JP6056009B2 - Rotation angle detector - Google Patents
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Description
本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度の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 apparatus mainly used for detection of a rotation angle of a steering wheel of an automobile.
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、これによって車両の各種制御を行うものが増えている。 In recent years, as the functions of automobiles have been improved, the number of steering angle detected by using various rotation angle detection devices to control various types of vehicles has been increasing.
このような従来の回転角度検出装置について、図6及び図7を用いて説明する。 Such a conventional rotation angle detection device will be described with reference to FIGS.
図6は従来の回転角度検出装置の断面図であり、同図において、1は側面外周に平歯車が形成された略円筒状の回転体で、内周には挿通するステアリング軸(図示せず)と係合する係合部1Aが設けられている。 FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional rotation angle detecting device. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a substantially cylindrical rotating body having spur gears formed on the outer periphery of the side surface, and a steering shaft (not shown) inserted through the inner periphery. 1A is engaged.
また、2は側面外周に回転体1とは歯数の異なる平歯車が形成された検出体、3は略箱型で絶縁樹脂製のカバーで、検出体2の平歯車が回転体1の平歯車に噛合すると共に、回転体1と検出体2がカバー3下面に回転可能に装着されている。
Reference numeral 2 denotes a detection body in which a spur gear having a different number of teeth from the rotating body 1 is formed on the outer periphery of the side surface.
そして、4は検出体2の下方にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面には複数の配線パターン(図示せず)が形成されると共に、検出体2の中央下面に装着された磁石5下方の配線基板4上面には、磁気検出素子6が実装装着されて、磁石5と対向配置されている。
さらに、7は略L字状で導電金属製の端子で、中間部が左側壁内にインサート成形されて、複数の端子7がカバー3に固着されると共に、複数の端子7の下端が配線基板4に半田付けによって固着接続され、左端がカバー3左側壁から外方の角筒部3A内に延出している。
Furthermore, 7 is a substantially L-shaped conductive metal terminal, the middle part is insert-molded in the left side wall, the plurality of terminals 7 are fixed to the
また、配線基板4にはマイコン等の電子部品が実装されて制御手段8が形成されると共に、この制御手段8に配線パターンを介して、磁気検出素子6や複数の端子7が接続されている。
Further, electronic means such as a microcomputer is mounted on the
さらに、9は略箱型で絶縁樹脂製のケースで、このケース9がカバー3下面の開口部を覆うと共に、回転体1や検出体2、配線基板4等がケース9とカバー3内に収納されて、回転角度検出装置が構成されている。
Further, 9 is a substantially box-shaped case made of an insulating resin. The case 9 covers the opening on the lower surface of the
なお、以上のような回転角度検出装置を製作するには、先ず、図7(a)の断面図に示すように、回転体1や検出体2が装着されたカバー3に、中間部をインサート成形された複数の端子7の、カバー3下面から突出した下端を、上面に磁気検出素子6や制御手段8が装着された配線基板4の、複数の貫通孔4A内に挿入した後、半田付けによって端子7下端を配線基板4に固着接続する。
In order to manufacture the rotation angle detection device as described above, first, as shown in the cross-sectional view of FIG. 7A, the intermediate portion is inserted into the
さらに、この後、図7(b)に示すように、カバー3下面の開口部をケース9で覆うと共に、カバー3とケース9をねじ締めや溶着(図示せず)等によって固着して、回転角度検出装置が完成する。
After that, as shown in FIG. 7B, the opening on the lower surface of the
そして、このように構成された回転角度検出装置が、制御手段8がカバー3の角筒部3A内に延出した複数の端子7や、コネクタやリード線(図示せず)等を介して、車両の電子回路(図示せず)に接続されると共に、回転体1の係合部1Aにはステアリング軸が挿通されて、自動車に装着される。
Then, the rotation angle detection device configured as described above is configured such that the control means 8 is connected to the plurality of terminals 7 extended in the rectangular tube portion 3A of the
以上の構成において、ステアリングを回転操作すると、回転体1が回転し、これに連動して検出体2が回転するため、この中央に装着された磁石5も回転して、この磁石5の変化する磁力を磁気検出素子6が検出し、増減を繰返す正弦波や余弦波、または略鋸歯状の検出信号が制御手段8へ入力される。
In the above configuration, when the steering is rotated, the rotating body 1 rotates, and the detecting body 2 rotates in conjunction with the rotation. Therefore, the
そして、この検出体2からの検出信号と、回転体1や検出体2の平歯車の歯数から、制御手段8が所定の演算を行って回転体1、すなわちステアリングの回転角度を検出し、これが車両の電子回路へ出力されて、例えばパワーステアリング装置やブレーキ装置等の、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。 And from the detection signal from this detection body 2 and the number of teeth of the spur gear of the rotation body 1 or the detection body 2, the control means 8 performs a predetermined calculation to detect the rotation angle of the rotation body 1, that is, the steering wheel, This is output to an electronic circuit of the vehicle, and various control of the vehicle, such as a power steering device and a brake device, is performed.
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。 As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
しかしながら、上記従来の回転角度検出装置においては、複数の端子7をインサート成形によってカバー3の左側壁内に固着しているため、カバー3を成形する金型が複雑で高価なものになると共に、端子7の下端を半田付けによって配線基板4に固着接続しているため、組み立てにも手間がかかってしまうという課題があった。
However, in the conventional rotation angle detection device, since the plurality of terminals 7 are fixed in the left side wall of the
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、安価に製作が行え、簡易な構成で確実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 thereof is to provide a rotation angle detection device that can be manufactured at a low cost and can reliably detect a rotation angle with a simple configuration.
上記目的を達成するために本発明は、略L字状の端子の一端を配線基板の貫通孔内に圧入保持すると共に、端子の中間部をケースの側壁上面の切欠部内に圧入保持して回転角度検出装置を構成したものであり、端子の一端を配線基板の貫通孔内に、中間部をケースの切欠部内に圧入保持しているため、ケースを成形する金型を簡素で安価なものにできると共に、半田付け等を行う必要もなく簡易に組み立てが行え、簡素な構成で、確実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ものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured such that one end of a substantially L-shaped terminal is press-fitted and held in a through hole of a wiring board, and an intermediate portion of the terminal is press-fitted and held in a notch on the upper side wall of the case. An angle detection device is configured, and one end of the terminal is press-fitted and held in the through hole of the wiring board, and the intermediate part is press-fitted in the notch of the case, so that the mold for molding the case is simple and inexpensive. In addition, there is an effect that it is possible to obtain a rotation angle detection device that can be easily assembled without the need for soldering or the like, and that can reliably detect the rotation angle with a simple configuration.
以上のように本発明によれば、簡易な構成で、確実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 it is possible to realize a rotation angle detection device capable of reliably detecting a rotation angle with a simple configuration.
以下、本発明の一実施の形態について、図1〜図5を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(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断面図、図2は同分解斜視図であり、同図において、11は略円筒状で絶縁樹脂または金属製の回転体で、側面外周には平歯車が形成されると共に、中央部には挿通するステアリング軸(図示せず)と係合する係合部11Aが設けられている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotation angle detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the same, and in FIG. A spur gear is formed on the outer periphery, and an engaging portion 11A that engages a steering shaft (not shown) to be inserted is provided in the center portion.
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側面外周の平歯車が、回転体11の平歯車に噛合すると共に、第二の検出体13側面外周の平歯車が、第一の検出体12の平歯車に噛合し、これらが絶縁樹脂製のカバー14下面に回転可能に装着されている。
And 12 is a first detector made of insulating resin or metal, 13 is also a second detector, and the spur gear on the outer periphery of the
なお、これらの直径寸法及び歯車の歯数は、回転体11が最も大きく、第一の検出体12、第二の検出体13の順に小さくなっており、例えば、回転体11の平歯車の歯数が48、第一の検出体12の平歯車の歯数が32、第二の検出体13の平歯車の歯数が28となっている。
These diameter dimensions and the number of gear teeth are the largest in the rotating
また、15は第一の検出体12と第二の検出体13の下方にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面には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中央下面に装着された磁石16と、第二の検出体13の中央下面に装着された磁石17下方の配線基板15上面には、AMR(異方性磁気抵抗)素子等の磁気検出素子18と19が実装装着されて、磁石16と17に対向配置されている。
さらに、20は略L字状で銅合金等の導電金属製の端子で、図3の部分斜視図に示すように、下端には中間部が左右方向にやや膨らんだ略リング状の係止部20Aが設けられると共に、中間部には左右方向に突出する一対の突起部20Bと、左右両側面に複数の凸部20Cが形成され、下端の係止部20Aがやや撓んだ状態で、配線基板15の貫通孔15A内に圧入保持されて、複数の端子20が配線パターンに接続されている。
Further, 20 is a terminal made of a conductive metal such as a copper alloy or the like in a substantially L shape, and as shown in the partial perspective view of FIG. 3, a substantially ring-shaped locking portion with a middle portion slightly bulging in the left-right direction at the lower end. 20A is provided, a pair of protrusions 20B projecting in the left-right direction are formed in the middle part, and a plurality of
また、配線基板15にはマイコン等の電子部品が実装されて制御手段21が形成されると共に、この制御手段21が配線パターンを介して、磁気検出素子18と19や複数の端子20に接続されている。
Further, electronic parts such as a microcomputer are mounted on the
そして、22は略箱型で絶縁樹脂製のケースで、このケース22がカバー14下面の開口部を覆うと共に、回転体11や第一の検出体12、第二の検出体13、配線基板15等がケース22とカバー14内に収納されている。
さらに、端子20中間部の突起部20Bがケース22の左内側壁に当接すると共に、複数の凸部20Cがケース22左側壁上面の、複数の切欠部22A内に圧入保持され、端子20上面にはカバー14の左側壁下面が当接して、複数の端子20がケース22に保持されている。
Further, the protruding portion 20B of the intermediate portion of the
また、ケース22の左側壁外方には角筒部22Bが形成されると共に、この角筒部22B内に、ケース22左側壁から突出した複数の端子20の左端が延出して、回転角度検出装置が構成されている。
In addition, a rectangular tube portion 22B is formed outside the left side wall of the
なお、以上のような回転角度検出装置を製作するには、先ず、図4(a)の部分斜視図に示すように、上面に磁気検出素子18と19や制御手段21が装着された、配線基板15の複数の貫通孔15Aに、端子20下端の略リング状の係止部20Aを撓ませながら挿入して、複数の端子20下端を貫通孔15A内に圧入保持する。
In order to manufacture the rotation angle detection device as described above, first, as shown in the partial perspective view of FIG. 4A, the
そして、次に、図4(b)に示すように、端子20中間部の突起部20Bをケース22の左内側壁に当接させ、複数の凸部20Cを複数の切欠部22A内に圧入しながら、配線基板15をケース22内に収納して、左端が角筒部22Bに延出した複数の端子20をケース22に圧入保持する。
Then, as shown in FIG. 4B, the protrusion 20B at the intermediate portion of the
さらに、この後、図5の部分斜視図に示すように、中央下面に磁石16と17が装着された第一の検出体12と第二の検出体13、回転体11をケース22内に収納し、ケース22上面の開口部をカバー14で覆うと共に、カバー14の左側壁下面を複数の端子20の上面に当接させ、ケース22とカバー14をねじ締めや溶着(図示せず)等によって固着して、回転角度検出装置が完成する。
Further, thereafter, as shown in the partial perspective view of FIG. 5, the
つまり、係止部20Aを貫通孔15Aに圧入して、複数の端子20の下端を配線基板15に圧入保持しているため、半田付け等を行う必要がなく、簡易に組み立てが行えると共に、中間部の突起部20Bをケース22の左内側壁に当接させ、複数の凸部20Cを複数の切欠部22A内に圧入して、複数の端子20をケース22に圧入保持しているため、ケース22を成形する金型をインサート成形等の複雑なものではなく、簡素で安価なものに形成できるようになっている。
That is, since the locking
そして、このように構成された回転角度検出装置が、制御手段21がカバー14の角筒部22B内に延出した複数の端子20や、コネクタやリード線(図示せず)等を介して、車両の電子回路(図示せず)に接続されると共に、回転体11の係合部11Aにはステアリング軸が挿通されて、自動車に装着される。
And the rotation angle detection apparatus comprised in this way is the control means 21 via the some terminal 20 extended in the square cylinder part 22B of the
以上の構成において、ステアリングを回転操作すると、回転体11が回転し、これに連動して第一の検出体12が、第一の検出体12に連動して第二の検出体13が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石16と17も回転して、この磁石16と17の変化する磁力を磁気検出素子18と19が検出し、増減を繰返す正弦波や余弦波、または略鋸歯状の検出信号が制御手段21へ入力される。
In the above configuration, when the steering is rotated, the rotating
なお、この時、第一の検出体12と第二の検出体13の平歯車は歯数が異なっているため、磁気検出素子18と19から出力されるデータ波形は、形状が異なり位相差のある検出信号となる。
At this time, since the spur gears of the
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、回転体11や第一の検出体12、第二の検出体13の平歯車の歯数から、制御手段21が所定の演算を行って回転体11、すなわちステアリングの回転角度を検出し、これが車両の電子回路へ出力されて、例えばパワーステアリング装置やブレーキ装置等の、車両の様々な制御が行われる。
And from the two different detection signals from the
また、本発明においては、複数の端子20下端の係止部20Aを、配線基板15の貫通孔15Aに圧入保持すると共に、端子20の中間部の突起部20Bをケース22の左内側壁に当接させ、複数の凸部20Cを複数の切欠部22A内に圧入保持することで、ケース22を成形する金型を簡素で安価なものにできると共に、半田付け等を行う必要もなく簡易に組み立てが行えるようになっている。
In the present invention, the locking
すなわち、係止部20Aを貫通孔15Aに圧入して、複数の端子20の下端を配線基板15に圧入保持することによって、半田付け等を行う必要がなく、簡易に組み立てが行えると共に、中間部の突起部20Bをケース22の左内側壁に当接させ、複数の凸部20Cを複数の切欠部22A内に圧入して、複数の端子20をケース22に圧入保持することによって、ケース22を成形する金型をインサート成形等の複雑なものではなく、簡素で安価なものに形成できるように構成されている。
That is, the locking
なお、以上の説明では、回転体11の平歯車に第一の検出体12の平歯車を噛合させ、この第一の検出体12の平歯車に第二の検出体13の平歯車を噛合させた構成について説明したが、回転体11の平歯車に第一の検出体12と第二の検出体13の両方の平歯車を噛合させた構成のものや、あるいは、一つだけの検出体の平歯車を回転体11の平歯車に噛合させた構成としても、本発明の実施は可能である。
In the above description, the spur gear of the
また、以上の説明では、磁気検出素子18や19からの検出信号によって、制御手段21がステアリングの回転角度を検出する構成について説明したが、制御手段21を省き、磁気検出素子18や19から増減を繰返す正弦波や余弦波、または略鋸歯状の検出信号を直接、車両の電子回路へ出力する構成としてもよい。
In the above description, the configuration in which the control means 21 detects the rotation angle of the steering wheel based on the detection signals from the
このように本実施の形態によれば、略L字状の端子20の一端を配線基板15の貫通孔15A内に圧入保持すると共に、端子20の中間部をケース22の側壁上面の切欠部22A内に圧入保持することによって、端子20の一端を配線基板15の貫通孔15A内に、中間部の複数の凸部20Cをケース22の切欠部22A内に圧入保持しているため、ケース22を成形する金型を簡素で安価なものにできると共に、半田付け等を行う必要もなく簡易に組み立てが行え、簡素な構成で、確実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, one end of the substantially L-shaped
本発明による回転角度検出装置は、簡易な構成で、確実な回転角度の検出が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、主に自動車のステアリング等の回転角度検出用として有用である。 The rotation angle detection device according to the present invention has an advantageous effect that a device capable of reliably detecting the rotation angle can be obtained with a simple configuration, and is mainly useful for detecting the rotation angle of an automobile steering or the like. It is.
11 回転体
11A 係合部
12 第一の検出体
13 第二の検出体
14 カバー
15 配線基板
15A 貫通孔
16、17 磁石
18、19 磁気検出素子
20 端子
20A 係止部
20B 突起部
20C 凸部
21 制御手段
22 ケース
22A 切欠部
22B 角筒部
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