(57)【要約】【課題】  フォトＩＣを採用して検出精度の向上を図りつつ、その狭ピッチの端子間に半田ブリッジが生じないように配慮して製造歩留まりを高めた光学式回転角検出装置を提供すること。【解決手段】  フォトＩＣ５の受光部側から列状に突出する３本の端子のうち両端の端子５ｃ２が半田付けされる２箇所のランド４ｃ２を、対応する端子挿入孔４ｂを一端部に臨出させて互いに離反する向きに延在する細長形状に形成し、かつ、この延在方向をディップ半田工程で回路基板４が移動する方向と合致させるようにした。また、前記３本の端子のうち中央の端子５ｃ１が半田付けされるランド４ｃ１をコード板１の径方向に沿って延在する細長形状に形成した。これにより、近接した配置を余儀なくされるランド４ｃ１，４ｃ２間に半田ブリッジが生じる危険性を低減することができる。【選択図】  図６
2006214831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部および受光部を対向させて複数本の端子を突出させたフォトＩＣと、前記各端子が挿通される複数の端子挿入孔を臨出させた複数のランドを有して該ランドにそれぞれ前記端子がディップ半田される回路基板と、前記発光部と前記受光部との間を通過するスリット列を周方向に沿って設けた回転可能なコード板とを備え、
前記受光部側から列状に突出する３本の前記端子のうち両端の端子が半田付けされる２箇所の前記ランドを、対応する前記端子挿入孔を一端部に臨出させて互いに離反する向きに延在する細長形状に形成し、かつ、この延在方向を前記ディップ半田工程で前記回路基板が移動する方向と合致させたことを特徴とする光学式回転角検出装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記フォトＩＣの前記３本の端子のうち中央の端子が半田付けされる前記ランドを、前記コード板の径方向に沿って延在する細長形状に形成したことを特徴とする光学式回転角検出装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記フォトＩＣの前記３本の端子のうち中央の端子が挿通される前記端子挿入孔を両端の端子が挿通される前記端子挿入孔よりも小径に形成し、この小径な端子挿入孔によって中央の端子が位置決めされるようにしたことを特徴とする光学式回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用ステアリングホイールの操舵角の検出等に利用して好適な光学式回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車載用ステアリングホイールの操舵角等を検出するために、フォトセンサの一種であるフォトインタラプタによってコード板の回転動作を把握するようにした光学式回転角検出装置が知られている。かかる従来の光学式回転角検出装置は、ステアリングホイールに連動して回転するコード板の周方向に沿って遮光壁とスリットからなるスリット列が設けられており、コード板が回転すると、スリット列が回路基板に実装されたフォトインタラプタの発光部と受光部との間を通過するように構成されているため、該発光部から該受光部へ到達する光の信号に基づいて、コード板の回転角度や回転方向等を検出できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。なお、この種の光学式回転角検出装置は、自動車のトランスミッション制御や四輪操舵車における後輪の操舵制御等に用いられ、最近は小型化や高性能化に対する要望が高まっている。
【特許文献１】特開２００３−２８７４１８号公報（第３−４頁、図１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前述した光学式回転角検出装置の高性能化を実現するための一手法として、フォトインタラプタに代えてフォトＩＣを使用することが考えられる。すなわち、フォトインタラプタは信号の立ち上り速度や立ち下がり速度が約５０μｓであるのに対し、フォトＩＣは信号の立ち上り速度が１．９μｓで立ち下がり速度が９．１μｓであるため、フォトＩＣを使用すれば検出精度を高めやすくなる。しかしながら、フォトインタラプタの端子が４本であるのに対して、フォトＩＣの端子は５本であり、その受光部側から列状に突出する３本の端子の端子間ピッチが約１．２７ｍｍと狭いため、単にフォトＩＣをフォトインタラプタに置換しただけでは、狭ピッチの端子を回路基板のランドに半田付けするディップ半田工程で半田ブリッジが生じやすくなって製造歩留まりが低下してしまう。特に、装置の小型化に伴って回路基板上の実装密度が高まってくると、フォトＩＣの狭ピッチの端子を半田付けするためのランドの設計には格別の配慮が必要となる。
【０００４】
なお、この種の光学式回転角検出装置では、光学系素子の特性劣化を回避するために、２００℃以上の高温になるリフロー半田は行わずにディップ半田を行うことが一般的であり、かかるディップ半田工程では、回路基板を半田槽上で一定方向へ移動させながら各ランドに噴流半田を付着させるようになっている。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、フォトＩＣを採用して検出精度の向上を図りつつ、その狭ピッチの端子間に半田ブリッジが生じないように配慮して製造歩留まりを高めた光学式回転角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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の光学式回転角検出装置では、発光部および受光部を対向させて複数本の端子を突出させたフォトＩＣと、前記各端子が挿通される複数の端子挿入孔を臨出させた複数のランドを有して該ランドにそれぞれ前記端子がディップ半田される回路基板と、前記発光部と前記受光部との間を通過するスリット列を周方向に沿って設けた回転可能なコード板とを備え、前記受光部側から列状に突出する３本の前記端子のうち両端の端子が半田付けされる２箇所の前記ランドを、対応する前記端子挿入孔を一端部に臨出させて互いに離反する向きに延在する細長形状に形成し、かつ、この延在方向を前記ディップ半田工程で前記回路基板が移動する方向と合致させる構成にした。
【０００７】
このように構成された光学式回転角検出装置は、フォトＩＣの狭ピッチな３本の端子のうち両端の端子が半田付けされる２箇所のランドを、端子挿入孔の臨出する一端部から互いに離反する向きに延在させているため、これら両ランドに所要の面積を確保しても中央のランドに接近することはない。しかも、これら両ランドの延在方向をディップ半田工程で回路基板が移動する方向と合致させてあるため、両ランド上に付着する半田は中央のランドから十分に離れた延在方向中央部（長手方向中央部）で最も厚くなり、よって近接した配置を余儀なくされる両ランドと中央のランドとの間に半田ブリッジが生じてしまう危険性は少なく、良好な製造歩留まりが期待できる。
【０００８】
上記の構成において、前記フォトＩＣの３本の端子はコード板のスリット列に沿って直線状に並ぶように配置されるので、これら３本の端子のうち中央の端子が半田付けされるランドを、コード板の径方向に沿って延在する細長形状に形成しておくことが好ましい。これにより、前記３本の端子のうち両端の端子が挿通される端子挿入孔どうしを結ぶ直線に対して、中央の端子が半田付けされるランドを直交させることができるため、この中央のランドと両端の端子が半田付けされる２箇所のランドとの間隔が極端に狭くならずに済み、半田ブリッジが一層回避しやすくなる。
【０００９】
また、上記の構成において、前記フォトＩＣの３本の端子のうち中央の端子が挿通される端子挿入孔を両端の端子が挿通される端子挿入孔よりも小径に形成し、この小径な端子挿入孔によって中央の端子が位置決めされるようにしておけば、フォトＩＣの取付位置が高精度に規定しやすくなると共に、中央の端子が半田付けされるランドと両端の端子が半田付けされるランドとの間隔を広げやすくなって好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光学式回転角検出装置は、フォトＩＣの狭ピッチな３本の端子のうち両端の端子が半田付けされる２箇所のランドを、ディップ半田工程で回路基板が移動する方向に延在させることにより、これら両ランドと中央のランドとの間に半田ブリッジが生じないように配慮してあるため、フォトＩＣを採用して検出精度の向上を図りつつ、良好な製造歩留まりが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係る光学式回転角検出装置の分解斜視図、図２は該光学式回転角検出装置の部分断面図、図３は該光学式回転角検出装置に備えられるフォトＩＣの拡大図、図４は該フォトＩＣの取付構造を示す説明図、図５は該フォトＩＣの端子が位置決めされた状態を示す説明図、図６は該光学式回転角検出装置に備えられる回路基板の一部を示す説明図、図７は図６の一部を拡大した説明図である。
【００１２】
図１に示す光学式回転角検出装置は、車載用のステアリング装置に組み込まれてステアリングホイールの操舵角等の検出に使用されるものであり、該ステアリングホイールに連結された図示せぬ回転体にコード板１が一体的に設けられ、このコード板１の中心孔を図示せぬステアリングシャフトが貫通するようになっている。また、ステアリング装置の図示せぬステータ部材に外装ケース２が固定されており、この外装ケース２にホルダ３および回路基板４が位置決めして固定されている。そして、回路基板４に複数個のフォトセンサ（フォトＩＣ５およびフォトインタラプタ６）が実装されており、凹溝（５ｂ，６ｂ）を介して発光部と受光部を対向させている各フォトセンサの本体部（５ａ，６ａ）がそれぞれホルダ３のセンサ保持孔３ａ内に嵌入されている。
【００１３】
コード板１には、スリット７ａおよび遮光壁７ｂからなる内側スリット列７と、スリット８ａおよび遮光壁８ｂからなる外側スリット列８とが、それぞれ周方向に沿って同心円状に設けられている。これら２列のスリット列７，８は、絶対角検出のためのグレーコード出力用トラックとして機能する。
【００１４】
複数個のフォトセンサのうち、フォトＩＣ５群は内側スリット列７と対向する位置に配設され、フォトインタラプタ６群は外側スリット列８と対向する位置に配設されている。つまり、コード板１が回転すると、内側スリット列７がフォトＩＣ５の本体部５ａの凹溝５ｂを通過し、外側スリット列８がフォトインタラプタ６の本体部６ａの凹溝６ｂを通過するようになっている。なお、各フォトセンサの本体部５ａ，６ａは平面視矩形状のモールドパッケージにて構成され、フォトＩＣ５は本体部５ａから５本の端子５ｃ（発光部側から２本と受光部側から３本）を突出させており、フォトインタラプタ６は本体部６ａから４本の端子６ｃ（発光部側から２本と受光部側から２本）を突出させている。
【００１５】
ホルダ３はフォトＩＣ５群やフォトインタラプタ６群の配列方向に沿った円弧板形状のモールド品であり、このホルダ３には各フォトセンサの本体部５ａ，６ａを嵌め入れるための複数のセンサ保持孔３ａが穿設されている。図１中の拡大図に示すように、各センサ保持孔３ａにはコード板１の径方向に沿って対向する基準面３ｂと突起部３ｃが設けられており、これら基準面３ｂと突起部３ｃとの間に本体部５ａや本体部６ａを圧入することによって、各フォトセンサ（フォトＩＣ５やフォトインタラプタ６）がコード板１の径方向に位置決めされるようになっている。つまり、図３と図４に示すように、センサ保持孔３ａにフォトＩＣ５の本体部５ａ（またはフォトインタラプタ６の本体部６ａ）を圧入していくと、突起部３ｃの先端が押し潰されて本体部５ａ（または６ａ）が基準面３ｂに押し付けられるため、フォトＩＣ５（またはフォトインタラプタ６）は径方向に位置決めされた状態でホルダ３に保持される。また、このホルダ３の両端部には嵌合孔３ｄを有するボス３ｅが突設されており、これらのボス３ｅを回路基板４の対応する位置決め孔４ａに嵌め入れることによってホルダ３が回路基板４に対して位置決めされると共に、各ボス３ｅの嵌合孔３ｄに外装ケース２の対応する位置決め突起２ａを嵌め入れることによってホルダ３と回路基板４が外装ケース２に対して位置決めされるようになっている。
【００１６】
回路基板４には、各フォトセンサの端子５ｃ，６ｃを挿通するための複数の端子挿入孔４ｂが穿設されていると共に、これら端子挿入孔４ｂを臨出させた複数のランド４ｃが配設されており、端子挿入孔４ｂに挿通した端子５ｃや端子６ｃをディップ半田でランド４ｃに半田付けすることによってフォトＩＣ５やフォトインタラプタ６が回路基板４に実装される。図５に示すように、フォトＩＣ５の発光部側から突出する２本の端子５ｃと受光部側から列状に突出する３本の端子のうちの中央の端子５ｃ１は対応する端子挿入孔４ｂに遊挿されるが、フォトＩＣ５の残り２本の端子５ｃ２は対応する端子挿入孔４ｂに挿入すると中央の端子５ｃ１側への移動が規制されるようになっている。これは、２本の端子５ｃ２に対応する２箇所の端子挿入孔４ｂどうしの間隔が両端子５ｃ２どうしの間隔と略同等に設定されているためであり、こうすることによって組立時にフォトＩＣ５がコード板１の周方向に位置決めされると共に、端子５ｃ１用の端子挿入孔４ｂと端子５ｃ２用の端子挿入孔４ｂとの間に相応の距離が確保できるようになっている。同様に、フォトインタラプタ６の発光部側または受光部側から突出する２本の端子６ｃは対応する端子挿入孔４ｂに遊挿されるが、残り２本の端子６ｃは対応する端子挿入孔４ｂに挿入すると互いに近接する側または離反する側への移動が規制されて、フォトインタラプタ６がコード板１の周方向に位置決めされるようになっている。
【００１７】
また、図６と図７に示すように、回路基板４の複数箇所に形成されているランド４ｃ群のうち、フォトＩＣ５の受光部側から列状に突出する３本の端子５ｃ１，５ｃ２を半田付けするための３箇所のランド４ｃ１，４ｃ２は細長形状に形成されている。すなわち、これら３本の端子のうち中央の端子５ｃ１が半田付けされるランド４ｃ１は、コード板１の径方向に沿って延在する細長形状に形成されている。また、両端の端子５ｃ２が半田付けされる２箇所のランド４ｃ２は、対応する端子挿入孔４ｂを一端部に臨出させて互いに離反する向きに延在する細長形状に形成されており、この延在方向はディップ半田工程で回路基板４が移動する方向と合致させてある。
【００１８】
上記の如く構成された光学式回転角検出装置は、ステアリングホイールに一体化されているコード板１が回転すると、内側スリット列７がフォトＩＣ５の凹溝５ｂを通過すると共に、外側スリット列８がフォトインタラプタ６の凹溝６ｂを通過するので、フォトＩＣ５の発光部から発せられた光がスリット７ａを通過して受光部で受光され、フォトインタラプタ６の発光部から発せられた光がスリット８ａを通過して受光部で受光される。そのため、これらフォトセンサの発光部から受光部へ到達する光の信号に基づいて、回路基板４に搭載されている図示せぬ制御部によってコード板１の回転角度や回転方向等が検出される。
【００１９】
このように本実施形態例に係る光学式回転角検出装置は、組立時にフォトＩＣ５の２本の端子５ｃ２を対応する２箇所の端子挿入孔４ｂに挿入していくと、これら両端子挿入孔４ｂによってフォトＩＣ５がコード板１の周方向に沿って位置決めされるようになっているため、検出精度を確保するうえで特に重要な周方向に沿うフォトＩＣ５の位置ずれが回避しやすくなっている。同様に、フォトインタラプタ６も２本の端子６ｃが対応する２箇所の端子挿入孔４ｂに位置規制されるため、コード板１の周方向に沿うフォトインタラプタ６の位置ずれが回避しやすくなっている。したがって、この光学式回転角検出装置は、小型化されても所望の検出精度が確保しやすくなっている。また、回路基板４に位置決め固定されたホルダ３のセンサ保持孔３ａに本体部５ａや本体部６ａを圧入していくと、コード板１の径方向に沿ってフォトＩＣ５やフォトインタラプタ６が位置決めされると共に、ホルダ３によってフォトＩＣ５やフォトインタラプタ６が保持された状態となるため、この光学式回転角検出装置は組立性も良好である。
【００２０】
また、この光学式回転角検出装置は、フォトＩＣ５の受光部側に突設された狭ピッチな３本の端子のうち、両端の端子５ｃ２を半田付けするための２箇所のランド４ｃ２が、端子挿入孔４ｂの臨出する一端部から互いに離反する向きに延在する細長形状に形成されているため、これら両ランド４ｃ２に所要の面積を確保しても中央のランド４ｃ１に接近することはない。そして、これら両ランド４ｃ２の延在方向をディップ半田工程における回路基板４の移動方向と合致させてあるため、両ランド４ｃ２上に付着する半田は中央のランド４ｃ１から十分に離れた延在方向中央部（長手方向中央部）で最も厚くなり、よって近接した配置を余儀なくされる両ランド４ｃ２と中央のランド４ｃ１との間に半田ブリッジが生じにくくなっている。しかも、本実施形態例の場合、中央のランド４ｃ１をコード板１の径方向に沿って延在する細長形状に形成することによって、両ランド４ｃ２に臨出する端子挿入孔４ｂどうしを結ぶ直線に対して中央のランド４ｃ１が直交させてあり、かつ、両端の端子５ｃ２を位置規制するために両ランド４ｃ２に臨出する端子挿入孔４ｂどうしの間隔が広く設定されているので、両ランド４ｃ２と中央のランド４ｃ１との間には相応の距離が確保されており、こうした点からもランド４ｃ１，４ｃ２間に半田ブリッジが生じる危険性は低い。それゆえ、この光学式回転角検出装置の製造歩留まりは良好である。
【００２１】
図８は本発明の第２実施形態例においてフォトＩＣの端子が位置決めされた状態を示す説明図であり、図５と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。
【００２２】
この第２実施形態例は、コード板１の周方向に沿ってフォトＩＣ５を位置決めするために、フォトＩＣ５の受光部側に突設された３本の端子のうち中央の端子５ｃ１を小径な端子挿入孔４ｂ１によって周方向に位置規制するようにしてあり、この点が前述した第１実施形態例と異なっている。すなわち、図８に示すように、中央の端子５ｃ１が挿通される端子挿入孔４ｂ１は他の端子挿入孔４ｂよりも若干小さく形成されており、この端子挿入孔４ｂ１の内径はコード板１の周方向に沿う端子５ｃ１の幅寸法と略同等に設定されているため、組立時に端子５ｃ１を端子挿入孔４ｂ１に挿入していくと、フォトＩＣ５は周方向に沿って位置決めされることになる。その際、フォトＩＣ５の本体部は、回路基板に位置決め固定されたホルダのセンサ保持孔３ａ内に圧入されてコード板１の径方向に位置決めされるため、コード板１の周方向に沿って１本の端子５ｃ１を位置規制するだけでフォトＩＣ５の取付位置は高精度に規定できる。また、このように狭ピッチな３本の端子のうち中央の端子５ｃ１が挿通される端子挿入孔４ｂ１を小径にしておくと、この端子挿入孔４ｂ１が臨出するランドを幅狭に形成できるため、該ランドと両端の端子５ｃ２が半田付けされる２箇所のランドとの間の距離が増大し、これらランド間に半田ブリッジが生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る光学式回転角検出装置の分解斜視図である。
【図２】該光学式回転角検出装置の部分断面図である。
【図３】該光学式回転角検出装置に備えられるフォトＩＣの拡大図である。
【図４】該フォトＩＣの取付構造を示す説明図である。
【図５】該フォトＩＣの端子が位置決めされた状態を示す説明図である。
【図６】該光学式回転角検出装置に備えられる回路基板の一部を示す説明図である。
【図７】図６の一部を拡大した説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態例においてフォトＩＣの端子が位置決めされた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  コード板
２  外装ケース
３  ホルダ
３ａ  センサ保持孔
３ｂ  基準面
３ｃ  突起部
４  回路基板
４ｂ，４ｂ１  端子挿入孔
４ｃ，４ｃ１，４ｃ２  ランド
５  フォトＩＣ
５ａ  本体部
５ｃ，５ｃ１，５ｃ２  端子
６  フォトインタラプタ
６ａ  本体部
６ｃ  端子
７  内側スリット列
８  外側スリット列
【図１】
2006214831.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006214831.tif 000008
【図７】
2006214831.tif 000009
【図８】
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