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JP2000205811A - 回転型センサ - Google Patents

回転型センサ

Info

Publication number
JP2000205811A
JP2000205811A JP11003155A JP315599A JP2000205811A JP 2000205811 A JP2000205811 A JP 2000205811A JP 11003155 A JP11003155 A JP 11003155A JP 315599 A JP315599 A JP 315599A JP 2000205811 A JP2000205811 A JP 2000205811A
Authority
JP
Japan
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rotation
rotor
rotating shaft
detection
detection signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11003155A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirobumi Okumura
博文 奥村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Priority to JP11003155A priority Critical patent/JP2000205811A/ja
Priority to DE69927346T priority patent/DE69927346T2/de
Priority to EP99309949A priority patent/EP1018466B1/en
Priority to US09/477,971 priority patent/US6246232B1/en
Publication of JP2000205811A publication Critical patent/JP2000205811A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • 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
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    • G—PHYSICS
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  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステアリングホイール等の被検出体の回転角
度及び回転方向を広い範囲に渡って精度よく且つリアル
タイムにて検出できる回転型センサを提供する。 【解決手段】 ロータ３の回転に伴って漸次増加及び／
又は減少を繰り返し、同一周期で位相の異なる第１，第
２の検出信号２２，２３を生成する第１，第２の回転検
出手段１９，２０と、ロータ３の回転に伴って漸次増加
又は減少する第３の検出信号２４を生成する第３の回転
検出手段２１とを備え、第３の検出信号２４によってロ
ータ３の粗回転角度を検出し、第１の検出信号２２また
は第２の検出信号２３によってロータ３の微回転角度を
検出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のス
テアリングシャフトに連結されて、ステアリングホイー
ルの回転角度及び回転方向に応じた電気信号を出力する
回転型センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４２乃至図４６は、この種の回転型セ
ンサの従来技術を説明するためのものであり、この回転
型センサ６１は、適宜の静止部位に固定されるベース６
２と、このベース６２に対して連結体６３と一体に回転
するロータ６９と、このロータ６９に遊嵌された減速回
転体７１と、ロータ６９と減速回転体７１との間に介在
されたギア機構７３と、ベース６２に支持されたコンポ
ジット基板６４とから主に構成されている。
【０００３】ベース６２は、プラスチック材料から平面
視円板状に形成されて、中央部に孔６２ａが穿設されて
おり、その下面には、外縁部に環状の外周壁６２ｂが形
成されているとともに、この外周壁６２ｂとで環状の凹
部６２ｃを形成するように、孔６２ａの周縁部に沿って
環状の内周壁６２ｄが形成されている。
【０００４】連結体６３は、プラスチック材料から円筒
状に形成され、その上端部には一対の突起６３ａが突設
されており、また、外周壁の下端側には係合突起６３ｂ
が形成されている。そして、この連結体６３はベース６
２の孔６２ａに挿通され、一対の突起６３ａをベース６
２の上面から上方へ突出させるとともに、係合突起６３
ｂをベース６２の内周壁６２ｄよりも下方へ突出させて
いる。
【０００５】コンポジット基板６４は、絶縁材料から円
板状に形成され、中央部に孔６４ａが穿設されていると
ともに、図４３に示すように、その下面には、無端環状
の電極パターン６５，６６と、電極パターン６５の内側
に位置された有端環状の第１の抵抗パターンと、電極パ
ターン６６の外側に位置された第２の抵抗パターン６８
とが各々印刷によって形成されている（尚、図４３では
各パターン６５〜６８に対して斜線帯を付した）。ま
た、コンポジット基板６４には、電極パターン６５，６
６に各々接続されたターミナル６５ａ，６６ａが設けら
れているとともに、第１の抵抗パターン６７の両端に接
続されたターミナル６７ａ，６７ｂ並びに第２の抵抗パ
ターン６８の両端に接続されたターミナル６８ａ，６８
ｂが各々設けられている。そして、このコンポジット基
板６４は、孔６４ａに連結体６３及びベース６２の内周
壁６２ｄを挿通させて、その下面を露出させた状態でベ
ース６２の凹部６２ｃ内に支持されている。
【０００６】ロータ６９は、プラスチック材料からリン
グ状に形成されてなるもので、その内周面に係合溝６９
ａが形成され、また外周面には第１のブラシ７０を支持
するアーム６９ｂが形成されてベース６２の下面側に位
置している。そして、このロータ６９は、連結体６３が
挿通されて係合溝６９ａに連結体６３の係合突起６３ｂ
が係合されることによりベース６２に支持され、第１の
ブラシ７０が導電パターン６５と第１の抵抗パターン６
７との間を橋絡させた状態で、ベース６２に対して連結
体６３と一体に回転できるようになっている。
【０００７】減速回転体７１は、絶縁材料から円板状に
形成され、中央部に孔７１ａが穿設されており、また、
上面には支軸７１ｂが立設されているとともに、第２の
ブラシ７２が支持されている。そして、この減速回転体
７１は、支軸７１ｂをベース６２の凹部６２ｃ内に位置
させて孔７１ａにロータ６９の下端部が遊嵌され、第２
のブラシ７２が導電パターン６６と第２の抵抗パターン
６８との間を橋絡させた状態で、ロータ６９を中心に回
転できるようにベース６２に保持されている。
【０００８】ギア機構７３は、ロータ６９の外周面に形
成された太陽歯車７４と、ベース６２の外周壁６２ｂの
内周面に形成された内歯車７５と、減速回転体７１の支
軸７１ｂに回転可能に支持された二段歯車よりなる遊星
歯車７６とで構成された遊星歯車機構からなり、遊星歯
車７６の上段に位置した小径ピニオン７６ａは内歯車７
５に噛合され、また下段に位置した大径ピニオン７６ｂ
は太陽歯車７４に噛合されており、連結体６３の回転を
遊星歯車７６の公転力に変換し、その公転力を減速回転
体７１に伝えるようになっている。そして、このときの
減速比は１／４程度に設定されており、従って連結体６
３がロータ６９及び第１のブラシ７０と共に４回転した
ときに、減速回転体７１が第２のブラシ７２と共に１回
転するようになっている。
【０００９】このように構成された回転型センサ６１
は、第１のブラシ７０、電極パターン６５及び第１の抵
抗パターン６７並びにロータ６９によって第１のアブソ
リュート形エンコーダ７７が構成され、また、第２のブ
ラシ７２、電極パターン６６及び第２の抵抗パターン６
８並びにロータ６９によって第２のアブソリュート形エ
ンコーダ７８が構成されて、例えば自動車に組み込まれ
て使用される。そして、ベース６２をステアリングコラ
ム等の適宜の静止部位に固定するとともに、連結体６３
にステアリングシャフトを挿通させて、図４２に示すよ
うに、連結体６３の一対の突起６３ａをステアリングホ
イール７９側の凹部に係合させることにより、連結体６
３がステアリングホイール７９と一体的に回転するよう
に設けられる。
【００１０】そして、このとき、ステアリングホイール
７９がニュートラル位置にある状態で、第１のブラシ７
０が第１の抵抗パターン６７の中間点（図４３中Ｃ１
点）と電極パターン６５との間を橋絡するようになって
いる。従って、ステアリングホイール７９がニュートラ
ル位置にある状態では、ターミナル６５ａ，６７ａ間の
抵抗値及びターミナル６５ａ，６７ｂ間の抵抗値が等し
くなるが、ステアリングホイール７９が右あるいは左回
転されるのに応じて上記各抵抗値が変化するものであ
る。
【００１１】特に、ターミナル６５ａ，６７ｂ間の抵抗
値に着目した場合には、その抵抗値はステアリングホイ
ール７９が右回転（図４３では矢印Ｄ方向の回転）され
るのに応じて直線的に増加し、且つ左回転に応じて直線
的に減少するようになっている。そして、この場合に
は、ターミナル６７ａ，６７ｂ間には一定の電圧Ｖｃ
（ターミナル６７ｂはグランド電位）が引加されるもの
であり、従ってターミナル６５ａ，６７ｂ間からは、ス
テアリングホイール７９の回転に応じて図４４に実線で
示すように変化する第１の電圧信号８０が出力される。
【００１２】つまり、第１の電圧信号８０は、ステアリ
ングホイール７９が１回転される毎に零からＶｃまで変
化するものであり、これによってステアリングホイール
７９の回転角度及び回転方向を検出できるものである。
尚、隣接する第１の電圧信号８０間に存在する無信号領
域Ｘは、第１のブラシ７０がターミナル６７ａ，６７ｂ
間に位置したときに、第１の抵抗パターン６７と電極パ
ターン６５との間の導通が断たれることによって生じる
ものである。
【００１３】また、一方、ステアリングホイール７９が
ニュートラル位置にある状態では、第２のブラシ７２が
第２の抵抗パターン６８の中間点（図４３中Ｃ２点）と
電極パターン６６との間を橋絡するようになっている。
従って、ステアリングホイール７９がニュートラル位置
にある状態では、ターミナル６６ａ，６８ａ間の抵抗値
及びターミナル６６ａ，６８ｂ間の抵抗値が等しくなる
が、ステアリングホイール７９が右あるいは左回転され
るのに応じて上記各抵抗値が変化するものである。
【００１４】特に、ターミナル６６ａ，６８ｂ間の抵抗
値に着目した場合には、その抵抗値はステアリングホイ
ール７９が右回転（図４３では矢印Ｄ方向の回転）され
るのに応じて直線的に増加し、且つ左回転に応じて直線
的に減少するようになっている。そして、この場合に
も、ターミナル６８ａ，６８ｂ間には一定の電圧Ｖｃ
（ターミナル６８ｂはグランド電位）が引加されるもの
であり、従ってターミナル６６ａ，６８ｂ間からは、ス
テアリングホイール７９の回転に応じて図４４に二点鎖
線で示すように変化する第２の電圧信号８１が出力され
る。
【００１５】つまり、第２の電圧信号８１は、ステアリ
ングホイール７９が４回転されるのに応じて零からＶｃ
まで変化するものであり、これによってステアリングホ
イール７９のニュートラル位置からの回転角度及び回転
方向を検出できるものである。
【００１６】しかして、図４５には上記第１，第２の電
圧信号８０，８１を処理するための回路構成が概略的に
示されている。スイッチ８２，８３は、ゲート端子にハ
イレベル信号を受けたときのみ導通状態となるアナログ
スイッチで、一方のスイッチ８２は、第１のアブソリュ
ート形エンコーダ７７と出力端子８４との間に介在さ
れ、他方のスイッチ８３は、第２のアブソリュート形エ
ンコーダ７８と上記出力端子８４との間に介在されてい
る。
【００１７】判別回路８５は、第２のアブソリュート形
エンコーダ７８からの第２の電圧信号８１を受けて、こ
の第２の電圧信号８１により示されるステアリングホイ
ール７９の回転角度が±４５゜の範囲内にあるときのみ
判別信号Ｓｄ（ハイレベル信号）を出力するように構成
されている。そして、上記判別信号Ｓｄは、スイッチ８
２のゲート端子に直接的に与えられるとともに、スイッ
チ８３のゲート端子にインバータ８６を介して与えられ
るようになっている。
【００１８】このように構成された結果、ステアリング
ホイール７９のニュートラル位置からの回転角度が±４
５゜の範囲では、スイッチ８２が導通して第１のアブソ
リュート形エンコーダ７７からの第１の電圧信号８０が
出力端子８４を通じて出力される。そして、ステアリン
グホイール７９のニュートラル位置からの回転角度が±
４５゜を越えた範囲では、スイッチ８３が導通して第２
のアブソリュート形エンコーダ７８から第２の電圧信号
８１が出力端子８４を通じて出力される。
【００１９】つまり、ステアリングホイール７９が回転
されるのに応じて、図４６に示すような第１，第２の電
圧信号８０，８１を合成した信号が出力される。そし
て、出力端子８４からの信号（ステアリングホイール７
９からのニュートラル位置からの回転角度及び回転方向
を示す信号）は、自動車のサスペンション制御、オート
マチックトランスミッション制御等に用いられる。
【００２０】ここで、第２のアブソリュート形エンコー
ダ７８からの第２の電圧信号８１は、ステアリングホイ
ール７９が複数回転された場合でも直線的に変化するも
のであり、従って、斯かる第２の電圧信号８１に基づい
て、ステアリングホイール７９のニュートラル位置から
の回転角度及び回転方向をリアルタイムにて検出するこ
とができる。しかし、斯かる第２の電圧信号８１は、ス
テアリングホイール７９の回転を減速して得たものであ
るから、ステアリングホイール９７の回転角に対する変
化量がゆるやかで、その分解能つまり精度が低いという
弱点がある。
【００２１】これに対して、第１のアブソリュート形エ
ンコーダ７７から出力される第１の電圧信号８０は、ス
テアリングホイール７９と一体回転するロータ６９によ
り得られるものであるから、ステアリングホイール７９
のニュートラル位置を特定できないという弱点があるも
のの、これに基づいて得られるステアリングホイール７
９の回転角度及び回転方向の情報は、その精度が高いと
いうことになる。
【００２２】従って、第１，第２の電圧信号８０，８１
を図４５のような回路構成によって交互に補完するよう
にして利用すれば、ステアリングホイール７９のニュー
トラル位置からの回転角度を広い範囲に渡って精度よく
且つリアルタイムにて検出することができる。そして、
特に高精度が要求されるステアリングホイール７９の回
転範囲（ニュートラル位置から±４５゜の範囲）におい
て、上述した如く第１の電圧信号８０を利用する構成と
すれば、自動車のサスペンション制御、オートマチック
トランスミッション制御等をきめ細かく行うことができ
る。
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】しかしながら、上述した回転型センサの従
来技術にあっては、図４４に示したように、隣接する第
１の電圧信号８０間には無信号領域Ｘが存在するため、
第２の電圧信号８１を全領域に渡って補完しようとした
ときに、第１の電圧信号８０で補完できない領域が発生
し、ステアリングホイール７９等の被検出体の回転角度
を広い範囲に渡って精度よく且つリアルタイムにて検出
できないという課題があった。本発明は上述した事情に
鑑みてなされたもので、その目的は、被検出体の回転角
度及び回転方向を広い範囲に渡って精度よく且つリアル
タイムにて検出できる回転型センサを提供することであ
る。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の手段として、本発明は、ロータの回転に伴って
漸次増加及び／又は減少を繰り返し、同一周期で位相の
異なる第１，第２の検出信号を生成する第１，第２の回
転検出手段と、前記ロータの回転に伴って該ロータの回
転範囲の全範囲において漸次増加又は減少する第３の検
出信号を生成する第３の回転検出手段とを備え、前記第
３の検出信号によって前記ロータの粗回転角度を検出
し、前記第１および第２の検出信号によって前記ロータ
の微回転角度を検出するようにした。
【００２５】上記課題を解決するための第２の手段とし
て、本発明は、前記第１の手段において、前記微回転角
度を前記第１，第２の検出信号の傾斜部で交互に検出す
るようにした。
【００２６】上記課題を解決するための第３の手段とし
て、本発明は、前記第１の手段において、前記第１，第
２の検出信号を正弦波または三角波あるいは鋸波で構成
した。
【００２７】上記課題を解決するための第４の手段とし
て、本発明は、前記第１，第２の手段において、前記第
１，第２の検出信号の位相差を９０°とした。
【００２８】上記課題を解決するための第５の手段とし
て、本発明は、前記第１，第２，第３の手段において、
前記第１，第２，第３の回転検出手段の各々を位置情報
記録部と検出部とで構成した。
【００２９】また、前記第５の手段において、前記位置
情報記録部を磁石で形成し、前記検出部を磁電変換素子
で形成した。
【００３０】上記課題を解決するための第６の手段とし
て、本発明は、前記第１の手段において、前記ロータを
回動自在に収納するケースと、このケース内に収納され
て前記ロータの回転に連動して回転する回転軸と、この
回転軸の回転に連動して該回転軸の軸線方向にスライド
する可動体とを備え、前記第１，第２，第３の回転検出
手段の各々は位置情報記録部と検出部とで構成され、前
記第１，第２の回転検出手段は、前記位置情報記録部と
前記検出部との何れか一方を前記回転軸に係止するとと
もに何れか他方を前記ケースに保持して、前記回転軸の
回転動作によって前記第１，第２の検出信号を生成し、
前記第３の検出手段は、前記位置情報記録部と前記検出
部との何れか一方を前記可動体に設けるとともに何れか
他方を前記ケースに保持して、前記可動体のスライドに
よって前記第３の検出信号を生成するようにした。
【００３１】また、前記第６の手段において、前記ケー
ス内には、前記回転軸の両端部の軸線方向と直交する側
面を各々挟持し上端部が開放された一対の挟持部材と、
前記回転軸の両端面に当接する一対の壁部とを設け、該
一対の壁部の一方を他方よりも薄肉に形成し、この一対
の壁部の一方で前記回転軸を前記軸線方向に押圧して、
前記回転軸の他端を前記一対の壁部の他方に押し付ける
ことにより、前記回転軸を回転可能に支持した。
【００３２】また、前記第６の手段において、前記ケー
スに案内部を設け、前記可動体には前記案内部に係合す
る被案内部を設け、この被案内部が前記案内部にガイド
されて、前記可動体が前記回転軸の軸線方向にスライド
するようにした。
【００３３】また、前記第６の手段において、前記第３
の回転検出手段の位置情報記録部と検出部とを各々磁石
と磁電変換素子とで構成し、該磁石を前記可動体に取り
付け、前記磁電変換素子を前記ケース内に取り付けると
ともに、前記第３の回転検出手段の前記磁石のスライド
範囲にわたる周囲を磁気遮蔽用のシールド部材で覆った
構成とした。
【００３４】また、前記第６の手段において、前記回転
軸と一体に回転する回転体を前記回転軸に取り付け、前
記ロータと前記回転体の両方にはすば歯車部を形成し、
前記ロータのはすば歯車部と前記回転軸のはすば歯車部
とを噛合させ、この噛合により前記回転軸が前記ロータ
の回転に連動して回転するようにした。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の回転型センサの一
実施形態を図１乃至図４１を用いて説明する。
【００３６】この回転型センサ１は、プラスチック等の
合成樹脂材料からなり、ねじ５により一体化されて筐体
を形成するケース２及び上カバー４と、これらケース２
及び上カバー４からなる筐体内部に回転自在に収納され
たロータ３と、該筐体内部に収納され、このロータ３の
回転を検出する回転検出機構とで構成されている。
【００３７】ケース２は、図７，８に示すように、平板
状の底部２ａと、この底部２ａの縁部に一体に設けられ
た側壁部２ｂとから箱形状に形成され、底部２ｂには、
円形の孔部２ｃが穿設され、この孔部２ｃの周縁に沿っ
て環状の突起２ｄが形成されているとともに、一対のレ
ール状の案内部２ｅと一対の突部２ｆ及びＬ字状の位置
決め突起２ｇとが一体に形成されている。また、側壁部
２ｂには、左右両側に嵌入溝２ｈ，２ｊと一対の支持溝
２ｋとが各々対向して形成されているとともに、前記ね
じ５が螺合されるねじ穴２ｍを有し、下端部が底部２ａ
に連設された一対の突出部２ｎが形成されている。
【００３８】ロータ３は、図９，１０に示すように、プ
ラスチック等の合成樹脂材料から円筒状に形成されてな
るもので、その外周面には複数のはすば歯車３ａが全周
に渡って形成されており、はすば歯車３ａの上・下端部
には環状の段部３ｂ，３ｃが各々形成されている。ま
た、ロータ３の上端部には、一対の切欠部３ｄが対向し
て形成されている。そして、このロータ３は、図４，図
５に示すように、その環状の段部３ｃをケース２の環状
の突起２ｄに当接させてケース２内に収納されている。
【００３９】上カバー４は、図１１，図１２に示すよう
に、プラスチック等の合成樹脂材料から平板状に形成さ
れ、円形の孔部４ａと一対の取付孔４ｂ及び引出孔４ｃ
とが穿設されており、その下面には、孔部４ａの周縁に
沿って環状の突起４ｄが形成されてる。また、上カバー
４の下面には、一対の突部４ｆが一体に形成されている
とともに、図６に示すような鉄製平板からなる断面コ字
状の磁気遮蔽用のシールド部材４ｇがカシメ等の適宜手
段によって取り付けられている。そして、この上カバー
４は、その取付孔４ｂから前記ねじ５をケース２のねじ
孔２ｍにねじ込んで、孔部４ａからロータ３の上端部を
突出させてケース２に取り付けられており、図５に示す
ように、環状の突起４ｄがロータ３の環状の段部３ｂと
当接し、ケース２の環状の突起２ｄと協力してロータ３
を回転自在に支持している。
【００４０】前記回転検出機構は、一端側に螺旋状のス
クリュー溝６ｂが形成された回転軸６と、この回転軸６
に貫通して固定された回転体７と、この回転体７に貫通
して固定された第１の磁石８（位置情報記録部）と、第
２の磁石９（位置情報記録部）を支持しスクリュー溝６
ｂに螺合された可動体１０と、回転軸６の両端部を軸支
する軸受１１，１２と、第１の磁石８に対向して配置さ
れた磁電変換素子である第１，第２のホール素子１４，
１５（検出部）と、第２の磁石９に対向して配置された
磁電変換素子である第３のホール素子１６（検出部）
と、これら第１，第２，第３のホール素子１４，１５，
１６が接続された回路基板１７とから主に構成されてい
る。
【００４１】回転軸６は、黄銅やアルミニウム等の金属
材料からなり、図１３に示すように、その中央部は大径
部６ａとされ、この大径部６ａから一端側にかけてスク
リュー溝６ｂが螺旋状に形成されており、また、両端部
は切削されて小径部６ｃ，６ｄが形成されている。
【００４２】回転体７は、プラスチック等の合成樹脂材
料から円筒状に形成され、図１４，１５に示すように、
その中心部にＤ字形状の大径部７ａを有する貫通孔７ｂ
が形成されており、また、外周面には、一端側に複数の
はすば歯車７ｃが全周に渡って形成されているととも
に、このはすば歯車７ｃから他端側が切り欠かれて環状
の段部７ｄが形成されている。そして、この回転体７
は、圧入によって回転軸６に取り付けられ、図４に示す
ように、その大径部７ａに回転軸６の大径部６ａが位置
して、貫通孔７ｂに回転軸６が回転不能に嵌合した状態
となっている。
【００４３】第１の磁石８は、フェライト等の磁性材料
からリング状に形成され、図１６に示すように、Ｎ極８
ａとＳ極８ｂとが１８０゜ずつ設けられ、中心部には貫
通孔８ｃが形成されている。そして、この第１の磁石８
は、その貫通孔８ｃに回転体７の他端側が嵌め込まれ、
回転体７の段部７ｄと当接した状態で一体的に固定され
ている。
【００４４】第２の磁石９は、第１の磁石８と同様にフ
ェライト等の磁性材料から角形状に形成され、図１７に
示すように、一端側がＮ極９ａ、他端側がＳ極９ｂとな
っている。
【００４５】可動体１０は、プラスチック等の合成樹脂
材料から直方体状に形成されて、図１９に示すように、
その一端面から他端面に至る貫通孔１０ａが穿設されて
おり、この貫通孔１０ａの内周面にはねじ山１０ｂが形
成されている。また、可動体１０の一側面には、図１８
に示すように、第２の磁石９がインサート成形によって
取り付けられる凹部１０ｃが形成され、また、可動体１
０の底面には、図２０に示すように、ケース２の一対の
案内部２ｅに係合する突起状の被案内部１０ｄが突設さ
れている。そして、この可動体１０は、図３に示すよう
に、その貫通孔１０ａに回転軸６の一端側がねじ込ま
れ、ねじ山１０ｂを回転軸６のスクリュー溝６ｂに螺合
させて、回転軸６に支持されている。
【００４６】軸受１１は、プラスチック等の合成樹脂材
料から形成され、図２１，図２２に示すように、矩形状
の平板部１１ａと、この平板部１１ａの中央部に一体に
形成された円柱部１１ｂとからなり、この円柱部１１ｂ
の中心部には、平板部１１ａに至る孔部１１ｃが形成さ
れている。そして、この軸受１１は、孔部１１ｃに回転
軸６の一端側の小径部６ｃが挿入されて、平板部１１ａ
がケース２の嵌入溝２ｈに嵌め込まれ、図３に示すよう
に、回転軸６の一端側を回転可能に支持している。
【００４７】軸受１２は、プラスチック等の合成樹脂材
料から形成され、図２３，図２４に示すように、略正方
形状の平板部１２ａと、この平板部１２ａの中央部に一
体に形成された円柱部１２ｂとからなり、この円柱部１
２ｂの中心部には穴部１２ｃが形成されている。そし
て、この軸受１２は、穴部１２ｃに回転軸６の他端側の
小径部６ｄが挿入されて、平板部１２ａがケース２の嵌
入溝２ｊに嵌めこまれ、図３に示すように、上記軸受１
１と協力して回転軸６を回転可能にケース２に支持して
いる。
【００４８】ホルダ１３は、プラスチック等の絶縁性を
有する合成樹脂材料から角形状に形成され、図２５，２
６に示すように、その上面部には他端側が開放された凹
部１３ａが形成されており、この凹部１３ａには孔１３
ｂが形成されている。また、ホルダ１３の下面には突起
１３ｃが形成されている。
【００４９】第１，第２，第３のホール素子１４，１
５，１６は、共に矩形状に形成されて、図３，図４に示
すように、その端面から端子部１４ａ，１５ａ，１６ａ
が導出されている。そして、第１，第３のホール素子１
４，１６は、各々上述したホルダ１３の凹部１３ａに嵌
め込まれて保持され、端子部１４ａ，１６ａを孔１３ｂ
からホルダ１３の下面側に突出させている。
【００５０】回路基板１７は、平板状の絶縁基板からな
り、図２７に示すように、大径孔１７ａ，１７ｂと小径
孔１７ｃ，１７ｄ，１７ｅが各々穿設されている。ま
た、回路基板１７の下面には、小径孔１７ｃ，１７ｄ，
１７ｅの縁部から延出する図示せぬ導電パターンが形成
されているとともに、この導電パターンに接続された、
電気回路を構成する抵抗やコンデンサー等の図示せぬ電
気部品が実装されている。そして、この回路基板１７
は、図３に示すように、その両端部がケース２の一対の
支持溝２ｋに嵌め込まれ、回路基板１７の中央部がケー
ス２の一対の突部２ｆ間に挿入された状態でケース２に
支持されている。
【００５１】また、回路基板１７には、大径孔１７ａ，
１７ｂにホルダ１３の突起１３ｃを嵌合させて第１，第
３のホール素子１４，１６が支持され、その端子部１４
ａ，１６ａが小径孔１７ｃ，１７ｅを通って回路基板１
７の下面側で半田付けされ上記図示せぬ導電パターンに
接続されているとともに、図５に示すように、第２のホ
ール素子１５が、Ｌ字状に屈曲されて小径孔１７ｄに挿
通された端子部１５ａを、回路基板１７の下面側で半田
付けして上記図示せぬ導電パターンに接続することによ
って支持されている。また、この回路基板１７には、図
１に示すケーブル１８の一端部が接続されている。
【００５２】次に、この回転型センサ１の組立方法を説
明すると、先ず、上述の如く第１，第２，第３のホール
素子１４，１５，１６が回路基板１７に取り付けられ
て、その端子部１４ａ，１５ａ，１６ａが上記図示せぬ
導電パターンに接続され、ケーブル１８が接続された回
路基板１７の両端部をケース２の一対の支持溝２ｋに嵌
め込み、回路基板１７の縁部をケース２の一対の突部２
ｆ間に挿入する。次に、回転軸６に取り付けられた回転
体７の他端側に第１の磁石８を嵌め込み、次いで、第２
の磁石９が取り付けられた可動体１０の貫通孔１０ａに
回転軸６の一端側をねじ込んで、第２の磁石９がスクリ
ュー溝６ｂの中央部に位置するように、可動体１０を回
転軸６に支持する。
【００５３】次に、回転軸６の両端の小径部６ｃ、６ｄ
に軸受１１，１２を孔部１１ｃ，１２ｃから挿入し、回
転軸６に軸受１１，１２を組み付ける。そして、この状
態で、軸受１１，１２の平板部１１ａ，１２ａをケース
２の嵌入溝２ｈ，２ｊに嵌め込んで、可動体１０の被案
内部１０ｄをケース２の案内部２ｅ間に挿入し、回転軸
６をケース２内にて回転可能に支持する。次いで、ロー
タ３の環状の段部３ｃをケース２の環状の突起２ｄに載
置して、ロータ３をケース２に収納する。しかる後、シ
ールド部材４ｇを上カバー４の下面に取り付け、その引
出孔４ｃからケーブル１８を導出させつつ、上カバー４
でケース２を蓋閉し、取付孔４ｂからねじ５をケース２
のねじ孔２ｍにねじ込んで、上カバー４をケース２に取
り付ける。
【００５４】このようにして回転型センサ１の組立は完
了するが、組立後においては、第２のホール素子１５が
ケース２の位置決め突起２ｇに当接して、第１，第２の
ホール素子１４，１５が、その成す角を９０゜に設定さ
れた状態で、第１の磁石８と対向するとともに、第３の
ホール素子１６が第２の磁石９と対向し、また、上カバ
ー４の一対の突起４ｆ間に回路基板１７の縁部が位置し
て、ケーブル１８の他端側が外部に導出されている。ま
た、ロータ３のはすば歯車３ａが回転体７のはすば歯車
７ｃと噛合した状態となっており、ロータ３の回転体７
に対する減速比が１／４に設定され、従ってロータ３の
回転に連動して、そのはすば歯車３ａと回転体７のはす
ば歯車７ｃとの噛合により、回転体７が回転軸６及び第
１の磁石８と一体に回転し、ロータ３が１回転したとき
に、回転体７が第１の磁石８と共に４回転する。
【００５５】また、ロータ３が右に２回転（図３では矢
印Ａ方向の回転）したときに、回転軸６のスクリュー溝
６ｂと可動体１０のねじ山１０ｂとの係合が回転軸６の
回転を直線運動に変換し、可動体１０がその案内部１０
ｄをケース２の被案内部２ｅにガイドさせて回転軸６の
軸線方向（図３における矢印Ｂ方向）に移動してスクリ
ュー溝６ｂの一端側に位置し、第２の磁石９のＮ極９ａ
が第３のホール素子１６から最も離れるとともに、ロー
タ３が左に２回転（図３では矢印Ａと反対方向の回転）
したときに可動体１０がスクリュー溝６ｂの他端側に位
置し、第２の磁石９のＮ極９ａが第３のホール素子１６
に最も近づくようになっている。そして、図６に示すよ
うに、シールド部材４ｇが第２の磁石９のスライド範囲
にわたる周囲を覆った状態となっている。
【００５６】このように構成・組立られた回転型センサ
１は、第１の磁石８と第１のホール素子１４とによって
図５に示す第１の回転検出手段１９が構成され、第１の
磁石８と第２のホール素子１５とによって第２の回転検
出手段２０が構成され、また、第２の磁石９と第３のホ
ール素子１６によって図３に示す第３の回転検出手段２
１が構成されて、例えば自動車に組み込まれて使用され
る。そして、ケース２をステアリングコラム（不図示）
等の適宜の静止部位に固定するとともに、ロータ３に図
示せぬステアリングシャフトを挿通させて、一対の切欠
部３ｄを図示を省略したステアリングホイール側の突起
に係合させることにより、ロータ３がステアリングホイ
ールと一体的に回転するように設けられる。
【００５７】そして、このとき、図２９，図３０に示す
ように、ステアリングホイールがニュートラル位置にあ
る状態で、第１，第３の回転検出手段１９，２１は共に
２．５Ｖの電圧を生成し、第２の回転検出手段２０は
０．５Ｖの電圧を生成するようになっている。従ってス
テアリングホイールが右あるいは左回転され、ロータ３
が回転するのに応じて、図２９に示すように、第１の回
転検出手段１９は、第１のホール素子１４が第１の磁石
８を検出して、漸次増加及び減少を繰り返す、振幅が２
Ｖで周期が９０゜の正弦波からなる交番波形の第１の検
出信号２２を生成し、また、第２の回転検出手段２０
は、第２のホール素子１５が第１の磁石８を検出して、
漸次増加及び減少を繰り返し第１の検出信号２２と１／
４周期だけ位相のずれた、振幅が２Ｖで周期が９０゜の
正弦波からなる交番波形の第２の検出信号２３を生成す
る。
【００５８】また、ステアリングホイールの回転に応じ
て、図３０に示すように、第３の回転検出手段２１は、
第３のホール素子１６が第２の磁石９の移動を検出し
て、漸次増加又は減少する第３の検出信号２４を生成す
る。つまり、第３の検出信号２４は、ステアリングホイ
ールが４回転されるのに応じて０．５Ｖから４．５Ｖま
で直線的に徐々に変化するものであり、これによって、
ロータ３と一体的に回転するステアリングホイールのニ
ュートラル位置からの粗回転角度（おおよその回転角
度）及び回転方向を検出できるものである。
【００５９】しかして、図２８は第１，第２，第３の検
出信号２２，２３，２４を処理するための回路構成が概
略示されいる。マイコン２５は、回転角度算出手段であ
って、回転型センサ１が組み込まれた自動車に搭載され
ており、回転型センサ１から導出されたケーブル１８の
他端部が接続されているとともに、制御対象となるサス
ペンションやオートマチックトランスミッション等の制
御機構部２６に接続されている。そして、マイコン２５
は、ケーブル１８を介して第１，第２，第３の検出信号
２２，２３，２４を入力信号として受け取って、図３１
に示すように、これらを重畳し、先ず、第３の検出信号
２４に基づいてステアリングホイールのニュートラル位
置からの粗回転角度及び回転方向を検出する。
【００６０】次に、回転角度の値を検出する動作につい
て、図３２を参照して説明する。まず、マイコン２５
は、ステアリングホイールの全回転角度１４４０°を第
１，第２の検出信号２２，２３の１波長に相当する角度
（本実施例の場合は９０°）の区間に分割し、マイコン
２５に入力された第３の検出信号２４によって、ステア
リングホイールの回転角度がどの範囲、すなわち図３２
で示す区間ｎ番目（ｎは正数）の角度範囲であるのか、
区間ｎ−１番目の範囲であるのか、区間ｎ＋１番目の範
囲であるのか等の粗回転角度を検出する。
【００６１】次に、マイコン２５は、第１の検出信号２
２と第２の検出信号２３によって、ステアリングホイー
ルの粗回転角度を検出した区間（ここでは例えば区間ｎ
とする）におけるステアリングホイールの微回転角度
（正確な回転角度）を検出する。具体的に説明すると、
まず両者の信号が入力されると交わる点Ｕ，Ｖ点の電圧
値Ｗと電圧値Ｚを求める。そして、電圧値Ｚ−Ｗ間の範
囲から外れている一方の信号と、電圧値Ｚ−Ｗ間の範囲
内にある他方の出力信号を特定する。つまり、図３２か
らも明らかなように、第１の検出信号２２と第２の検出
信号２３のうち、一方の信号と、他方の信号は、交点
Ｕ，Ｖを除く任意の位置において、同時に電圧値Ｚ−Ｗ
間の範囲から外れたり、あるいは同時に電圧値Ｚ−Ｗ間
の範囲内に入る事はなく、従って、前記のように電圧値
Ｚ−Ｗ間の範囲から外れている一方の信号を特定すれ
ば，他方の信号は電圧値Ｚ−Ｗ間の範囲内にあることと
なり、該他方の信号をステアリングホイールの微回転角
度の検出の為の信号とする。
【００６２】次に、マイコン２５は、電圧値Ｚ−Ｗ間の
範囲内にある他方の信号が第１の検出信号２２か第２の
検出信号２３かを判断するとともに、電圧値Ｚ−Ｗ間の
範囲から外れている一方の信号が電圧値Ｗより大きい
か、若しくは電圧値Ｚより小さいか、のいずれであるか
を判断することによって、電圧値Ｚ−Ｗ間の範囲内にあ
る他方の信号がＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４のどの範囲の信
号であるかを判断する。このような動作を行って図３２
の区間ｎの範囲において太線で表した傾斜部２２ａ，２
３ａ，２２ｂ，２３ｂが得られる。そして、マイコン２
５は、この第１，第２の検出信号２２，２３の傾斜部２
２ａ，２３ａ，２２ｂ，２３ｂを用いてステアリングホ
イールの微回転角度を検出する。
【００６３】つまり、第３の回転検出手段２１からの第
３の検出信号２４は、ステアリングホイールが複数回転
された場合でも直線的に変化するものであり、従って、
斯かる第３の検出信号２４に基づいて、ステアリングホ
イールのニュートラル位置からの回転角度及び回転方向
をリアルタイムにて検出することができる。しかし、斯
かる第３の検出信号２４は、ステアリングホイールが４
回転されるのに応じて０．５Ｖから４．５Ｖまで直線的
にゆるやかに変化するものであるから、その分解能つま
り精度が低いという弱点がある。
【００６４】これに対して、第１，第２の回転検出手段
１９，２０から生成される第１，第２の検出信号２２，
２３は、ステアリングホイールと一体回転するロータ３
の１回転により４周期分が生成されるものであるから、
ステアリングホイールのニュートラル位置を特定できな
いという弱点があるものの、ステアリングホイールの回
転に対する傾斜部２２ａ，２３ａ，２２ｂ，２３ｂの傾
きが大きく、これに基づいて得られるステアリングホイ
ールの回転角度及び回転方向の情報は、その精度が高い
ということになる。従って、図２８のような回路構成に
より、第１，第２の検出信号２２，２３を交互に用いて
第３の検出信号２４を傾斜部２２ａ，２３ａ，２２ｂ，
２３ｂで補完するようにして利用すれば、ステアリング
ホイールのニュートラル位置からの回転角度を広い範囲
に渡って精度よく且つリアルタイムにて検出することが
できる。
【００６５】そして、第３の検出信号２４を全領域（こ
の場合−７２０゜〜７２０゜）に渡って補完しようとし
たときでも、第１，第２の検出信号２２，２３は、同一
周期であって、第１の検出信号２２の位相と第２の検出
信号２３位相とは１／４周期ずらして設定されているの
で、従来技術で示した如き無信号領域Ｘが存在すること
なく、常にステアリングホイールの角度変化に対する出
力電圧の変化が大きく且つ直線的である傾斜部２２ａ，
２３ａ，２２ｂ，２３ｂを用いて微回転角度を検出で
き、従ってステアリングホイールの回転角度を全領域に
渡って精度よく且つリアルタイムにて検出できるように
なっている。そして、このように検出されたステアリン
グホイールの回転角度及び回転方向は、マイコン２５か
ら自動車の制御機構部２６に送られ、自動車のサスペン
ション制御、オートマチックトランスミッション制御等
をきめ細かく行うようになっている。
【００６６】しかして、本実施形態においては、第１，
第２の検出信号２２，２３の位相差を１／４波長ずらし
て設定しているので、第１，第２の検出信号２２，２３
のほぼ直線に近い範囲を利用して第３の検出信号２４を
補完できるが、このずれは１／４波長に近い値でであれ
ばよく、また、３つ以上の信号を利用する場合には１／
３波長ずらして同様の処理を行えばよい。
【００６７】尚、前記回転検出機構は、回転体７と可動
体１０とが取り付けられ、ケース２内に回転可能に支持
された前記回転軸６を用いることによって、回転型可変
抵抗器２７とスライド型可変抵抗器３７とで構成しても
よい。その場合、図３３，図３４に示すように、回転型
可変抵抗器２７は、回転軸６と一体に回転する回転体２
８と、この回転体２８に支持された導電板から成る第１
の摺動子片２９と、この第１の摺動子２９から周方向へ
９０゜ずらして回転体２８に支持された導電板から成る
第２の摺動子片３０と、第１，第２の導電パターン３
１，３２及び抵抗体３３が同心円状に形成された絶縁基
板３４と、この絶縁基板３４から延出する端子３５ａ〜
３５ｄが接続されて絶縁基板３４を固定する回路基板３
６とを備えた構成とする。尚、端子３５ａには電圧Ｖｃ
ｃ（４Ｖ）を加え、端子３５ｄは接地し、端子３５ｂ，
３５ｃを各々第１，第２の検出信号４０，４１の出力端
子とする。また、ここでは、第１，第２の摺動子片２
９，３０を絶縁基板３４に９０゜ずらして支持し、第
１，第２の導電パターン３１，３２及び抵抗体３３を回
転体２８に形成するように構成してもよい。
【００６８】また、スライド型可変抵抗器３７は、可動
体１０に支持された導電板から成る第３の摺動子片３８
と、図示せぬ抵抗体が形成されて回路基板３６に端子３
９ａにより接続・支持された抵抗体基板３９とを備えた
構成とする。そして、第１の摺動子片２９で第１の導電
パターン３１と抵抗体３３との間を橋絡し、第２の摺動
子片３０で第２の導電パターン３２と抵抗体３３との間
を橋絡するとともに、第３の摺動子片３８を抵抗体基板
３９の図示せぬ抵抗体に当接させて、回路基板３６をケ
ース２内に固着する。尚、端子３９ａは第３の検出信号
４２の出力端子とする。
【００６９】このように前記回転検出機構を構成する
と、第１の摺動子片２９（検出部に相当）と第１の導電
パターン３１と抵抗体３３（位置情報記録部に相当）と
によって前記第１の回転検出手段１９が構成され、第２
の摺動子片３０と第２の導電パターン３２と抵抗体３３
とによって前記第２の回転検出手段２０が構成され、ま
た、第３の摺動子片３８と抵抗体基板３９の図示せぬ抵
抗体とによって前記第３の回転検出手段２１が構成され
る。
【００７０】そして、ロータ３がステアリングホイール
と一体的に回転するのに応じて、第１の摺動子片２９が
第１の導電パターン３１及び抵抗体３３上を摺動し、第
２の摺動子片３０が第２の導電パターン３２及び抵抗体
３３上を摺動するとともに、第３の摺動子３８が抵抗体
基板３９の図示せぬ抵抗体上を摺動することによって、
図３５に示すように、第１の回転検出手段１９は、電圧
０Ｖと電圧Ｖｃｃとの間で漸次増加を繰り返す鋸波から
なる交番波形の第１の検出信号４０を生成し、また、第
２の回転検出手段２０は、漸次増加を繰り返し第１の検
出信号４０と同一周期・同一振幅（４Ｖ）で９０゜位相
のずれた、鋸波からなる交番波形の第２の検出信号４１
を生成する。また、第３の回転検出手段２１は、第３の
摺動子片３８を抵抗体基板３９の図示せぬ抵抗体上を摺
動することにより、電圧０Ｖと電圧Ｖｃｃとの間で漸次
増加又は減少する第３の検出信号４２を生成する。
【００７１】ここで注目すべきは、上述したように、第
１の摺動子片２９と第２の摺動子３０とが９０゜ずれて
いるので、第１の摺動子２９が抵抗体３３の欠如区間Ｙ
に位置し第１の検出信号４０が生成できない場合におい
て、この第２の検出信号４１が生成され、逆に第２の摺
動子３０が抵抗体３３の欠如区間Ｙに位置し第２の検出
信号４１が生成できない場合において、第１の検出信号
４０が生成される点であり、これによって従来技術で述
べた無信号領域Ｘの発生を防止することができる。した
がって、端子３５ｂ，３５ｃ，３９ａから出力される、
これら第１，第２，第３の検出信号４０，４１，４２を
マイコン２５のような上述した如き回転角度演算手段を
用いて処理することによってステアリングホイールの回
転角度及び回転方向を全領域に渡って精度よく且つリア
ルタイムにて検出できる。尚、第１の検出信号４０と第
２の検出信号４１との位相差は９０゜としたが、１８０
゜ずらしてもよい。
【００７２】また、図３６に示すように、第１，第２の
導電体３１，３２及び抵抗体３３の形状・配置を若干変
更することにより、図３７に示すように、第１の回転検
出手段１９が、漸次増加及び減少を繰り返す三角波から
なる交番波形の第１の検出信号４３を生成し、また、第
２の回転検出手段２０が、漸次増加及び減少を繰り返し
第１の検出信号４３と同一周期で１／４周期（９０゜）
だけ位相のずれた、三角波からなる交番波形の第２の検
出信号４４を生成するようにもできる。この場合も第
１，第２，第３の検出信号４３，４４，４２をマイコン
２５のような上述した如き回転角度演算手段を用いて処
理することによってステアリングホイールの回転角度及
び回転方向を全領域に渡って精度よく且つリアルタイム
にて検出できる。
【００７３】また、第１，第２の回転検出手段１９，２
０は、図３８，図３９に示すように、回転軸６と一体に
回転し三日月状の一対のスリット４５ａが形成されたコ
ード板４５（位置情報記録部に相当）と、このコード板
４５を挟むように配置された発光素子４６ａと受光素子
４６ｂ（検出部に相当）とからなる検出素子４６とを備
えた光学式エンコーダに置き換えてもよく、この場合、
回転軸６の回転に応じて、スリット４５ａにより増減さ
れる発光素子４６ａからの投光を受光素子４６ｂにて受
光して、図４０に示すように、漸次増加及び減少を繰り
返す、周期が９０゜の正弦波からなる交番波形の第１の
検出信号４７と、漸次増加及び減少を繰り返し第１の検
出信号４７と１／４周期だけ位相のずれた、第１の検出
信号４７と同一振幅で周期が９０゜の正弦波からなる交
番波形の第２の検出信号４８とを生成することができ
る。この場合も第１，第２，第３の検出信号４７，４
８，４２をマイコン２５のような上述した如き回転角度
演算手段を用いて処理することによってステアリングホ
イールの回転角度及び回転方向を全領域に渡って精度よ
く且つリアルタイムにて検出できる。
【００７４】また、図４１に示すように、ケース２の底
部２ａに回転軸６の両端部を各々挟持し、上端部に開放
部４９ａを有する一対の挟持部材４９と、回転軸６の両
端の軸線方向Ｂと直交する側面に当接する一対の壁部５
０，５１とを設け、一方の壁部５０を他方の壁部５１よ
りも薄肉に形成し、一方の壁部５０で回転軸６の一端面
を軸線方向Ｂに押圧して、回転軸６の他端面を他方の壁
部５１に押し付けることにより、回転軸６をケース２に
回転可能に支持してもよく、その場合、回転軸６を一対
の挟持部材４９の開放部４９ａに嵌め込むだけで回転軸
６をケース２に支持でき、組立性を向上させることがで
きる。
【００７５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロータの回転に伴って漸次増加及び／又は減少を繰り返
し、同一周期で位相の異なる第１，第２の検出信号を生
成する第１，第２の回転検出手段と、前記ロータの回転
に伴って該ロータの回転範囲の全範囲において漸次増加
又は減少する第３の検出信号を生成する第３の回転検出
手段とを備え、前記第３の検出信号によって前記ロータ
の粗回転角度を検出し、前記第１および第２の検出信号
によって前記ロータの微回転角度を検出するようにした
ので、被検出体の回転角度及び回転方向を広い範囲に渡
って精度よく且つリアルタイムにて検出できる。
【００７６】また、前記微回転角度を前記第１，第２の
検出信号の傾斜部で交互に検出するようにしたので、前
記被検出体の回転角度を精度よく検出できる。
【００７７】また、前記第１，第２の検出信号を正弦波
または三角波あるいは鋸波で構成したので、前記第１，
第２の検出信号に前記傾斜部を形成することができ、前
記傾斜部を用いて前記被検出体の回転角度を精度よく検
出できる。
【００７８】また、前記第１，第２の検出信号の位相差
を９０°としたので、前記第３の検出信号に前記第１，
第２の検出信号で補完できない領域の発生を防止するこ
とができる。
【００７９】また、前記第１，第２，第３の回転検出手
段の各々を位置情報記録部と検出部とで構成したので、
簡単な構成で前記第１，第２，第３の回転検出手段を構
成でき、組立作業性を向上させることがでる。
【００８０】また、前記位置情報記録部を磁石で形成
し、前記検出部を磁電変換素子で形成したので、簡単な
構成で前記第１，第２，第３の回転検出手段を構成で
き、組立作業性を向上させることがでる。
【００８１】また、前記ロータを回動自在に収納するケ
ースと、このケース内に収納されて前記ロータの回転に
連動して回転する回転軸と、この回転軸の回転に連動し
て該回転軸の軸線方向にスライドする可動体とを備え、
前記第１，第２の回転検出手段の各々は位置情報記録部
と検出部とで構成され、前記第１，第２の回転検出手段
は、前記位置情報記録部と前記検出部との何れか一方を
前記回転軸に係止するとともに何れか他方を前記ケース
に保持して、前記回転軸の回転動作によって前記第１，
第２の検出信号を生成し、前記第３の検出手段は、前記
位置情報記録部と前記検出部との何れか一方を前記可動
体に設けるとともに何れか他方を前記ケースに保持し
て、前記可動体のスライドによって前記第３の検出信号
を生成するようにしたので、回転軸の回転に伴い第１，
２の回転検出手段の位置情報記録部と検出部のいずれか
一方が回転し、第３の検出手段の位置情報記録部と検出
部のいずれか一方もスライドする。そして、第１，２，
３の回転検出手段の位置情報記録部と検出部のいずれか
他方はケースに保持されているから、従って、複雑なギ
ア機構を用いることなく、第１，２，３の検出信号を簡
単な構成で生成することができる。
【００８２】また、前記ケース内には、前記回転軸の両
端部の軸線方向と直交する側面を各々挟持し上端部が開
放された一対の挟持部材と、前記回転軸の両端面に当接
する一対の壁部とを設け、該一対の壁部の一方を他方よ
りも薄肉に形成し、この一対の壁部の一方で前記回転軸
を前記軸線方向に押圧して、前記回転軸の他端を前記一
対の壁部の他方に押し付けることにより、前記回転軸を
回転可能に支持したので、前記回転軸を前記一対の挟持
部材に嵌め込むだけで前記回転軸を前記ケースに支持で
き、組立性を向上させることができる。
【００８３】また、前記ケースに案内部を設け、前記可
動体には前記案内部に係合する被案内部を設け、この被
案内部が前記案内部にガイドされて、前記可動体が前記
回転軸の軸線方向にスライドするようにしたので、前記
可動体をがたつきなくスムーズにスライドさせることが
できる。
【００８４】また、前記第３の回転検出手段の位置情報
記録部と検出部とを磁石と磁電変換素子とで構成し、該
磁石を前記可動体に取り付け、前記磁電変換素子を前記
ケース内に取り付けるとともに、前記第３の回転検出手
段の前記磁石のスライド範囲にわたる周囲を磁気遮蔽用
のシールド部材で覆った構成としたので、前記磁石の磁
束の漏洩による前記ケースの内外への影響、及び前記ホ
ール素子への磁気的ノイズの影響を防止でき、前記第３
の回転検出手段による検出精度を向上させることができ
る。
【００８５】また、前記回転軸と一体に回転する回転体
を前記回転軸に取り付け、前記ロータと前記回転体の両
方にはすば歯車部を形成し、前記ロータのはすば歯車部
と前記回転軸のはすば歯車部とを噛合させ、この噛合に
より前記回転軸が前記ロータの回転に連動して回転する
ようにしたので、前記ロータと前記回転軸との間の遊び
を極小化でき、前記回転軸を前記ロータの回転に確実に
連動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転型センサの平面図。
【図２】本発明の回転型センサの側面図。
【図３】本発明の回転型センサの上カバーを取り除いて
示す平面図。
【図４】本発明の回転型センサの一部を切断して示す平
面図。
【図５】本発明の回転型センサの断面図。
【図６】本発明の回転型センサの要部拡大断面図。
【図７】本発明の回転型センサに係るケースの平面図。
【図８】図７の８−８線に沿う断面図。
【図９】本発明の回転型センサに係るロータの平面図。
【図１０】図９の１０−１０線に沿う断面図。
【図１１】本発明の回転型センサに係る上カバーの底面
図。
【図１２】図１１の１２−１２線に沿う断面図。
【図１３】本発明の回転型センサに係る回転軸の平面
図。
【図１４】本発明の回転型センサに係る回転体の側面
図。
【図１５】図１４の１５−１５線に沿う断面図。
【図１６】本発明の回転型センサに係る第１の磁石の平
面図。
【図１７】本発明の回転型センサに係る第２の磁石の平
面図。
【図１８】本発明の回転型センサに係る可動体の側面
図。
【図１９】図１８の１９−１９線に沿う断面図。
【図２０】本発明の回転型センサに係る可動体の底面
図。
【図２１】本発明の回転型センサに係る軸受の平面図。
【図２２】図２１の２２−２２線に沿う断面図。
【図２３】本発明の回転型センサに係る軸受の平面図。
【図２４】図２３の２４−２４線に沿う断面図。
【図２５】本発明の回転型センサに係るホルダの平面
【図２６】図２５の２６−２６線に沿う断面図。
【図２７】本発明の回転型センサに係る回路基板の平面
図。
【図２８】本発明の回転型センサに係る信号処理回路の
概略構成を示すブロック図。
【図２９】本発明の回転型センサに係る第１，第２の回
転検出手段の出力特性図。
【図３０】本発明の回転型センサに係る第３の回転検出
手段の出力特性図。
【図３１】本発明の回転型センサに係る第１，第２、第
３の回転検出手段の出力特性図。
【図３２】図３１の拡大図。
【図３３】本発明の回転型センサに係る回転検出機構の
側面図。
【図３４】本発明の回転型センサに係る第１，第２の検
出手段の平面図。
【図３５】本発明の回転型センサに係る第１，第２、第
３の回転検出手段の出力特性図。
【図３６】本発明の回転型センサに係る第１，第２の検
出手段の平面図。
【図３７】本発明の回転型センサに係る第１，第２、第
３の回転検出手段の出力特性図。
【図３８】本発明の回転型センサに係る回転検出機構の
側面図。
【図３９】本発明の回転型センサに係る回転検出機構を
構成するスリット板の平面図。
【図４０】本発明の回転型センサに係る第１，第２、第
３の回転検出手段の出力特性図。
【図４１】本発明の回転型センサに係る回転軸の支持構
造を示す斜視図。
【図４２】従来の回転型センサの断面図。
【図４３】従来の回転型センサの要部の平面図。
【図４４】従来の回転型センサに係る第１，第２のアブ
ソリュートエンコーダの出力特性図。
【図４５】従来の回転型センサに係る信号処理回路の概
略構成を示すブロック図。
【図４６】従来の回転型センサに係る信号処理回路の出
力特性図。
【符号の説明】
１ 回転型センサ ２ ケース ２ａ 底部 ２ｂ 側壁部 ２ｃ 孔部 ２ｄ 環状の突起 ２ｅ 一対の案内部 ２ｆ 一対の突部 ２ｇ 位置決め突起 ２ｈ 嵌入溝 ２ｊ 嵌入溝 ２ｋ 一対の支持溝 ２ｍ ねじ穴 ２ｎ 突出部 ３ ロータ ３ａ はすば歯車 ３ｂ 環状の段部 ３ｃ 環状の段部 ３ｄ 一対の切欠部 ４ 上カバー ４ａ 孔部 ４ｂ 取付孔 ４ｃ 引出孔 ４ｄ 環状の突起 ４ｆ 一対の突部 ４ｇ シールド部材 ５ ねじ ６ 回転軸 ６ａ 大径部 ６ｂ スクリュー溝 ６ｃ 小径部 ６ｄ 小径部 ７ 回転体 ７ａ 大径部 ７ｂ 貫通孔 ７ｃ はすば歯車 ７ｄ 環状の段部 ８ 第１の磁石 ８ａ Ｎ極 ８ｂ Ｓ極 ８ｃ 貫通孔 ９ 第２の磁石 ９ａ Ｎ極 ９ｂ Ｓ極 １０ 可動体 １０ａ 貫通孔 １０ｂ ねじ山 １０ｃ 凹部 １０ｄ 被案内部 １１ 軸受 １１ａ 平板部 １１ｂ 円柱部 １１ｃ 孔部 １２ 軸受 １２ａ 平板部 １２ｂ 円柱部 １２ｃ 穴部 １３ ホルダ １３ａ 凹部 １３ｂ 孔 １３ｃ 突起 １４ 第１のホール素子 １４ａ 端子部 １５ 第２のホール素子 １５ａ 端子部 １６ 第３のホール素子 １６ａ 端子部 １７ 回路基板 １７ａ 大径孔 １７ｂ 大径孔 １７ｃ 小径孔 １７ｄ 小径孔 １７ｅ 小径孔 １８ ケーブル １９ 第１の回転検出手段 ２０ 第２の回転検出手段 ２１ 第３の回転検出手段 ２２ 第１の検出信号 ２２ａ 傾斜部 ２２ｂ 傾斜部 ２３ 第２の検出信号 ２３ａ 傾斜部 ２３ｂ 傾斜部 ２４ 第３の検出信号 ２５ マイコン ２６ 制御機構部 ２７ 回転型可変抵抗器 ２８ 絶縁円板 ２９ 第１の摺動子片 ３０ 第２の摺動子片 ３１ 第１の導電パターン ３２ 第２の導電パターン ３３ 抵抗体 ３４ 絶縁基板 ３５ 端子 ３６ 回路基板 ３７ スライド型可変抵抗器 ３８ 第３の摺動子片 ３９ 抵抗体基板 ３９ａ 端子 ４０ 第１の検出信号 ４１ 第２の検出信号 ４２ 第３の検出信号 ４３ 第１の検出信号 ４４ 第２の検出信号 ４５ コード板 ４５ａ 一対のスリット ４６ 検出素子 ４６ａ 発光素子 ４６ｂ 受光素子 ４７ 第１の検出信号 ４８ 第２の検出信号 ４９ 一対の挟持部材 ４９ａ 開放部 ５０ 壁部 ５１ 壁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F034 AA09 AA16 EA01 EA02 EA04 EA10 2F063 AA35 AA36 CA10 DC03 DC04 DC06 DD04 DD09 EA02 EA03 FA02 FA17 GA52 GA67 GA68 KA01 KA05 LA02 2F077 AA30 CC10 DD05 EE03 EE04 JJ02 JJ03 JJ08 JJ09 JJ23 NN04 TT52

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロータの回転に伴って漸次増加及び／又
    は減少を繰り返し、同一周期で位相の異なる第１，第２
    の検出信号を生成する第１，第２の回転検出手段と、前
    記ロータの回転に伴って該ロータの回転範囲の全範囲に
    おいて漸次増加又は減少する第３の検出信号を生成する
    第３の回転検出手段とを備え、前記第３の検出信号によ
    って前記ロータの粗回転角度を検出し、前記第１および
    第２の検出信号によって前記ロータの微回転角度を検出
    するようにしたことを特徴とする回転型センサ。
  2. 【請求項２】 前記微回転角度は前記第１，第２の検出
    信号の傾斜部で交互に検出するようにしたことを特徴と
    する請求項１に記載の回転型センサ。
  3. 【請求項３】 前記第１，第２の検出信号は、正弦波ま
    たは三角波あるいは鋸波であることを特徴とする請求項
    １に記載の回転型センサ。
  4. 【請求項４】 前記第１，第２の検出信号の位相差は９
    ０°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の回
    転型センサ。
  5. 【請求項５】 前記第１，第２，第３の回転検出手段の
    各々は位置情報記録部と検出部とで構成されていること
    を特徴とする請求項１又は２又は３に記載の回転型セン
    サ。
  6. 【請求項６】 前記位置情報記録部を磁石で形成し、前
    記検出部を磁電変換素子で形成したことを特徴とする請
    求項５に記載の回転型センサ。
  7. 【請求項７】 前記ロータを回動自在に収納するケース
    と、このケース内に収納されて前記ロータの回転に連動
    して回転する回転軸と、この回転軸の回転に連動して該
    回転軸の軸線方向にスライドする可動体とを備え、前記
    第１，第２，第３の回転検出手段の各々は位置情報記録
    部と検出部とで構成され、前記第１，第２の回転検出手
    段は、前記位置情報記録部と前記検出部との何れか一方
    を前記回転軸に係止するとともに何れか他方を前記ケー
    スに保持して、前記回転軸の回転動作によって前記第
    １，第２の検出信号を生成し、前記第３の検出手段は、
    前記位置情報記録部と前記検出部との何れか一方を前記
    可動体に設けるとともに何れか他方を前記ケースに保持
    して、前記可動体のスライドによって前記第３の検出信
    号を生成することを特徴とする請求項１に記載の回転型
    センサ。
  8. 【請求項８】 前記ケース内には、前記回転軸の両端部
    の軸線方向と直交する側面を各々挟持し、上端部が開放
    された一対の挟持部材と、前記回転軸の両端面に当接す
    る一対の壁部とを設け、該一対の壁部の一方を他方より
    も薄肉に形成し、この一対の壁部の一方で前記回転軸を
    前記軸線方向に押圧して、前記回転軸の他端を前記一対
    の壁部の他方に押し付けることにより、前記回転軸を回
    転可能に支持したことを特徴とする請求項７に記載の回
    転型センサ。
  9. 【請求項９】 前記ケースに案内部を設け、前記可動体
    には前記案内部に係合する被案内部を設け、この被案内
    部が前記案内部にガイドされて、前記可動体が前記回転
    軸の軸線方向にスライドすることを特徴とする請求項７
    に記載の回転型センサ。
  10. 【請求項１０】 前記第３の回転検出手段の位置情報記
    録部と検出部とを各々磁石と磁電変換素子とで構成し、
    該磁石を前記可動体に取り付け、前記磁電変換素子を前
    記ケース内に取り付けるとともに、前記第３の回転検出
    手段の前記磁石のスライド範囲にわたる周囲を磁気遮蔽
    用のシールド部材で覆ったことを特徴とする請求項７に
    記載の回転型センサ。
  11. 【請求項１１】 前記回転軸と一体に回転する回転体を
    前記回転軸に取り付け、前記ロータと前記回転体の両方
    にはすば歯車部を形成し、前記ロータのはすば歯車部と
    前記回転軸のはすば歯車部とを噛合させ、この噛合によ
    り前記回転軸が前記ロータの回転に連動して回転するよ
    うにしたことを特徴とする請求項７に記載の回転型セン
    サ。
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