(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、小音化が図れ、確実な回転角度の検出が可能なものを提供することを目的とする。【解決手段】上面中央に磁石５Ａが装着された第一の検出歯車１２の、下面中央に磁性体１９を設け、第一の検出歯車１２を下方へ付勢することによって、第一の検出歯車１２の上下方向のがたつきがなくなるため、多少の振動や衝撃が加わっても衝突音の発生を防ぐことができ、小音化が図れ、確実な回転角度の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
2012107916.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歯車と、この回転歯車に連動して回転する検出歯車と、この検出歯車の中央に装着された磁石と、この磁石に対向配置された磁気検出素子と、この磁気検出素子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、上記検出歯車の下面中央に磁性体を設けた回転角度検出装置。
【請求項２】
検出歯車の歯幅を、上端に対し下端を細幅に形成した請求項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、これを用いて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及び図５を用いて説明する。
【０００４】
図４は従来の回転角度検出装置の断面図、図５は同斜視図であり、同図において、１は側面外周に平歯車部１Ａが形成された回転歯車で、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歯車、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歯車で、第一の検出歯車２の平歯車部２Ａと第二の検出歯車３の平歯車部３Ａが、回転歯車１の平歯車部１Ａに各々噛合している。
【０００６】
また、４は第一及び第二の検出歯車２、３の上方にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面には複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出歯車２の中央に装着された磁石５Ａと、第二の検出歯車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５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６が各々形成されると共に、配線基板４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７が形成されている。
【０００８】
さらに、この回転歯車１や第一の検出歯車２、第二の検出歯車３が絶縁樹脂製の下ケース８底面に回転可能に保持されると共に、これらの上面を絶縁樹脂製の上ケース（図示せず）が覆って、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が、制御手段７がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、車両の電子回路（図示せず）に接続されると共に、回転歯車１の係合部１Ｂにはステアリング軸が挿通されて、自動車に装着される。
【００１０】
以上の構成において、ステアリングを回転すると、回転歯車１が回転し、これに連動して第一の検出歯車２と第二の検出歯車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が検出し、増減を繰返す正弦波や余弦波、または略鋸歯状の検出信号が制御手段７へ入力される。
【００１１】
なお、この時、第一の検出歯車２と第二の検出歯車３は歯数が異なっているため、磁気検出素子５Ｂと６Ｂから出力されるデータ波形は、形状が異なり位相差のある検出信号となる。
【００１２】
そして、この第一の検出歯車２と第二の検出歯車３からの二つの異なる検出信号と各々の平歯車部の歯数から、制御手段７が所定の演算を行って回転歯車１、すなわ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、例えばパワーステアリング装置やブレーキ装置等の、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。
【００１３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−６３３９３号公報
【発明の概要】
【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、回転歯車１に噛合した第一の検出歯車２や第二の検出歯車３の上下面と、上ケースや下ケース８の間には、各歯車が回転可能なように０．２〜０．３ｍｍ程度の小さなものではあるが、隙間が形成されているため、振動や衝撃が加わった場合、これらの歯車が上ケースや下ケース８に当たり、衝突音が生じてしまう場合がある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、小音化が図れ、確実な回転角度の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】
【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、中央に磁石が装着された検出歯車の下面中央に、磁性体を設けて回転角度検出装置を構成したものであり、下面中央の磁性体によって検出歯車が下方へ付勢され、上下方向のがたつきがなくなるため、多少の振動や衝撃が加わっても衝突音の発生を防ぐことができ、小音化が図れ、確実な回転角度の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。
【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、検出歯車の歯幅を、上端に対し下端を細幅に形成したものであり、検出歯車と噛合する回転歯車や他の検出歯車も下方へ付勢されるため、これらの小音化も図れると共に、歯車間の隙間による誤差、いわゆるバックラッシのない、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】
【００２０】
以上のように本発明によれば、小音化が図れ、確実な回転角度の検出が可能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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態による回転角度検出装置の断面図
【図２】同斜視図
【図３】同部分斜視図
【図４】従来の回転角度検出装置の断面図
【図５】同斜視図
【発明を実施するための形態】
【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断面図、図２は同斜視図であり、同図において、１は絶縁樹脂または金属製の回転歯車で、側面外周には平歯車部１Ａ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１Ｂが設けられている。
【００２５】
また、１２は絶縁樹脂または金属製の第一の検出歯車、３は同じく第二の検出歯車で、第一の検出歯車１２側面外周の平歯車部１２Ａが回転歯車１の平歯車部１Ａに噛合すると共に、第二の検出歯車３側面外周の平歯車部１２Ａとは歯数の異なる平歯車部３Ａが、第一の検出歯車１２の平歯車部１２Ａに噛合している。
【００２６】
そして、第一の検出歯車１２の平歯車部１２Ａは、図３の部分斜視図に示すように、上端の歯幅が太く下端が細くなるように、上端に対し下端が細幅に傾斜して形成されている。
【００２７】
なお、これらの歯車の直径及び歯数は、回転歯車１が最も大きく、第一の検出歯車１２、第二の検出歯車３の順に小さくなっており、例えば、回転歯車１の歯数が４８、第一の検出歯車１２の歯数が３２、第二の検出歯車３の歯数が２８となっている。
【００２８】
また、４は第一及び第二の検出歯車１２、３の上方にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面には複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出歯車１２の上面中央にインサート成形等により装着された磁石５Ａと、第二の検出歯車３の上面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。
【００２９】
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５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６が各々形成されると共に、配線基板４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７が形成されている。
【００３０】
さらに、１９は略板状の磁性体で、鉄やコバルト、ニッケル、あるいは鉄にコバルトやニッケル、アルミニウム、クロム等を含有させた強磁性材料から形成されると共に、この磁性体１９が第一の検出歯車１２の下面中央に配設されている。
【００３１】
また、２０は絶縁樹脂製のカバーで、このカバー２０が第一の検出歯車１２と第二の検出歯車３を覆うと共に、磁気検出素子５Ｂや６Ｂが挿通する開口孔２０Ａが設けられている。
【００３２】
さらに、この回転歯車１や第一の検出歯車１２、第二の検出歯車３が絶縁樹脂製の下ケース８底面に回転可能に保持されると共に、これらの上面を絶縁樹脂製の上ケース（図示せず）が覆って、回転角度検出装置が構成されている。
【００３３】
そして、このように構成された回転角度検出装置が、制御手段７がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、車両の電子回路（図示せず）に接続されると共に、回転歯車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、ステアリングを回転すると、回転歯車１が回転し、これに連動して第一の検出歯車１２が、第一の検出歯車１２に連動して第二の検出歯車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が検出し、増減を繰返す正弦波や余弦波、または略鋸歯状の検出信号が制御手段７へ入力される。
【００３５】
なお、この時、第一の検出歯車１２と第二の検出歯車３は歯数が異なっているため、磁気検出素子５Ｂと６Ｂから出力されるデータ波形は、形状が異なり位相差のある検出信号となる。
【００３６】
そして、この第一の検出歯車１２と第二の検出歯車３からの二つの異なる検出信号と各々の平歯車部の歯数から、制御手段７が所定の演算を行って回転歯車１、すなわ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、例えばパワーステアリング装置やブレーキ装置等の、車両の様々な制御が行われる。
【００３７】
また、この時、上面中央に磁石５Ａが装着された第一の検出歯車１２の、下面中央には磁性体１９が設けられ、この磁性体１９と磁石５Ａによって第一の検出歯車１２が下方へ付勢されて、上下方向のがたつきがない状態となっているため、多少の振動や衝撃が加わっても、第一の検出歯車１２の上下面と上ケースや下ケース８の間の、衝突音の発生を防ぐことができるようになっている。
【００３８】
つまり、接着やインサート成形等により下ケース８底面に固着された磁性体１９と、第一の検出歯車１２上面中央に装着された磁石５Ａを吸引させ、第一の検出歯車１２を下方へ付勢することで、多少の振動や衝撃が加わった場合でも、第一の検出歯車１２の上下動による衝突音の発生を防ぎ、小音化を図ることが可能なように構成されている。
【００３９】
また、第一の検出歯車１２の平歯車部１２Ａが、上端に対し下端が細幅に傾斜して形成されているため、これに噛合した回転歯車１や第二の検出歯車３も、第一の検出歯車１２によって下方へ付勢されて、衝突音の発生を防ぎ、小音化が図れるようになっている。
【００４０】
さらに、上端に対し下端が細幅の平歯車部１２Ａによって、回転歯車１の平歯車部１Ａや第二の検出歯車３の平歯車部３Ａとの、歯車間の隙間も少なくなっているため、この隙間による誤差、いわゆるバックラッシのない、高精度な回転角度の検出を行うことができるように構成されている。
【００４１】
なお、以上の説明では、磁性体１９を第一の検出歯車１２の下面中央にのみ設けた構成について説明したが、第二の検出歯車３の下面中央にも磁性体１９を配設し、上面中央の磁石６Ａとの吸引力によって、第二の検出歯車３も下方へ付勢して、上下方向のがたつきをなくすようにすれば、さらに小音化を図ることができる。
【００４２】
また、磁性体１９の上面外周に上方へ突出する突起部等を設け、この突起部によって上方の磁石５Ａや６Ａの磁束密度を集中させて磁力を強めるようにすれば、第一の検出歯車１２や第二の検出歯車３をより確実に下方へ付勢することも可能となる。
【００４３】
このように本実施の形態によれば、上面中央に磁石５Ａが装着された第一の検出歯車１２の、下面中央に磁性体１９を設け、第一の検出歯車１２を下方へ付勢することによって、第一の検出歯車１２の上下方向のがたつきがなくなるため、多少の振動や衝撃が加わっても衝突音の発生を防ぐことができ、小音化が図れ、確実な回転角度の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。
【００４４】
また、第一の検出歯車１２の歯幅を、上端に対し下端を細幅に形成することによって、噛合する回転歯車１や第二の検出歯車３も下方へ付勢されるため、これらの小音化も図れると共に、歯車間の隙間による誤差、いわゆるバックラッシのない、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、回転歯車１に第一の検出歯車１２が噛合し、この第一の検出歯車１２に第二の検出歯車３が噛合した構成の回転角度検出装置について説明したが、背景技術の項で説明したような、回転歯車１に第一の検出歯車１２と第二の検出歯車３の両方を噛合させた構成のものや、あるいは一つだけの検出歯車を回転歯車１に噛合させた構成のものとしても、本発明の実施は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明による回転角度検出装置は、小音化が図れ、確実な回転角度の検出が可能なものが得られ、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。
【符号の説明】
【００４７】
１  回転歯車
１Ａ  平歯車部
３  第二の検出歯車
３Ａ  平歯車部
４  配線基板
５  第一の検出手段
５Ａ、６Ａ  磁石
５Ｂ、６Ｂ  磁気検出素子
６  第二の検出手段
７  制御手段
８  下ケース
１２  第一の検出歯車
１２Ａ  平歯車部
１９  磁性体
２０  カバー
２０Ａ  開口孔
【図１】
2012107916.tif 000003
【図２】
2012107916.tif 000004
【図３】
2012107916.tif 000005
【図４】
2012107916.tif 000006
【図５】
2012107916.tif 000007