JPH1038557A

JPH1038557A - 多回転体の回転角検出装置

Info

Publication number: JPH1038557A
Application number: JP19779796A
Authority: JP
Inventors: Hironori Kato; 弘典加藤; Tadashi Sano; 正佐野; Katsuya Mitsuzuka; 克也三塚; Yukari Sano; ゆかり佐野; Akira Totsuka; 亮戸塚; Nagao Kuroda; 長雄黒田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】小型にして多回転体の絶対位置の検出を高精
度かつ高分解能で行うことができる回転検出装置を提供
する。【解決手段】多回転体の回転検出装置を、ロータ１１
とコード板１２と当該コード板より信号を検出する摺動
子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄとからなる電気式の
ロータリエンコーダ２と、当該ロータリエンコーダのコ
ード板に形成された渦巻状案内溝２０と、当該渦巻状案
内溝にアクチュエータ３ａが係合されたリニア型のポテ
ンショメータ３とから構成し、前記ポテンショメータ３
の出力変化より予め定められた基準位置からのステアリ
ングシャフト１の回転数を検出すると共に、前記ロータ
リエンコーダ２の出力変化より前記基準位置からの回転
角度や回転速度等を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用ス
テアリングホイールなどのように１回転以上の有限回転
数内で回転する多回転体の絶対位置検出に好適な多回転
体の回転検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実公平５−２６４８７
号公報などに記載されているように、自動車用ステアリ
ングシャフトの周囲にコード板（符号化板）と発光素子
及び受光素子の組合せとからなる光学式ロータリエンコ
ーダを設け、ステアリングシャフトによりコード板を回
転して当該シャフトに取り付けられたステアリングホイ
ールの操舵角度及び操舵方向を検出し、サスペンション
の減衰力制御やオートマチックトランスミッションのシ
フトポジション制御、それに四輪操舵（４ＷＳ）車にお
ける後輪の操舵制御等を行う技術が知られている。

【０００３】ステアリングシャフトはニュートラル位置
から右方向及び左方向に夫々１．５〜３回転するように
構成されているのに対して、ロータリエンコーダは１回
転内の回転角度しか検出できないものであるので、単に
ステアリングシャフトの周囲にロータリエンコーダを備
えただけでは、多回転するステアリングシャフトの絶対
角度、即ちニュートラル位置から何回転目の何度の位置
にあるかを検出することができない。

【０００４】前記公知例においては、ステアリングシャ
フトとロータリエンコーダのロータとの間にギア機構を
設け、多回転するステアリングシャフトの回転を１回転
内の回転に減速してロータリエンコーダによるステアリ
ングシャフトの絶対角度検出を可能にしている。

【０００５】また、ステアリングシャフトの操舵角検出
装置としては、この他に、例えば実開昭６０−５６２１
３号公報などに記載されているように、ステアリングシ
ャフトの軸回りに螺旋状案内溝が形成された円板を取り
付け、当該円板と対向させて当該円板の半径方向に配置
されたリニア型ポテンショメータのアクチュエータを前
記螺旋状案内溝に係合させ、前記リニア型ポテンショメ
ータの出力変化からステアリングシャフトの操舵角度及
び操舵方向を検出するようにしたものも知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然るに、前記公知例の
うち、前者の構成によると、ロータリエンコーダの構成
が複雑化してロータリエンコーダが大型化、重量化する
ばかりでなく、ロータリエンコーダに備えられたコード
板の回転数がステアリングシャフトの実回転の数分の１
に減速されるので、回転検出の分解能が当該減速比に応
じて低下する。また、ステアリングシャフトの回転方向
を右方向から左方向にあるいは左方向から右方向に切り
換えたとき、ギア間のバックラッシュによってコード板
の回転に遅れを生じるため、ロータリエンコーダよりス
テアリングシャフトの回転に応じたパルス信号が正確に
出力されず、応答性及び信頼性に優れた各種の制御を実
現することが困難である。さらに、ステアリングシャフ
トがギア機構を駆動するため、ステアリングシャフトの
円滑な回転が妨げられるおそれがある。

【０００７】一方、前記公知例のうちの後者によれば、
原理的には、減速機構を設けることなく、１回転以上に
わたるステアリングシャフトの操舵角度と操舵方向とを
検出することができる。然るに、本例の構成によると、
ステアリングシャフトの操舵角度が小さい場合、ポテン
ショメータの出力変化が微小であるためにステアリング
シャフトの操舵角度を正確に検出することができず、サ
スペンションの減衰力制御等を正確に行うことができな
いので、到底実用に供し得ない。

【０００８】なお、上記においてはステアリングシャフ
トの回転角検出装置を例にとって説明したが、公知例に
係る回転角検出装置は、他の多回転体の回転角検出に応
用した場合にも上記と同様の不都合を生じ得る。

【０００９】本発明は、かかる従来技術の不備を解決す
るためになされたものであって、その課題とするところ
は、小型にして多回転体の絶対位置の検出を高精度かつ
高分解能で行うことができる回転検出装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
達成するため、多回転体の回転検出装置を、ロータリエ
ンコーダと、当該ロータリエンコーダのコード板又はコ
ード板保持部材に形成された渦巻状案内部と、当該渦巻
状案内部にアクチュエータが係合された位置検出器とを
備え、前記位置検出器の出力変化より予め定められた基
準位置からの粗い回転角を検出し、前記ロータリエンコ
ーダの１回転以内の精密な回転角を検出し、これら粗い
回転角と精密な回転角を組み合わせることにより前記基
準位置からの回転角度を検出する構成にした。

【００１１】かかる構成によると、前記位置検出器で多
回転体（例えばステアリングシャフト）の基準位置（ス
テアリングシャフトに場合には、ニュートラル位置）か
らの概略の回転角度位置を検出し、ロータリエンコーダ
で当該１回転内の回転角度を検出することによって、こ
れらを組合せ多回転体の絶対角度検出を行うことができ
る。この場合、多回転体とロータリエンコーダの間に減
速機構を介さないのでロータリエンコーダの分解能が低
下せず、しかも多回転体とロータリエンコーダの間にバ
ックラッシュ等が介在しないのでロータリエンコーダの
コード板に回転遅れを生じることがない。よって、回転
検出装置の出力信号を利用した各種の制御を高い精度と
信頼性により行うことができる。さらに、ロータリエン
コーダのコード板又はコード板保持部材に渦巻状案内部
を形成したので、コード板又はコード板保持部材と渦巻
状案内部形成用の板状部材の双方を備える場合に比べて
装置を小型化及び軽量化することができる。

【００１２】前記回転検出装置をステアリングシャフト
の回転検出装置として適用する場合には、取付スペース
を小さくしてステアリングシャフト回りの設計を容易に
するため、ステアリングシャフトの周囲に備えられる回
転コネクタ又はスリップリングに一体的に組み込むこと
が好ましい。この場合、構造の簡略化と部品点数の減少
を図り、装置の小型化及び軽量化を達成するため、ロー
タリエンコーダのコード板を回転するためのロータを回
転コネクタ又はスリップリングのロータに同心に取り付
け、ロータリエンコーダのコード板をロータリエンコー
ダのロータと回転コネクタ又はスリップリングのロータ
との間に挾設することが好ましい。

【００１３】なお、前記ロータリエンコーダとしては、
光学式ロータリエンコーダを用いることもできるし、接
点開閉式ロータリエンコーダを用いることもできる。ま
た、前記位置検出器としては、リニア型の位置検出器を
用いることもできるし、ロータリ型の位置検出器を用い
ることもできる。

【００１４】リニア型の位置検出器を用いた場合には、
当該位置検出器のアクチュエータのコード板１回転あた
りの移動量を渦巻状案内部のピッチよりも大きくし、検
出精度の向上を図るため、当該アクチュエータの駆動方
向を前記コード板又はコード板保持部材の回転中心を通
る当該コード板又はコード板保持部材の渦巻状案内部形
成面と平行な直線に対して傾斜させることが好ましい。

【００１５】また、ロータリ型の位置検出器を用いた場
合には、簡単な構造で多回転の検出を可能とし、かつ当
該位置検出器の回転軸のコード板１回転あたりの回転角
を適当な値にして検出精度の向上を図るため、当該位置
検出器の回転軸に取り付けられたアームの他端に前記渦
巻状案内部と係合するアクチュエータを設けるという構
成にすることが好ましい。

【００１６】さらに、前記コード板又はコード板保持部
材が右転したときと左転したときの前記位置検出器の出
力ずれ、即ちヒステリシスを防止し、正確な回転角検出
を実現するため、前記位置検出器のアクチュエータを前
記渦巻状案内部の側壁に圧接するための付勢手段を備え
ることが好ましい。

【００１７】なお、リニア型又はロータリ型の位置検出
器としては、電気抵抗式位置検出器（ポテンショメー
タ）、光学式位置検出器、磁気式位置検出器などを用い
ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回転検出装置
の第１例を、図１〜図３を用いて説明する。図１は本例
に係る回転検出装置の正面図、図２は本例に係る回転検
出装置の背面図、図３は本例に係る回転検出装置の断面
図である。

【００１９】これらの図から明らかなように、本例の回
転角検出装置は、多回転体であるステアリングシャフト
１の回転方向、回転速度それにニュートラル位置からの
回転角度等を検出する接点開閉式ロータリエンコーダ２
と、ステアリングシャフト１のニュートラル位置からの
粗い絶対回転角を検出するリニア型ポテンショメータ３
とから成る。

【００２０】接点開閉式ロータリエンコーダ２は、ロー
タ１１と、当該ロータ１１と一体に回転するコード板１
２と、当該コード板１２に形成された導電パターンより
回転角検出信号を検出する摺動子１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄと、これらの各摺動子１３ａ〜１３ｄを保持
する摺動子受１４とから構成される。

【００２１】ロータ１１は、図３に示すように、ステア
リングシャフト１の外形よりもやや大径の内径を有する
段付きのリング形に形成される。また、コード板１２
は、図１〜図３に示すように、前記ロータ１１よりも大
径で、中心部に前記ロータ１１の内径と等しい直径のセ
ンタ孔１５が開設された絶縁性の円板によって形成され
る。これらロータ１１及びコード板１２は、図示しない
適宜の連結手段、例えばねじなどによって同心に組立ら
れ、一体化される。

【００２２】コード板１２の表面のロータ１１の取付部
よりも外周領域には、図１に示すように、Ａ相検出パタ
ーン１６とＢ相検出パターン１７とＺ相検出パターン１
８とコモンパターン１９とが導電性の材料をもって形成
されている。Ａ相検出パターン１６及びＢ相検出パター
ン１７は、ステアリングシャフト１の回転角度、回転方
向及び回転速度等を検出するためのパターンであって、
センタ孔１５と同心に一定ピッチで形成され、Ａ相検出
パターン１６とＢ相検出パターン１７とは、周方向に１
／４ピッチだけ位相をずらして形成される。Ｚ相検出パ
ターン１８は、ステアリングシャフト１のニュートラル
位置を含む場合も含まない場合もあるが、１回転以内の
絶対位置を検出するためのパターンであって、周方向に
パターン長が異なる複数個の導電パターンが所定の配列
で形成されている。このとき、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相パター
ンは、図示しない配線によって電源に接続されている。
コモンパターン１９は、アースにつながるパターンであ
って、センタ孔１５と同心のリング状に形成される。こ
れらの各パターン１６〜１９には、図３に示すように、
絶縁性の摺動子受１４に保持された摺動子１３ａ〜１３
ｄが個別に当接される。ここでアースに接続された摺動
子１３ａとその他の摺動子１３ｂ〜１３ｄとの間にロー
タ１１の回転位置によって電圧が出力される。

【００２３】なお、前記の各パターン１６〜１９は、例
えば印刷やエッチングによって形成されるが、具体的な
パターン形成方法については、公知に属する事項であり
かつ本発明の要旨でもないので説明を省略する。

【００２４】一方、コード板１２の背面には、図２及び
図３に示すように、リニア型ポテンショメータ３のアク
チュエータ３ａを駆動するための渦巻状案内部としての
渦巻状案内溝２０が、センタ孔１５と同心に一定ピッチ
で形成される。この渦巻状案内溝２０は、アクチュエー
タ３ａの先端部を挿入可能な幅及び深さに形成され、そ
のターン数は、少なくともステアリングシャフト１の総
回転数以上に調整される。図２の例では、渦巻状案内溝
２０のターン数が「５．５」になっている。

【００２５】リニア型ポテンショメータ３は、図２及び
図３に示すように、ケーシング２１内に設けられたプリ
ント基板２２に取り付けられ、アクチュエータ３ａの駆
動方向がコード板１２の半径方向になるように配置され
る。ニュートラル位置において、アクチュエータ３ａ
は、当該リニア型ポテンショメータ３の駆動範囲の中央
部に位置付けられ、かつ前記渦巻状案内溝２０の中央部
に位置付けられて、右転時の回転検出と左転時の回転検
出とを行えるように調整される。アクチュエータ３ａと
ポテンショメータ本体との間には弾性体２３が設けら
れ、アクチュエータ３ａを常時渦巻状案内溝２０の一方
の壁面に圧接している。コード板１２が回転されると、
リニア型ポテンショメータ３のアクチュエータ３ａは、
渦巻状案内溝２０に沿って摺動され、コード板１２の回
転量に比例した距離だけコード板１２の半径方向に移動
する。したがって、当該リニア型ポテンショメータ３の
出力変化より、ニュートラル位置からの粗い絶対回転角
を検出することができる。

【００２６】前記のように構成された回転角検出装置
は、センタ孔１５にステアリングシャフト１を貫通する
ことによって、ステアリングシャフト１の外周にこれと
同心に取り付けられる。なお、本例の回転角検出装置が
単独でステアリングシャフト１に備えられる場合には、
ロータ１１とステアリングシャフト１との間に所要の連
結手段（図示省略）が設けられ、当該連結手段を介して
ステアリングシャフト１の回転がコード板１２に伝達さ
れる。また、本例の回転検出装置が回転コネクタやスリ
ップリング等の他の装置と組み合わされて使用される場
合には、ステアリングシャフト１に連結された回転コネ
クタ又はスリップリングのロータ（図示省略）とロータ
リエンコーダ２のロータ１１とを連結することによっ
て、ステアリングシャフト１の回転をコード板１２に伝
達するように構成することもできる。

【００２７】以下、前記のように構成された回転角検出
装置の動作について説明する。

【００２８】自動車のイグニションスイッチをオンする
と、ポテンショメータ３に電源が供給され、当該ポテン
ショメータ３の出力信号より現在のステアリングシャフ
ト１（ステアリングホイール）の位置、即ちイニシャル
位置から何回転目の何度の位置にあるかを示すデータ
（粗い回転角のデータ出力）が直ちに得られる。但し、
ポテンショメータ３を利用した装置においては、正確な
ポジションデータ出力を得ることは困難であり、±９０
０度（±２．５回転）の有限回転数内で回転する多回転
体についてはおよそ±４０度の誤差が見込まれる。

【００２９】この状態からドライバーがステアリングホ
イールを操作すると、コード板１２が回転し、摺動子１
３ａ，１３ｂ，１３ｃより、図４に示す如きＡ相検出パ
ターン１６に対応するＡ信号とＢ相検出パターン１７に
対応するＢ信号とＺ相検出パターン１８に対応するＺ信
号とが夫々検出される。各信号の使用方法は種々考えら
れるが、一例として、Ａ信号の立上り（立下り）の次に
Ｂ信号の立上りが来るか立下りが来るかによってステア
リングシャフト１の回転方向を求めることができると共
に、同一回転方向におけるＺ信号の１パルスから次のパ
ルスまでの間隔を、Ａ信号又はＢ信号のパルス数をカウ
ントすることによってその回転角を決定することができ
る。このようにしてステアリングシャフト１の回転角が
確定した後は、Ａ信号又はＢ信号のパルスを用いて逐次
回転速度及び回転角の情報を得ることができる。即ち、
単位時間当りのパルス数をカウントすることによってス
テアリングシャフト１の回転速度を検出することがで
き、また、カウントされたパルス数を先に決定された回
転角データに加算又は減算することによって角度位置を
順次求めることができる。なお、Ａ相検出パターン１６
及びＢ相検出パターン１７が２度ピッチで形成されてい
る場合には、±０．２５度の精度でステアリングシャフ
ト１の相対回転の回転角データを得ることができる。ま
た、Ａ信号及びＢ信号による相対位置情報が１回転中の
どの位置にあるかはＺ信号でチェックされ、精密なステ
アリングシャフト１の１回転の中の回転角検出を行うこ
とができる。

【００３０】かように、本例の回転角検出装置は、リニ
ア型ポテンショメータ３でステアリングシャフト１のニ
ュートラル位置からの粗い回転角を検出し、ロータリエ
ンコーダ２で当該１回転内の回転角度を精密に検出し、
これを組み合わせたので、多回転体であるステアリング
シャフト１の絶対角度検出を行うことができる。詳しく
は、粗い回転各データからはステアリングシャフト１の
回転が何回転から何回転の間にあるのかの情報を得てこ
れを演算し、これに１回転内の基準位置（ステアリング
シャフト１のニュートラル位置とそれから±１回転、±
２回転、±３回転した位置を含む。）からの精密な回転
角を加えてニュートラル位置からの絶対回転角を算出す
る。また、この場合、ステアリングシャフト１とロータ
リエンコーダ２の間に何らの減速機構を介さないのでロ
ータリエンコーダ２の分解能が低下せず、しかもステア
リングシャフト１とロータリエンコーダ２との間にバッ
クラッシュ等が介在しないので、ロータリエンコーダ２
のコード板１２に回転遅れを生じることがない。よっ
て、回転検出装置の出力信号を利用した各種の制御を高
い精度と信頼性により行うことができる。また、ロータ
リエンコーダ２のコード板１２に渦巻状案内溝２０を形
成したので、コード板と渦巻状案内溝形成用の板状部材
の双方を備える場合に比べて装置を小型化及び軽量化す
ることができる。さらに、アクチュエータ３ａとポテン
ショメータ本体との間に弾性体２３を設け、アクチュエ
ータ３ａを常時渦巻状案内溝２０の一方の壁面に圧接す
るようにしたので、ステアリングシャフト１を右転した
ときと左転したときのアクチュエータ３ａのヒステリシ
スを防止でき、高精度な回転角検出を実現できる。

【００３１】次に、本発明に係る回転検出装置の第２例
を、図５〜図７を用いて説明する。図５は本例に係る回
転検出装置の正面図、図６は本例に係る回転検出装置の
背面図、図７は本例に係る回転検出装置の断面図であ
る。

【００３２】これらの図から明らかなように、本例の回
転角検出装置は、多回転体であるステアリングシャフト
１の回転方向、回転速度それにニュートラル位置からの
回転角等を検出するためのロータリエンコーダとして、
光透過型ロータリエンコーダ３０を用いたことを特徴と
する。

【００３３】光透過型ロータリエンコーダ３１は、ロー
タ３２と、当該ロータ３２に取り付けられたコード板保
持部材３３と、当該コード板保持部材３３に保持された
コード板３４と、当該コード板３４より光学的に信号を
検出する光信号検出器３５とから構成される。

【００３４】ロータ３２は、図７から明らかなように、
第１実施例におけるロータ１１と同様に、ステアリング
シャフト１の外形よりもやや大径の内径を有する段付き
のリング形に形成される。

【００３５】コード板保持部材３３は、図５〜図７に示
すように、前記ロータ３２よりも大径で、中心部に前記
ロータ３２の内径と等しい直径のセンタ孔３３ａを有す
る円板によって形成されている。これらのロータ３２及
びコード板保持部材３３は、図示しない適宜の連結手
段、例えばねじなどによって同心に組立られ、一体化さ
れる。このコード板保持部材３３の背面には、図６及び
図７に示すように、リニア型ポテンショメータ３のアク
チュエータ３ａを駆動するための渦巻状案内溝２０が、
センタ孔３３ａと同心に一定ピッチで形成される。

【００３６】コード板３４は、コード板保持部材３３よ
りも大径の非透明なプラスチック板や金属板等によって
形成されており、コード板保持部材３３の外周部にこれ
と同心に取り付けられる。このコード板３４には、図５
及び図６に示すように、外周部にステアリングシャフト
１の相対的な回転角等を検出するためのＡ，Ｂ相検出パ
ターン３４ａが一定ピッチで開設されると共に、その内
周部分にステアリングシャフト１のニュートラル位置を
含む１回転以内の回転角の絶対位置を検出するためのＺ
相検出パターン３４ｂが所定の配列で開設される。

【００３７】光信号検出器３５には、Ａ，Ｂ相検出パタ
ーン３４ａより信号を検出する発光素子３６ａ及び受光
素子３７ａと、Ｚ相検出パターン３４ｂより信号を検出
する発光素子３６ｂ及び受光素子３７ｂとが備えられ
る。この光信号検出器３５は、各発光素子及び受光素子
の組が夫々Ａ，Ｂ相検出パターン３４ａ又はＺ相検出パ
ターン３４ｂを介してその表面側及び背面側に配置され
るようにして、ケーシング２１に取り付けられる。Ａ，
Ｂ相信号検出用の受光素子３７ａには、Ａ，Ｂ相検出パ
ターン３４ａの移動方向に即して少なくとも２つの受光
面が設けられており、各受光面から９０度の位相差を有
する同一パターンのＡ信号及びＢ信号が出力されるよう
に構成されている。したがって、Ａ信号の立上り（立下
り）の次にＢ信号の立上りが来るか立下りが来るかによ
ってステアリングシャフト１の回転方向を求めることが
できる。また、Ｚ相信号検出用の受光素子３７ｂに２つ
の受光面を所定の配列で設け、各受光面から位相差を有
する同一パターンのＺａ信号及びＺｂ信号を出力され
て、ステアリングシャフト１の回転方向を求めるように
することもできる。

【００３８】その他の部分については、第１実施例に係
る回転検出装置と同じであるので、重複を避けるために
説明を省略する。本例の回転検出装置も、第１実施例に
係る回転検出装置と同様の効果を有する。

【００３９】なお、前記第１及び第２実施例において
は、アクチュエータ３ａとポテンショメータ本体との間
に弾性体２３を設け、アクチュエータ３ａを常時渦巻状
案内溝２０の一方の壁面に圧接するようにしたが、本発
明の要旨はこれに限定されるものではなく、図８に示す
ように、ケーシング２１の一部に突設されたばね保持突
起２４にねじりコイルばね２５を取り付け、その一端を
同じくケーシング２１の一部に突設されたばね掛け突起
２６に係合すると共に、他端をポテンショメータ３のア
クチュエータ３ａに係合することによってアクチュエー
タ３ａを常時渦巻状案内溝２０の一方の壁面に圧接させ
るようにすることもできる。

【００４０】また、前記第１及び第２実施例において
は、アクチュエータ３ａがコード板１２又はコード板保
持部材３３の半径方向に駆動されるようにポテンショメ
ータ３を配置したが、本発明の要旨はこれに限定される
ものではなく、図９に示すように、コード板１２又はコ
ード板保持部材３３の回転中心Ｏを通りかつ当該コード
板１２又はコード板保持部材３３の渦巻状案内溝形成面
と平行な直線に対して傾斜する直線に沿ってアクチュエ
ータ３ａが駆動されるようにポテンショメータ３を配置
することもできる。このようにすると、コード板１２又
はコード板保持部材３３の回転角度に対するアクチュエ
ータ３ａの移動量を増加することができるので、ポテン
ショメータ３による回転角検出精度を改善することがで
きる。

【００４１】この場合、回転角と出力電圧のカーブは直
線にならないが、ポテンショメータの抵抗値変化率を適
宜選定して出力電圧のカーブを直線にする方法や出力の
アナログ信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号にし、ソフ
トウェアにて出力電圧のカーブを直線にしてもよい。

【００４２】次に、本発明に係る回転角検出装置の第３
例を、図１０を用いて説明する。図１０は本例に係る回
転角検出装置の正面図である。この図から明らかなよう
に、本例の回転角検出装置は、基準位置からの粗い回転
角の検出器として、ロータリ型のポテンショメータ４１
を用いたことを特徴とする。

【００４３】ロータリ型ポテンショメータ４１は、本体
がケーシング２１に取り付けられ、回転軸４１ａがケー
シング２１より延出された軸保持部材２１ａにより回転
自在に保持される。このロータリ型ポテンショメータ４
１の回転軸４１ａにはアーム４２が固着されており、そ
の先端部に設けられたピン状のアクチュエータ４１ｂが
コード板１２の背面に形成された渦巻上案内溝２０に係
合される。アーム４２は、当該アーム４２とケーシング
２１に設けられたばね掛け部４３との間に張設されたコ
イルばね等の弾性体４４によって一方向に付勢されてお
り、これによってアクチュエータ４１ｂが常時渦巻状案
内溝２０の一方の壁面に圧接させる。

【００４４】その他の部分については、第１実施例に係
る回転検出装置と同じであるので、重複を避けるために
説明を省略する。本例の回転検出装置も、第１実施例に
係る回転検出装置と同様の効果を有する。

【００４５】なお、前記の各実施例においては、ステア
リングシャフト１の回転数を検出する位置検出器として
ポテンショメータを用いたが、これに代えて光学式ある
いは磁気式の位置検出器を用いることもできる。

【００４６】また、前記の各実施例においては、ロータ
リエンコーダとして接点開閉式のもの及び光学式のもの
を用いた場合を例にとって説明したが、その他、磁気式
のもの、静電容量式のもの、トランスジューサ式のもの
を用いることも勿論可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
渦巻状案内部と当該渦巻状案内部に係合されたアクチュ
エータとからなる位置検出器の出力変化より多回転体の
予め定められた基準位置からの粗い回転角を検出し、ロ
ータリエンコーダにて１回転内の精密な回転角を検出す
るようにしたので、これら粗い回転角と精密な回転角を
組み合わせることにより基準位置からの多回転体の絶対
角度検出を精密に行うことができる。この場合、多回転
体とロータリエンコーダとの間に減速機構を介さないの
でロータリエンコーダの分解能が低下せず、しかも多回
転体とロータリエンコーダの間にバックラッシュ等が介
在しないのでロータリエンコーダのコード板に回転遅れ
を生じることがない。よって、回転検出装置の出力信号
を利用した各種の制御を高い精度と信頼性により行うこ
とができる。また、ロータリエンコーダのコード板又は
コード板保持部材に渦巻状案内部を形成したので、コー
ド板又はコード板保持部材と渦巻状案内部形成用の板状
部材の双方を備える場合に比べて装置を小型化及び軽量
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る回転検出装置の正面図であ
る。

【図２】第１実施例に係る回転検出装置の背面図であ
る。

【図３】第１実施例に係る回転検出装置の断面図であ
る。

【図４】回転検出装置より出力される信号のタイミング
チャートである。

【図５】第２実施例に係る回転検出装置の正面図であ
る。

【図６】第２実施例に係る回転検出装置の背面図であ
る。

【図７】第２実施例に係る回転検出装置の断面図であ
る。

【図８】第１及び第２実施例に係る回転検出装置の変形
例を示す背面図である。

【図９】第１及び第２実施例に係る回転検出装置の他の
変形例を示す背面図である。

【図１０】第３実施例に係る回転検出装置の背面図であ
る。

【符号の説明】

１ステアリングシャフト２電気式ロータリエンコーダ３リニア型ポテンショメータ３ａアクチュエータ１１ロータ１２コード板１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ摺動子１４摺動子受１５センタ孔１６Ａ相検出パターン１７Ｂ相検出パターン１８Ｚ相検出パターン１９コモンパターン２０渦巻状案内溝２１ケーシング２２プリント基板２３弾性体２４ばね保持突起２５ねじりコイルばね２６ばね掛け突起３１光透過型ロータリエンコーダ３２ロータ３３コード板保持部材３４コード板３４ａＡ，Ｂ相検出パターン３４ｂＺ相検出パターン３５光信号検出器３６ａ，３６ｂ発光素子３７ａ，３７ｂ受光素子４１ロータリ型ポテンショメータ４１ａ回転軸４２アーム４３ばね掛け部４４弾性体

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｇ０１Ｄ 5/36 Ｇ０１Ｄ 5/16 Ａ (72)発明者佐野ゆかり東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者戸塚亮東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者黒田長雄東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータリエンコーダと、当該ロータリエ
ンコーダのコード板又はコード板保持部材に形成された
渦巻状案内部と、当該渦巻状案内部にアクチュエータが
係合された位置検出器とを備え、前記位置検出器の出力
変化より予め定められた基準位置からの粗い回転角を検
出し、前記ロータリエンコーダの１回転以内の精密な回
転角を検出し、これら粗い回転角と精密な回転角を組み
合わせることにより前記基準位置からの回転角度を検出
することを特徴とする多回転体の回転角検出装置。
【請求項２】請求項１に記載の多回転体の回転角検出
装置において、前記ロータリエンコーダが光学式ロータ
リエンコーダであることを特徴とする多回転体の回転角
検出装置。
【請求項３】請求項１に記載の多回転体の回転角検出
装置において、前記ロータリエンコーダが接点開閉式ロ
ータリエンコーダであることを特徴とする多回転体の回
転角検出装置。
【請求項４】請求項１に記載の多回転体の回転角検出
装置において、前記位置検出器としてリニア型の位置検
出器を用い、当該位置検出器のアクチュエータ駆動方向
を前記コード板又はコード板保持部材の回転中心を通る
当該コード板又はコード板保持部材の渦巻状案内部形成
面と平行な直線に対して傾斜させたことを特徴とする多
回転体の回転角検出装置。
【請求項５】請求項４に記載の多回転体の回転角検出
装置において、前記位置検出器が、リニア型ポテンショ
メータであることを特徴とする多回転体の回転角検出装
置。
【請求項６】請求項１に記載の多回転体の回転角検出
装置において、前記位置検出器としてロータリ型の位置
検出器を用い、当該位置検出器の回転軸に取り付けられ
たアームの他端に前記渦巻状案内部と係合するアクチュ
エータを設けたことを特徴とする多回転体の回転角検出
装置。
【請求項７】請求項６に記載の多回転体の回転角検出
装置において、前記位置検出器が、ロータリ型ポテンシ
ョメータであることを特徴とする多回転体の回転角検出
装置。
【請求項８】請求項１に記載の多回転体の回転角検出
装置において、前記アクチュエータを前記渦巻状案内部
の側壁に圧接するための付勢手段を備えたことを特徴と
する多回転体の回転角検出装置。
【請求項９】請求項１に記載の多回転体の回転角検出
装置において、前記ロータリエンコーダのコード板又は
コード板保持部材に、回転コネクタ又はスリップリング
のロータを同心に連結したことを特徴とする多回転体の
回転角検出装置。