(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
舵角センサーと、該舵角センサーの動作を司どるセンサーボードと、該センサーボードを固定しかつステアリングシャフトと連動するシャフトでなる構成であって、前記シャフトの一部に前記ステアリングシャフトからの入力で分離切断する被破壊部位を設けたことを特徴とするロータリエンコーダの構造。
【請求項２】
前記シャフトの略中間部位に断面略Ｖ字形又は矩形の周方向に延びる溝でなる被破壊部位を形成したことを特徴とする請求項１記載のロータリエンコーダの構造。
【請求項３】
前記シャフトを、中空状の外筒体と、外周部に少なくとも一つの張出突子を形成すると共に、該張出突子を該外筒体内壁に係止した内部体とで構成し、該張出突子を被破壊部位としたことを特徴とする請求項１記載のロータリエンコーダの構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等に搭載され操舵角を検出するロータリエンコーダであって、当該ロータリエンコーダのシャフトに結合しているベアリングがグリス切れ等惹起したとき等において、当該ロータリエンコーダが回転ロック現象を生じても操舵を可能としたロータリエンコーダの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のロータリエンコーダは図５に示す構造のものであった。当該技術に於けるロータリエンコーダは、例えば自動車運転席のドライバーの足元の床部位やダッシュパネル付近に配置されており、自動車走行支援システムの構成部品として使用されている。この自動車走行支援システムは自動車の自動走行中に於いて、ドライバーが手をステアリングホイールから離してもモータがステアリングシャフトを駆動する装置である。
【０００３】
上記自動車走行支援システムは、例えば、特開平１０−３１７９９号公報に開示された自動走行制御装置が知られている。これは図６に示すように自動車の車体Ｃに当該ロータリエンコーダが搭載されており、このロータリエンコーダの動作によって、ステアリングアクチュエータ２７を制御する。すなわち、当該車体Ｃには、例えば走路の白線を検出するＣＣＤカメラ２８が搭載され、このＣＣＤカメラ２８で撮像した画像から、画像処理ＥＣＵ２９により抽出された白線信号は車両制御ＣＯ３０に供給され、走路上の白線を基準として自動車のハンドルを自動制御する技術である。
【０００４】
図５において、１は一方のハウジング、２は他方のハウジングであり、一方及び他方のハウジング１，２を組合せて箱体のハウジング３が構成される。上記ハウジング３内にはシャフト４を介装してあり、該シャフト４の一端はウオームギヤを介してステアリングシャフト及びモータに連結している。シャフト４の他端にはセンサーボード５を固定している。
【０００５】
また、前記ハウジング３内には、舵角センサー６を配置しており、前記センサーボード５の回転動作で、出力信号を導出し、ステアリングホイールの回転位置を検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術に於けるロータリエンコーダの構造は上述した構成であり、次の課題が存在する。
【０００７】
当該ロータリエンコーダのシャフトに結合しているベアリングがグリス切れを惹起したとき、又は上記ハウジング内に異物が混入したとき、あるいは、当該ハウジングが破壊したときは、シャフト４及びセンサーボード５が回転できなくなり、それに起因してステアリングホィールによる操舵が困難となる可能性があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロータリエンコーダの構造は、上記従来の問題点を解消するものであり、シャフトの一部にステアリングシャフトからの入力で分離遮断する被破壊部位を設け、ベアリング等が故障した場合でも、ステアリングシャフトからの入力で、当該シャフトを分断させて、ステアリングシャフトのロック現象を防止すべくしたことを目的としたものである。そして、以下の構成、手段を採用した。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、舵角センサーと、該舵角センサーの動作を司どるセンサーボードと、該センサーボードを固定しかつステアリングシャフトと連動するシャフトでなる構成であって、前記シャフトの一部に前記ステアリングシャフトからの入力で分離切断する被破壊部位を設けたことを特徴とするロータリエンコーダの構造である。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、前記シャフトの略中間部位に断面略Ｖ字形又は矩形の周方向に延びる溝でなる被破壊部位を形成したことを特徴とする請求項１記載のロータリエンコーダの構造である。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、前記シャフトを、中空状の外筒体と、外周部に少なくとも一つの張出突子を形成すると共に、該張出突子を該外筒体内壁に係止した内部体とで構成し、該張出突子を被破壊部位としたことを特徴とする請求項１記載のロータリエンコーダの構造である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るロータリエンコーダの構造の実施の形態１について添付図面に基づき、詳細に説明する。図１は、本発明に係るロータリエンコーダの構造を示す垂直断面図である。７はハウジングであり、一方のハウジング８及び他方のハウジング９を組合せて一組のハウジングが構成されている。当該ハウジング７内にはシャフト１０及び舵角センサー１１が配置されている。該シャフト１０は円柱状に構成されており、略軸芯部には空間１２が形成されている。すなわち、空間１２は大きい空間１２ａ、小さい空間１２ｂが一連に段差状に構成されている。前記シャフト１０の略中間位置即ちベアリング１４支持部と後述のギヤ軸２０，２１との結合部との間に於いて空間１２ｂと外周部との間の肉厚部を薄く形成してなる被破壊部位１３、例えば、図示するようにＶ字形溝を有している。
【００１３】
１４はベアリングであり、前記シャフト１０の他端部を支持している。また、センサーボード１６は、前記シャフト１０の他端に止めバネ１７で軸着している。
【００１４】
次に、図２に基づき、本発明に係るロータリエンコーダが自動車のステアリングシャフトやモータに結合されたときの実施の形態を説明する。図２は、要部を断面した全体平面図である。１８はステアリングシャフトであり、ステアリングホイール（図示せず）を回転すれば連動して回転するものである。該ステアリングシャフト１８の外周はギヤ部を形成しており、ウオームギヤ１９のギヤ部１９ａと噛合い結合している。該ウオームギヤ１９はギヤ軸２０，２１を左右に設けており、該ギヤ軸２０はベアリング２２を介してモータ２３に、また、ギヤ軸２１はベアリング２４を介して、ロータリエンコーダのシャフト１０の空間１２ａに嵌入され、結合している。
【００１５】
上記、本発明に係るロータリエンコーダの構造の実施の形態１について、動作を説明する。自動車を走行しているとき、ドライバーはステアリングホイールを回転操作する。そして、ステアリングシャフト１８は当該ステアリングホイールの回転に連動する。而して、ステアリングシャフト１８のギヤ部１８ａがウオームギヤ１９のギヤ部１９ａと噛合い回転し、当該ギヤ軸２０，２１が回転する。そして、シャフト１０も回転し、センサーボード１６が回転し、舵角センサー１１が動作し、出力信号を導出する。而して、ロータリエンコーダが動作し、ステアリングホイールの回転位置を検出する。
【００１６】
また、自動走行制御装置を作動させた場合、ドライバーがステアリングホイールから手を離しても、モータ２３が回転し、ギヤ軸２０，２１を介してウオームギヤ１９に伝達され、ロータリエンコーダを動作させると共に操舵軸制御部（図示せず）を動作させてステアリングシャフト１８を回転制御する。
【００１７】
次に、ロータリエンコーダのシャフト１０に結合しているベアリング１４のグリス切れがある場合、又はハウジング７内に異物が混入したり、当該ハウジング７が破壊した場合は、ステアリングホイールを操作すると当該ギヤ軸２０，２１に外力がかかり、該シャフト１０が捻れると共にＶ字形状溝１３の底部に応力が集中して亀裂が発生し、当該シャフト１０を分断させて、ステアリングシャフトのロック現象を防止すべくした。
【００１８】
尚、自動走行装置のアクチュエータを構成する前記モータ２３の駆動トルクでもシャフト１０が分断する様にしておけば、自動走行中にロータリエンコーダに不具合が発生しても、モータ２３による走行を継続することができる。
【００１９】
図３は本発明に係るロータリエンコーダのシャフト１０の第１変形例を示す断面図である。これについて説明すれば、シャフト１０の略中間部位に形成した被破壊部位１３３は矩形溝で構成されている。当該シャフト１０が分断する動作は、前述の第１変形例と同様で、亀裂Ｋ５，Ｋ６が被破壊部位１３３に発生して行な
われる。而して、ステアリングシャフトのロック現象を防止すべくした。又、他の構成部分は図１と同様であるので同位置番号を付しその説明を省略する。以上、説明したようにシャフト１０の略中間部位に形成した被破壊部位１３，１３３は上記実施の形態に限定されるものではなく、その他の変形例でよいことは勿論である。
【００２０】
図４は本発明に係るロータリエンコーダの第２変形例を示す断面図である。これについて説明すれば、シャフト１００を中空筒体に形成し、空間１２０を有する外筒体１１０と、該空間１２０内に嵌入された張出突子１３１，１３２を頂部に形成した内部体１３０とで構成する。該張出突子１３１，１３２は内部体１３０の軸心から直径方向に突出する２枚の平板部材で先端を上記外筒体１１０の空間１２０を構成する内壁１１１に埋込み係合している。そして、当該内部体１３０の中心部は中空部１３３′を形成している。この第２変形例はまず内部体１３０を成形し、この内部体１３０を外筒体１１０成形金型内に位置決めして外筒体１１０を成形することにより一体化する、いわゆる二色成形又は二重成形により構成する。他の構成部分は図１と同様であるのでその説明を省略する。従ってギヤ軸２０，２１に過大な外力がかかった場合、内部体１３０の張出突子１３１，１３２に亀裂Ｋ３，Ｋ４が発生し、当該外筒体１１０と内部体１３０との結合が分断する。そして、ハンドルシャフトのロック現象を防止すべくした。尚、図４に於いて、図４（ａ）はシャフト１１０の垂直断面図であり、又、図４（ｂ）は図４（ａ）の矢視Ａ−Ａ方向の断面図である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係るロータリエンコーダーの構造は、上述の構成、動作を有するので次の効果がある。
請求項１記載の発明によれば、舵角センサーと、該舵角センサーの動作を司どるセンサーボードと、該センサーボードを固定しかつステアリングシャフトと連動するシャフトでなる構成であって、前記シャフトの一部に前記ステアリングシャフトからの入力で分離切断する被破壊部位を設けたことを特徴とするロータリエンコーダの構造である。このような構成としたので、ベアリングのグリス切れがある場合やハウジング内に異物が混入したり、当該ハウジングが破壊した場合に於いても、ステアリングシャフトのロック現象を防止し、自動車のステアリングホイールの操作を円滑に行なうことができる。またモータのトルクでも被破壊部位が分離切断する様にしておけば、自動走行制御装置にも適用させて、フェールセーフ機能を充実させると共に自動車の安全性を高めることができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、前記シャフトの略中間部位に断面略Ｖ字形又は矩形の周方向に延びる溝でなる被破壊部位を形成したことを特徴とする請求項１記載のロータリエンコーダの構造である。このように、前記シャフトの略中間部位に所定の断面形状を有する被破壊部位を構成したので、簡易な構造であると共に、別異の被破壊部材を配備する必要がなく、極めて容易に生産できると共にベアリング等の事故が発生した場合でも、迅速に当該シャフトを分断させてステアリングシャフトのロック現象を防止することができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、前記シャフトを、中空状の外筒体と、外周部に少なくとも一つの張出突子を形成すると共に、該張出突子を該外筒体内壁に係止した内部体とで構成し、該張出突子を被破壊部位としたことを特徴とする請求項１記載のロータリエンコーダの構造である。このような構成としたので、当該シャフトの中空内の内壁にモータ軸に連結する被破壊部材の張出突子を係止したので、ベアリング等の事故が発生した場合でも、該張出突子が切断されてギヤ軸と分離させるので、ステアリングシャフトのロック現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロータリエンコーダの構造における実施の形態１を示す垂直断面図である。
【図２】本発明に係るロータリエンコーダの構造を自動車のハンドル軸廻りに装着したときの状態を示す要部を断面した全体平面図である。
【図３】本発明に係るロータリエンコーダに装着しているシャフトの第１変形例を示す断面図である。
【図４】本発明に係るロータリエンコーダに装着しているシャフトの第２変形例を示す断面図である。
【図５】従来の技術に於けるロータリエンコーダの構造を示す垂直断面図である。
【図６】従来の技術に於ける自動走行制御装置を搭載した自動車の斜視図である。
【符号の説明】
７  ハウジング
８  一方のハウジング
９  他方のハウジング
１０  シャフト
１１１  内壁
１１  舵角センサー
１２，１２ａ，１２ｂ  空間
１３，１３３  被破壊部位
１４  ベアリング
１６  センサーボード
１７  止めバネ
１８  ステアリングシャフト
１８ａ  ギヤ軸
１９  ウオームギヤ
１９ａ  ギヤ部
２０，２１  ギヤ軸
２２  ベアリング
２３  モータ
１３１，１３２  張出突子
１３３  中空部
１１０  外筒体
１３０  内部体
Ｋ１〜Ｋ６  亀裂
【図１】
0004518633.tif 000002
【図２】
0004518633.tif 000003
【図３】
0004518633.tif 000004
【図４】
0004518633.tif 000005
【図５】
0004518633.tif 000006
【図６】
0004518633.tif 000007