JP2002340545A - 回転角検出装置及びこれを含む動力舵取装置 - Google Patents
回転角検出装置及びこれを含む動力舵取装置Info
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- JP2002340545A JP2002340545A JP2001149642A JP2001149642A JP2002340545A JP 2002340545 A JP2002340545 A JP 2002340545A JP 2001149642 A JP2001149642 A JP 2001149642A JP 2001149642 A JP2001149642 A JP 2001149642A JP 2002340545 A JP2002340545 A JP 2002340545A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】多回転型の回転角検出装置において、コンパク
トであること。 【解決手段】リングギヤ９を固定する。サンギヤ６から
被測定物Ｍの回転を入力する。リングギヤ９に連なる固
定側のハウジング１０に抵抗素子４を設け、キャリア７
に抵抗素子４に摺接する摺動子５を設ける。被測定物Ｍ
の回転変位を遊星ギヤ機構３を介して縮小させて検出す
る。軸方向スペースを小さくできる。サンギヤ６及び遊
星ギヤ８をリングギヤ９内に収容するので、平歯車の組
み合わせよりも径方向スペースを小さくできる。
トであること。 【解決手段】リングギヤ９を固定する。サンギヤ６から
被測定物Ｍの回転を入力する。リングギヤ９に連なる固
定側のハウジング１０に抵抗素子４を設け、キャリア７
に抵抗素子４に摺接する摺動子５を設ける。被測定物Ｍ
の回転変位を遊星ギヤ機構３を介して縮小させて検出す
る。軸方向スペースを小さくできる。サンギヤ６及び遊
星ギヤ８をリングギヤ９内に収容するので、平歯車の組
み合わせよりも径方向スペースを小さくできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多回転軸の絶対角度
を検出する回転角検出装置及びこれを含む動力舵取装置
に関するものである。
を検出する回転角検出装置及びこれを含む動力舵取装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
多回転型の軸の回転変位を検出するセンサでは、一般的
に、回転変位を直線変位に変換する機構を用いる場合が
多い。しかしながら、この機構を用いた場合、センサの
軸方向へのスペースが大きくなるという問題がある。そ
こで、平歯車を組み合わせた減速機構によって減速され
た出力を得、これを用いて回転変位を検出することも考
えられる。しかし、このような平歯車を並べて減速比を
稼ごうとすると、逆に、センサの径方向のスペースが大
きくなるという問題がある。
多回転型の軸の回転変位を検出するセンサでは、一般的
に、回転変位を直線変位に変換する機構を用いる場合が
多い。しかしながら、この機構を用いた場合、センサの
軸方向へのスペースが大きくなるという問題がある。そ
こで、平歯車を組み合わせた減速機構によって減速され
た出力を得、これを用いて回転変位を検出することも考
えられる。しかし、このような平歯車を並べて減速比を
稼ごうとすると、逆に、センサの径方向のスペースが大
きくなるという問題がある。
【０００３】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、コンパクトな多回転型の回転角検出装置及びこれ
を含む動力舵取装置を提供することを目的とする。
あり、コンパクトな多回転型の回転角検出装置及びこれ
を含む動力舵取装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するため、請求項１記載の発明は、被測定物の回
転を入力するサンギヤと、サンギアと同心に配置される
リングギヤと、サンギヤとリングギヤとの間に介在しキ
ャリアによって支持される遊星ギヤとを含む遊星ギヤ機
構を備え、上記キャリア及びリングギヤの何れか一方の
部材の回転を拘束すると共に他方の部材の回転を許容し
てあり、回転を拘束される上記一方の部材に連なる固定
側部材、及び回転を拘束されない上記他方の部材の何れ
か一方にスケール素子を設け、他方にスケール素子に対
向する検出部を設けることを特徴とする回転角検出装置
を提供する。
を達成するため、請求項１記載の発明は、被測定物の回
転を入力するサンギヤと、サンギアと同心に配置される
リングギヤと、サンギヤとリングギヤとの間に介在しキ
ャリアによって支持される遊星ギヤとを含む遊星ギヤ機
構を備え、上記キャリア及びリングギヤの何れか一方の
部材の回転を拘束すると共に他方の部材の回転を許容し
てあり、回転を拘束される上記一方の部材に連なる固定
側部材、及び回転を拘束されない上記他方の部材の何れ
か一方にスケール素子を設け、他方にスケール素子に対
向する検出部を設けることを特徴とする回転角検出装置
を提供する。
【０００５】本発明では、例えばリングギヤの回転を拘
束しておく場合、遊星ギヤ機構によって被測定物の多回
転の回転変位を縮小して、キャリアの１回転以内の回転
変位として出力することが可能になる。したがって、例
えばリングギヤに連なる固定ハウジングにスケール素子
としての抵抗素子を設け、可動側であるキャリアに検出
部としての摺動子を設けておけば、１回転型の検出器と
同様に扱うことができる。
束しておく場合、遊星ギヤ機構によって被測定物の多回
転の回転変位を縮小して、キャリアの１回転以内の回転
変位として出力することが可能になる。したがって、例
えばリングギヤに連なる固定ハウジングにスケール素子
としての抵抗素子を設け、可動側であるキャリアに検出
部としての摺動子を設けておけば、１回転型の検出器と
同様に扱うことができる。
【０００６】また、遊星ギヤ機構であれば、回転変位を
直線変位に変換する従来と比較して、軸方向スペースを
削減することができる。さらに、遊星ギヤ機構であれ
ば、内歯を持つリングギヤの径方向内方にサンギヤ及び
遊星ギヤが収まるので、平歯車を組み合わせる従来と比
較して、径方向スペースを小さくすることができる。な
お、接触式のスケール素子と検出部の組み合わせとして
は、スケール素子として、巻き線型、被覆型又はハイブ
リッド型の抵抗素子を用い、検出部として、抵抗素子に
摺接する摺動子を用いる組み合わせを例示することがで
きる。また、非接触式のスケール素子と検出部の組み合
わせとしては、スケール素子としてホール素子を用い、
検出部として磁石を用いる組み合わせを例示することが
できる。
直線変位に変換する従来と比較して、軸方向スペースを
削減することができる。さらに、遊星ギヤ機構であれ
ば、内歯を持つリングギヤの径方向内方にサンギヤ及び
遊星ギヤが収まるので、平歯車を組み合わせる従来と比
較して、径方向スペースを小さくすることができる。な
お、接触式のスケール素子と検出部の組み合わせとして
は、スケール素子として、巻き線型、被覆型又はハイブ
リッド型の抵抗素子を用い、検出部として、抵抗素子に
摺接する摺動子を用いる組み合わせを例示することがで
きる。また、非接触式のスケール素子と検出部の組み合
わせとしては、スケール素子としてホール素子を用い、
検出部として磁石を用いる組み合わせを例示することが
できる。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１おいて、
上記遊星ギヤ機構に代えて遊星ローラ機構を用いること
を特徴とするものである。この場合、いわゆるトラクシ
ョンドライブ方式となるので、ギヤを用いる場合に生ず
るおそれのあるバックラッシの問題がない。その結果、
検出誤差が少ない。請求項３記載の発明は、ステアリン
グホイールの回転を請求項１又は２記載の回転角検出装
置に入力して、操舵角を検出する動力舵取装置を提供す
る。本発明では、軸方向及び径方向にコンパクトな回転
角検出装置を用いるので、これをステアリングコラムに
収まり良く組み込むことができる。また、通例、２回転
されるステアリングホイールの回転を１回転内に減速し
て操舵角を精度良く検出することができる。
上記遊星ギヤ機構に代えて遊星ローラ機構を用いること
を特徴とするものである。この場合、いわゆるトラクシ
ョンドライブ方式となるので、ギヤを用いる場合に生ず
るおそれのあるバックラッシの問題がない。その結果、
検出誤差が少ない。請求項３記載の発明は、ステアリン
グホイールの回転を請求項１又は２記載の回転角検出装
置に入力して、操舵角を検出する動力舵取装置を提供す
る。本発明では、軸方向及び径方向にコンパクトな回転
角検出装置を用いるので、これをステアリングコラムに
収まり良く組み込むことができる。また、通例、２回転
されるステアリングホイールの回転を１回転内に減速し
て操舵角を精度良く検出することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を添
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の
形態の回転角検出装置の模式的断面図である。図１を参
照して、本回転角検出装置１は、被測定物Ｍの回転を入
力する入力軸２を備えている。この入力軸２の回転が減
速機構としての遊星ギヤ機構３により減速されて、抵抗
素子４と摺動子（ワイパ）５の相対回転変位が生起され
る。
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の
形態の回転角検出装置の模式的断面図である。図１を参
照して、本回転角検出装置１は、被測定物Ｍの回転を入
力する入力軸２を備えている。この入力軸２の回転が減
速機構としての遊星ギヤ機構３により減速されて、抵抗
素子４と摺動子（ワイパ）５の相対回転変位が生起され
る。
【０００９】遊星ギヤ機構３は、サンギヤ６と、キャリ
ア７により回転自在に保持される複数の遊星ギヤ８と、
内歯を持つリングギヤ９とを含む。サンギヤ６は、入力
軸２の外周に形成され、被測定物の回転を入力する。各
遊星ギヤ８はサンギヤ６とリングギヤ９との間に介在す
る。リングギヤ９は、端壁１０及び周壁１１を有するハ
ウジング１２の周壁１１の内周に形成されている。ハウ
ジング１２が図示しないフレームに固定されており、し
たがって、リングギヤ９の回転が拘束されている。
ア７により回転自在に保持される複数の遊星ギヤ８と、
内歯を持つリングギヤ９とを含む。サンギヤ６は、入力
軸２の外周に形成され、被測定物の回転を入力する。各
遊星ギヤ８はサンギヤ６とリングギヤ９との間に介在す
る。リングギヤ９は、端壁１０及び周壁１１を有するハ
ウジング１２の周壁１１の内周に形成されている。ハウ
ジング１２が図示しないフレームに固定されており、し
たがって、リングギヤ９の回転が拘束されている。
【００１０】一方、各遊星ギヤ８は自転しながらサンギ
ヤ６の回りを公転し、これに伴ってキャリア７が回転す
る。キャリア７の中心部からは出力軸１３が突出してお
り、出力軸１３は端板１０の支持孔により図示しない軸
受を介して回転自在に支持されている。また、固定側と
なるハウジング１２の端壁１０には、スケール素子とし
ての抵抗素子４が、例えば塗布により環状に形成され、
キャリア７に対向している。一方、キャリア７には、キ
ャリア７の回転に伴って抵抗素子４に摺接する検出部と
しての摺動子５が取り付けられている。
ヤ６の回りを公転し、これに伴ってキャリア７が回転す
る。キャリア７の中心部からは出力軸１３が突出してお
り、出力軸１３は端板１０の支持孔により図示しない軸
受を介して回転自在に支持されている。また、固定側と
なるハウジング１２の端壁１０には、スケール素子とし
ての抵抗素子４が、例えば塗布により環状に形成され、
キャリア７に対向している。一方、キャリア７には、キ
ャリア７の回転に伴って抵抗素子４に摺接する検出部と
しての摺動子５が取り付けられている。
【００１１】次いで、図２を参照して、抵抗素子４と摺
動子５によって回転角を検出する動作の原理を模式的に
示す。全長の抵抗値がＲである抵抗素子４の両端の端子
Ｔ１，Ｔ３間に供給電圧Ｅinを与え、端子Ｔ２からの検
出信号をＥout として取り出す。すなわち、端子Ｔ１か
ら検出位置までの抵抗値をｒとすれば、 Ｅout ＝Ｅin × ｒ／Ｒ となり、Ｒは一定であるから、出力電圧Ｅout は回転変
位に比例した値となる。
動子５によって回転角を検出する動作の原理を模式的に
示す。全長の抵抗値がＲである抵抗素子４の両端の端子
Ｔ１，Ｔ３間に供給電圧Ｅinを与え、端子Ｔ２からの検
出信号をＥout として取り出す。すなわち、端子Ｔ１か
ら検出位置までの抵抗値をｒとすれば、 Ｅout ＝Ｅin × ｒ／Ｒ となり、Ｒは一定であるから、出力電圧Ｅout は回転変
位に比例した値となる。
【００１２】なお、本実施の形態では、回転角変位を電
気抵抗の変化に置き換え、図示しない付加回路によっ
て、これを電圧の変化として出力したが、これに限ら
ず、電流の変化として出力するようにしても良い。本実
施の形態によれば、入力軸２を介して入力される被測定
物Ｍの多回転の回転変位を縮小して、キャリア７の１回
転以内の回転変位とすることができる。このキャリア７
の回転変位に応じた位置で、摺動子５が抵抗素子４上に
接触点を持つことから、被測定物の回転変位に応じた出
力を得ることができる。すなわち、１回転型の検出器と
同様に扱うことができる。
気抵抗の変化に置き換え、図示しない付加回路によっ
て、これを電圧の変化として出力したが、これに限ら
ず、電流の変化として出力するようにしても良い。本実
施の形態によれば、入力軸２を介して入力される被測定
物Ｍの多回転の回転変位を縮小して、キャリア７の１回
転以内の回転変位とすることができる。このキャリア７
の回転変位に応じた位置で、摺動子５が抵抗素子４上に
接触点を持つことから、被測定物の回転変位に応じた出
力を得ることができる。すなわち、１回転型の検出器と
同様に扱うことができる。
【００１３】また、変速機構として遊星ギヤ機構３を用
いるので、内歯を持つリングギヤ９の径方向内方にサン
ギヤ６及び遊星ギヤ８が収まる結果、従来の平歯車を組
み合わせる場合と比較して径方向スペースを削減するこ
とができる。また、遊星ギヤ機構３であれば、回転変位
を直線変位に変換する従来の場合と比較して、軸方向ス
ペースを削減することができる。上記の実施の形態で
は、リングギヤ９の回転を拘束し、キャリア７が可動す
るようにしたが、これに限らない。例えば、図３に示す
回転角検出装置１Ａの遊星ギヤ機構３Ａでは、キャリア
７Ａの回転を固定側のハウジング１２Ａにより拘束し、
リングギヤ９Ａの端面に取り付けられた摺動子５を、ハ
ウジング１２Ａに取り付けられた環状の抵抗素子４に摺
接させるようにする。１４はリングギヤ９Ａを保持する
端面板であり、１５は端面板１４に取り付けられた出力
軸である。本実施の形態においても、図１の実施の形態
と同様の作用効果を得ることができる。
いるので、内歯を持つリングギヤ９の径方向内方にサン
ギヤ６及び遊星ギヤ８が収まる結果、従来の平歯車を組
み合わせる場合と比較して径方向スペースを削減するこ
とができる。また、遊星ギヤ機構３であれば、回転変位
を直線変位に変換する従来の場合と比較して、軸方向ス
ペースを削減することができる。上記の実施の形態で
は、リングギヤ９の回転を拘束し、キャリア７が可動す
るようにしたが、これに限らない。例えば、図３に示す
回転角検出装置１Ａの遊星ギヤ機構３Ａでは、キャリア
７Ａの回転を固定側のハウジング１２Ａにより拘束し、
リングギヤ９Ａの端面に取り付けられた摺動子５を、ハ
ウジング１２Ａに取り付けられた環状の抵抗素子４に摺
接させるようにする。１４はリングギヤ９Ａを保持する
端面板であり、１５は端面板１４に取り付けられた出力
軸である。本実施の形態においても、図１の実施の形態
と同様の作用効果を得ることができる。
【００１４】また、上記各実施の形態では、遊星ギヤ機
構３，３Ａを用いたが、これに代えて図４に示すような
遊星ローラ機構３Ｂを設けるようにしても良い。図４の
回転角検出装置１Ｂでは、図１の回転角検出装置１のサ
ンギヤ６、遊星ギヤ８及びリングギヤ９を、それぞれサ
ンローラ６Ｂ、遊星ローラ８Ｂ及びリング９Ｂに置き換
えている。図４においては、ハウジングの図示を省略し
てある。本実施の形態においても、図１の実施の形態と
同様の作用効果を奏することができる。
構３，３Ａを用いたが、これに代えて図４に示すような
遊星ローラ機構３Ｂを設けるようにしても良い。図４の
回転角検出装置１Ｂでは、図１の回転角検出装置１のサ
ンギヤ６、遊星ギヤ８及びリングギヤ９を、それぞれサ
ンローラ６Ｂ、遊星ローラ８Ｂ及びリング９Ｂに置き換
えている。図４においては、ハウジングの図示を省略し
てある。本実施の形態においても、図１の実施の形態と
同様の作用効果を奏することができる。
【００１５】また、上記各実施の形態の回転角検出装置
１，１Ａ，１Ｂを、電動式や油圧式の動力舵取装置にお
いて、車両のステアリングホイールの回転角度を検出す
る操舵角センサとして用いても良い。例えば電動式の動
力舵取装置の要部の電気的構成を示すブロック図である
図５を参照して、操舵角センサ１６からのアナログ信号
をＡ／Ｄ変換器１７を介してディジタル信号に変換して
入力した制御部１８が、大舵角時においてドライバ１９
を介して電動モータ２０の操舵補助力を増大させて、車
庫入れ時等に容易な取り回しを実現する、というような
制御の一例を達成することができる。
１，１Ａ，１Ｂを、電動式や油圧式の動力舵取装置にお
いて、車両のステアリングホイールの回転角度を検出す
る操舵角センサとして用いても良い。例えば電動式の動
力舵取装置の要部の電気的構成を示すブロック図である
図５を参照して、操舵角センサ１６からのアナログ信号
をＡ／Ｄ変換器１７を介してディジタル信号に変換して
入力した制御部１８が、大舵角時においてドライバ１９
を介して電動モータ２０の操舵補助力を増大させて、車
庫入れ時等に容易な取り回しを実現する、というような
制御の一例を達成することができる。
【００１６】なお、上記各実施の形態では、接触式の検
出部を用いたが、光学式や磁気抵抗素子型等の非接触式
の検出部を用いるようにしても良い。その他、本発明の
範囲で種々の変更を施すことができる。
出部を用いたが、光学式や磁気抵抗素子型等の非接触式
の検出部を用いるようにしても良い。その他、本発明の
範囲で種々の変更を施すことができる。
【図１】本発明の一実施の形態の回転角検出装置の概略
構成を示す模式的断面図である。
構成を示す模式的断面図である。
【図２】回転角検出センサの検出原理を示す概略図であ
る。
る。
【図３】本発明の別の実施の形態の回転角検出装置の概
略構成を示す模式的断面図である。
略構成を示す模式的断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施の形態の回転角検出装
置の概略構成を示す模式的断面図である。
置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の回転角検出装置を適用した電動式動力
舵取装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
舵取装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
１，１Ａ，１Ｂ 回転角検出装置 ２ 入力軸 ３，３Ａ 遊星ギヤ機構 ３Ｂ 遊星ローラ機構 ４ 抵抗素子（スケール素子） ５ 摺動子（検出部） ６ サンギヤ ６Ｂ サンローラ ７，７Ａ キャリア ８ 遊星ギヤ ８Ｂ 遊星ローラ ９ リングギヤ ９Ａ リング １２ ハウジング １３，１５ 出力軸 １６ 操舵角センサ Ｐ 電動式動力舵取装置
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA35 AA36 BA08 BC04 CA34 DB01 DB07 DC03 FA02 FA17 GA52 LA19 2F069 AA86 BB40 CC02 DD27 GG01 GG04 GG06 GG07 GG62 HH15 JJ17 JJ25 NN08 3D033 CA17 CA29
Claims (3)
- 【請求項１】被測定物の回転を入力するサンギヤと、サ
ンギアと同心に配置されるリングギヤと、サンギヤとリ
ングギヤとの間に介在しキャリアによって支持される遊
星ギヤとを含む遊星ギヤ機構を備え、 上記キャリア及びリングギヤの何れか一方の部材の回転
を拘束すると共に他方の部材の回転を許容してあり、 回転を拘束される上記一方の部材に連なる固定側部材、
及び回転を拘束されない上記他方の部材の何れか一方に
スケール素子を設け、他方にスケール素子に対向する検
出部を設けることを特徴とする回転角検出装置。 - 【請求項２】請求項１において、上記遊星ギヤ機構に代
えて遊星ローラ機構を用いることを特徴とする回転角検
出装置。 - 【請求項３】ステアリングホイールの回転を請求項１又
は２記載の回転角検出装置に入力して、操舵角を検出す
ることを特徴とする動力舵取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001149642A JP2002340545A (ja) | 2001-05-18 | 2001-05-18 | 回転角検出装置及びこれを含む動力舵取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001149642A JP2002340545A (ja) | 2001-05-18 | 2001-05-18 | 回転角検出装置及びこれを含む動力舵取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002340545A true JP2002340545A (ja) | 2002-11-27 |
Family
ID=18994780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001149642A Pending JP2002340545A (ja) | 2001-05-18 | 2001-05-18 | 回転角検出装置及びこれを含む動力舵取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002340545A (ja) |
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2001
- 2001-05-18 JP JP2001149642A patent/JP2002340545A/ja active Pending
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