JP2007192609A - Rotation 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、各種制御のため様々な回転角度検出装置を用いてステアリングの回転角度を検出するものが増えている。 In recent years, as the functions of automobiles have advanced, the number of steering angle detection devices using various rotation angle detection devices for various controls has increased.
このような従来の回転角度検出装置について、図4を用いて説明する。 Such a conventional rotation angle detection device will be described with reference to FIG.
図4は従来の回転角度検出装置の平面図であり、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1Bが設けられると共に、下面には略円筒状の摺接部1Cが形成されている。
FIG. 4 is a plan view of a conventional rotation angle detecting device. In FIG. 4,
そして、2は略箱型で絶縁樹脂製のケースで、底面には回転体1の摺接部1Cよりやや大きく、上方へ円筒状に突出した貫通孔2Aが形成され、この貫通孔2A内に摺接部1Cが挿通されて、回転体1がケース2に回転可能に装着されている。
また、3はケース2底面に回転可能に装着された第一の検出体で、この外周の平歯車部3Aが回転体1の平歯車部1Aに噛合すると共に、この第一の検出体3の中央には、磁石4がインサート成形等により装着されている。
さらに、5はケース2底面に回転可能に装着された第二の検出体で、外周には第一の検出体3の平歯車部3Aとは歯数の異なる平歯車部5Aが設けられ、この平歯車部5Aが平歯車部3Aに噛合すると共に、第二の検出体5の中央には、磁石6が装着されている。
Further, 5 is a second detector rotatably mounted on the bottom surface of the
そして、7は第一の検出体3及び第二の検出体5の上方にほぼ平行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、第一の検出体3の磁石4や第二の検出体5の磁石6との対向面には、磁気検出素子(図示せず)が各々装着されている。
また、このように磁石4や6と、これに対向した磁気検出素子によって検出手段が各々形成されると共に、配線基板7にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子に接続された制御手段10が形成されて、回転角度検出装置が構成されている。
In addition, the detection means is formed by the
そして、このような回転角度検出装置は、制御手段10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)に接続されると共に、回転体1の係合部1Bにはステアリングの軸が挿通されて、自動車に装着される。
In such a rotation angle detection device, the control means 10 is connected to an electronic circuit (not shown) of the automobile body through a connector (not shown) or the like, and the engaging portion 1B of the rotating
以上の構成において、運転時にステアリングを回転すると、回転体1が回転し、これに連動して第一及び第二の検出体3と5が回転するため、これらの中央に装着された磁石4と6も回転して、この磁石4と6の変化する磁力を磁気検出素子が検出し、これらの検出信号が制御手段10へ出力される。
In the above configuration, when the steering wheel is rotated during driving, the
なお、この時、第一及び第二の検出体3と5は、平歯車部3Aと5Aの歯数が異なり回転速度が異なるため、各々の検出手段からの検出信号は、周期や位相の異なる検出信号となる。
At this time, since the first and
そして、このような二つの異なる検出信号と各々の歯数から、制御手段10が所定の演算を行って、回転体1即ちステアリングの回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力されて、様々な制御が行われるように構成されているものであった。
Then, from such two different detection signals and the respective number of teeth, the control means 10 performs a predetermined calculation to detect the rotation angle of the
ただ、このような回転角度検出装置においては、回転体1の摺接部1Cが、これよりやや大きな径の貫通孔2A内に挿通されて、回転体1がケース2に回転可能に装着されているため、この摺接部1Cと貫通孔2Aとの隙間によって、回転体1の回転に偏心が発生し、回転角度の検出に誤差が生じる場合がある。
However, in such a rotation angle detecting device, the sliding contact portion 1C of the rotating
このため、ばね等を用いて、回転体1をケース2の貫通孔2Aに対して押圧付勢し、摺接部1C外周を貫通孔2A内周に弾接させて、この間の隙間をなくすことも行われているが、ばね等の付勢力を大きくすると、この力によって摺接部1C外周や貫通孔2A内周に磨耗が生じ、回転体1の偏心が大きくなってしまう場合があった。
For this reason, 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、摺接部1Cが大きな径の貫通孔2A内に挿通されて、回転体1がケース2に回転可能に装着されているため、この摺接部1Cと貫通孔2Aとの隙間によって、回転体1の回転に偏心が発生し、回転に誤差が生じたり、また、これを防ぐために、ばね等を用いて摺接部1Cと貫通孔2Aを弾接させると、磨耗が生じ回転体1の偏心が大きくなってしまったりするため、回転角度の高精度な検出が困難であるという課題があった。
However, in the conventional rotation angle detecting device, the sliding contact portion 1C is inserted into the through-hole 2A having a large diameter, and the rotating
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、高精度な回転角度の検出が可能な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 capable of detecting a rotation angle with high accuracy with a simple configuration.
上記目的を達成するために本発明は、回転体またはこれに連動して回転する検出体の一方を、他方へ押圧する付勢手段を設けると共に、この付勢手段とケースの間に、付勢手段を係止するストッパ手段を形成して回転角度検出装置を構成したものであり、付勢手段によって回転体の摺接部外周がケースの貫通孔内周に弾接し、この間の隙間による回転体の偏心を防止できると共に、ストッパ手段によって付勢手段の付勢力を一定に保ち、摺接部と貫通孔の磨耗を低減できるため、回転体の偏心を防ぎ、誤差がなく、高精度な回転角度の検出が可能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。 In order to achieve the above object, the present invention provides an urging means that presses one of the rotating body or the detecting body that rotates in conjunction with the rotating body to the other, and an urging force is provided between the urging means and the case. The rotation angle detecting device is configured by forming stopper means for locking the means, and the outer periphery of the sliding contact portion of the rotating body is elastically contacted with the inner periphery of the through hole of the case by the biasing means, and the rotating body is formed by a gap therebetween The eccentric force of the urging means can be kept constant by the stopper means, and the wear of the sliding contact part and the through-hole can be reduced. It is possible to obtain a rotation angle detection device capable of detecting the above.
以上のように本発明によれば、簡易な構成で、高精度な回転角度の検出が可能な回転角度検出装置を実現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 a rotation angle detection device capable of detecting a rotation angle with high accuracy can be realized with a simple configuration.
以下、本発明の一実施の形態について、図1〜図3を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the structure same as the structure demonstrated in the term of background art, and detailed description is simplified.
(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平面図、図2は同分解斜視図であり、同図において、1は外周に平歯車部1Aが形成された絶縁樹脂または金属製の回転体で、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1Bが設けられると共に、下面には略円筒状の摺接部1Cが形成されている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a plan view of a rotation angle detecting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the same, in which 1 is made of insulating resin or metal having a spur gear portion 1A formed on the outer periphery. An engaging portion 1B that engages with a shaft of a steering (not shown) that is inserted is provided in the center portion, and a substantially cylindrical sliding contact portion 1C is formed on the lower surface.
そして、12は略箱型で絶縁樹脂製のケースで、底面には回転体1の摺接部1Cよりやや大きく、上方へ円筒状に突出した貫通孔12Aが形成され、この貫通孔12A内に摺接部1Cが挿通されて、回転体1がケース12に回転可能に装着されている。
A substantially box-shaped case made of an
また、3はケース12底面に回転可能に装着された絶縁樹脂または金属製の第一の検出体で、この外周の平歯車部3Aが回転体1の平歯車部1Aに噛合すると共に、この第一の検出体3の中央には、磁石4がインサート成形等により装着されている。
さらに、5はケース12底面に回転可能に装着された第二の検出体で、外周には第一の検出体3の平歯車部3Aとは歯数の異なる平歯車部5Aが設けられ、この平歯車部5Aが平歯車部3Aに噛合すると共に、第二の検出体5の中央には、磁石6が装着されている。
Further, 5 is a second detector rotatably mounted on the bottom surface of the
そして、7は第一の検出体3及び第二の検出体5の上方にほぼ平行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、第一の検出体3の磁石4との対向面には磁気検出素子8が、第二の検出体5の磁石6との対向面には磁気検出素子9が各々装着されている。
また、このように磁石4とこれに対向した磁気検出素子8、及び磁石6とこれに対向した磁気検出素子9によって、検出手段が各々形成されると共に、配線基板7にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出装置8,9に接続された制御手段10が形成されている。
The
さらに、15は付勢手段としての鋼または銅合金製のばねで、やや撓んだ状態で一端がケース12底面に保持されると共に、他端中間部には絶縁樹脂製の押圧部15Aが設けられ、この押圧部15Aが第一検出体3に弾接して、第一の検出体3を回転体1方向へ押圧している。
Further, 15 is a spring made of steel or copper alloy as a biasing means, and one end is held on the bottom surface of the
そして、この第一の検出体3を介したばね15の付勢力によって、図1に示すように、回転体1が上方へ付勢され、第一の検出体3と逆側の摺接部1Cの上方外周が、ケース12の貫通孔12A内周に弾接している。
Then, as shown in FIG. 1, the
また、ケース12には上方へ突出した係止部12Bが設けられ、この係止部12Bにばね15先端の当接部15Bが弾接して、ばね15の付勢力を係止するストッパ手段が形成され、このストッパ手段によって、ばね15の付勢力が一定の力になるように形成されて、回転角度検出装置が構成されている。
Further, the
そして、このような回転角度検出装置は、制御手段10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)に接続されると共に、回転体1の係合部1Bにはステアリングの軸が挿通されて、自動車に装着される。
In such a rotation angle detection device, the control means 10 is connected to an electronic circuit (not shown) of the automobile body through a connector (not shown) or the like, and the engaging portion 1B of the rotating
以上の構成において、運転時にステアリングを回転すると、これに係合した回転体1が回転し、この外周の平歯車部1Aに平歯車部3Aが噛合した第一の検出体3、及び平歯車部3Aに平歯車部5Aが噛合した第二の検出体5が連動して回転する。
In the above configuration, when the steering is rotated during operation, the rotating
そして、第一及び第二の検出体3と5の中央に装着された磁石4と6も回転し、この磁石4と6の変化する磁力を磁気検出素子8と9が正弦波や余弦波の電圧波形からなる検出信号として各々検出して、漸次増加減少する鋸歯状波形の検出信号が制御手段10へ出力される。
Then, the
なお、この時、第一及び第二の検出体3と5は、平歯車部3Aと5Aの歯数が異なり回転速度が異なるため、第一及び第二の検出手段からの検出信号は、周期や位相が異なる検出信号となる。
At this time, since the first and
そして、このような二つの異なる検出信号と、回転体1や第一及び第二の検出体3,5の各々の歯数から、制御手段10が所定の演算を行って、回転体1即ちステアリングの回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力されて、車両の様々な制御が行われる。
Then, the control means 10 performs a predetermined calculation from the two different detection signals and the number of teeth of each of the
また、この時、ばね15によって第一の検出体3に押圧された回転体1は、第一の検出体3と逆方向に付勢され、第一の検出体3と逆側の摺接部1C外周が、常にケース12の貫通孔12A内周に弾接して回転するため、摺接部1Cと貫通孔12Aとの隙間の大小に関わりなく、回転体1ががたつかず偏心せずに回転し、この回転が平歯車部1Aから平歯車部3Aに正確に伝わるように構成されている。
At this time, the
さらに、ばね15先端の当接部15Bがケース12の係止部12Bに弾接し、このストッパ手段によってばね15の付勢力が規制され、回転体1が常に一定の力で付勢されて、摺接部1C外周が貫通孔12A内周に弾接しているため、回転による摺接部1Cと貫通孔12Aの磨耗が低減され、回転体1の偏心を防ぎ、誤差がなく、高精度な回転角度の検出が行えるようになっている。
Further, the contact portion 15B at the tip of the
このように本実施の形態によれば、第一の検出体3を回転体1へ押圧する付勢手段を設けるとともに、この付勢手段とケース12の間に、付勢手段を係止するストッパ手段を形成することによって、付勢手段によって回転体1の摺接部1C外周がケース12の貫通孔12A内周に弾接し、この間の隙間による回転体1の偏心を防止できると共に、ストッパ手段によって付勢手段の付勢力が一定に保たれ、摺接部1Cと貫通孔12Aの磨耗を低減できるため、回転体1の偏心を防ぎ、誤差がなく、高精度な回転角度の検出が可能な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 biasing means for pressing the
なお、以上の説明では、ばね15によって第一の検出体3を回転体1へ押圧する構成について説明したが、これとは逆に、図3の平面図に示すように、ばね16中間部の押圧部16Aによって回転体1を第一の検出体3へ押圧付勢し、摺接部1Cの下方外周をケース12の貫通孔12A内周に弾接させると共に、ケース12の係止部12Cにばね16先端の当接部16Bを弾接させてストッパ手段を形成し、ばね16の付勢力を係止して付勢力が一定の力になるようにした構成としても、本発明の実施は可能である。
In the above description, the configuration in which the
また、以上の説明では、回転体1や第一及び第二の検出体3と5の外周に各々平歯車部を設け、これらが噛合することによって互いに連動して回転する構成として説明したが、このような平歯車以外にも、回転体や検出体の外周に回転を伝達できる凹凸部や、ゴム等の高摩擦部を形成して、互いに連動して回転するように構成してもよい。
In the above description, the spur gear portions are provided on the outer circumferences of the
本発明による回転角度検出装置は、誤差がなく、高精度な回転角度の検出が可能なものが得られ、主に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 no error and can detect a rotation angle with high accuracy, and is mainly useful for detecting the rotation angle of a steering wheel of an automobile.
1 回転体
1A 平歯車部
1B 係合部
1C 摺接部
3 第一の検出体
3A 平歯車部
4,6 磁石
5 第二の検出体
5A 平歯車部
7 配線基板
8,9 磁気検出素子
10 制御手段
12 ケース
12A 貫通孔
12B,12C 係止部
15,16 ばね
15A,16A 押圧部
15B,16B 当接部
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JP2006009552A JP2007192609A (en) | 2006-01-18 | 2006-01-18 | Rotation angle detector |
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