JP2005049166A - 回転検出装置及びこれを備えた自動車 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価かつ小型に製造できて静粛性に優れた回転検出装置と当該回転検出装置を装備した自動車とを提供する。
【解決手段】回転検出装置に、回転体（ステアリングシャフト）の回転中心と同心に配置された回転しない内歯車２ｂと、当該内歯車２ｂと噛み合わされ、回転体の回転に伴って内歯車２ｂの内周で自転及び公転する遊星歯車４と、回転体の回転中心と同心に配置され、遊星歯車４の自転により回転する回転伝達部６と、当該回転伝達部６に設けられたスケール板７と、当該スケール板７と対向に配置され、回転体の１回転以上の回転量を検出する回転量検出部１１とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】回転検出装置に、回転体（ステアリングシャフト）の回転中心と同心に配置された回転しない内歯車２ｂと、当該内歯車２ｂと噛み合わされ、回転体の回転に伴って内歯車２ｂの内周で自転及び公転する遊星歯車４と、回転体の回転中心と同心に配置され、遊星歯車４の自転により回転する回転伝達部６と、当該回転伝達部６に設けられたスケール板７と、当該スケール板７と対向に配置され、回転体の１回転以上の回転量を検出する回転量検出部１１とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転検出装置及びこれを備えた自動車に係り、特に、回転体の１回転以上の回転量を検出するに好適な回転検出装置と、これをステアリングホイールの舵角センサとして備えた自動車とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車のステアリングシャフトと車体との間に回転検出装置を備え、回転検出装置にて検出されたステアリングホイールの操舵角度、操舵速度及び操舵方向等に基づいてサスペンションの減衰力制御やオートマチックトランスミッションのシフトポジション制御それに四輪操舵車における後輪の操舵制御などを行う技術が知られている。
【０００３】
ステアリングホイール（ステアリングシャフト）は、ニュートラル位置から右方向及び左方向にそれぞれ１回転以上回転するように構成されているので、その操舵角度の検出には、１回転以上の回転量の検出を行うアブソリュート形エンコーダと、１回転以内の回転角の検出を行うインクリメント形又はアブソリュート形エンコーダとの組み合せからなる回転検出装置が用いられる。
【０００４】
この種の回転検出装置としては、従来より、（１）インクリメント形エンコーダの一部を構成するコード板と一体的に回転するロータ部材と、このロータ部材を回転可能に保持するステータ部材と、このステータ部材に軸支された中継歯車と、ロータ部材の回転中心と同心状に配置されたアブソリュート形エンコーダの一部を構成する回動部材と、この回動部材の回転量を検出する回転量検出素子とを備え、中継歯車をロータ部材の周面に設けられた係合突起と間歇的に噛合させると共に回動部材に設けられた従動ギアに常時噛合させ、ロータ部材の１回転中に中継歯車が係合突起と噛合する期間のみ回転部材を回動させて、回動部材の回転角度の変化を検出素子にて検出するもの（例えば、特許文献１参照）、（２）アブソリュート形エンコーダとインクリメント形エンコーダとを有し、アブソリュート形エンコーダが、抵抗パターンを有する基板と、抵抗パターンに摺接するブラシを有する減速回転体と、ステアリングホイールの回転を減速回転体に伝達する複数のギアの組合せよりなるギア機構とからなるもの（例えば、特許文献２参照）、それにアブソリュート形エンコーダとして、ステアリングホイールの回転運動を従動体の直線運動に変換し、従動体の直線運動量よりステアリングホイールの回転量を検出するようにしたものなどが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２２７６３１号公報（図５〜図８）
【０００６】
【特許文献２】
実開平０５−０２６４８７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の回転検出装置は、いずれも回転体の回転角検出に関しては、問題を有しない。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の回転検出装置のうち、特許文献１に記載のものは、中継歯車をロータ部材の周面に設けられた係合突部と間歇的に噛合させるので、中継歯車が係合突部と噛合するごとに衝撃音を生じやすく、静粛性に欠けるという不都合がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載のものは、ギア機構の減速比を大きくするためには、３以上のギアの組合せよりなる多段のギア機構が必要になるので、ギアのバックラッシ等によりヒステリシスが発生し、検出精度に影響すると共に、ギア機構の設置に大きな空間を必要とするので、回転検出装置が大型化するという不都合がある。
【００１０】
さらに、ステアリングホイールの回転運動を従動体の直線運動に変換するものも、ギア・リードスクリュー機構などの運動変換機構をステアリングホイールの周方向に配置しなくてはならないので、部品点数が多くなって回転検出装置がコスト高になると共に、運動変換機構の設置に大きな空間を必要とするので、回転検出装置が大型化するという不都合がある。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術の不備を解消するためになされたものであり、その課題とするところは、安価かつ小型に製造できて静粛性に優れた回転検出装置と当該回転検出装置を装備した自動車とを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、回転検出装置を、回転体の回転中心と同心に配置された回転しない内歯車と、当該内歯車と噛み合わされ、前記回転体の回転に伴って前記内歯車の内周で自転及び公転する遊星歯車と、前記回転体の回転中心と同心に配置され、前記遊星歯車の自転により回転する回転伝達部と、当該回転伝達部に設けられた出力媒体部と、当該出力媒体部と対向に配置され、前記回転体の１回転以上の回転量を検出する回転量検出部とを備えるという構成にした。
【００１３】
このように、内歯車と遊星歯車との組合せをもって回転伝達部の減速機構を構成すると、内歯車と遊星歯車とが常時噛み合わされているので、回転体の回転動作に伴う衝撃音が発生せず、回転検出装置の静粛性を高めることができる。また、内歯車と遊星歯車との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができて回転検出装置の低コスト化と小型化とを図ることができる。
【００１４】
また、本発明は、前記構成の回転検出装置において、前記出力媒体部が光学的媒体、磁気記録媒体又は抵抗体のいずれかよりなり、前記回転量検出部が前記出力媒体部の種類に応じて受発光素子、磁気検出素子又は集電ブラシのいずれかよりなるという構成にした。
【００１５】
このように、出力媒体部と回転量検出部との組合せは、光学的媒体と受発光素子との組合せとすることもできるし、磁気記録媒体と磁気検出素子との組合せとすることもできるし、抵抗体と集電ブラシとの組合せとすることもできる。これらはいずれもアブソリュート形エンコーダを構成する出力媒体部と回転量検出部との組合せとして従来より知られているものであり、かかる構成を採ることによって、従来品と同程度の精度で回転体の回転量を検出することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記構成の回転検出装置において、前記出力媒体部を、前記回転体の回転中心を中心とするスパイラル形状又は前記回転体の回転中心より偏心した点を中心とする円弧形状に形成するという構成にした。
【００１７】
このように、出力媒体部を回転体の回転中心を中心とするスパイラル形状又は回転体の回転中心より偏心した点を中心とする円弧形状にすると、回転体の回転量を連続的に検出することができるので、回転検出装置の回転角検出精度を高めることができる。
【００１８】
また、本発明は、前記構成の回転検出装置において、前記出力媒体部を、前記回転体の回転中心からの径方向の距離が異なる複数のスケールの組合せより形成するという構成にした。
【００１９】
このように、出力媒体部を回転体の回転中心からの径方向の距離が異なる複数のスケールの組合せより形成すると、回転体の回転量を前記各スケールの設定位置にて規制される所定の回転量ごとに間歇的に検出することができるので、これによっても回転体の１回転以上の回転量を検出することができる。
【００２０】
また、本発明は、前記構成の回転検出装置において、前記遊星歯車と前記回転伝達部との対向面に互いに遊嵌し合う複数組の突起と当該突起の遊嵌部とを形成し、前記突起を前記遊嵌部内に遊嵌し、前記遊星歯車の自転を前記回転伝達部に伝達するという構成にした。
【００２１】
このように、遊星歯車と回転伝達部との連結をこれら両部材の対向面に形成された複数組の突起と遊嵌部とを利用して行うと、突起を遊嵌部内に遊嵌するだけでこれら両部材の連結を完了することができるので、他の動力伝達機構を介する場合に比べて遊星歯車と回転伝達部とを連結を容易化することができ、回転検出装置の組立性を良好なものにすることができて、回転検出装置の低コスト化を図ることができる。
【００２２】
また、本発明は、前記構成の回転検出装置において、前記回転体に同心に取り付けられたコードホイールと、当該コードホイールに形成されたコードパターンと対向に配置され、前記回転体の回転角を検出する回転角検出素子を備えるという構成にした。
【００２３】
このように、回転伝達部と回転量検出部との組合せからなるアブソリュート形エンコーダを有する回転検出装置に、コードホイールと回転角検出素子との組合せからなるインクリメント形エンコーダを一体に組み込むと、回転体の１回転以上の回転量を検出可能で、かつ回転体の１回転以内の回転角を高精度に検出可能な回転検出装置とすることができるので、例えばステアリングホイールなどの多回転体の回転角検出に適用することができる。
【００２４】
また、本発明は、自動車を、ステアリングシャフトと同心に配置され、車体に固定された内歯車と、当該内歯車と噛み合わされ、前記ステアリングシャフトの回転に伴って前記内歯車の内周で自転及び公転する遊星歯車と、前記ステアリングシャフトと同心に配置され、前記遊星歯車の自転により回転する回転伝達部と、当該回転伝達部に設けられた出力媒体部と、当該出力媒体部と対向に配置され、前記ステアリングシャフトの１回転以上の回転量を検出する回転量検出部とを備えるという構成にした。
【００２５】
このように、内歯車と遊星歯車との組合せをもって回転伝達部の減速機構を構成すると、内歯車と遊星歯車とが常時噛み合わされているので、ステアリングシャフトの回転動作に伴う衝撃音が発生せず、車室内の静粛性を高めることができる。また、内歯車と遊星歯車との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができて自動車の低コスト化とステアリング回りの設計の容易化を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る回転検出装置の実施形態を、図１乃至図５に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る回転検出装置の分解斜視図、図２は実施形態例に係る回転検出装置に備えられた内歯車と遊星歯車と回転伝達部との結合状態を示す内面図、図３は実施形態例に係る回転検出装置に備えられた回転伝達部とコード板と回転量検出部と回転角検出素子との配列を示す説明図、図４は実施形態例に係る回転検出装置の要部断面図、図５は他の実施形態例に係る回転検出装置に備えられた回転伝達部とコード板と回転量検出部と回転角検出素子との配列を示す説明図である。
【００２７】
図１に示すように、本例の回転検出装置は、ケース１と、当該ケース１の開口部に被着されるカバー２と、これらケース１とカバー２とを組み合わせることによって構成される空間内に回転可能に収納されるコードホイール３と、当該コードホイール３に取り付けられる遊星歯車４と、当該遊星歯車４をカバー２の内面に保持するホルダ５と、遊星歯車４に係合され、遊星歯車４の自転によって回転駆動される回転伝達部６と、当該回転伝達部６に取り付けられる出力媒体部としてのスケール板７と、ケース１の内面に設定される回路基板８と、当該回路基板８に取り付けられる検出素子受け９と、当該検出素子受け９内に所定の配列で収納され、端子部が回路基板８に形成された端子部と電気的に接続された複数（本例の場合には、９個）のフォトインタラプタ１０（回転角検出素子）及び１対の発光ダイオード１１ａと受光素子１１ｂとの組合せからなる回転量検出部１１と、検出素子受け９の開口部に被着され、検出素子受け９からの発光ダイオード１１ａの脱落を防止するストッパ１２と、一端が回路基板８に接続され、他端がケース１より外部に突出されたコネクタ１３とから主に構成されている。
【００２８】
ケース１は、中央開口１ａを有する底板１ｂと、底板１ｂの内周縁より起立されたリング状の内壁１ｃと、底板１ｂの外周縁より起立された枠状の外壁１ｄとからなり、底板１ｂにはコネクタ挿通孔１ｅが開設されている。
【００２９】
カバー２は、中央開口２ａを有する板状に形成されており、その内面（ケース１と対向する面）には、遊星歯車４が噛み合わされる内歯車２ｂが中央開口２ａと同心に形成されている。また、このカバー２の外面には、例えば自動車の車体などに固定するための連結部２ｃが突設されている。
【００３０】
これらケース１及びカバー２は、ロータリエンコーダのステータ部を構成しており、連結部２ｃを介して例えば自動車の車体などに固定される。
【００３１】
コードホイール３は、中央開口３ａを有するロータ３ｂと、当該ロータ３ｂに固着されたコード板３ｃとからなり、ロータ３ｂの回転中心（中央開口３ａの軸心）とコード板３ｃの回転中心とは、ステアリングシャフトなどの回転体の回転中心に合致されている。ロータ３ｂには、図１に示すように、遊星歯車４を設定するための偏心軸３ｄと回転伝達部６を設定するためのロータ３ｂの回転中心と同心の取付軸３ｅとが形成され、また、コード板３ｃの外周部には、図３及び図４に示すように、所要数の信号検出用の遮光突起３ｆが所要の配列で突設されている。このコードホイール３は、中央開口３ａに貫通されたステアリングシャフトなどの回転体に固着され、当該回転体と共に回転する。
【００３２】
遊星歯車４は、中央開口４ａ及び回転伝達部６の係合突起部６ｄを遊嵌する遊嵌部（透孔）４ｂを有するリング状に形成されており、その歯数は、内歯車２ｂの歯数及びコードホイール３に対する回転伝達部６の減速比を考慮して設定される。例えば、内歯車２ｂの歯数を３０とし、遊星歯車４の歯数を２９とすれば、コードホイール３に対する回転伝達部６の減速比を１／３０にすることができる。この遊星歯車４は、コードホイール３のロータ３ｂに形成された偏心軸３ｄに取り付けられ、内歯車２ｂと噛み合わされる。
【００３３】
ホルダ５は、ケース２からの遊星歯車４の脱落を防止するためのものであって、内径が遊星歯車４の外形より小径かつ回転伝達部６の遊嵌部４ｂを遮蔽しない直径のリング状に形成され、ケース２に固着される。
【００３４】
回転伝達部６は、中央開口６ａを有する突起設定部６ｂと、当該突起設定部６ｂの外周より外向きに張り出されたスケール板設定部６ｃとから構成されており、突起設定部６ｂには、図１及び図４に示すように、遊星歯車４に開設された遊嵌部４ｂ内に遊嵌される係合突起部６ｄが突設されている。また、スケール板設定部６ｃには、図３及び図４に示すように、スケール板７を埋設するための凹部６ｅが形成され、当該凹部６ｅ内にはこれよりも小面積の透孔６ｆが開設されている。この回転伝達部６は、コードホイール３のロータ３ｂに形成された取付軸３ｅに回転自在に取り付けられ、係合突起部６ｄを遊星歯車４に開設された遊嵌部４ｂ内に遊嵌することによって、遊星歯車４と一体に組み合わされる。図２に示すように、組立状態において遊嵌部４ｂの内周面と係合突起部６ｄの外周面とは常時密着状態に保たれており、これによって遊星歯車４の自転が緩みなく回転伝達部６に伝達される。
【００３５】
スケール板７は、不透明な円弧形の板材をもって形成されており、図３に示すように、表裏に貫通する円弧形のスリット７ａが形成されている。このスリット７ａは、回転伝達部６の回転中心（回転体の回転中心）Ｇ１を中心とするスパイラル形状に形成することもできるし、回転伝達部６の回転中心Ｇ１より偏心した点Ｇ２を中心とする円弧形状に形成することもできる。また、このスリット７ａの中心点からの開設角度αは、回転体の可動範囲及びカバー２に形成された内歯車２ｂと遊星歯車４とによって構成される減速機構の減速比を考慮し、回転体の可動範囲内において回転量検出部１１がスリット７ａを検出可能な範囲に設定される。例えば、回転体の可動範囲がニュートラル位置を中心として±９００度であり、減速機構の減速比が１／３０である場合、スリット７ａの中心点からの開設角度αは、ニュートラル位置を中心として±３０度以上の範囲に設定される。
【００３６】
回路基板８は、ケース１内に収納可能な形状に形成されており、ケース１に形成されたリング状の内壁１ｃと対応する部分には、当該内壁１ｃの外形よりも大径の中央開口８ａが開設されている。この回路基板８の表面には、フォトインタラプタ１０、回転量検出部１１及びコネクタ１３の接続部を含む所要の回路パターンが形成されている。
【００３７】
検出素子受け９は、フォトインタラプタ１０及び回転量検出部１１を所定の配列で配置するものであって、各フォトインタラプタ１０を個別に収納するための小区画９ａと回転量検出部１１を構成する発光ダイオード１１ａ及び受光素子１１ｂを個別に収納するための小区画９ｂとを有しており、回路基板８上に固着される。
【００３８】
フォトインタラプタ（回転角検出素子）１０は、図４に示すように、発光素子と受光素子とを対向に配置したものであって、発光素子と受光素子との設定間隔は、コード板３ｃの外周部に突設された遮光突起３ｆを挿通可能な大きさに形成される。各フォトインタラプタ１０は、図３及び図４より明らかなように、遮光突起３ｆの回転軌跡に沿って配置される。
【００３９】
回転量検出部１１は、１対の発光ダイオード１１ａと受光素子１１ｂとの組合せからなり、検出素子受け９に形成された小区画９ｂ内に対向に配置される。発光ダイオード１１ａと受光素子１１ｂとの設定間隔は、図４に示すように、回転伝達部６及びスケール板７を挿通可能な大きさに形成される。また、この回転量検出部１１は、図４に示すように、スケール板７に開設されたスリット７ａの移動経路上に設定される。
【００４０】
ストッパ１２は、検出素子受け９からの発光ダイオード１１ａの脱落を防止するもので、検出素子受け９に形成された小区画９ｂの開口部に被着される。
【００４１】
コネクタ１３は、実施形態例に係る回転検出装置と図示しない制御装置とを電気的に接続するものであって、一端が回路基板８に接続され、先端がケース１に開設されたコネクタ挿通孔１ｅを通って外部に突出されている。
【００４２】
以下、上記のように構成された回転検出装置の動作について説明する。
【００４３】
前記各中央開口１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，６ａを貫通し、コードホイール３のロータ３ｂに固着されたステアリングシャフトなどの回転体が回転すると、当該回転体の回転中心を中心としてコード板３ｃが回転し、フォトインタラプタ１０を横断する遮光突起３ｆの組合せによって各フォトインタラプタ１０の受光素子の受光状態が変化する。図示しない制御装置は、このフォトインタラプタ１０の受光状態の変化から、回転体の１回転以内の回転角を求める。
【００４４】
また、コード板３ｃの回転に伴って、遊星歯車４が回転体の回転中心の回りを公転すると共に、カバー２に形成された内歯車２ｂと噛み合いにより自転する。
この自転が遊星歯車４に連結された回転伝達部６に伝達され、スケール板７が回転体の回転中心を中心として回転するので、回転量検出部１１の設定位置に対するスリット７ａの開口位置が変化し、回転量検出部１１を構成する受光素子１１ｂの受光状態が変化する。図示しない制御装置は、この受光素子１１ｂの受光状態の変化から、回転体の絶対回転角を求める。
【００４５】
本例の回転検出装置は、常時噛み合わされる内歯車２ｂと遊星歯車４との組合せをもって回転伝達部６の減速機構を構成したので、回転体の回転動作に伴う衝撃音が発生せず、回転検出装置の静粛性を高めることができる。また、内歯車２ｂと遊星歯車４との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができ、回転検出装置の低コスト化と小型化とを図ることができる。
【００４６】
また、本例の回転検出装置は、出力媒体部としてスリット７ａを有するスケール板７を備え、当該スケール板７とスリット７ａの位置変化を検出する光学式の回転量検出部１１とをもってアブソリュート形エンコーダを構成したので、従来品と同程度の精度で回転体の回転量を検出することができる。
【００４７】
なお、前記実施形態例においては、出力媒体部としてスリット７ａが開設されたスケール板７を用いたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、コード板３ｃと同様に複数個の遮光突起をスケール板７に突設するという構成にすることもできる。また、このような光学的媒体に代えて、所要の磁気パターンが形成された磁気記録媒体又は所要の抵抗体パターンが形成された抵抗体を出力媒体部として用いることもできる。もちろん、出力媒体部として磁気記録媒体を用いる場合には回転量検出部１１として磁気検出素子が備えられ、出力媒体部として抵抗体を用いる場合には回転量検出部１１として集電ブラシが備えられる。このような構成においても、実施形態例に係る回転検出装置と同様の効果が得られる。
【００４８】
また、本例の回転検出装置は、出力媒体部であるスケール板７に回転伝達部６の回転中心Ｇ１を中心とするスパイラル形状又は回転伝達部６の回転中心Ｇ１より偏心した点Ｇ２を中心とする円弧形状のスリット７ａを形成したので、回転体の回転量を連続的に検出することができ、回転検出装置の回転角検出精度を高めることができる。
【００４９】
なお、前記実施形態例においては、スリット７ａを連続するスパイラル形状又は円弧形状に形成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、図５に示すように、回転体の回転中心Ｇ１からの径方向の距離が異なる複数のスリット７ａ１〜７ａｎの組合せより構成することもできる。このようにすると、回転体の回転量を各スリット７ａ１〜７ａｎを検出することによって間歇的に検出することができるので、回転体の１回転以上の回転量を検出することができる。
【００５０】
また、本例の回転検出装置は、遊星歯車４に透孔よりなる遊嵌部４ｂを開設すると共に、回転伝達部６のこれと対向する位置に遊嵌部４ｂ内に遊嵌可能な係合突起部６ｄを形成し、係合突起部６ｄを遊嵌部４ｂ内に遊嵌することによって遊星歯車４の自転を回転伝達部６に伝達するようにしたので、係合突起部６ｄを遊嵌部４ｂ内に遊嵌するだけでこれら両部材４，６の連結を完了することができ、他の動力伝達機構を介する場合に比べて回転検出装置の組立性を良好なものにすることができて、回転検出装置の低コスト化を図ることができる。
【００５１】
なお、前記実施形態例においては、遊星歯車４に遊嵌部４ｂを開設し、回転伝達部６に係合突起部６ｄを形成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、遊星歯車４に係合突起部を形成し、回転伝達部６に遊嵌部を開設することもできる。また、遊星歯車４と回転伝達部６の双方に互いに遊嵌し合う係合突起部と遊嵌部とを交互に並ぶように形成することもできる。さらに、前記実施形態例においては、遊星歯車４に遊嵌部４ｂとして透孔を開設したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、係合突起部６ｄを遊嵌可能な凹部を形成することもできる。
【００５２】
また、本例の回転検出装置は、回転伝達部６と回転量検出部１１との組合せからなるアブソリュート形エンコーダを有する回転検出装置に、コードホイール３と回転角検出素子であるフォトインタラプタ１０との組合せからなるインクリメント形エンコーダを一体に組み込んだので、回転体の１回転以上の回転量を検出可能で、かつ回転体の１回転以内の回転角を高精度に検出可能な回転検出装置とすることができ、例えばステアリングホイールなどの多回転体の回転角検出が可能になる。
【００５３】
前記各実施形態例に係る回転検出装置は、自動車の車体とステアリングシャフトとの間に設定してステアリングホイールの舵角センサとして用いることができる。前記各実施形態例に係る回転検出装置をステアリングホイールの舵角センサとして備えた自動車は、常時噛み合わされている内歯車２ｂと遊星歯車４との組合せをもって回転伝達部６の減速機構が構成されているので、ステアリングシャフトの回転動作に伴う衝撃音が発生せず、車室内の静粛性を高めることができる。また、内歯車２ｂと遊星歯車４との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができて自動車の低コスト化とステアリング回りの設計の容易化を図ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の回転検出装置は、常時噛み合わされる内歯車と遊星歯車との組合せをもって回転伝達部の減速機構を構成したので、回転体の回転動作に伴う衝撃音が発生せず、回転検出装置の静粛性を高めることができる。
また、内歯車と遊星歯車との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができ、回転検出装置の低コスト化と小型化とを図ることができる。
【００５５】
また、本発明の自動車は、常時噛み合わされている内歯車と遊星歯車との組合せをもって回転伝達部の減速機構が構成された回転検出装置を備えたので、ステアリングシャフトの回転動作に伴う衝撃音が発生せず、車室内の静粛性を高めることができる。また、内歯車と遊星歯車との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができて自動車の低コスト化とステアリング回りの設計の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る回転検出装置の分解斜視図である。
【図２】実施形態例に係る回転検出装置に備えられた内歯車と遊星歯車と回転伝達部との結合状態を示す内面図である。
【図３】実施形態例に係る回転検出装置に備えられた回転伝達部とコード板と回転量検出部と回転角検出素子との配列を示す説明図である。
【図４】実施形態例に係る回転検出装置の要部断面図である。
【図５】他の実施形態例に係る回転検出装置に備えられた回転伝達部とコード板と回転量検出部と回転角検出素子との配列を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ カバー
２ｂ 内歯車
３ コードホイール
４ 遊星歯車
４ｂ 遊嵌部
６ 回転伝達部
６ｄ 係合突起部
７ スケール板（出力媒体部）
７ａ スリット
１０ フォトインタラプタ（回転角検出素子）
１１ 回転量検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転検出装置及びこれを備えた自動車に係り、特に、回転体の１回転以上の回転量を検出するに好適な回転検出装置と、これをステアリングホイールの舵角センサとして備えた自動車とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車のステアリングシャフトと車体との間に回転検出装置を備え、回転検出装置にて検出されたステアリングホイールの操舵角度、操舵速度及び操舵方向等に基づいてサスペンションの減衰力制御やオートマチックトランスミッションのシフトポジション制御それに四輪操舵車における後輪の操舵制御などを行う技術が知られている。
【０００３】
ステアリングホイール（ステアリングシャフト）は、ニュートラル位置から右方向及び左方向にそれぞれ１回転以上回転するように構成されているので、その操舵角度の検出には、１回転以上の回転量の検出を行うアブソリュート形エンコーダと、１回転以内の回転角の検出を行うインクリメント形又はアブソリュート形エンコーダとの組み合せからなる回転検出装置が用いられる。
【０００４】
この種の回転検出装置としては、従来より、（１）インクリメント形エンコーダの一部を構成するコード板と一体的に回転するロータ部材と、このロータ部材を回転可能に保持するステータ部材と、このステータ部材に軸支された中継歯車と、ロータ部材の回転中心と同心状に配置されたアブソリュート形エンコーダの一部を構成する回動部材と、この回動部材の回転量を検出する回転量検出素子とを備え、中継歯車をロータ部材の周面に設けられた係合突起と間歇的に噛合させると共に回動部材に設けられた従動ギアに常時噛合させ、ロータ部材の１回転中に中継歯車が係合突起と噛合する期間のみ回転部材を回動させて、回動部材の回転角度の変化を検出素子にて検出するもの（例えば、特許文献１参照）、（２）アブソリュート形エンコーダとインクリメント形エンコーダとを有し、アブソリュート形エンコーダが、抵抗パターンを有する基板と、抵抗パターンに摺接するブラシを有する減速回転体と、ステアリングホイールの回転を減速回転体に伝達する複数のギアの組合せよりなるギア機構とからなるもの（例えば、特許文献２参照）、それにアブソリュート形エンコーダとして、ステアリングホイールの回転運動を従動体の直線運動に変換し、従動体の直線運動量よりステアリングホイールの回転量を検出するようにしたものなどが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２２７６３１号公報（図５〜図８）
【０００６】
【特許文献２】
実開平０５−０２６４８７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の回転検出装置は、いずれも回転体の回転角検出に関しては、問題を有しない。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の回転検出装置のうち、特許文献１に記載のものは、中継歯車をロータ部材の周面に設けられた係合突部と間歇的に噛合させるので、中継歯車が係合突部と噛合するごとに衝撃音を生じやすく、静粛性に欠けるという不都合がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載のものは、ギア機構の減速比を大きくするためには、３以上のギアの組合せよりなる多段のギア機構が必要になるので、ギアのバックラッシ等によりヒステリシスが発生し、検出精度に影響すると共に、ギア機構の設置に大きな空間を必要とするので、回転検出装置が大型化するという不都合がある。
【００１０】
さらに、ステアリングホイールの回転運動を従動体の直線運動に変換するものも、ギア・リードスクリュー機構などの運動変換機構をステアリングホイールの周方向に配置しなくてはならないので、部品点数が多くなって回転検出装置がコスト高になると共に、運動変換機構の設置に大きな空間を必要とするので、回転検出装置が大型化するという不都合がある。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術の不備を解消するためになされたものであり、その課題とするところは、安価かつ小型に製造できて静粛性に優れた回転検出装置と当該回転検出装置を装備した自動車とを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、回転検出装置を、回転体の回転中心と同心に配置された回転しない内歯車と、当該内歯車と噛み合わされ、前記回転体の回転に伴って前記内歯車の内周で自転及び公転する遊星歯車と、前記回転体の回転中心と同心に配置され、前記遊星歯車の自転により回転する回転伝達部と、当該回転伝達部に設けられた出力媒体部と、当該出力媒体部と対向に配置され、前記回転体の１回転以上の回転量を検出する回転量検出部とを備えるという構成にした。
【００１３】
このように、内歯車と遊星歯車との組合せをもって回転伝達部の減速機構を構成すると、内歯車と遊星歯車とが常時噛み合わされているので、回転体の回転動作に伴う衝撃音が発生せず、回転検出装置の静粛性を高めることができる。また、内歯車と遊星歯車との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができて回転検出装置の低コスト化と小型化とを図ることができる。
【００１４】
また、本発明は、前記構成の回転検出装置において、前記出力媒体部が光学的媒体、磁気記録媒体又は抵抗体のいずれかよりなり、前記回転量検出部が前記出力媒体部の種類に応じて受発光素子、磁気検出素子又は集電ブラシのいずれかよりなるという構成にした。
【００１５】
このように、出力媒体部と回転量検出部との組合せは、光学的媒体と受発光素子との組合せとすることもできるし、磁気記録媒体と磁気検出素子との組合せとすることもできるし、抵抗体と集電ブラシとの組合せとすることもできる。これらはいずれもアブソリュート形エンコーダを構成する出力媒体部と回転量検出部との組合せとして従来より知られているものであり、かかる構成を採ることによって、従来品と同程度の精度で回転体の回転量を検出することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記構成の回転検出装置において、前記出力媒体部を、前記回転体の回転中心を中心とするスパイラル形状又は前記回転体の回転中心より偏心した点を中心とする円弧形状に形成するという構成にした。
【００１７】
このように、出力媒体部を回転体の回転中心を中心とするスパイラル形状又は回転体の回転中心より偏心した点を中心とする円弧形状にすると、回転体の回転量を連続的に検出することができるので、回転検出装置の回転角検出精度を高めることができる。
【００１８】
また、本発明は、前記構成の回転検出装置において、前記出力媒体部を、前記回転体の回転中心からの径方向の距離が異なる複数のスケールの組合せより形成するという構成にした。
【００１９】
このように、出力媒体部を回転体の回転中心からの径方向の距離が異なる複数のスケールの組合せより形成すると、回転体の回転量を前記各スケールの設定位置にて規制される所定の回転量ごとに間歇的に検出することができるので、これによっても回転体の１回転以上の回転量を検出することができる。
【００２０】
また、本発明は、前記構成の回転検出装置において、前記遊星歯車と前記回転伝達部との対向面に互いに遊嵌し合う複数組の突起と当該突起の遊嵌部とを形成し、前記突起を前記遊嵌部内に遊嵌し、前記遊星歯車の自転を前記回転伝達部に伝達するという構成にした。
【００２１】
このように、遊星歯車と回転伝達部との連結をこれら両部材の対向面に形成された複数組の突起と遊嵌部とを利用して行うと、突起を遊嵌部内に遊嵌するだけでこれら両部材の連結を完了することができるので、他の動力伝達機構を介する場合に比べて遊星歯車と回転伝達部とを連結を容易化することができ、回転検出装置の組立性を良好なものにすることができて、回転検出装置の低コスト化を図ることができる。
【００２２】
また、本発明は、前記構成の回転検出装置において、前記回転体に同心に取り付けられたコードホイールと、当該コードホイールに形成されたコードパターンと対向に配置され、前記回転体の回転角を検出する回転角検出素子を備えるという構成にした。
【００２３】
このように、回転伝達部と回転量検出部との組合せからなるアブソリュート形エンコーダを有する回転検出装置に、コードホイールと回転角検出素子との組合せからなるインクリメント形エンコーダを一体に組み込むと、回転体の１回転以上の回転量を検出可能で、かつ回転体の１回転以内の回転角を高精度に検出可能な回転検出装置とすることができるので、例えばステアリングホイールなどの多回転体の回転角検出に適用することができる。
【００２４】
また、本発明は、自動車を、ステアリングシャフトと同心に配置され、車体に固定された内歯車と、当該内歯車と噛み合わされ、前記ステアリングシャフトの回転に伴って前記内歯車の内周で自転及び公転する遊星歯車と、前記ステアリングシャフトと同心に配置され、前記遊星歯車の自転により回転する回転伝達部と、当該回転伝達部に設けられた出力媒体部と、当該出力媒体部と対向に配置され、前記ステアリングシャフトの１回転以上の回転量を検出する回転量検出部とを備えるという構成にした。
【００２５】
このように、内歯車と遊星歯車との組合せをもって回転伝達部の減速機構を構成すると、内歯車と遊星歯車とが常時噛み合わされているので、ステアリングシャフトの回転動作に伴う衝撃音が発生せず、車室内の静粛性を高めることができる。また、内歯車と遊星歯車との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができて自動車の低コスト化とステアリング回りの設計の容易化を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る回転検出装置の実施形態を、図１乃至図５に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る回転検出装置の分解斜視図、図２は実施形態例に係る回転検出装置に備えられた内歯車と遊星歯車と回転伝達部との結合状態を示す内面図、図３は実施形態例に係る回転検出装置に備えられた回転伝達部とコード板と回転量検出部と回転角検出素子との配列を示す説明図、図４は実施形態例に係る回転検出装置の要部断面図、図５は他の実施形態例に係る回転検出装置に備えられた回転伝達部とコード板と回転量検出部と回転角検出素子との配列を示す説明図である。
【００２７】
図１に示すように、本例の回転検出装置は、ケース１と、当該ケース１の開口部に被着されるカバー２と、これらケース１とカバー２とを組み合わせることによって構成される空間内に回転可能に収納されるコードホイール３と、当該コードホイール３に取り付けられる遊星歯車４と、当該遊星歯車４をカバー２の内面に保持するホルダ５と、遊星歯車４に係合され、遊星歯車４の自転によって回転駆動される回転伝達部６と、当該回転伝達部６に取り付けられる出力媒体部としてのスケール板７と、ケース１の内面に設定される回路基板８と、当該回路基板８に取り付けられる検出素子受け９と、当該検出素子受け９内に所定の配列で収納され、端子部が回路基板８に形成された端子部と電気的に接続された複数（本例の場合には、９個）のフォトインタラプタ１０（回転角検出素子）及び１対の発光ダイオード１１ａと受光素子１１ｂとの組合せからなる回転量検出部１１と、検出素子受け９の開口部に被着され、検出素子受け９からの発光ダイオード１１ａの脱落を防止するストッパ１２と、一端が回路基板８に接続され、他端がケース１より外部に突出されたコネクタ１３とから主に構成されている。
【００２８】
ケース１は、中央開口１ａを有する底板１ｂと、底板１ｂの内周縁より起立されたリング状の内壁１ｃと、底板１ｂの外周縁より起立された枠状の外壁１ｄとからなり、底板１ｂにはコネクタ挿通孔１ｅが開設されている。
【００２９】
カバー２は、中央開口２ａを有する板状に形成されており、その内面（ケース１と対向する面）には、遊星歯車４が噛み合わされる内歯車２ｂが中央開口２ａと同心に形成されている。また、このカバー２の外面には、例えば自動車の車体などに固定するための連結部２ｃが突設されている。
【００３０】
これらケース１及びカバー２は、ロータリエンコーダのステータ部を構成しており、連結部２ｃを介して例えば自動車の車体などに固定される。
【００３１】
コードホイール３は、中央開口３ａを有するロータ３ｂと、当該ロータ３ｂに固着されたコード板３ｃとからなり、ロータ３ｂの回転中心（中央開口３ａの軸心）とコード板３ｃの回転中心とは、ステアリングシャフトなどの回転体の回転中心に合致されている。ロータ３ｂには、図１に示すように、遊星歯車４を設定するための偏心軸３ｄと回転伝達部６を設定するためのロータ３ｂの回転中心と同心の取付軸３ｅとが形成され、また、コード板３ｃの外周部には、図３及び図４に示すように、所要数の信号検出用の遮光突起３ｆが所要の配列で突設されている。このコードホイール３は、中央開口３ａに貫通されたステアリングシャフトなどの回転体に固着され、当該回転体と共に回転する。
【００３２】
遊星歯車４は、中央開口４ａ及び回転伝達部６の係合突起部６ｄを遊嵌する遊嵌部（透孔）４ｂを有するリング状に形成されており、その歯数は、内歯車２ｂの歯数及びコードホイール３に対する回転伝達部６の減速比を考慮して設定される。例えば、内歯車２ｂの歯数を３０とし、遊星歯車４の歯数を２９とすれば、コードホイール３に対する回転伝達部６の減速比を１／３０にすることができる。この遊星歯車４は、コードホイール３のロータ３ｂに形成された偏心軸３ｄに取り付けられ、内歯車２ｂと噛み合わされる。
【００３３】
ホルダ５は、ケース２からの遊星歯車４の脱落を防止するためのものであって、内径が遊星歯車４の外形より小径かつ回転伝達部６の遊嵌部４ｂを遮蔽しない直径のリング状に形成され、ケース２に固着される。
【００３４】
回転伝達部６は、中央開口６ａを有する突起設定部６ｂと、当該突起設定部６ｂの外周より外向きに張り出されたスケール板設定部６ｃとから構成されており、突起設定部６ｂには、図１及び図４に示すように、遊星歯車４に開設された遊嵌部４ｂ内に遊嵌される係合突起部６ｄが突設されている。また、スケール板設定部６ｃには、図３及び図４に示すように、スケール板７を埋設するための凹部６ｅが形成され、当該凹部６ｅ内にはこれよりも小面積の透孔６ｆが開設されている。この回転伝達部６は、コードホイール３のロータ３ｂに形成された取付軸３ｅに回転自在に取り付けられ、係合突起部６ｄを遊星歯車４に開設された遊嵌部４ｂ内に遊嵌することによって、遊星歯車４と一体に組み合わされる。図２に示すように、組立状態において遊嵌部４ｂの内周面と係合突起部６ｄの外周面とは常時密着状態に保たれており、これによって遊星歯車４の自転が緩みなく回転伝達部６に伝達される。
【００３５】
スケール板７は、不透明な円弧形の板材をもって形成されており、図３に示すように、表裏に貫通する円弧形のスリット７ａが形成されている。このスリット７ａは、回転伝達部６の回転中心（回転体の回転中心）Ｇ１を中心とするスパイラル形状に形成することもできるし、回転伝達部６の回転中心Ｇ１より偏心した点Ｇ２を中心とする円弧形状に形成することもできる。また、このスリット７ａの中心点からの開設角度αは、回転体の可動範囲及びカバー２に形成された内歯車２ｂと遊星歯車４とによって構成される減速機構の減速比を考慮し、回転体の可動範囲内において回転量検出部１１がスリット７ａを検出可能な範囲に設定される。例えば、回転体の可動範囲がニュートラル位置を中心として±９００度であり、減速機構の減速比が１／３０である場合、スリット７ａの中心点からの開設角度αは、ニュートラル位置を中心として±３０度以上の範囲に設定される。
【００３６】
回路基板８は、ケース１内に収納可能な形状に形成されており、ケース１に形成されたリング状の内壁１ｃと対応する部分には、当該内壁１ｃの外形よりも大径の中央開口８ａが開設されている。この回路基板８の表面には、フォトインタラプタ１０、回転量検出部１１及びコネクタ１３の接続部を含む所要の回路パターンが形成されている。
【００３７】
検出素子受け９は、フォトインタラプタ１０及び回転量検出部１１を所定の配列で配置するものであって、各フォトインタラプタ１０を個別に収納するための小区画９ａと回転量検出部１１を構成する発光ダイオード１１ａ及び受光素子１１ｂを個別に収納するための小区画９ｂとを有しており、回路基板８上に固着される。
【００３８】
フォトインタラプタ（回転角検出素子）１０は、図４に示すように、発光素子と受光素子とを対向に配置したものであって、発光素子と受光素子との設定間隔は、コード板３ｃの外周部に突設された遮光突起３ｆを挿通可能な大きさに形成される。各フォトインタラプタ１０は、図３及び図４より明らかなように、遮光突起３ｆの回転軌跡に沿って配置される。
【００３９】
回転量検出部１１は、１対の発光ダイオード１１ａと受光素子１１ｂとの組合せからなり、検出素子受け９に形成された小区画９ｂ内に対向に配置される。発光ダイオード１１ａと受光素子１１ｂとの設定間隔は、図４に示すように、回転伝達部６及びスケール板７を挿通可能な大きさに形成される。また、この回転量検出部１１は、図４に示すように、スケール板７に開設されたスリット７ａの移動経路上に設定される。
【００４０】
ストッパ１２は、検出素子受け９からの発光ダイオード１１ａの脱落を防止するもので、検出素子受け９に形成された小区画９ｂの開口部に被着される。
【００４１】
コネクタ１３は、実施形態例に係る回転検出装置と図示しない制御装置とを電気的に接続するものであって、一端が回路基板８に接続され、先端がケース１に開設されたコネクタ挿通孔１ｅを通って外部に突出されている。
【００４２】
以下、上記のように構成された回転検出装置の動作について説明する。
【００４３】
前記各中央開口１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，６ａを貫通し、コードホイール３のロータ３ｂに固着されたステアリングシャフトなどの回転体が回転すると、当該回転体の回転中心を中心としてコード板３ｃが回転し、フォトインタラプタ１０を横断する遮光突起３ｆの組合せによって各フォトインタラプタ１０の受光素子の受光状態が変化する。図示しない制御装置は、このフォトインタラプタ１０の受光状態の変化から、回転体の１回転以内の回転角を求める。
【００４４】
また、コード板３ｃの回転に伴って、遊星歯車４が回転体の回転中心の回りを公転すると共に、カバー２に形成された内歯車２ｂと噛み合いにより自転する。
この自転が遊星歯車４に連結された回転伝達部６に伝達され、スケール板７が回転体の回転中心を中心として回転するので、回転量検出部１１の設定位置に対するスリット７ａの開口位置が変化し、回転量検出部１１を構成する受光素子１１ｂの受光状態が変化する。図示しない制御装置は、この受光素子１１ｂの受光状態の変化から、回転体の絶対回転角を求める。
【００４５】
本例の回転検出装置は、常時噛み合わされる内歯車２ｂと遊星歯車４との組合せをもって回転伝達部６の減速機構を構成したので、回転体の回転動作に伴う衝撃音が発生せず、回転検出装置の静粛性を高めることができる。また、内歯車２ｂと遊星歯車４との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができ、回転検出装置の低コスト化と小型化とを図ることができる。
【００４６】
また、本例の回転検出装置は、出力媒体部としてスリット７ａを有するスケール板７を備え、当該スケール板７とスリット７ａの位置変化を検出する光学式の回転量検出部１１とをもってアブソリュート形エンコーダを構成したので、従来品と同程度の精度で回転体の回転量を検出することができる。
【００４７】
なお、前記実施形態例においては、出力媒体部としてスリット７ａが開設されたスケール板７を用いたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、コード板３ｃと同様に複数個の遮光突起をスケール板７に突設するという構成にすることもできる。また、このような光学的媒体に代えて、所要の磁気パターンが形成された磁気記録媒体又は所要の抵抗体パターンが形成された抵抗体を出力媒体部として用いることもできる。もちろん、出力媒体部として磁気記録媒体を用いる場合には回転量検出部１１として磁気検出素子が備えられ、出力媒体部として抵抗体を用いる場合には回転量検出部１１として集電ブラシが備えられる。このような構成においても、実施形態例に係る回転検出装置と同様の効果が得られる。
【００４８】
また、本例の回転検出装置は、出力媒体部であるスケール板７に回転伝達部６の回転中心Ｇ１を中心とするスパイラル形状又は回転伝達部６の回転中心Ｇ１より偏心した点Ｇ２を中心とする円弧形状のスリット７ａを形成したので、回転体の回転量を連続的に検出することができ、回転検出装置の回転角検出精度を高めることができる。
【００４９】
なお、前記実施形態例においては、スリット７ａを連続するスパイラル形状又は円弧形状に形成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、図５に示すように、回転体の回転中心Ｇ１からの径方向の距離が異なる複数のスリット７ａ１〜７ａｎの組合せより構成することもできる。このようにすると、回転体の回転量を各スリット７ａ１〜７ａｎを検出することによって間歇的に検出することができるので、回転体の１回転以上の回転量を検出することができる。
【００５０】
また、本例の回転検出装置は、遊星歯車４に透孔よりなる遊嵌部４ｂを開設すると共に、回転伝達部６のこれと対向する位置に遊嵌部４ｂ内に遊嵌可能な係合突起部６ｄを形成し、係合突起部６ｄを遊嵌部４ｂ内に遊嵌することによって遊星歯車４の自転を回転伝達部６に伝達するようにしたので、係合突起部６ｄを遊嵌部４ｂ内に遊嵌するだけでこれら両部材４，６の連結を完了することができ、他の動力伝達機構を介する場合に比べて回転検出装置の組立性を良好なものにすることができて、回転検出装置の低コスト化を図ることができる。
【００５１】
なお、前記実施形態例においては、遊星歯車４に遊嵌部４ｂを開設し、回転伝達部６に係合突起部６ｄを形成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、遊星歯車４に係合突起部を形成し、回転伝達部６に遊嵌部を開設することもできる。また、遊星歯車４と回転伝達部６の双方に互いに遊嵌し合う係合突起部と遊嵌部とを交互に並ぶように形成することもできる。さらに、前記実施形態例においては、遊星歯車４に遊嵌部４ｂとして透孔を開設したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、係合突起部６ｄを遊嵌可能な凹部を形成することもできる。
【００５２】
また、本例の回転検出装置は、回転伝達部６と回転量検出部１１との組合せからなるアブソリュート形エンコーダを有する回転検出装置に、コードホイール３と回転角検出素子であるフォトインタラプタ１０との組合せからなるインクリメント形エンコーダを一体に組み込んだので、回転体の１回転以上の回転量を検出可能で、かつ回転体の１回転以内の回転角を高精度に検出可能な回転検出装置とすることができ、例えばステアリングホイールなどの多回転体の回転角検出が可能になる。
【００５３】
前記各実施形態例に係る回転検出装置は、自動車の車体とステアリングシャフトとの間に設定してステアリングホイールの舵角センサとして用いることができる。前記各実施形態例に係る回転検出装置をステアリングホイールの舵角センサとして備えた自動車は、常時噛み合わされている内歯車２ｂと遊星歯車４との組合せをもって回転伝達部６の減速機構が構成されているので、ステアリングシャフトの回転動作に伴う衝撃音が発生せず、車室内の静粛性を高めることができる。また、内歯車２ｂと遊星歯車４との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができて自動車の低コスト化とステアリング回りの設計の容易化を図ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の回転検出装置は、常時噛み合わされる内歯車と遊星歯車との組合せをもって回転伝達部の減速機構を構成したので、回転体の回転動作に伴う衝撃音が発生せず、回転検出装置の静粛性を高めることができる。
また、内歯車と遊星歯車との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができ、回転検出装置の低コスト化と小型化とを図ることができる。
【００５５】
また、本発明の自動車は、常時噛み合わされている内歯車と遊星歯車との組合せをもって回転伝達部の減速機構が構成された回転検出装置を備えたので、ステアリングシャフトの回転動作に伴う衝撃音が発生せず、車室内の静粛性を高めることができる。また、内歯車と遊星歯車との組合せからなる減速機構は、１段で大きな減速比を得ることができるので、部品点数を少なくすることができて自動車の低コスト化とステアリング回りの設計の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る回転検出装置の分解斜視図である。
【図２】実施形態例に係る回転検出装置に備えられた内歯車と遊星歯車と回転伝達部との結合状態を示す内面図である。
【図３】実施形態例に係る回転検出装置に備えられた回転伝達部とコード板と回転量検出部と回転角検出素子との配列を示す説明図である。
【図４】実施形態例に係る回転検出装置の要部断面図である。
【図５】他の実施形態例に係る回転検出装置に備えられた回転伝達部とコード板と回転量検出部と回転角検出素子との配列を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ カバー
２ｂ 内歯車
３ コードホイール
４ 遊星歯車
４ｂ 遊嵌部
６ 回転伝達部
６ｄ 係合突起部
７ スケール板（出力媒体部）
７ａ スリット
１０ フォトインタラプタ（回転角検出素子）
１１ 回転量検出部
Claims (7)
- 回転体の回転中心と同心に配置された回転しない内歯車と、当該内歯車と噛み合わされ、前記回転体の回転に伴って前記内歯車の内周で自転及び公転する遊星歯車と、前記回転体の回転中心と同心に配置され、前記遊星歯車の自転により回転する回転伝達部と、当該回転伝達部に設けられた出力媒体部と、当該出力媒体部と対向に配置され、前記回転体の１回転以上の回転量を検出する回転量検出部とを備えたことを特徴とする回転検出装置。
- 前記出力媒体部が光学的媒体、磁気記録媒体又は抵抗体のいずれかよりなり、前記回転量検出部が前記出力媒体部の種類に応じて受発光素子、磁気検出素子又は集電ブラシのいずれかよりなることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
- 前記出力媒体部を、前記回転体の回転中心を中心とするスパイラル形状又は前記回転体の回転中心より偏心した点を中心とする円弧形状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
- 前記出力媒体部を、前記回転体の回転中心からの径方向の距離が異なる複数のスケールの組合せより形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
- 前記遊星歯車と前記回転伝達部との対向面に互いに遊嵌し合う複数組の突起と当該突起の遊嵌部とを形成し、前記突起を前記遊嵌部内に遊嵌し、前記遊星歯車の自転を前記回転伝達部に伝達することを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
- 前記回転体に同心に取り付けられたコードホイールと、当該コードホイールに形成されたコードパターンと対向に配置され、前記回転体の回転角を検出する回転角検出素子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
- ステアリングシャフトと同心に配置され、車体に固定された内歯車と、当該内歯車と噛み合わされ、前記ステアリングシャフトの回転に伴って前記内歯車の内周で自転及び公転する遊星歯車と、前記ステアリングシャフトと同心に配置され、前記遊星歯車の自転により回転する回転伝達部と、当該回転伝達部に設けられた出力媒体部と、当該出力媒体部と対向に配置され、前記ステアリングシャフトの１回転以上の回転量を検出する回転量検出部とを備えたことを特徴とする自動車。
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