CN101441091A - 旋转角检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不降低旋转角的检测精度而可简单地进行将盘部件向转向轴组装的作业的旋转角检测装置。本发明的旋转角检测装置为，在顶端部具有一对切断面的转向轴的顶端部上安装具有作为被检测部的编码图形列的合成树脂制盘部件来一体旋转，从而可检测出转向轴的旋转信息，其中，通过具有一对舌片的钣金制安装部件将盘部件安装在转向轴上，该一对舌片在形成于圈环部的开口从与一对切断面相对置的内周边缘延伸。两个舌片为通过开口相对置的弯曲片，并在穿设穿透孔的基端部和自由端侧的顶端部之间形成弯曲部。在盘部件的筒状部上铆接固定圈环部，并且使舌片以线接触状态分别压接在一对平整面上，该一对平整面位于插入在轴孔内的转向轴外周面上。

Description

旋转角检测装置
技术领域
本发明涉及一种适用于汽车的舵角传感器等上的旋转角检测装置，尤其是涉及在转向轴上安装配设有被检测部的合成树脂制盘部件而一体旋转的旋转角检测装置。
背景技术
历来所公知的相关技术是，在汽车的转向轴和车身之间配设旋转角检测装置，并根据该旋转角检测装置所检测到的转向盘的转向角度和转向速度等来进行悬架的阻尼力控制、自动变速器(Automatic Transmission)的档位控制或者四轮转向车上的后轮转向控制等。
一般情况下，这种旋转角检测装置具备：盘部件，具有编码图形列等被检测部并可旋转；电路板，安装了信号检测元件等；以及收纳这些转向部件和电路板并安装在车身侧的外壳(壳体罩)，而且通过在转向轴顶端部的轴系上安装盘部件，在旋转操作转向盘时使盘部件和转向轴一体旋转(例如，参照专利文献1)。如上所述，如果在转向轴的轴系安装盘部件，就通过光遮断器等的信号检测元件来检测出盘部件的旋转所引起的编码图形列等的位置变化，可检测出转向轴的旋转信息(旋转量和旋转方向等)。
专利文献1：(日本)特开2006—17663号公报(第5—8页，图1)
但是，在将具有被检测部的盘部件(盘部件4)安装于在顶端部上设有一对平整面的转向轴上而使用的旋转角检测装置，就需要进行组装作业，从而直接或者通过适当的安装部件而间接地在转向轴的顶端部上外嵌盘部件筒状部(盘部件52)的中心开口。而且，通过进行上述的组装作业来安装在转向轴上的盘部件，最好是保持为在旋转方向上不发生滑动和松动。因此，以往进行组装作业时通过向转向轴的轴线方向塞入盘部件来直接或间接地强行嵌合，使组装作业之后的盘部件相对于转向轴在旋转方向上不发生滑动和松动，但是，在上述的组装作业必须对盘部件施加相当大的压入力，因此就存在工作效率非常差的问题。
另外，为了改善组装盘部件时的工作效率，还可以采用稍微降低盘部件侧与转向轴之间的嵌合强度的方法，但是，如果在以往的结构降低盘部件侧的嵌合强度，那么组装作业之后的盘部件就相对于转向轴在旋转方向上会发生滑动或者松动，因此很难确保良好的检测精度。
发明内容
本发明是鉴于上述以往技术的实际情况而提出的，其目的在于，提供一种可在不降低旋转角检测精度的情况下简单地进行盘部件向转向轴的组装作业的旋转角检测装置。
为了达到上述目的，在本发明的旋转角检测装置具备：合成树脂制的盘部件，具有插入有转向轴的轴孔并且具有被检测部而与上述转向轴一体旋转，该转向轴在顶端部上设有一对平整面；以金属板构成的安装部件，被安装在该盘部件上并与上述转向轴卡合；信号检测机构，检测上述盘部件的旋转所引起的上述被检测部的位置变化；以及外壳，具有使上述转向轴可旋转地插入的贯穿孔并收藏上述盘部件和上述信号检测机构，本发明的上述旋转角检测装置的特征在于，在上述安装部件上分别形成圈环部和一对舌片，该圈环部具有可使上述转向轴的顶端插通的开口，而这些一对舌片在该圈环部的上述开口从与上述一对平整面相对置的内周边缘向上述轴孔内延伸，并在这些一对舌片的基端部和自由端侧的顶端部之间形成弯曲部，为了在上述转向轴上组装上述安装部件时使这些弯曲部与上述一对平整面线接触并卡合，设定成上述两个弯曲部的对置间距小于上述一对平整面的对置间距，并且设定成上述一对舌片的顶端部的对置间距大于上述一对平整面的对置间距。
根据上述结构，如果为了在盘部件的轴孔内插入转向轴的顶端部而向该转向轴的轴线方向塞入盘部件，那么一对舌片与转向轴的顶端部就接触，并且随着越发插入转向轴的顶端部，上述一对舌片就挠曲成逐渐向外侧展开而生成回弹力，因此在转向轴上组装了盘部件时，可在转向轴的一对平整面上以线接触状态压接舌片弯曲部。于是，即使其压接力不特别大，在转向轴上也能可靠地卡合并保持安装部件，使得在旋转方向上不发生滑动和松动，因此也不用担心通过安装部件被保持在转向轴上的盘部件在旋转方向上发生滑动和松动，从而可不降低旋转角的良好的检测精度，并且在进行将盘部件向转向轴的轴线方向塞入的组装作业时不需要过大的压力，从而大幅度地改善工作效率。
在上述结构中在一对舌片的基端部上分别形成一个以上的穿透孔是优选的，因为采用这种结构就可以简单地进行用于形成舌片的折弯加工，并且通过适当地选择穿透孔的个数和大小，在转向轴上组装盘部件时就可以简单地调整一对舌片所生成的回弹力。
而且，在上述结构中，在安装部件圈环部的整个外周边缘上通过进行拉深加工来形成突堤部是优选的，因为采用这种结构就可以提高圈环部的刚性，所以就不用担心由于将舌片压接于转向轴时所产生的反作用力使圈环部变形成并不希望的形状。
根据本发明的旋转角检测装置，因为在具有被检测部的盘部件上附设钣金制安装部件，并在位于插入在盘部件轴孔内的转向轴顶端部上的一对平整面(切断面)上以线接触状态压接形成于安装部件的一对舌片上的弯曲部，所以即使其压接力不特别大，也能够不担心在旋转方向上使安装部件及盘部件对转向轴产生滑动和松动而可靠地进行安装。此外，可提供不会降低旋转角的检测精度，在转向轴上组装盘部件时就不需要过大的压入力而能够简单地进行作业的旋转角检测装置。
附图说明
图1为，本发明的实施方式所涉及到的旋转角检测装置的分解立体图。
图2为，图1所示旋转角检测装置的组装后状态的剖面图。
图3为，在图1所示旋转角检测装置使用的安装部件的放大立体图。
图4为，表示安装了本发明实施方式所涉及到的旋转角检测装置转子部件的转向轴的顶端部形状的立体图。
符号说明
1 壳体(外壳)，1d 贯穿孔，2 罩体(外壳)，2c 贯穿孔，3 盘部件，3a 轴孔，3b 筒状部，3e 编码图形列(被检测部)，4 安装部件，4a 圈环部，4b 舌片，4c 开口，4d 突堤部，4g 穿透孔，4h 弯曲部，5 信号检测元件(信号检测机构)，6 连接销，7 铆钉，8 电路板，10转向轴，10a 切断面(平整面)。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的具体实施方式。图1为本发明的实施方式所涉及的旋转角检测装置的分解立体图，图2为图1所示旋转角检测装置的组装后状态的剖面图，图3为图1所示旋转角检测装置所使用的安装部件的放大立体图，图4为将安装了本发明的实施方式所涉及到的旋转角检测装置转子部件的转向轴顶端部形状予以表示的立体图。
图1和图2所示的旋转角检测装置用于检测汽车转向轴10(参照图4)的旋转信息(旋转量和旋转方向)，构成外壳的壳体1和罩体2安装在车身侧，并且转子部件即盘部件3通过安装部件4被安装在转向轴10的顶端部上。而且，由信号检测元件5检测与转向轴10一体旋转的盘部件3的旋转信息，并且其检测信号通过连接销6输出到外部。另外如图4所示，在转向轴10顶端部的外周面上形成一对平整的切断面(平整面)10a。
盘部件3为合成树脂制，在其中心开孔设置插入有转向轴10的轴孔3a，并由圆筒形状的筒状部3b围绕着轴孔3a。在该筒状部3b上开设3处使铆钉7(参照图1)插通的安装孔3c，而且在顶板上突设一对定位凸起3d。在盘部件3的外周部上作为被检测部配设由缝隙列形成的编码图形列3e。该盘部件3与由金属板构成的安装部件4形成一体而被安装在转向轴10上。
安装部件4是通过钣金加工来制造的，具有圆环形状的圈环部4a和一对宽幅舌片4b。在圈环部4a的中心形成可插通转向轴10的开口4c，并通过拉深加工在圈环部4a的整个外周边缘上形成突堤部4d。开口4c的形状与形成切断面10a的转向轴10顶端部的断面形状大致相同，并且具有可插入转向轴10顶端部的尺寸。而且，在该圈环部4a，在以周向各相隔120度的3个地方穿设了安装孔4e来用于插入上述铆钉7，而且在相隔180度的2个地方穿设了不同形状的定位孔4f来用于插入盘部件3的一对定位凸起3d。一对舌片4b在开口4c中作为弯曲片从与转向轴10的切断面10a相对置的内周边缘的2个地方向筒状部3b的轴孔3a内延伸。因为使用3个铆钉7将圈环部4a铆接固定在盘部件3的筒状部3b上，所以如图2所示，以在轴孔3a内配置一对舌片4b的状态使安装部件4与盘部件3形成一体。图3表明，在各舌片4b的基端部(与各切断面10a相对置的部分，并且相对于圈环部4a而弯曲的部分)上形成多个穿透孔4g。而且，在各舌片4b的基端部和自由端侧的顶端部之间形成折弯为钝角的弯曲部4h。
这些一对舌片4b是用于在转向轴10顶端部的切断面10a上以线接触状态压接的弹性片，但是，如图2所示，在没有压接于转向轴10上的非组装状态下，设定为两个舌片4b的弯曲部4h的对置间距小于转向轴10切断面10a的对置间距。而且，还设定为一对舌片4b顶端部的对置间距大于转向轴10切断面10a的对置间距。另外，通过拉深加工在圈环部4a的整个外周边缘上形成突堤部4d，使安装部件4d能够在盘部件3上嵌合。于是，圈环部4a的刚性也得到了提高，因此当在盘部件3上嵌合安装部件4时，就不用担心由于将舌片4b压接于转向轴10而生成的反作用力使圈环部4a变形成不指望的形状。
壳体1是合成树脂制，具有形成圆环状空间的环形部1a、从环形部1a向直径方向外侧突出的矩形部1b以及竖立设置在矩形部1b上的连接器连接部1c，并使转向轴10的顶端部可旋转地插入在环形部1a所围绕的贯穿孔1d内。在环形部1a外壁面的多个地方开孔设置卡止孔1e来用于按扣安装罩体2。在矩形部1b内配置后述的电路板8。在连接器连接部1c上插入了图中没有显示的外部连接器。
罩体2是合成树脂制，具有其形状与壳体1的环形部1a大致相同的环形部2a和其形状与壳体1的矩形部1b大致相同的矩形部2b，并在环形部2a所围绕的贯穿孔2c内使转向轴10的顶端部可旋转地插入。而且，在环形部2a的外壁面上与卡止孔1e相对应的多个地方突设卡止爪2d，并且通过在卡止孔1e上按扣卡合这些卡止爪2d，使罩体2按扣安装于壳体1上而构成外壳。在由该外壳的环形部1a和环形部2a所覆盖的空间内使盘部件3可旋转地收藏，并且在由外壳的矩形部1b和矩形部2b所覆盖的空间内收藏信号检测元件5和电路板8。
在电路板8的表面上形成图中没有显示的电路图案。而且，在该电路板8上安装了多个信号检测元件5和连接销6及图中没有显示的电子部件等。信号检测元件5为使受光元件和发光元件相对置而组装的光遮断器，这些受光元件和发光元件配置在盘部件3的编码图形列(缝隙列)3e的内周侧和外周侧。因此，可通过信号检测元件5来检测出盘部件3的旋转所引起的编码图形列3e的位置变化。在连接销6上排列设置指定个数用于连接外部连接器的销6a，而且通过在壳体1的连接器连接部1c内配置这些销6a的顶端部，可拆装图中没有显示的外部连接器。
其次，将说明利用安装部件4在转向轴10上安装盘部件3时的顺序。首先，如上所述在盘部件3的筒状部3b上铆接固定安装部件4的圈环部4a，并以在轴孔3a内配置相对置的一对舌片4b的状态使盘部件3和安装部件4成为一体。之后，为了从盘部件3顶板(安装了安装部件4的面)的相反侧的面朝向盘部件3的顶板将转向轴10的顶端部插入到该一体化部件的轴孔3a内，向转向轴10的轴线方向塞入盘部件3。这时，对准位置并进行塞入作业，使形成于转向轴10的顶端部的外周面上的一对切断面10a插入到一对舌片4b之间。在相关塞入作业中，设定为两个舌片4b的顶端部的对置间距大于转向轴10的一对切断面10a的对置间距，而且弯曲部4h的对置间距小于转向轴10的切断面10a的对置间距，因此只要在塞入盘部件3时使转向轴10的顶端部接触于两个舌片4b的顶端部和弯曲部4h之间的部分，那么因转向轴10使两个舌片4b逐渐向外侧伸展而挠曲从而产生回弹力，并增大其回弹力。然后，随者转向轴10越发往轴孔3a内插入，使各舌片4b的弯曲部4h和基端部之间的平板部分与所对应的切断面10a以线接触状态压接，从而可在转向轴10的顶端部上安装安装部件4。通过上述方式，即使其压接力不特别大，也能可靠地将安装部件4卡合并保持在转向轴10的顶端部上，并且在与转向轴10一体旋转时在旋转方向上不发生滑动和松动。于是，通过安装部件4被安装于转向轴10的顶端部上的盘部件3也在旋转方向上不发生滑动和松动而与转向轴10一体旋转。
如上所述，在本实施方式例所涉及到的旋转角检测装置，将具有圈环部4a和舌片4b的钣金制安装部件4固定在盘部件3的筒状部3b上使两者成为一体之后，为了在轴孔3a上插入转向轴10顶端部，向转向轴10的轴线方向塞入盘部件3，从而使一对舌片4b与转向轴10的一对平整的切断面10a以线接触状态压接从而在转向轴10上安装盘部件3。如上所述，如果相对置的一对舌片4b以线接触状态压接在转向轴10的一对切断面10a上，那么即使其压接力不特别大，安装部件4也能可靠地卡合并保持在转向轴10上而不用担心在旋转方向上发生滑动和松动，因此也不用担心通过安装部件4保持在转向轴10上的盘部件3在旋转方向上发生滑动和松动，从而能够不降低旋转角的检测精度而确保良好的检测精度。而且，因为没有必要特意很大地设定舌片4b对转向轴10的压接力，所以在进行向转向轴10的轴线方向塞入盘部件3的组装作业时就不需要过大的压入力，从而可大幅度地改进作业效率。
而且，如本实施方式例所述，如果在安装部件4的舌片4b基端部上形成一个以上的穿透孔4g，那么就可以简单地进行形成舌片4b的折弯加工，而且通过适当地选择穿透孔4g的个数和大小，还可以简单地调整在舌片4b上生成的回弹力，因此是优选的。
而且，如本实施方式例所述，如果通过拉深加工在安装部件4的圈环部4a的整个外周边缘上形成突堤部4d，圈环部4a的刚性就得到了提高，就不用担心由于将舌片4b压接于转向轴10上而生成的反作用力使圈环部4a变形成不指望的形状，因此是优选的。

Claims (3)

1.一种旋转角检测装置，具备：合成树脂制的盘部件，具有插入有转向轴的轴孔并且具有被检测部而与上述转向轴一体旋转，该转向轴在顶端部上设有一对平整面；以金属板构成的安装部件，安装在该盘部件上并卡合在上述转向轴上；信号检测机构，检测出随着上述盘部件的旋转而引起的上述被检测部的位置变化；及外壳，具有使上述转向轴可旋转地插入的贯穿孔并收藏上述盘部件和上述信号检测机构，
该旋转角检测装置的特征在于，
在上述安装部件上分别形成圈环部和一对舌片，该圈环部具有可使上述转向轴的顶端插通的开口，而该一对舌片在该圈环部的上述开口从与上述一对平整面相对置的内周边缘向上述轴孔内延伸，而且在这些一对舌片的基端部和自由端侧的顶端部之间形成弯曲部，为了在上述转向轴上组装上述安装部件时使上述弯曲部与上述一对平整面线接触而卡合，设定为上述两个弯曲部的对置间距小于上述一对平整面的对置间距，并且设定成上述一对舌片的顶端部的对置间距大于上述一对平整面的对置间距。
2.根据权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，在上述一对舌片的上述基端部上分别形成一个以上的穿透孔。
3.根据权利要求1或2所述的旋转角检测装置，其特征在于，通过拉深加工在上述圈环部的整个外周边缘上形成突堤部。
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