(57)【要約】【課題】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し、簡易な構成で、安価なものを提供することを目的とする。【解決手段】第一及び第二の検出体２２と２３を回転体２１に対し直交方向に配置すると共に、第一の検出体２２側面外周の平歯車部２２Ａを回転体２１下面外周の歯車部２１Ａに噛合させることによって、第一の検出体２２を簡易な構成とすることができると共に、一つの配線基板２４に磁気検出素子５Ｂ、６Ｂや制御手段８を形成できるため、安価で回転角度の確実な検出が可能な回転角度検出装置を得ることができる。【選択図】図１
2008026039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングに連動して回転する回転体と、この回転体に連動して回転する第一の検出体と、この第一の検出体に連動して回転する第二の検出体と、上記第一及び第二の検出体の回転を検出する第一及び第二の検出手段と、上記第一及び第二の検出手段からの検出信号により上記回転体の回転角度を検出する制御手段からなり、上記第一及び第二の検出体を上記回転体に対し直交方向に配置すると共に、上記第一の検出体側面外周の歯車部を上記回転体下面外周の歯車部に噛合させた回転角度検出装置。
【請求項２】
付勢手段を設けると共に、これによって回転体を第一の検出体に弾接させた請求項１記載の回転角度検出装置。
【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、車両の各種制御を行うものが増えている。
【０００３】
このような、従来の回転角度検出装置について、図３を用いて説明する。
【０００４】
図３は従来の回転角度検出装置の分解斜視図であり、同図において、１は側面外周に平歯車部１Ａが形成された回転体で、中央部には挿通するステアリング（図示せず）の軸と係合する係合部１Ｂが設けられている。
【０００５】
そして、２は側面外周に平歯車部２Ａが形成された第一の検出体、３は側面外周に平歯車部２Ａとは歯数の異なる平歯車部３Ａが形成された第二の検出体で、第一の検出体２の平歯車部２Ａが回転体１の平歯車部１Ａに噛合すると共に、第二の検出体３の平歯車部３Ａが第一の検出体２の平歯車部２Ａに噛合している。
【０００６】
また、４は第一及び第二の検出体２、３の上方にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出体２の中央に装着された磁石５Ａと、第二の検出体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。
【０００７】
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が各々形成されると共に、配線基板４と直交して配置されリード線（図示せず）等によって接続された配線基板７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８が形成されている。
【０００８】
さらに、９は絶縁樹脂製のケース、１０と１１は同じく絶縁樹脂製のカバーで、カバー１０が回転体１や第一の検出体２、第二の検出体３、配線基板４等が収納されたケース９上面を覆うと共に、カバー１１が配線基板７や制御手段８等が収納されたケース９側面を覆って、回転角度検出装置が構成されている。
【０００９】
そして、このように構成された回転角度検出装置は、制御手段８がコネクタ（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続されると共に、回転体１の係合部１Ｂにはステアリングの軸が挿通されて、自動車に装着される。
【００１０】
以上の構成において、運転時にステアリングを回転すると、回転体１が回転し、これに連動して第一の検出体２が、第一の検出体２に連動して第二の検出体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、正弦波や余弦波の電圧波形からなる検出信号として検出する。
【００１１】
また、これらの検出信号が略鋸歯状のデータ波形として制御手段８に入力されるが、第一の検出体２と第二の検出体３は歯数が異なり回転速度も異なるため、第一の検出体２と第二の検出体３のデータ波形は、周期が異なり位相のずれた検出信号となる。
【００１２】
そして、この第一の検出体２と第二の検出体３からの二つの異なる検出信号と各々の歯数から、制御手段８が所定の演算を行って、回転体１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、車両の様々な制御が行われるように構成されている。
【００１３】
なお、以上のような、側面外周の平歯車部を噛合させた構成のもののほか、回転体１やこれに噛合した第一の検出体２に傘歯車を用い、第一の検出体２と第二の検出体３を回転体１に対し直交方向に配置することによって、配線基板４をなくし、配線基板７のみで回転角度検出装置を構成して、低価格化を図ったものもある。
【００１４】
ただ、この場合には、第一の検出体２に回転体１と噛合する傘歯車部と、第二の検出体３と噛合する平歯車部の両方を設ける必要があり、部品構成が複雑になると共に、歯車部の噛合箇所が多くなり、各歯車部間の隙間、所謂バックラッシによる誤差も生じ易くなってしまうものであった。
【００１５】
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。
【特許文献１】特開２００５−１５６１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記従来の回転角度検出装置においては、二つの配線基板４と７を用いているため、装置が高価なものになると共に、第一の検出体２や第二の検出体３の外径を大きくし歯数を増して、回転角度の検出精度をさらに高いものにしようとした場合にも、寸法上限界があるという課題があった。
【００１７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、安価で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】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１９】
本発明の請求項１に記載の発明は、第一及び第二の検出体を回転体に対し直交方向に配置すると共に、第一の検出体側面外周の歯車部を回転体下面外周の歯車部に噛合させて回転角度検出装置を構成したものであり、第一の検出体を簡易な構成とすることができると共に、一つの配線基板に磁気検出素子や制御手段を形成できるため、安価で回転角度の確実な検出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。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、付勢手段を設けると共に、これによって回転体を第一の検出体に弾接させたものであり、回転体と第一の検出体の歯車部間の隙間、所謂バックラッシがなくなるため、誤差がなく高精度な回転角度の検出を行うことができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明によれば、回転角度の確実な検出が行えると共に、簡易な構成で、安価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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。
【００２３】
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。
【００２４】
（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分解斜視図であり、同図において、２１は絶縁樹脂または金属製の回転体で、下面外周には歯車部２１Ａが形成されると共に、中央部には挿通するステアリング（図示せず）の軸と係合する係合部２１Ｂが設けられている。
【００２５】
そして、２２は絶縁樹脂または金属製の第一の検出体、２３は同じく第二の検出体で、第一の検出体２２と第二の検出体２３が回転体２１に対し直交方向に配置されると共に、第一の検出体２２側面外周の平歯車部２２Ａが、回転体２１下面外周の歯車部２１Ａに、第二の検出体２３側面外周の、平歯車部２２Ａとは歯数の異なる平歯車部２３Ａが、第一の検出体２２の平歯車部２２Ａに各々噛合している。
【００２６】
また、２４は第一及び第二の検出体２２と２３の側方にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出体２２の中央にインサート成形等により装着された磁石５Ａと、第二の検出体２３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）素子等の磁気検出素子５Ｂと６Ｂが各々装着されている。
【００２７】
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が各々形成されると共に、配線基板２４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８が形成されている。
【００２８】
さらに、２５は絶縁樹脂製のケースで、ケース２５上面の中空筒部２５Ａには回転体２１が、側面の円筒部２５Ｂと２５Ｃには第一の検出体２２と第二の検出体２３が、各々回転可能に装着されている。
【００２９】
そして、２６と２７は絶縁樹脂製のカバーで、カバー２６が回転体２１の収納されたケース２５上面を覆うと共に、カバー２７が第一の検出体２２や第二の検出体２３、配線基板２４等が収納されたケース２５側面を覆っている。
【００３０】
また、２８は銅合金や鋼板等のばねで、このばね２８がやや撓んだ状態でカバー２６下面と回転体２１上面との間に装着されて付勢手段が形成され、これによって回転体２１が第一の検出体２２に弾接して、回転角度検出装置が構成されている。
【００３１】
つまり、第一の検出体２２と第二の検出体２３を回転体２１に対し直交方向に配置すると共に、回転体２１下面外周の歯車部２１Ａに第一の検出体２２側面外周の平歯車部２２Ａを、この同じ平歯車部２２Ａに第二の検出体２３側面外周の平歯車部２３Ａを各々噛合させることによって、第一の検出体２２の歯車が一つですみ、簡易な構成とすることができるようになっている。
【００３２】
さらに、第一及び第二の検出体２２と２３の側方に配置した配線基板２４に、磁気検出素子５Ｂと６Ｂ、制御手段８等を形成することで、使用する配線基板が一つですみ、装置を安価に構成できるようになっている。
【００３３】
そして、このように構成された回転角度検出装置は、制御手段８がコネクタ（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続されると共に、回転体２１の係合部２１Ｂにはステアリングの軸が挿通されて、自動車に装着される。
【００３４】
以上の構成において、運転時、つまり回転角度検出装置に電源が供給された通電状態でステアリングを回転すると、これに係合した回転体２１が回転し、この下面外周の歯車部２１Ａに平歯車部２２Ａが噛合した第一の検出体２２、同じくこの平歯車部２２Ａに平歯車部２３Ａが噛合した第二の検出体２３も、回転体２１に連動して回転する。
【００３５】
そして、この各検出体の回転に伴って、これらの中央に装着された磁石５Ａと６Ａも回転し、この磁石５Ａと６Ａの変化する磁力を磁気検出素子５Ｂと６Ｂが、正弦波や余弦波の電圧波形からなる検出信号として検出する。
【００３６】
また、これらの検出信号が略鋸歯状のデータ波形として制御手段８に入力されるが、第一の検出体２２と第二の検出体２３は歯数が異なり回転速度も異なるため、第一の検出体２２と第二の検出体２３のデータ波形は、周期が異なり位相のずれた検出信号となる。
【００３７】
そして、この第一の検出体２２と第二の検出体２３からの二つの異なる検出信号と各々の歯数から、制御手段８が所定の演算を行って、回転体２１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、車両の様々な制御が行われる。
【００３８】
なお、この時、カバー２６下面と回転体２１上面との間には、ばね２８がやや撓んだ状態で装着されて付勢手段が形成され、これによって回転体２１が第一の検出体２２に弾接した状態で回転するため、歯車部２１Ａと平歯車部２２Ａの歯車部間の隙間、所謂バックラッシがなくなり、誤差がなく高精度な回転角度の検出を行うことができるようになっている。
【００３９】
また、第一の検出体２２と第二の検出体２３が回転体２１に対し直交方向に配置され、これらの外径を大きくしたり歯数を増やしたりすることが比較的容易に行えるため、回転角度の検出精度をさらに高いものにすることが可能なように構成されている。
【００４０】
このように本実施の形態によれば、第一及び第二の検出体２２と２３を回転体２１に対し直交方向に配置すると共に、第一の検出体２２側面外周の平歯車部２２Ａを回転体２１下面外周の歯車部２１Ａに噛合させることによって、第一の検出体２２を簡易な構成とすることができると共に、一つの配線基板２４に磁気検出素子５Ｂ、６Ｂや制御手段８を形成できるため、安価で回転角度の確実な検出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。
【００４１】
また、ばね２８の付勢手段を用いて、回転体２１を第一の検出体２２に弾接させることによって、回転体２１と第一の検出体２２の歯車部間の隙間、所謂バックラッシがなくなるため、誤差がなく高精度な回転角度の検出を行うことができる。
【００４２】
さらに、図２の部分斜視図に示すように、側面外周に平歯車部３０Ａが形成された補助検出体３０を設け、これを回転体２１下面外周の歯車部２１Ａに噛合させると共に、この補助検出体３０の回転を検出する検出手段を設け、制御手段８がこの補助検出体３０の回転と、第一及び第二の検出体２２と２３の回転を比較し、検出信号の差を検出するようにすれば、例えば、回転体２１からの外れや、いずれかの検出体の歯車部に破損や欠け等が生じた場合にも、その検出が可能となり、誤った回転角度の検出を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明による回転角度検出装置は、回転角度の確実な検出が行えると共に、簡易な構成で、安価なものが得られ、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。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態による回転角度検出装置の分解斜視図
【図２】同他の実施の形態による部分斜視図
【図３】従来の回転角度検出装置の分解斜視図
【符号の説明】
【００４５】
５Ａ、６Ａ  磁石
５Ｂ、６Ｂ  磁気検出素子
８  制御手段
２１  回転体
２１Ａ  歯車部
２１Ｂ  係合部
２２  第一の検出体
２２Ａ、２３Ａ、３０Ａ  平歯車部
２３  第二の検出体
２４  配線基板
２５  ケース
２５Ａ  中空筒部
２５Ｂ、２５Ｃ  円筒部
２６、２７  カバー
２８  ばね
３０  補助検出体
【図１】
2008026039.tif 000003
【図２】
2008026039.tif 000004
【図３】
2008026039.tif 000005