JPH066163U - ステアリング回転位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ステアリングのニュートラル位置を簡単に検出
する。 【構成】回転体６はステアリング・シャフトに連動して
回転し、回転体６にはニュートラル位置被検出孔１８が
形成されている。ピニオン２２の歯数は１８枚でその内
６枚の歯３２の歯幅は他の１２枚の歯３１の歯幅より広
い。その歯３２は回転体６のフランジ部１６に当接する
ようになっている。また、ピニオン２２にはニュートラ
ル位置被検出孔３４が形成されている。回転体６が１回
転する度にフランジ部１６の歯１９とピニオン２２が噛
合して、ピニオン２２は６０度だけ回転する。ステアリ
ングのニュートラル位置においては両ニュートラル位置
被検出孔１８，３４が合致するため、フォトインタラプ
タ２１はその合致を検出できる。そして、この両ニュー
トラル位置被検出孔１８，３４の合致は、回転体６が左
右に６回転する間に１回だけ起こる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は車両のステアリングの回転位置を検出する装置に係り、詳しくは、ス テアリングのニュートラル位置を検出することにより車両の直進状態を検出する と共に、ステアリングの回転角度を検出することにより車両の進行方向を検出す る装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車等の車両のステアリングは、ステアリングのニュートラル位置 （車両が直進する位置）からステアリング・ホイールを時計および反時計回りに 複数回（通常、３〜６回）回転させると、左右いっぱいに切れてロック・ツー・ ロックするようになっている。

【０００３】 これは、ステアリング・ホイールの回転運動をステアリング・ギアによって減 速することにより、運転者がステアリング・ホイールを回すのに要する腕力を軽 減すると共に、ホイールからの振動や衝撃をステアリング・ホイールに伝わり難 くするためである。また、車両の進行方向を変えるのに必要なステアリング・ホ イールの操作量（切れ角度）を大きくすることにより、操安性を向上させるため でもある。すなわち、ステアリング・ホイールを僅かに操作しただけで車両の進 行方向が大きく変化すると、運転者に過度の注意力を要求することになり危険で ある。そこで、運転者の感性に合ったブロードなハンドリング特性にして走行を 安定させているわけである。

【０００４】 従って、ステアリング・ホイールを目視しただけではステアリングの回転位置 を判定できず、車両の進行する方向を判定することもできない。 そのため、ステアリングのニュートラル位置および回転角度を検出する装置が 考案されている。すなわち、同装置を用いることにより、運転者は容易に車両の 進行する方向（特に直進するかどうか）を判定することができる。また、同装置 は、ステアリングの角度に応じてサスペンションのかたさを変える装置、ステア リングが一定角度以上回転している場合に運転者に警告を発する装置、帰路案内 を行う装置等の各種の制御装置に応用することもできる。

【０００５】 図１０に、従来のステアリング回転位置検出装置の要部を示す。 ステアリング・シャフト１０１はディスク１０２の中心部を貫通して固定され ている。そのため、ステアリング・シャフト１０１とディスク１０２は一体回転 可能になっている。ディスク１０２の外周には等間隔に多数の回転角被検出孔１ ０３が設けられている。また、ディスク１０２上において、各回転角被検出孔１ ０３より若干内側に、ニュ−トラル位置用被検出孔１０４が設けられている。

【０００６】 検出器１０５は、回転角および回転方向検出用フォトインタラプタ１０６，１ ０７と、ニュ−トラル位置用フォトインタラプタ１０８を有している。その検出 器１０５はコの字形の外形を成し、ディスク１０２を挟むように設けられている 。すなわち、各フォトインタラプタ１０６，１０７，１０８が各検出孔１０３， １０４に対応するようになっている。但し、ステアリング・シャフト１０１およ びディスク１０２が回転しても、検出器１０５の取り付け位置が変化することは ない。

【０００７】 従って、ステアリング・ホイール（図示略）が１回転すると、ステアリング・ シャフト１０１と共にディスク１０２も１回転するが、検出器１０５の位置は変 化しない。そのため、ディスク１０２が１回転する毎に、ニュ−トラル位置用フ ォトインタラプタ１０８はニュ−トラル位置用被検出孔１０４を検出してニュ− トラル検出信号を出力する。その結果、ステアリング・ホイールを左右いっぱい に切ってロック・ツー・ロックさせると、ステアリングの回転回数と同数だけの ニュ−トラル検出信号が出力される。そして、ニュ−トラル検出信号の数を電子 回路（図示略）にてカウントすることにより、ステアリングの回転回数を検出す ることができる。

【０００８】 また、ディスク１０２が回転すると、回転角および回転方向検出用フォトイン タラプタ１０６，１０７は、それぞれ回転角被検出孔１０３を検出し、ディスク １０２の回転角および回転方向に応じた回転角・回転方向検出信号を出力する。 従って、回転角・回転方向検出信号の数および位相を電子回路にて処理すること により、ステアリングの回転角および回転方向を算定することができる。

【０００９】 そして、ステアリングの回転回数と回転角および回転方向から、ステアリング の回転位置を検出することができる。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、車両のエンジン停止時においては、バッテリを節電するために上記 のステアリング回転位置検出装置への電源供給が遮断される。そこで、電子回路 内には記憶素子が設けられ、エンジン停止直前のステアリングの回転位置を記憶 しておくようになっている。

【００１１】 しかしながら、エンジンが停止している間にステアリング・ホイールを回転さ せた場合には、記憶してあるステアリングの回転位置と実際の回転位置とが異な ってしまう。これは、各フォトインタラプタ１０６〜１０８の検出信号の数およ び位相の変化に基づいてステアリングの回転位置を検出するためである。そのた め、車両のエンジン始動時においてステアリングが全く回転していないときには 、各検出信号自体を検出することはできても、その数および位相の変化はわから ないわけである。

【００１２】 従って、エンジンが停止している間にステアリングが回転した場合、エンジン 始動時にはステアリングの回転位置を検出できないことになる。 また、従来のステアリング回転位置検出装置においては、ステアリングのニュ ートラル位置だけを検出したい場合でも、各フォトインタラプタ１０６〜１０８ の検出信号を電子回路にて適宜に処理しなければならない。その処理は複雑なも のであるため、電子回路の構成も複雑なものになる。

【００１３】 本考案は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ス テアリングのニュートラル位置を電子回路による複雑な処理によらずに検出する と共に、エンジンが停止している間にステアリングが回転した場合でもエンジン 始動時においてステアリングのニュートラル位置を検出することができるステア リング回転位置検出装置を、簡単な構成によって提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記問題点を解決するため、第１の考案は、ステアリング・シャフト に連動して回転する第１の回転体と、第１の回転体に形成した第１のステアリン グ位置被検出部と、第１の回転体に対して間欠機構により連動し、第１の回転体 が１回転する度に予め定められた回転角度だけ回転する第２の回転体と、第２の 回転体に形成した第２のステアリング位置被検出部と、第１および第２のステア リング位置被検出部が合致したことを検出するステアリング位置検出手段とを備 えたことをその要旨とする。

【００１５】 また、第２の考案は第１の考案に加え、間欠機構は、第１の回転体と回転中心 を同じくして一体回転する間欠歯車と、第２の回転体と回転中心を同じくして一 体回転し、間欠歯車と噛合しているときには間欠歯車の回転を第２の回転体に伝 達すると共に、間欠歯車と噛合していないときには第１の回転体に対して第２の 回転体を係止させる第１の歯車と、第２の回転体と回転中心を同じくして一体回 転し、間欠歯車と当接して前記第２の回転体（２２）をまわし始める第２の歯車 とからなることをその要旨とする。

【００１６】

【作用】

第１の考案によれば、第２の回転体が１回転する間に、第１および第２のステ アリング位置被検出部が１回だけ合致し、ステアリング位置検出手段によってそ の合致が検出される。例えば、この第１および第２のステアリング位置被検出部 が合致する状態をステアリングのニュートラル位置に定めると共に、ステアリン グのロック・ツー・ロックにおいて第２の回転体の回転回数が１回転以内になる ように定めるとする。すると、ステアリング位置検出手段は、ステアリングのニ ュートラル位置においてのみ、第１および第２のステアリング位置被検出部の合 致を検出することになる。

【００１７】 また、第２の考案によれば、第１の回転体と第２の回転体が確実に連動するこ とになり、第１の考案の作用をさらに確実にすることができる。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案を具体化した一実施例を図１〜図７に従って説明する。 本実施例のステアリング回転位置検出装置は、ハウジング１内に納められてい る。そのハウジング１はケース２およびカバー３から構成され、カバー３はケー ス２に嵌合して固定されるようになっている。そして、ケース２に設けられてい る各取り付け部４を車両本体（図示略）にビス止めすることによって、ハウジン グ１は車両本体に固定される。

【００１９】 図１はハウジング１からカバー３を取り除き、ホルダ５を透視した状態におけ る平面図である。また、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 回転体６は、ハウジング１内においてケース２とカバー３の空隙に嵌まり込む ように設けられ、ハウジング１に対して回転可能になっている。回転体６の中心 にはステアリング・シャフト（図示略）が貫通するための透孔１１が設けられて いる。そして、透孔１１内に設けられた各リブ１２，１３がステアリング・シャ フトに設けられた係止溝（図示略）に嵌合すると共に、透孔１１とステアリング ・シャフトが当接することにより、回転体６とステアリング・シャフトは確実に 固定される。そのため、回転体６とステアリング・シャフトは一体回転可能にな っている。

【００２０】 図３は回転体６の斜視図である。 回転体６は、パイプ部１４とディスク１５およびフランジ部１６から構成され る。

【００２１】 パイプ部１４は中心に透孔１１が形成された円筒形を成している。そして、パ イプ部１４は、その全周においてケース２およびカバー３と摺動するようになっ ている。そのため、回転体６はハウジング１に対して、ガタを生じることなく滑 らかに回転することができる。

【００２２】 円板状のディスク１５は、パイプ部１４の周囲に鍔状を成して設けられている 。そして、ディスク１５の外周には等間隔に多数の回転角被検出孔１７が設けら れている。また、図１に破線で示すように、ディスク１５上において、各回転角 被検出孔１７より若干内側に、ニュ−トラル位置用被検出孔１８が設けられてい る。

【００２３】 フランジ部１６は、ディスク１５上においてパイプ部１４の周囲に均一な厚さ （幅）の鍔状を成して設けられている。そして、フランジ部１６の一箇所に歯１ ９が設けられている。従って、フランジ部１６は間欠歯車を成している。尚、歯 １９の歯幅はフランジ部１６の幅より大きくなっている。また、歯１９とニュ− トラル位置用被検出孔１８とは、回転体６の中心に対して点対称な位置に設けら れている。

【００２４】 図２に示すように、ホルダ５はハウジング１内においてケース２に固定され、 回転体６を挟むように設けられている。そのホルダ５内には、回転角および回転 方向検出用フォトインタラプタ（図示略）とニュ−トラル位置用フォトインタラ プタ２１およびピニオン２２が設けられている。

【００２５】 そのピニオン２２の軸２３はホルダ５に固定されており、ピニオン２２と軸２ ３とは回動可能になっている。従って、ピニオン２２はホルダ５およびハウジン グ１に対して回転可能になっている。

【００２６】 ニュ−トラル位置用フォトインタラプタ２１は発光素子２１ａと受光素子２１ ｂから構成され、各素子２１ａ，２１ｂはピニオン２２を挟んで対向するように 設けられている。

【００２７】 図４（ａ）はピニオン２２の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線 断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は（ａ）におけるＤ− Ｄ線断面図である。

【００２８】 ピニオン２２の歯数は１８枚であって、その内１２枚の歯３１は他の６枚の歯 ３２に比べて歯幅が狭くなっている。尚、歯幅の広い歯（以下、長幅歯という） ３２は、歯幅の狭い歯（以下、短幅歯という）３１の２枚おきに設けられている 。

【００２９】 また、ピニオン２２の中心には軸２３が貫通する透孔３３が形成されている。 尚、図２に示すように、ピニオン２２の中心部はホルダ５と摺動するようになっ ている。そのため、ピニオン２２はホルダ５に対して、ガタを生じることなく滑 らかに回転することができる。

【００３０】 さらに、ピニオン２２にはニュ−トラル位置用被検出孔３４が設けられている 。 そして、図１に示すように、ピニオン２２の２枚の長幅歯３２が回転体６のフ ランジ部１６の周端面に当接するようになっている。尚、この状態のとき、フラ ンジ部１６に当接している長幅歯３２の間の２枚の短幅歯３１は、歯幅が狭いた めにフランジ部１６には当接せずフランジ部１６に重なるようになっている。

【００３１】 ところで、図１はステアリングがニュ−トラル位置にあるときのステアリング 回転位置検出装置を示している。 このとき、回転体６のニュ−トラル位置用被検出孔１８と、ピニオン２２のニ ュ−トラル位置用被検出孔３４とは重なっている。そして、発光素子１１ａから の投射光が、合致した両ニュートラル位置用被検出孔１８，３４を通って、受光 素子１１ｂに達するようになっている。そのため、受光素子１１ｂからはニュ− トラル検出信号が出力される。

【００３２】 言い換えれば、ステアリングがニュ−トラル位置にあるとき、両ニュートラル 位置用被検出孔１８，３４が合致し、受光素子１１ｂからニュ−トラル検出信号 が出力されるように、回転体６とピニオン２２およびニュ−トラル位置用フォト インタラプタ２１が配置されていると共に、回転体６とステアリング・シャフト が取り付けられている。

【００３３】 次に、上記のように構成された本実施例の動作を、回転体６とピニオン２２の 状態を示す図５〜図８に従って説明する。 図５は、図１から回転体６とピニオン２２のみを抜き出した状態、すなわち、 ステアリングがニュ−トラル位置にあるときの回転体６とピニオン２２の状態を 示している。この状態においては、前記したようにニュ−トラル位置用フォトイ ンタラプタ２１からニュ−トラル検出信号が出力され、ステアリングがニュ−ト ラル位置にあることを判定することができる。

【００３４】 図６は、運転者がステアリング・ホイール（図示略）を左に切ることにより、 回転体６を図５に示す状態から反時計回り（矢印Ｅ方向）に約１７０度回転させ た状態を示している。

【００３５】 ここで注意すべき点は、回転体６の回転に対して、ピニオン２２は図５に示す 位置から全く動いていないことである。すなわち、ピニオン２２の２枚の長幅歯 ３２はフランジ部１６の周端面に当接しているだけであり、フランジ部１６に当 接している長幅歯３２の間の２枚の短幅歯３１はフランジ部１６には当接してい ない。そのため、回転体６が回転しても、フランジ部１６が長幅歯３２の端面と 摺動するだけでピニオン２２を回転させるような力は働かず、ピニオン２２は回 転しないわけである。

【００３６】 図７は、回転体６が図６に示す状態からさらに反時計回りに回転した状態を示 している。 フランジ部１６の歯１９は長幅歯３２と噛合し、２枚の短幅歯３１がその歯１ ９を両側から挟み込む状態になっている。従って、歯１９はピニオン２２と確実 に噛み合い、回転体６の回転は正確にピニオン２２に伝達される。その結果、歯 １９と長幅歯３２が噛合している間だけ、ピニオン２２は時計回り（矢印Ｆ方向 ）に回転する。

【００３７】 図８は、回転体６が図７に示す状態からさらに矢印Ｅ方向に回転した状態を示 している。 歯１９と長幅歯３２との噛み合いが外れると共に、２枚の長幅歯３２がフラン ジ部１６の周端面に当接する状態になる。そのため、回転体６が回転しても、フ ランジ部１６が長幅歯３２の端面と摺動するだけでピニオン２２を回転させるよ うな力は働かず、ピニオン２２は回転しなくなる。この状態において、ピニオン ２２は図５に示す状態（ステアリングのニュートラル位置）から時計回りに６０ 度回転している。そして、回転体６が反時計回りに１回転して、再び歯１９と長 幅歯３２とが噛み合うまでの間、ピニオン２２は図８の位置に停止している。

【００３８】 この図６〜図８に示す状態において、回転体６のニュ−トラル位置用被検出孔 １８と、ピニオン２２のニュ−トラル位置用被検出孔３４とは重ならず、ニュ− トラル位置用フォトインタラプタ２１からはニュ−トラル検出信号が出力されな い。

【００３９】 尚、上記したのは運転者がステアリング・ホイールを左に切った場合であるが 、右に切った場合は、回転体６およびピニオン２２の回転方向がそれぞれ逆向き になるだけであるので説明を省略する。

【００４０】 このように、回転体６が時計および反時計回りに１回転する毎に、ピニオン２ ２は反時計および時計回りに１／６回転（６０度）することになる。従って、ス テアリングのニュートラル位置から回転体６が時計および反時計回りに６回転す るまでの間、両ニュ−トラル位置用被検出孔１８，３４は重ならず、ニュ−トラ ル位置用フォトインタラプタ２１からニュ−トラル検出信号が出力されることは ない。

【００４１】 ここで、例えば、ステアリング・ホイールをステアリングのニュートラル位置 から時計および反時計回りに５回転させると、左右いっぱいに切れてロック・ツ ー・ロックするようにステアリング機構が設定されているとする。その場合、ス テアリングがロック・ツー・ロックするまでの間にニュ−トラル検出信号が出力 されるのは、ステアリングがニュートラル位置のときだけである。従って、ニュ −トラル検出信号の有無のみに基づいて、ステアリングがニュートラル位置にあ るかどうかを検出することができる。

【００４２】 このように本実施例においては、従来例のようにステアリングが１回転する度 にニュ−トラル検出信号が出力されず、ステアリングがニュートラル位置のとき にのみニュ−トラル検出信号が出力されるようになっている。そのため、ステア リングのニュートラル位置を、電子回路による複雑な処理によらずに検出するこ とができる。また、エンジンが停止している間にステアリング・ホイールを回転 させた場合でも、エンジン始動時にニュ−トラル検出信号が出力されれば、ステ アリングがニュートラル位置にあることを判定することができる。

【００４３】 尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、以下のように実施しても よい。 １）従来例と同様に、回転角被検出孔１７を検出する回転角および回転方向検 出用フォトインタラプタ１０６，１０７を設けることにより、回転体６の回転角 および回転方向に応じた回転角・回転方向検出信号を出力する。そして、回転角 ・回転方向検出信号の数および位相を電子回路にて処理することにより、ステア リングの回転角および回転方向を算定する。

【００４４】 ２）ピニオン２２の歯数を１８枚ではなく適宜な数にする。この場合は、ピニ オン２２の歯数に応じて、回転体６の回転数とニュ−トラル検出信号の出力数を 適宜に変更することができる。

【００４５】 ３）図９に示すように、回転体６の外周にフランジ部１６および歯１９を設け る。ピニオン２２は、回転体６の内側からフランジ部１６に当接すると共に歯１ ９に噛合する。尚、図９において、上記実施例と同様な作用を成す部分について は符号を等しくしてある。この場合の動作は、回転体６とピニオン２２の回転の 方向が同じであること以外は上記実施例と同様である。

【００４６】 ４）ステアリングのニュートラル位置の検出だけでなく、予め設定したステア リングの適宜な位置を検出する装置に具体化する。

【００４７】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、ステアリングのニュートラル位置を電子 回路による複雑な処理によらずに検出すると共に、エンジンが停止している間に ステアリングが回転した場合でもエンジン始動時においてステアリングのニュー トラル位置を検出することができるステアリング回転位置検出装置を、簡単な構 成によって提供することができる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の平面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図３】回転体６の斜視図である。

【図４】（ａ）はピニオン２２の平面図であり、（ｂ）
は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）にお
けるＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線
断面図である。

【図５】一実施例の動作を示す説明図である。

【図６】一実施例の動作を示す説明図である。

【図７】一実施例の動作を示す説明図である。

【図８】一実施例の動作を示す説明図である。

【図９】別の実施例の要部を示す平面図である。

【図１０】従来例の要部を示す平面図である。

【符号の説明】

６…第１の回転体としての回転体、１６…間欠機構とし
てのフランジ部、１８…第１のステアリング位置被検出
部としてのニュ−トラル位置用被検出孔、１９…間欠機
構としての歯、２１…ステアリング位置検出手段として
のフォトインタラプタ、２２…第２の回転体としてのピ
ニオン、３１…第２の歯としてのピニオン２２の短幅
歯、３２…第１の歯としてのピニオン２２の長幅歯、３
４…第２のステアリング位置被検出部としてのニュ−ト
ラル位置用被検出孔

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング・シャフトに連動して回転
   する第１の回転体（６）と、 当該第１の回転体（６）に形成した第１のステアリング
   位置被検出部（１８）と、 前記第１の回転体（６）に対して間欠機構（１６，１
   ９）により連動し、第１の回転体（６）が１回転する度
   に予め定められた回転角度だけ回転する第２の回転体
   （２２）と、 当該第２の回転体（２２）に形成した第２のステアリン
   グ位置被検出部（３４）と、 前記第１および第２のステアリング位置被検出部（１
   ８，３４）が合致したことを検出するステアリング位置
   検出手段（２１）とを備えたことを特徴とするステアリ
   ング回転位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記間欠機構（１６，１９）は、 前記第１の回転体（６）と回転中心を同じくして一体回
   転する間欠歯（１９）と、 前記第２の回転体（２２）と回転中心を同じくして一体
   回転し、前記間欠歯（１９）と噛合しているときには該
   間欠歯（１９）の回転を前記第２の回転体（２２）に伝
   達すると共に、前記間欠歯（１９）と噛合していないと
   きには前記第１の回転体（６）に対して前記第２の回転
   体（２２）を係止させる第１の歯（３２）と、 前記第２の回転体（２２）と回転中心を同じくして一体
   回転し、前記間欠歯（１９）と当接して前記第２の回転
   体（２２）をまわし始める第２の歯（３１）とからなる
   ことを特徴とする請求項１記載のステアリング回転位置
   検出装置。
3. 【請求項３】 第１のステアリング位置被検出部（１
   ８）は第１の回転体（６）に形成された透孔（１８）で
   あると共に、第２のステアリング位置被検出部（３４）
   は第２の回転体（２２）に形成された透孔（３４）であ
   り、前記ステアリング位置検出手段（２１）は両透孔
   （１８，３４）を挟んで設けられた発光素子（２１ａ）
   と受光素子（２１ｂ）とからなるフォトインタラプタで
   あって、発光素子（２１ａ）からの投射光が両透孔（１
   ８，３４）を通り受光素子（２１ｂ）にて検出されるこ
   とをもって第１および第２のステアリング位置被検出部
   （１８，３４）が合致したと検出することを特徴とする
   請求項１，２記載のステアリング回転位置検出装置。