(57)【要約】【課題】小型化することが可能な回転角度検出装置を提供する。【解決手段】回路基板２に軸支された第２のギヤ３に設けられるマグネット５と、回路基板２のマグネット５近傍設けられる回転検出素子８とを備えた回転角度検出装置１において、回路基板２に貫通孔７を形成し、マグネット５の少なくとも一部が貫通孔７内に入るように配設すると共に、回転検出素子８を、回路基板２の第２のギヤ３が取り付けられる面とは反対側となる面の、貫通孔７近傍に設けたことを特徴とする。【選択図】      図１
2004354075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に軸支された回転体に設けられるマグネットと、前記基板の前記マグネット近傍に設けられる回転検出素子とを備えた回転角度検出装置において、
前記基板に貫通孔を形成し、前記マグネットの少なくとも一部が前記貫通孔内に入るように配設すると共に、前記回転検出素子を、前記基板の前記回転体が取り付けられる面とは反対側となる面の、前記貫通孔近傍に設けたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記回転検出素子は、感磁方向がパッケージの法線方向であることを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
前記回転角度検出装置は、車両のステアリング舵角を検出することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置に係り、特に、装置の小型化を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両のステアリング舵角を検出する回転角度検出装置として、特開２０００−２８３７０４号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。この回転角度検出装置は、図２に示すように、ステアリングシャフト１０７と連動して回転する第１のギヤ１０１と、第１のギヤ１０１と噛合し第１のギヤ１０１よりも小径の第２のギヤ１０２と、第１のギヤ１０１よりも小径で且つ第２のギヤ１０２よりも大径の第３のギヤ１０３を備え、第２のギヤ１０２及び第３のギヤ１０３の回転角度を検出することにより、ステアリングの絶対舵角を測定する。
【０００３】
第２のギヤ１０２には、マグネット１０２ａが搭載され、更に、第２のギヤ１０２を軸支する回路基板側には、回転検出素子１０２ｂが設けられ、この回転検出素子１０２ｂにて、マグネット１０２ａの回転角度を検出することにより、第２のギヤ１０２の回転角度を検出することができる。
【０００４】
また、第３のギヤ１０３についても同様に、マグネット１０３ａ、及び回転検出素子１０３ｂにより、回転角度を検出している。
【０００５】
図３は、第２のギヤ１０２に取り付けられるマグネット１０２ａ、及び回路基板側に取り付けられる回転検出素子１０２ｂの配置構成を示す断面図である。同図に示すように、第２のギヤ１０２は、回路基板１０５に対して回転動可能に設けられる円盤状回転体１０２ｃと、この円盤状回転体１０２ｃの外周部に設けられるギヤ部１０２ｄを備えている。更に、ギヤ部１０２ｄの中央部には、マグネット１０２ａが備えられている。
【０００６】
他方、回路基板１０５のマグネット１０２ａと対向する部位には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子を用いた回転検出素子１０２ｂが設けられており、端子１０６にて回路基板１０５に接続されている。そして、第２のギヤ１０２の回転に伴ってマグネット１０２ａが回転すると、この回転角度が回転検出素子１０２ｂにて検出される。その後、マイコン１０８にてステアリングシャフト１０７の回転角度が求められる。
【０００７】
このような従来における回転角度検出装置においては、図３に示したように、マグネット１０２ａと回路基板１０５との間に回転検出素子１０２ｂが設けられる構成となっているので、余儀なく円盤状回転体１０２ｃの内径が回転検出素子１０２ｂの長手方向幅よりも大きくなってしまう。
【０００８】
また、回転検出素子１０２ｂに角度演算等を行う処理回路を搭載してＩＣ化すると、このパッケージがより大型化するため、円盤状回転体１０２ｃはより一層大きくならざるを得ない。
【０００９】
このため、舵角センサを小型化することが困難になり、また、回路基板１０５、回転検出素子１０２ｂ、マグネット１０２ａの順で積層されるため、厚さ方向の幅を小さくすることが容易でないという問題が生じる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−２８３７０４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来における回転角度検出装置においては、マグネット１０２ａが搭載される円盤状回転体１０２ｃの内部に回転検出素子１０２ｂが設けられるので、円盤状回転体１０２ｃ、ひいては舵角センサ全体が大型化するという問題が発生していた。
【００１２】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、小型化することが可能な回転角度検出装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、基板に軸支された回転体に設けられるマグネットと、前記基板の前記マグネット近傍に設けられる回転検出素子とを備えた回転角度検出装置において、前記基板に貫通孔を形成し、前記マグネットの少なくとも一部が前記貫通孔内に入るように配設すると共に、前記回転検出素子を、前記基板の前記回転体が取り付けられる面とは反対側となる面の、前記貫通孔近傍に設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記回転検出素子は、感磁方向がパッケージの法線方向であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記回転角度検出装置は、車両のステアリング舵角を検出することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る回転角度検出装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、この回転角度検出装置１は、上ケース９及び下ケース１０に覆われた構成をなしており、回路基板２と、回路基板２の下面に配設され、該回路基板２に軸支されて回転駆動する第２のギヤ３と、第２のギヤ３の中央部に設けられたマグネット５を備えている。そして、第２のギヤ３は、第１のギヤ６と噛合しており、この第１のギヤ６は、例えば車両のステアリングシャフト（図示省略）に連結されている。
【００１７】
また、第２のギヤ３が設けられる部位の回路基板２には、貫通孔７が穿設されており、マグネット５の一部がこの貫通孔７内に挿入されている。
【００１８】
更に、回路基板２の上面側の、貫通孔７近傍には、回転検出素子８が設けられており、端子４にて回路基板２に接続されている。そして、この回転検出素子８は、貫通孔７内に挿入されているマグネット５と対向している。
【００１９】
回転検出素子８としては、ホール素子をアレイ状に並べた構造のホールＩＣを用いる。このホールＩＣは、感磁方向が該ホールＩＣのパッケージの法線方向の磁界強度であるので、回転検出素子８と対向して配置されるマグネット５の径は、直径３ｍｍ〜６ｍｍ程度の小さいものとすることができる。
【００２０】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る回転角度検出装置１の動作について説明する。
【００２１】
ステアリングシャフト（図示省略）が回転し、これに伴って、第１のギヤ６が回転すると、第１のギヤ６と噛合している第２のギヤ３が回転駆動する。すると、第２のギヤ３の中央部に搭載されたマグネット５が回転するので、この回転角度が回転検出素子８により検出される。そして、この回転検出素子８の検出信号に基づいて、第２のギヤ３の回転角度を求めることができる。
【００２２】
この際、回転検出素子８は、第２のギヤ３が設けられる回路基板２の裏面側とは反対側となる回路基板２の表面側に設けられるので、第２のギヤ３の大きさが回転検出素子８の大きさに規制されることはなく、第２のギヤ３を小型化することができる。
【００２３】
また、貫通孔７を介して回転検出素子８とマグネット５が対向配置されるので、両者が近接して配置され、高精度に第２のギヤ３の回転角度を測定することができる。
【００２４】
更に、回転検出素子８として、ＡＭＲ素子ではなく、ホール素子をアレイ状に並べた構造のホールＩＣを用いているので、マグネット５の径を、直径３ｍｍ〜６ｍｍ程度の小さいものとすることができ、全体として小型化を図ることができる。
【００２５】
このようにして、本実施形態に係る回転角度検出装置１では、回路基板２の下面側に第２のギヤ３を取り付け、上面側に回転検出素子８を設けているので、第２のギヤ３が回転検出素子８の大きさに規制されることがなく、第２のギヤ３の小型化を図ることができる。
【００２６】
また、回転検出素子８として、ホール素子をアレイ状に並べた構造のホールＩＣを用いているので、マグネット５を小型化することができる。
【００２７】
以上、本発明の回転角度検出装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。例えば、上述した実施形態では、車両のステアリングシャフトに搭載する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の回転体に搭載してその回転角度を検出することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る回転角度検出装置では、基板に貫通孔を形成し、該基板の一方の面に回転体を取り付け、他方の面に回転検出素子を取り付け、回転体に搭載されるマグネットと回転検出素子とを、貫通孔を用いて近接させているので、回転体の回転角度を高精度に検出することができると共に、回転体が回転検出素子の大きさに規制されないので、回転体を小型化することができる。
【００２９】
また、感磁方向がパッケージの法線方向となる回転検出素子を用いることにより、マグネットの小型化を図ることができる。
【００３０】
更に、ステアリング舵角を検出する舵角検出装置として使用することにより、車両のステアリング舵角を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転角度検出装置の構成を示す断面図である。
【図２】ステアリングシャフトに搭載して、ステアリングの舵角を検出する回転角度検出装置の構成を示す説明図である。
【図３】従来における回転角度検出装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  回転角度検出装置
２  回路基板
３  第２のギヤ
４  端子
５  マグネット
６  第１のギヤ
７  貫通孔
８  回転検出素子
９  上ケース
１０  下ケース
１０１  第１のギヤ
１０２  第２のギヤ
１０２ａ  マグネット
１０２ｂ  回転検出素子
１０２ｃ  円盤状回転体
１０２ｄ  ギヤ部
１０３  第３のギヤ
１０３ａ  マグネット
１０３ｂ  回転検出素子
１０５  回路基板
１０６  端子
１０７  ステアリングシャフト
１０８  マイコン
【図１】
2004354075.tif 000003
【図２】
2004354075.tif 000004
【図３】
2004354075.tif 000005