(57)【要約】【課題】  ステアリングホイールの回転数を制限する機構を併せ持つ、簡易な構造のステアリングセンサ用回転減速機構を提供する。【解決手段】  ステアリングシャフト１１に取り付けられ、その軸心を中心とする複数巻きの渦巻状をなす溝１４が板面に形成されたステアリング側回転板１２と、１巻きの渦巻状をなす溝１５が板面に形成されたセンサ側回転板１３と、それら両回転板１２，１３の互いに対向する板面間に介在され、一端がステアリング側回転板１２の溝１４に差し込まれ、他端がセンサ側回転板１３の溝１５に差し込まれた移動体１７と、その移動体１７をステアリング側回転板１２の径方向に移動自在に保持するガイド１８とよりなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに取り付けられ、その軸心を中心とする複数巻きの渦巻状をなす溝が板面に形成されたステアリング側回転板と、
渦巻状をなす溝が板面に形成され、その渦巻状をなす溝の巻き数が１巻き以下とされたセンサ側回転板と、
それらステアリング側回転板とセンサ側回転板との互いに対向する板面間に介在され、一端が上記ステアリング側回転板の上記溝に差し込まれ、他端が上記センサ側回転板の上記溝に差し込まれた移動体と、
その移動体を、上記ステアリング側回転板の径方向に移動自在に保持するガイドとよりなることを特徴とするステアリングセンサ用回転減速機構。
【請求項２】
請求項１記載のステアリングセンサ用回転減速機構において、
上記移動体は棒状体の両端に球体が、その棒状体の軸心回りに回転自在に取り付けられた構造とされていることを特徴とするステアリングセンサ用回転減速機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はステアリングホイールの操舵角度を検出するステアリングセンサ用の回転減速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７はこの種の回転減速機構の従来構成例として、特許文献１に示されている減速機構を示したものであり、ステアリングシャフト１に取り付けたウォーム２と、そのウォーム２に噛み合うウォームホイール３と、ウォームホイール３の回転を読み取るセンサ４とを備え、ステアリングシャフト１が一方の回転限界から他方の回転限界に達するまでの間に、ウォームホイール３の回転が１回転以内となるようにされている。
ウォーム２はステアリングシャフト１の先端に固定されたステアリングホイール５の基端部に設けられたハンドル回転軸６に取り付けられており、ステアリングシャフト１と共に回転するようになっている。センサ４はウォームホイール３を挟み込むようにして配置され、その発光部から出射した光をウォームホイール３に形成された透光部を通して受光部で受光するようになっており、受光のオン・オフデータをもとにウォームホイール３の回転を読み取るものとなっている。
【特許文献１】特開２００２−１３１０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この図７に示した回転減速機構にはステアリングホイールの回転数を制限するための機構はなく、つまりそれ自体ではステアリングホイールの回転数を制限することはできない。
従って、例えばステアリングシャフトと車輪（操舵輪）とがラック・ピニオンのような機構を通じて機械的に結合されておらず、ステアリングホイールが取り付けられたステアリングシャフトの回転をセンサで電気的に検出して舵角を求め、その舵角指令値を操舵アクチュエータに送ることによって実際に転舵する構成とされたステアバイワイヤシステムの場合、このようなステアリングホイールの回転数を制限する機構を有さない構造では車輪が転舵限界に達した後もステアリングホイールを回転させることが可能であり、この場合、ステアリングホイールが回転しているにもかかわらず、車輪の転舵角は転舵限界以上に増大せず、その結果、ステアリングホイールの操舵角と車輪の転舵角との関係の判断を誤るといった状況が生じ、安全上、大きな問題となる。
【０００４】
この発明の目的はこのような問題に鑑み、ステアリングホイールの回転数を制限する機構を併せ持つ、簡易な構造のステアリングセンサ用回転減速機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明によれば、ステアリングセンサ用回転減速機構は、ステアリングシャフトに取り付けられ、その軸心を中心とする複数巻きの渦巻状をなす溝が板面に形成されたステアリング側回転板と、１巻きの渦巻状をなす溝が板面に形成されたセンサ側回転板と、それらステアリング側回転板とセンサ側回転板との互いに対向する板面間に介在され、一端がステアリング側回転板の溝に差し込まれ、他端がセンサ側回転板の溝に差し込まれた移動体と、その移動体をステアリング側回転板の径方向に移動自在に保持するガイドとよりなるものとされる。
【０００６】
請求項２の発明では請求項１の発明において、移動体が棒状体の両端に球体がその棒状体の軸心回りに回転自在に取り付けられた構造とされる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、ステアリング側回転板の回転はその複数巻きの渦巻状をなす溝に一端が差し込まれ、他端がセンサ側回転板の１巻きの渦巻状をなす溝に差し込まれた移動体を介してセンサ側回転板に伝達され、これによりセンサ側回転板を減速回転させることができるものとなっており、またステアリング側回転板の回転数は渦巻状をなす溝の巻き数によって制限されるものとなっている。
従って、この発明によれば、ステアリングホイールの回転数を制限する機構を併せ持つ、簡易な構造のステアリングセンサ用回転減速機構を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明の一実施例を示したものであり、この例ではステアリングシャフト１１にステアリング側回転板１２が取り付けられ、このステアリング側回転板１２と部分的に向かい合うようにセンサ側回転板１３が配置されている。
ステアリング側回転板１２の板面にはステアリングシャフト１１の軸心を中心とする渦巻状の溝（図中、点々を付してある）１４が形成されており、渦巻状の溝１４の巻き数はこの例では３巻き（３回転）とされている。一方、センサ側回転板１３の板面にも渦巻状をなす溝（図中、ハッチングを付してある）１５が形成され、この渦巻状の溝１５の巻き数は１巻き（１回転）とされている。
【０００９】
センサ側回転板１３は回転軸１６に取り付けられており、回転軸１６はステアリングシャフト１１と平行とされ、かつ所要量ずらされ、センサ側回転板１３の周面はステアリングシャフト１１の周面に近接されている。
このように一半径部分がほぼ重なるように対向されたステアリング側回転板１２とセンサ側回転板１３との互いに対向する板面間には移動体１７が介在される。移動体１７はこの例では丸棒とされた棒状体１７ａの両端にそれぞれ球体１７ｂが取り付けられた構造とされ、図２に示したように一端がステアリング側回転板１２の溝１４に差し込まれ、他端がセンサ側回転板１３の溝１５に差し込まれている。なお、移動体１７の球体１７ｂは棒状体１７ａに対し、その軸心回りに回転自在に取り付けられている。
【００１０】
ガイド１８は移動体１７を移動自在に保持するもので、細長いブロック状とされ、そのステアリング側回転板１２とセンサ側回転板１３との対向板面間に挿入されている一半部には細長い案内窓１９が形成されており、この案内窓１９内に図３に示したように移動体１７の中間部が収容位置されている。移動体１７はこのようにガイド１８の案内窓１９内に位置されることにより、ステアリング側回転板１２の径方向に移動自在とされると共に、ステアリング側回転板１２の回転方向にはその動きが制限されている。なお、ガイド１８の他半部側は例えばセンサ側のハウジング等（図示せず）に固定されている。
【００１１】
上記のような構造とされたステアリングセンサ用回転減速機構では、ステアリング側回転板１２が回転すると、その渦巻状の溝１４内に一端が収容され、中間部がガイド１８の案内窓１９内に収容されている移動体１７はステアリング側回転板１２の径方向に移動し、ステアリング側回転板１２が渦巻状の溝１４の巻き数だけ回転する間に、ステアリング側回転板１２の中心部と外周部の間を移動することとなる。
また、移動体１７の他端はセンサ側回転板１３の渦巻状の溝１５内に収容されているため、移動体１７の移動に伴い、センサ側回転板１３が回転し、センサ側回転板１３の渦巻状の溝１５の巻き数は１巻きであるので移動体１７がステアリング側回転板１２の中心部と外周部の間を移動する間に、言い換えればセンサ側回転板１３の外周部と中心部の間を移動する間に、センサ側回転板１３は１回転する。
【００１２】
図４はこの様子を示したものであり、図４Ａ〜Ｃは図１Ａに示した状態からステアリング側回転板１２が１回転する毎のセンサ側回転板１３の回転の様子を示している。ステアリング側回転板１２が１回転する間に、センサ側回転板１３は１２０°回転し、ステアリング側回転板１２が３回転するとセンサ側回転板１３は１回転するものとなっており、このようにしてステアリング側回転板１２の回転数は減速され、ステアリング側回転板１２の回転に伴い、センサ側回転板１３が回転して１回転するものとなっている。図４Ｄは図４Ｃの状態をステアリングシャフト１１の軸方向に対して直交方向から見た図を示したものである。
【００１３】
なお、移動体１７が移動し、渦巻状の溝１４の始端あるいは終端に到達すると、ステアリング側回転板１２はそれ以上回転することはできず、よってステアリング側回転板１２の回転数は渦巻状の溝１４の巻き数に制限され、この例では３回転に制限されている。
センサ側回転板１３の回転は特に図には示していないが、回転軸１６に３６０°の回転を検知できるようなセンサを設置することにより検出することができ、これによりステアリングホイールの操舵角度の絶対角をステアリングホイールの回転制限全域で判別できる。このようなセンサとしては例えば回転軸１６に磁石を取り付け、磁気抵抗効果素子やホール素子等を複数個使用して磁石の３６０°の回転を検知する構成とされたセンサが用いられる。
【００１４】
上述したステアリングセンサ用回転減速機構によれば、ステアリング側回転板１２の渦巻状の溝１４の巻き数によって、ステアリングシャフト１１の回転数を制限することができるものとなっており、つまりステアリングホイールの回転数を機械的に制限できるものとなっている。
なお、通常は、つまりステアバイワイヤシステムでない場合は一端にステアリングホイールが取り付けられたステアリングシャフトの他端はラック・ピニオンなどの機構を介して車輪に機械的に結合されているため、車輪の転舵限界によってステアリングホイールの回転数が制限されており、よって上述した回転減速機構を用いれば、ステアリングホイールの回転数制限が二つの機構によって二重に行われるものとなる。
【００１５】
一方、ステアバイワイヤシステムの場合に、上述した回転減速機構を用いれば、ステアリングホイールの回転数を車輪が転舵しうる所定の回転数に制限できることから、ステアリングホイールの操舵角と車輪の転舵角との関係の判断を誤るといったような問題を回避することができ、よってその点で安全性を高めることができる。
ステアバイワイヤシステムにおいてはステアリングシャフトはステアリング側回転板まであればよく、よってこの場合は図５に示したような構成とすることができ、つまりセンサ側回転板１３の回転軸１６をステアリングシャフト１１と同軸上に位置させ、ステアリング側回転板１２とセンサ側回転板１３とを完全に対向させることができるため、全体をよりコンパクトに構成することができる。
【００１６】
なお、移動体１７は上述した例では棒状体１７ａの両端に、その軸心回りに回転自在に球体１７ｂを取り付けたものとしており、これにより移動体１７が渦巻状の溝１４，１５内をなめらかに動くことができるようにしているが、移動体１７はこのような構成に限ることなく、他の構成とすることもできる。
図６は移動体の他の構成例を上述した移動体１７と共に示したものであり、図６Ｂに示した移動体２１では板状体２１ａの両端部に球体２１ｂが回転自在に保持されたものとなっており、図６Ｃに示した移動体２２では棒状体２２ａの各半部に円筒状をなし、かつ先端が球面形状とされた筒体２２ｂが棒状体２２ａの軸心回りに回転自在に取り付けられたものとなっている。なお、移動体を単なる棒状体とすることもできる。
【００１７】
上述した例では、ステアリング側回転板１２に設けられている渦巻状の溝１４の巻き数は３巻きとされ、ステアリングホイールの回転数は３回転に制限されるものとなっているが、回転数制限のための渦巻状の溝１４の巻き数は用途に応じて適宜設定される。また、センサ側回転板１３に設置するセンサの特性に応じてセンサ側回転板１３の回転角を任意に設定してもよい。さらに、センサ側回転板１３の渦巻状の溝１５の巻き数はこの例では１巻き（１回転）とされているが、１巻きに限らず、１巻き以下の任意の渦巻状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明によるステアリングセンサ用回転減速機構の一実施例を示す図、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは底面図。
【図２】図１の拡大断面図。
【図３】図１におけるガイドと移動体の関係を示す斜視図。
【図４】ステアリング側回転板の回転に伴い、センサ側回転板が減速回転する様子を説明するための図。
【図５】この発明によるステアリングセンサ用回転減速機構の他の実施例を示す図、Ａは平面図、Ｂは正面図。
【図６】移動体の各種構成例を示す斜視図。
【図７】従来の回転減速機構を示す斜視図。
【図１】
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【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】
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【図７】
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