JP2008241388A - 回転センサ - Google Patents

Abstract

【課題】ステータとステータに回転自在に支持されるロータとの間の隙間を少なくしてロータのガタ付や傾きを抑えるようにした回転センサを提供する。
【解決手段】貫通孔１２ａが形成されたステータ１２、ステータの貫通孔の一側に配置され回転軸と一体に回転可能に装着されるロータ１３、ステータの貫通孔の他側からロータの内側に嵌合されてステータにロータを所定のクリアランスを存して回転自在に保持するスリーブ１４、ロータの円筒部１３ａの内周面に周方向に間隔を存して形成された嵌合用突部１６及び係合用突部１７、スリーブの円筒部に嵌合用突部及び係合用突部と対応して周方向に沿って形成され、ロータの円筒部にスリーブの円筒部を所定のクリアランスまで挿入して周方向に所定の角度だけ回転させたときに嵌合用突部と嵌合する嵌合部１８及び係合用突部が圧入する係合溝１９からなる固定手段を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、相対的に回転する二部材である例えば車両のステアリングコラムのコンビネーションスイッチブラケットとステアリングシャフトとの間に取り付けられてステアリングシャフトの回転方向及び回転角を検出する回転センサに好適な回転センサに関する。

相対的に回転する二部材である例えば車両のステアリングコラムのコンビネーションスイッチブラケット（車体側）とステアリングシャフト及びステアリングホイール（回転側）との間にステアリングシャフトの回転方向及び回転角度を検出する回転センサが取り付けられている。

このような回転センサとして、例えば図６及び図７に示すように車体側に固定されるケースの一部を構成し、図示しないステアリングシャフトが貫通される貫通孔１ａが設けられたステータ１と、貫通孔１ａの一側（下側）に配置され、ステアリングシャフトが挿通されてステアリングシャフトと一体に回転可能に装着される円筒部２ａと、この円筒部２ａの端部に貫通孔１ａの周縁部と対向し貫通孔１ａよりも大径のフランジ２ｂを有するロータ２と、ステータ１の貫通孔１ａの他側（上側）からロータ２の円筒部２ａの内側に嵌合されステアリングシャフトが挿通される円筒部３ａと、この円筒部３ａの端部に貫通孔１ａの周縁部と対向し当該貫通孔１ａよりも大径のフランジ３ｂを有し、このフランジ３ｂとロータ２のフランジ２ｂとによりステータ１にロータ２を所定のクリアランスを存して回転自在に保持するスリーブ３と、ロータ２の円筒部２ａとスリーブ３の円筒部３ａとに設けられてこれらを固定する固定手段４とを備えた構成が知られている。

固定手段４は、スリーブ３の円筒部３ａの下端に軸線方向に延出された舌片状の延出部５からフランジ３ｂの上端面まで軸線方向に形成された縦長の嵌合窓６と、ロータ２の内面所定位置に上端部７ａから下端部７ｂに向かってテーパ状をなして内方に突出する側面から見て略楔状をなし、嵌合窓６に上端部７ａ側から嵌合可能とされた嵌合用突部７、及び円筒部２ａの嵌合用突部７の両側に軸方向に沿って形成され延出部５を軸方向にガイドするガイド部８等により構成されている。このような固定手段４がロータ２の円筒部２ａとスリーブ３の円筒部３ａに周方向に沿って所定の間隔で複数箇所例えば３箇所形成されている。

そして、図７及び図８に示すようステータ１の貫通孔１ａを通してスリーブ３の円筒部３ａ及び延出部５をガイド部８に沿ってロータ２の円筒部２ａ内に挿入し、嵌合窓６に嵌合用突部７を嵌合させてロータ２とスリーブ３を固定する。この状態において図９に示すようにロータ２のフランジ２ｂとスリーブ３のフランジ３ｂがステータ１の貫通孔１ａの対向する周縁部を僅かなクリアランスｄを有して挟み、これらのロータ２とスリーブ３がステアリングシャフトと共にステータ１に対して円滑に回転可能とされている。

尚、図７においてクリアランスｄは、ステータ１の貫通孔１ａの周縁部上面とスリーブ３のフランジ３ｂの下面との間の隙間として描いてあるが、ロータ２のフランジ２ａの上面と貫通孔１ａの周縁部の下面との間のクリアランスとしても良い。或いは両側のフランジ２ｂ、フランジ３ｂと貫通孔１ａの対向する周縁部両面との間のクリアランスとしても良い。この場合貫通孔１ａの両側のクリアランスの和が所定のクリアランスｄとなる。

また、ステアリングシャフトに相対回転不能に挿通するスリット板と、ステアリングシャフトの中心軸に直交する面で二分割してありスリット板を回動自在に収容する一対の本体ケースとを具備し、一対のケースの外周壁を同一の外周面となるように形成し、一方の本体ケースの外周壁に、複数の係止窓を穿設し、他方の本体ケースの外周壁の内側に一方の本体ケースの外周壁の内側に嵌合する嵌合壁を形成し、この嵌合壁に係止窓に係止可能な係止突起を突設した構成の回転センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１９７２８７号公報（３頁、図１）

しかしながら、上述した従来の回転センサにおいてはスリーブ３の嵌合窓６にロータ２の嵌合用突部７を確実に嵌合させるために、図７に示すようにロータ２側に設けられた嵌合用突部７の下端部７ｂの端面とスリーブ３側に設けられた嵌合窓６の嵌合用突部７の下端部７ｂと対向する端面との間に微小な隙間ｇを予め設定しなければならない。

このため、ロータ２のフランジ２ｂとスリーブ３のフランジ３ｂの対向面間の隙間Ｄが隙間ｇ分だけ増加し、スリーブ３が図９の矢印で示す軸方向へ動き、ロータ２の軸線方向（上下方向）のガタがクリアランスｄに加えて更に増えることとなる。また、ロータ２の軸線方向（上下方向）の隙間が増えるためにロータ２の回転軸の傾きが大きくなる。そして、ロータ２の軸線方向のガタと傾きの増加は、当該ロータ２とステータ１との間に取り付けられるセンサの検出誤差の増大を招く結果となる。特許文献１に記載されている二分割された本体ケースの固定構造においても上述と同様の問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ステータと当該ステータに回転自在に支持されるロータとの間の隙間を少なくしてロータのガタ付や傾きを抑えセンサの検出誤差の低減を図るようにした回転センサ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に係わる回転センサは、
回転軸とは独立して固定され当該回転軸が貫通される貫通孔が設けられたステータと、
前記ステータの貫通孔の一側に配置され、前記回転軸が挿通されて当該回転軸と一体に回転可能に装着される円筒部と、前記円筒部の端部に前記貫通孔の周縁部と対向し当該貫通孔よりも大径のフランジを有するロータと、
前記ステータの貫通孔の他側から前記ロータの円筒部の内側に嵌合され前記回転軸が挿通される円筒部と、前記円筒部の端部に前記貫通孔の周縁部と対向し当該貫通孔よりも大径のフランジを有し、当該フランジと前記ロータのフランジとにより前記ステータに前記ロータを所定のクリアランスを存して回転自在に保持するスリーブと、
前記ロータの円筒部とスリーブの円筒部とに設けられてこれらを固定する固定手段とを備えた回転センサにおいて、
前記固定手段は、
前記ロータの円筒部の内周面に周方向に間隔を存して形成された嵌合用突部及び係合用突部と、
前記スリーブの円筒部に前記嵌合用突部及び係合用突部と対応して周方向に沿って形成され、前記ロータの円筒部に前記スリーブの円筒部を前記所定のクリアランスまで挿入して周方向に所定の角度だけ回転させたときに前記嵌合用突部と嵌合する嵌合部及び前記係合用突部が係合する係合溝とからなることを特徴としている。

ステータの貫通孔の一側（下側）にロータを配置して貫通孔の周縁部にロータのフランジを対向させ、ステータの貫通孔の他側（上側）にスリーブを配置して貫通孔の周縁部にスリーブのフランジを対向させ、かつスリーブの円筒部をロータの円筒部に当該スリーブのフランジと貫通孔の周縁部との間に所定のクリアランスを有する位置まで挿入する。次いで、ロータに対してスリーブを周方向に所定の角度だけ回転させてロータの円筒部の内周面に形成された嵌合用突部をスリーブの円筒部に形成された嵌合部に嵌合させると共に、ロータの円筒部の内周面に形成された係合用突部をスリーブの円筒部に形成された係合溝に係合させて固定する。

スリーブは、円筒部がロータの円筒部に所定のクリアランスを有する位置まで挿入された位置が回転開始位置となり、係合用突部が係合溝の終端部に当接し、嵌合用突部が嵌合部に嵌合した位置が回転停止位置となる。

嵌合用突部と係合用突部は、協働してロータとステータとの間の隙間が、嵌合用突部と嵌合部とを確実に嵌合させるために必要な隙間によって増加することを抑えてロータが軸線方向に移動したり傾斜することを低減して所定のクリアランスに保持すると共に、スリーブが周方向に移動してずれたり外れたりすることを防止する。また、ロータがステータに対して所定のクリアランスを有して円滑に回転可能となる。これにより、ステータとロータとの間に配置されるセンサの検出誤差の増大を防ぐことが可能となる。

また、本発明の請求項２に記載の回転センサは、請求項１に記載の回転センサにおいて、
前記スリーブの円筒部には当該円筒部を前記ロータの円筒部に前記所定のクリアランスの位置まで挿入可能とするために前記嵌合用突部及び係合用突部をそれぞれ挿入するガイド溝が前記円筒部の開口端から所定の位置まで形成されており、
前記ロータの円筒部に形成された前記嵌合用突部及び係合用突部は前記スリーブを回転させることによりそれぞれ前記ガイド溝から前記嵌合部及び係合溝に嵌合及び係合されることを特徴としている。

ロータの円筒部にスリーブの円筒部を挿入する際にロータの円筒部内面に形成された嵌合用突部及び係合用突部をスリーブの円筒部に形成したガイド溝に挿入し、スリーブの円筒部をロータの円筒部内に所定のクリアランスを有する位置まで挿入する。次いで、スリーブを回転させて嵌合用突部をガイド溝から嵌合部に嵌合させ、係合用突部をガイド溝から係合溝に係合させる。これにより、ステータとロータとの間に所定のクリアランスを確保し、かつスリーブをロータにガタ付くことなく固定することができる。

また、本発明の請求項３に記載の回転センサは、請求項２に記載の回転センサにおいて、
前記嵌合用突部は前記スリーブの回転開始位置から回転停止位置に向かって周方向に沿って内周面から内方にテーパ状に突出する略楔状をなし、
前記嵌合部は前記ガイド溝と当該ガイド溝の終端部に連設されて周方向に延在するスリットにより舌片状をなし、かつ前記嵌合部には前記嵌合用突部が嵌合する嵌合窓が形成され、前記スリーブの回転に伴い前記ガイド溝から抜け出した前記楔状の嵌合用突部により内方に湾曲変形されて前記嵌合窓への当該嵌合用突部の挿入を許容し、前記スリーブの回転停止位置において前記嵌合窓と前記嵌合用突部が係合し、
前記係合溝は前記ガイド溝の終端部に連設されて周方向に延在して形成され、前記スリーブの回転に伴い前記ガイド溝から前記係合用突部を係合させ、前記スリーブの回転停止位置において当該係合溝の終端に当接させることにより、前記ロータの円筒部とスリーブの円筒部とを固定することを特徴としている。

スリーブの円筒部に形成されている嵌合部は舌片状をなしていることにより円筒部の半径方向内方に彎曲変位可能となり、スリーブの回転に伴い楔状をなす嵌合用突部がガイド溝から抜け出して嵌合部とロータの円筒部内周面との間に入り込んで円筒部の内方に彎曲させながら嵌合窓に入り込み、スリーブの回転停止位置において端部が嵌合窓の対向する端面に係止される。同時に係合用突部がガイド溝から係合溝に係合されスリーブの回転停止位置において係合溝の終端位置に当接する。

スリーブの回転停止位置において嵌合用突部の端面が嵌合窓の対向する端面に係止されかつ一側の端面（上端面）が嵌合窓の対応する端面（上端面）に当接し、係合用突部が係合溝に係合されかつ当該係合溝の終端面に当接することにより、スリーブがロータに対して周方向に動いたり、スリーブ及びロータが軸線方向にガタ付いたり傾いたりすることが防止される。これにより、ロータとステータとの間の隙間が所定のクリアランスに確保される。また、スリーブがロータから脱落することが防止される。

また、本発明の請求項４に記載の回転センサは、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の回転センサにおいて、
前記ロータの円筒部の内周面に形成された前記嵌合用突部と前記係合用突部、及び前記スリーブの円筒部に形成された嵌合部及び係合溝はこれらの円筒部の軸線方向に関して異なる位置に設けられていることを特徴としている。

嵌合用突部と係合用突部、及び嵌合部と係合溝が円筒部の軸線方向に関して異なる位置に位置していることにより、嵌め合いのために必要な隙間（ガタ）に起因して嵌合用突部が嵌合窓内で円筒部の軸線方向にずれようとした場合でも係合用突部と協働してスリーブがロータに対して軸線方向に移動したり傾いたりすることが防止され、前記所定のクリアランスが確保される。

また、本発明の請求項５に記載の回転センサは、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の回転センサにおいて、
前記固定手段は前記ロータ及びスリーブの各円筒部に周方向に沿って所定の間隔で複数形成されていることを特徴としている。

ロータの円筒部とスリーブの円筒部とを固定する固定手段を、これらの円筒部の周方向に沿って所定の間隔で、好ましくは等間隔で設けることにより、ロータに対するスリーブの傾きや軸線方向のガタを極めて少なくすることが可能となり、ステータとロータとの間の隙間を所定のクリアランスに良好に確保することができる。

本発明によると、ロータの円筒部に形成された嵌合用突部及び係合用突部をスリーブの円筒部に周方向に沿って形成された嵌合部及び係合溝に嵌合及び係合させることにより、スリーブの軸線方向への動きや傾きを少なくすることができ、ロータのガタを極めて小さくすることができる。

また、スリーブの円筒部に形成された嵌合用突部をロータの円筒部に形成された嵌合部に嵌合する機構でも、これらの嵌め合いのための隙間に起因するガタや傾きを極めて小さくすることができ、従って、ステータとロータとの間に取り付けられるセンサの検出誤差の増加も小さくすることができる。

更に、嵌合用突部と嵌合部、及び係合用突部と係合溝とによりロータに対するスリーブの回転方向の動きが制限され、スリーブがロータから脱落することを防止することができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように回転センサ１１は、回転軸例えば車両のステアリングシャフトの回転方向及び回転角度を検出するためのもので、車体側に固定されるケースの一部を形成するステータ１２、ステータ１２の一側（下側）に配置されるロータ１３、ステータ１２の他側（上側）に配置されてロータ１３に固定されてロータ１３をステータ１２に対して回転可能に保持するスリーブ１４、及びステータ１２とロータ１３との間に取り付けられてステアリングシャフトの回転方向及び回転角度を検出する図示しないセンサ等により構成されている。

ステータ１２は、少なくともロータ１３、スリーブ１４が装着される部位が平板とされており、回転軸としての前記ステアリングシャフトが貫通するための貫通孔１２ａが形成されている。ロータ１３は、円筒部１３ａと、図３に示すように円筒部１３ａの上端（一端）に形成されたフランジ１３ｂからなる。円筒部１３ａは、ステアリングシャフトが挿通されて当該ステアリングシャフトと一体に回転可能に装着される。また、フランジ１３ｂは、貫通孔１２ａよりも大径をなし当該貫通孔１２ａの下側（一側）の周縁部と対向可能とされている。

スリーブ１４は、円筒部１４ａと、円筒部１３ａの上端（一端）に形成されたフランジ１４ｂからなる。円筒部１４ａは、ロータ１３の円筒部１３ａの内側に嵌合可能かつステアリングシャフトが挿通可能とされている。そして、円筒部１４ａは、ロータ１３の円筒部１３ａよりも短く設定されている。また、フランジ１３ｂは、貫通孔１２ａよりも大径をなし当該貫通孔１２ａの上側（他側）の周縁部と対向可能とされており、かつロータ１３のフランジ１３ｂと同径とされている。

そして、ロータ１３の円筒部１３ａとスリーブ１４の円筒部１４ａにはこれらを固定するための固定手段１５が設けられている。固定手段１５は、ロータ１３の円筒部１３ａの内周面１３ｃに突設された嵌合用突部１６と係合用突部１７、及びスリーブ１４の円筒部１４ａに嵌合用突部１６と係合用突部１７と対応して形成された嵌合部１８、係合溝１９、及びこれらの嵌合用突部１６、係合用突部１７を嵌合部１８、係合溝１９に導くガイド溝２０、２１等により形成されている。

嵌合用突部１６と係合用突部１７は、円筒部１３ａの内周面１３ｃに周方向に間隔を有してかつ図３に示すように円筒部１３ａの軸線方向に沿って異なる位置、即ち段差を有して形成されている。嵌合用突部１６は、図２に拡大して示すように内周面１６ａが円筒部１３ａの内周面１３ｃから周方向に沿って内方にテーパ状に膨出して周方向に長い形状とされており、円筒部１３ａの開口端側から見て略楔状をなしている。この嵌合用突部１６は、先端部１６ｂが円筒部１３ａの内周面１３ｃと同一面をなし、後端部１６ｃが内周面１３ｃに対して略垂直な面をなしている。また、係合用突部１７は、例えば円柱形状とされている。

そして、嵌合用突部１６の内周面１３ｃからの高さ（後端部１６ｃの高さ）は、スリーブ１４の円筒部１４ａの肉厚と同じ又は僅かに低く設定されている。係合用突部１７の高さも嵌合用突部１６と同様にスリーブ１４の円筒部１４ａの肉厚と同じ又は僅かに低く設定されている。これにより、ロータ１３の円筒部１３ａの内側にスリーブ１４の円筒部１４ａが嵌合されたときに、嵌合用突部１６、係合用突部１７が円筒部１４ａの内周面１４ｃよりも内側に突出することはない。

円筒部１４ａのガイド溝２０，２１は、嵌合用突部１６、係合用突部１７と対応した位置に円筒部１４ａの軸線方向に沿って下端から所定位置まで形成されており、それぞれ嵌合突部１６、係合用突部１７が下端側開口部から挿入可能とされている。ガイド溝２０の上端部（終端部）にはスリット２２の一端が連設されて逆Ｌ字形状をなしている。このスリット２２は、円筒部１４ａの周方向に沿って所定の長さ形成されている。

そして、逆Ｌ字形状をなすガイド溝２０とスリット２２とにより円筒部１４ａの下部に周方向に長い角形をなす舌片状の嵌合部１８が形成され、その中央部に周方向に長い長方形状の嵌合窓２４が形成されている。この嵌合窓２４は、嵌合突部１６が嵌合可能な大きさに設定されている。嵌合部１８は、スリット２２の終端位置から円筒部１４ａの軸線方向下端に至るまでの部位を付け根部として自由端側（ガイド溝２０側）が円筒部１４ａの半径方向に弾性的に彎曲可能とされている。

また、ガイド溝２１の上端部（終端部）に係合溝１９の一端が連設されている。係合溝１９は、円筒部１４ａの周方向に沿って所定の長さ形成されている。この係合溝１９は、係合用突部１７が適宜の力で圧入される程度の幅に設定されている。また、図２に示すように係合溝１９とガイド溝２１の連設部の内側隅部１９ａは面取されており、係合用突部１７がガイド溝２１から係合溝１９に入り易くなっている。

ガイド溝２１は、係合用突部１７が当該ガイド溝２１の下端開口部から挿入されて上端部（終端部）に当接したときにロータ１３のフランジ１３ｂとステータ１２の貫通孔１２ａの対向する周縁部との間に所定のクリアランスｄが確保される長さに設定されている。そして、係合用突部１７がガイド溝２１の上端部（終端部）に当接した位置がスリーブ１４の回転開始位置とされ、ロータ１３に対してスリーブ１４を回転させたときに係合用突起部１７が係合溝１９に係合可能とされると共に、嵌合用突部１６がガイド溝２０から抜け出して嵌合部１８の嵌合窓２４に嵌合可能とされる。そして、嵌合用突部１６の後端部１６ｃが嵌合窓２４の対向する端面に当接して係止され、係合用突部１７が係合溝１９の終端面に当接して係止された位置がスリーブ１４の回転停止位置となる。

このようにして、固定手段１５が形成されている。そして、この固定手段１５がロータ１３の円筒部１３ａ、スリーブ１４の円筒部１４ａに周方向に沿って所定の間隔で複数箇所、例えば３箇所形成されている。これらのステータ１２、ロータ１３、スリーブ１４は、合成樹脂部材により形成されている。ステータ１２は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンラレフタレート）等の合成樹脂部材により形成されており、ロータ１３、スリーブ１４は、摩擦係数が小さく摺動抵抗が小さい（滑り易い）例えばＰＯＭ（ポリアセタール）等の合成樹脂部材により形成されている。

以下に上記構成の回転センサ１１の組付手順について説明する。図１及び図３に示すようにステータ１２の貫通孔１２ａの下側にロータ１３を配置してフランジ１３ｂを貫通孔１２ａの対向する下側の周縁部に当接させる。次いで、ステータ１２の貫通孔１２ａの上方からスリーブ１４の円筒部１４ａを挿入する。このとき、スリーブ１４の円筒部１４ａに形成されているガイド溝２０，２１にロータ１３の円筒部１３ａに形成されている嵌合用突部１６、係合用突部１７を挿入する。そして、図４に示すように係合用突部１７がガイド溝２１の上端部（終端部）に当接して係止されるまで挿入する。

次いで、図４に矢印で示す方向にスリーブ１４を回転させる。スリーブ１４の回転に伴い嵌合用突部１６がガイド溝２０から抜け出して先端部１６ｂが嵌合部１８の下側、即ち嵌合部１８の外周面と円筒部１３ａの内周面との間に入り込み、この嵌合部１８を円筒部１４ａの半径方向内方に彎曲変形させながら（反り返えさせながら）嵌合窓２４に入り込むと共に、係合用突部１７がガイド溝２１から係合溝への係合（圧入）が開始される。そして、図５に示すように係合用突部１７が係合溝１９の終端面に当接して係止されたときに嵌合用突部１６が嵌合窓２４内に嵌合し、後端部１６ｃが嵌合窓２４の対向する端面に当接して係止されると共に上端面が当該嵌合窓２４の対向する端面に当接して係止される。これにより、スリーブ１４がステータ１２を挟んでロータ１３に固定される。

ガイド溝２１は、係合用突部１７が上端部（終端部）に当接したときにロータ１３のフランジ１３ｂとステータ１２の貫通孔１２ａの対向する周縁部との間に所定のクリアランスｄが確保される長さに設定されており、係合溝１９は、ガイド溝２１の上端部から周方向に沿って形成されており、係合用突部１７が係合溝１９の終端部に当接して係合され、嵌合用突部１６の上端面が嵌合窓２４の対向する端面に当接係止されることで、嵌合用突部１６と嵌合窓２４との間の嵌め合いに必要な微小な隙間ｇによるガタが殆ど取り除かれて軸線方向の隙間がクリアランスｄとなり、ガタの増加が抑えられる。

これにより、スリーブ１４のフランジ１４ｂとステータ１２の貫通孔１２ａの対向する周縁部との間に所定のクリアランスｄが確保され、かつ無駄なガタが無くなり、スリーブ１４がロータ１３に対して軸線方向に移動したり傾斜することが大幅に低減される。また、係合用突部１７が係合溝１９の終端面に当接し、嵌合用突部１６の後端部１６ｃが嵌合窓２４の対向する端面に当接して係止されることで、スリーブ１４の円筒部１４ａがロータ１３の円筒部１３ａに対して周方向に動くことが防止され、スリーブ１４がロータ１３から外れることが防止される。

尚、図５においてクリアランスｄは、ステータ１２の貫通孔１２ａの周縁部上面とスリーブ１４のフランジ１４ｂの下面との間の隙間として描いてあるが、ロータ１３のフランジ１３ｂの上面と貫通孔１２ａの周縁部下面との間のクリアランスとしても良い。或いは両側のロータ１３のフランジ１３ｂ、スリーブ１４のフランジ１４ｂと貫通孔１２ａの対向する周縁部両面との間のクリアランスとしても良い。この場合貫通孔１２ａの両側の隙間の和が前記所定のクリアランスｄとなる。

ロータ１３、スリーブ１４は、摺動抵抗が小さく滑りやすい合成樹脂部材により形成されていることにより、ロータ１３とスリーブ１４がステータ１２に対して円滑に回転可能となる。そして、ステータ１２とロータ１３との間に当該ロータ１３、即ちロータ１３が一体に回転可能に装着される回転軸の回転方向及び回転角度を検出するための図示しないセンサが取り付けられる。

ロータ１３及びスリーブ１４がステータ１２に対して軸線方向に移動したり傾斜することが大幅に低減されると共に、スリーブ１４がロータ１３に対して周方向に動くことが防止されることで、前記センサの検出誤差の増加が大幅に抑えられ、この結果、検出精度の向上が図られる。特にセンサとしてロータ１３の軸線方向のガタや傾斜、周方向のガタ等に対して敏感に反応して検出精度に大きく影響を受けるタイプのセンサを用いる場合に好適である。

このセンサとしては、例えばロータ１３のフランジ１３ｂに周方向に沿って幅が変化する導電性の金属板（センシング部）を設け、ステータ１２側に検出コイルを設けて渦電流によるインピーダンスの変化を検出するタイプのセンサ、或いはロータ１３側に周方向に磁束密度が変化する磁石を設け、ステータ１２側にホール素子を設けて磁界の変化を検出するタイプのセンサ、或いはロータ１３側に歯車を設け、ステータ側にこの歯車と噛合して回転する歯車を設け当該歯車に磁石を設け、ロータ１３の回転に応じて回転する磁石の磁束を検出するＭＲ素子を歯車の中心部に対応して設けたタイプのセンサ、或いはロータ側に周方向に沿って所定の間隔でスリットが形成された円板を設け、固定側にこのスリットを光電的に検出する投受光素子を設けたタイプのセンサ等種々のものが本発明において適用可能である。

そして、ステータ１２、ロータ１３、スリーブ１４が図示しないケースに収容されて回転センサ１１が構成される。この回転センサ１１は、ステータ１２が固定側、例えば車体側に固定され、ロータ１３の円筒部１３ａ、ステータ１２の貫通孔１２ａ、スリーブ１４の円筒部１４ａに回転軸としてのステアリングシャフトが挿通され、かつロータ１３の円筒部１３ａが図示しない結合機構によりステアリングシャフトと一体に回転可能に取り付けられる。結合機構としては、例えばステアリングシャフトの外周面に軸方向に沿って形成されたセレーションと円筒部１３ａの内周面下部に軸方向に沿って形成されたセレーションとによる結合機構がある。

尚、上記実施形態においては係合用突部１７を係合溝１９に係合させる場合について記述したが、これに限るものではなく係合用突部１７を係合溝１９に圧入させるようにしても良い。

上記実施形態においては、回転センサ１１を車両のステアリングシャフトの回転方向及び回転角度を検出する回転センサに適用する場合について記述したが、これに限るものではなく種々の回転軸の回転方向及び回転角度又は回転数を検出する機器に適用することが可能である。

本発明に係わる回転センサの組立斜視図である。 図１に示した回転センサの拡大図である。 図１に示した回転センサのステータとロータの矢線III―IIIに沿う断面図である。 図１に示した回転センサを組み立てる場合の説明図である。 図４に示した回転センサを組み立てた状態の矢線Ｖ―Ｖに沿う断面図である。 従来の回転センサの組立斜視図である。 図６に示した回転センサのステータとロータの矢線VII―VIIに沿う断面図である。 図６に示した回転センサの組立斜視図である。 図８に示した回転センサの矢線IX−IXに沿う断面図である。

符号の説明

１ ステータ
１ａ 貫通孔
２ ロータ
２ａ 円筒部
２ｂ フランジ
３ スリーブ
３ａ 円筒部
３ｂ フランジ
４ 固定手段
５ 延出部
６ 嵌合窓
７ 嵌合用突部
７ａ 上端部
７ｂ 下端部
８ ガイド部
１１ 回転センサ
１２ ステータ
１２ａ 貫通孔
１３ ロータ
１３ａ 円筒部
１３ｂ フランジ
１３ｃ 内周面
１４ スリーブ
１４ａ 円筒部
１４ｂ フランジ
１４ｃ 内周面
１５ 固定手段
１６ 嵌合用突部
１６ａ 内周面
１６ｂ 先端部
１６ｃ 後端部
１７ 係合用突部
１８ 嵌合部
１９ 係合溝
１９ａ 内側隅部
２０，２１ ガイド溝
２２ スリット
２４ 嵌合窓
ｄ クリアランス
ｇ 微小な隙間
Ｄ 隙間

Claims (5)

1. 回転軸とは独立して固定され当該回転軸が貫通される貫通孔が設けられたステータと、
   前記ステータの貫通孔の一側に配置され、前記回転軸が挿通されて当該回転軸と一体に回転可能に装着される円筒部と、前記円筒部の端部に前記貫通孔の周縁部と対向し当該貫通孔よりも大径のフランジを有するロータと、
   前記ステータの貫通孔の他側から前記ロータの円筒部の内側に嵌合され前記回転軸が挿通される円筒部と、前記円筒部の端部に前記貫通孔の周縁部と対向し当該貫通孔よりも大径のフランジを有し、当該フランジと前記ロータのフランジとにより前記ステータに前記ロータを所定のクリアランスを存して回転自在に保持するスリーブと、
   前記ロータの円筒部とスリーブの円筒部とに設けられてこれらを固定する固定手段とを備えた回転センサにおいて、
   前記固定手段は、
   前記ロータの円筒部の内周面に周方向に間隔を存して形成された嵌合用突部及び係合用突部と、
   前記スリーブの円筒部に前記嵌合用突部及び係合用突部と対応して周方向に沿って形成され、前記ロータの円筒部に前記スリーブの円筒部を前記所定のクリアランスまで挿入して周方向に所定の角度だけ回転させたときに前記嵌合用突部と嵌合する嵌合部及び前記係合用突部が係合する係合溝とからなることを特徴とする回転センサ。
2. 前記スリーブの円筒部には当該円筒部を前記ロータの円筒部に前記所定のクリアランスの位置まで挿入可能とするために前記嵌合用突部及び係合用突部をそれぞれ挿入するガイド溝が前記円筒部の開口端から所定の位置まで形成されており、
   前記ロータの円筒部に形成された前記嵌合用突部及び係合用突部は前記スリーブを回転させることによりそれぞれ前記ガイド溝から前記嵌合部及び係合溝に嵌合及び係合されることを特徴とする、請求項１に記載の回転センサ。
3. 前記嵌合用突部は前記スリーブの回転開始位置から回転停止位置に向かって周方向に沿って内周面から内方にテーパ状に突出する略楔状をなし、
   前記嵌合部は前記ガイド溝と当該ガイド溝の終端部に連設されて周方向に延在するスリットにより舌片状をなし、かつ前記嵌合部には前記嵌合用突部が嵌合する嵌合窓が形成され、前記スリーブの回転に伴い前記ガイド溝から抜け出した前記楔状の嵌合用突部により内方に湾曲変形されて前記嵌合窓への当該嵌合用突部の挿入を許容し、前記スリーブの回転停止位置において前記嵌合窓と前記嵌合用突部が係合し、
   前記係合溝は前記ガイド溝の終端部に連設されて周方向に延在して形成され、前記スリーブの回転に伴い前記ガイド溝から前記係合用突部を係合させ、前記スリーブの回転停止位置において当該係合溝の終端に当接させることにより、前記ロータの円筒部とスリーブの円筒部とを固定することを特徴とする、請求項２に記載の回転センサ。
4. 前記ロータの円筒部の内周面に形成された前記嵌合用突部と前記係合用突部、及び前記スリーブの円筒部に形成された嵌合部及び係合溝はこれらの円筒部の軸線方向に関して異なる位置に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の回転センサ。
5. 前記固定手段は前記ロータ及びスリーブの各円筒部に周方向に沿って所定の間隔で複数形成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の回転センサ。

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