JPH0769137B2 - 回転角度検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、車両のステアリング等の回転軸の回転量と方
向を検知することができる回転角度検出装置に関するも
のである。

従来の技術 従来、この種の回転角度検出装置としてステアリングシ
ャフトの回転を検出するものは、スリット板の両側に２
組のフォトインタラプタを取り付け、スリットを通過す
る光のオン・オフパターンを検知してステアリングシャ
フトの回転角を検出し、且つ、２個のセンサーの位相差
によりステアリングホイールの右回転，左回転を識別す
るようなものであった。

又、実開昭58−145506号公報の第２図に示すように、ハ
ンドル直下の円環状箱体内に上例と同様のスリット板を
設け、フォトインタラプタをセンサーとして配置するよ
うなものもあった。

発明が解決しようとする問題点 ステアリングシャフトにフォトインタラプタ等のセンサ
ー素子を取りつける方式では組み付けの作業性が悪く、
また円環状箱体内に同様のセンサーを内蔵する方式は、
箱体が大きなものになりスペース効率が悪いという難点
があり、更に、フォトインタラプタとスリットの組合せ
による光学的検知方法は、埃や回転部の潤滑剤などによ
り光が遮断され誤検知が発生することを防ぐため、堅牢
な外装や潤滑剤の充填方法に留意する必要があった。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、車両用ハンドルと
ともに回転するようにスプリングによって車両用ハンド
ルに押圧・係合されるとともに、スイッチ本体に係止さ
れたカムと、このカムの下部に配置され、このカムによ
って回転させられる上記スイッチ本体に上下方向に係止
されたガイドと、このガイドに固定された実質的にリン
グ状をした磁石体と、この磁石体に対向するように上記
スイッチ本体に装着された１個ないし複数個の磁気抵抗
素子と、これらの磁気抵抗素子に接続され、これら磁気
抵抗素子が検知した磁界の変化をパルス信号変換する回
路とで回転角度検出装置を構成したものである。

作用 本発明は上記ような構成により、ハンドル等と連動して
回転するカムとともに回転する磁石リングに対し、セン
サーとしてスイッチ本体に配置した磁気抵抗素子が磁界
の通過を検知し電圧変動を生起せしめ、その電圧変動を
パルスに変換し、外部に設置されたマイコン等の制御装
置に伝送する。その制御装置は、回転量をパルスの回数
で、又、回転方向を２個のパルスの位相差によって検知
する。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図，第２図において、１はハンドルの直下に配置さ
れイグニッションキーユニットなどの固定されるスイッ
チ本体であり、このスイッチ本体１は前記イグニッショ
ンキーユニットなどを介して車両の固定側であるボディ
（図示せず）側に取り付けられていることになる。２は
操作稈2aによって操作されるターンジクナル・ライトな
どのスイッチユニット、３は操作稈3aによって操作され
るワイパー・ウォッシャなどのスイッチユニットであ
る。４はスプリング９によって上方に加勢され、上方に
配置されたステアリング（図示せず）に装着されたハン
ドル（図示せず）に、カムピン4a,4b,4cによって係合
し、ハンドルの回転に呼応して回転するカムである。

即ち、上記カム４は上記スプリング９により、常に上方
加勢されているので、スイッチ本体１がボディ即に取り
付けられ、ハンドルがステアリング側に取り付けられ、
この両者に組み付け誤差があった（通常、上下方向に±
２〜3mm程度見込まれている）としても、上記カム４は
上記スプリング９によりハンドルに常に押圧され（上下
方向の±２〜3mm程度の誤差は吸収されて）、カムピン4
a,4b,4cが常にハンドルに係合して、ハンドルの回転に
呼応してカム４は常に回転することになる。

なお、このカム４はターンシグナルスイッチなどを含む
スイッチユニット２の操作稈2aを操作して、右析又は左
析を表示し、ハンドルを回転操作し、車両が所定の進路
となった時にハンドルを逆回転させて車両を直進に戻す
が、このハンドルの逆回転を上記スイッチユニット２に
伝達し、操作稈2aを元の位置に戻すものである。

５はガイド６に係合乃至接着固定される磁石リングであ
り、磁石リング５の凸部7aをガイド６の凸部7bにより位
置規制されている。ガイド６の下端部21は、外周に広が
るツバ状となっており、スイッチ本体１に１個乃至複数
個設けられたつめ部22にガイドされ、上下方向の動きを
規制されながら、自在回転するようになっている。さら
にガイド６の上面凹部23には、カム４の下方突起部24が
嵌合係止され、カム４の回転と呼応するようになってい
る。又ハンドルに取り付けられる前にカム４が脱着しな
いように、カム４に設けた抜け止め部12が、本体ボス10
に設けられたカム係止部11に係合するようになってい
る。８は２個の磁気抵抗素子よりなるスイッチ本体１に
装着されたセンサーユニットである。

ここで、センサーユニット８の磁気抵抗素子は磁石リン
グ５とほぼ対向するように配置する必要があるが、カム
４は、ハンドルに取り付けられる時、自動車組み付け構
成上、上下方向で±２〜3mm程度の組み付け誤差がある
ため、カム４に磁石リング５を取り付けると、センサー
ユニット８の磁気抵抗素子と、対向しなくなる恐れがあ
り、磁石リング５の厚み方向の寸法を大きく取る必要が
出来、構成が大型になったり、コスト高となったりす
る。

そこで、磁石リング５を保持するガイド６とカム４を分
離させ、ガイド６をスイッチ本体のつめ部22で係止する
構造にし、磁石リング５の上下方向の移動を規制し、常
にセンサーユニット８の磁気抵抗素子と対向するように
した。又、カム４の下方突起部24と、ガイド６の上面凹
部23は、カム４が取り付け誤差範囲（±２〜3mm）で上
下しても脱離せず確実に係合するような寸法関係してい
る。

即ち、カム４とガイド６を分離するとともに、スプリン
グ９によりカム４をハンドルに押圧・係合させ、更に、
上述のごとくガイド６はその下端部をつば状にしてスイ
ッチ本体１のつめ部でガイドさせ、上下方向に規制しな
がら、回転可能なように設定し、且つ上記カム４と上記
ガイド６は上記カム４の下方突起24と上記ガイド６の上
面凹部23を常に係合するようにしたことによって、ハン
ドルとの組み付け誤差があったとしても、カム４とスプ
リング９および上記カム４の下方突起24と上記ガイド６
の上面凹部23によって吸収し、また、上下動しないガイ
ド６側に磁石リング５を保持し、スイッチ本体１側にセ
ンサーユニット８を装着したので、磁石リング５とセン
サーユニット８の磁気抵抗素子は常に対向する関係が維
持されている。

ここで前述した磁石リング５とガイド６は、磁石リング
５をプラスチックマグネット等を利用することにより一
体的に構成しても良い。

第５図は磁石リング５の詳細図であり、磁石乃至樹脂マ
グネットなどで形成され、磁石リング５は予めラジアル
方向に配向され、外周にN,S極が一定の数だけ着磁され
ている。

第６図において、16は磁気抵抗素子13とパルス発生回路
14（詳細回路構成は第８図に記載）からなるセンサーで
あり、16aのセンサーも同様に磁気抵抗素子13aとパルス
発生回路14aから構成されており、本実施例ではＮ乃至
Ｓ極の着磁幅を“P"とすると、２個の磁気抵抗素子13,1
3aのピッチは“P/4"となるよう構成されている。

第８図は磁気抵抗素子13の構造とパルス発生回路の構成
を示したものである。磁気抵抗素子13は、電源VCCよりT
2に一定の電圧（例えば5V）を供給されており、抵抗R1
はR2に等しくなる様な点からT1を介して比較器19の負側
に接続されている。またT3はアースされている。17は磁
気抵抗素子13がＮ乃至Ｓ極の通過による磁界の変動によ
り電圧変化を生起した際、比較器19で比較するための基
準となる電圧を生起せしめるための回路であり、抵抗R3
とR4から構成されており、抵抗R3は電源に、抵抗R4はア
ースに結続されている。尚、VR1は設定値を微調する可
変抵抗器であり、比較器19の正側に接続されている。18
は比較器19でパルスを発生させる際、基準電圧近傍での
チャタリング等による誤検知を防止するため第７図に示
す様スライス電圧にヒステリシスを持たせるための抵抗
R5とR6より構成される回路であり、R7はプルアップ用の
抵抗である。20Aは発生した一定パルスを、図示されて
いないマイコン等の制御装置に伝送する端子である。

以上の構成による本発明の一実施例の動作を以下に説明
する。

例えば、図示されない車両ハンドルが反時計方向（第６
図AC方向）に回転させられた場合、ハンドルの回転に呼
応してカム４及びガイド６も反時計方向に回転し、例え
ば、磁石リング５のＳ磁極端5aが磁気抵抗素子13に近接
したとき磁気抵抗素子13に作用する磁界は暫時大きくな
り、抵抗R1の値も暫時小さくなっていく磁極の中心5cが
通過する際最小となる。更に、5cが通過後は抵抗は暫時
大きくなりはじめ、磁極端5bが通過する際最大となる。

以上の抵抗変化に呼応し、端子T1を介して比較器19にか
かる電圧は、第７図の出力波形の実線で表される変化曲
線のVFmin→Vmax→VFminに変化する。次に隣合うＮ極が
通過する際も同様の挙動を示す。さて抵抗R5とR6で構成
される回路18は、パルスを発生させるスライス電圧レベ
ルにヒステリシスをもたせる様構成されているため、VF
min→Vmaxの電圧変化の際には、パルスは上部スライス
電圧VSUで立ち上がり、Vmax→VFminに変化する際には下
部スライス電圧VSLで立ち下がる。以上のような挙動の
くりかえし出力20Aは第７図の出力パルスのようなパル
スを発生する。磁気抵抗操作13aも同様の挙動を示す
が、その電圧波形（点線で図示）と出力パルスは素子の
配置の寸法上p/4だけ磁気抵抗素子13と位相がずれるこ
ととなる。

従ってセンサー16と16Aは、以上の挙動に従った各々の
パルス信号出力20Aと20Bを図示されないマイコン等の制
御装置に転送することとなる。

逆に、ハンドルが時計方向に回転したときはセンサー16
と16aのパルスの発生のタイミングは逆転し、図示され
ないマイコン等の制御装置に転送する。

制御装置では、パルスの数からハンドルの回転量を、
又、センサー16と16aのパルスの発生タイミングから回
転方向を演算・検出することができる。

発明の効果 以上に述べてきたように、本発明によれば、極めて簡易
な構造と回路により、埃や潤滑剤による誤検知を配慮す
る必要のない回転角度検出装置を提供することができ
る。

また、スプリングによってハンドルにカムを押圧・係合
し、このカムに回転可能に係合したスイッチ本体に上下
方向に係止されたガイドに磁石リングを保持し、更に、
このスイッチ本体に上記磁石リングに対向するように磁
気抵抗素子を設けたので、カムがハンドルの取り付けら
れる時の組み付け誤差の影響をガイドに保持された磁石
リングは受けることがなく、磁気抵抗素子もスイッチ本
体に装着されているので、確実な検出が常に行えるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は同要部の
分解斜視図、第３図，第４図は本発明の一実施例の要部
断面図、第５図は磁石リングの詳細上面図、第６図は磁
石リングとセンサー部の拡大上面図、第７図は要部波形
図、第８図はセンサーの回路図である。 １……スイッチ本体、４……カム、５……磁石リング、
６……ガイド、８……センサーユニット、13,13a……磁
気抵抗素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両用ハンドルとともに回転するようにス
   プリングによって車両用ハンドルに押圧・係合されると
   ともに、スイッチ本体に係止されたカムと、このカムの
   下部に配置され、このカムによって回転させられる上記
   スイッチ本体に上下方向に係止されたガイドと、このガ
   イドに固定された実質的にリング状をした磁石体と、こ
   の磁石体に対向するように上記スイッチ本体の装着され
   た１個ないし複数個の磁気抵抗素子と、これらの磁気抵
   抗素子に接続され、これら磁気抵抗素子が検知した磁界
   の変化をパルス信号変換する回路とで構成される回転角
   度検出装置。