JP2003194539A - 回転角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトでありながら大きな減速比が得ら
れると共に、両方向の回転角度をタイムラグがなく検出
する。 【解決手段】 ボディに回転コネクタ４のステータハウ
ジング６を固定し、ステアリング２に回転コネクタ４の
ロータハウジング５を固定し、このロータハウジング５
に固定され、ロータハウジング５と共に回転する入力歯
車１１と、この入力歯車１１の回転を減速させる複数の
減速歯車１２，１３，１４と、この減速歯車１２，１
３，１４の回転により入力歯車１１と同一方向で、且
つ、入力歯車１１と同一回転中心で回転する相対回転歯
車１５とを有する歯車減速機構９を設け、ロータハウジ
ング５側に回転角センサ１０の光センシング素子１６を
設け、相対回転歯車１５に回転角センサ１０のコードホ
イール１７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１回転以上回転す
る回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に自動車のステアリングは、中立
位置から左右両方向に２回転弱回転し、このような回転
体の回転角度を検出する従来の回転角度検出装置として
は、特開２０００−１８９７０号公報に開示されたもの
がある。この回転角度検出装置５０は、図９に示すよう
に、ステアリング（図示せず）と一体に回転する第１歯
車５１と、この第１歯車５１に噛み合う第２歯車５２
と、この第２歯車５２に同軸で固定された第３歯車５３
と、この第３歯車５３に噛み合う第４歯車５４と、この
第４歯車５４に固定された回転角センサ５５のコードホ
イール５６と、このコードホイール５６の回転位置を検
出する回転角センサ５５のセンシング素子５７とを備え
ている。そして、ステアリング（図示せず）の回転を上
述の歯車群で減速し、この減速によってコードホイール
５６の一方向の最大回転角度を３６０度以下とすること
によって回転角センサ５５のセンシング素子５７がステ
アリング（図示せず）の回転角度を検出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の回転角度検出装置５０では、減速比を大きく取るに
は第２歯車５２の径を大きくしなければならず、大きな
減速比で装置を小型化することができない。例えばトラ
ックのようにステアリング（図示せず）が左右３回転す
るものは、１／６減速以上が必要になるため、装置を小
型化できない。

【０００４】又、ステアリング（図示せず）の回転方向
が逆転した際、歯車列の最終列に位置する第４歯車５４
は歯車のバックラッシュのために直ぐには回転せず、回
転角度の検出が遅れるという問題がある。例えば第４歯
車に０．５度のバックラッシュが存在する場合、１／４
減速のときにはステアリング（図示せず）が２度以上回
転しなければ回転を検出することができず、ステアリン
グ（図示せず）の回転検出に２度のタイムラグが発生す
る。

【０００５】そこで、本発明は、前記した課題を解決す
べくなされたものであり、コンパクトでありながら大き
な減速比が得られると共に、両方向の回転角度をタイム
ラグがなく検出できる回転角度検出装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、固定
体に対して３６０度以上の回転角度で両方向に回転する
回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置におい
て、前記固定体に回転コネクタのステータハウジングを
固定し、前記回転体に前記回転コネクタのロータハウジ
ングを固定し、このロータハウジングの回転を減速し、
前記ロータハウジングと同一回転方向で、且つ、前記ロ
ータハウジングと同一回転中心で回転する相対回転歯車
を有する歯車減速機構を設け、前記ロータハウジング側
に回転角センサのセンシング素子を設け、前記相対回転
歯車に前記回転角センサの被検出部を設けたことを特徴
とする。

【０００７】この回転角度検出装置では、ロータハウジ
ング側とこのロータハウジング側の回転に対し減速回転
する相対回転歯車との相対的回転を回転角センサが検出
することから小さい減速比で大きな相対的な減速比が得
られる。又、ロータハウジング側に回転角センサのセン
シング素子が設けられていることから回転体がどの方向
に回転してもタイムラグがなくセンシング素子が回転す
る。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の回転角
度検出装置であって、前記回転コネクタ内に歯車・セン
サ収容室が設けられ、この歯車・センサ収容室内に前記
歯車減速機構及び前記回転角センサが収容されたことを
特徴とする。

【０００９】この回転角度検出装置では、請求項１の発
明の作用に加え、歯車減速機構及び回転角センサが回転
コネクタ内に内蔵される。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１記載の回転角
度検出装置であって、前記ロータハウジングに装着し、
前記ロータハウジングと共に同一回転中心で回転するセ
ンサ側回転体と、前記固定体に固定されたセンサ側固定
ケースとを有するセンサユニットが設けられ、このセン
サユニット内に歯車・センサ収容室が設けられ、この歯
車・センサ収容室内に前記歯車減速機構及び前記回転角
センサが収容されたことを特徴とする。

【００１１】この回転角度検出装置では、請求項１の発
明の作用に加え、歯車減速機構及び回転角センサを回転
コネクタと別体に構成できる。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１〜請求項３記
載の回転角度検出装置であって、前記歯車減速機構は、
前記ロータハウジングに固定され、前記ロータハウジン
グと共に同一回転中心で回転する入力歯車とこの入力歯
車の回転を減速して前記相対回転歯車に伝達する減速歯
車とを有し、前記減速歯車は、前記入力歯車に噛み合う
第１減速歯車と、この第１減速歯車に噛み合う第２減速
歯車と、この第２減速歯車に同軸で一体に設けられ、且
つ、前記相対回転歯車に噛み合う第３減速歯車とから構
成されたことを特徴とする。

【００１３】この回転角度検出装置では、請求項１〜請
求項３の発明の作用に加え、第２減速歯車と第３減速歯
車とのいずれか一方又は双方を異なるピッチ円直径のも
のに交換することにより相対的な減速比を可変できる。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１〜請求項３記
載の回転角度検出装置であって、前記歯車減速機構は、
前記センサ回転体に固定され、前記回転コネクタの前記
ロータハウジングと共に同一回転中心で回転する入力歯
車とこの入力歯車の回転を減速して前記相対回転歯車に
伝達する減速歯車とを有し、前記減速歯車は、前記入力
歯車に噛み合う第１減速歯車と、この第１減速歯車に同
軸で一体に設けられ、且つ、前記相対回転歯車に噛み合
う第２減速歯車とから構成されたことを特徴とする。

【００１５】この回転角度検出装置では、請求項１〜請
求項３の発明の作用に加え、第１減速歯車と第２減速歯
車とのいずれか一方又は双方を異なるピッチ円直径のも
のに交換することにより相対的な減速比を可変できる。

【００１６】請求項６の発明は、請求項１〜請求項５記
載の回転角度検出装置であって、前記回転角センサの前
記被検出部は、前記センシング素子の回転に対して対向
配置される円周上に設けられ、角度情報のコードパター
ンを有するコードホイールであることを特徴とする。

【００１７】この回転角度検出装置では、請求項１〜請
求項５の発明の作用に加え、基準位置を検出する手段を
付加することなく所望の基準位置を基準とした回転角度
（絶対回転角度）を検出できる。

【００１８】請求項７の発明は、請求項１〜請求項６記
載の回転角度検出装置であって、前記固定体は自動車の
ボディであり、前記回転体は自動車のステアリングであ
ることを特徴とする。

【００１９】この回転角度検出装置では、自動車のステ
アリングの回転角度を検出できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２１】図１〜図３は本発明の第１実施形態を示
し、図１はステアリング操舵角検出装置１の概略側面
図、図２（ａ）はステアリング操舵角検出装置１の断面
図、図２（ｂ）はステアリング操舵角検出装置１の歯車
減速機構９の歯車列を示す図、図３は相対回転歯車１５
とコードホイール１７の分解斜視図である。

【００２２】図１及び図２に示すように、回転角度検出
装置であるステアリング操舵角検出装置１は、自動車の
ステアリング２の回転角度を検出するものであり、ステ
アリング２のステアリングシャフト３に装着された回転
コネクタ４を有する。この回転コネクタ４は、ロータハ
ウジング５とこのロータハウジング５が回転自在に支持
されるステータハウジング６とを有する。ロータハウジ
ング５のシャフト嵌合穴５ａにはステアリングシャフト
３が嵌合され、ロータハウジング５はステアリングシャ
フト３に固定されることにより回転体であるステアリン
グ２と一体に回転される。ステータハウジング６は、固
定体である自動車のボディ（図示せず）に固定されてい
る。

【００２３】回転コネクタ４の内部には、歯車・センサ
収容室７とケーブル収容室８とが形成されており、歯車
・センサ収容室７には歯車減速機構９Ａと回転角センサ
１０とが収容されている。歯車減速機構９Ａは、ロータ
ハウジング５に固定され、ロータハウジング５と共に回
転する入力歯車１１と、この入力歯車１１に噛み合う第
１減速歯車（減速歯車）１２と、この第１減速歯車に噛
み合う第２減速歯車（減速歯車）１３と、この第２減速
歯車１３に同軸で一体に設けられた第３減速歯車（減速
歯車）１４と、この第３減速歯車１４に噛み合う相対回
転歯車１５とから構成されている。入力歯車１１は、ス
テアリングシャフト３と同一回転中心で回転するよう配
置されている。第１歯車１２と第２及び第３歯車１３，
１４との各軸１２ａ，１３ａは、ステータハウジング６
に支持されており、入力歯車１１の回転により自転す
る。相対回転歯車１５は、ステータハウジング６に回転
自在に支持され、且つ、入力歯車１１と同様にステアリ
ングシャフト３と同一回転中心で回転するよう配置され
ている。つまり、相対回転歯車１５は、第１、第２、第
３減速歯車１２，１３，１４の回転により、入力歯車１
１と同一方向で、且つ、入力歯車１１と同一回転中心で
回転する。

【００２４】回転角センサ１０は、センシング素子であ
る光センシング素子１６と被検出部であるコードホイー
ル１７とから構成されている。光センシング素子１６
は、ロータハウジング５に固定された回路基板１８の適
所にマウントされ、ロータハウジング５と共に回転す
る。コードホイール１７は、略円筒状を有し、光センシ
ング素子１６に対向配置される位置で相対回転歯車１５
に固定され、相対回転歯車１５と共に回転する。コード
ホイール１７の相対回転歯車１５への固定は、図３に示
すように、コードホイール１７には係止突起１７ａが、
相対回転歯車１５には係止孔１５ａが設けられ、係止突
起１７ａが係止孔１５ａに係合されることによってコー
ドホイール１７が相対回転歯車１５に固定されている。

【００２５】そして、光センシング素子１６とコードホ
イール１７とは、入力歯車１１と相対回転歯車１５との
相対的な回転を検出することによってステアリング２の
回転角度を検出する。この相対的な回転（相対的な減速
比）の詳細については、下記する。コードホイール１７
には角度情報のコードパターンが形成され、このコード
パターンを光センシング素子１６が光情報として読み取
る。

【００２６】回路基板１８は、光センシング素子１６の
検出信号を増幅等する処理回路を有し、回路基板１８に
はフレキシブルフラットケーブル１９の一端が接続され
ている。このフレキシブルフラットケーブル１９は、そ
の一部がケーブル収容室８に巻装状態で収容されている
と共に、その他端側が回転コネクタ４の外部に導出され
ている。そして、ロータハウジング５の複数回の回転を
許容すると共に回転位置に拘わらず回路基板１８側から
の回転角情報を外部に供給できるように構成されてい
る。

【００２７】次に、ステアリング操舵角検出装置１の動
作を説明する。ステアリング２が回転操作されると、ス
テアリング２と共にロータハウジング５及び入力歯車１
１が一体的に回転する。この入力歯車１１の回転が第１
減速歯車１２、第２減速歯車１３及び第３減速歯車１４
の順に伝達されて相対回転歯車１５が回転する。相対回
転歯車１５は、ロータハウジング５や入力歯車１１と同
一方向で、且つ、入力歯車１１と同一回転中心で減速さ
れた相対的な回転をし、この相対的な回転角を回転角セ
ンサ１０が検出する。つまり、ロータハウジング５や入
力歯車１１の一方向の最大回転角度（例えば２回転弱）
を３６０度以下の相対的な回転角とすることによって回
転角センサ１０の光センシング素子１６がステアリング
２の回転角度を検出する。

【００２８】次に、減速歯車機構９Ａの相対的な回転
（相対的な減速比）について説明する。入力歯車１１か
ら相対回転歯車１５までの減速比は、下記の式（１）で
求まる。

【００２９】即ち、減速比＝（入力歯車１１のピッチ円
直径÷第２減速歯車１３のピッチ円直径）×（第３減速
歯車１４のピッチ円直径÷相対回転歯車１５のピッチ円
直径）…（１）である。

【００３０】これは、入力歯車１１が１回転するとき、
相対回転歯車１５が上記減速比の分だけ回転することを
意味し、入力歯車１１上の任意の１点から相対回転歯車
１５がどれだけ回転するか、つまり、相対的な減速比
は、下記の式（２）で求まる。

【００３１】即ち、相対的な減速比＝１−減速比…
（２）である。

【００３２】ここで、減速歯車機構９Ａの歯車の組み合
わせによっては、同じポイントを２回以上検出する可能
性があるため、０．５＜減速比＜１．５（但し、減速比
≠１）、つまり、相対的な減速比の絶対値を０（ゼロ）
より大きく、０．５より小さいものになるようにする。
入力歯車１１と相対回転歯車１５との相対的な最大回転
角度を左右両方向のトータル角度で３６０度以内に押さ
えれば、同じポイントを２回検出することはない。

【００３３】一例としてモジュールを１とした場合、入
力歯車１１のピッチ円直径が４５ｍｍ、第１及び第２減
速歯車１２，１３のピッチ円直径が７ｍｍ、第３減速歯
車１４のピッチ円直径が９ｍｍ、相対回転歯車１５のピ
ッチ円直径が７５ｍｍとすると、減速比＝（４５／７）
×（９／７５）＝０．７７１となり、相対的な減速比＝
１−０．７７１＝０．２２９となるため、１／４以上の
減速が可能となる。

【００３４】又、式（１）より第２減速歯車１３と第３
減速歯車１４の一方、又は、双方のピッチ円直径をわず
かに変えるだけで、より大きな減速が可能になる。例え
ば、第３減速歯車１４のピッチ円直径を９ｍｍから１０
ｍｍにした場合、減速比＝（４５／７）×（１０／７
５）＝０．８５７となり、相対的な減速比＝１−０．８
５７＝０．１４３となるため、１／６以上の減速が可能
となる。従って、トラックのように左右３回転するもの
にも第３減速歯車１４をわずかに大きなものに可変する
だけで対応できる。

【００３５】又、ステアリング２の回転方向が逆転した
場合には、ステアリング２と一体（同じタイミング）に
ロータハウジング５や入力歯車１１が逆転することから
光センシング素子１６もタイムラグがなく逆転するの
で、タイムラグがなく回転角度を検出できる。但し、１
／４減速比の場合にあって相対回転歯車１５のバックラ
ッシュが０．５度あった場合において精度的には２度進
むことになる。

【００３６】以上、このステアリング操舵角検出装置１
では、ロータハウジング５側とこのロータハウジング５
側の回転に対し減速回転する相対回転歯車１５との相対
的回転を回転角センサ１０が検出することから小さい減
速比で大きな相対的な減速比が得られるため、コンパク
トでありながら大きな減速比が得られる。又、ロータハ
ウジング５側に回転角センサ１０の光センシング素子１
６が設けられていることからステアリング２がどの方向
に回転してもタイムラグがなく光センシング素子１６が
回転するため、両方向の回転角度をタイムラグがなく検
出できる。

【００３７】つまり、回転角センサ１０の光センシング
素子１６側は処理回路等があると共に配線する必要があ
るため、回転体（ステアリング２）側に設けることがで
きない。しかし、回転コネクタ４のロータハウジング５
側に光センシング素子１６を設けることにより、その配
線の心配がない。その上、２つの歯車に同一方向の相対
的な回転を行わせ、その相対的な回転を利用して回転体
（ステアリング２）の回転角を検出することによって小
さい減速比で大きな相対的な減速比を得たものである。

【００３８】又、前記第１実施形態では、回転コネクタ
４内に歯車・センサ収容室７が設けられ、この歯車・セ
ンサ収容室７内に歯車減速機構９Ａ及び回転角センサ１
０が収容されているので、歯車減速機構９Ａ及び回転角
センサ１０が回転コネクタ４内に内蔵されるため、装置
をコンパクト化できる。

【００３９】又、前記第１実施形態では、歯車減速機構
９Ａは、ロータハウジング５に固定され、ロータハウジ
ング５と共に同一回転中心で回転する入力歯車１１とこ
の入力歯車１１の回転を減速して相対回転歯車１５に伝
達する減速歯車１２，１３，１４とを有し、減速歯車１
２，１３，１４は、入力歯車１１に噛み合う第１減速歯
車１２と、この第１減速歯車１２に噛み合う第２減速歯
車１３と、この第２減速歯車１３に同軸で一体に設けら
れ、且つ、相対回転歯車１５に噛み合う第３減速歯車１
４とから構成されているので、第２減速歯車１３と第３
減速歯車１４とのいずれか一方又は双方を異なるピッチ
円直径のものに交換することにより相対的な減速比を可
変できる。

【００４０】又、前記第１実施形態では、回転角センサ
１０の被検出部は、センシング素子である光センシング
素子１６の回転に対して対向配置される円周上に設けら
れ、角度情報のコードパターンを有するコードホイール
１７であるので、基準位置を検出する手段を付加するこ
となく所望の基準位置を基準とした回転角度（絶対回転
角度）を検出できる。

【００４１】尚、前記第１実施形態では、回転角センサ
１０の光センシング素子１６は、ロータハウジング５に
回路基板１８を介して固定されているが、ロータハウジ
ング５と一体に回転される部材（例えば入力歯車１１）
であればどの部材に固定しても良い。つまり、ロータハ
ウジング５側に固定されれば良い。

【００４２】図４は本発明の第２実施形態を示し、ステ
アリング操舵角検出装置１の断面図である。図４に示す
ように、この第２実施形態の回転角センサ２０は、セン
シング素子が磁気強度の大きさを電圧値に変換するホー
ル素子２１にて構成され、被検出部がヨーク２２と円周
方向に交互に着磁されたマグネット２３にて構成されて
いる。他の構成は前記第１実施形態と同一であるため、
図面の同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略
する。

【００４３】この第２実施形態でも前記第１実施形態と
同様に、コンパクトでありながら大きな減速比が得られ
ると共に、両方向の回転角度をタイムラグがなく検出で
きる。

【００４４】図５〜図７は本発明の第３実施形態を示
し、図５はステアリング操舵角検出装置１の概略側面
図、図６はステアリング操舵角検出装置１の断面図、図
７はステアリング操舵角検出装置１の歯車減速機構９Ｂ
及び回転角センサ１０の構成を示す上面図である。

【００４５】図５〜図７に示すように、回転角度検出装
置であるステアリング操舵角検出装置１は、前記第１実
施形態のものと同様に、自動車のステアリング２の回転
角度を検出するものであり、ステアリング２のステアリ
ングシャフト３に装着された回転コネクタ３０を有す
る。この回転コネクタ３０は、ロータハウジング３１と
このロータハウジング３１が回転自在に支持されるステ
ータハウジング３２とを有する。ロータハウジング３１
のシャフト嵌合穴３１ａにはステアリングシャフト３が
嵌合され、ロータハウジング３１はステアリングシャフ
ト３に固定されることにより回転体であるステアリング
２と一体に回転される。ステータハウジング３２は、固
定体である自動車のボディ（図示せず）に固定されてい
る。

【００４６】回転コネクタ３０の内部には、ケーブル収
容室３３が形成されており、このケーブル収容室３３に
はフレキシブルフラットケーブル１９が巻装状態で収容
されている。フレキシブルフラットケーブル１９の一端
側は、下記するセンサユニット３６内に導かれ、他端側
は回転コネクタ３０の外部に導出されている。そして、
ロータハウジング３１の複数回の回転を許容すると共に
回転位置に拘わらずセンサユニット３６側からの回転角
情報を外部に供給できるように構成されている。

【００４７】ロータハウジング３１にはセンサ装着部３
５が設けられ、このセンサ装着部３５にはセンサユニッ
ト３６のセンサ側回転体３７が装着されている。

【００４８】センサユニット３６は、ステアリングシャ
フト３が挿通される略リング状を有する上記センサ側回
転体３７とこのセンサ側回転体３７が回転自在に支持さ
れるセンサ側固定ケース３８とを有する。センサ側回転
体３７は、リング状の外周部に駆動ピン３４ａ，３４ｂ
（図７に示す）を有し、回転コネクタ３０のロータハウ
ジング３１と共に同一回転中心で一体に回転される。セ
ンサユニット３６の内部には歯車・センサ収容室３９が
形成されており、この歯車・センサ収容室３９には歯車
減速機構９Ｂと回転角センサ１０とが収容されている。

【００４９】歯車減速機構９Ｂは、センサ側回転体３７
の駆動ピン３４ａに係合された入力歯車４０と、この入
力歯車４０に噛み合う第１減速歯車４１と、この第１減
速歯車４１に同軸４１ａで一体に設けられた第２減速歯
車４２と、この第２減速歯車４２に噛み合う相対回転歯
車４３とから構成されている。入力歯車４０はセンサ側
回転体３７の駆動ピン３４ａに係合されることによりロ
ータハウジング３１と一体に回転される。回転角センサ
１０は、前記第１実施形態のものと同一構成であり、光
センシング素子１６はセンサ側回転体３７の駆動ピン３
４ｂに係合された回路基板４４に固定され、ロータハウ
ジング３１と一体に回転する。コードホイール１７は相
対回転歯車４３に前記第１実施形態と同様な取り付け方
によって固定されている。

【００５０】次に、ステアリング操舵角検出装置１の動
作を説明する。ステアリング２が回転操作されると、ス
テアリング２と共にロータハウジング３１、センサ側回
転体３７及び入力歯車４０が一体的に回転する。この入
力歯車４０の回転が第１減速歯車４１及び第２減速歯車
４２に伝達されて相対回転歯車４３が回転する。相対回
転歯車４３は、ロータハウジング３１、センサ側回転体
３７及び入力歯車４０と同一方向で、且つ、入力歯車４
０と同一回転中心で減速された相対的な回転をし、この
相対的な回転角を回転角センサ１０が検出する。つま
り、ロータハウジング３１や入力歯車４０の一方向の最
大回転角度（例えば２回転弱）を３６０度以下の相対的
な回転角とすることによって回転角センサ１０の光セン
シング素子１６がステアリング２の回転角度を検出す
る。

【００５１】次に、減速歯車機構９Ｂの相対的な回転
（相対的な減速比）について説明する。この第３実施形
態では、入力歯車４０から相対回転歯車４３までの減速
比は、減速比＝（入力歯車４０のピッチ円直径×第２減
速歯車４２のピッチ円直径）／（第１減速歯車４１のピ
ッチ円直径×相対回転歯車４３のピッチ円直径）とな
り、相対的な減速比＝１−減速比となる。ここで、減速
歯車機構９Ｂの歯車の組み合わせによっては、同じポイ
ントを２回以上検出する可能性があるため、０．５＜減
速比＜１．５（但し、減速比≠１）、つまり、相対的な
減速比の絶対値を０（ゼロ）より大きく、０．５より小
さいものになるようにする。

【００５２】以上より、この第３実施形態のステアリン
グ操舵角検出装置１でも、前記第１実施形態のものと同
様に、ロータハウジング３１側とこのロータハウジング
３１側の回転に対し減速回転する相対回転歯車４３との
相対的回転を回転角センサ１０が検出することから小さ
い減速比で大きな相対的な減速比が得られるため、コン
パクトでありながら大きな減速比が得られる。又、ロー
タハウジング３１側に回転角センサ１０の光センシング
素子１６が設けられていることからステアリング２がど
の方向に回転してもタイムラグがなく光センシング素子
１６が回転するため、両方向の回転角度をタイムラグが
なく検出できる。

【００５３】又、前記第３実施形態では、ロータハウジ
ング３１に係合し、ロータハウジング３１と共に同一回
転中心で回転するセンサ側回転体３７と、自動車のボデ
ィ（図示せず）側に固定されたセンサ側固定ケース３８
とを有するセンサユニット３６が設けられ、このセンサ
ユニット３６内に歯車・センサ収容室３９が設けられ、
この歯車・センサ収容室３９内に歯車減速機構９Ｂ及び
回転角センサ１０が収容されているので、歯車減速機構
９Ｂ及び回転角センサ１０を回転コネクタ３０と別体に
構成できるため、必要とする車種のみに対してステアリ
ング操舵角検出装置１を容易に取り付けできる。

【００５４】又、前記第３実施形態では、歯車減速機構
９Ｂは、センサ側回転体３７に固定され、回転コネクタ
３０のロータハウジング３１と共に同一回転中心で回転
する入力歯車４０とこの入力歯車４０の回転を減速して
相対回転歯車４３に伝達する減速歯車４１，４２とを有
し、減速歯車４１，４２は、入力歯車４０に噛み合う第
１減速歯車４１と、この第１減速歯車４１に同軸で一体
に設けられ、且つ、相対回転歯車４３に噛み合う第２減
速歯車４２とから構成されているので、第１減速歯車４
１と第２減速歯車４２とのいずれか一方又は双方を異な
るピッチ円直径のものに交換することにより相対的な減
速比を可変できる。

【００５５】尚、前記第３実施形態では、回転角センサ
１０の光センシング素子１６は、センサ側回転体３７に
回路基板４４を介して固定されているが、ロータハウジ
ング３１と一体に回転される部材（例えば入力歯車４
０）であればどの部材に固定しても良い。つまり、ロー
タハウジング３１側に固定されれば良い。

【００５６】図８は本発明の第４実施形態を示し、ステ
アリング操舵角検出装置１の断面図である。図８に示す
ように、この第４実施形態の回転角センサ２０は、セン
シング素子が磁気強度の大きさを電圧値に変換するホー
ル素子２１にて構成され、被検出部がヨーク２２と円周
方向に交互に着磁されたマグネット２３にて構成されて
いる。他の構成は前記第３実施形態と同一であるため、
図面の同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略
する。

【００５７】この第４実施形態でも前記第３実施形態と
同様に、コンパクトでありながら大きな減速比が得られ
ると共に、両方向の回転角度をタイムラグがなく検出で
きる。

【００５８】又、前記第１及び第２実施形態に用いられ
た歯車減速機構９Ａの構成と、第３及び第４実施形態に
用いられた歯車減速機構９Ｂの構成とは異なるが、前記
第１及び第２実施形態に歯車減速機構９Ｂを適用し、第
３及び第４実施形態に歯車減速機構９Ａを適用しても良
いことはもちろんであり、歯車減速機構は入力歯車１
１，４０の回転を減速し、入力歯車１１，４０と同一方
向で、且つ、同一回転中心で相対回転歯車１５，４３を
減速回転させることができれば良く、それ以外に種々の
歯車減速機構の構成が考えられる。

【００５９】尚、前記第１〜第４実施形態によれば、回
転角度検出装置がステアリング操舵角検出装置１である
場合を示したが、本発明は１回転以上回転する回転体の
回転角度を検出するものであれば適用可能である。

【００６０】尚、前記第１〜第４実施形態によれば、セ
ンシング素子は光センシング素子（光学式）１６やホー
ル素子（磁気式）２１をそれぞれ用いたが、被検出部の
位置情報を検出できればその方式を問わない。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、固定体に対して３６０度以上の回転角度で両方
向に回転する回転体の回転角度を検出する回転角度検出
装置において、固定体に回転コネクタのステータハウジ
ングを固定し、回転体に回転コネクタのロータハウジン
グを固定し、このロータハウジングの回転を減速し、ロ
ータハウジングと同一回転方向で、且つ、ロータハウジ
ングと同一回転中心で回転する相対回転歯車を有する歯
車減速機構を設け、ロータハウジング側に回転角センサ
のセンシング素子を設け、相対回転歯車に回転角センサ
の被検出部を設けたので、ロータハウジング側とこのロ
ータハウジング側の回転に対し減速回転する相対回転歯
車との相対的回転を回転角センサが検出することから小
さい減速比で大きな相対的な減速比が得られるため、コ
ンパクトでありながら大きな減速比が得られる。又、ロ
ータハウジング側に回転角センサのセンシング素子が設
けられていることから回転体がどの方向に回転してもタ
イムラグがなくセンシング素子が回転するため、両方向
の回転角度をタイムラグがなく検出できる。

【００６２】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
回転角度検出装置であって、回転コネクタ内に歯車・セ
ンサ収容室が設けられ、この歯車・センサ収容室内に歯
車減速機構及び回転角センサが収容されたので、請求項
１の発明の効果に加え、歯車減速機構及び回転角センサ
が回転コネクタ内に内蔵されるため、装置をコンパクト
化できる。

【００６３】請求項３の発明によれば、請求項１記載の
回転角度検出装置であって、ロータハウジングに装着
し、ロータハウジングと共に同一回転中心で回転するセ
ンサ側回転体と、固定体に固定されたセンサ側固定ケー
スとを有するセンサユニットが設けられ、このセンサユ
ニット内に歯車・センサ収容室が設けられ、この歯車・
センサ収容室内に歯車減速機構及び回転角センサが収容
されたので、請求項１の発明の効果に加え、歯車減速機
構及び回転角センサを回転コネクタと別体に構成できる
ため、必要とする車種のみに対して回転角度検出装置を
容易に取り付けできる。

【００６４】請求項４の発明によれば、請求項１〜請求
項３記載の回転角度検出装置であって、歯車減速機構
は、ロータハウジングに固定され、ロータハウジングと
共に同一回転中心で回転する入力歯車とこの入力歯車の
回転を減速して相対回転歯車に伝達する減速歯車とを有
し、減速歯車は、入力歯車に噛み合う第１減速歯車と、
この第１減速歯車に噛み合う第２減速歯車と、この第２
減速歯車に同軸で一体に設けられ、且つ、相対回転歯車
に噛み合う第３減速歯車とから構成されたので、第２減
速歯車と第３減速歯車とのいずれか一方又は双方を異な
るピッチ円直径のものに交換することにより相対的な減
速比を可変できる。

【００６５】請求項５の発明によれば、請求項１〜請求
項３記載の回転角度検出装置であって、歯車減速機構
は、センサ側回転体に固定され、ロータハウジングと共
に同一回転中心で回転する入力歯車とこの入力歯車の回
転を減速して相対回転歯車に伝達する減速歯車とを有
し、減速歯車は、入力歯車に噛み合う第１減速歯車と、
この第１減速歯車に同軸で一体に設けられ、且つ、相対
回転歯車に噛み合う第２減速歯車とから構成されたの
で、請求項１〜請求項３の発明の効果に加え、第１減速
歯車と第２減速歯車とのいずれか一方又は双方を異なる
ピッチ円直径のものに交換することにより相対的な減速
比を可変できる。

【００６６】請求項６の発明によれば、請求項１〜請求
項５記載の回転角度検出装置であって、回転角センサの
被検出部は、センシング素子の回転に対して対向配置さ
れる円周上に設けられ、角度情報のコードパターンを有
するコードホイールであるので、請求項１〜請求項５の
発明の効果に加え、基準位置を検出する手段を付加する
ことなく所望の基準位置を基準とした回転角度（絶対回
転角度）を検出できる。

【００６７】請求項７の発明によれば、請求項１〜請求
項６記載の回転角度検出装置であって、固定体は自動車
のボディであり、回転体は自動車のステアリングである
ので、自動車のステアリングの回転角度を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示し、ステアリング操
舵角検出装置の概略側面図である。

【図２】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）はステア
リング操舵角検出装置の断面図、（ｂ）はステアリング
操舵角検出装置の歯車減速機構の歯車列を示す図であ
る。

【図３】本発明の第１実施形態を示し、相対回転歯車と
コードホイールの分解斜視図である。

【図４】本発明の第２実施形態を示し、ステアリング操
舵角検出装置の断面図である。

【図５】本発明の第３実施形態を示し、ステアリング操
舵角検出装置の概略側面図である。

【図６】本発明の第３実施形態を示し、ステアリング操
舵角検出装置の断面図である。

【図７】本発明の第３実施形態を示し、ステアリング操
舵角検出装置の歯車減速機構及び回転角センサの構成を
示す上面図である。

【図８】本発明の第４実施形態を示し、ステアリング操
舵角検出装置の断面図である。

【図９】従来例のステアリング操舵角検出装置の要部構
成図である。

【符号の説明】

１ ステアリング操舵角検出装置（回転角度検出装置） ２ ステアリング（回転体） ４，３０ 回転コネクタ ５，３１ ロータハウジング ６，３２ ステータハウジング ７，３９ 歯車・センサ収容室 ９Ａ，９Ｂ 歯車減速機構 １０ 回転角センサ １１，４０ 入力歯車 １２，４１ 第１減速歯車（減速歯車） １３，４２ 第２減速歯車（減速歯車） １４ 第３減速歯車（減速歯車） １５，４３ 相対回転歯車 １６ 光センシング素子（センシング素子） １７ コードホイール（被検出部） ２０ 回転角センサ ２１ ホール素子（センシング素子） ２２ ヨーク（被検出部） ２３ マグネット（被検出部） ３６ センサユニット ３７ センサ側回転体 ３８ センサ側固定ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F069 AA86 BB40 DD27 GG04 GG07 HH15 2F077 AA11 AA27 DD05 JJ02 VV01 3D030 DB19 DB27

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定体に対して３６０度以上の回転角度
   で両方向に回転する回転体の回転角度を検出する回転角
   度検出装置において、 前記固定体に回転コネクタのステータハウジングを固定
   し、前記回転体に前記回転コネクタのロータハウジング
   を固定し、このロータハウジングの回転を減速し、前記
   ロータハウジングと同一回転方向で、且つ、前記ロータ
   ハウジングと同一回転中心で回転する相対回転歯車を有
   する歯車減速機構を設け、前記ロータハウジング側に回
   転角センサのセンシング素子を設け、前記相対回転歯車
   に前記回転角センサの被検出部を設けたことを特徴とす
   る回転角度検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転角度検出装置であっ
   て、 前記回転コネクタ内に歯車・センサ収容室が設けられ、
   この歯車・センサ収容室８７内に前記歯車減速機構及び
   前記回転角センサが収容されたことを特徴とする回転角
   度検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の回転角度検出装置であっ
   て、 前記ロータハウジングに装着し、前記ロータハウジング
   と共に同一回転中心で回転するセンサ側回転体と、前記
   固定体に固定されたセンサ側固定ケースとを有するセン
   サユニットが設けられ、このセンサユニット内に歯車・
   センサ収容室が設けられ、この歯車・センサ収容室内に
   前記歯車減速機構及び前記回転角センサが収容されたこ
   とを特徴とする回転角度検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３記載の回転角度検出
   装置であって、 前記歯車減速機構は、前記ロータハウジングに固定さ
   れ、前記ロータハウジングと共に同一回転中心で回転す
   る入力歯車とこの入力歯車の回転を減速して前記相対回
   転歯車に伝達する減速歯車とを有し、前記減速歯車は、
   前記入力歯車に噛み合う第１減速歯車と、この第１減速
   歯車に噛み合う第２減速歯車と、この第２減速歯車に同
   軸で一体に設けられ、且つ、前記相対回転歯車に噛み合
   う第３減速歯車とから構成されたことを特徴とする回転
   角度検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項３記載の回転角度検出
   装置であって、 前記歯車減速機構は、前記センサ側回転体に固定され、
   前記回転コネクタのロータハウジングと共に同一回転中
   心で回転する入力歯車とこの入力歯車の回転を減速して
   前記相対回転歯車に伝達する減速歯車とを有し、前記減
   速歯車は、前記入力歯車に噛み合う第１減速歯車と、こ
   の第１減速歯車に同軸で一体に設けられ、且つ、前記相
   対回転歯車に噛み合う第２減速歯車とから構成されたこ
   とを特徴とする回転角度検出装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５記載の回転角度検出
   装置であって、 前記回転角センサの前記被検出部は、前記センシング素
   子の回転に対して対向配置される円周上に設けられ、角
   度情報のコードパターンを有するコードホイールである
   ことを特徴とする回転角度検出装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜請求項６記載の回転角度検出
   装置であって、 前記固定体は自動車のボディであり、前記回転体は自動
   車のステアリングであることを特徴とする回転角度検出
   装置。