(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付面部が形成されたケースと、
このケースに回転可能に装着され回転歯車に噛合する検出歯車と、
この検出歯車の回転を検出する検出手段と、
この検出手段からの検出信号により上記回転歯車の回転角度を検出する制御手段からなり、
上記検出歯車の回転中心を、上記回転歯車の回転中心から上記取付面部と直交方向へ延出する中心線から偏心させて設け、
上記取付面部に先端部が細く根元部が太くなるように段差をつけて形成された突起部を設けた
回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度検出等に用いられる回転角度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の高機能化が進むなか、様々な回転角度検出装置を用いてステアリングの回転角度を検出し、これを用いて車両の各種制御を行うものが増えている。
このような従来の回転角度検出装置について、図７〜図１０を用いて説明する。
【０００３】
図７は従来の回転角度検出装置の断面図、図８は同分解斜視図であり、同図において、左右に取付面部１Ａが形成された絶縁樹脂製のケース１に、側面外周に平歯車が形成された第一の検出歯車２が回転可能に装着されると共に、第一の検出歯車２の一部がケース１側面から外方へ突出している。
【０００４】
そして、側面外周に第一の検出歯車２とは歯数の異なる平歯車が形成された第二の検出歯車３が、第一の検出歯車２に噛合して、ケース１内に回転可能に収納されている。
また、両面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板４が、第一及び第二の検出歯車２、３の上方にほぼ平行に配置されると共に、第一の検出歯車２の中央に装着された磁石５Ａと、第二の検出歯車３の中央に装着された磁石６Ａとの対向面には、磁気検出素子５Ｂと６Ｂが各々装着されている。
【０００５】
そして、このように対向した磁石５Ａと磁気検出素子５Ｂによって第一の検出手段５が、同じく磁石６Ａと磁気検出素子６Ｂによって第二の検出手段６が各々形成されると共に、配線基板４にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子５Ｂや６Ｂに接続された制御手段７が形成されている。
【０００６】
さらに、第一及び第二の検出歯車２、３や配線基板４が収納されたケース１上面を、絶縁樹脂製のカバー８が覆って、回転角度検出装置が構成されている。
そして、このように構成された回転角度検出装置が、制御手段７がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、自動車の電子回路（図示せず）に接続されると共に、ケース１側面から突出した第一の検出歯車２が、中央部にステアリングシャフト（図示せず）が挿通固着された、回転歯車１０側面外周の平歯車に噛合して自動車に装着される。
【０００７】
なお、この時、図９の平面図に示すように、第一の検出歯車２の回転中心は、回転歯車１０の回転中心から、ケース１左右の取付面部１Ａを結ぶ取付線ＴＬと直交方向へ延出する、中心線ＣＬ上に配置されている。
【０００８】
以上の構成において、中央部がステアリングシャフトに連結されたステアリングホイール（図示せず）を回転すると、回転歯車１０が回転し、これに連動して第一の検出歯車２と第二の検出歯車３が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石５Ａ、６Ａも回転して、この磁石５Ａ、６Ａの変化する磁力を磁気検出素子５Ｂ、６Ｂが検出し、所定のデータ波形から形成された検出信号が制御手段７へ入力される。
【０００９】
また、この時、第一の検出歯車２と第二の検出歯車３は歯数が異なっているため、磁気検出素子５Ｂと６Ｂからのデータ波形は、位相差のある検出信号となって、制御手段７へ入力される。
【００１０】
そして、この第一の検出歯車２と第二の検出歯車３からの検出信号と、各々の歯車の歯数から、制御手段７が所定の演算を行って、回転歯車１０、即ちステアリングの回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力されて、例えばパワーステアリング装置やブレーキ装置等の、車両の様々な制御が行われるように構成されている。
【００１１】
なお、上記のようにケース１側面から突出した第一の検出歯車２を、回転歯車１０に噛合させて回転角度検出装置を車両に装着する際、第一の検出歯車２の回転中心が、回転歯車１０の回転中心から取付面部１Ａと直交方向へ延出する中心線ＣＬ上に配置されているため、図１０（ａ）の部分平面図に示すように、一方の歯車の歯先が他方の歯底に、一方の歯底が他方の歯先に各々合った位置にある場合には、そのまま歯車を噛合できるが、図１０（ｂ）に示すように、歯車の歯先と歯先が対向した状態となっている場合には、そのまま噛合すると歯車の破損が生じてしまうことがある。
【００１２】
したがって、このような場合には、回転角度検出装置を一旦取り外し、第一の検出歯車２か回転歯車１０の一方を手でやや回転して、各々の歯車の歯先と歯底が合う状態にしてから、再度組立てを行う必要のあるものであった。
【００１３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−２７５５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来の回転角度検出装置においては、ケース１側面から突出した第一の検出歯車２を回転歯車１０に噛合させる際、各々の歯車の歯先と歯底を合わせて噛合を行う必要があるため、組立てに時間を要し、手間がかかってしまうという課題があった。
【００１６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、組立てが容易に行え、回転角度の確実な検出が可能な回転角度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明は、回転歯車に噛合する検出歯車の回転中心を、回転歯車の回転中心から取付面部と直交方向へ延出する中心線から偏心させ、取付面部に先端部が細く根元部が太くなるように段差をつけて形成された突起部を設けて回転角度検出装置を構成したものであり、検出歯車を回転歯車に噛合させる際、一方の歯車の歯先と他方の歯先が対向した状態でも、検出歯車が回転して、各々の歯先と歯底が合った状態で組立てが行え、また、ケースの取付面部に先端部が細く根元部が太くなるように段差をつけて形成された突起部を、車両の筐体の通孔に挿入して車両への回転角度検出装置の組立てることで、各々の歯車の歯先と歯底の位置合わせが可能で、より手間がかからず、容易に組立てが可能な回転角度検出装置を得ることができるという作用を有するものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、組立てが容易に行え、回転角度の確実な検出が可能な回転角度検出装置を実現できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態による回転角度検出装置の断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同平面図
【図４】同部分平面図
【図５】同部分平面図
【図６】同平面図
【図７】従来の回転角度検出装置の断面図
【図８】同分解斜視図
【図９】同平面図
【図１０】同部分平面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００２１】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転角度検出装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、絶縁樹脂製のケース１１左右の取付面部１１Ａには、先端部がやや細く、根元部がやや太く形成された段差付きで、略円柱状の複数の突起部１１Ｂが設けられている。
【００２２】
また、絶縁樹脂または非磁性の金属製で、側面外周に平歯車が形成された第一の検出歯車１２が、ケース１１中心からやや左方へ偏心した位置に回転可能に装着されると共に、第一の検出歯車１２の一部がケース１１側面から外方へ突出している。
【００２３】
そして、側面外周に第一の検出歯車１２とは歯数の異なる平歯車が形成された第二の検出歯車１３が、第一の検出歯車１２に噛合して、ケース１１内に回転可能に収納されている。
【００２４】
また、第一及び第二の検出歯車１２、１３の上方にほぼ平行に配置された配線基板１４の両面または片面には、複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出歯車１２の中央にインサート成形等により装着された磁石５Ａと、第二の検出歯車１３の中央に装着された磁石６Ａとの対向面には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子やホール素子等の磁気検出素子５Ｂと６Ｂが各々装着されている。
【００２５】
そして、このように対向した磁石５Ａと磁気検出素子５Ｂによって第一の検出手段５が、同じく磁石６Ａと磁気検出素子６Ｂによって第二の検出手段６が各々形成されると共に、配線基板１４にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子５Ｂや６Ｂに接続された制御手段７が形成されている。
【００２６】
さらに、第一及び第二の検出歯車１２、１３や配線基板１４が収納されたケース１１上面を、絶縁樹脂製のカバー１８が覆って、回転角度検出装置が構成されている。
そして、このように構成された回転角度検出装置が、制御手段７がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、自動車の電子回路（図示せず）に接続されると共に、ケース１１側面から突出した第一の検出歯車１２が、中央部にステアリングシャフト（図示せず）が挿通固着された、回転歯車１０側面外周の平歯車に噛合して自動車に装着される。
【００２７】
なお、この時、第一の検出歯車１２はケース１１の中心に対して、やや左方へ偏心した位置に装着されているため、このように回転歯車１０と噛合した状態では、図３の平面図に示すように、第一の検出歯車１２の回転中心は、回転歯車１０の回転中心から、ケース１１左右の取付面部１１Ａを結ぶ取付線ＴＬと直交方向へ延出する、中心線ＣＬからやや左方へ寸法ｈだけ偏心した位置に配置されている。
【００２８】
また、これらの歯車の歯先が略円弧状に形成されると共に、これらの直径及び歯数は、回転歯車１０が最も大きく、第一の検出歯車１２、第二の検出歯車１３の順に小さくなっており、例えば、回転歯車１０の歯数が４８、第一の検出歯車１２の歯数が３２、第二の検出歯車１３の歯数が１８となっている。
【００２９】
以上の構成において、中央部がステアリングシャフトに連結されたステアリングホイール（図示せず）を回転すると、回転歯車１０が回転し、これに連動して第一の検出歯車１２と第二の検出歯車１３が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石５Ａ、６Ａも回転して、この磁石５Ａ、６Ａの変化する磁力を磁気検出素子５Ｂ、６Ｂが検出し、所定のデータ波形から形成された検出信号が制御手段７へ入力される。
【００３０】
なお、この時、第一の検出歯車１２と第二の検出歯車１３は歯数が異なっているため、磁気検出素子５Ｂと６Ｂからのデータ波形は、位相差のある検出信号となって、制御手段７へ入力される。
【００３１】
そして、この第一の検出歯車１２と第二の検出歯車１３からの検出信号と、各々の歯車の歯数から、制御手段７が所定の演算を行って、回転歯車１０、即ちステアリングの回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力されて、例えばパワーステアリング装置やブレーキ装置等の、車両の様々な制御が行われるように構成されている。
【００３２】
また、本発明においては、ケース１１側面から突出した第一の検出歯車１２を、回転歯車１０に噛合させて回転角度検出装置を車両に装着する際、図４（ａ）の部分平面図に示すように、一方の歯車の歯先が他方の歯底に、一方の歯底が他方の歯先に各々合った位置にある場合にも、図４（ｂ）に示すように、一方の歯車の歯先と他方の歯先が対向した状態となっている場合にも、そのまま噛合を行えるようになっている。
【００３３】
すなわち、第一の検出歯車１２の回転中心が、回転歯車１０の回転中心から取付面部１１Ａと直交方向へ延出する中心線ＣＬから左方へ、寸法ｈだけ偏心してケース１１に装着されているため、図４（ｂ）に示すように、一方の歯車の歯先と他方の歯先が対向した状態となっている場合でも、このままケース１１を回転歯車１０の方向へ押圧すれば、回転歯車１０の歯先に当接した第一の検出歯車１２の歯先に、中心線ＣＬから偏心した斜め方向の力が加わって第一の検出歯車１２が回転し、互いの歯先と歯底が合った状態で回転歯車１０への噛合が行われるように構成されている。
【００３４】
したがって、第一の検出歯車１２の歯先と回転歯車１０の歯先が対向した状態であっても、回転角度検出装置を一旦取り外し、第一の検出歯車１２または回転歯車１０の一方を手でやや回転して、各々の歯車の歯先と歯底を合わせる必要はなく、手間がかからず、容易に組立てを行うことができる。
【００３５】
また、このような回転角度検出装置の車両への組立て時に、第一の検出歯車１２や回転歯車１０に無理な力が加わり、歯車の破損等が生じることがないため、各歯車が確実に噛合して回転が行われ、誤差のない、回転角度の検出が可能なようになっている。
【００３６】
さらに、図５（ｂ）の部分平面図に示すように、ケース１１左右の取付面部１１Ａの突起部１１Ｂを、車両側の筐体２０の通孔２０Ａに挿入して、車両への回転角度検出装置の組立てを行うが、この時、突起部１１Ｂは先端部がやや細く、根元部がやや太く段差がついて形成されているため、これによって対向した歯車の歯先と歯先を、歯先と歯底が合った状態に調整することもできる。
【００３７】
つまり、図４（ｂ）に示すように、第一の検出歯車１２の歯先と回転歯車１０の歯先が対向し、通孔２０Ａ内に突起部１１Ｂのやや細い先端部が挿入された状態から、先ず、図５（ａ）の部分平面図に示すように、突起部１１Ｂ先端部の左端が通孔２０Ａ左端に当接するまでケース１１を左方へ移動し、各歯車の歯先と歯底が概ね合った状態にする。
【００３８】
そして、この後、図５（ｂ）に示すように、ケース１１を回転歯車１０の方向へ押圧して、突起部１１Ｂ先端部より太い根元部を通孔２０Ａ内に挿入することで、各歯車の歯先と歯底が合った状態で、第一の検出歯車１２を回転歯車１０に噛合させることができる。
【００３９】
また、この時、回転歯車１０や第一の検出歯車１２の歯車の歯先が、略円弧状に形成されているため、上記のように歯車の歯先を少しずらせるだけで、各歯車の歯先と歯底が合った状態での噛合を、より容易に行うことが可能となる。
【００４０】
なお、以上の説明では、ケース１１左右の二つの取付面部１１Ａを、ケース１１中心に対しほぼ左右対称に設けた構成について説明したが、二つの取付面部１１Ａを左右非対称に設けた構成や、あるいは図６（ａ）の平面図に示すように、回転歯車１０に向かって二つの取付面部１１Ａをずれた位置に形成した構成、さらには図６（ｂ）に示すように、取付面部１１Ａを一つにした構成としても、本発明の実施は可能である。
【００４１】
このように本実施の形態によれば、回転歯車１０に噛合する第一の検出歯車１２の回転中心を、回転歯車１０の回転中心から取付面部１１Ａと直交方向へ延出する中心線ＣＬから偏心させて設けることによって、第一の検出歯車１２を回転歯車１０に噛合させる際、一方の歯車の歯先と他方の歯先が対向した状態でも、第一の検出歯車１２が回転して、各々の歯先と歯底が合った状態で組立てが行えるため、手間がかからず、容易に組立てが可能な回転角度検出装置を得ることができるものである。
【００４２】
また、車両の筐体２０の通孔２０Ａに挿入されるケース１１の突起部１１Ｂを、先端部がやや細く、根元部がやや太くなるように段差をつけて形成することで、この突起部１１Ｂによっても、各々の歯車の歯先と歯底の位置合わせを行うことができる。
【００４３】
なお、以上の説明では、配線基板１４に磁気検出素子５Ｂや６Ｂと共に、制御手段７を設けた構成について説明したが、制御手段７は車両の電子回路に一体に設け、これに磁気検出素子５Ｂや６Ｂを接続して、回転歯車１０の回転角度を検出する構成としても、本発明の実施は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明による回転角度検出装置は、組立てが容易に行え、回転角度の確実な検出が可能なものが得られ、主に自動車のステアリングの回転角度検出等に有用である。
【符号の説明】
【００４５】
５  第一の検出手段
６  第二の検出手段
５Ａ、６Ａ  磁石
５Ｂ、６Ｂ  磁気検出素子
７  制御手段
１０  回転歯車
１１  ケース
１１Ａ  取付面部
１１Ｂ  突起部
１２  第一の検出歯車
１３  第二の検出歯車
１４  配線基板
１８  カバー
２０  筐体
２０Ａ  通孔
【図１】
0005574862.tif 000002
【図２】
0005574862.tif 000003
【図３】
0005574862.tif 000004
【図４】
0005574862.tif 000005
【図５】
0005574862.tif 000006
【図６】
0005574862.tif 000007
【図７】
0005574862.tif 000008
【図８】
0005574862.tif 000009
【図９】
0005574862.tif 000010
【図１０】
0005574862.tif 000011