JP2004279265A

JP2004279265A - 舵角センサ

Info

Publication number: JP2004279265A
Application number: JP2003072211A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Mitsui; 隆彦三井
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】回転角度検出性能の向上を図るとともに、低コストで車両走行時の振動による従動ギヤの振動音を低減する。
【解決手段】ステアリングホイールの回転に連動して回転する駆動ギヤ１１に噛合され、中央部に磁石１２が設けられた従動ギヤ１３と、該従動ギヤ１３の軸方向の一端部を回転可能に支持する軸受凹部１５を内面に有して前記従動ギヤ１３を収納するケース部材１４と、該ケース部材１４内で前記従動ギヤ１３の他端側に配置された回路基板１６と、前記従動ギヤ１３の前記磁石１２に対向して前記回路基板１６に取り付けられた磁気変化検出素子１７とを備えた舵角センサ１０であって、前記従動ギヤ１３を軸方向に弾性的に押圧して回路基板１６に押圧接触させるばね部材２０を備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等のステアリングホイールの回転角を検出する舵角センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ステアリングホィールの回転に伴って回転角度情報を生成する舵角センサが知られている（例えば特許文献１参照）。
この舵角センサは、ステアリングホイールの回転に連動して回転する駆動ギアに中央部に磁石が設けられた従動ギヤが噛合されており、該従動ギヤはケース部材に収納されて軸方向の一端部が該ケース部材の内面に設けられた軸受凹部に回転可能に支持されている。
【０００３】
また、ケース部材内には、回路基板が前記従動ギヤの他端側に位置して配置されており、該回路基板には磁気変化検出素子が前記従動ギヤに設けられた磁石に所定のすき間間隔（エアギャップ）を介して取り付けられている。
そして、ステアリングホイールの回転が駆動ギヤを介して従動ギヤに伝達されて磁石が回転すると、磁気変化検出素子が磁石の一回転中に磁束の向きの変化によって信号を生成し、この信号に基づいてステアリングホイールの回転角度を検出するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８３７０４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の舵角センサにおいては、ケース部材の軸受凹部側の内面と回路基板との間のスペースに従動ギヤが収納されるが、従動ギヤを低トルクでスムースに回転させるため、従動ギヤとケース部材の軸受凹部側の内面との間、あるいは従動ギヤと回路基板との間に若干のクリアランスが設けられている。
【０００６】
しかしながら、このようなクリアランスを設けると、従動ギヤが軸方向にがたついて従動ギヤに設けられた磁石と回路基板に取り付けられた磁気変化検出素子とのすきま間隔（エアギャップ）が安定しなくなり、回転角度の検出性能が低下するという問題がある。
【０００７】
また、従動ギヤが軸方向のがたつきを持つことにより、車両走行時の振動で従動ギヤが軸方向に振動し、騒音を発生するという問題がある。この場合、従動ギヤに多量のグリスを塗布することで、車両走行時の振動による従動ギヤの振動音を低減することが可能であるが、多量のグリスを用いると、舵角センサの製品コストが高くつくという別の問題が発生する。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転角度検出性能の向上を図ることができるとともに、低コストで車両走行時の振動による従動ギヤの振動音を低減できる舵角センサを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載したように、ステアリングホイールの回転に連動して回転する駆動ギヤに噛合され、中央部に磁石が設けられた従動ギヤと、該従動ギヤの軸方向の一端部を回転可能に支持する軸受凹部を内面に有して前記従動ギヤを収納するケース部材と、該ケース部材内で前記従動ギヤの他端側に配置された回路基板と、前記従動ギヤの前記磁石に対向して前記回路基板に取り付けられた磁気変化検出素子とを備えた舵角センサであって、前記従動ギヤを軸方向に弾性的に押圧して前記ケース部材の前記軸受凹部側の内面および前記回路基板の内のいずれか一方に押圧接触させる押圧手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
このように構成された舵角センサにおいては、押圧手段によって従動ギヤを軸方向に弾性的に押圧してケース部材の軸受凹部側の内面および回路基板の内のいずれか一方に押圧接触させているので、従動ギヤを低トルクでスムースに回転させることを可能にしつつ、従動ギヤの軸方向のがたつきを抑えることができる。この結果、従動ギヤに設けられた磁石と回路基板に取り付けられた磁気変化検出素子とのすき間間隔を安定させることができ、回転角度検出性能の向上を図ることができる。
【００１１】
また、従動ギヤの軸方向のがたつきが抑制されることから、車両走行時の振動による従動ギヤの振動騒音を低減することができ、しかも従動ギヤに塗布するグリス量を削減またはグリスレスとすることにより製品コストを低くできる。低減できる。
【００１２】
従って、この舵角センサにおいては、従来のような従動ギヤが軸方向にがたついて従動ギヤに設けられた磁石と回路基板に取り付けられた磁気変化検出素子とのすきま間隔（エアギャップ）が安定しなくなり、回転角度の検出性能が低下するという問題、また、従動ギヤが軸方向のがたつきを持つことにより、車両走行時の振動で従動ギヤが軸方向に振動し、騒音を発生するという問題、更に、従動ギヤに多量のグリスを塗布することで、舵角センサの製品コストが高くつくという問題を解消できることになる。
【００１３】
また、本発明は、請求項２に記載したように、前記押圧手段がばね部材であることを特徴としている。
このように構成された舵角センサにおいては、合成樹脂等のばね部材を用いて容易に従動ギヤを軸方向に弾性的に押圧してケース部材の軸受凹部側の内面および回路基板の内のいずれか一方に押圧接触させることができる。
【００１４】
更に、本発明は、請求項３に記載したように、前記押圧手段が前記従来ギヤに一体に設けられたばね部であることを特徴としている。
このように構成された舵角センサにおいては、部品点数を削減できるので、舵角センサの組立作業の容易化を図ることができる。
【００１５】
更に、本発明は、請求項４に記載したように、前記従動ギヤの前記回路基板との押圧接触面に摺動シートを介装したことを特徴とする。
このように構成された舵角センサにおいては、従動ギヤの回転を低トルクでスムースにするだけでなく、回路基板の摩耗を防止できるので、舵角センサとしての性能劣化を防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１および図２に示すように、本発明に係る実施形態である舵角センサ１０は、ステアリングホイール（図示せず）の回転に連動して回転する駆動ギア１１に中央部に磁石１２が設けられた従動ギヤ１３が噛合されており、該従動ギヤ１３はケース部材１４に収納されて軸方向の上端部が該ケース部材１４の内面に設けられた軸受凹部１５に回転可能に支持されている。
なお、従動ギヤ１３は大小二つ設けられているが、ともに基本的構成が同一であるので、ここでは一つの従動ギヤ１３についてのみ説明する。
【００１７】
従動ギヤ１３は軸方向の中央部に歯車部１８を有しており、該歯車部１８の上端側には前記軸受凹部１５に該軸受凹部１５の底面との間に所定のすき間をもって回転可能に嵌め込まれる上端側円筒部１９ａが形成され、該上端側円筒部１９ａに前記磁石１２が内嵌されている。
また、歯車部１８の下端側には、下端側円筒部１９ｂが形成されている。
【００１８】
ケース部材１４内には、回路基板１６が従動ギヤ１３の下端側円筒部１９ｂに対向して配置されており、該回路基板１６には磁気変化検出素子１７が従動ギヤ１３の下端側円筒部１９ｂに囲繞された状態で前記磁石１２に所定のすき間間隔（エアギャップ）を介して取り付けられている。
【００１９】
磁石１２は略短円柱状とされて磁気変化検出素子１７を向く面に半円形状のＮ極とＳ極が互いに径方向に対向して配置されており、一方、磁気変化検出素子１７の磁石１２側を向く面は略長方形状とされてその短辺が磁石１２の径より短くなっている。
【００２０】
従って、ステアリングホイールの回転が駆動ギヤ１１を介して従動ギヤ１３に伝達されて磁石１２が回転すると、磁気変化検出素子１７の長辺方向と短辺方向を横切る磁石１２の磁束の本数（密度）が変化して磁気抵抗が変化し、この原理を利用して、磁気変化検出素子１７が磁石１２の一回転中に磁束の向きの変化によって２回の正のピーク値を有する交流アナログ信号を生成し、この信号に基づいてステアリングホイールの回転角度を検出するようになっている。
【００２１】
ここで、この実施形態では、従動ギヤ１３の上端側円筒部１９ａに押圧手段としての円筒状のばね部材２０を嵌め込むことにより該ばね部材２０を従動ギヤ１３の歯車部１８上面とケース部材１４の軸受凹部１５側の内面との間の空間に軸方向に圧縮した状態で配置し、これにより、従動ギヤ１３を回路基板１６側に軸方向に弾性的に押圧して該従動ギヤ１３の下端側円筒部１９ｂの先端を回路基板１６に押圧接触させ、該従動ギヤ１３の軸方向のがたつきを抑制している。
【００２２】
ばね部材２０は合成樹脂等の非磁性体により形成されており、従動ギヤ１３に設けられた磁石１２の磁界および磁気変化検出素子１７の出力へ影響を及ぼさないようになっている。
【００２３】
また、回路基板１６の従動ギヤ１３の下端側円筒部１９ｂ先端が押圧接触する面（回転摺動面）には、摩擦係数の低いテフロン（登録商標）シートや合成樹脂製シート等の摺動シート２１が貼り付けられている。
【００２４】
上記の説明から明らかなように、本発明に係る実施形態である舵角センサ１０によれば、押圧手段としてのばね部材２０によって従動ギヤ１３を回路基板１６側に軸方向に弾性的に押圧して該回路基板１６に押圧接触させているので、従動ギヤ１３を低トルクでスムースに回転させることを可能にしつつ、従動ギヤ１３の軸方向のがたつきを抑えることができる。
この結果、従動ギヤ１３に設けられた磁石１２と回路基板１６に取り付けられた磁気変化検出素子１７とのすき間間隔を安定させることができ、回転角度検出性能の向上を図ることができる。
【００２５】
また、従動ギヤ１３の軸方向のがたつきが抑制されることから、車両走行時の振動による従動ギヤ１３の振動騒音を低減することができ、しかも従動ギヤ１３に塗布するグリス量を削減またはグリスレスとすることにより製品コストを低くできる。
【００２６】
従って、本発明に係る実施形態である舵角センサ１０においては、従来のような従動ギヤ１３が軸方向にがたついて従動ギヤ１３に設けられた磁石１２と回路基板１６に取り付けられた磁気変化検出素子１７とのすきま間隔（エアギャップ）が安定しなくなり、回転角度の検出性能が低下するという問題、また、従動ギヤ１３が軸方向のがたつきを持つことにより、車両走行時の振動で従動ギヤ１３が軸方向に振動し、騒音を発生するという問題、更に、従動ギヤ１３に多量のグリスを塗布することで、舵角センサの製品コストが高くつくという問題を解消できることになる。
【００２７】
また、押圧手段として合成樹脂等のばね部材２０を用いているので、容易に従動ギヤ１３を軸方向に弾性的に押圧して回路基板１６に押圧接触させることができる。
【００２８】
更に、回路基板１６の従動ギヤ１３の下端側円筒部１９ｂ先端が押圧接触する面（回転摺動面）に摺動シート２１を貼り付けているので、従動ギヤ１３の回転を低トルクでスムースにするだけでなく、回路基板１３の摩耗を防止することができ、舵角センサとしての性能劣化を防止できる。
【００２９】
次に、図３および図４を参照して、本発明に係る他の実施形態である舵角センサを説明する。なお、既に図１および図２において説明した部材等については、図中に同一符号を付すことにより説明を省略する。
この舵角センサ３０は、従動ギヤ１３の歯車部１８の上面側を軸方向に厚く形成して厚肉部３１とし、該厚肉部３１の上端面側に上下方向に弾性変形可能な押圧手段としての凸状のばね部３２を該上端面から突出させた状態で一体に成形して、該ばね部２０をケース部材１４の軸受凹部１５側の内面で下方に押圧することにより、従動ギヤ１３を回路基板１６側に軸方向に弾性的に押圧して該従動ギヤ１３の下端側円筒部１９ｂの先端を回路基板１６に押圧接触させるようにしたものである。
【００３０】
このように、押圧手段を従来ギヤ１３に一体に設けられたばね部３２で構成することにより、部品点数を削減できるので、舵角センサの組立作業の容易化を図ることができる。その他の作用効果については図１および図２で説明した実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３１】
なお、本発明の舵角センサは、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良が可能である。
例えば、前述した各実施形態では、押圧手段によって従動ギヤ１３を下方に弾性的に押圧して該従動ギヤ１３を回路基板１６に押圧接触させる場合を例に採ったが、これに代えて、押圧手段によって従動ギヤ１３を上方に弾性的に押圧して該従動ギヤ１３をケース部材１４の軸受凹部１５側の内面に押圧接触させるようにしても同様の作用効果を得ることができる。
【００３２】
この場合、従動ギヤ１３はケース部材１４の軸受凹部１５側の内面を回転摺動することになるので、回路基板１６の摩耗の心配はないが、従動ギヤ１３の回転を低トルクでスムースに行うためには、従動ギヤ１３と該従動ギヤ１３押圧接触するケース部材１４の軸受凹部１５側の内面との間に前述した摺動シート２１を介装するのが好ましい。
【００３３】
その他、前述した各実施形態において例示した駆動ギヤ、磁石、従動ギヤ、軸受凹部、ケース部材、回路基板、磁気変化検出素子、押圧手段、ばね部材、ばね部および摺動シート等の材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、請求項１に記載したように、押圧手段によって従動ギヤを軸方向に弾性的に押圧してケース部材の軸受凹部側の内面および回路基板の内のいずれか一方に押圧接触させているので、従動ギヤを低トルクでスムースに回転させることを可能にしつつ、従動ギヤの軸方向のがたつきを抑えることができる。この結果、従動ギヤに設けられた磁石と回路基板に取り付けられた磁気変化検出素子とのすき間間隔を安定させることができ、回転角度検出性能の向上を図ることができる。
【００３５】
また、本発明によれば、請求項２に記載したように、前記押圧手段としてばね部材を用いることにより、合成樹脂等のばね部材を用いて容易に従動ギヤを軸方向に弾性的に押圧してケース部材の軸受凹部側の内面および回路基板の内のいずれか一方に押圧接触させることができる。
【００３６】
更に、本発明によれば、請求項３に記載したように、前記押圧手段を前記従来ギヤに一体に設けられたばね部とすることにより、部品点数を削減できるので、舵角センサの組立作業の容易化を図ることができる。
【００３７】
そして、本発明によれば、請求項４に記載したように、前記従動ギヤの前記回路基板との押圧接触面に摺動シートを介装することにより、従動ギヤの回転を低トルクでスムースにするだけでなく、回路基板の摩耗を防止できるので、舵角センサとしての性能劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態である舵角センサの要部を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る実施形態である舵角センサの要部断面図である。
【図３】本発明に係る他の実施形態である舵角センサの要部断面図である。
【図４】押圧手段としてのばね部が一体に設けられた従動ギヤの斜視図である。
【符号の説明】
１０，３０舵角センサ
１１駆動ギヤ
１２磁石
１３従動ギヤ
１４ケース部材
１５軸受凹部
１６回路基板
１７磁気変化検出素子
２０ばね部材（押圧手段）
２１摺動シート
３２ばね部（押圧手段）

Claims

ステアリングホイールの回転に連動して回転する駆動ギヤに噛合され、中央部に磁石が設けられた従動ギヤと、該従動ギヤの軸方向の一端部を回転可能に支持する軸受凹部を内面に有して前記従動ギヤを収納するケース部材と、該ケース部材内で前記従動ギヤの他端側に配置された回路基板と、前記従動ギヤの前記磁石に対向して前記回路基板に取り付けられた磁気変化検出素子とを備えた舵角センサであって、
前記従動ギヤを軸方向に弾性的に押圧して前記ケース部材の前記軸受凹部側の内面および前記回路基板の内のいずれか一方に押圧接触させる押圧手段を備えたことを特徴とする舵角センサ。
前記押圧手段がばね部材であることを特徴とする請求項１に記載した舵角センサ。
前記押圧手段が前記従来ギヤに一体に設けられたばね部であることを特徴とする請求項１に記載の舵角センサ。
前記従動ギヤの前記回路基板との押圧接触面に摺動シートを介装したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載した舵角センサ。