JP2006201026A - Rotation angle detection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転するシャフトの外周に設けた主円環と、主円環の回転に連動して回転する複数の副円環と、複数の副円環の回転角をそれぞれ検出する複数の回転角センサとを備え、前記複数の回転角センサの出力に基づいて前記シャフトの回転角を検出する回転角検出装置に関する。 The present invention provides a main ring provided on the outer periphery of a rotating shaft, a plurality of sub-rings that rotate in conjunction with the rotation of the main ring, and a plurality of rotations that detect rotation angles of the plurality of sub-rings, respectively. The present invention relates to a rotation angle detection device that includes an angle sensor and detects a rotation angle of the shaft based on outputs of the plurality of rotation angle sensors.
ステアリングシャフトに固定した環状駆動ギヤにそれぞれマグネットを備えた一対の従動ギヤを噛合させ、一対の従動ギヤの回転に伴う磁界の変化に基づいてステアリングシャフトの回転角を検出する舵角センサが、下記特許文献1により公知である。
ところで上記従来のものは、ステアリングシャフトの回転角を環状駆動ギヤに噛合する一対の従動ギヤの回転角に基づいて検出しているため、ステアリングシャフトが右転舵方向に回転するときと左転舵方向に回転するときとで、ギヤのバックラッシュの影響で従動ギヤの回転角が変化してしまい、そのためにステアリングシャフトの回転角の検出精度が低下する問題があった。それだけでなく、環状駆動ギヤの位置に対する一対の従動ギヤの位置の自由度が制限されたり、ギヤのバックラッシュの影響で騒音が発生したりする問題があった。 By the way, in the above-mentioned conventional one, the rotation angle of the steering shaft is detected based on the rotation angles of the pair of driven gears meshed with the annular drive gear, so that the steering shaft rotates in the right turning direction and the left turning The rotational angle of the driven gear changes due to the backlash of the gear when rotating in the direction, which causes a problem that the detection accuracy of the rotational angle of the steering shaft is lowered. In addition, there is a problem that the degree of freedom of the position of the pair of driven gears relative to the position of the annular drive gear is limited, and noise is generated due to the influence of gear backlash.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ギヤのバックラッシュの影響を排除してて回転角検出装置の検出精度を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to improve the detection accuracy of a rotation angle detection device by eliminating the influence of gear backlash.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、回転するシャフトの外周に設けた主円環と、主円環の回転に連動して回転する複数の副円環と、複数の副円環の回転角をそれぞれ検出する複数の回転角センサとを備え、前記複数の回転角センサの出力に基づいて前記シャフトの回転角を検出する回転角検出装置において、前記主円環および前記複数の副円環に無端ベルとを巻き掛け、主円環の回転に連動させて前記複数の副円環を回転させることを特徴とする回転角検出装置が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a main ring provided on the outer periphery of the rotating shaft, and a plurality of sub-rings rotating in conjunction with the rotation of the main ring, A rotation angle detecting device that detects a rotation angle of the shaft based on outputs of the plurality of rotation angle sensors, the rotation angle detecting device comprising: a plurality of rotation angle sensors that respectively detect rotation angles of the plurality of sub-annular rings; A rotation angle detecting device is proposed, wherein an endless bell is wound around the ring and the plurality of sub-rings, and the plurality of sub-rings are rotated in conjunction with the rotation of the main ring.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記無端ベルトに所定の張力を発生させるべく、前記複数の副円環の少なくとも一つを付勢したことを特徴とする回転角検出装置が提案される。 According to the invention described in claim 2, in addition to the structure of claim 1, in order to generate a predetermined tension on the endless belt, at least one of the plurality of sub-annular rings is biased. A featured rotation angle detection device is proposed.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記無端ベルトは前記主円環および前記副円環に凹凸係合するコグベルトであることを特徴とする回転角検出装置が提案される。
According to the invention described in
尚、実施例の主プーリ14は本発明のプーリに対応し、実施例のステアリングシャフト15は本発明のシャフトに対応し、実施例の第1、第2回転角センサ18,23は本発明の回転角センサに対応し、実施例の第1、第2副プーリ20,25は本発明の副円環に対応する。
The
請求項1の構成によれば、回転するシャフトの外周に設けた主円環と複数の副円環とに無端ベルトを巻き掛け、主円環の回転に連動して回転する複数の副円環の回転角を対応する回転角センサで検出することでシャフトの回転角を検出するので、主円環および副円環をギヤで連動させる場合に発生するバックラッシュの影響を受けることなく、騒音の発生を抑制しながら主円環の回転角を副円環の回転角を精度良く連動させることができる。しかも主円環および副円環をギヤで連動させる場合に比べて、主円環に対する副円環のレイアウトの自由度が向上する。 According to the configuration of claim 1, a plurality of sub-rings that rotate around the rotation of the main ring by winding an endless belt around the main ring and the plurality of sub-rings provided on the outer periphery of the rotating shaft. Since the rotation angle of the shaft is detected by detecting the rotation angle of the shaft, the rotation angle of the shaft is detected. The rotation angle of the main ring can be accurately linked to the rotation angle of the sub-ring while suppressing the occurrence. Moreover, the degree of freedom of layout of the sub-ring relative to the main ring is improved as compared with the case where the main ring and the sub-ring are interlocked with a gear.
請求項2の構成によれば、複数の副円環の少なくとも一つを付勢することで無端ベルトに所定の張力を発生させるので、無端ベルトの緩みを防止して主円環の回転角に副円環の回転角をより精度良く連動させることができる。 According to the configuration of claim 2, since a predetermined tension is generated in the endless belt by energizing at least one of the plurality of sub-annular rings, the endless belt is prevented from loosening and the rotation angle of the main annular ring is set. The rotation angle of the secondary ring can be linked more accurately.
請求項3の構成によれば、主円環および副円環に凹凸係合するコグベルトで無端ベルトを構成したので、主円環および副円環に対してコグベルトがスリップするのを防止して主円環の回転角に副円環の回転角をより精度良く連動させることができる。 According to the configuration of the third aspect, since the endless belt is configured by the cog belt that engages with the main ring and the sub ring, the main belt and the sub ring are prevented from slipping with respect to the main ring and the sub ring. The rotation angle of the sub-ring can be linked more accurately to the rotation angle of the ring.
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図3は本発明の一実施例を示すもので、図1はステアリングシャフトの回転角を検出する回転角検出装置の全体平面図、図2は図1の2−2線断面図、図3は図1の3−3線断面図である。 1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall plan view of a rotation angle detection device for detecting the rotation angle of a steering shaft. FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.
自動車のステアリングホイールの回転角を検出する回転角検出装置11は、車体に固定された基板12上に設けられる。基板12にはニードルベアリング13を介して環状の主プーリ14が回転自在に支持される。主プーリ14の内周に筒状のステアリングシャフト15の外周がスプライン嵌合16する。基板12に固定したブラケット17の上面に固定した第1回転角センサ18から第1回転軸19が下向きに突出しており、その第1回転軸19に第1副プーリ20が支持される。
A rotation
基板12に植設した支軸21にベルクランク22の中間部が揺動自在に支持されており、その一端部の上面に固定した第2回転角センサ23から第2回転軸24が下向きに突出し、第2回転軸24に第2副プーリ25が支持される。ベルクランク22の他端部と基板12に固定したばね受け26との間に張設したコイルばね27により、ベルクランク22は図1の反時計方向に付勢される。
An intermediate portion of the
主プーリ14、第1副プーリ20および第2副プーリ25に、コグベルト28が巻き掛けられる。主プーリ14、第1副プーリ20および第2副プーリ25は外周に円錐台状の突起14a…,20a…,25a…を備えており、これらの突起14a…,20a…,25a…がコグベルト28に形成した孔28a…に係合する。
A
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
ドライバーがステアリングハンドルを操作してステアリングシャフト15が回転すると、ステアリングシャフト15にスプライン嵌合16する主プーリ14が回転し、主プーリ14の回転はコグベルト28を介して第1副プーリ20および第2副プーリ25に伝達される。第1、第2副プーリ20,25は異なる直径を有するため、第1回転角センサ18で検出した第1副プーリ20の回転角と、第2回転角センサ23で検出した第2副プーリ25の回転角とは異なる値になり、それら二つの回転角の組み合わせから主プーリ14、つまりステアリングシャフト15の回転角が検出される。
When the driver operates the steering handle to rotate the
主プーリ14および第1、第2副プーリ20,25をコグベルト28ではなくギヤで連動させると、ギヤのバックラッシュの影響で主プーリ14の右回転時と左回転時とで第1副プーリ20および第2副プーリ25の回転角が変化してしまい、回転角検出装置11の検出精度が低下してしまう問題がある。しかしながら、本実施例では、主プーリ14および第1、第2副プーリ20,25をコグベルト28で連動させるので、ギヤのバックラッシュの影響をなくして回転角検出装置11の検出精度を高めるとともに、騒音の発生を抑制することができる。
When the
またギヤによる連動では、主プーリ14に対する第1、第2副プーリ20,25の配置の自由度が制限されてしまうが、コグベルト28を用いたことで第1、第2副プーリ20,25の配置の自由度が向上する。しかも主プーリ14および第1、第2副プーリ20,25とコグベルト28とが凹凸係合するので、コグベルト28がスリップするのを防止して回転角検出装置11の検出精度を更に高めことができる。更に、第2副プーリ25をコイルばね27の弾発力で付勢してコグベルト28にテンションを与えるので、コグベルト28の緩みによる回転角検出装置11の検出精度の低下を防止することができる。
Further, in the interlocking with the gear, the degree of freedom of the arrangement of the first and second
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本発明の回転角検出装置11は、ステアリングシャフト15以外の任意のシャフトの回転角検出に適用することができる。
For example, the rotation
また実施例の回転角検出装置11は2個の副プーリ20,25を備えているが、副プーリの数は3個以上であっても良い。
Further, the rotation
14 主プーリ(主円環)
15 ステアリングシャフト(シャフト)
18 第1回転角センサ(回転角センサ)
20 第1副プーリ(副円環)
23 第2回転角センサ(回転角センサ)
25 第2副プーリ(副円環)
28 コグベルト
14 Main pulley (Main ring)
15 Steering shaft (shaft)
18 First rotation angle sensor (rotation angle sensor)
20 1st sub pulley (sub ring)
23 Second rotation angle sensor (rotation angle sensor)
25 Second secondary pulley (secondary ring)
28 Cogbelt
Claims (3)
主円環(14)の回転に連動して回転する複数の副円環(20,25)と、
複数の副円環(20,25)の回転角をそれぞれ検出する複数の回転角センサ(18,23)と、
を備え、前記複数の回転角センサ(18,23)の出力に基づいて前記シャフト(15)の回転角を検出する回転角検出装置において、
前記主円環(14)および前記複数の副円環(20,25)に無端ベルト(28)を巻き掛け、主円環(14)の回転に連動させて前記複数の副円環(20,25)を回転させることを特徴とする回転角検出装置。 A main ring (14) provided on the outer periphery of the rotating shaft (15);
A plurality of sub-rings (20, 25) that rotate in conjunction with the rotation of the main ring (14);
A plurality of rotation angle sensors (18, 23) for respectively detecting rotation angles of the plurality of sub-annular rings (20, 25);
A rotation angle detecting device for detecting a rotation angle of the shaft (15) based on outputs of the plurality of rotation angle sensors (18, 23),
An endless belt (28) is wound around the main ring (14) and the plurality of sub rings (20, 25), and the plurality of sub rings (20, 25) are interlocked with the rotation of the main ring (14). 25) rotating angle detecting device characterized by rotating.
The rotation angle according to claim 1 or 2, characterized in that the endless belt (28) is a cog belt which engages with the main ring (14) and the sub ring (20, 25) in an uneven manner. Detection device.
Priority Applications (1)
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JP2010101447A (en) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Speed reducer with rotation detector |
JP2010286299A (en) * | 2009-06-10 | 2010-12-24 | Alps Electric Co Ltd | Rotation angle sensor |
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2005
- 2005-01-20 JP JP2005012939A patent/JP2006201026A/en active Pending
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