JP2023141619A - Rotation angle detector - Google Patents

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千明 杉本
Chiaki Sugimoto
洋平 白川
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Abstract

To provide a rotation angle detector which can be downsized.SOLUTION: A rotation angle detector 2 includes: a first rotary member 3 and a second rotary member 4 which rotate at different rates in association with rotation of a steering shaft 171; a first magnet 51 attached to the first rotary member 3; a second magnet 52 attached to the second rotary member 4; and a magnetic field detection element 6 for detecting a magnetic field of the first magnet 51 and a magnetic field of the second magnet 52. The magnetic field detection element 6 is disposed at a position where the rotation axial line O1 of the first rotary member 3 and the rotation axial line O2 of the second rotary member 4 intersect each other.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、回転するシャフトの角度位置を検出する回転角検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection device that detects the angular position of a rotating shaft.

従来、回転するシャフトの角度位置を検出する回転角検出装置が、例えば車両のステアリング装置における操舵角の検出のために用いられている。 Conventionally, a rotation angle detection device that detects the angular position of a rotating shaft has been used, for example, to detect a steering angle in a steering device of a vehicle.

特許文献1に記載の回転角検出装置は、ステアリング軸に固定された回転体と、回転体の回転に伴って回転する第一の検出体及び第二の検出体と、第一の検出体の回転を検出する第一の検出手段と、第二の検出体の回転を検出する第二の検出手段とを備えている。回転体、第一の検出体、及び第二の検出体の側面外周には、それぞれ平歯車部が形成されている。回転体の平歯車部には、第一の検出体の平歯車部が噛み合っている。第一の検出体の平歯車部には、第二の検出体の平歯車部が噛み合っている。第一の検出体の回転軸線と第二の検出体の回転軸線とは平行である。第一の検出体の平歯車部の歯数と第二の検出体の平歯車部の歯数とは異なっている。第一の検出手段は、第一の検出体の中央部に配置された磁石、及びこの磁石に対向して配置された磁気検出素子によって構成されている。第二の検出手段は、第二の検出体の中央部に配置された磁石、及びこの磁石に対向して配置された磁気検出素子によって構成されている。第一の検出手段の磁気検出素子、及び第二の検出手段の磁気検出素子は、第一の検出体及び第二の検出体の回転軸線に対して垂直に配置された一つの配線基板に実装されている。 The rotation angle detection device described in Patent Document 1 includes a rotating body fixed to a steering shaft, a first detection body and a second detection body that rotate with the rotation of the rotation body, and a rotation angle detection device of the first detection body. It includes a first detection means for detecting rotation, and a second detection means for detecting rotation of the second detection body. Spur gear portions are formed on the outer peripheries of the side surfaces of the rotating body, the first detection body, and the second detection body, respectively. The spur gear portion of the first detection body meshes with the spur gear portion of the rotating body. The spur gear portion of the second detection body meshes with the spur gear portion of the first detection body. The rotation axis of the first detection body and the rotation axis of the second detection body are parallel. The number of teeth of the spur gear portion of the first detection body is different from the number of teeth of the spur gear portion of the second detection body. The first detection means includes a magnet placed in the center of the first detection body and a magnetic detection element placed opposite the magnet. The second detection means includes a magnet placed in the center of the second detection body and a magnetic detection element placed opposite the magnet. The magnetic detection element of the first detection means and the magnetic detection element of the second detection means are mounted on one wiring board arranged perpendicularly to the rotation axis of the first detection body and the second detection body. has been done.

特開2010-112848号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-112848

回転角検出装置が例えば車両のステアリング装置に用いられる場合には、小型であることが重要な要件となる。特許文献1に記載された回転角度検出装置では、第一の検出体と第二の検出体とが配線基板に向かい合って径方向に並ぶため、配線基板の小型化に制約がある。そこで、本発明は、小型化が可能な回転角検出装置を提供することを目的とする。 When the rotation angle detection device is used, for example, in a vehicle steering device, an important requirement is that the rotation angle detection device be small. In the rotation angle detection device described in Patent Document 1, the first detection body and the second detection body face the wiring board and are arranged in the radial direction, so there are restrictions on miniaturization of the wiring board. Therefore, an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device that can be downsized.

本発明は、上記課題を解決することを目的として、回転するシャフトの角度位置を検出する回転角検出装置であって、前記シャフトの回転に伴って異なる速度で回転する第1及び第2の回転部材と、前記第1の回転部材に取り付けられた第1の磁石と、前記第2の回転部材に取り付けられた第2の磁石と、前記第1の磁石の磁界及び前記第2の磁石の磁界を検出する磁界検出素子とを備え、前記磁界検出素子は、前記第1の回転部材の回転軸線と前記第2の回転部材の回転軸線とが交差する位置に配置されている、回転角検出装置を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a rotation angle detection device for detecting the angular position of a rotating shaft, in which first and second rotations rotate at different speeds as the shaft rotates. a first magnet attached to the first rotating member, a second magnet attached to the second rotating member, a magnetic field of the first magnet, and a magnetic field of the second magnet. a rotation angle detection device, wherein the magnetic field detection element is arranged at a position where a rotation axis of the first rotation member and a rotation axis of the second rotation member intersect. I will provide a.

本発明によれば、回転角検出装置の小型化が可能となる。 According to the present invention, it is possible to downsize the rotation angle detection device.

本発明の第1の実施の形態に係る回転角検出装置を備えたステアバイワイヤ式のステアリング装置が搭載された車両の模式図である。1 is a schematic diagram of a vehicle equipped with a steer-by-wire steering device including a rotation angle detection device according to a first embodiment of the present invention. 回転角検出装置の検出部及びギヤ部材をステアリングシャフトと共に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a detection section and a gear member of the rotation angle detection device together with a steering shaft. 図2のA-A線における検出部の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the detection section taken along line AA in FIG. 2. FIG. (a)及び(b)は、ギヤ部材、第1及び第2の回転部材、磁界検出素子、基板、ならびに接続部を示す斜視図である。(a) and (b) are perspective views showing a gear member, first and second rotating members, a magnetic field detection element, a substrate, and a connecting portion. (a)乃至(c)は、第1の回転部材、第2の回転部材、及びギヤ部材をそれぞれの軸方向から見た図である。(a) thru|or (c) are the figures which looked at the 1st rotating member, the 2nd rotating member, and the gear member from each axial direction. 第1及び第2の回転部材ならびに第1及び第2の磁石と、磁界検出素子との位置関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the positional relationship between first and second rotating members, first and second magnets, and a magnetic field detection element. ステアリングシャフトが軸方向に移動したときに磁界検出素子によって検出されるX軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向の磁界の強度の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the strength of the magnetic field in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction detected by the magnetic field detection element when the steering shaft moves in the axial direction. 第1の変形例に係る第1及び第2の回転部材ならびに第1及び第2の磁石と磁界検出素子との位置関係を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the first and second rotating members, the first and second magnets, and the magnetic field detection element according to the first modification. 第2の変形例に係る第1及び第2の回転部材ならびに第1及び第2の磁石と磁界検出素子との位置関係を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the first and second rotating members, the first and second magnets, and the magnetic field detection element according to a second modification. 第3の変形例に係る第1及び第2の回転部材ならびに第1及び第2の磁石と磁界検出素子との位置関係を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the first and second rotating members, the first and second magnets, and the magnetic field detection element according to a third modification. 第4の変形例に係る第1及び第2の回転部材ならびに第1及び第2の磁石と磁界検出素子との位置関係を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the first and second rotating members, the first and second magnets, and the magnetic field detection element according to a fourth modification. 第2の実施の形態に係る第1及び第2の回転部材ならびにギヤ部材をそれぞれの軸方向から見た図である。FIG. 7 is a diagram of first and second rotating members and a gear member according to a second embodiment as viewed from their respective axial directions.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る回転角検出装置2を備えたステアバイワイヤ式のステアリング装置1が搭載された車両の模式図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle equipped with a steer-by-wire steering device 1 equipped with a rotation angle detection device 2 according to a first embodiment of the present invention.

図1に示すように、ステアリング装置1は、左右の転動輪11(前輪)に連結されたタイロッド12と、タイロッド12が両端に連結されたラックシャフト13と、ラックシャフト13を収容する筒状のハウジング14と、ラックシャフト13のギヤ歯131に噛み合わされたピニオンギヤ151を有するウォーム減速機構15と、ウォーム減速機構15を介してラックシャフト13に軸方向の移動力を付与する電動モータ16と、運転者が操舵操作するステアリングホイール17と、ステアリングホイール17に連結されたステアリングシャフト171と、ステアリングシャフト171に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ18と、ステアリングシャフト171に操舵反力を付与する反力モータ19と、ステアリングシャフト171の角度位置であるステアリングホイール17の操舵角を検出する回転角検出装置2と、電動モータ16及び反力モータ19を制御する制御装置10とを備えている。 As shown in FIG. 1, the steering device 1 includes a tie rod 12 connected to left and right rolling wheels 11 (front wheels), a rack shaft 13 to which the tie rod 12 is connected at both ends, and a cylindrical shaft that houses the rack shaft 13. The housing 14, the worm reduction mechanism 15 having a pinion gear 151 meshed with the gear teeth 131 of the rack shaft 13, the electric motor 16 that applies an axial movement force to the rack shaft 13 via the worm reduction mechanism 15, and the operation A steering wheel 17 that is operated by a person, a steering shaft 171 connected to the steering wheel 17, a torque sensor 18 that detects the steering torque applied to the steering shaft 171, and a reaction sensor 18 that applies a steering reaction force to the steering shaft 171. The power motor 19 includes a rotation angle detection device 2 that detects the steering angle of the steering wheel 17, which is the angular position of the steering shaft 171, and a control device 10 that controls the electric motor 16 and the reaction motor 19.

図1では、ハウジング14を仮想線で示している。ラックシャフト13は、ハウジング14の両端部に取り付けられた一対のラックブッシュ141に支持されている。ウォーム減速機構15は、ウォームホイール152及びウォームギヤ153を有し、ウォームホイール152にピニオンギヤ151が固定されている。ウォームギヤ153は、電動モータ16のモータシャフト161に固定されている。 In FIG. 1, the housing 14 is shown in phantom lines. The rack shaft 13 is supported by a pair of rack bushes 141 attached to both ends of the housing 14. The worm reduction mechanism 15 has a worm wheel 152 and a worm gear 153, and a pinion gear 151 is fixed to the worm wheel 152. Worm gear 153 is fixed to motor shaft 161 of electric motor 16.

電動モータ16は、制御装置10から供給されるモータ電流によってトルクを発生し、ウォームギヤ153を介してウォームホイール152及びピニオンギヤ151を回転させる。ピニオンギヤ151が回転すると、ラックシャフト13がその軸方向に進退移動し、左右の転動輪11が転舵される。ラックシャフト13は、操舵角がゼロである場合の中立位置から所定の範囲で車幅方向の右側及び左側に移動可能である。図1では、ラックシャフト13が軸方向に移動可能な範囲Rを両矢印で示している。 The electric motor 16 generates torque using a motor current supplied from the control device 10 and rotates the worm wheel 152 and pinion gear 151 via the worm gear 153. When the pinion gear 151 rotates, the rack shaft 13 moves forward and backward in its axial direction, and the left and right rolling wheels 11 are steered. The rack shaft 13 is movable to the right and left in the vehicle width direction within a predetermined range from a neutral position when the steering angle is zero. In FIG. 1, a range R1 within which the rack shaft 13 can move in the axial direction is indicated by double-headed arrows.

また、制御装置10は、回転角検出装置2が検出した操舵角、トルクセンサ18が検出した操舵トルク、及び車速に基づいて、ステアリングシャフト171に付与すべき操舵反力の目標値を演算し、この目標値に応じたモータ電流を反力モータ19に供給する。 Further, the control device 10 calculates a target value of the steering reaction force to be applied to the steering shaft 171 based on the steering angle detected by the rotation angle detection device 2, the steering torque detected by the torque sensor 18, and the vehicle speed, A motor current corresponding to this target value is supplied to the reaction force motor 19.

回転角検出装置2は、車体に対して非回転に取り付けられた検出部21と、ステアリングシャフト171に固定された軸状のギヤ部材22と、検出部21の検出信号に応じて操舵角を演算する演算部23とを備えている。回転角検出装置2は、ステアリングホイール17の操舵角を、検出部21に対するギヤ部材22の角度位置として検出し、演算部23がその検出結果を制御装置10に出力する。制御装置10は、転動輪11の転舵角が回転角検出装置2によって検出された操舵角に対応する角度となるように、電動モータ16を制御する。 The rotation angle detection device 2 includes a detection section 21 non-rotatably attached to the vehicle body, a shaft-shaped gear member 22 fixed to a steering shaft 171, and calculates a steering angle according to a detection signal from the detection section 21. It is equipped with a calculation unit 23 that performs the following steps. The rotation angle detection device 2 detects the steering angle of the steering wheel 17 as the angular position of the gear member 22 with respect to the detection section 21, and the calculation section 23 outputs the detection result to the control device 10. The control device 10 controls the electric motor 16 so that the steering angle of the rolling wheels 11 corresponds to the steering angle detected by the rotation angle detection device 2.

図2は、検出部21及びギヤ部材22ならびにステアリングシャフト171を示す斜視図である。図3は、図2のA-A線における検出部21の断面図である。検出部21は、ステアリングシャフト171の回転に伴って互いに異なる速度で回転する第1及び第2の回転部材3,4と、第1の回転部材3に取り付けられた第1の磁石51と、第2の回転部材4に取り付けられた第2の磁石52と、第1の磁石51の磁界及び第2の磁石52の磁界を検出する単一のIC(Integrated Circuit)である磁界検出素子6と、磁界検出素子6が実装された基板7と、これらを収容するケース部材8と、接続部9とを備えている。 FIG. 2 is a perspective view showing the detection unit 21, the gear member 22, and the steering shaft 171. FIG. 3 is a cross-sectional view of the detection unit 21 taken along line AA in FIG. The detection unit 21 includes first and second rotating members 3 and 4 that rotate at different speeds as the steering shaft 171 rotates, a first magnet 51 attached to the first rotating member 3, and a first magnet 51 attached to the first rotating member 3. a second magnet 52 attached to the second rotating member 4; a magnetic field detection element 6 that is a single IC (Integrated Circuit) that detects the magnetic field of the first magnet 51 and the magnetic field of the second magnet 52; It includes a substrate 7 on which a magnetic field detection element 6 is mounted, a case member 8 that accommodates them, and a connection part 9.

磁界検出素子6は、例えばGMR(Giant Magneto Resistive effect)素子である。また、磁界検出素子6として、AMR(Anisotropic Magneto Resistive)素子、TMR(Tunneling Magneto Resistive)素子、もしくはホール素子等を用いることもできる。ギヤ部材22、第1及び第2の回転部材3,4、ならびにケース部材8は、磁界検出素子6が検出する第1の磁石51及び第2の磁石52の磁界に影響しないよう、非磁性体によって形成されている。本実施の形態では、ギヤ部材22、第1及び第2の回転部材3,4、ならびにケース部材8が、射出成形された樹脂製である。 The magnetic field detection element 6 is, for example, a GMR (Giant Magneto Resistive effect) element. Further, as the magnetic field detection element 6, an AMR (Anisotropic Magneto Resistive) element, a TMR (Tunneling Magneto Resistive) element, a Hall element, or the like can also be used. The gear member 22, the first and second rotating members 3 and 4, and the case member 8 are made of non-magnetic material so as not to affect the magnetic fields of the first magnet 51 and the second magnet 52 detected by the magnetic field detection element 6. is formed by. In this embodiment, the gear member 22, the first and second rotating members 3 and 4, and the case member 8 are made of injection molded resin.

ケース部材8は、ケース本体81とケース蓋体82とを有している。図2では、ケース蓋体82の図示を省略し、ケース本体81の内部を図示している。第1の回転部材3及び第2の回転部材4は、共にケース本体81に収容され、かつケース部材8に軸支されている。 The case member 8 has a case main body 81 and a case lid body 82. In FIG. 2, illustration of the case lid body 82 is omitted, and the inside of the case body 81 is illustrated. Both the first rotating member 3 and the second rotating member 4 are housed in a case body 81 and are pivotally supported by the case member 8 .

図4(a)及び(b)は、ギヤ部材22、第1及び第2の回転部材3,4、磁界検出素子6、基板7、ならびに接続部9を示す斜視図である。図5(a)は、第1の磁石51が取り付けられた第1の回転部材3を軸方向から見た図である。図5(b)は、第2の磁石52が取り付けられた第2の回転部材4を軸方向から見た図である。図5(c)は、ギヤ部材22を軸方向から見た図である。図6は、第1及び第2の回転部材3,4ならびに第1及び第2の磁石51,52と、磁界検出素子6との位置関係を示す説明図である。 4A and 4B are perspective views showing the gear member 22, the first and second rotating members 3 and 4, the magnetic field detection element 6, the substrate 7, and the connection part 9. FIG. 5(a) is an axial view of the first rotating member 3 to which the first magnet 51 is attached. FIG. 5(b) is an axial view of the second rotating member 4 to which the second magnet 52 is attached. FIG. 5(c) is a diagram of the gear member 22 viewed from the axial direction. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the first and second rotating members 3 and 4, the first and second magnets 51 and 52, and the magnetic field detection element 6.

基板7は、図示しない所定の配線パターンが形成されたプリント基板であり、ケース部材8に固定されている。基板7には、磁界検出素子6以外にも、例えば抵抗器やコンデンサあるいは演算部23との通信用のIC等の電子部品が実装されるが、各図面ではこれらの電子部品の図示を省略している。また、基板7には、ケース部材8への固定のための複数の取付穴70が形成されている。ケース本体81は、基板7の取付穴70に嵌合する複数の突起811(図3参照)を有しており、これらの突起811と基板7とが例えば接着によって固定されている。 The board 7 is a printed circuit board on which a predetermined wiring pattern (not shown) is formed, and is fixed to the case member 8 . In addition to the magnetic field detection element 6, electronic components such as resistors, capacitors, and ICs for communication with the calculation unit 23 are mounted on the board 7, but illustration of these electronic components is omitted in each drawing. ing. Further, a plurality of mounting holes 70 for fixing to the case member 8 are formed in the board 7 . The case body 81 has a plurality of protrusions 811 (see FIG. 3) that fit into the mounting holes 70 of the substrate 7, and these protrusions 811 and the substrate 7 are fixed, for example, by adhesive.

接続部9は、第1乃至第4の接続ピン91~94と、第1乃至第4の接続ピン91~94を連結する連結板95とを有している。第1乃至第4の接続ピン91~94は、それぞれ一方の端部が基板7に接続され、他方の端部がケース部材8の外部に突出している。第1乃至第4の接続ピン91~94の他方の端部には、検出部21と演算部23とを接続するケーブルが接続される。なお、第1乃至第4の接続ピン91~94を例えば演算部23の回路素子が実装されたプリント基板に接続してもよい。第1乃至第4の接続ピン91~94は、一例として、第1の接続ピン91がグランドピンであり、第2の接続ピン92が磁界検出素子6に動作電源を供給する電源ピンであり、第3及び第4の接続ピン93,94が演算部23との通信を行うための信号ピンである。 The connecting portion 9 includes first to fourth connecting pins 91 to 94 and a connecting plate 95 that connects the first to fourth connecting pins 91 to 94. One end of each of the first to fourth connection pins 91 to 94 is connected to the substrate 7, and the other end projects to the outside of the case member 8. A cable connecting the detection section 21 and the calculation section 23 is connected to the other end of the first to fourth connection pins 91 to 94. Note that the first to fourth connection pins 91 to 94 may be connected to, for example, a printed circuit board on which circuit elements of the calculation section 23 are mounted. For the first to fourth connection pins 91 to 94, for example, the first connection pin 91 is a ground pin, the second connection pin 92 is a power supply pin that supplies operating power to the magnetic field detection element 6, The third and fourth connection pins 93 and 94 are signal pins for communicating with the calculation section 23.

第1の回転部材3は、外周に複数のギヤ歯30が周方向に沿って形成された円盤状のギヤ部31と、ギヤ部31の中心部から軸方向に突出して設けられた円筒状の筒部32と、ケース部材8に支持されるボス部33とを一体に有する歯車である。筒部32には、第1の磁石51が収容されている。第1の磁石51は、N極511とS極512とを有する永久磁石であり、例えば接着によって筒部32の底面32aに固定されている。N極511とS極512とは、筒部32の径方向に並んでいる。 The first rotating member 3 includes a disc-shaped gear part 31 in which a plurality of gear teeth 30 are formed along the circumferential direction on the outer periphery, and a cylindrical gear part 31 provided to protrude in the axial direction from the center of the gear part 31. This gear integrally includes a cylindrical portion 32 and a boss portion 33 supported by the case member 8. A first magnet 51 is housed in the cylindrical portion 32 . The first magnet 51 is a permanent magnet having an N pole 511 and an S pole 512, and is fixed to the bottom surface 32a of the cylindrical portion 32, for example, by adhesive. The north pole 511 and the south pole 512 are arranged in the radial direction of the cylindrical portion 32.

同様に、第2の回転部材4は、外周に複数のギヤ歯40が周方向に沿って形成された円盤状のギヤ部41と、ギヤ部41の中心部から軸方向に突出して設けられた円筒状の筒部42と、ケース部材8に支持されるボス部43とを一体に有する歯車である。筒部42には、第2の磁石52が収容されている。第2の磁石52は、N極521とS極522とを有する永久磁石であり、例えば接着によって筒部42の底面42aに固定されている。N極521とS極522とは、筒部42の径方向に並んでいる。 Similarly, the second rotating member 4 includes a disc-shaped gear part 41 having a plurality of gear teeth 40 formed along the circumferential direction on the outer periphery, and a disc-shaped gear part 41 that protrudes in the axial direction from the center of the gear part 41. This gear integrally includes a cylindrical tube portion 42 and a boss portion 43 supported by the case member 8. A second magnet 52 is housed in the cylindrical portion 42 . The second magnet 52 is a permanent magnet having an N pole 521 and an S pole 522, and is fixed to the bottom surface 42a of the cylindrical portion 42, for example, by adhesive. The north pole 521 and the south pole 522 are arranged in the radial direction of the cylindrical portion 42 .

本実施の形態では、第1及び第2の回転部材3,4が平歯車であり、第1及び第2の回転部材3,4の回転軸線O,Oに対してギヤ歯30,40の歯筋が平行である。また、本実施の形態では、第1の回転部材3のギヤ部31のピッチ円径Dが第2の回転部材4のギヤ部41のピッチ円径Dよりも大きく形成されており、第1の回転部材3のギヤ部31におけるギヤ歯30の数が第2の回転部材4のギヤ部41におけるギヤ歯40の数よりも多い。図5(a)及び(b)に示す例では、第1の回転部材3の歯数が31であり、第2の回転部材4の歯数が29である。 In the present embodiment, the first and second rotating members 3 and 4 are spur gears, and the gear teeth 30 and 40 are The tooth lines are parallel. Further, in the present embodiment, the pitch circle diameter D1 of the gear portion 31 of the first rotating member 3 is formed larger than the pitch circle diameter D2 of the gear portion 41 of the second rotating member 4 , and The number of gear teeth 30 in the gear portion 31 of the first rotating member 3 is greater than the number of gear teeth 40 in the gear portion 41 of the second rotating member 4. In the example shown in FIGS. 5A and 5B, the first rotating member 3 has 31 teeth, and the second rotating member 4 has 29 teeth.

ギヤ部材22は、ステアリングシャフト171の外周に固定された円環状の基部220と、第1の回転部材3が噛み合う第1の歯車部221と、第2の回転部材4が噛み合う第2の歯車部222とを一体に有している。基部220は、例えば接着あるいはボルト締結などによってステアリングシャフト171に固定される。第1の歯車部221は、第1の回転部材3のギヤ歯30と噛み合う複数の第1のギヤ歯221aを有している。第2の歯車部222は、第2の回転部材4のギヤ歯40と噛み合う複数の第2のギヤ歯222aを有している。 The gear member 22 includes an annular base 220 fixed to the outer periphery of the steering shaft 171, a first gear part 221 with which the first rotating member 3 meshes, and a second gear part with which the second rotating member 4 meshes. 222. The base portion 220 is fixed to the steering shaft 171 by, for example, adhesive or bolt fastening. The first gear portion 221 has a plurality of first gear teeth 221 a that mesh with the gear teeth 30 of the first rotating member 3 . The second gear portion 222 has a plurality of second gear teeth 222a that mesh with the gear teeth 40 of the second rotating member 4.

第1のギヤ歯221aと第2のギヤ歯222aとは、それぞれ基部220から異なる方向に向かって突出して形成されている。本実施の形態では、第1のギヤ歯221aが基部220の外周に設けられ、第2のギヤ歯222aが基部220の外周側の端部から軸方向に突出して設けられている。本実施の形態では、第1の歯車部221における第1のギヤ歯221aの歯数と、第2の歯車部222における第2のギヤ歯222aの歯数とが共に40である。 The first gear tooth 221a and the second gear tooth 222a are formed to protrude from the base 220 in different directions, respectively. In this embodiment, first gear teeth 221a are provided on the outer periphery of base 220, and second gear teeth 222a are provided to protrude in the axial direction from the outer periphery side end of base 220. In this embodiment, the number of first gear teeth 221a in first gear portion 221 and the number of second gear teeth 222a in second gear portion 222 are both 40.

ギヤ部材22の回転軸線O、第1の回転部材3の回転軸線O、及び第2の回転部材4の回転軸線Oは、一つの仮想平面に含まれる。図6では、この仮想平面におけるギヤ部材22、第1の回転部材3、及び第2の回転部材4の断面を示している。この仮想平面において、ギヤ部材22の回転軸線O及び第1の回転部材3の回転軸線Oと、第2の回転部材の回転軸線Oとが直交する。本実施の形態では、第1の回転部材3の回転軸線Oがギヤ部材22の回転軸線Oと平行である。 The rotation axis O of the gear member 22, the rotation axis O 1 of the first rotation member 3, and the rotation axis O 2 of the second rotation member 4 are included in one virtual plane. FIG. 6 shows cross sections of the gear member 22, the first rotating member 3, and the second rotating member 4 on this virtual plane. In this virtual plane, the rotational axis O of the gear member 22, the rotational axis O1 of the first rotating member 3, and the rotational axis O2 of the second rotating member are perpendicular to each other. In this embodiment, the rotation axis O 1 of the first rotation member 3 is parallel to the rotation axis O of the gear member 22 .

図6に示すように、磁界検出素子6は、第1の回転部材3の回転軸線Oと第2の回転部材4の回転軸線Oとが交差する位置に配置されている。磁界検出素子6は、互いに直交する三軸方向の磁界の強度を検出可能である。具体的には、図6に示すように、上記の仮想平面に垂直な方向をX軸方向とし、第1の回転部材3の回転軸線Oに平行な方向をY軸方向とし、第2の回転部材4の回転軸線Oに平行な方向をZ軸方向としたとき、磁界検出素子6は、X軸方向の磁界の強度、Y軸方向の磁界の強度、及びZ軸方向の磁界の強度をそれぞれ個別に検出可能である。 As shown in FIG. 6, the magnetic field detection element 6 is arranged at a position where the rotational axis O1 of the first rotating member 3 and the rotational axis O2 of the second rotating member 4 intersect. The magnetic field detection element 6 is capable of detecting the strength of magnetic fields in three axial directions orthogonal to each other. Specifically, as shown in FIG. 6, the direction perpendicular to the above virtual plane is the X-axis direction, the direction parallel to the rotation axis O1 of the first rotating member 3 is the Y-axis direction, and the second When the direction parallel to the rotation axis O2 of the rotating member 4 is the Z-axis direction, the magnetic field detection element 6 detects the strength of the magnetic field in the X-axis direction, the strength of the magnetic field in the Y-axis direction, and the strength of the magnetic field in the Z-axis direction. can be detected individually.

図6では、磁界検出素子6に交差する第1の磁石51の磁力線51m及び第2の磁石52の磁力線52mを一点鎖線で示している。ステアリングシャフト171が回転して第1の回転部材3が回転すると、磁界検出素子6によって検出されるX軸方向及びZ軸方向の磁界の強度が変化するが、第1の磁石51の磁力線51mはY軸方向の成分を有しないため、Y軸方向の磁界の強度は変化しない。また、第2の回転部材4が回転すると、磁界検出素子6によって検出されるX軸方向及びY軸方向の磁界の強度が変化するが、第2の磁石52の磁力線52mはZ軸方向の成分を有しないため、Z軸方向の磁界の強度は変化しない。 In FIG. 6, the lines of magnetic force 51m of the first magnet 51 and the lines of magnetic force 52m of the second magnet 52 that intersect the magnetic field detection element 6 are shown by dashed lines. When the steering shaft 171 rotates and the first rotating member 3 rotates, the strength of the magnetic field in the X-axis direction and the Z-axis direction detected by the magnetic field detection element 6 changes, but the magnetic field line 51m of the first magnet 51 Since there is no component in the Y-axis direction, the strength of the magnetic field in the Y-axis direction does not change. Further, when the second rotating member 4 rotates, the strength of the magnetic field in the X-axis direction and the Y-axis direction detected by the magnetic field detection element 6 changes, but the magnetic field line 52m of the second magnet 52 has a component in the Z-axis direction. Since there is no magnetic field, the strength of the magnetic field in the Z-axis direction does not change.

図7は、ステアリングホイール17が左右方向の一方の最大舵角から他方の最大舵角まで操舵されたときに磁界検出素子6によって検出されるX軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向の磁界の強度の一例を示すグラフである。図7のグラフの横軸は操舵角を示し、縦軸は各方向の磁界の強度を示している。 FIG. 7 shows magnetic fields in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction detected by the magnetic field detection element 6 when the steering wheel 17 is steered from one maximum steering angle in the left-right direction to the other maximum steering angle. 3 is a graph showing an example of the intensity of . The horizontal axis of the graph in FIG. 7 indicates the steering angle, and the vertical axis indicates the strength of the magnetic field in each direction.

第1の回転部材3のピッチ円径Dは第2の回転部材4のピッチ円径Dよりも大きいので、ステアリングシャフト171が一定の速度で回転したときの第1の回転部材3の回転速度が第2の回転部材4の回転速度よりも遅く、Z軸方向の磁界の強度の変化の周期がY軸方向の磁界の強度の周期よりも長い。また、第1の回転部材3の歯数と第2の回転部材4の歯数との最小公倍数が第1の歯車部221の第1のギヤ歯221aの歯数及び第2の歯車部222の第2のギヤ歯222aの歯数よりも大きいので、ステアリングホイール17の左右方向の一方の最大舵角から他方の最大舵角まで、Y軸方向及びZ軸方向の磁界の強度の組み合わせたパターンが複数の位置で出現することはない。このため、回転角検出装置2によってステアリングシャフト171の絶対角度位置を一意に検出することができる。 Since the pitch circle diameter D1 of the first rotating member 3 is larger than the pitch circle diameter D2 of the second rotating member 4, the rotation of the first rotating member 3 when the steering shaft 171 rotates at a constant speed The speed is slower than the rotational speed of the second rotating member 4, and the period of change in magnetic field strength in the Z-axis direction is longer than the period of change in magnetic field strength in the Y-axis direction. Further, the least common multiple of the number of teeth of the first rotating member 3 and the number of teeth of the second rotating member 4 is the number of teeth of the first gear teeth 221a of the first gear portion 221 and the number of teeth of the second gear portion 222. Since the number of teeth is larger than the number of teeth of the second gear teeth 222a, the combined pattern of the magnetic field strengths in the Y-axis direction and the Z-axis direction from the maximum steering angle of one side to the maximum steering angle of the other side in the left-right direction of the steering wheel 17 is It cannot appear in multiple locations. Therefore, the rotation angle detection device 2 can uniquely detect the absolute angular position of the steering shaft 171.

また、回転角検出装置2は、ステアリングシャフト171が1回転(360°)以上回転した場合にも、その角度位置を検出可能である。つまり、回転角検出装置2は、検出対象であるステアリングシャフト171の多回転の絶対角度位置を検出可能である。 Further, the rotation angle detection device 2 can detect the angular position of the steering shaft 171 even when the steering shaft 171 rotates one rotation (360°) or more. In other words, the rotation angle detection device 2 is capable of detecting the absolute angular position of multiple rotations of the steering shaft 171, which is the detection target.

本実施の形態では、磁界検出素子6がX軸方向の磁界の強度を検出可能であるので、仮に何らかの故障によってY軸方向又はZ軸方向の磁界の強度を検出することができなくなった場合にも、X軸方向の磁界の強度を用いて検出できなくなった方向の磁界の強度を演算によって求めることができ、ステアリング装置1を機能させ続けることが可能となる。つまり、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向の磁界の強度は所定の相関関係を有しているので、この相関関係が満たされなくなったときに故障の発生を検知できると共に、何れかの方向の磁界の強度を検出できなくなった場合にも他の二方向の磁界の強度に基づいて、検出できなくなった方向の磁界の強度を演算により求めることができる。 In this embodiment, since the magnetic field detection element 6 is capable of detecting the strength of the magnetic field in the X-axis direction, even if it becomes unable to detect the strength of the magnetic field in the Y-axis direction or the Z-axis direction due to some kind of failure. In this case, the strength of the magnetic field in the direction that can no longer be detected can be calculated by using the strength of the magnetic field in the X-axis direction, and it becomes possible to continue functioning the steering device 1. In other words, the strength of the magnetic fields in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction has a predetermined correlation, so when this correlation is no longer satisfied, it is possible to detect the occurrence of a failure, and also to detect any Even if the intensity of the magnetic field in the direction cannot be detected, the intensity of the magnetic field in the direction that can no longer be detected can be determined by calculation based on the intensity of the magnetic field in the other two directions.

(第1の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第1の実施の形態に係る回転角検出装置2によれば、第1の回転部材3の回転軸線Oと第2の回転部材4の回転軸線Oとが交差する位置に一つの磁界検出素子6が配置され、この磁界検出素子6によって各方向の磁界の強度を検出できるので、基板7を小さくすることができ、ひいては回転角検出装置2の小型化が可能となる。また、複数の磁界検出素子を用いる必要がないので、低コスト化にも寄与し得る。
(Operations and effects of the first embodiment)
According to the rotation angle detection device 2 according to the first embodiment described above, the rotation axis O 1 of the first rotation member 3 and the rotation axis O 2 of the second rotation member 4 intersect with each other. Since the two magnetic field detection elements 6 are arranged and can detect the strength of the magnetic field in each direction, the substrate 7 can be made smaller, and thus the rotation angle detection device 2 can be made smaller. Furthermore, since there is no need to use a plurality of magnetic field detection elements, it can also contribute to cost reduction.

[第1の実施の形態の変形例]
次に、第1の実施の形態の4つの変形例について、図8乃至11を参照して説明する。上記の第1の実施の形態では、第1及び第2の回転部材3,4が平歯車である場合について説明したが、図8乃至11に示す変形例では、第1及び第2の回転部材3,4の一方又は両方が傘歯車である。第1乃至第4の変形例において、第1の回転部材3のピッチ円径は第2の回転部材4のピッチ円径よりも大きく、第1の回転部材3の歯数は第2の回転部材4の歯数よりも多い。
[Modification of the first embodiment]
Next, four modified examples of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 11. In the first embodiment described above, the first and second rotating members 3 and 4 are spur gears, but in the modified examples shown in FIGS. 8 to 11, the first and second rotating members One or both of 3 and 4 are bevel gears. In the first to fourth modifications, the pitch circle diameter of the first rotating member 3 is larger than the pitch circle diameter of the second rotating member 4, and the number of teeth of the first rotating member 3 is larger than that of the second rotating member 4. More teeth than 4.

図8に示す第1の変形例では、第1及び第2の回転部材3,4が共に傘歯車であり、図9に示す第2の変形例では、第2の回転部材4が傘歯車である。図10に示す第3の変形例では、第1の変形例と同様に第1及び第2の回転部材3,4が共に傘歯車であるが、ギヤ部材22の回転軸線Oに対する第1及び第2の回転部材3,4の回転軸線O,Oの角度が異なっており、回転軸線O,Oが回転軸線Oに対して45°傾斜している。第1乃至第3の変形例では、第1の実施の形態と同様に第1の回転部材3の回転軸線Oと第2の回転部材4の回転軸線Oとが直角に交わり、この交点部分に磁界検出素子6が配置されている。 In the first modification shown in FIG. 8, both the first and second rotating members 3 and 4 are bevel gears, and in the second modification shown in FIG. 9, the second rotating member 4 is a bevel gear. be. In the third modification shown in FIG. 10, the first and second rotating members 3 and 4 are both bevel gears as in the first modification, but the first and second rotational members 3 and 4 are bevel gears. The angles of the rotational axes O 1 and O 2 of the two rotating members 3 and 4 are different from each other, and the rotational axes O 1 and O 2 are inclined at 45 degrees with respect to the rotational axis O. In the first to third modified examples, similarly to the first embodiment, the rotation axis O 1 of the first rotation member 3 and the rotation axis O 2 of the second rotation member 4 intersect at right angles, and this intersection point A magnetic field detection element 6 is arranged in the portion.

図11に示す第4の変形例では、第1の回転部材3の回転軸線Oと第2の回転部材4の回転軸線Oとが直角ではなく、約60°の角度で傾斜して交差している。このような場合でも、回転軸線Oと回転軸線Oとが交差する部分に配置された磁界検出素子6が直交する三軸方向の磁界の強度を検出可能であるため、演算部23においてステアリングシャフト171の回転角度を求めることができる。 In the fourth modification shown in FIG. 11, the rotation axis O 1 of the first rotation member 3 and the rotation axis O 2 of the second rotation member 4 are not at right angles but intersect at an angle of about 60°. are doing. Even in such a case, since the magnetic field detection element 6 disposed at the intersection of the rotation axis O 1 and the rotation axis O 2 can detect the strength of the magnetic field in the three orthogonal axes directions, the steering The rotation angle of the shaft 171 can be determined.

[第2の実施の形態]
次に、図12(a)乃至(c)を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。図12(a)は、第2の実施の形態に係る第1の回転部材3を軸方向から見た図である。図12(b)は、第2の実施の形態に係る第2の回転部材4を軸方向から見た図である。図12(c)は、第2の実施の形態に係るギヤ部材22を軸方向から見た図である。第1の回転部材3及び第2の回転部材4は、第1の実施の形態と同様、回転軸線O,Oが互いに直交するようにギヤ部材22に噛み合い、回転軸線O,Oが交差する位置に磁界検出素子6が配置される。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12(a) to 12(c). FIG. 12(a) is a diagram of the first rotating member 3 according to the second embodiment viewed from the axial direction. FIG. 12(b) is an axial view of the second rotating member 4 according to the second embodiment. FIG. 12(c) is an axial view of the gear member 22 according to the second embodiment. Like the first embodiment, the first rotating member 3 and the second rotating member 4 mesh with the gear member 22 so that the rotation axes O 1 and O 2 are orthogonal to each other, and the rotation axes O 1 and O 2 The magnetic field detection element 6 is arranged at a position where the two intersect.

上記の第1の実施の形態及び第1乃至第4の変形例では、第1の回転部材3のギヤ部31のピッチ円径Dが第2の回転部材4のギヤ部41のギヤ部41のピッチ円径Dよりも大きく、第1の回転部材3が第2の回転部材4よりも遅く回転する場合について説明したが、第2の実施の形態では、ギヤ部材22の第1の歯車部221における第1のギヤ歯221aの歯数と第2の歯車部222における第2のギヤ歯222aの歯数が異なり、第1のギヤ歯221aの歯数が第2のギヤ歯222aの歯数よりも少ないことにより、第1の回転部材3が第2の回転部材4よりも遅く回転する。また、本実施の形態において、第1の回転部材3及び第2の回転部材4の歯数及びピッチ円径D,Dは同じである。図12(c)に示す例では、第1の歯車部221における第1のギヤ歯221aの歯数が38であり、第2の歯車部222における第2のギヤ歯222aの歯数が40である。 In the first embodiment and the first to fourth modifications described above, the pitch circle diameter D 1 of the gear portion 31 of the first rotating member 3 is the same as that of the gear portion 41 of the gear portion 41 of the second rotating member 4. Although the case has been described in which the pitch circle diameter D is larger than 2 and the first rotating member 3 rotates slower than the second rotating member 4, in the second embodiment, the first gear of the gear member 22 The number of teeth of the first gear teeth 221a in the section 221 is different from the number of teeth of the second gear teeth 222a in the second gear section 222, and the number of teeth of the first gear teeth 221a is different from the number of teeth of the second gear teeth 222a. Due to the smaller number, the first rotating member 3 rotates slower than the second rotating member 4. Further, in this embodiment, the number of teeth and pitch circle diameters D 1 and D 2 of the first rotating member 3 and the second rotating member 4 are the same. In the example shown in FIG. 12(c), the number of first gear teeth 221a in the first gear portion 221 is 38, and the number of second gear teeth 222a in the second gear portion 222 is 40. be.

本実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様に、回転角検出装置2の小型化が可能となる。また、第1の回転部材3及び第2の回転部材4の歯数及びピッチ円径D,Dが同じであるので、第1の回転部材3と第2の回転部材4とを同じ金型で成形することができ、金型の費用を削減することができる。 According to this embodiment as well, it is possible to downsize the rotation angle detection device 2 similarly to the first embodiment. Moreover, since the number of teeth and the pitch circle diameters D 1 and D 2 of the first rotating member 3 and the second rotating member 4 are the same, the first rotating member 3 and the second rotating member 4 are made of the same metal. It can be molded using a mold, reducing mold costs.

(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
(Summary of embodiments)
Next, technical ideas understood from the embodiments described above will be described using reference numerals and the like in the embodiments. However, each reference numeral in the following description does not limit the constituent elements in the scope of the claims to those specifically shown in the embodiments.

[1]回転するシャフト(ステアリングシャフト171)の角度位置を検出する回転角検出装置(2)であって、前記シャフト(13)の回転に伴って異なる速度で回転する第1及び第2の回転部材(3,4)と、前記第1の回転部材(3)に取り付けられた第1の磁石(51)と、前記第2の回転部材(4)に取り付けられた第2の磁石(52)と、前記第1の磁石(51)の磁界及び前記第2の磁石(52)の磁界を検出する磁界検出素子(6)とを備え、前記磁界検出素子(6)は、前記第1の回転部材(3)の回転軸線(O)と前記第2の回転部材(4)の回転軸線(O)とが交差する位置に配置されている、回転角検出装置(2)。 [1] A rotation angle detection device (2) that detects the angular position of a rotating shaft (steering shaft 171), wherein first and second rotations rotate at different speeds as the shaft (13) rotates. members (3, 4), a first magnet (51) attached to the first rotating member (3), and a second magnet (52) attached to the second rotating member (4). and a magnetic field detection element (6) that detects the magnetic field of the first magnet (51) and the magnetic field of the second magnet (52), and the magnetic field detection element (6) is configured to detect the magnetic field of the first magnet (51) and the second magnet (52). A rotation angle detection device (2) arranged at a position where the rotation axis (O 1 ) of the member (3) and the rotation axis (O 2 ) of the second rotation member (4) intersect.

[2]前記シャフト(171)の回転軸線(O)、前記第1の回転部材(3)の回転軸線(O)、及び前記第2の回転部材(4)の回転軸線(O)が一つの仮想平面に含まれ、前記仮想平面において前記第1の回転部材(3)の回転軸線(O)と前記第2の回転部材(4)の回転軸線(O)とが直交する、上記[1]に記載の回転角検出装置(2)。 [2] The rotation axis (O) of the shaft (171), the rotation axis (O 1 ) of the first rotation member (3), and the rotation axis (O 2 ) of the second rotation member ( 4 ) are included in one virtual plane, in which the rotation axis (O 1 ) of the first rotation member (3) and the rotation axis (O 2 ) of the second rotation member ( 4 ) are orthogonal; The rotation angle detection device (2) according to [1] above.

[3]前記仮想平面に垂直な方向をX軸方向とし、前記第1の回転部材(3)の回転軸線(O)に平行な方向をY軸方向とし、前記第2の回転部材(4)の回転軸線(O)に平行な方向をZ軸方向としたとき、前記磁界検出素子(6)は、前記X軸方向の磁界の強度、前記Y軸方向の磁界の強度、及び前記Z軸方向の磁界の強度をそれぞれ検出可能である、上記[2]に記載の回転角検出装置(2)。 [3] The direction perpendicular to the virtual plane is the X-axis direction, the direction parallel to the axis of rotation (O 1 ) of the first rotating member (3) is the Y-axis direction, and the direction perpendicular to the virtual plane is the Y-axis direction. ) is defined as the Z-axis direction, and the magnetic field detection element ( 6 ) detects the strength of the magnetic field in the X-axis direction, the strength of the magnetic field in the Y-axis direction, and the Z-axis direction. The rotation angle detection device (2) according to [2] above, which is capable of detecting the strength of the magnetic field in the axial direction.

[4]前記第1及び第2の回転部材(3,4)は、前記シャフト(171)に固定された部材(ギヤ部材22)もしくは前記シャフト(171)に噛み合って回転する歯車であり、前記第1の回転部材(3)の歯数と前記第2の回転部材(4)の歯数とが異なっている、上記[3]に記載の回転角検出装置(2)。 [4] The first and second rotating members (3, 4) are members (gear members 22) fixed to the shaft (171) or gears that mesh with and rotate the shaft (171); The rotation angle detection device (2) according to [3] above, wherein the number of teeth of the first rotating member (3) and the number of teeth of the second rotating member (4) are different.

[5]前記第1の回転部材(3)は、前記シャフト(171)に固定された部材(22)もしくは前記シャフト(13)に形成された第1の歯車部(221)に噛み合って回転する歯車であり、前記第2の回転部材(4)は、前記シャフト(171)に固定された部材(22)もしくは前記シャフト(171)に形成された第2の歯車部(222)に噛み合って回転する歯車であり、前記第1の歯車部(221)と前記第2の歯車部(222)とは、歯数が異なり、前記第1の回転部材(3)と前記第2の回転部材(4)との歯数及びピッチ円径(D,D)が同じである、上記[3]に記載の回転角検出装置(2)。 [5] The first rotating member (3) rotates by meshing with a member (22) fixed to the shaft (171) or a first gear portion (221) formed on the shaft (13). The second rotating member (4) is a gear and rotates by meshing with a member (22) fixed to the shaft (171) or a second gear part (222) formed on the shaft (171). The first gear part (221) and the second gear part (222) have different numbers of teeth, and the first rotating member (3) and the second rotating member (4) have different numbers of teeth. ) The rotation angle detection device (2) according to the above [3], having the same number of teeth and the same pitch diameter (D 1 , D 2 ) as the rotation angle detection device (2).

[6]前記第1の回転部材(3)及び前記第2の回転部材(4)を収容するケース部材(8)を備え、前記第1の回転部材(3)及び前記第2の回転部材(4)が前記ケース部材(8)に軸支されており、前記磁界検出素子(6)が実装された基板(7)が前記ケース部材(8)に固定されている、上記[1]乃至[5]の何れかに記載の回転角検出装置(2)。 [6] A case member (8) that accommodates the first rotating member (3) and the second rotating member (4), the first rotating member (3) and the second rotating member ( 4) is pivotally supported by the case member (8), and the board (7) on which the magnetic field detection element (6) is mounted is fixed to the case member (8). 5]. The rotation angle detection device (2) according to any one of [5].

[7]前記シャフトが車両のステアリング装置の(1)のステアリングホイール(17)に連結されたステアリングシャフト(171)である、上記[1]乃至[6]の何れかに記載の回転角検出装置(2)。 [7] The rotation angle detection device according to any one of [1] to [6] above, wherein the shaft is a steering shaft (171) connected to the steering wheel (17) of (1) of a steering device of a vehicle. (2).

以上、本発明の第1及び第2の実施の形態ならびに変形例を説明したが、上記に記載した実施の形態や変形例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態や変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 Although the first and second embodiments and modifications of the present invention have been described above, the embodiments and modifications described above do not limit the invention according to the claims. Furthermore, it should be noted that not all combinations of features described in the embodiments and modified examples are essential for solving the problems of the invention. Furthermore, the present invention can be implemented with appropriate modifications without departing from the spirit thereof, and for example, the following modifications are also possible.

上記の第1及び第2の実施の形態ならびに変形例では、第1及び第2の回転部材3,4がステアリングシャフト171に固定されたギヤ部材22に形成されたギヤ歯221a,222aに噛み合う場合について説明したが、これに限らず、ステアリングシャフト171に、第1及び第2の回転部材3,4が噛み合うギヤ歯を形成してもよい。 In the first and second embodiments and modifications described above, when the first and second rotating members 3 and 4 mesh with the gear teeth 221a and 222a formed on the gear member 22 fixed to the steering shaft 171 Although described above, the present invention is not limited to this, and the steering shaft 171 may have gear teeth that mesh with the first and second rotating members 3 and 4.

また、上記の実施の形態では、車両のステアリング装置1の回転角検出装置2に本発明を適用した場合について説明したが、本発明の回転角検出装置は、車両のステアリング装置以外の用途にも適用可能である。 Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the rotation angle detection device 2 of the steering device 1 of a vehicle has been described, but the rotation angle detection device of the present invention can also be applied to applications other than the steering device of a vehicle. Applicable.

2…回転角検出装置 221…第1の歯車部
221a…第1のギヤ歯 222…第2の歯車部
222a…第2のギヤ歯 3…第1の回転部材
4…第2の回転部材 51…第1の磁石
52…第2の磁石 6…磁界検出素子
7…基板 8…ケース部材
,O…回転軸線 D,D…ピッチ円径
,P…ピッチ
2... Rotation angle detection device 221... First gear part 221a... First gear tooth 222... Second gear part 222a... Second gear tooth 3... First rotating member 4... Second rotating member 51... First magnet 52...Second magnet 6...Magnetic field detection element 7...Substrate 8...Case member O1 , O2 ...Rotation axis D1 , D2 ...Pitch circle diameter P1 , P2 ...Pitch

Claims (7)

回転するシャフトの角度位置を検出する回転角検出装置であって、
前記シャフトの回転に伴って異なる速度で回転する第1及び第2の回転部材と、
前記第1の回転部材に取り付けられた第1の磁石と、
前記第2の回転部材に取り付けられた第2の磁石と、
前記第1の磁石の磁界及び前記第2の磁石の磁界を検出する磁界検出素子とを備え、
前記磁界検出素子は、前記第1の回転部材の回転軸線と前記第2の回転部材の回転軸線とが交差する位置に配置されている、
回転角検出装置。
A rotation angle detection device that detects the angular position of a rotating shaft,
first and second rotating members that rotate at different speeds as the shaft rotates;
a first magnet attached to the first rotating member;
a second magnet attached to the second rotating member;
comprising a magnetic field detection element that detects the magnetic field of the first magnet and the magnetic field of the second magnet,
The magnetic field detection element is arranged at a position where the rotational axis of the first rotating member and the rotational axis of the second rotating member intersect.
Rotation angle detection device.
前記シャフトの回転軸線、前記第1の回転部材の回転軸線、及び前記第2の回転部材の回転軸線が一つの仮想平面に含まれ、
前記仮想平面において前記第1の回転部材の回転軸線と前記第2の回転部材の回転軸線とが直交する、
請求項1に記載の回転角検出装置。
A rotation axis of the shaft, a rotation axis of the first rotation member, and a rotation axis of the second rotation member are included in one virtual plane,
The rotational axis of the first rotating member and the rotational axis of the second rotating member are orthogonal to each other in the virtual plane.
The rotation angle detection device according to claim 1.
前記仮想平面に垂直な方向をX軸方向とし、前記第1の回転部材の回転軸線に平行な方向をY軸方向とし、前記第2の回転部材の回転軸線に平行な方向をZ軸方向としたとき、
前記磁界検出素子は、前記X軸方向の磁界の強度、前記Y軸方向の磁界の強度、及び前記Z軸方向の磁界の強度をそれぞれ検出可能である、
請求項2に記載の回転角検出装置。
The direction perpendicular to the virtual plane is the X-axis direction, the direction parallel to the rotational axis of the first rotating member is the Y-axis direction, and the direction parallel to the rotational axis of the second rotating member is the Z-axis direction. When I did,
The magnetic field detection element is capable of detecting the strength of the magnetic field in the X-axis direction, the strength of the magnetic field in the Y-axis direction, and the strength of the magnetic field in the Z-axis direction, respectively.
The rotation angle detection device according to claim 2.
前記第1及び第2の回転部材は、前記シャフトに固定された部材もしくは前記シャフトに噛み合って回転する歯車であり、
前記第1の回転部材の歯数と前記第2の回転部材の歯数とが異なっている、
請求項3に記載の回転角検出装置。
The first and second rotating members are members fixed to the shaft or gears that mesh with and rotate the shaft,
the number of teeth of the first rotating member and the number of teeth of the second rotating member are different;
The rotation angle detection device according to claim 3.
前記第1の回転部材は、前記シャフトに固定された部材もしくは前記シャフトに形成された第1の歯車部に噛み合って回転する歯車であり、
前記第2の回転部材は、前記シャフトに固定された部材もしくは前記シャフトに形成された第2の歯車部に噛み合って回転する歯車であり、
前記第1の歯車部と前記第2の歯車部とは、歯数が異なり、
前記第1の回転部材と前記第2の回転部材との歯数及びピッチ円径が同じである、
請求項3に記載の回転角検出装置。
The first rotating member is a member fixed to the shaft or a gear that rotates by meshing with a first gear portion formed on the shaft,
The second rotating member is a member fixed to the shaft or a gear that rotates by meshing with a second gear portion formed on the shaft,
The first gear part and the second gear part have different numbers of teeth,
The number of teeth and pitch diameter of the first rotating member and the second rotating member are the same,
The rotation angle detection device according to claim 3.
前記第1の回転部材及び前記第2の回転部材を収容するケース部材を備え、
前記第1の回転部材及び前記第2の回転部材が前記ケース部材に軸支されており、
前記磁界検出素子が実装された基板が前記ケース部材に固定されている、
請求項1乃至5の何れか1項に記載の回転角検出装置。
comprising a case member that accommodates the first rotating member and the second rotating member,
The first rotating member and the second rotating member are pivotally supported by the case member,
a substrate on which the magnetic field detection element is mounted is fixed to the case member;
The rotation angle detection device according to any one of claims 1 to 5.
前記シャフトが車両のステアリング装置のステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトである、
請求項1乃至6の何れか1項に記載の回転角検出装置。
the shaft is a steering shaft connected to a steering wheel of a steering device of a vehicle;
The rotation angle detection device according to any one of claims 1 to 6.
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