JP2005156163A - Rotational angle detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度検出等に用いられる回転角度検出装置に関するものである。 The present invention relates to a rotation angle detection device mainly used for detecting a rotation angle of a steering wheel of an automobile.
近年、自動車の高機能化が進む中、ステアリングの回転角度を検出する回転角度検出装置において、車体の走行制御などを行うために検出精度の高いものが求められてきている。 2. Description of the Related Art In recent years, with the advancement of functions of automobiles, a rotation angle detection device that detects the rotation angle of a steering wheel is required to have high detection accuracy in order to perform vehicle body travel control and the like.
このような従来の回転角度検出装置について、図7及び図8を用いて説明する。 Such a conventional rotation angle detection device will be described with reference to FIGS.
図7は従来の回転角度検出装置の断面図、図8は同要部斜視図であり、同図において、1は外周に平歯車部1Aが形成された回転体で、中央部には挿通するステアリング(図示せず)の軸と係合する係合部が設けられている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional rotation angle detecting device, and FIG. 8 is a perspective view of the main part. In FIG. 7,
そして、2は中央に磁石3が装着された検出体で、回転体1に並んで配置されると共に、この外周に形成された平歯車部2Aが、回転体1の平歯車部1Aに噛合している。
また、4は検出体2に平行に対向して配置された第1配線基板で、両面に複数の配線パターン(図示せず)が形成されると共に、第1配線基板4の検出体2との対向面には、磁気検出素子5が装着され、この対向した磁石3と磁気検出素子5によって検出手段6が構成されている。
そして、7はリード線8により第1配線基板4に接続された第2配線基板で、磁気検出素子5からの検出信号を処理するマイコン等からなる制御手段9が形成され、この制御手段9がコネクタ(図示せず)等を通して自動車本体の電子回路(図示せず)に接続されて、回転角度検出装置が構成されている。
以上の構成において、ステアリングを回転すると、これに伴って回転体1が回転し、この外周の平歯車部1Aに平歯車部2Aが噛合した検出体2も回転する。
In the above configuration, when the steering is rotated, the
そして、この検出体2の回転に伴って、検出体2中央に装着された磁石3の磁界が変化し、この変化する磁気を磁気検出素子5が検出して、漸次増加または減少する周期性で略三角形の電圧波形が連続する検出信号が制御手段9へ出力される。
As the
この時、例えば、回転体1の平歯車部1Aの歯数を検出体2の平歯車部2Aの歯数に対し3倍に設定し、検出体2及び磁石3が180度回転する度に磁気検出素子5が電圧波形の1波形分を検出するものとすれば、回転体1が1回転する間に、検出体2は3回転し、磁気検出素子5は検出体の1回転に対して2波形分を検知するため、6つの電圧波形が検出信号として連続して出力される。
At this time, for example, the number of teeth of the
つまり、回転体1が60度回転する毎に、漸次増加減少する略三角形の一つの電圧波形が、検出信号として磁気検出素子5から制御手段9へ出力される。
That is, each time the rotating
そして、制御手段9の演算部が、先ずこの磁気検出素子5からの検出信号の波形の周期数を計算して回転体1の60度毎の概略の回転角度を検出した後、次にその電圧値によって回転体1の正確な回転角度を検出する。
Then, the calculation unit of the control means 9 first calculates the number of periods of the waveform of the detection signal from the
さらに、この電圧波形は回転体1の60度回転毎に漸次増加減少する波形であるため、例えば制御手段9のマイコンに10ビットのアナログ/デジタルコンバータを用いて演算処理を行えば、0と1の二つの信号の10乗で1024となり、60度/1024≒0.06度という分解能にて回転角度の検出を行うことができる。
Further, since this voltage waveform is a waveform that gradually increases and decreases every 60 degrees of rotation of the rotating
このように、この磁気検出素子5からの検出信号の波形の数と電圧値によって、制御手段9が回転体1の回転角度を検出するように構成されているものであった。
As described above, the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら、上記従来の回転角度検出装置においては、回転角度の検出精度をさらに高いものとするためには、回転体1の平歯車部1Aの歯数を増やして、回転体1の1回転に対し検出体2を3回転以上、例えば4回転させ、電圧波形の1波形あたりの検出角度を小さくすることにより実現可能であるが、回転体1の歯数を増やすことによって、回転体1の外径が大きくなり、従って、回転角度検出装置の外形形状が大きくなるという課題があった。
However, in the conventional rotation angle detection device, in order to further increase the detection accuracy of the rotation angle, the number of teeth of the
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、小型かつ回転角度の検出精度が高い回転角度検出装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device that has a simple configuration and is small in size and high in rotation angle detection accuracy.
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の請求項1に記載の発明は、回転体の回転に連動して回転する検出体を、回転軸線が回転体の回転軸線に対し直交する方向に配置して回転角度検出装置を構成したものであり、検出体が回転体の外周下方に直交した状態で配置されるため、回転角度の検出精度を高めるために回転体の歯数を増やし、回転体の外径を大きくした場合でも、回転体と検出体を並べて配置する場合に比べ、外形形状の小さな回転角度検出装置を得ることができるという作用を有する。 According to the first aspect of the present invention, the rotation angle detection device is configured by arranging the detection body that rotates in conjunction with the rotation of the rotating body in a direction in which the rotation axis is orthogonal to the rotation axis of the rotating body. Since the detection body is arranged in a state orthogonal to the lower periphery of the outer periphery of the rotating body, even if the number of teeth of the rotating body is increased to increase the detection accuracy of the rotation angle, and the outer diameter of the rotating body is increased, Compared with the case where the rotating body and the detection body are arranged side by side, the rotation angle detecting device having a small outer shape can be obtained.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、回転体の外周及び検出体の外周にかさ歯車部を各々形成し、これらを互いに噛合させたものであり、検出体が回転体に確実に連動して回転するため、外形形状が小さく、回転角度の誤差が少ない検出を行うことができるという作用を有する。 According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, bevel gear portions are respectively formed on the outer periphery of the rotating body and the outer periphery of the detecting body, and these are meshed with each other, and the detecting body is the rotating body. Therefore, it is possible to perform detection with a small outer shape and a small rotation angle error.
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の発明において、検出手段を磁石と磁気検出素子によって形成すると共に、この検出手段と制御手段を同一の配線基板上に形成したものであり、一つの配線基板に検出手段と制御手段が設けられているため、構成部品数が少なく、組立ても容易で安価な回転角度検出装置を得ることができるという作用を有する。
The invention according to
以上のように本発明によれば、簡易な構成で、小型かつ回転角度の検出精度が高い回転角度検出装置を得ることができるという有利な効果が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect that it is possible to obtain a rotation angle detection device that is small in size and high in rotation angle detection accuracy with a simple configuration.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図6を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態による回転角度検出装置の断面図、図2は同要部斜視図、図3は同分解斜視図であり、同図において、11は外周にかさ歯車部11Aが形成された回転体で、中央部には挿通するステアリング(図示せず)の軸と係合する係合部11Bが設けられている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a sectional view of a rotation angle detecting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the main part, FIG. 3 is an exploded perspective view of the same, and 11 is a
そして、12は外周にかさ歯車部12Aが形成された検出体で、この検出体12の中央には、磁石13がインサート成形等により装着されている。
また、検出体12のかさ歯車部12Aが回転体11のかさ歯車部11Aに直交して噛合すると共に、検出体12は、カバー14の軸支部14Aと略環状の支持部材15によって、回転体11の回転に連動して回転可能に保持されている。
Further, the
すなわち、検出体12の回転中心線である回転軸線が回転体11の軸線に対し直交する方向になるようにして、回転体11と検出体12が配置されている。
That is, the rotating
なお、回転体11のかさ歯車部11Aの歯数は、例えば、検出体12のかさ歯車部12Aの歯数の4倍となっており、背景技術の項で説明したような、3倍の歯数とした場合に比べ歯数は多く、従って、回転体11の外径は大きなものとなっている。
The number of teeth of the
さらに、16は検出体12に平行に対向して回転体11の中心側に配置された配線基板で、両面に複数の配線パターン(図示せず)が形成されると共に、配線基板16の検出体12との対向面には、AMR素子(異方性磁気検出素子)等の磁気検出素子17が装着され、この対向した磁石13と磁気検出素子17によって検出手段18が構成されている。
Further,
そして、同じく配線基板16には、磁気検出素子17からの検出信号を処理するマイコン等からなる制御手段19が形成され、この制御手段19がコネクタ20等を通して自動車本体の電子回路(図示せず)に接続されている。
Similarly, the
また、21は絶縁樹脂製のケース、22は同じく絶縁樹脂製のカバーで、これらとカバー14によって、回転体11や検出体12、配線基板16等が覆われ、所定の箇所に位置決めされて回転角度検出装置が構成されている。
以上の構成において、ステアリングを回転すると、これに伴って回転体11が回転し、この外周のかさ歯車部11Aにかさ歯車部12Aが噛合した検出体12も回転する。
In the above configuration, when the steering is rotated, the
そして、この検出体12の回転に伴って、検出体12中央に装着された磁石13による磁界が変化し、この変化する磁界を磁気検出素子17が検出して、図4の電圧波形図に示すような、漸次増加または減少する周期性で略三角形の電圧波形が連続する検出信号が、検出手段18の磁気検出素子17から制御手段19へ出力される。
As the
この時、上述したように、例えば、回転体11のかさ歯車部11Aの歯数を検出体12のかさ歯車部12Aの歯に対し4倍に設定し、磁気検出素子17を磁気の強弱のみを検出する、つまり検出体12が180度回転する度に電圧波形の1波形分を検出するものとすれば、回転体11が1回転する間に、検出体12は4回転し、磁気検出素子17は検出体12の1回転に対して2波形分を検知するため、8つの電圧波形が検出信号として連続して出力される。
At this time, as described above, for example, the number of teeth of the
つまり、回転体11が45度回転する毎に、漸次増加減少する略三角形の一つの電圧波形が、検出信号として磁気検出素子17から制御手段19へ出力される。
That is, every time the rotating
そして、制御手段19の演算部が、先ずこの磁気検出素子17からの検出信号の波形の周期数を計算して、回転体11の45度毎の概略の回転角度を検出した後、次にその電圧値によって回転体11の正確な回転角度を検出する。
Then, the calculation unit of the control means 19 first calculates the number of periods of the waveform of the detection signal from the
例えば、図5の電圧波形図に示すように、回転角度θの場合、先ず検出信号の波形の数は基準の0度から数えて2つ目であるため、先ず45度から90度の間であるとの概略の回転角度を検出し、次にその電圧値vによって回転体11の正確な回転角度、例えば60度であることを検出する。
For example, as shown in the voltage waveform diagram of FIG. 5, in the case of the rotation angle θ, first, the number of waveforms of the detection signal is the second counted from the
さらに、この電圧波形は回転体11の45度回転毎に漸次増加減少する波形であるため、例えば制御手段19のマイコンに10ビットのアナログ/デジタルコンバータを用いて演算処理を行えば、0と1の二つの信号の10乗で1024となり、45度/1024≒0.045度という高い分解能にて回転角度の検出を行うことができる。
Further, since this voltage waveform is a waveform that gradually increases and decreases every 45 degrees of rotation of the
つまり、背景技術の項で説明した従来の回転角度検出装置に比べ、回転体11の歯数が増え、回転体11の外径が大きくなって回転角度の検出精度が高くなっているにもかかわらず、検出体12は回転体11と直交して配置されているために、回転体11外径方向の装置外形は従来のものに比べ、小さなものとすることができる。
That is, although the number of teeth of the
以上のように、この磁気検出素子17からの検出信号の波形の数と電圧値によって制御手段19が回転体11の回転角度を検出するように構成されている。
As described above, the
このように本実施の形態によれば、検出体12を回転軸線が回転体11の回転軸線に対し直交する方向に配置することによって、検出体12が回転体11の下方に直交して配置されるため、回転体11外周の歯数を増やしても装置の外形を大きくすることなく、検出精度の高い回転角度検出装置を得ることができるものである。
As described above, according to the present embodiment, the
また、回転体11の外周にかさ歯車部11Aを形成すると共に、検出体12の外周にもかさ歯車部12Aを形成し、これらを互いに噛合させることにより、検出体12が回転体11に確実に連動して回転するため、外形形状が小さく、回転角度の誤差が少ない検出を行うことができる。
In addition, the
さらに、検出手段18を磁石13と磁気検出素子17によって形成すると共に、この検出手段18と制御手段19を同一の配線基板16上に形成することによって、一つの配線基板16に検出手段18と制御手段19が設けられているため、構成部品数が少なく、組立ても容易で安価な回転角度検出装置を得ることができる。
Further, the detection means 18 is formed by the magnet 13 and the
なお、以上の説明では、回転体11に一つの検出体12を噛合させ、検出手段18からの検出信号によって制御手段19が回転体11の回転角度を検出する構成について説明したが、図6の要部斜視図に示すように、回転体31の回転に連動して回転する複数の検出体32や33及び34を設けると共に、これらに対向させて検出手段などを設け、例えば、検出体32とこれとは歯数が異なる検出体33による検出信号によって、さらに検出精度を高める構成としても、本発明の実施は可能である。
In the above description, the configuration in which one detecting
また、検出体32と同じ歯数で、同じく回転体31に直接噛合した検出体34による検出信号によって、検出体32の回転異常を検知するような構成としてもよい。
Alternatively, the rotation abnormality of the
さらに、回転体31に直接噛合する検出体32と34のみで回転角度検出装置を構成したり、或いは、検出体32とこれに噛合する検出体34のみで構成しても本発明の実施は可能である。
Further, the present invention can be implemented even if the rotation angle detection device is configured only by the
本発明による回転角度検出装置は、簡易な構成で、小型かつ回転角度の検出精度が高い検出装置を得ることができるという有利な効果を有し、自動車のステアリングの回転角度検出等に有用である。 The rotation angle detection device according to the present invention has an advantageous effect that it is possible to obtain a detection device with a simple configuration and a small size and high detection accuracy of the rotation angle, and is useful for detecting the rotation angle of the steering of an automobile. .
11、31 回転体
11A、12A かさ歯車部
12、32、33、34 検出体
13 磁石
14、22 カバー
14A 軸支部
15 支持部材
16 配線基板
17 磁気検出素子
18 検出手段
19 制御手段
20 コネクタ
21 ケース
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003390524A JP2005156163A (en) | 2003-11-20 | 2003-11-20 | Rotational angle detector |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003390524A JP2005156163A (en) | 2003-11-20 | 2003-11-20 | Rotational angle detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=34717870
Family Applications (1)
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JP2003390524A Pending JP2005156163A (en) | 2003-11-20 | 2003-11-20 | Rotational angle detector |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008026039A (en) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Rotational angle detector |
WO2013027506A1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-02-28 | ボッシュ株式会社 | Steering angle sensor |
EP2253939A3 (en) * | 2009-05-20 | 2014-03-05 | Alps Electric Co., Ltd. | Multi-rotation angle detection device |
KR102326455B1 (en) * | 2021-05-06 | 2021-11-12 | 이수현 | Two-way displacement measurement sensor using bevel gear and displacement measurement method using the same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002206910A (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Rotation angle detector |
JP2002213910A (en) * | 2001-01-23 | 2002-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Detector for angle of rotation |
-
2003
- 2003-11-20 JP JP2003390524A patent/JP2005156163A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002206910A (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Rotation angle detector |
JP2002213910A (en) * | 2001-01-23 | 2002-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Detector for angle of rotation |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008026039A (en) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Rotational angle detector |
US7436174B2 (en) | 2006-07-19 | 2008-10-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Rotation angle detector having detection heads disposed perpendicular to a rotor |
EP2253939A3 (en) * | 2009-05-20 | 2014-03-05 | Alps Electric Co., Ltd. | Multi-rotation angle detection device |
WO2013027506A1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-02-28 | ボッシュ株式会社 | Steering angle sensor |
EP2749839A1 (en) * | 2011-08-22 | 2014-07-02 | Robert Bosch GmbH | Steering angle sensor |
CN103975219A (en) * | 2011-08-22 | 2014-08-06 | 罗伯特·博世有限公司 | Steering angle sensor |
EP2749839A4 (en) * | 2011-08-22 | 2015-01-14 | Bosch Gmbh Robert | Steering angle sensor |
US9297670B2 (en) | 2011-08-22 | 2016-03-29 | Robert Bosch Gmbh | Steering angle sensor |
KR102326455B1 (en) * | 2021-05-06 | 2021-11-12 | 이수현 | Two-way displacement measurement sensor using bevel gear and displacement measurement method using the same |
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