(57)【要約】【課題】バックラッシの影響を低減しつつ、精度の高い絶対角度検出を可能とする回転角度検出装置を提供すること。【解決手段】ステアリングに連動して回転する第１回転体と、第１回転体に連動して回転する第２及び第３回転体と、第２回転体に連動して回転する第４回転体と、第３及び第４回転体に連動して回転する検出体と、検出体の回転を検出する検出手段と、検出手段からの検出信号により回転体の回転角度を検出する制御手段からなり、第１乃至第４回転体並びに検出体は連動する手段として歯車部をそれぞれ有しており、ステアリングを一方の最大舵角から他方の最大舵角まで回転させたときに、検出体が１回転未満の回転範囲に収まるようそれぞれの歯車部が構成されてなることを特徴とする回転角度検出装置。 【選択図】図２
2013134058.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第１回転体と、第１回転体に連動して回転する第2及び第3回転体と、第2回転体に連動して回転する第4回転体と、第３及び第4回転体に連動して回転する検出体と、検出体の回転を検出する検出手段と、検出手段からの検出信号により回転体の回転角度を検出する制御手段からなり、第１乃至第４回転体並びに検出体は連動する手段として歯車部をそれぞれ有しており、ステアリングを一方の最大舵角から他方の最大舵角まで回転させたときに、検出体が１回転未満の回転範囲に収まるようそれぞれの歯車部が構成されてなることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転角度検出装置であって、前記第３回転体は前記第１回転体の歯車部と噛合する第１歯車と前記検出体の歯車部と噛合する第２歯車を有しており、前記第4回転体は前記第2回転体の歯車部と噛合する第３歯車と前記検出体と噛合する第４歯車をそれぞれ有しており、前記第１歯車部と前記第２歯車部並びに前記第３歯車部と前記第４歯車部はそれぞれ連結手段により連結されていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項３】
請求項１及び２記載の回転角度検出装置であって、前記第１回転体の歯車部はねじ歯車で構成され、前記第２回転体の歯車及び前記第３回転体の第１歯車及び前記第４回転体の第３歯車は、はす歯歯車で構成されることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の回転角度検出装置であって、前記第２回転体と第３回転体の連結手段は互いに略９０度をなして前記検出体に連結されていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４記載の回転角度検出装置であって、前記第３回転体の第２歯車及び前記第４回転体の第４歯車及び検出体の歯車は傘歯歯車で構成されることを特徴とする回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等のステアリングホィールの回転に伴って回転角度情報を生成する舵角センサ等に用いられる回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステアリングホィールの回転に伴って回転角度情報を生成する舵角センサが知られている。その舵角センサには、ステアリングホィールの回転を検出するための回転検出装置が組み込まれている。
【０００３】
特許文献１は回転検出体の一例を示している。この装置においては、ステアリングホイールに連動して回転する第１の回転体と、第１の回転体に連動して回転する第２及び第３の検出体を有しており、位相差を有する２つの回転体の角度から回転角度を検出している。
（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８３７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の発明によれば、１５００度前後回転するステアリングホイールの絶対角度を検出するために、位相差を有する２つの回転体を設ける必要があり、第1の回転体に連動して回転する比較的高価な磁石付歯車が２つ必要となる。
更に、上記発明によれば、ステアリングホイールに連動して回転する第1の回転体は中空の樹脂成形により形成されており、真空度や歯車の歯形が精度良く製造し難いことから、第２、第３の回転体との間に生じるバックラッシの問題が解決できない。
そこで本発明は、上記バックラッシの問題を比較的安価な部品の構成により解決することのできる技術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】
【０００６】
本発明によれば、ステアリングに連動して回転する第１回転体と、第１回転体に連動して回転する第２及び第３回転体と、第２回転体に連動して回転する第４回転体と、第３及び第４回転体に連動して回転する検出体と、検出体の回転を検出する検出手段と、検出手段からの検出信号により回転体の回転角度を検出する制御手段からなり、第１乃至第４回転体並びに検出体は連動する手段として歯車部をそれぞれ有しており、ステアリングを一方の最大舵角から他方の最大舵角まで回転させたときに、検出体が１回転未満の回転範囲に収まるようそれぞれの歯車部が構成されてなることを特徴とする回転角度検出装置が提供され、上記の問題を解決することができる。
【０００７】
すなわち、本発明の回転検出装置によれば、ステアリングホイールを一方の最大舵角から、他方の最大舵角まで回転させても検出体が１回転以上しないよう、第２乃至第４回転体を介在させ、ステアリングホイールに連動する第１回転体の回転を大幅に減速しているため、検出体１つで絶対角の検出を行うことができる。従い、比較的高価な磁石を備えた歯車を２つ設ける必要がなくなる。
さらに、検出体は第３及び第４回転体の両方に連動して回転することができるため、一方の回転体から検出体への回転伝達においてバックラッシが伴っていたとしても、他方の回転体からの検出体への回転伝達によりがたつきが抑えられるため、バックラッシの影響を軽減することができる。
【０００８】
また本発明の回転角度検出装置において、第３回転体は第１回転体の歯車部と噛合する第１歯車と検出体の歯車部と噛合する第２歯車を有しており、第４回転体は第２回転体の歯車部と噛合する第３歯車と検出体と噛合する第４歯車をそれぞれ有しており、第１歯車部と第２歯車部並びに第３歯車部と第４歯車部はそれぞれ連結手段により連結されていることが好ましい。このように構成することによりステアリングに連動して回転する第1回転体の回転を効率よく検出体に伝達することができる。
【０００９】
また本発明の回転角度検出装置において、第１回転体の歯車部はねじ歯車で構成され、第２回転体の歯車及び第３回転体の第１歯車及び第４回転体の第３歯車は、はすば歯車で構成されることが好ましい。
このように各歯車を構成することにより、ステアリングに連動して回転する第１回転体の回転を急速に減速することができる。すなわち、ステアリングを一方の最大舵角から他方の最大舵角まで回転させると第１回転体は１５００度程度回転することになるが、この回転角度を検出体に伝達する際に３６０度以内に収まるように減速する手段として上記のように構成することが好適である。
【００１０】
また本発明の回転角度検出装置において、第３回転体と第４回転体の連結手段は互いに略９０度をなして前記検出体に連結されていることが好ましい。
このように連結される構成とすることにより、全体として検出装置の大きさをコンパクトにすることができる。
【００１１】
また本発明の回転角度検出装置において、第３回転体の第２歯車及び第４回転体の第４歯車及び検出体の歯車は傘歯車で構成されることが好ましい。
このように構成することにより、第３回転体と第４回転体の回転を適切に検出体に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】回転角度検出装置の全体的構成を説明するための分解斜視図
【図２】各回転体及び検出体が噛み合った状態を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態にかかる操舵角センサに関する実施の形態を、図面に基づいて具体的に説明する。
【００１４】
図1は、本発明の回転角度検出装置の全体的構成を表す図である。回転角度検出装置はハウジング１０１とステアリングに連動して回転する第１回転体１０２と第一回転体に連動して回転する第２回転体１０３及び第３回転体１０４と第２回転体に連動して回転する第４回転体１０５と第３回転体１０４及び第４回転体１０５に連動して回転する検出体１０６と検出体１０６の回転を検出するセンサ（図示せず）を含む電子基板（図示せず）とカバー（図示せず）から構成され、これら構成部品はハウジングとカバーにより全体が覆われている。
【００１５】
ハウジング１０１は略円形で図１において上方に伸びる外周リブ１０１ａを有しており、その底部中央に第１回転体の摺動部（図示せず）が挿入され摺動可能に支障する底部孔１０１ｂを有している。またハウジング底部には第２乃至第４回転体を摺動可能に支障する支障部１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅがハウジング底部と一体的に形成されている。各支障部は回転体の軸部１０３ａ、１０４ａ、１０５ａを軸支する軸支部１０１ｃ’、１０１ｄ’、１０１ｅ’を有する。第２回転体及び第４回転体の支障部１０１ｃ及び１０１ｅはその軸支部に各回転体の軸部が取り付けられた際に、その軸部が互いに平行になるように各支障部が配置されている。一方、第３回転体及び第４回転体の支障部１０１ｄ及び１０１ｅはその軸支部に各回転体の軸部が取り付けられた際に、その軸部が互いに垂直（９０度）となるように各支障部が配置されている。
上記第３回転体及び第４回転体の軸が交わる箇所に検出体を摺動可能に支障する円形リブ１０１ｆがハウジング底部と一体的に形成されている。
【００１６】
第１回転体は中空の環形状を有しており、その中空部１０２ａにステアリングシャフト（図示せず）が挿入される。第１回転体とステアリングシャフトが連動するよう、第１回転体上部に連結部１０２ｂが第１回転体と一体的に形成されている。また第１回転体はその外周部に螺旋状のねじ山が形成されるねじ歯車部１０２ｃを有している。第１回転体下方にはその上方と同様にねじ山を有しない環状部(図示せず)が設けられ、その環状部外径がハウジングの底部孔１０１ｂの径よりわずかに小径に形成されていることにより、環状部が底部孔に摺動可能に挿嵌される。
【００１７】
第２回転体１０３は軸部１０３ａとはすば歯車１０３ｂにより構成されている。はすば歯車１０３ｂは歯の山と並行であってその断面の中心に貫通孔を有しており、軸部がその貫通孔に挿通され、はすば歯車１０３ｂが軸の中心付近で係止される。はすば歯車１０３ｂはねじ歯車の傾斜とほぼ同様の傾斜（ねじり角）を有しており、軸の両端が軸支部に軸支されると、はすば歯車１０３ｂとねじ歯車１０２ｃが噛合する位置に軸支部が配置されている。
【００１８】
第３回転体は軸部材１０４ａとはすば歯車１０４ｂと傘歯車１０４ｃにより構成されている。はすば歯車１０４ｂは歯の山方向と並行であってその断面の中心に貫通孔を有しており、軸がその貫通孔へ挿通され、はすば歯車１０４ｂが軸の中心付近で係止される。傘歯車１０４ｃはその軸方向であって断面の中心に貫通孔を有しており、軸部が貫通孔に挿通され、軸部材の一方の先端付近で傘歯車１０４ｃが係止される。
はすば歯車１０４ｂはねじ歯車の傾斜とほぼ同様の傾斜（ねじり角）を有しており、軸の一端が軸支部の一方に軸支され、軸の他端が傘歯車１０４ｃとはすば歯車の間で軸支されることによりはすば歯車１０４ｂとねじ歯車１０２ｃが噛合する。
【００１９】
第４回転体は軸部材１０５ａとはすば歯車１０５ｂと傘歯車１０５ｃにより構成されている。はすば歯車１０５ｂはその軸方向であって断面の中心に貫通孔を有しており、軸がその貫通孔へ挿通されることによりはすば歯車１０５ｂが軸の中心付近で係止される。傘歯車１０５ｃはその軸方向であって断面の中心に貫通孔を有しており、軸が貫通孔に挿通されることにより、歯車１０５ｃは軸の一方の先端付近で係止される。
はすば歯車１０５ｂはねじ歯車の傾斜とほぼ同様の傾斜（ねじり角）を有しており、軸の一端が軸支部の一方に軸支され、軸の他端が傘歯車１０４ｃとはすば歯車の間で軸支されることによりはすば歯車１０４ｂとねじ歯車１０２ｃが噛合する。
【００２０】
検出体１０６は冠歯車１０６ａと磁石１０６ｂから構成されている。冠歯車１０６ａは磁石１０６ａと一体成形されており、冠歯車の回転に伴い磁石も回転する。冠歯車１０６ａの摺動面（図示せず）がハウジングに一体的に形成された円形リブ１０１ｆに係合されると、冠歯車１０６ａは第３回転体の傘歯車１０４ｃと第４回転体の傘歯車１０５ｃと噛合する。
【００２１】
電子基板は検出体の回転を検出するセンサ（図示せず）、その他の電子部品が装着されており、検出体の磁石の位置とセンサの位置が重なるようにハウジング内に装着される。
【００２２】
次に図２を参照にしつつ各回転体及び検出体の動作について説明する。
まず第１回転体１０２がステアリングの回転に連動して時計と反対周り（図２の矢印の方向）に回転すると、第２回転体のはすば歯車１０３ｂは時計と反対周り（図2の矢印の方向）へ、第３回転体のはすば歯車１０４ｂは時計周り（図２の矢印の方向）へ回転する。第１回転体は図２における平面内において回転しており、この回転を第１回転体のねじ歯歯車から第２及び第３回転体のはすば歯車に伝える際に、回転方向を垂直方向の回転に変換しつつ大幅な回転数の減速がされる。
第２回転体のはすば歯車１０３ｂの回転が第４回転体のはすば歯車１０５ｂに伝わる際に、第４回転体は第２回転体とは垂直方向逆向きに回転する。つまり、時計と反対周りに回転する第２回転体のはすば歯車１０３ｂの回転は、第４回転体のはすば歯車１０５ｂを時計周りに回転させるように回転を伝える。
第３回転体及び第４回転体の上記回転は傘歯車１０４ｃ、１０５ｃを通じて検出体の冠歯車に伝わり検出体１０６を回転させる。検出体１０６には第３回転体及び第４回転体の歯車である２つの傘歯車を通じて回転が伝達されるため、がたつきやバックラッシの影響を軽減できる。また第３回転体と第４回転体の軸方向が略９０度をなしているため、ステアリングの回転を減速しつつ、よりコンパクトにハウジングに収納することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０１：ハウジング、１０１ａ：外周リブ、１０１ｂ：底部孔、１０１ｃ・１０１ｄ・１０１ｅ：支障部、１０１ｆ:円形リブ、１０２：第１回転体、１０２ａ：中空部、１０２ｃ：ねじ歯車部、１０３：第２回転体、１０３ａ・１０４ａ・１０５ａ：軸部材、１０３ｂ・１０４ｂ・１０５ｂ：はすば歯車、１０４：第３回転体、：１０４ｃ・１０５ｃ：傘歯車、１０６：検出体、１０６ａ：冠歯車、１０６ｂ：磁石、
【図１】
2013134058.tif 000003
【図２】
2013134058.tif 000004