にすることができ、パッケー
ジの小型化を図ることができ、回転角を検知すべき装置
内への組み込みを容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例（１）の非接触式回転角セ
ンサを模式的に示した断面図である。

【図２】円筒形状のスリット板にｈ／ｌの勾配を有して
形成された直線状のスリットにおける円周長さｌ、高さ
ｈ、回転角度θの関係を示した図であり、（ａ）は平面
図、（ｂ）はスリット板の展開図である。

【図３】本発明に係る実施例（２）の回転角センサを模
式的に示した断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）
は（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】実施例（２）のＥＣＵ内における故障検出及び
切り換え回路を概略的に示した回路構成図である。

【図５】回転角センサの実施例（３）を示した模式図で
あり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−
Ｘ線断面図である。

【図６】従来の非接触式回転角センサを示した概略図で
あり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はスリット板を示す平
面図である。

【図７】従来の接触式回転角センサを概略的に示した平
面図である。

【符号の説明】１０非接触式回転角センサ１２ｃ軸１３スリット板１４スリット３３ＬＥＤ３４ＰＳＤ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４ＧＧ０１Ｄ 5/34 Ｇ０１Ｄ 5/34 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スリットが形成された円筒形状のスリッ
ト板を挟んで光源とＰＳＤとが対向して配置され、前記
スリット板の中心軸を回転軸として回転するように構成
されていることを特徴とする非接触式回転角センサ。
【請求項２】請求項１記載の非接触式回転角センサの
スリット板外周に抵抗体あるいは導体が配設される一
方、筐体側に導体あるいは抵抗体が配設され、これら抵
抗体と導体により接触式回転角センサが構成され、該接
触式回転角センサと前記非接触式回転角センサとの出力
差が一定値以上になると、前記非接触式回転角センサか
ら前記接触式回転角センサに、あるいは該接触式回転角
センサから前記非接触式回転角センサに切り換わるよう
に構成されていることを特徴とする回転角センサ。