(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】回転体１及び第二の検出体４と連動して回転する補助検出体６を設けることによって、第一の検出体２と第二の検出体４、補助検出体６の三つの検出体が常に連動して回転するため、各検出体の歯車部に多少の欠けや破損が生じた場合でも、回転体１即ちステアリングの回転角度の正確な検出が可能となり、簡易な構成で、安価な回転角度検出装置を得ることができる。【選択図】図１
2007139741.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、上記回転体及び上記第二の検出体と連動して回転する補助検出体を設けた回転角度検出装置。
【請求項２】
補助検出体の回転を検出する補助検出手段を設けると共に、この補助検出手段と第一及び第二の検出手段からの検出信号の差を、制御手段が検出する請求項１記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
付勢手段を設けると共に、これによって第二の検出体を第一の検出体及び補助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中、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４を用いて説明する。
【０００４】
図４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】
また、２は外周に平歯車部２Ａが形成された第一の検出体、４は外周に平歯車部４Ａ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４の平歯車部４Ａが第一の検出体２の平歯車部２Ａに噛合している。
【０００６】
そして、この第一の検出体２の中央には磁石３Ａが、第二の検出体４の中央には磁石５Ａが、各々インサート成形等により装着されている。
【０００７】
なお、これらの歯車の直径及び歯数は、回転体１が最も大きく、第一の検出体２、第二の検出体４の順に小さなものとなっている。
【０００８】
また、８は第一及び第二の検出体２、４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、各検出体に装着された磁石３Ａ、５Ａとの対向面には、磁気検出素子３Ｂ、５Ｂが各々装着されている。
【０００９】
そして、このように対向した磁石３Ａと磁気検出素子３Ｂによって第一の検出手段が、同じく磁石５Ａと磁気検出素子５Ｂ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８にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子３Ｂ、５Ｂに接続された制御手段９が形成されて、回転角度検出装置が構成されている。
【００１０】
また、このような回転角度検出装置は、制御手段９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。
【００１１】
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４が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石３Ａ、５Ａも回転して、この磁石３Ａ、５Ａの変化する磁力を磁気検出素子３Ｂ、５Ｂ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。
【００１２】
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９に入力されるが、第一の検出体２と第二の検出体４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４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。
【００１３】
そして、この第一の検出体２と第二の検出体４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９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ものであった。
【００１４】
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２００５−３６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来の回転角度検出装置においては、第一の検出体２と第二の検出体４の歯車部に、一箇所でも欠けや破損が生じると、これらの検出信号から制御手段９が誤った回転角度の検出を行ってしまうため、長期の耐用年数を得ようとすると、歯車部を大きな形状に形成したり、強度に優れた材料を用いたりすることによって、歯車部の強度を上げ、欠けや破損を生じづらくする必要があり、高価なものとなってしまうという課題があった。
【００１６】
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】
【００１７】
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。
【００１８】
本発明の請求項１に記載の発明は、回転体及び第二の検出体と連動して回転する補助検出体を設けて回転角度検出装置を構成したものであり、第一の検出体と第二の検出体、補助検出体の三つの検出体を連動して回転させることによって、各検出体の歯車部に多少の欠けや破損が生じた場合でも、回転体即ちステアリングの回転角度の正確な検出が可能なため、簡易な構成で、安価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。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、補助検出体の回転を検出する補助検出手段を設けると共に、この補助検出手段と第一及び第二の検出手段からの検出信号の差を、制御手段が検出するものであり、例えば、回転体と第一の検出体か補助検出体との外れ等が生じた場合、一方からは検出信号が出力されているにもかかわらず、他方からは検出信号が出力されないため、こうした支障を制御手段が検出することが可能となり、誤った回転角度の検出を防ぎ、確実な検出を行うことができるという作用を有する。
【００２０】
請求項３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、これによって第二の検出体を第一の検出体及び補助検出体に弾接させたものであり、第二の検出体を第一の検出体及び補助検出体に付勢し弾接させることによって、各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〜図３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、図２は同断面図であり、同図において、１は外周に平歯車部１Ａが形成された絶縁樹脂または金属製の回転体で、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。
【００２５】
また、２は絶縁樹脂または金属製の第一の検出体、４は同じく第二の検出体で、第一の検出体２外周の平歯車部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４外周の平歯車部４Ａが第一の検出体２の平歯車部２Ａに噛合している。
【００２６】
そして、この第一の検出体２の中央には磁石３Ａが、第二の検出体４の中央には磁石５Ａが、各々インサート成形等により装着されている。
【００２７】
さらに、６は絶縁樹脂または金属製の補助検出体で、この外周に形成された平歯車部６Ａが回転体１の平歯車部１Ａと第二の検出体４の平歯車部４Ａに噛合すると共に、補助検出体６の中央には磁石７Ａが装着されている。
【００２８】
なお、これらの歯車の直径及び歯数は、回転体１が最も大きく、第一の検出体２と補助検出体６が同じで、第二の検出体４はこれらより小さなものとなっており、例えば歯数は、平歯車１Ａの歯数が６５個、平歯車部２Ａと平歯車部６Ａが２６個、平歯車部４Ａが２５個と、各々異なるものとなっている。
【００２９】
また、８は第一及び第二の検出体２、４や補助検出体６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、各検出体の磁石３Ａ、５Ａ及び７Ａ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３Ｂ、５Ｂ及び７Ｂが各々装着されている。
【００３０】
そして、このように対向した磁石３Ａと磁気検出素子３Ｂによって第一の検出手段が、同じく磁石５Ａと磁気検出素子５Ｂによって第二の検出手段が、磁石７Ａと磁気検出素子７Ｂによって補助検出手段が各々形成されると共に、配線基板８にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子３Ｂ、５Ｂ及び７Ｂに接続された制御手段１０が形成されている。
【００３１】
また、１１は絶縁樹脂製のケース、１２は同じく絶縁樹脂製のホルダーで、ケース１１の筒部１１Ａに第一の検出体２が、筒部１１Ｂに補助検出体６が、ホルダー１２に第二の検出体４が各々回転可能に保持されると共に、ホルダー１２はケース１１底面の摺動溝１１Ｃに移動可能に装着されている。
【００３２】
さらに、１３は中央が巻回された線状のばねで、やや撓んだ状態で両端がケース１１に固定されていると共に、中央部がホルダー１２に弾接し、この付勢手段であるばね１３によって第二の検出体４が付勢され、第一の検出体２と補助検出体６に弾接して、回転角度検出装置が構成されている。
【００３３】
そして、このような回転角度検出装置は、制御手段１０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。
【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１が回転し、この外周の平歯車部１Ａに平歯車部２Ａが噛合した第一の検出体２、同じく平歯車部１Ａに平歯車部６Ａが噛合した補助検出体６、及び平歯車部２Ａと平歯車部６Ａに平歯車部４Ａが噛合した第二の検出体４も、回転体１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３Ａ、５Ａ及び７Ａも回転し、この磁石３Ａ、５Ａ及び７Ａの変化する磁力を磁気検出素子３Ｂ、５Ｂ、７Ｂ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１０に入力されるが、第一の検出体２と補助検出体６は歯数が同じで回転速度も同じであるのに対し、第二の検出体４は歯数が異なり回転速度も異なるため、第二の検出体４のデータ波形は第一の検出体２や補助検出体６に比べ、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２と第二の検出体４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１０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。
【００３８】
なお、この時、上述したように補助検出体６が、回転体１と第二の検出体４に噛合し、三つの検出体が連動して回転するように構成されているため、万が一、各検出体の歯車部のいずれかに多少の欠けや破損が生じたとしても、例えば、第二の検出体４の第一の検出体２との噛合部に欠けが生じたとしても、第二の検出体４は補助検出体６との噛合部によって回転するというように、互いの検出体が連動して回転するようになっている。
【００３９】
つまり、各検出体の歯車部のいずれかに欠けや破損が生じた場合にも、これらの回転が常に連動して行われ、制御手段１０により回転角度が正常に検出されるようになっているため、歯車部を大きな形状に形成したり、特に強度に優れた材料を用いたりする必要はなく、コンパクトな形状で比較的安価な材料を用いて、長期の耐用年数が得られる回転角度検出装置が実現可能なように構成されている。
【００４０】
また、補助検出体６にも補助検出手段が設けられ、制御手段１０が三つの検出体からの検出信号の差を検出することによって、例えば、回転体１と第一の検出体２か補助検出体６との外れ等が生じた場合、一方からは検出信号が出力されているにもかかわらず、他方からは検出信号が出力されないため、こうした支障を制御手段１０が検出することが可能となり、誤った回転角度の検出を防ぐことができる。
【００４１】
さらに、付勢手段であるばね１３を設け、このばね１３によって第二の検出体４が装着されたホルダー１２を付勢して、第一の検出体２と補助検出体６に弾接させることによって、各検出体の歯車部間に設けられた僅かな隙間、所謂バックラッシのない状態で回転が行われるため、この隙間による誤差が生じない、高精度な回転角度の検出を行うことができる。
【００４２】
このように本実施の形態によれば、回転体１及び第二の検出体４と連動して回転する補助検出体６を設けることによって、第一の検出体２と第二の検出体４、補助検出体６の三つの検出体が常に連動して回転するため、各検出体の歯車部に多少の欠けや破損が生じた場合でも、回転体１即ちステアリングの回転角度の正確な検出が可能となり、簡易な構成で、安価な回転角度検出装置を得ることができるものである。
【００４３】
また、補助検出体６の回転を検出する補助検出手段を設けると共に、この補助検出手段と第一及び第二の検出手段からの検出信号の差を、制御手段１０が検出することによって、例えば、回転体１と第一の検出体２か補助検出体６との外れ等が生じた場合、こうした支障を制御手段１０が検出することが可能となり、誤った回転角度の検出を防ぎ、確実な検出を行うことができる。
【００４４】
さらに、付勢手段であるばね１３を設けると共に、これによって第二の検出体４を第一の検出体２及び補助検出体６に弾接させることによって、各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。
【００４５】
なお、以上の説明では、付勢手段であるばね１３によって、第二の検出体４が装着されたホルダー１２を付勢して、これを第一の検出体２と補助検出体６に弾接させる構成について説明したが、図３の分解斜視図に示すように、ケース１１に設けた筒部１１Ｄに第二の検出体４を回転可能に保持すると共に、板状のばね１３Ａをやや撓んだ状態で筒部１１Ｄの溝に装着し、これによって直接第二の検出体４を、第一の検出体２と補助検出体６に弾接させる構成としても、同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、以上の説明では、回転体１や第一及び第二の検出体２、４及び補助検出体６の外周に平歯車部を形成して、これらが噛合して互いに連動して回転する構成として説明したが、平歯車部以外にも、回転を伝達できる凹凸部や高摩擦部などを回転体や検出体の外周に形成し、これによって互いに連動して回転する構成としても、本発明の実施は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
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】
【００４８】
【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】同断面図
【図３】同他の実施の形態による分解斜視図
【図４】従来の回転角度検出装置の分解斜視図
【符号の説明】
【００４９】
１  回転体
１Ａ、２Ａ、４Ａ、６Ａ  平歯車部
１Ｂ  係合部
２  第一の検出体
３Ａ、５Ａ、７Ａ  磁石
３Ｂ、５Ｂ、７Ｂ  磁気検出素子
４  第二の検出体
６  補助検出体
８  配線基板
１０  制御手段
１１  ケース
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｄ  筒部
１１Ｃ  摺動溝
１２  ホルダー
１３、１３Ａ  ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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