(57)【要約】【課題】回転軸の軸方向の位置変動による誤差を抑制すると共に軸方向のサイズを薄くする。【解決手段】回転中心（Ｏ）から周縁までの距離（ｄ）が角度（θ）によって変化するカム板（１１）の径方向の近傍に検出素子（１３）を設置し、回転軸（１２）に直交する方向を検出方向とする。【効果】回転軸（１２）がスラスト荷重を受けて軸方向の位置が変動しても、その変動は検出方向と直交する方向となるため、ほとんど影響を受けない。カム板（１１）を挟むように一対のコイルを設置する必要がないため、軸方向のサイズを薄くすることが出来る。【選択図】図１
2007333496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心（Ｏ）から周縁までの距離（ｄ）が角度（θ）によって変化するカム板（１１）と、前記回転中心（Ｏ）を通る回転軸（１２）と、前記カム板（１１）の径方向の近傍に設置され最近傍の周縁までの距離（ｇ）に応じて電気的特性が変化する検出素子（１３）とを具備したことを特徴とする回転位置センサ（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載の回転位置センサ（１０）において、前記カム板（１１）が非磁性導電体または磁性体であり、前記検出素子（１３）がコイルであることを特徴とする回転位置センサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転位置センサ（１０）と、前記検出素子（１３）の電気的特性に応じた電気信号（Ｖ）を出力する検出回路（３０）とを具備したことを特徴とする回転位置検出装置（１００）。
【請求項４】
請求項３に記載の回転位置検出装置（１００）において、所定角度範囲（θｓ≦θ≦θｅ）では前記回転位置（θ）と前記電気信号（Ｖ）が直線関係になるような外形形状を前記カム板（１１）が有することを特徴とする回転位置検出装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転位置センサおよび回転位置検出装置に関し、さらに詳しくは、回転軸の軸方向の位置変動による誤差を抑制できると共に軸方向のサイズを薄くすることが出来る回転位置センサおよび回転位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転中心から周縁までの距離が角度によって変化するカム板と、カム板を回転させるための回転軸と、カム板を挟むように設置された一対のコイルと、コイルの特性に応じた電気信号を出力する検出回路とを具備した位置検出器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−０１４４９３号公報（［０１０６］〜［０１１１］、図１６〜図２１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の位置検出器では、回転軸がスラスト荷重を受けて軸方向の位置が変動しても、カム板を挟むように設置された一対のコイルで生じる影響が相殺されるため、影響を受けないようになっていた。
しかし、カム板を挟むように一対のコイルを設置する必要があるため、位置検出器の軸方向のサイズが厚くなってしまう問題点があった。
そこで、本発明の目的は、回転軸の軸方向の位置変動による誤差を抑制できると共に軸方向のサイズを薄くすることが出来る回転位置センサおよび回転位置検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本発明は、回転中心（Ｏ）から周縁までの距離（ｄ）が角度（θ）によって変化するカム板（１１）と、前記回転中心（Ｏ）を通る回転軸（１２）と、前記カム板（１１）の径方向の近傍に設置され最近傍の周縁までの距離（ｇ）に応じて電気的特性が変化する検出素子（１３）とを具備したことを特徴とする回転位置センサ（１０）を提供する。
上記構成において、カム板（１１）の周縁のある点の角度（θ）とは、カム板（１１）の周縁の所定の基準点（０゜）から見た角度をいう。
上記第１の観点による回転位置センサ（１０）では、カム板（１１）の径方向の近傍に検出素子（１３）を設置し、回転軸（１２）に直交する方向を検出方向とする。このため、回転軸（１２）がスラスト荷重を受けて軸方向の位置が変動しても、その変動は検出方向と直交する方向となるため、ほとんど影響を受けないようにすることが出来る。すなわち、回転軸（１２）の軸方向の位置変動による誤差を抑制できる。そして、カム板（１１）を挟むように一対のコイルを設置する必要がないため、軸方向のサイズを薄くすることが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による回転位置センサ（１０）において、前記カム板（１１）が非磁性導電体または磁性体であり、前記検出素子（１３）がコイルであることを特徴とする回転位置センサを提供する。
上記第２の観点による回転位置センサ（１０）では、コイル（１３）とカム板（１１）の最近傍の周縁までの距離（ｇ）に応じてコイル（１３）のインダクタンスが変化するので、それを電気的に検出することが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、前記第１または第２の観点による回転位置センサ（１０）と、前記検出素子（１３）の電気的特性に応じた電気信号（Ｖ）を出力する検出回路（３０）とを具備したことを特徴とする回転位置検出装置（１００）を提供する。
上記第３の観点による回転位置検出装置（１００）では、回転軸（１２）の回転位置に応じた電気信号（Ｖ）を得ることが出来る。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、前記第３の観点による回転位置検出装置（１００）において、所定角度範囲（θｓ≦θ≦θｅ）では前記回転位置（θ）と前記電気信号（Ｖ）が直線関係になるような外形形状を前記カム板（１１）が有することを特徴とする回転位置検出装置（１００）を提供する。
上記構成において、回転位置（θ）とは、検出素子（１３）から見て最近傍のカム板（１１）の周縁の点の角度（θ）をいう。
上記第４の観点による回転位置検出装置（１００）では、回転軸（１２）の回転位置に比例した電気信号（Ｖ）を得ることが出来る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の回転位置センサおよび回転位置検出装置によれば、回転軸の軸方向の位置変動による誤差を抑制できる。また、軸方向のサイズを薄くすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
図１は、実施例１に係る回転位置検出装置１００を示す説明図である。
この回転位置検出装置１００は、回転位置センサ１０と、ケーブル２０と、検出回路３０とを具備してなる。
【００１１】
回転位置センサ１０は、回転中心Ｏから周縁までの距離ｄが角度θによって変化するアルミ製のカム板１１と、回転中心Ｏを通る回転軸１２と、カム板１１の径方向の近傍に設置され最近傍の周縁までの距離ｇに応じてインダクタンスが変化するソレノイド型のコイル１３と、ケース１４とを備えている。
【００１２】
カム板１１の周縁のある点の角度θは、カム板１１の周縁に設定した基準点を０゜として時計方向に見た角度をいう。
距離ｄは、θ＝０゜から時計方向に回るほど小さくなり、角度θｅを少し回った角度からθ＝０゜の少し前の角度までの間に直線的に大きくなっている。
【００１３】
カム板１１と回転軸１２は一体であり、回転軸１２が回転するとカム板１１も回転中心Ｏの周りに回転する。
ここで、回転軸１２の回転位置は、コイル１３から見て最近傍のカム板１１の周縁の点の角度θをいうものとする。
すると、距離ｇは、回転位置がθ＝０゜のときに最も小さく、回転位置がθ＝０゜から大きくなるほど大きくなり、回転位置がθ＝θｅを少し回った角度からθ＝０゜の少し前までの間に直線的に小さくなる。
【００１４】
図２に示すように、コイル１３の直径に比べてカム板１１の厚さが大きくなっている。この両者の差は、回転軸１２の軸方向の位置変動範囲より大きくなっている。このため、回転軸１２が軸方向に位置変動しても、コイル１３のインダクタンスは変化しない。一方、回転軸１２が回転して距離ｇが変化すれば、コイル１３のインダクタンスも変化する。具体的には、距離ｇが小さいほど、コイル１３のインダクタンスは小さくなる。
【００１５】
図１に戻り、検出回路３０は、特開２００３−０１４４９３号公報により公知の構成であり、コイル１３と直列になる抵抗３１と、抵抗３１を介して充放電されるコンデンサ３２と、コンデンサ３２の電圧を入力電圧Ｓ１とし出力電圧Ｓ２をコイル１３に供給する反転出力のコンパレータ３３と、コンパレータ３３の出力電圧Ｓ２の立上りエッジおよび立下りエッジの両方をトリガとして一定時間幅の矩形波を出力するワンショット回路３４と、ワンショット回路３４が出力する矩形波の周波数に応じた電圧Ｖを出力する平滑回路３５とから構成されている。
【００１６】
コンパレータ３３は、入力電圧Ｓ１が低電圧から上昇するときは、上昇時しきい値ＶthHまではハイレベルを出力し、上昇時しきい値ＶthHより上がるとローレベルを出力する。また、入力電圧が高電圧側から下降するときは、下降時しきい値ＶthLまではローレベルを出力し、下降時しきい値ＶthLより下がるとハイレベルを出力する。
【００１７】
そこで、距離ｇが小さくなると、コイル１３のインダクタンスが小さくなり、コンパレータ３３の出力電圧Ｓ２の周波数が高くなり、平滑回路３５の出力電圧Ｖが高くなる。
【００１８】
図３は、回転軸１２の回転位置θと、検出回路３０の出力電圧Ｖの関係を示す特性図である。
所定角度範囲（θｓ≦θ≦θｅ）では、回転位置θと出力電圧Ｖが直線関係になっている。
回転位置θと出力電圧Ｖの関係は、角度θに対する距離ｄの関数ｄ＝ｆ(θ)に依存する。ここで、関数ｄ＝ｆ(θ)は、カム板１１の外形形状を意味する。つまり、カム板１１の外形形状を調整することにより、検出回路３０の非線形特性にかかわらず、回転位置θと出力電圧Ｖの関係を所望の関係にすることが出来る。ここでは直線関係になるように、カム板１１の外形形状を調整している。
【００１９】
実施例１に係る回転位置検出装置１００によれば、回転軸１２の軸方向の位置変動による誤差を抑制できる。また、カム板１１を挟むように一対のコイルを設置する必要がないため、軸方向のサイズを薄くすることが出来る。さらに、回転位置センサ１０は、高い耐熱性を有するため、高温下でも好適に回転位置を検出することが出来る。
【実施例２】
【００２０】
カム板１１を磁性体製としてもよい。
【実施例３】
【００２１】
特開２００４−６９４１５号公報に開示の回路を検出回路３０として用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の回転位置センサおよび回転位置検出装置は、ガソリンエンジンのシャフトの回転を検出するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１に係る回転位置検出装置を示す構成説明図である。
【図２】実施例１に係る回転位置センサを示す縦断面図である。
【図３】回転軸の回転位置θと検出回路の出力電圧Ｖの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０        回転位置センサ
１１        カム板
１２        回転軸
１３        コイル
３０        検出回路
１００      回転位置検出装置
【図１】
2007333496.tif 000003
【図２】
2007333496.tif 000004
【図３】
2007333496.tif 000005