JPH08122008A - 変位量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸の回転力を伝達して棒状部材を直線方
向に駆動する場合に、簡単な構成でかつ小さな配置スペ
ースにより、前記棒状部材の変位量検出することができ
る変位量検出装置を得る。 【構成】 変位量検出装置１０では、回転軸２０と棒状
部材１２とを連結し回転力を伝達するためのベルト１４
を備えている。ベルト１４の一端連結部１４Ａと接触部
１４Ｂとの間には電圧計２６が接続されており、電気抵
抗値を測定できる。回転軸２０の回転により棒状部材１
２が移動すると、ベルト１４の一端連結部１４Ａと接触
部１４Ｂとの間の距離が変化し、電気抵抗値もこれに応
じて変化する。したがって、測定した電気抵抗値に基づ
いて棒状部材１２の変位量を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は変位量検出装置に係り、
例えば車両の操舵軸と連結棒とを可撓性長尺体によって
連結し操舵軸の回転力を可撓性長尺体を介して連結棒へ
伝達して移動させる構成の車両用操舵装置に用いて好適
な変位量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動する部材の変位量を検出する変位量
検出装置として、例えば、車両のステアリングホイール
の回転角度を検出するための回転角度（方向）検出装置
が提案されている（例えば、実開昭６２−１５０６２４
号公報）。

【０００３】前記公報に示された回転角度（方向）検出
装置においては、複数のスリットが形成されたディスク
プレートを操舵軸に固定すると共に、このディスクプレ
ートのスリットに対向してフォトインタラプタを配置し
た構成となっており、操舵軸の回転に伴ってディスクプ
レートが回転すると、フォトインタラプタがディスクプ
レートのスリットにより間欠的に遮光され、これにより
パルス信号が検出されて操舵軸の回転方向及び回転角度
が検出できるようになっている。

【０００４】この回転角度（方向）検出装置では、操舵
軸のニュートラル位置及びこのニュートラル位置からの
回転角度（所謂絶対的舵角）を検出することができる等
の種々の利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示された構造の回転角度（方向）検出装置では、
操舵軸（回転軸）に検出用のディスクプレートを配置し
なければならず、このためディスクプレート配置用の特
別なスペースが不可欠であり、また構成部品が多く搭載
性が悪い欠点があった。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、回転軸の回転
力を伝達して棒状部材を直線方向に駆動する場合に、簡
単な構成でかつ小さな配置スペースにより、前記棒状部
材の変位量を検出することができる変位量検出装置を得
ることが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の変
位量検出装置は、回転軸と、直線方向に駆動される棒状
部材と、前記回転軸に巻装され両端部が前記棒状部材に
連結されて前記回転軸の回転力を前記棒状部材へ伝達す
ると共に導電性を有する可撓性長尺体と、前記可撓性長
尺体の一端連結部と前記回転軸との間の電気抵抗値を測
定する抵抗測定手段と、前記抵抗測定手段が測定した電
気抵抗値に基づいて前記棒状部材の変位量を演算する演
算手段と、を備えている。

【０００８】請求項２に係る発明の変位量検出装置は、
回転軸と、直線方向に駆動される棒状部材と、前記回転
軸に巻装され両端部が前記棒状部材に連結されて前記回
転軸の回転力を前記棒状部材へ伝達すると共に長手方向
に沿って所定の識別パターンが設けられた可撓性長尺体
と、前記可撓性長尺体の識別パターンに対向して固定的
に配置され前記識別パターンを読み取る読取センサと、
を備えている。

【０００９】請求項３に係る発明の変位量検出装置は、
回転軸と、直線方向に駆動される棒状部材と、前記回転
軸に巻装され両端部が前記棒状部材に連結されて前記回
転軸の回転力を前記棒状部材へ伝達すると共に導電性を
有する可撓性長尺体と、前記回転軸に巻装された可撓性
長尺体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定
手段と、前記インピーダンス測定手段が測定したインピ
ーダンスに基づいて前記棒状部材の変位量を演算する演
算手段と、を備えている。

【００１０】

【作用】請求項１記載の変位量検出装置では、可撓性長
尺体によって回転軸と棒状部材とが連結され、回転軸の
回転力は可撓性長尺体を介して棒状部材へ伝達されて、
棒状部材が直線方向に駆動される。さらに、回転軸と可
撓性長尺体の一端連結部との間の電気抵抗値が、抵抗測
定手段によって測定される。

【００１１】ここで、棒状部材が移動すると、回転軸と
可撓性長尺体の一端連結部との間の距離が変化する。こ
の距離の変化量は前記抵抗測定手段が測定する電気抵抗
値に対応している。すなわち、前記距離の変化に応じて
前記電気抵抗値も変化する。したがって、抵抗測定手段
によって測定した回転軸と可撓性長尺体の一端連結部と
の間の電気抵抗値に基づいて、演算手段により棒状部材
の変位量が演算される。

【００１２】このように、請求項１記載の変位量検出装
置では、可撓性長尺体の所定部位の電気抵抗値を測定す
ることで棒状部材の変位量を検出することができ、簡単
な構成でかつ広い配置スペースが不要であり、搭載性も
良い。

【００１３】請求項２記載の変位量検出装置では、可撓
性長尺体によって回転軸と棒状部材とが連結され、回転
軸の回転力は可撓性長尺体を介して棒状部材へ伝達され
て、棒状部材が直線方向に駆動される。さらに、可撓性
長尺体に設けられた識別パターンが読取センサによって
読み取られる。

【００１４】ここで、棒状部材が移動すると、可撓性長
尺体も読取センサに対して相対移動する。したがって、
読取センサが読み取る識別パターンによって棒状部材の
変位量が検出される。

【００１５】このように、請求項２記載の変位量検出装
置では、可撓性長尺体に設けられた識別パターンを読み
取ることで棒状部材の変位量を検出することができ、簡
単な構成でかつ広い配置スペースが不要であり、搭載性
も良い。

【００１６】請求項３記載の変位量検出装置では、可撓
性長尺体によって回転軸と棒状部材とが連結され、回転
軸の回転力は可撓性長尺体を介して棒状部材へ伝達され
て、棒状部材が直線方向に駆動される。さらに、回転軸
に巻装された可撓性長尺体は、全体としてコイルを構成
していると見なすことができ、この巻装部分の可撓性長
尺体のインピーダンスが、インピーダンス測定手段によ
って測定される。

【００１７】ここで、回転軸の回転により棒状部材が移
動する際には、これに伴って回転軸に巻装される可撓性
長尺体の巻装状態が変化する。この巻装状態の変化は前
記インピーダンス測定手段が測定するインピーダンスに
対応している。すなわち、前記巻装状態の変化に応じて
前記インピーダンスも変化する。したがって、インピー
ダンス測定手段によって測定した可撓性長尺体の巻装部
分のインピーダンスに基づいて、演算手段により棒状部
材の変位量が演算される。

【００１８】このように、請求項３記載の変位量検出装
置では、可撓性長尺体の巻装部分のインピーダンスを測
定することで棒状部材の変位量を検出することができ、
簡単な構成でかつ広い配置スペースが不要であり、搭載
性も良い。

【００１９】

【実施例】図１には本発明の第１実施例に係る変位量検
出装置１０の全体構成が概略的に斜視図にて示されてい
る。

【００２０】変位量検出装置１０では、棒状部材１２を
備えている。この棒状部材１２は、例えば、車両に適用
され車輪に連結されて軸線方向に移動することにより車
輪を転舵するための操舵連結棒とされている。

【００２１】棒状部材１２には、可撓性長尺体としての
ベルト１４が連結されている。ベルト１４は、可撓性を
有した薄肉の長尺体で導電性を有しており、両端部がそ
れぞれ止め具１６、１８によって棒状部材１２に連結さ
れている。また、ベルト１４の長手方向中間部は、回転
軸２０に固定されたプーリー２２に、滑りが阻止された
状態で巻き掛けられており、さらに、ベルト１４は回転
軸２０に電気的に接続されている。この回転軸２０は、
例えば、車両に適用され車輪を操舵するための操舵軸と
されている。

【００２２】また、回転軸２０にはブラシ２４が設けら
れており、さらに、このブラシ２４と止め具１６の側の
ベルト１４の一端連結部１４Ａとの間には、抵抗測定手
段としての電圧計２６が抵抗Ｒ及び電源Ｅと共に接続さ
れている。これにより、ベルト１４の一端連結部１４Ａ
と回転軸２０（すなわち、ベルト１４のプーリー２２と
の接触部１４Ｂ）との間の電圧すなわち電気抵抗値を測
定することができる構成である。さらに、電圧計２６は
演算回路２８に接続されており、測定した電気抵抗値に
基づいて棒状部材１２の変位量を演算する。

【００２３】上記構成の変位量検出装置１０では、ベル
ト１４によって回転軸２０と棒状部材１２とが連結さ
れ、回転軸２０の回転力はベルト１４を介して棒状部材
１２へ伝達されて、棒状部材１２が直線方向に駆動され
る。さらに、ベルト１４の一端連結部１４Ａと接触部１
４Ｂとの間の電気抵抗値が、電圧計２６によって測定さ
れる。

【００２４】ここで、回転軸２０の回転により棒状部材
１２が移動すると、ベルト１４の一端連結部１４Ａと接
触部１４Ｂとの間の距離が変化する。この距離の変化量
は前記電圧計２６が測定する電気抵抗値に対応してい
る。すなわち、前記距離の変化に応じて前記電気抵抗値
も変化する。したがって、電圧計２６によって測定した
ベルト１４の一端連結部１４Ａと接触部１４Ｂとの間の
電気抵抗値に基づいて、演算回路２８により棒状部材１
２の変位量が演算される。

【００２５】このように、第１実施例の変位量検出装置
１０では、ベルト１４の一端連結部１４Ａと接触部１４
Ｂとの間の電気抵抗値を測定することで棒状部材１２の
変位量を検出することができ、簡単な構成でかつ広い配
置スペースが不要であり、搭載性も良い。したがって、
例えば車両の操舵装置等に好適に用いることができ、適
用の範囲が拡大する。

【００２６】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、前記第１実施例と基本的に同一の部品には前記第１
実施例と同一の符号を付与しその説明を省略している。

【００２７】図２には第２実施例に係る変位量検出装置
３０の全体構成が概略的に平面図にて示されており、図
３にはこの変位量検出装置３０の主要部の構成が斜視図
にて示されている。

【００２８】この変位量検出装置３０では、棒状部材１
２と回転軸２０とを連結するベルト３２には、長手方向
に沿って所定の識別パターン３４が設けられている。こ
の識別パターン３４は、ベルト３２すなわち棒状部材１
２の移動位置（変位量）の情報が、例えばバーコード等
によって記録されたものである。

【００２９】さらに、ベルト３２の直上には、読取セン
サ３６が図示しないハウジング等によって固定的に配置
されており、ベルト３２の識別パターン３４に対向して
いる。この読取センサ３６は、ベルト３２の識別パター
ン３４を読み取ることができる。

【００３０】この変位量検出装置３０では、ベルト３２
によって回転軸２０と棒状部材１２とが連結され、回転
軸２０の回転力はベルト３２を介して棒状部材１２へ伝
達されて、棒状部材１２が直線方向に駆動される。さら
に、ベルト３２に設けられた識別パターン３４が読取セ
ンサ３６によって読み取られる。

【００３１】ここで、棒状部材１２が移動すると、ベル
ト３２も読取センサ３６に対して相対移動する。したが
って、読取センサ３６が読み取る識別パターン３４によ
って棒状部材１２の変位量が検出される。

【００３２】このように、第２実施例の変位量検出装置
３０では、ベルト３２に設けられた識別パターン３４を
読み取ることで棒状部材１２の変位量を検出することが
でき、簡単な構成でかつ広い配置スペースが不要であ
り、搭載性も良い。

【００３３】図４には第３実施例に係る変位量検出装置
４０の全体構成が概略的に平面図にて示されている。

【００３４】この変位量検出装置４０では、棒状部材１
２には、可撓性長尺体としてのワイヤ４２が連結されて
いる。ワイヤ４２は導電性を有しており、両端部がそれ
ぞれ止め具４４、４６によって棒状部材１２に連結され
ている。また、ワイヤ４２の中間部は、回転軸２０に固
定されたローラ４８に所定量巻き掛けられている。ここ
で、回転軸２０は導電体とされローラ４８は絶縁体とさ
れており、さらに、ローラ４８に巻き掛けられたワイヤ
４２は、センタータップ５０によって滑りが阻止されか
つ回転軸２０に電気的に接続されている。これにより、
ローラ４８に巻き掛けられたワイヤ４２は、実質的にコ
イル部５６及びコイル部５８を構成している。

【００３５】また、回転軸２０にはブラシ５２が設けら
れており、さらに、このブラシ５２、及びワイヤ４２の
両端部（すなわち、止め具４４、４６）は、インピーダ
ンス測定手段及び演算手段としての変換回路５４に電気
的に接続されている。これにより、ローラ４８に巻き掛
けられたワイヤ４２の巻掛部分（コイル部５６及びコイ
ル部５８）のインピーダンスを測定することができる構
成であり、さらに測定したインピーダンスに基づいて棒
状部材１２の変位量を演算する。

【００３６】上記構成の変位量検出装置４０では、ワイ
ヤ４２によって回転軸２０と棒状部材１２とが連結さ
れ、回転軸２０の回転力はワイヤ４２を介して棒状部材
１２へ伝達されて、棒状部材１２が直線方向に駆動され
る。さらに、回転軸２０（ローラ４８）に巻装されたワ
イヤ４２は、全体としてコイル部５６及びコイル部５８
を構成していると見なすことができ、このコイル部５６
及びコイル部５８のインピーダンスが、変換回路５４に
よって測定される。

【００３７】ここで、回転軸２０の回転により棒状部材
１２が移動する際には、これに伴ってローラ４８に巻装
されるワイヤ４２の巻装状態（コイル部５６及びコイル
部５８の巻装状態）が変化する。この巻装状態の変化は
変換回路５４が測定するコイル部５６及びコイル部５８
のインピーダンスに対応している。すなわち、ワイヤ４
２の巻装状態の変化に応じてコイル部５６及びコイル部
５８のインピーダンスも変化する。したがって、変換回
路５４によって測定したコイル部５６及びコイル部５８
のインピーダンスに基づいて、変換回路５４により棒状
部材１２の変位量が演算される。

【００３８】このように、第３実施例の変位量検出装置
４０では、ワイヤ４２の巻装部分のインピーダンスを測
定することで棒状部材１２の変位量を検出することがで
き、簡単な構成でかつ広い配置スペースが不要であり、
搭載性も良い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る変位量検
出装置は、回転軸の回転力を伝達して棒状部材を直線方
向に駆動する場合に、簡単な構成でかつ小さな配置スペ
ースにより、前記棒状部材の変位量を検出することがで
きるという優れた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る変位量検出装置の全
体構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る変位量検出装置の全
体構成を示す平面図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る変位量検出装置の主
要部の構成を示す斜視図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る変位量検出装置の全
体構成を示す平面図である。

【符号の説明】

１０ 変位量検出装置 １２ 棒状部材 １４ ベルト（可撓性長尺体） ２０ 回転軸 ２２ プーリー ２６ 電圧計（抵抗測定手段） ２８ 演算回路（演算手段） ３０ 変位量検出装置 ３２ ベルト（可撓性長尺体） ３４ 識別パターン ３６ 読取センサ ４０ 変位量検出装置 ４２ ワイヤ（可撓性長尺体） ４８ ローラ ５４ 変換回路（インピーダンス測定手段、演算手
段） ５６ コイル部 ５８ コイル部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 宏明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 山下 正治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 神戸 弘樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と、直線方向に駆動される棒状部
   材と、前記回転軸に巻装され両端部が前記棒状部材に連
   結されて前記回転軸の回転力を前記棒状部材へ伝達する
   と共に導電性を有する可撓性長尺体と、前記可撓性長尺
   体の一端連結部と前記回転軸との間の電気抵抗値を測定
   する抵抗測定手段と、前記抵抗測定手段が測定した電気
   抵抗値に基づいて前記棒状部材の変位量を演算する演算
   手段と、を備えた変位量検出装置。
2. 【請求項２】 回転軸と、直線方向に駆動される棒状部
   材と、前記回転軸に巻装され両端部が前記棒状部材に連
   結されて前記回転軸の回転力を前記棒状部材へ伝達する
   と共に長手方向に沿って所定の識別パターンが設けられ
   た可撓性長尺体と、前記可撓性長尺体の識別パターンに
   対向して固定的に配置され前記識別パターンを読み取る
   読取センサと、を備えた変位量検出装置。
3. 【請求項３】 回転軸と、直線方向に駆動される棒状部
   材と、前記回転軸に巻装され両端部が前記棒状部材に連
   結されて前記回転軸の回転力を前記棒状部材へ伝達する
   と共に導電性を有する可撓性長尺体と、前記回転軸に巻
   装された可撓性長尺体のインピーダンスを測定するイン
   ピーダンス測定手段と、前記インピーダンス測定手段が
   測定したインピーダンスに基づいて前記棒状部材の変位
   量を演算する演算手段と、を備えた変位量検出装置。