JP5177525B2

JP5177525B2 - 回転角検出装置

Info

Publication number: JP5177525B2
Application number: JP2008176001A
Authority: JP
Inventors: 昭光長岡; 英利矢田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: JP2010014606A; DE102009030955A1

Description

本発明は、ハウジング内に配置された回転角検出センサに回転変位を入力するようにハウジングに軸受を介して回転可能に支持された入力軸を備えた回転角検出装置に関する。

上記のようなタイプの回転角検出装置では、入力軸はハウジングの筒端部から突き出しており、その突き出した突出部に、検出対象物の動きを回転変位として入力軸に伝達する回転レバーや揺動レバーが回転入力部材として設けられている。このような構成においては、回転入力部材から入力軸に変位が伝達されると、入力軸に偏芯荷重がかかり、入力軸と軸受との間の偏芯接触（こじれ）によって異音が発生するという問題が生じる。この偏芯接触を抑制するために、回転入力部材とハウジングの端部との間に弾性部材を介装して、入力軸に偏芯荷重がかかることを抑制し、入力軸と軸受との間の偏芯接触を低減することが考えられる。しかしながら、この構成では、回転入力部材が入力軸とともに回転する際に、あまりスムーズには回転できない弾性部材との間で相対的な動きが発生し、この相対的な動きが異音を導くという別な問題を引き起こす。

回転部材とその回転部材を保持する保持部材との間での相対的な動きを低減するため、回転部材と保持部材との間に摺動材とスペーサとゴム板とからなるサンドイッチ構造体を介装する回転装置（超音波モータ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。この回転装置では、上記サンドイッチ構造体によって回転部材と保持部材との間でスムーズな滑りを実現させている。しかしながら、このサンドイッチ構造体はハウジング内部に配置されているので、組付性やメンテナンス性が悪いという問題点がある。
特開平５−１３７３５７号公報（段落番号００１１−００１３、図１、図２）

上記実状に鑑み、本発明の目的は、組付性やメンテナンス性が良好で、異音発生が抑制された入力軸構造を備えた回転角検出装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る回転各検出装置の特徴構成は、ハウジング内に配置された回転角検出センサと、前記回転角検出センサに回転変位を入力するように前記ハウジングに軸受を介して回転可能に支持された入力軸と、前記入力軸の前記ハウジングの筒端部から突き出た突出部に固定された回転入力部材と、前記回転入力部材と前記ハウジングの筒端部との間に介装された弾性部材と、前記入力軸の軸方向で前記弾性部材に隣接して配置された摺動部材とからなる。

この特徴構成によれば、ハウジングの筒端部とこの筒端部から突き出している入力軸の突出部に固定されている回転入力部材との間に弾性部材が介装されているので、入力軸芯方向の回転入力部材の揺れが抑制され、この揺れによって入力軸へ付与される偏芯荷重が低減される。その結果、入力軸と軸受との間の偏芯接触に基づく異音の発生も抑制される。さらに、この弾性部材とハウジングの筒端部との間に摺動部材が介装されているので、弾性部材と摺動部材との間での相対回転が円滑に行われる。その結果、弾性部材と回転入力部材との間あるいは弾性部材とハウジングの筒端部との間での異音の発生を伴う円滑でない滑りが生じることも抑制される。しかも、弾性部材と摺動部材の両者が、ハウジングの筒端部の外側に配置されていることから、弾性部材と摺動部材との組付性やメンテナンス性も良好となる。

また、本発明に係る回転各検出装置における特徴構成として、前記摺動部材を前記弾性部材と前記ハウジングの筒端部との間に介装することも好適である。これにより、摺動部材と弾性部材との間の摺動面あるいは摺動部材とハウジングの筒端部との間の摺動面を弾性部材によって覆うことができる。より具体的な特徴構成として、また、本発明に係る回転各検出装置における特徴構成として、前記弾性部材は前記入力軸の突出部の挿通を許す貫通孔を設けた上壁と前記ハウジングの筒端部を外囲する側壁とを有するキャップ形状体として形成され、前記摺動部材は前記筒端部の端面と前記上壁との間に挟持されるとよい。これにより、弾性部材は、筒端部の端面との間で摺動部材を挟持するとともにその摺動部材を含めハウジングの筒端部をその上壁と側壁とによるキャップ形状によって内含することができる。これにより摺動部材がハウジングの筒端部の端面と弾性部材の上壁との間にしっかりと保持され、またハウジングの筒端部を外囲する弾性部材の側壁によって摺動部材の摺動面に異物などが進入することが抑制される。

また、本発明に係る回転各検出装置における特徴構成として、前記弾性部材の側壁には前記上壁とともに前記摺動部材の保持空間を形成する周溝が形成されており、前記弾性部材の側壁には前記摺動部材が前記保持空間からの落下を防止する縮径部が設けられていると好適である。この特徴構成では、摺動部材を弾性部材の周溝に入り込ませて装着することで、摺動部材と弾性部材とを一体化することができ、摺動部材と弾性部材とのハウジングの筒端部への組付作業が容易となる。

以下、本発明の回転角検出装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は回転角検出装置１の分解斜視図であり、図２は回転角検出装置１の一部を拡大して断面で示す軸方向断面図である。この回転角検出装置１は、ハウジング１０と、このハウジング１０内に配置された回転角検出センサ２と、この回転角検出センサ２に回転変位を入力するようにハウジング１０の内部で軸受３を介して回転可能に支持された入力軸２０とを備えている。この入力軸２０はハウジング１０の筒端部１１を通り抜けてさらに外方に延びた突出部２１を有する。突出部２１にはねじが形成されている。入力軸２０に検出対象となっている部材からの変位を伝達するために、入力軸２０の突出部２１に回転入力部材としての回動アーム３０が固定されている。回動アーム３０のベース部３１には突出部２１の段部に設けられた長方形台２２に嵌入可能な長方形孔が設けられている。長方形台２２に嵌入した回動アーム３０はナット２３によって締め付けられることで突出部２１の段部に固定される。また、ハウジング１０の筒端部１１と入力軸２０によって作り出される環状空間にオイルシール４が装填されている。

この実施形態では、回動アーム３０の自由端部３２は、ここでは図示されていない、自動車の車高検出のリンク機構と連結されている。リンク機構からの変位が入力軸２０の回転角変位に変換され、回転角検出センサ２の出力信号に基づいて車高値が算定される。従って、この実施形態での回転角検出装置１は、車高検出装置として用いられる。

なお、本発明に係る回転角検出装置１では、回動アーム３０とハウジング１０の筒端部１１との間に弾性部材４０が介装され、さらに、この弾性部材４０とハウジング１０の筒端部１１との間に摺動部材５０が介装されている。弾性部材４０の介装により入力軸２０の軸芯方向における回動アーム３０の揺れが抑制され、入力軸２０と軸受３との間の偏芯接触に基づく異音の発生が抑制される。また、摺動部材５０の介装により、弾性部材４０と摺動部材５０との間で相対回転が円滑に行われ、弾性部材４０と回動アーム３０との間あるいは弾性部材４０とハウジング１０との間での異音の発生が抑制される。

この実施形態において、弾性部材４０は、図１と図３とから明らかなように、入力軸２０の突出部２１が楽に挿通できる比較的大径の貫通孔４３を設けた円形の上壁４１と、この上壁４１の外周から立設している側壁４２とからなる円形キャップ形状体として形成されている。側壁４２の根元の内面部分に他の部分より拡径することにより周溝４４が形成されている。この周溝４４を利用して薄肉リング板として形成された摺動部材５０がその表面を上壁４１の表面に接するように弾性部材４０の内部空間に収納される。周溝４４に隣接する側壁４２の内面部分はわずかに摺動部材５０の外径より小径となっているので、周溝４４に装着された摺動部材５０が弾性部材４０から落下しにくい構造となっている。側壁４２の実質的な内径は、ハウジング１０の筒端部１１の外径とほぼ同じに形成されている。従って、弾性部材４０は、ハウジング１０の筒端部１１への装着時には、ハウジング１０の筒端部１１の端面１１ａと上壁４１との間に摺動部材５０を挟みこんだ状態で、ハウジング１０の筒端部１１を外嵌することになる。

また、弾性部材４０の上壁４１の外面にはその貫通孔４３と同心状に円状突起４５が突設されている。この上壁４１の外面とナット２３の間に回動アーム３０のベース部３１が締め付け固定されるので、実質的には回動アーム３０のベース部３１をこの円状突起４５が受持している。

さらに、弾性部材４０は、材質がＨ−ＮＢＲで、そのゴム硬度が６０度であることが好適である。また、摺動部材５０と回動アーム３０のベース部３１とで挟み込まれる部分、つまり上壁４１と円状突起４５との合計厚さが１mm〜１.４mm程度が好都合である。これは、出願人の実験結果によれば、約０.３mmの厚さを有する摺動部材５０と弾性部材４０との合計厚さが１.３mm〜１.７mmであれば、その反発力は１３０Ｎ〜１８０Ｎとなり、異音の発生が抑制されることが見出されているからである。なお、摺動部材５０の材質は、テフロン（登録商標）で、摩擦係数０.１程度が好適である。これは、摩擦係数が０.２程度になると、必要となる力が弾性部材４０に付加された際に、弾性部材４０と摺動部材５０との間に円滑でない滑りが生じ、異音を発生させる可能性が高まるからである。

上記実施形態では、摺動部材５０は弾性部材４０とハウジング１０の筒端部１１との間に介装されていたが、本発明はこの配置に限定されるわけではない。例えば、図４に示すように、摺動部材５０が弾性部材４０と回動アーム３０との間に介装される配置も本発明に含まれる。

上述した回転角検出装置１では、弾性部材４０と摺動部材５０はハウジング１０の筒端部１１の外側に配置されているので、その組付作業が簡単となる。また、弾性部材４０や摺動部材５０が装着されているかどうかも外からの目視で簡単に確認することができる。

回転角検出センサとしてはホール素子と磁石を用いた回転角度検出形式が好ましいが、本発明においては、回転角検出センサの形式は限定していない。また、この回転角検出装置１は、自動車の車高検出のみならず、種々の分野での回転角検出に適用可能である。

本発明による回転角検出装置の分解斜視図回転角検出装置のハウジング筒端部領域を拡大して断面で示す断面図弾性部材の側面図別実施形態における図２に対応する断面図

符号の説明

１：回転角検出装置
２：回転角検出センサ
３：軸受
１０：ハウジング
１１：筒端部
２０：入力軸
２１：突出部
３０：回動アーム（回転入力部材）
４０：弾性部材
５０：摺動部材

Claims

ハウジング内に配置された回転角検出センサと、前記回転角検出センサに回転変位を入力するように前記ハウジングに軸受を介して回転可能に支持された入力軸と、前記入力軸の前記ハウジングの筒端部から突き出た突出部に固定された回転入力部材と、前記回転入力部材と前記ハウジングの筒端部との間に介装され、前記入力軸の突出部の挿通を許す貫通孔を設けた上壁と前記ハウジングの筒端部を外囲する側壁とを有するキャップ形状体として形成された弾性部材と、前記入力軸の軸方向で前記弾性部材に隣接し、前記弾性部材の前記上壁と前記ハウジングの筒端部の端面との間に挟持された摺動部材とからなる回転角検出装置。
前記弾性部材の側壁には前記上壁とともに前記摺動部材の保持空間を形成する周溝が形成されており、さらに前記弾性部材の側壁には前記摺動部材が前記保持空間からの落下を防止する縮径部が設けられている請求項１に記載の回転角検出装置。