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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Rotationsdetektionsvorrichtung für einen Multirotationskörper wie
ein in einem Automobil verwendetes Lenkrad, welcher sich innerhalb
einer begrenzten Anzahl von Umdrehungen, mindestens einer Umdrehung, dreht,
und insbesondere eine zum Erfassen der absoluten Position des Multirotationskörpers geeignete Rotationsdetektionsvorrichtung.
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Eine frühere Codiereinrichtung ist
in der US-A-4,031,386 offenbart. Hier wird zum Angeben der relativen
Stellung eines Rades zu seinem Träger ein optischer Wandler verwendet.
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Zur Erfassung der Drehung wurde eine
Vorrichtung vorgeschlagen, welche dafür angelegt ist, einen Präzisions-Lenkradwinkel
von einer Umdrehung oder weniger durch eine inkrementale Codiereinrichtung
zu erfassen und ferner einen groben Winkel des Lenkrads von einer
Umdrehung oder mehr durch eine absolute Codiereinrichtung zu erfassen,
so daß der
Lenkradwinkel von einer Neutralstellung aus auf Grundlage einer
Kombination dieses feinen und dieses groben Drehwinkels des Lenkrads
ermittelt wird.
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Die inkrementale Codiereinrichtung
besteht aus einer Codeplatte, welche sich als eine Einheit mit einer
Lenkwelle dreht, und einem der Codeplatte gegenüberliegend angeordneten Fotounterbrecher. Diese
Codiereinrichtung kann nur den Drehwinkel von einer Umdrehung oder
weniger der Codeplatte erfassen; deshalb kann die Drehung der sich
als ein Körper
mit der Lenkwelle drehenden Codeplatte mit hoher Genauigkeit erfaßt werden.
Andererseits besteht die absolute Codiereinrichtung aus einem Substrat
mit einem Widerstandsmuster darauf, einem Untersetzungs-Rotationskörper mit
einer auf dem Wider standsmuster gleitenden Bürste und einem Zahnradgetriebe
zum Übertragen
der Drehung des Lenkrads an den Untersetzungs-Rotationskörper. Da die
Drehung des Multirotations-Lenkrads
durch das Zahnradgetriebe auf eine Umdrehung oder weniger reduziert
wird, ist es möglich,
die absolute Position des Lenkrads zu erfassen.
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Im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand
der Technik aber erwächst,
weil die absolute Codiereinrichtung ein Zahnradgetriebe verwendet, welches
aus einem auf einem Rotorelement angebrachten Sonnenrad, einem auf
einem Statorelement angebrachten Hohlrad und einem zwischen dem Sonnenrad
und dem Hohlrad eingreifenden Planetenrad besteht, ein Nachteil
darin, daß umfangreicher Platz
benötigt
wird, um das Zahnradgetriebe, welches das gesamte Gehäuse der
Rotationsdetektionsvorrichtung ausfüllt, einzubauen. Außerdem erwächst auch
ein Nachteil darin, daß,
da das Planetenrad in ständigem
Eingriff sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad steht,
der das Planetenrad tragende Untersetzungs-Rotationskörper dazu
neigt, sich bei einer geringfügigen
Drehung des Lenkrads zu drehen; vor allem weil das Lenkrad sehr häufig in
der Nähe
der Neutralstellung gedreht (betrieben) wird, kann es zu einem lokalen
Verschleiß des
Widerstandsmusters kommen.
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Es ist vorstellbar, anstelle der
obengenannten Detektionseinrichtung des Widerstandstyps eine optische
Detektionseinrichtung zu verwenden, um mittels einer Vielzahl von
Fotounterbrechern den Betrag der Drehung des Untersetzungs-Rotationskörpers zu
erfassen. In diesem Fall aber ist es möglich, daß ein bestimmter Fotounterbrecher
durch einen benachbarten Fotounterbrecher beeinflußt wird,
was zu einer Funktionsstörung
führt.
Hier erwächst
ein neuer Nachteil vor allem darin, daß, wenn eine Rotationsdetektionsvorrichtung
mit kleinen Abmessungen verwendet wird, um einen Anordnungsabstand
zwischen den Fotounterbrechern zu reduzieren, ein ungünstiger
Effekt zwischen benachbarten Fotounterbrechern deutlich wird.
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Die vorliegende Erfindung ging aus
Versuchen hervor, die im Stand der Technik bestehenden Nachteile
zu überwinden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Rotationsdetektionsvorrichtung für einen
Multirotationskörper
geschaffen, enthaltend: ein Rotorelement, das als ein Körper mit
einer Codeplatte einer Rotationscodiereinrichtung rotiert, ein Statorelement,
welches das Rotorelement drehbar haltert, ein Zwischenzahnrad, das
an dem Statorelement drehbar gehaltert ist, ein Rotationselement,
das konzentrisch auf dem Drehmittelpunkt des Rotorelements angeordnet
ist, und ein Detektionselement zum Erfassen des Ausmaßes der
Rotation des Rotationselements; wobei das Zwischenzahnrad intermittierend
mit einem Eingriffsvorsprung in Eingriff kommt, der an der Umfangsfläche des
Rotationselements vorgesehen ist, und in konstantem Eingriff mit einem
angetriebenen Zahnrad ist; und wobei durch eine Abstufung an der
Umfangsfläche
des Rotationselements ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser und ein
Abschnitt mit großem
Durchmesser gebildet ist; welcher Eingriffsvorsprung an beiden Seiten
einer in dem Abschnitt mit großem
Durchmesser gebildeten Abstandsnut vorgesehen ist; und wobei ein
erster Zahnabschnitt, der auf die Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinem
Durchmesser zuweist, und ein zweiter Zahnabschnitt, der auf die
Umfangsfläche des
Abschnitts mit großem
Durchmesser zuweist, an dem Zwischenzahnrad abwechselnd gebildet
sind.
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In der ein solches Zahnradgetriebe
anwendenden Vorrichtung dreht sich das Zwischenzahnrad nur dann
intermittierend um einen vorbestimmten Winkel, wenn es während einer
einzigen Umdrehung des Rotorelements mit einem Eingriffsvorsprung
in Eingriff kommt, und entsprechend dreht sich auch das in ständigem Eingriff
mit dem Zwischenzahnrad stehende angetriebene Zahnrad intermittierend
um einen vorbestimmten Winkel; deshalb wird das Ausmaß des aus
Dauerbetrieb resultierenden lokalen Verschleißes mechanischer Teile stark
reduziert. Gleichzeitig kann, da das angetriebene Zahnrad eine quantisierte
Drehung ausführt,
sehr leicht ein Signal (der Anzahl von Umdrehungen) entnommen werden. Außerdem können, da
es nicht notwendig ist, das angetriebene Zahnrad über den
gesamten Umfang zu bilden, die Einzelteile platzsparend angeordnet
werden, wodurch die Miniaturisierung der Vorrichtung ermöglicht wird.
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Da ferner das angetriebene Zahnrad
nicht rundherum gebildet zu sein braucht, gibt es Platz für die Anordnung
der Einzelteile, wodurch die Miniaturisierung der Vorrichtung ermöglicht wird.
Außerdem kann,
da das Zwischenzahnrad sich radial ausweichend gegen ein elastisches
Element bewegt, wenn der Eingriffsvorsprung mit dem Zahnabschnitt
des Zwischenzahnrads in Berührung
gekommen ist, ein Klopfgeräusch,
welches in dem Moment auftreten kann, in welchem der Eingriffsvorsprung
mit dem Zwischenzahnrad in Be rührung
kommt, reduziert werden. Das heißt, es ist möglich, das
Fahrzeuggeräusch
zu reduzieren.
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Ferner kann die vorliegende Erfindung
eine optische Detektionseinrichtung, die eine Rotationseinrichtung,
welche sich in Kopplung mit der Drehung des Rotorelements intermittierend
dreht, und eine Vielzahl von am Ort der Drehung angeordneten Fotounterbrechern
enthält,
durch welche die Abschirmplatte des Rotationselements hindurchläuft, als
Rotationsdetektionseinrichtung der absoluten Codiereinrichtung verwenden;
und ferner ist von den beiden Elementen, welche jeden Fotounterbrecher bilden,
nämlich
einem lichtaussendenden Element und einem lichtempfangenden Element,
dasjenige Element, welches eine breite Richtwirkung hat, an der
Umfangsinnenseite angeordnet. Wenn diese Art von optischer Detektionseinrichtung
angewendet wird, wird der Betrag der Drehung des Rotationselements,
welches sich intermittierend dreht, auf eine berührungslose Weise durch ein
von jedem Fotounterbrecher ausgegebenes Signal erfaßt, wodurch nicht
nur eine wesentliche Verlängerung
der Lebensdauer des Detektionsteils, sondern auch eine Verringerung
einer Veränderung
einer Schaltposition (EIN/AUS) durch Erfassen des (gestreuten) Lichts aus
dem lichtaussendenden Element eines benachbarten Fotounterbrechers
und folglich eine Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit ermöglicht wird.
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Das auf dem Statorelement drehbar
angebrachte Zwischenzahnrad dreht sich nur dann um einen vorbestimmten
Winkel, wenn es während
einer Umdrehung des Rotorelements mit dem Eingriffsvorsprung in
Eingriff kommt, wodurch das angetriebene Zahnrad um die dem Betrag
der Drehung entsprechende Anzahl von Zähnen gedreht wird; deshalb dreht
sich das als eine Einheit mit dem angetriebenen Zahnrad gebildete
Rotationselement nur um einen vorbestimmten Betrag. Deshalb ist
es möglich,
die Anzahl von Umdrehungen (den Drehbereich) durch Erfassen des
Betrags der Drehung oder der Drehposition des Rotationselements
mittels des Detektionselements zu erkennen.
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Alternativ besteht die Rotationsdetektionsvorrichtung
zum Erfassen der Drehung des Multirotationskörpers aus einem als ein Körper mit
der Codeplatte der Rotationscodiereinrichtung rotierenden Rotorelement,
einem das Rotorelement drehbar halternden Statorelement, einem konzentrisch
um den Drehmittelpunkt des Rotorelements angeordneten Rotationselement,
einem auf dem Rotationselement drehbar angebrachten Zwischenzahnrad und
einem Detektionselement zum Erfassen des Betrags der Drehung des
Rotationselements; wobei das Zwischenzahnrad mit dem an der Umfangsfläche des Rotorelements
angebrachten Eingriffsvorsprung intermittierend in Eingriff kommt
und des weiteren mit dem auf dem Statorelement angebrachten angetriebenen
Zahnrad in ständigem
Eingriff steht.
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In der Rotationsdetektionsvorrichtung
eines solchen Aufbaus kommt das mit dem angetriebenen Zahnrad des
Statorelements in ständigem
Eingriff stehende Zwischenzahnrad während einer Umdrehung des Rotorelements
mit dem Eingriffsvorsprung im Eingriff, um einen vorbestimmten Dreh-
und Umdrehungswinkel auszuführen,
und dreht sich das das Zwischenzahnrad tragende Rotationselement
um den gleichen Betrag wie der Betrag der Drehung, wodurch das Erfassen
des Betrags der Drehung des Rotationselements durch das Detektionselement
ermöglicht
wird.
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Als Detektionselement ist jedes der
folgenden Elemente verwendbar: ein mit einem Fotounterbrecher und
einem Fotoreflektor arbeitendes optisches Detektionselement, ein
mit einem Magnet arbeitendes magnetisches Detektionselement, ein MR-Element
und ein Lochelement (Hole element) sowie ein mit einer Bürste und
einem Widerstandsmuster arbeitendes Detektionselement der Kontaktbauart.
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Es ist zu beachten, daß die Anzahl
der an der Umfangsfläche
des Rotorelements anzubringenden Eingriffsvorsprünge nicht auf eins begrenzt
ist und daß die
Umfangsfläche
des Rotorelements gleichmäßig in Bereiche
mit gleich großen
Winkeln unterteilt sein kann und daß in jedem der durch die Unterteilung
entstandenen Bereiche ein Eingriffsvorsprung angebracht sein kann.
Wenn zum Beispiel drei Sätze von
Eingriffsvorsprüngen
in Abständen
von 120 Grad an der Umfangsfläche
des Rotorelements angebracht sind, dreht sich das Zwischenzahnrad
während
einer Umdrehung des Rotorelements intermittierend dreimal, alle
120 Grad. Deshalb ist es möglich,
durch Verwendung der an den entsprechenden Stellen angebrachten
Detektionselemente die Anzahl von Umdrehungen (den Drehbereich)
alle 120 Grad zu erfassen.
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Das zu verwendende intermittierende
Zahnrad kann von beliebigem Typ sein, solange es mit dem Eingriffsvorsprung
intermittierend in Eingriff kommt und mit dem angetriebenen Zahnrad
in ständigem
Eingriff steht. Es ist jedoch möglich,
das Zwischenzahnrad daran zu hindern, sich frei zu drehen, wenn
das Zwischenzahnrad nicht im Eingriff mit dem Eingriffsvorsprung
steht, indem durch eine Abstufung in der Umfangsfläche des
Rotorelements ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser und ein Abschnitt mit
großem
Durchmesser gebildet werden, auf beiden Seiten einer im Abschnitt
mit großem
Durchmesser gebildeten Abstandsnut ein Eingriffsvorsprung angebracht
wird und überdies
an dem Zwischenzahnrad wechselweise ein erster Zahnabschnitt gegenüber der
Umfangsfläche
des Abschnitts mit kleinem Durchmesser und ein zweiter Zahnabschnitt
gegenüber
der Umfangsfläche
des Abschnitts mit großem
Durchmesser gebildet werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird in
Verbindung mit den folgenden Zeichnungen besser verständlich.
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1 ist
eine Draufsicht, welche eine erste Ausführungsform einer Rotationsdetektionsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Seitenansicht der Rotationsdetektionsvorrichtung;
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3 ist
eine Schnittansicht der Rotationsdetektionsvorrichtung;
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4 ist
eine Draufsicht, welche die Rotationsdetektionsvorrichtung bei abgenommenem
Deckel zeigt;
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5 ist
eine Draufsicht, welche die Rotationsdetektionsvorrichtung bei abgenommenem
Deckel und abgenommener Codeplatte zeigt;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, welche einen wesentlichen Teil eines
in der Rotationsdetektionsvorrichtung enthaltenen Zahnradgetriebes zeigt;
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7 ist
eine Ansicht, welche die Funktionsweise des Zahnradgetriebes erläutert;
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8 ist
eine Draufsicht, welche einen wesentlichen Teil der Rotationsdetektionsvorrichtung
einer zweiten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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9 ist
eine Schnittansicht, welche einen wesentlichen Teil der Rotationsdetektionsvorrichtung einer
dritten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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10 ist
eine Vorderansicht einer in der Rotationsdetektionsvorrichtung enthaltenen
Schraubenfeder;
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11 ist
eine Ansicht, welche die Funktionsweise des Zahnradgetriebes erläutert;
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12 ist
eine Vorderansicht, welche eine Variante der Schraubenfeder zeigt;
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13 ist
eine Draufsicht eines Fotounterbrechers, welcher in einer in der
Rotationsdetektionsvorrichtung enthaltenen absoluten Codiereinrichtung verwendet
wird;
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14 ist
ein Diagramm, welches die Richtcharakteristik einer Leuchtdiode
und eines Fototransistors zeigt, die den Fotounterbrecher bilden;
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15 ist
eine Draufsicht, welche einen wesentlichen Teil mit an der Umfangsinnenseite
angeordnetem Fototransistor zeigt;
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16 ist
eine Draufsicht, welche einen wesentlichen Teil mit an der Umfangsaußenseite
angeordnetem Fototransistor zeigt;
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17 ist
eine Draufsicht, welche den wesentlichen Teil der Rotationsdetektionsvorrichtung
einer sechsten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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18 ist
ein Diagramm, welches die Lichtabschirmungs-Kennlinie des Fotounterbrechers zeigt;
und
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19 ist
ein Diagramm, welches eine Nachbarkanalbeeinflussungs-Kennlinie
des Fotounterbrechers zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte Ausführungsformen einer Rotationsdetektionsvorrichtung
werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert: 1 ist eine Draufsicht einer
ersten Ausführungsform
der Rotationsdetektionsvorrichtung; 2 ist
eine Seitenansicht der Rotationsdetektionsvorrichtung; 3 ist eine Schnittansicht
der Rotationsdetektionsvorrichtung; 4 ist
eine Draufsicht, welche die Rotationsdetektionsvorrichtung bei abgenommenem
Deckel zeigt; 5 ist
eine Draufsicht, welche die Rotationsdetektionsvorrichtung bei abgenommenem
Deckel und abgenommener Codeplatte zeigt; 6 ist eine perspektivische Ansicht, welche
einen wesentlichen Teil eines in der Rotationsdetektionsvorrichtung
enthaltenen Zahnradgetriebes zeigt; und 7 ist eine die Funktionsweise des Zahnradgetriebes
veranschaulichende Darstellung.
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Die Rotationsdetektionsvorrichtung
der vorliegenden Ausführungsform
enthält
ein Gehäuse 1 mit
einem Führungsloch 1a,
ein Rotorelement 2, welches um die Mitte des Führungslochs 1a drehbar
ist, und einen Deckel 3, welcher das offene Ende des Gehäuses 1 bedeckt,
in welchem die weiter unten beschriebene inkrementale Codiereinrichtung
und eine absolute Codiereinrichtung zum Überwachen der Anzahl von Umdrehungen
untergebracht sind. Das Gehäuse 1 ist
ein Statorelement, welches mittels einer Schraube beispielsweise
an einem Kombischalter-Gehäuse
und einem feststehenden Körper
eines drehbaren Steckverbinders befestigt ist, wenn die Rotationsdetektionsvorrichtung
in ein Lenksystem in einem Automobil eingebaut ist.
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Wie in 3 gezeigt,
besteht das Rotorelement 2 aus einem ersten Rotor 4 und
einem zweiten Rotor 5. Diese Rotoren 4 und 5 sind
mittels einer Vielzahl von Schrauben 7 über eine Codeplatte 6 zu
einem Körper
zusammengebaut. Die Rotoren 4 und 5 und die Codeplatte 6 sind
mit einer Axialbohrung 8 versehen, so daß eine nicht
dargestellte Lenkwelle in die Axialbohrung 8 eingeführt ist,
wenn die Rotationsdetektionsvorrichtung in das Lenksystem des Automobils
eingebaut ist, und die Lenkwelle und die Rotoren 4 und 5 und
die Codeplatte 6 sich in einem Verhältnis von 1 : 1 drehen. Die
Codeplatte 6 weist, wie in 4 gezeigt,
eine Vielzahl von Durchgangslöchern 6a längs ihrer
Umfangsrichtung auf, und A- und B-Phasen-Muster werden von vier
beiderseits dieser Durchgangslöcher 6a an geordneten
Fotounterbrechern 9 erfaßt. Diese Codeplatte 6 und
die Fotounterbrecher 9 bilden die inkrementale Codiereinrichtung, welche
den Drehwinkel innerhalb einer Umdrehung der Codeplatte 6 mit
einer hohen Genauigkeit erfaßt.
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Nun wird die absolute Codiereinrichtung
erläutert.
Wie in 5 gezeigt, ist
ein Drehring 10 als Rotationselement auf der Bodeninnenfläche des
Gehäuses 1 angeordnet.
Der Drehring 10 ist auf dem konzentrisch gleichen Weg wie
das Führungsloch 1a drehbar.
Auf dem Drehring 10 ist über einen Bereich von etwa
90 Grad ein angetriebenes Zahnrad 11 gebildet; an der dem
angetriebenen Zahnrad 11 gegenüberliegenden Stelle ist eine
Abschirmplatte 12 angebracht. Auf dem Rotationsweg des
Drehrings 10 sind fünf
Fotounterbrecher 13a bis 13e beiderseits der Abschirmplatte 12 angeordnet.
Die Fotounterbrecher 13a bis 13e sind auf einer
nicht dargestellten Leiterplatte befestigt. Das Zwischenzahnrad 14 steht mit
dem angetriebenen Zahnrad 11 im Eingriff. Das Zwischenzahnrad 14 ist
auf dem Zapfen 1b, welcher auf der Bodeninnenfläche des
Gehäuses 1 angebracht
und durch eine Schraube 15 gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert
ist, drehbar gelagert. Das Zwischenzahnrad 14, wie in 3 und 5 gezeigt, ist mit einem ersten Zahnabschnitt 14a,
der vier in gleichen Abständen
von 90 Grad angeordnete Zähne aufweist,
und einem zweiten Zahnabschnitt 14b, der ebenfalls vier
in gleichen Abständen
von 90 Grad angeordnete Zähne
aufweist, versehen. Der erste und der zweite Zahnabschnitt 14a und 14b sind
um 45 Grad gegeneinander versetzt angeordnet und in ihrer Position
axial verschoben.
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Wie in 6 gezeigt,
sind durch eine Abstufung in der Umfangsaußenfläche des ersten Rotors 4 ein
Abschnitt mit kleinem Durchmesser 4a und ein Abschnitt
mit großem
Durchmesser 4b gebildet, und an der Abstufung als Grenze
steht der Zahnabschnitt 14a des Zwischenzahnrads 14 dem
Abschnitt mit kleinem Durchmesser 4a gegenüber und
steht der zweite Zahnabschnitt 14b dem Abschnitt mit großem Durchmesser 4b gegenüber. An
einer Stelle des Abschnitts mit großem Durchmesser 4b ist
eine Abstandsnut 16 gebildet; und auf beiden Seiten dieser Abstandsnut 16 ist
ein Paar Eingriffsvorsprünge 17a und 17b gebildet.
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Wie in 7A gezeigt,
berührt,
wenn der erste Rotor 4 sich in Richtung des Pfeils A (Richtung gegen
den Uhrzeigersinn) dreht, einer der Zähne des dem Abschnitt mit klei nem
Durchmesser 4a gegenüberstehenden
ersten Zahnabschnitts 14a den einen Eingriffsvorsprung 17b;
wie in 7B gezeigt, dreht sich
deshalb das Zwischenzahnrad 14 um 45 Grad in Richtung des
Pfeils B und dringt einer der Zähne
des zweiten Zahnabschnitts 14b in die Abstandsnut 16 ein.
Wenn der erste Rotor 4 sich aus dem in 7B gezeigten Zustand in Richtung des
Pfeils A dreht, wird einer der Zähne
des zweiten Zahnabschnitts 14b, der in die Abstandsnut 16 eingedrungen
ist, vom anderen Eingriffsvorsprung 17a weitergetrieben,
und deshalb dreht sich das Zwischenzahnrad 14 in Richtung
des Pfeils B um 45 Grad weiter, und der nächste der Zähne des ersten Zahnabschnitts 14a steht
dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 4a gegenüber, wie
in 7C gezeigt. Das heißt, da das
Zwischenzahnrad 14 sich vom Zustand von 7A bis zum Zustand von 7C um 90 Grad in Richtung des Pfeils
B dreht, wird das angetriebene Zahnrad 11 um zwei Zähne in Richtung
des Pfeils C gedreht und dreht sich folglich der Drehring 10 um
einen vorbestimmten Betrag in Richtung des Pfeils C. Danach wird,
wenn der Eingriffsvorsprung 17a das Zwischenzahnrad 14 passiert
hat, das Zwischenzahnrad 14 daran gehindert, sich frei
zu drehen, weil während der
folgenden Umdrehung des ersten Rotors 4 zwei Zähne des
zweiten Zahnabschnitts 14b dem Abschnitt mit großem Durchmesser 4b gegenüberstehen.
Weil während
einer Umdrehung des ersten Rotors 4 das Zwischenzahnrad 14 durch
die Eingriffsabschnitte 17a und 17b um 90 Grad
gedreht wird und der Drehring 10 sich, wie zuvor erwähnt, um
zwei Zähne
des angetriebenen Zahnrads 11 dreht, dreht sich auch die
Abschirmplatte 12 um zwei Zähne in derselben Richtung,
wodurch sie sich zur Abschirmposition des benachbarten Fotounterbrechers
bewegt. Das heißt,
da der Ausgang der zu erregenden Fotounterbrecher 13a bis 13e wechselt,
kann die absolute Position (die Anzahl von Umdrehungen) des ersten
Rotors 4 erfaßt
werden.
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Nun wird die Funktionsweise der wie
oben beschrieben aufgebauten Rotationsdetektionsvorrichtung erläutert. Zum
Beispiel wenn der mittige Fotounterbrecher 13c von der
Abschirmplatte 12 abgeschirmt wird, wie in 5 gezeigt, ist nur der Fotounterbrecher 13c ein,
während
die anderen Fotounterbrecher 13a, 13b, 13d und 13e aus
sind. Deshalb wird erfaßt,
daß das
Lenkrad sich, bezogen auf den mittigen Bezugspunkt, im Bereich zwischen –180 Grad
und +180 Grad befindet. Unterdessen wird der im Bereich zwischen –180 Grad
und +180 Grad liegende Drehwinkel des Lenkrads von jedem Fotounterbrecher 9 der
inkrementalen Codiereinrichtung mit einer hohen Genauigkeit erfaßt. Wenn
das Rotorelement 2 (der erste Rotor 4) sich aus
dem Zustand von 5 gegen
den Uhrzeigersinn dreht, bis die Abschirmplatte 12 sowohl
den mittigen Fotounterbrecher 13c als auch den benachbarten
Fotounterbrecher 13d abschirmt, sind nur diese Fotounterbrecher 13c und 13d erregt,
und es wird erkannt, daß die
Position in der Nähe
von +180 Grad liegt. Außerdem wird,
wenn das Rotorelement 2 sich soweit gegen den Uhrzeigersinn
dreht, daß nur
der Fotounterbrecher 13d eingeschaltet ist, erkannt, daß das Lenkrad sich
im Bereich zwischen +180 Grad und +540 Grad befindet; der in diesem
Bereich liegende Drehwinkel des Lenkrads wird durch die inkrementale
Codiereinrichtung mit einer hohen Genauigkeit erfaßt. Entsprechend
wird durch die Kombination von EIN/AUSSchaltzuständen der Fotounterbrecher 13a bis 13e erkannt,
daß das
Lenkrad sich im Bereich zwischen –900 Grad und +900 Grad befindet.
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8 ist
eine Draufsicht, welche einen wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform
der Rotationsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform
ist das angetriebene Zahnrad 11 auf der feststehenden Seite
am Gehäuse 1 befestigt,
so daß das
angetriebene Zahnrad sich nicht drehen kann, und ist das Zwischenzahnrad 14 auf
dem Drehring 10 gelagert. Die Rotationsdetektionsvorrichtung
der vorliegenden Ausführungsform
ist im Grunde genommen die gleiche wie diejenige der ersten Ausführungsform
in einem anderen Aufbau.
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In der zweiten Ausführungsform
mit dem oben erwähnten
Aufbau kreist das Zwischenzahnrad 14, wenn es während einer
Umdrehung des ersten Rotors 4 durch die Eingriffsvorsprünge 17a und 17b gedreht
wird, während
es sich um 90 Grad dreht, um den ersten Rotor 4; deshalb
dreht sich der das Zwischenzahnrad 14 tragende Drehring 10 um
zwei Zähne
des angetriebenen Zahnrads 11. Deshalb dreht sich auch
die auf dem Drehring 10 angebrachte Abschirmplatte 12 um
zwei Zähne,
wodurch sie sich zur Abschirmposition des benachbarten Fotounterbrechers
bewegt. Das heißt,
die zu erregenden Fotounterbrecher 13a bis 13e wechseln,
wodurch die absolute Position (die Anzahl von Umdrehungen) des ersten
Rotors 4 erfaßt
wird.
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In der ersten und zweiten zuvor erläuterten Ausführungsform
ist es möglich,
wenn das Zwischenzahnrad 14 und die Eingriffsvorsprünge 17a und 17b so
angelegt sind, daß sie
in der Neutralstellung des Lenkrads nicht miteinander im Eingriff
stehen, trotz häufigem
Gebrauch des Lenkrads in der Neutralstellung während der Fahrt ein zum Zeitpunkt
der Berührung
des Zwischenzahnrads 14 und der Eingriffsvorsprünge 17a und 17b des
Rotors während
der Fahrt des Fahrzeugs möglicherweise
auftretendes Geräusch
zu reduzieren.
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9 bis 12 zeigen eine dritte Ausführungsform
der Rotationsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 9 ist eine Schnittansicht,
welche die Tragkonstruktion des im Zahnradgetriebe enthaltenen Zwischenzahnrads
zeigt; 10 ist eine Vorderansicht
einer in der Tragkonstruktion aus 9 verwendeten
Schraubenfeder; 11 ist
eine die Funktionsweise des Zahnradgetriebes veranschaulichende
Darstellung; und 12 ist
eine Ansicht, welche eine Variante der Schraubenfeder zeigt.
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Die dritte Ausführungsform gleicht im Aufbau weitgehend
der ersten Ausführungsform,
deshalb werden gemeinsame Elemente anhand der in der ersten Ausführungsform
verwendeten Zeichnungen erläutert.
Es ist zu beachten, daß Elemente,
welche 11 mit 7 annähernd gemeinsam hat, mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet sind.
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Wie in 3 und 9 gezeigt, ist auf der Bodeninnenfläche ein
zylindrischer Zapfen 1b angebracht. Der Zapfen 1b ist
durch eine Schraubenfeder 18 drehbar in eine Wellenbohrung 14c des
Zwischenzahnrads 14 eingesetzt. Der Innendurchmesser der Wellenbohrung 14c ist
ein wenig größer als
der Außendurchmesser
des Zapfens 1b angelegt; und die Schraubenfeder 18 ist
in einen von oben gesehen ringförmigen
Zwischenraum 19, welcher durch eine Differenz zwischen
diesen Durchmessern gebildet wird, eingebaut. Wie in 10 gezeigt, hat die Schraubenfeder 18 an
beiden Enden einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 18a und
in der Mitte einen Abschnitt mit großem Durchmesser 18b;
die beiden Abschnitte mit kleinem Durchmesser 18a sind
um die Umfangsaußenfläche des
Zapfens 1b gewunden, während
der Abschnitt mit großem
Durchmesser 18b die Umfangsinnenfläche der Wellenbohrung 14c elastisch
berührt.
Die Schraube 15 ist durch eine Scheibe 20 in den
Zapfen 1b geschraubt. Das Zwischenzahnrad 14 und
die Schraubenfeder 18 sind durch die Scheibe 20 und
die Schraube 15 gegen unbeabsichtigtes Lösen vom
Zapfen 1b gesichert.
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An der Umfangsaußenfläche des ersten Rotors 4 sind
durch eine Abstufung der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 4a und
ein Abschnitt mit großem
Durchmesser 4b gebildet, wie in 6 gezeigt; an dieser Abstufung als Grenze
steht der erste Zahnabschnitt 14a des Zwischenzahnrads 14 dem
Abschnitt mit kleinem Durchmesser 4a gegenüber und steht
der zweite Zahnabschnitt 14b dem Abschnitt mit großem Durchmesser 4b gegenüber. An
einer Stelle des Abschnitts mit großem Durchmesser 4b ist die
Abstandsnut 16 gebildet. Auf beiden Seiten dieser Abstandsnut 16 ist
ein Paar Eingriffsvorsprünge 17a und 17b gebildet.
Deshalb kommen, wie unten erläutert,
bei der Umdrehung des Rotorelements 2 (des ersten Rotors 4)
die Eingriffsvorsprünge 17a und 17b mit
dem ersten und dem zweiten Zahnabschnitt 14a und 14b des
Zwischenzahnrads 14 intermittierend in Eingriff.
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Das heißt, das Zwischenzahnrad 14 nimmt, wenn
es nicht im Eingriff mit den Eingriffsvorsprüngen 17a und 17b steht,
die Federkraft der Schraubenfeder 18, welche bezüglich des
Zapfens 1b zentriert ist, auf, um dadurch einen Zwischenraum 19 zu bilden,
welcher um den ganzen Zapfen 1b herum die gleiche Breite
aufweist. Wenn der erste Rotor 4 sich wie in 11A gezeigt aus dem Zustand
ohne Eingriff in Richtung des Pfeils A (gegen den Uhrzeigersinn)
dreht, bis einer der Zähne
des ersten Zahnabschnitts 14a gegenüber dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser
den einen Eingriffsvorsprung 17b berührt, dreht sich das Zwischenzahnrad 14 um
45 Grad in Richtung des Pfeils B, wie in 11B gezeigt, und einer der Zähne des
zweiten Zahnabschnitts 14b dringt in die Abstandsnut 16 ein.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Schraubenfeder 18 in dem Moment,
in welchem der erste Zahnabschnitt 14a mit dem Eingriffsabschnitt 17b in
Berührung
kommt, radial weggedrückt,
wodurch das Zwischenzahnrad 14 (in Richtung des Pfeils
A) ausweichend soweit bewegt wird, wie es der Zwischenraum 19 maximal
zuläßt, um dadurch
das Klopfgeräusch
beträchtlich
zu reduzieren. Wenn der erste Rotor 4 sich aus dem in 11B gezeigten Zustand weiter
in Richtung des Pfeils A dreht, wird einer der Zähne des zweiten Zahnabschnitts 14b,
der in die Abstandsnut 16 eingedrungen ist, vom anderen
Eingriffsvorsprung 17a weitergetrieben; folglich dreht
sich das Zwischenzahnrad 14 in Richtung des Pfeils B um
45 Grad weiter, bis der nächste
der Zähne
des ersten Zahnabschnitts 14a dem Abschnitt mit kleinem
Durchmesser 4a gegenübersteht,
wie in 11C gezeigt.
Das heißt,
weil das Zwischenzahnrad 14 sich vom Zustand von 11A bis zum Zustand von 11C um 90 Grad in Richtung
des Pfeils B dreht, wird das angetriebene Zahnrad 11 um
zwei Zähne
in Richtung des Pfeils C gedreht und dreht sich der Drehring 10 um
einen vorbestimmten Betrag in Richtung des Pfeils C. Nachdem der
Eingriffsvorsprung 17a das Zwischenzahnrad 14 passiert
hat, wird das Zwischenzahnrad 14 daran gehindert, sich
frei zu drehen, weil während
einer nachfolgenden Umdrehung des ersten Rotors 4 zwei
Zähne des
zweiten Zahnabschnitts 14b dem Abschnitt mit großem Durchmesser 4b gegenüberstehen.
Während
einer Umdrehung des ersten Rotors 4 wird somit das Zwischenzahnrad 14 durch
die Eingriffsvorsprünge 17a und 17b um
90 Grad gedreht und dreht sich der Drehring 10 um zwei Zähne des
angetriebenen Zahnrads 11. Deshalb dreht sich auch die
Abschirmplatte 12 in derselben Richtung um zwei Zähne, wodurch
sie sich zur Abschirmposition eines benachbarten Fotounterbrechers
bewegt. Das heißt,
da der Ausgang der zu erregenden Fotounterbrecher 13a bis 13e wechselt, kann
die absolute Position (die Anzahl von Umdrehungen) des ersten Rotors 4 erfaßt werden.
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Nun wird die Funktionsweise der wie
zuvor erwähnt
aufgebauten Rotationsdetektionsvorrichtung erläutert. Zum Beispiel wenn der
mittige Fotounterbrecher 13c durch die Abschirmplatte 12 abgeschirmt
wird, wie in 5 gezeigt,
ist nur der Fotounterbrecher 13c ein, während die anderen Fotounterbrecher 13a, 13b, 13d und 13e aus
sind. Deshalb wird erkannt, daß das
Lenkrad sich, bezogen auf den mittigen Bezugspunkt, im Bereich zwischen –180 Grad
und +180 Grad befindet. Unterdessen wird der im Bereich zwischen –180 Grad
und +180 Grad liegende Drehwinkel des Lenkrads von jedem Fotounterbrecher 9 der
inkrementalen Codiereinrichtung genau erfaßt. Wenn das Rotorelement 2 (der
erste Rotor 4) sich aus dem Zustand von 5 gegen den Uhrzeigersinn dreht, schirmt
die Abschirmplatte 12 sowohl den mittigen Fotounterbrecher 13c als
auch einen benachbarten Fotounterbrecher 13d ab, wobei nur
die Fotounterbrecher 13c und 13d erregt sind,
so daß erkannt
wird, daß das
Lenkrad sich in der Nähe von
+180 Grad befindet. Außerdem
wird, wenn das Rotorelement 2 sich soweit gegen den Uhrzeigersinn dreht,
daß nur
der Fotounterbrecher 13d erregt ist, erkannt, daß das Lenkrad
sich im Bereich zwischen +180 Grad und +540 Grad befindet. Der in
diesem Bereich liegende Drehwinkel des Lenkrads wird durch die inkrementale
Codiereinrichtung genau erfaßt.
Auf entsprechende Weise wird durch die Kombination von Ein- und
Aus-Schaltzuständen
der Fotounterbrecher 13a bis 13e erkannt, daß das Lenkrad sich
im Bereich zwischen –900
Grad und +900 Grad befindet.
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8 zeigt
die zweite Ausführungsform.
Das äußere Erscheinungsbild
ist das gleiche wie bei der vierten Ausführungsform, welche deshalb
anhand dieser Figur erläutert
wird. In der vorliegenden Ausführungsform
ist das angetriebene Zahnrad 11 fest an dem feststehenden
Gehäuse 1 angebracht
und ist das Zwischenzahnrad 14 durch eine nicht darge stellte
Schraubenfeder auf dem Drehring 10 drehbar gelagert. Die
vorliegende Ausführungsform
ist im Grunde genommen die gleiche wie die dritte Ausführungsform
in einem anderen Aufbau.
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In der vierten Ausführungsform
mit dem oben beschriebenen Aufbau wird, wenn das Zwischenzahnrad 14 während einer
Umdrehung des ersten Rotors 4 durch die Eingriffsvorsprünge 17a und 17b gedreht
wird, ein Klopfgeräusch,
welches zum Zeitpunkt der Berührung
zwischen den Eingriffsvorsprüngen 17a und 17b und
dem Zwischenzahnrad 14 entstehen kann, ähnlich demjenigen in der oben
beschriebenen ersten Ausführungsform
reduziert. Und gleichzeitig kreist das Zwischenzahnrad 14 um
den ersten Rotor 4, während
es sich um 90 Grad dreht, und der das Zwischenzahnrad 14 tragende
Drehring 10 dreht sich um zwei Zähne des angetriebenen Zahnrads 11.
Folglich dreht sich auch die auf dem Drehring 10 angebrachte
Abschirmplatte 12 um zwei Zähne, wodurch sie sich zur Abschirmposition
des benachbarten Fotounterbrechers bewegt. Das heißt, die
zu erregenden Fotounterbrecher 13a bis 13e wechseln,
wodurch die absolute Position (die Anzahl von Umdrehungen) des ersten
Rotors 4 erfaßt
wird.
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In der dritten und vierten Ausführungsform
ist es möglich,
wenn das Zwischenzahnrad 14 und die Eingriffsvorsprünge 17a und 17b so
angelegt sind, daß sie
in der Neutralstellung des Lenkrads nicht miteinander im Eingriff
stehen, trotz häufigem
Gebrauch des Lenkrads in der Neutralstellung während der Fahrt ein zum Zeitpunkt
der Berührung
des Zwischenzahnrads 14 und der Eingriffsvorsprünge 17a und 17b des
Rotors während
der Fahrt des Fahrzeugs möglicherweise
auftretendes Geräusch
zu reduzieren.
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Es ist zu beachten, daß die Form
der Schraubenfeder 18 nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt
ist, sondern verschiedene Varianten zuläßt, wie eine abgestufte Form,
bei welcher der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 18a und
der Abschnitt mit großem
Durchmesser 18b fortgeführt sind,
wie in 12A gezeigt,
oder eine kegelige Form, bei welcher der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 18a und
der Abschnitt mit großem
Durchmesser 18b schräg
verbunden sind, wie in 12B gezeigt,
oder eine nicht dargestellte vieleckige Schraubenform.
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Außerdem kann der Einsatz eines
flexiblen Materials wie eines Elastomers als Werkstoff des Zwischenzahnrads 14 einen
das Klopfgeräusch
reduzierenden Effekt weiter verbessern.
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Nun werden die fünfte und die sechste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf den Fotounterbrecher 13 der
ersten bis vierten Ausführungsform
erläutert.
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13 ist
eine Draufsicht eines in der absoluten Codiereinrichtung verwendeten
Fotounterbrechers; 14 ist
ein Diagramm, welches die Richtwirkung der Leuchtdiode und des Fototransistors, welche
den Fotounterbrecher bilden, zeigt; 15 ist eine
Draufsicht eines wesentlichen Teils mit an der Umfangsinnenseite
angeordnetem Fototransistor; und 16 ist
eine Draufsicht eines wesentlichen Teils mit an der Umfangsaußenseite
angeordnetem Fototransistor.
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Der Fotounterbrecher 13 besteht
aus einem Chip einer Leuchtdiode 21 und einem Chip eines
Fototransistors 22, wie in 13 gezeigt;
der Fototransistor 22, welcher ein lichtempfangendes Element
ist, empfängt
das aus der Leuchtdiode, welche ein lichtaussendendes Element ist,
ausgesendete Licht, wobei er ein EIN-Signal ausgibt. Die Richtcharakteristiken
auf der Seite der Leuchtdiode 21 und auf der Seite des
Fototransistors 22 werden durch die Breite eines im die
Chips umgebenden (gespritzten) Gehäuse angebrachten Schlitzes,
durch das Vorhandensein oder Fehlen einer Linse oder durch die Durchsichtigkeit
des Gehäuses
stark beeinflußt.
Deshalb läßt sich
nicht einfach sagen, welche Richtcharakteristik besser ist; im Falle
der vorliegenden Ausführungsform
aber hat der Fototransistor 22 eine wesentlich schlechtere
Richtcharakteristik als die Leuchtdiode 21. Die Richtcharakteristiken
auf der Seite der Leuchtdiode 21 und auf der Seite des
Fototransistors 22 sind in 14 dargestellt.
Aus 14A ist ersichtlich,
daß die
Leuchtdiode 21 eine relativ enge Richtwirkung hat; die
Halbwertsbreite, in welcher die relative Leistung um 50% abnimmt,
beträgt
ungefähr ±35 Grad.
Andererseits ist aus 14B ersichtlich,
daß die
Richtcharakteristik auf der Seite des Fototransistors 22 eine
breite Richtwirkung hat, sogar in der Nähe von ±40 Grad, wo 100% relative
Leistung produziert werden. Seine Halbwertsbreite beträgt ungefähr ±80 Grad.
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Im allgemeinen tritt, wenn das Störlicht in den
Fotounterbrecher eindringt, ein Fehler gegenüber einer Grund-Erfassungsposition
auf, wie in 18 gezeigt. Überdies
nimmt, wie in 19 gezeigt,
bei einer Verringerung des Abstands zwischen den Fotounterbrechern
die Menge von einfallendem Licht, welches aus dem lichtaussendenden
Element von einander benachbarten Fotounterbrechern gestreut wird,
zu, wodurch sich die Ausgangsspannung ändert. Deshalb ist, wenn jeder
Fotounterbrecher 13 (13a bis 13e) wie
in 15 gezeigt angeordnet
ist, der Fototransistor 22 mit einer schlechten Richtcharakteristik
(breiten Richtwirkung) an der Umfangsinnenseite angeordnet und die
Leuchtdiode 21 mit einer guten Richtcharakteristik (engen
Richtwirkung) ist so angeordnet, daß es möglich ist, die Menge des Lichts,
das aus der Leuchtdiode 21 der direkt neben dem Fotounterbrecher 13c liegenden
Fotounterbrecher 13b und 13d ausgesendet wird,
gegenüber
dem übrigen
aus der Leuchtdiode 21 ausgesendeten Licht zu verringern
und ferner die durch das Licht aus dem Fotounterbrecher 13,
welcher direkt neben einem bestimmten Fotounterbrecher 13 liegt,
verursachte Veränderung
der Schaltposition (EIN/AUS) zu minimieren. Im Gegensatz hierzu
nimmt, wenn der Fototransistor 22 mit einer schlechten
Richtcharakteristik an der Umfangsaußenseite angeordnet ist wie
in 16 gezeigt, die erfaßte Lichtmenge
der Leuchtdiode 21 der benachbarten Fotounterbrecher 13b und 13d innerhalb
des Bereichs von ±80
Grad, welcher eine Halbwertsbreite des Fototransistors 22 ist,
zu, weil der Fototransistor 22 des Fotounterbrechers 13c eine
sich einwärts
auffächernde
Richtwirkung aufweist, was in einer wesentlichen Veränderung
der Schaltposition (EIN/AUS) resultiert und infolgedessen ein Problem
beispielsweise in Gestalt eines erhöhten Grundpegels (D-Pegels)
bildet.
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17 ist
eine Draufsicht, welche einen wesentlichen Teil der sechsten Ausführungsform
der Rotationsdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform
ist eine Vielzahl von Vertiefungen 23a in der Umfangsaußenfläche eines
Positionierelements 23 gebildet, welches aus einem lichtabschirmenden Material
besteht, und sind die Fototransistoren 22 der Fotounterbrecher 13a bis 13e in
den Vertiefungen 23a angeordnet. Die vorliegende Ausführungsform ist
im Grunde genommen die gleiche wie die fünfte Ausführungsform in einem in einigen
Punkten abweichenden Aufbau.
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In der sechsten Ausführungsform
des oben beschriebenen Aufbaus kann, wenn die Fotounterbrecher 13a bis 13e auf
einer nicht dargestellten Leiterplatte befestigt sind, die Positioniergenauigkeit
der Fotounterbrecher 13a bis 13e durch das Positionierelement 23 verbessert
werden; und überdies
ist es möglich,
eine durch die Erfassung von Licht aus dem lichtaussendenden Element
des benachbarten Fotounterbrechers 13 verursachte Veränderung
der Schaltposition (EIN/AUS) mehr als in der oben beschriebenen
fünften
Ausführungsform
zu verringern, weil der Richtungswinkel des Fototransistors 22 durch
die Seitenflächen
der Vertiefung 23a verengt wird.
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Die zuvor erläuterte, die vorliegende Erfindung
verkörpernde
Rotationsdetektionsvorrichtung hat die folgenden Effekte.
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Die Rotationsdetektionsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung enthält
das als ein Körper
mit der Codeplatte der Rotationscodiereinrichtung rotierende Rotorelement,
das das Rotorelement drehbar halternde Statorelement, ein auf dem
Statorelement drehbar angebrachtes Zwischenzahnrad, das konzentrisch
um den Drehmittelpunkt des Rotorelements angeordnete Rotationselement
und das Detektionselement zum Erfassen des Betrags der Drehung des Rotationselements;
das Zwischenzahnrad kommt mit dem an der Umfangsfläche des
Rotorelements angebrachten Eingriffsvorsprung intermittierend in
Eingriff und steht mit dem an dem Rotationselement angebrachten
angetriebenen Zahnrad in ständigem
Eingriff. Während
einer Umdrehung des Rotorelements dreht sich deshalb das auf dem
Statorelement drehbar angebrachte Zwischenzahnrad nur dann über einen
vorbestimmten Winkel, wenn es mit dem Eingriffsvorsprung in Eingriff
kommt. Deshalb dreht sich entsprechend auch das mit dem Zwischenzahnrad
in ständigem
Eingriff stehende angetriebene Zahnrad intermittierend nur über einen
vorbestimmten Winkel, und folglich kann das Ausmaß des aus
Dauerbetrieb resultierenden lokalen Verschleißes mechanischer Teile wesentlich
reduziert werden. Gleichzeitig kann, weil das angetriebene Zahnrad
eine quantisierte Drehung ausführt,
das Signal (der Anzahl von Umdrehungen) recht einfach abgenommen
werden; überdies
ist es nicht notwendig, das angetriebene Zahnrad rundherum zu bilden,
und es steht ausreichend Platz zum Anordnen der Einzelteile zur
Verfügung, wodurch
es möglich
wird, eine kleinere Rotationsdetektionsvorrichtung zu bauen.
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Außerdem umfaßt die Rotationsdetektionsvorrichtung
das als ein Körper
mit der Codeplatte der Rotationscodiereinrichtung rotierende Rotorelement, das
das Rotorelement drehbar halternde Statorelement, das konzentrisch
um den Drehmittelpunkt des Rotorelements angeordnete Rotationselement,
ein auf dem Rotationselement drehbar angebrachtes Zwischenzahnrad
und das Detektionselement zum Erfassen des Betrags der Drehung des
Rotationselements. Wenn das Zwischenzahnrad mit dem an der Umfangsfläche des
Rotorelements angebrachten Eingriffsvorsprung intermittierend in
Eingriff kommt und mit dem am Rotorelement angebrachten angetriebenen
Zahnrad in ständigem
Eingriff steht, kommt das mit dem angetriebenen Zahnrad des Statorelements
in ständigem
Eingriff stehende Zwischenzahnrad während einer Umdrehung des Rotorelements mit
dem Eingriffsvorsprung in Eingriff, wobei es sich um einen vorbestimmten
Winkel dreht. Da das das Zwischenzahnrad tragende Rotationselement
sich um den gleichen Betrag dreht wie der Betrag der Drehung, kann
das Ausmaß des
durch Dauerbetrieb verursachten lokalen Verschleißes mechanischer
Teile wesentlich reduziert werden. Überdies kann, da das angetriebene
Zahnrad eine quantisierte Drehung ausführt, das Signal (der Anzahl
von Umdrehungen) sehr einfach abgenommen werden. Außerdem steht, da
es nicht erforderlich ist, das angetriebene Zahnrad rundherum zu
bilden, ausreichend Platz zum Anordnen der Einzelteile zur Verfügung, wodurch
es möglich
wird, eine kleinere Rotationsdetektionsvorrichtung zu bauen.
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Außerdem ist es möglich, das
Zwischenzahnrad daran zu hindern, sich frei zu drehen, wenn das
Zwischenzahnrad nicht im Eingriff mit dem Eingriffsvorsprung steht,
indem durch eine Abstufung in der Umfangsfläche des Rotorelements ein Abschnitt mit
kleinem Durchmesser und ein Abschnitt mit großem Durchmesser gebildet werden
und auf beiden Seiten der im Abschnitt mit großem Durchmesser gebildeten
Abstandsnut ein Eingriffsvorsprung gebildet wird und überdies
an dem Zwischenzahnrad wechselweise der erste Zahnabschnitt gegenüber der
Umfangsfläche
des Abschnitts mit kleinem Durchmesser und der zweite Zahnabschnitt
gegenüber
der Umfangsfläche
des Abschnitts mit großem
Durchmesser gebildet werden.
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Ferner dreht sich das mit dem angetriebenen Zahnrad
in ständigem
Eingriff stehende Zwischenzahnrad während einer Umdrehung des Rotorelements
nur dann intermittierend, wenn es mit dem Eingriffsabschnitt in
Eingriff kommt, und entsprechend dreht sich das Rotationselement
um einen vorbestimmten Winkel, wodurch das Ausmaß des lokalen Verschleißes mechanischer
Teile, welcher durch Dauerbetrieb verursacht werden kann, stark
reduziert wird. Überdies
steht, da es nicht notwendig ist, das angetriebene Zahnrad über den
gesamten Umfang zu bilden, ausreichend Platz zum Anordnen der Einzelteile
zur Verfügung,
und folglich kann die Rotationsdetektionsvorrichtung kleiner ausgeführt werden.
Außerdem
kann, da das Zwischenzahnrad sich in dem Moment, in welchem der
Eingriffsvorsprung mit dem Zahnabschnitt des Zwischenzahnrads in
Berührung
kommt, ausweichend gegen das elastische Element bewegt, ein in dem
Moment, in welchem das Eingriffselement mit dem Zwischenzahnrad
in Berührung
kommt, entstehendes Klopfgeräusch
reduziert werden, wodurch das Fahrzeuggeräusch vermindert wird.
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Zudem besteht die Rotationsdetektionsvorrichtung
aus dem als ein Körper
mit der Codeplatte der Rotationscodiereinrichtung rotierenden Rotorelement,
dem das Rotorelement drehbar halternden Statorelement, dem konzentrisch
um den Drehmittelpunkt des Rotorelements angeordneten Rotationselement,
dem die Drehung des Rotorelements intermittierend an das Rotationselement übertragenden Zwischenelement
und einer Vielzahl von konzentrisch um den Drehmittelpunkt des Rotorelements
angeordneten Fotounterbrechern. In dieser Rotationsdetektionsvorrichtung
ist dasjenige von den beiden den Fotounterbrecher bildenden Elementen,
nämlich dem
lichtaussendenden Element und dem lichtempfangenden Element, welches
die breitere Richtwirkung hat, an der Umfangsinnenseite angeordnet,
so daß die
auf dem Rotationselement angebrachte Abschirmplatte zwischen dem
lichtempfangenden Element und dem lichtaussendenden Element des
Fotounterbrechers hindurchläuft,
um dadurch den Betrag der Drehung des Rotationselements zu erfassen.
In dieser so aufgebauten Vorrichtung wird der Betrag der Drehung
des Rotationselements, welches sich intermittierend dreht, in einem
berührungslosen Zustand
durch ein von jedem Fotounterbrecher ausgegebenes Signal erfaßt. Somit
kann nicht nur die Lebensdauer des Detektionsteils wesentlich verlängert werden,
sondern kann auch die erfaßte
Menge Licht aus dem lichtaussendenden Element eines benachbarten
Fotounterbrechers vermindert werden, was in einem verringerten Ausmaß der Veränderung der
Schaltposition (EIN/AUS) Position und folglich einer verbesserten
Erfassungsgenauigkeit resultiert.
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Außerdem kann die Positioniergenauigkeit jedes
Fotounterbrechers verbessert werden, indem ein Element des Fotounterbrechers,
welches eine breitere Richtwirkung hat, in einer Vertiefung des
Positionierelements angeordnet wird und die Richtwirkung des somit
an der Umfangsinnenseite angeordneten Elements durch das Positionierelement
verengt wird; folglich wird es möglich,
die erfaßte
Menge von aus dem lichtaussendenden Element eines benachbarten Fotounterbrechers
stammendem Licht zu reduzieren. Deshalb kann das Ausmaß der Veränderung
der Schaltposition (EIN/AUS) weiter verringert werden.