JPH0843124A - センサ - Google Patents

センサ

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JPH0843124A
JPH0843124A JP7126498A JP12649895A JPH0843124A JP H0843124 A JPH0843124 A JP H0843124A JP 7126498 A JP7126498 A JP 7126498A JP 12649895 A JP12649895 A JP 12649895A JP H0843124 A JPH0843124 A JP H0843124A
Authority
JP
Japan
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potentiometer
shaft
sensor
cam
angular sector
Prior art date
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Pending
Application number
JP7126498A
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English (en)
Inventor
Kaj Andersson
アンダーソン カユ
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Saab Automobile AB
Original Assignee
Saab Automobile AB
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Publication date
Application filed by Saab Automobile AB filed Critical Saab Automobile AB
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Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
    • G01D5/165—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance by relative movement of a point of contact or actuation and a resistive track
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少なくともある角度範囲内においては慣用の
センサよりも分解能が良好になるようにすることを可能
ならしめるセンサの構造を提供する。 【構成】 好ましくはモータ（２４）によって回転可能
な装置（例えばシャフト（２１）または回転式のハッチ
（２０））の回転位置を検出するため、センサに位置検
出器およびポテンショメータ（２５）を内蔵するにあた
り、該ポテンショメータの精度を前記装置の該当する回
転範囲の一部において改善するべく、ポテンショメータ
２５と回転式装置（２０，２１）の間にカム機構（２，
５，８，３０）を配設してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は特許請求の範囲第１項に
詳細が示されている装置（好ましくはエンジンによって
回転可能な例えばシャフト）の回転位置を検出するのに
用いられるセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】ポテンショメータ（電位差計）をシャフ
トの回転位置を検出するための位置センサとして用いる
ことは従来周知である。ポテンショメータはその標準仕
様のものを用いる限り、大量生産が容易であり、安価で
あるという利点がある。しかしながら、標準的ポテンシ
ョメータには精度が比較的良くないという欠点がある。
より良い精度が必要な場合には、ポテンショメータはよ
り良い精度で製造されねばならず、コストもより高いも
のになる。ポテンショメータの１つの特性はそれが関係
する回転運動全域にわたって同一の精度を有していると
いうことである。場合によっては、より良好な精度が回
転運動の小さな部分にわたってのみ必要とされることも
あり、従って他の回転セクタの範囲内では分解能が幾分
劣っても良いということもある。より良好な精度は限定
された範囲内においてのみ必要とされるが、そのような
場合にはより精度の高いポテンショメータを使用するこ
とが必要となり、その他の精度を要しない範囲内では不
必要に正確となってしまう。
【０００３】車両工業においてそのような問題が生ずる
一例はコンバーチブル型式の自動車である。これらの自
動車は折りたたみ位置においてフードを覆うようにされ
た折りたたみ式ハッチ乃至カバーを有している。このハ
ッチは必要に応じてハッチを開閉する電気モータによっ
て作動される。従来からハッチを作動させるのに用いら
れるモータのシャフトの位置を検出するのにポテンショ
メータを用いることが知られている。しかしながら、標
準的なポテンショメータを用いた場合には貧弱なハッチ
制御精度しか得られない。すなわち、ハッチが完全に閉
まらないか、閉鎖運動の終了が遅くなり過ぎたりして、
他の部品に損傷を与える危険性が生ずる。部品によって
は完全な開口位置におけるハッチを検出することに関連
した問題が生じ易い。代替的により精度の良好なポテン
ショメータを用いるということは実質的に価格が高くな
るという欠点をもたらす。従って高価なポテンショメー
タを用いることなく、ハッチの位置を精度良く測定し、
特にハッチ閉鎖位置において、ある程度はハッチ開口位
置において駆動モータを停止出来るようにする解決策を
見出すことが問題点である。他のタイプの位置検出セン
サ、例えば誘導センサにおいても対応する問題が生ず
る。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は前述の目的を解決し、以
って安価な標準タイプのポテンショメータまたは他のタ
イプのセンサを位置検出器として用いることを可能なら
しめる、すなわち位置検出器を回転シャフト（または対
応する装置）の位置検出に用いる際、位置検出器が少な
くともある角度範囲内においては慣用のセンサよりも良
好な分解能を有することを可能ならしめることにある。
【０００５】
【発明の要約】本発明によれば、目的とする特性は特許
請求の範囲請求項１に記述された特徴部分を備えるよう
に設計された位置センサによって達成される。センサの
精度はセンサの位置検出器のシャフト（例えばポテンシ
ョメータのシャフト）と回転運動を検出したいシャフト
との間にカム伝達機構を配設することによって実質的に
改良することが出来る。こうすることによって、以前な
らばより高価でより精度の良いポテンショメータを必要
とした用途において標準的なポテンショメータを使用す
ることが可能となる。カムトランスミッションを使用す
ることは検出シャフトの潜在的回転運動が検出器または
ポテンショメータのシャフトの潜在的回転運動と必らず
しも同一でなくても良いという利点がある。このことは
検出器またはポテンショメータの実質的に全潜在的回転
運動が検出のために用い得るということを意味してい
る。しかしながら、最も基本的な点は検出器またはポテ
ンショメータの精度が改善されるということであり、検
出された位置にもとづいて制御される制御装置またはそ
の類いがより良好な精度を以って制御され得るというこ
とである。前述の特定の実施例においては、このことは
ハッチ閉鎖運動が適正な時点において停止出来るという
ことを意味している。本発明を、特徴づける更なる特徴
と利点が、以下に２つの実施例によって示される。
【０００６】
【実施例】付図の図１および図２は位置検出センサの基
本的部分を形成するカム機構１の２つの例を示してい
る。この例においては、センサはコンバーチブルタイプ
の車両における装置として用いられることを意図してお
り、該車両においてはフード（幌）は下降位置において
回転式ハッチによって覆われている。この例において
は、ハッチの回転運動すなわちハッチの開閉は電動モー
タによって行なわれている。センサはハッチの位置を検
出して、ハッチのそれぞれの最終位置によってモータが
提供している駆動力を遮断することが出来るようにする
ため用いられている。ハッチを閉める時には、閉鎖運動
が早く終りすぎてハッチが完全に閉まらないという事が
ないようにすることが重要である。またハッチの閉鎖運
動が遅く終りすぎて、他の部品が異常に変形した後にの
み閉鎖が実質的に発生するということのないようにする
ことも大切である。同様に重要なことはハッチ開口運動
が適正な位置で停止出来るという事である。この理由故
に、前記センサは以下より詳細に示すように他のハッチ
位置とくらべハッチ閉鎖位置およびハッチ完全開口位置
の領域におけるハッチの位置を検出することに関してよ
り高い精度を有するように設計されている。
【０００７】図３は部分的に示したハッチ２０がシャフ
ト２１のまわりを回転可能なそのような装置を図式的に
例示した図である。このシャフト２１は歯車ホイール２
２に回転可能に（かつこの例においては直接的に）接続
されており、この歯車ホイール２２はハッチ２０を作動
させる電動モータ２４に接続されたピニオン歯車２３を
も内蔵しているトランスミッションの一部を形成してい
る。ハッチ２０の回転位置を検出するためのセンサはハ
ッチ２０のシャフト２１にしっかりと接続されている歯
車ホイール２２上に配設されている。センサは位置検出
器のまわりにおいてポテンショメータ（電圧計）２５の
形態で構築されており、該ポテンショメータ２５は基本
的には慣用的態様において、その作動シャフトまたは作
動レバーの位置に応じた可変抵抗を示す。この例におい
ては、ポテンショメータ２５は回転ポテンショメータで
あり、該ポテンショメータにおいてはポテンショメータ
２５の回転シャフト２の位置がハッチ２０の位置を表わ
すのに用いられている。ポテンショメータ２５が示す抵
抗は、通常の電子回路を介して、ハッチ２０のその時点
における位置を検出するとともに、その位置に基づいて
ハッチ２０を作動するモータ２４を制御するのに用いら
れている。これらの電子回路はコントロールユニット２
６の形態をした線図において内蔵されており、このコン
トロールユニット２６は配線２７を介してモータ２４に
接続されるとともに、他の配線を介してポテンショメー
タ２５に接続されている。
【０００８】詳細が図１に示されているカム機構１の形
態をしたトランスミッションはハッチ２０の回転位置を
ポテンショメータ２５に伝達するのに用いられている。
カム機構１はシャフト３を有しており、該シャフト３は
モータ２４をハッチの回転するシャフト２１に接続して
いるトランスミッションの一部を形成するか、これに接
続されている。この例においてはシャフト３は歯車ホイ
ール２２およびハッチの回転するシャフト２１に直接接
続されている。ハブ４を設けたカムディスク５がシャフ
ト３に締結されている。シャフト３の回転可能領域は角
度ａに対応する角度セクタ６を含んでおり、この領域は
ハッチ２０がその中で移動することの出来る移動量に対
応している。カムディスク５には案内表面７が設けられ
ており、該案内表面７は半径方向外向きに延び、この案
内表面７に対して接触する案内ロッド８という形態をな
した案内装置と協働している。ポテンショメータ２５の
回転シャフト２はカムディスク５の回転するシャフト３
と同軸状かつ平行をなして配設されているが、これはカ
ムディスク５および案内ロッド８が相互に平行をなすシ
ャフトのまわりを回転可能であるということを意味して
いる。案内ロッド８と係合するレバー３０がポテンショ
メータ２５の回転するシャフト２に締結されている。そ
の最も単純な実施例において、案内ロッド８はレバー３
０にしっかりと接続されており、このことは案内ロッド
８がカムディスク５の案内表面７に対して滑動運動を行
なうということを意味している。さらに発展した実施例
においては、案内ロッド８はそれが案内表面７に沿って
転動出来るようにレバー３０としっかり係合することが
出来る。案内ロッド８が常にカムディスク５の案内表面
７と当接することを保証するためにポテンショメータ２
５の回転するシャフト２のまわりにはばねが配設されて
いる。ポテンショメータ２５の回転するシャフト２の可
能回転範囲は角度ｂに相当する角度セクタ９を有してい
る。この例においては、カムディスク５の角度セクタ
６、すなわち角度ａは約２００度であり、一方ポテンシ
ョメータ２５の角度セクタ９、すなわち角度ｂは１３５
度である。カムディスク５の角度セクタ６はかくしてポ
テンショメータ２５の角度セクタ９よりも実質的に大き
い。ハッチ２０の全運動範囲はかくてポテンショメータ
２５の全運動範囲に適合され、ポテンショメータ２５の
全運動範囲を最大限に利用可能とすることを容易にし、
従ってポテンショメータ２５の精度を十分に利用するこ
とが出来る。代替的実施例においては、関係は全く逆の
ものとすることが出来る。すなわちカムディスクの角度
セクタ６はポテンショメータ２５のシャフト２の角度セ
クタ９よりも実質的に小さくすることが出来る。
【０００９】図１において、ハッチ２０が完全に閉じら
れた時にカムディスク５がくると想定される位置に対応
する第１の端部位置１０におけるカムディスク５を表わ
すのに連続線が用いられている。点線はハッチ２０の完
全開口位置に対応する第２の端部位置１１のみならず２
つの中間位置１２においてのカムディスク５を表わすの
に用いられている。ハッチ２０が完全に閉じられた時の
位置に対応する端部位置１３におけるポテンショメータ
２５の案内ロッド８を表わすのに連続線が用いられてい
る。完全に開口したハッチ２０に対応する案内ロッド８
の他の端部位置および幾つかの中間位置を表わすのに点
線が用いられている。カムディスク５の案内表面７はそ
の２つの端部位置１０、１１の付近における運動はポテ
ンショメータ２５のシャフト２の比較的大きな角度回転
をもたらす一方、これら端部位置１０、１１の間の回転
運動はポテンショメータ２５のシャフト２の比較的小さ
な角度回転をもたらすように設計されている。その結
果、中間領域よりも端部領域において比較的良好な分解
精度が得られる。こうすることにより限られた分解能し
か有しないような比較的単純な標準的なポテンショメー
タを用いることが、可能となる。図示した実施例におい
ては、案内ロッド８はその１つの端部位置１３におい
て、シャフト３から短かい距離離れた地点で案内表面７
と当接する一方、他方の端部位置においてはシャフト３
からより大きな半径方向距離離れた地点で表面７と当接
する。カムディスク５の案内表面７はその対応する一方
の端部位置１３においてほぼ接線方向に延びるように、
かつまた対応する他方の端部位置１４においてはほぼ半
径方向に延びるように設計されている。その中間の領域
において、カムディスク５はシャフト３とほぼ同軸をな
すような形状に設計されている。この中間領域において
案内ロッド８が案内表面７と接触する範囲内での回転運
動は、かくして、端部位置１３、１４付近における回転
運動ほどポテンショメータ２５のシャフト３の回転に影
響を与えない。
【００１０】図２はカム機構１の修整実施例であり、該
実施例と前述の実施例の最も大きな違いは、案内ロッド
８が外側の案内表面の代りにカムディスク５上の半径方
向内側の案内表面７に従動しているということである。
図２はまたハッチ２０が完全に開いた状態に対応する位
置におけるカムディスク５およびポテンショメータ２５
の案内ロッド８を連続線によって表わしている。その他
の点では前述の実施例とこの実施例は大変に類似してい
るので、同一または類似部品を示すのに図２において
は、図１と同一の参照符号が用いられている。図２に示
した実施例の機能はまたカムディスク５の端部位置１
０、１１の付近における方が中間領域におけるよりも良
好な精度を示すという点で図１の実施例の機能と同一で
ある。この場合にも同様にしてカムシャフトの案内表面
７は、前述の目的のために、中間領域においてはシャフ
ト５と殆んど同心状に延びており、中間領域内における
回転運動は端部位置１３、１４の付近における回転運動
ほどはポテンショメータ２５のシャフト２の回転に影響
を与えることはない。
【００１１】前述した実施例においては、カムディスク
５の案内表面７のより詳細な設計は精度が案内表面７の
端部位置１０、１１において最良となるように選択され
ている。代替的実施例において、要求条件によっては異
る角度範囲を代りに選択することも可能である。
【００１２】本発明は説明した実施例または例示された
応用例にのみ限定されるものではなく、対応する問題が
生じ、回転装置の角度位置を検出する必要がある場合に
特許請求の範囲内において用いることが出来る。
【００１３】本発明の代替的実施例において、カムディ
スク５はポテンショメータ２５に作用する案内ロッド８
をアナログ的に案内する案内溝を備えるように設計する
ことも出来る。そのような場合、ポテンショメータ２５
のシャフト２に作用するばねは省略することが出来る。
何故ならば案内ロッド８とカムディスク５の案内表面７
の間の接触は案内溝によって確実にコントロールするこ
とが出来るからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】センサに内蔵されるカム機構の第１の実施例を
示す図。
【図２】センサに内蔵されるカム機構の第２の実施例を
示す図。
【図３】回転式ハッチの位置を決定するために図１に係
るセンサが用いられる車両上の機構を図式的に示す図。
【符号の説明】
２４ モータ ２５ ポテンショメータ（位置検出器） ２ シャフト １ カム機構 ８ 案内ロッド（案内装置） ５ カムディスク

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータ（２４）によって回転可能な装置
    （３、２０、２１）の回転位置検出用センサであって、
    該センサは位置検出器（２５）を内蔵しており、前記装
    置（３、２０、２１）を回転する前記モータをコントロ
    ールするために検出された位置に基づいて前記装置
    （３、２０、２１）の回転位置を表わすのに前記位置検
    出器（２５）の回転するシャフト（２）の位置が用いら
    れるセンサにおいて、回転可能な前記装置はカム機構
    （１）を介して前記位置検出器の回転シャフト（２）に
    接続されており、前記位置検出器の回転するシャフト
    （２）または前記装置（３、２０、２１）に接続された
    シャフト（２１）がカム機構（１）の一部を形成するカ
    ムディスク（５）に直接または間接的に接続されてお
    り、これらのシャフト（２、３、２０、２１）の他方は
    カム機構（１）の一部を形成し、カムディスク（５）と
    協働する案内装置（８）に接続されていることを特徴と
    するセンサ。
  2. 【請求項２】 前記センサの位置検出器がポテンショメ
    ータ、好ましくは回転ポテンショメータからなってお
    り、前記ポテンショメータの回転するシャフト（２）の
    位置が前記装置（３、２０、２１）の回転位置を検出す
    るのに用いられることを特徴とする請求項１に記載のセ
    ンサ。
  3. 【請求項３】 前記カムディスク（５）および前記案内
    装置（８）は相互に平行をなすシャフトのまわりに回転
    可能であることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
  4. 【請求項４】 前記カムディスク（５）は前記装置
    （３、２０、２１）に直接または間接的に接続されたシ
    ャフト（３）に接続されており、前記案内装置（８）は
    前記ポテンショメータのシャフト（２）に接続されてい
    ることを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
  5. 【請求項５】 前記カムディスク（５）はある角度セク
    タ（６）の範囲内で回転可能であり、前記ポテンショメ
    ータのシャフト（２）は別の角度セクタ（９）の範囲内
    で回転可能であり、前記カムディスク（５）の前記角度
    セクタ（６）はポテンショメータのシャフト（２）の前
    記角度セクタ（９）よりも大きいことを特徴とする請求
    項２に記載のセンサ。
  6. 【請求項６】 前記カムディスク（５）には１つの案内
    表面（７）が設けられており、前記カムディスク（５）
    が制限された角度セクタ範囲内で回転すると、この回転
    は第２の制限された角度セクタの範囲内におけるポテン
    ショメータの回転するシャフト（２）に対する所定の運
    動として伝達され、前記カムディスク（５）が前記制限
    された角度セクタ以外の角度セクタ範囲内で等しい大き
    さの回転運動をすると、該回転運動は前記所定の運動と
    は等しくなく、該所定の運動よりも小さいかまたは大き
    な回転運動を前記ポテンショメータのシャフト（２）に
    与えることを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
  7. 【請求項７】 前記カムディスク（５）には案内表面
    （７）が設けられており、前記カムディスク（５）がそ
    の端部位置（１０、１１）の１つの端部位置付近におい
    て第１の角度セクタ範囲内で回転すると、該回転はポテ
    ンショメータの回転するシャフト（２）に対して第２の
    角度セクタ範囲内の運動を伝達しており、前記カムディ
    スク（５）が前記の端部位置（１０、１１）以外の角度
    領域内で等しい大きさの回転を行なうと、該回転は前記
    ポテンショメータのシャフト（２）の回転運動に等しく
    はなく、より小さいかまたはより大きな回転運動を与え
    ることを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
  8. 【請求項８】 前記案内装置は１つの案内装置（８）か
    らなっており、該案内装置（８）はレバー（３０）を介
    してポテンショメータの回転するシャフト（２）に締結
    されていることを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
  9. 【請求項９】 前記センサは車両上の前記モータ（２
    ４）によって回転可能なハッチ（２０）の角度位置を検
    出するのに用いられ、検出された位置にもとづいて前記
    モータ（２４）が与える駆動力をコントロールするセン
    サにおいて、前記ハッチ（２０）は前記カム機構（１）
    のカムディスク（５）に直接または間接的に接続されて
    おり、前記ポテンショメータのシャフト（２）はカムデ
    ィスク（５）と協働する前記案内装置（８）に接続され
    ていることを特徴とする請求項１から８のいづれか１項
    に記載のセンサ。
JP7126498A 1994-05-26 1995-05-25 センサ Pending JPH0843124A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9401855-3 1994-05-26
SE9401855A SE9401855L (sv) 1994-05-26 1994-05-26 Givare avsedd att avkänna vridningsläget hos ett vridbart organ

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JPH0843124A true JPH0843124A (ja) 1996-02-16

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ID=20394172

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JP7126498A Pending JPH0843124A (ja) 1994-05-26 1995-05-25 センサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5663619A (ja)
EP (1) EP0684445A3 (ja)
JP (1) JPH0843124A (ja)
SE (1) SE9401855L (ja)

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