JP2008070130A

JP2008070130A - 回転角度検出装置

Info

Publication number: JP2008070130A
Application number: JP2006246499A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Uehira; 清孝植平; Koji Oike; 幸司御池
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-03-27

Abstract

【課題】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し、小型化が図れ、回転角度の確実な検出が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】第一の検出体１２の上方を回転体１に、下方を第二の検出体１３に噛合させると共に、第二の検出体１３を回転体１の下方に配置することによって、全体の小型化が図れると共に、第一の検出体１２や第二の検出体１３の外径や歯数を増し、回転角度の検出精度を高めることも容易に行える、確実な検出が可能な回転角度検出装置を得ることができる。
【選択図】図１

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。

近年、自動車の高機能化が進むなか、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し、車両の各種制御を行うものが増えている。

このような従来の回転角度検出装置について、図３及び図４を用いて説明する。

図３は従来の回転角度検出装置の平面図、図４は同断面図であり、同図において、１は側面外周に平歯車部１Ａが形成された回転体で、中央にはステアリング（図示せず）の軸が挿通する貫通孔が設けられている。

そして、２は側面外周に平歯車部２Ａが形成された第一の検出体、３は側面外周に平歯車部２Ａとは歯数の異なる平歯車部３Ａが形成された第二の検出体で、第一の検出体２の平歯車部２Ａが回転体１の平歯車部１Ａに噛合すると共に、第二の検出体３の平歯車部３Ａが第一の検出体２の平歯車部２Ａに噛合している。

また、４は第一及び第二の検出体２、３の上方にほぼ平行に配置された配線基板で、上下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２の中央に装着された磁石５Ａと、第二の検出体３の中央に装着された磁石６Ａとの対向面には、磁気検出素子５Ｂと６Ｂが各々装着されている。

そして、このように対向した磁石５Ａと磁気検出素子５Ｂによって第一の検出手段５が、同じく磁石６Ａと磁気検出素子６Ｂによって第二の検出手段６が各々形成されると共に、配線基板４にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子５Ｂや６Ｂに接続された制御手段７が形成されている。

さらに、これら回転体１や第一の検出体２、第二の検出体３、配線基板４等を、絶縁樹脂製のケースやカバー（図示せず）が覆って、回転角度検出装置が構成されている。

そして、このように構成された回転角度検出装置は、制御手段７がコネクタやリード線（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中央の貫通孔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。

以上の構成において、運転時、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の検出体２が、第一の検出体２に連動して第二の検出体３が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石５Ａ、６Ａも回転して、この磁石５Ａ、６Ａの変化する磁力を磁気検出素子５Ｂ、６Ｂが、正弦波や余弦波の電圧波形からなる検出信号として検出する。

また、これらの検出信号が略鋸歯状のデータ波形として制御手段７に入力されるが、第一の検出体２と第二の検出体３は歯数が異なり回転速度も異なるため、第一の検出体２と第二の検出体３のデータ波形は、周期が異なり位相のずれた検出信号となる。

そして、この第一の検出体２と第二の検出体３からの二つの異なる検出信号と各々の歯数から、制御手段７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ように構成されているものであった。

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。
特開２００５−３６２５号公報

しかしながら、上記従来の回転角度検出装置においては、回転体１や第一の検出体２、第二の検出体３がほぼ同一面に平行に配置されているため、全体の外形寸法が大きくなると共に、第一の検出体２や第二の検出体３の外径を大きくし歯数を増して、回転角度の検出精度をさらに高いものにしようとした場合には、さらに外形が大きくなってしまい、高分解能化を図るにも寸法上限界があるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小型化が図れ、回転角度の確実な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。

上記目的を達成するために本発明は、第一の検出体の上方を回転体に、下方を第二の検出体に当接させると共に、第二の検出体を回転体の下方に配置して回転角度検出装置を構成したものであり、全体の小型化が図れると共に、第一の検出体や第二の検出体の外径や、歯数を増し、回転角度の検出精度を高めることも容易に行える、確実な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ものである。

以上のように本発明によれば、小型化が図れ、回転角度の確実な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。

以下、本発明の一実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。

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。

（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は同断面図であり、同図において、１は絶縁樹脂または金属製の回転体で、側面外周には平歯車部１Ａが形成されると共に、中央にはステアリング（図示せず）の軸が挿通する貫通孔が設けられている。

そして、１２は絶縁樹脂または金属製の第一の検出体、１３は同じく第二の検出体で、第一の検出体１２側面外周の平歯車部１２Ａ上方が、回転体１外周の平歯車部１Ａに、平歯車部１２Ａ下方が、第二の検出体１３側面外周の平歯車部１２Ａとは歯数の異なる平歯車部１３Ａに各々噛合すると共に、第二の検出体１３は回転体１の下方に配置され、全体の１／３程が回転体１に重なっている。

また、４は第一及び第二の検出体１２と１３の上方にほぼ平行に配置された配線基板で、上下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１２の中央にインサート成形等により装着された磁石５Ａと、第二の検出体１３の中央に装着された磁石６Ａとの対向面には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子等の磁気検出素子５Ｂと６Ｂが各々装着されている。

さらに、これら回転体１や第一の検出体１２、第二の検出体１３、配線基板４等を、絶縁樹脂製のケースやカバー（図示せず）が覆って、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、運転時、ステアリングを回転すると、回転体１が回転し、この外周の歯車部１Ａに平歯車部１２Ａ上方が噛合した第一の検出体１２、同じくこの平歯車部１２Ａ下方に平歯車部１３Ａが噛合した第二の検出体１３も、回転体１に連動して回転する。

そして、この各検出体の回転に伴って、これらの中央に装着された磁石５Ａと６Ａも回転し、この磁石５Ａ、６Ａの変化する磁力を磁気検出素子５Ｂと６Ｂが、正弦波や余弦波の電圧波形からなる検出信号として検出する。

また、これらの検出信号が略鋸歯状のデータ波形として制御手段７に入力されるが、第一の検出体１２と第二の検出体１３は歯数が異なり回転速度も異なるため、第一の検出体１２と第二の検出体１３のデータ波形は、周期が異なり位相のずれた検出信号となる。

そして、この第一の検出体１２と第二の検出体１３からの二つの異なる検出信号と各々の歯数から、制御手段７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。

なお、この時、第一の検出体１２の平歯車部１２Ａ上方が回転体１の平歯車部１Ａに、平歯車部１２Ａ下方が第二の検出体１３の平歯車部１３Ａに各々噛合すると共に、第二の検出体１３が回転体１の下方に配置され、全体の１／３程が回転体１に重なっているため、全体の外形寸法が小さくなるようになっている。

つまり、第一の検出体１２の平歯車部１２Ａ上方を回転体１に、下方を第二の検出体１３に各々噛合させると共に、第二の検出体１３を回転体１の下方に配置することによって、容易に小型化を図ることが可能な構成となっている。

さらに、第一の検出体１２や第二の検出体１３の外径を大きくし歯数を増した場合、第一の検出体１２を大きくした分は外形寸法が大きくなるが、第二の検出体１３は回転体１の下方に配置されて重なっており、この分の外形寸法はあまり大きくならないため、第一の検出体１２や第二の検出体１３を大きくして、分解能を高め、回転角度の検出精度をさらに高めることも容易に行えるようになっている。

このように本実施の形態によれば、第一の検出体１２の上方を回転体１に、下方を第二の検出体１３に噛合させると共に、第二の検出体１３を回転体１の下方に配置することによって、全体の小型化が図れると共に、第一の検出体１２や第二の検出体１３の外径や歯数を増し、回転角度の検出精度を高めることも容易に行える、確実な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。

なお、以上の説明では、回転体１や第一の検出体１２、第二の検出体１３の外周に各々平歯車部を形成して、これらが噛合して互いに連動して回転する構成として説明したが、歯車に代えて、回転を伝達できる凹凸部や高摩擦部などを回転体や各検出体の外周に形成し、これによって互いに連動して回転する構成としても、本発明の実施は可能である。

本発明による回転角度検出装置は、小型化が図れ、回転角度の確実な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。

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同断面図従来の回転角度検出装置の平面図同断面図

符号の説明

１回転体
１Ａ、１２Ａ、１３Ａ平歯車部
４配線基板
５第一の検出手段
５Ａ、６Ａ磁石
５Ｂ、６Ｂ磁気検出素子
６第二の検出手段
７制御手段
１２第一の検出体
１３第二の検出体

Claims

ステアリングに連動して回転する回転体と、この回転体に連動して回転する第一の検出体と、この第一の検出体に連動して回転する第二の検出体と、上記第一及び第二の検出体の回転を検出する第一及び第二の検出手段と、上記第一及び第二の検出手段からの検出信号により上記回転体の回転角度を検出する制御手段からなり、上記第一の検出体の上方を上記回転体に、下方を上記第二の検出体に当接させると共に、上記第二の検出体を上記回転体の下方に配置した回転角度検出装置。