(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、安価で、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】磁気検出素子７や８外周の配線基板１４下面に、配線パターン１４Ａに連結された略円弧状の摺動パターン１４Ｂを設けることによって、第一の検出体２や第二の検出体３の円筒部２Ｂや３Ｂ上面が、略円弧状の摺動パターン１４Ｂに当接して摺動回転するため、配線パターン１４Ａの断線等を防ぐことができると共に、他の部品や両面に配線パターンが形成された配線基板を用いる必要もなくなるため、安価で、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
2013167547.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検出体と、この検出体の中央に装着された磁石と、上記検出体上方に配置され、下面に複数の配線パターンが形成された配線基板と、この配線基板の配線パターンに端子が接続され、上記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、上記磁気検出素子外周の上記配線基板下面に、上記配線パターンに連結された略円弧状の摺動パターンを設けた回転角度検出装置。
【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の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〜図６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は同分解斜視図であり、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】
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体、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、第二の検出体３の平歯車部３Ａが第一の検出体２の平歯車部２Ａに各々噛合している。
【０００６】
また、４は第一及び第二の検出体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４Ａが形成されると共に、第一の検出体２の中央に装着された磁石５と、第二の検出体３の中央に装着された磁石６との対向面には、図６（ａ）の部分平面図に示すように、複数の端子７Ａや８Ａが配線パターン４Ａに半田付け等によって固着接続されて、磁気検出素子７と８が装着されている。
【０００７】
さらに、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７や８に接続された制御手段９が形成されると共に、磁気検出素子７と８外周の配線基板４下面には、第一及び第二の検出体２、３の円筒部２Ｂと３Ｂ上面が当接している。
【０００８】
また、１０は略箱型で絶縁樹脂製のケースで、このケース１０底面に回転体１や第一の検出体２、第二の検出体３が回転可能に収納保持されると共に、これらの上面を絶縁樹脂製のカバー（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９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、回転体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、回転体１が回転し、これに連動して第一の検出体２と第二の検出体３が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石５と磁石６も回転して、この磁石５、６の変化する磁力を磁気検出素子７、８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９へ出力される。
【００１１】
なお、この時、第一の検出体２と第二の検出体３の平歯車部２Ａと３Ａは歯数が異なっているため、磁気検出素子７と８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、この第一の検出体２と第二の検出体３からの二つの異なる検出信号と平歯車部１Ａや２Ａ、３Ａの歯数から、制御手段９が所定の演算を行って回転体１、すなわちステアリングの回転角度を検出し、これが車両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。
【００１３】
なお、このように第一の検出体２や第二の検出体３が回転する際、配線基板４下面には円筒部２Ｂと３Ｂ上面が当接しているため、図６（ａ）の部分平面図に示すように、配線基板４下面に形成された複数の配線パターン４Ａ上を、円筒部２Ｂと３Ｂ上面が摺動し、これによって円筒部２Ｂと３Ｂ上面が当接する、細幅の配線パターン４Ｂに破損が生じ、断線等が発生してしまう場合がある。
【００１４】
このため、円筒部２Ｂや３Ｂ上面と配線パターン４Ａの間に、絶縁樹脂製のスペーサ等を設けることや、図６（ｂ）に示すように、円筒部２Ｂや３Ｂ上面が当接し摺動する箇所の配線パターン４Ｃは配線基板４の裏面に形成し、これらと配線パターン４Ａを配線基板４の貫通孔内に銀や銅が充填された、いわゆるスルーホール４Ｄで接続することが、一般的には行われているものであった。
【００１５】
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】
【００１６】
【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】
【００１７】
しかしながら、上記従来の回転角度検出装置においては、配線基板４下面に当接した円筒部２Ｂと３Ｂ上面の摺動による配線パターン４Ａの断線等を防ぐため、別部品のスペーサ等を設けたり、配線基板４の両面に配線パターン４Ａや４Ｃを形成し、これらをスルーホール４Ｄで接続したりする必要があり、構成も複雑で、高価なものになってしまうという課題があった。
【００１８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、安価で、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】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明は、磁気検出素子外周の配線基板下面に、配線パターンに連結された略円弧状の摺動パターンを設けて回転角度検出装置を構成したものであり、検出体の円筒部上面が略円弧状の摺動パターンに当接して摺動回転するため、配線パターンの断線等を防ぐことができると共に、他の部品や両面に配線パターンが形成された配線基板を用いる必要もなくなるため、安価で、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ものである。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明によれば、安価で、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】同分解斜視図
【図３】同部分平面図
【図４】従来の回転角度検出装置の断面図
【図５】同分解斜視図
【図６】同部分平面図
【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は同分解斜視図であり、同図において、１は絶縁樹脂または金属製の回転体で、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】
そして、２は絶縁樹脂または金属製の第一の検出体、３は同じく第二の検出体で、第一の検出体２側面外周の平歯車部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３側面外周の平歯車部３Ａが、第一の検出体２の平歯車部２Ａに噛合している。
【００２６】
なお、これらの直径寸法及び歯車の歯数は、回転体１が最も大きく、第一の検出体２、第二の検出体３の順に小さくなっており、例えば、平歯車部１Ａの歯数が４８、平歯車部２Ａの歯数が３２、平歯車部３Ａの歯数が２８となっている。
【００２７】
また、１４は紙フェノール等の配線基板で、下面には銅箔等の複数の配線パターン１４Ａが形成されると共に、第一及び第二の検出体２、３の上方にほぼ平行に配置され、第一の検出体２の中央に装着された磁石５と、第二の検出体３の中央に装着された磁石６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７と８が装着されている。
【００２８】
そして、この磁気検出素子７と８の複数の端子７Ａや８Ａが、図１や図３の部分平面図に示すように、配線基板１４下面の複数の配線パターン１４Ａに半田付け等によって固着接続されると共に、磁気検出素子７や８外周の配線基板１４下面には、配線パターン１４Ａに連結された、略円弧状の複数の摺動パターン１４Ｂが設けられている。
【００２９】
さらに、配線基板１４下面にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子７や８に接続された制御手段９が形成されると共に、配線基板１４下面の磁気検出素子７や８外周に設けられた略円弧状の摺動パターン１４Ｂには、これよりやや幅寸法の小さな、第一及び第二の検出体２、３の円筒部２Ｂと３Ｂ上面が当接している。
【００３０】
また、１０は略箱型で絶縁樹脂製のケースで、このケース１０底面に回転体１や第一の検出体２、第二の検出体３が回転可能に収納保持されると共に、これらの上面を絶縁樹脂製のカバー（図示せず）が覆って、回転角度検出装置が構成されている。
【００３１】
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９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、回転体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。
【００３２】
以上の構成において、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と第二の検出体３が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石５と磁石６も回転して、この磁石５、６の変化する磁力を磁気検出素子７、８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９へ出力される。
【００３３】
なお、この時、第一の検出体２と第二の検出体３の平歯車部２Ａと３Ａは歯数が異なっているため、磁気検出素子７と８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。
【００３４】
そして、この第一の検出体２と第二の検出体３からの二つの異なる検出信号と平歯車部１Ａや２Ａ、３Ａの歯数から、制御手段９が所定の演算を行って回転体１、すなわちステアリングの回転角度を検出し、これが車両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。
【００３５】
また、この時、第一の検出体２や第二の検出体３は、配線基板１４下面の磁気検出素子７や８外周に設けられた、やや幅寸法の大きな略円弧状の摺動パターン１４Ｂに、円筒部２Ｂと３Ｂ上面を当接させて摺動回転するため、細幅の配線パターン１４Ａには断線等が生じないようになっている。
【００３６】
つまり、磁気検出素子７や８外周の配線基板１４下面の、円筒部２Ｂや３Ｂ上面が当接する箇所に、配線パターン１４Ａに連結された、円筒部２Ｂや３Ｂ上面よりやや幅寸法の大きな略円弧状の摺動パターン１４Ｂを設け、これに円筒部２Ｂや３Ｂ上面を当接させて、第一の検出体２や第二の検出体３を回転させることで、配線パターン１４Ａや摺動パターン１４Ｂの破損を防ぎ、断線等の不具合を防止して、確実な回転角度の検出を行えるように構成されている。
【００３７】
すなわち、円筒部２Ｂや３Ｂ上面の摺動回転による断線等を防ぐために、別部品のスペーサ等を設ける必要はなく、また、両面に配線パターンが形成され、これらをスルーホールで接続した高価な配線基板を用いる必要もないため、下面片面にのみ配線パターン１４Ａや摺動パターン１４Ｂが形成された、安価な配線基板１４を用いて回転角度検出装置を形成することが可能なようになっている。
【００３８】
なお、以上の説明では、平歯車部１Ａに平歯車部２Ａが噛合し、この平歯車部２Ａに平歯車部３Ａ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、回転体１の平歯車部１Ａに、第一の検出体２と第二の検出体３の平歯車部２Ａと３Ａの両方を噛合させた構成のものや、あるいは、一つだけの検出体の平歯車部を、回転体１の平歯車部１Ａ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。
【００３９】
このように本実施の形態によれば、磁気検出素子７や８外周の配線基板１４下面に、配線パターン１４Ａに連結された略円弧状の摺動パターン１４Ｂを設けることによって、第一の検出体２や第二の検出体３の円筒部２Ｂや３Ｂ上面が、略円弧状の摺動パターン１４Ｂに当接して摺動回転するため、配線パターン１４Ａの断線等を防ぐことができると共に、他の部品や両面に配線パターンが形成された配線基板を用いる必要もなくなるため、安価で、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。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明による回転角度検出装置は、安価で、確実な回転角度の検出が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、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】
【００４１】
１  回転体
１Ａ、２Ａ、３Ａ  平歯車部
１Ｂ  係合部
２  第一の検出体
２Ｂ、３Ｂ  円筒部
３  第二の検出体
５、６  磁石
７、８  磁気検出素子
７Ａ、８Ａ  端子
９  制御手段
１０  ケース
１４  配線基板
１４Ａ  配線パターン
１４Ｂ  摺動パターン
【図１】
2013167547.tif 000003
【図２】
2013167547.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013167547.tif 000006
【図５】
2013167547.tif 000007
【図６】
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