JPH09175404A - ステアリングホイールの回転角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転検出精度の向上を実現し、組立作業性も
改善すること。 【解決手段】 円筒部材１５は、ステアリングホイール
１２の下面に当該ステアリングホイールの軸心から偏心
した状態で固定され、その周側面に円筒状カム面１５ａ
が形成される。第１の検出ユニット１６及び第２の検出
ユニット１７は、レバーコンビネーションスイッチ１４
の上面部におけるステアリングホイール１２の軸心から
等距離の位置に、当該軸心を中心に互いに９０°だけ位
相がずれた状態で設けられ、各検出ユニット１６及び１
７からそれぞれ突出された第１のピン１８及び第２のピ
ン１９が円筒状カム面１５ａに圧縮コイルばねのばね力
により当接されている。ピン１８、１９の変位量は、各
検出ユニット１６及び１７内に設けられた第１及び第２
の変位検出器２０及び２１により検出され、それらの検
出出力に基づいた演算によりステアリングホイール１２
の回転角度を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などにおけ
るステアリングホイールの回転角度を検出するためのス
テアリングホイールの回転角度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば自動車に用いられるス
テアリングホイールの回転角度検出装置としては、図１
３に示すような構成のものが知られている。この図１３
において、ステアリングシャフト１の上端部にはステア
リングホイール２が固定されており、ステアリングコラ
ムのためのコラムカバー３内には、ターンスイッチなど
を備えた周知のレバーコンビネーションスイッチ４が設
けられる。この場合、上記レバーコンビネーションスイ
ッチ４のキャンセルカム４ａは、ステアリングシャフト
１の周りに配置されると共に、その上部に突設された連
結ピン４ｂがステアリングホイール２側の係合孔２ａに
係合される構成となっており、これによりステアリング
ホイール２に連動して回転するようになっている。

【０００３】回転角度検出器５は、円環状のケース５ａ
をステアリングシャフト１に挿入した状態にてレバーコ
ンビネーションスイッチ４の下面に固定されるもので、
そのケース５ａ内には、円環状の回転円盤５ｂ及びこの
回転円盤５ｂの回転量を検出するための図示しないセン
サが収納されている。この場合、上記回転円盤５ｂには
連結ピン５ｃが突設されており、この連結ピン５ｃを前
記キャンセルカム４ａに形成された係合孔４ｃに係合さ
せることによって、当該回転円盤５ｂが、キャンセルカ
ム４ａひいてはステアリングホイール２に連動して回転
する構成となっている。この構成により、ステアリング
ホイール２の回転角度を回転角度検出器５内のセンサに
より検出できることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の装置で
は、ステアリングホイール２の係合孔２ａとキャンセル
カム４ａの連結ピン４ｂとの間、並びにキャンセルカム
４ａの係合孔４ｃと回転円盤５ｂの連結ピン５ｃとの間
の２箇所において係合がたつきを生ずることが避けられ
ない。このため、ステアリングホイールの右回転時と左
回転時とで回転角度検出器５による検出出力にヒステリ
シス誤差を生ずることになり、これに起因してステアリ
ングホイール４の回転角度の検出精度を十分に高めるこ
とが困難になるという問題点があった。また、回転角度
検出器５をレバーコンビネーションスイッチに固定する
際には、当該回転角度検出器５側の連結ピン５ｃとキャ
ンセルカム４ａ側の係合孔４ｃとの間の位置決めが必要
となって、組立作業性が悪化するという問題点もあっ
た。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、回転検出精度の向上を実現できると
共に、組立作業性も改善できるようになるステアリング
ホイールの回転角度検出装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ステアリングホイールに対して、中心軸が
当該ステアリングホイールの軸心方向に指向し且つその
軸心から所定寸法だけ偏心した状態で固定され、周側面
に円筒状カム面が形成された円筒部材と、ステアリング
コラム側に前記ステアリングホイールの径方向へ往復移
動可能に配置され、常時においてばね部材のばね力によ
って前記円筒状カム面と当接するように設けられた第１
のピンと、前記ステアリングコラム側における前記第１
のピンに対し前記ステアリングホイールの軸心を中心に
所定角度だけ位相がずれた位置に前記ステアリングホイ
ールの径方向へ往復移動可能に配置され、常時において
ばね部材のばね力によって前記円筒状カム面と当接する
ように設けられた第２のピンと、前記第１のピンの変位
量を検出する第１の変位検出器と、前記第２のピンの変
位量を検出する第２の変位検出器とを備えた上で、前記
第１の変位検出器及び第２の変位検出器の検出出力に基
づいて前記ステアリングホイールの回転角度を算出する
構成としたものである。

【０００７】この構成によれば、ステアリングホイール
が回転されるのに応じて、円筒部材が一体的に回転され
るため、その円筒部材の周側面に形成された円筒状カム
面も回転するようになる。このとき、上記円筒部材が、
ステアリングホイールに対して、中心軸が当該ステアリ
ングホイールの軸心方向に指向し且つその軸心から所定
寸法だけ偏心した状態で固定された状態となっている関
係上、上記円筒状カム面に当接するように設けられた第
１のピン及び第２のピンが、ステアリングホイールが回
転するのに伴いステアリングホイールの径方向へ往復移
動されるようになり、それら第１のピン及び第２のピン
の変位量がそれぞれ第１の変位検出器及び第２の変位検
出器により検出されるようになる。

【０００８】この場合、第１のピン及び第２のピンは、
ステアリングホイールの軸心を中心に所定角度だけ位相
がずれた配置となっているから、第１の変位検出器及び
第２の変位検出器から異なるレベルの検出出力を得るこ
とができ、斯様な各検出器の検出出力に基づいてステア
リングホイールの回転角度を算出できるようになる。ま
た、第１のピン及び第２のピンは、ばね部材のばね力に
より常時において円筒状カム面に当接される構成となっ
ているから、従来構成のようなステアリングホイールの
回転に伴うがたつきを生ずることがなく、結果的に回転
角度の検出精度が向上するようになる。しかも、組立作
業時においては、円筒状カム面に対して第１のピン及び
第２のピンを径方向から当接させるだけで良いから、従
来構成のように組立作業性が悪化する虞がなくなるもの
である（請求項１）。

【０００９】また、上記請求項１のような構成とする場
合、前記ステアリングホイールに対して、中心軸が当該
ステアリングホイールの軸心と一致した同心状態で固定
され、周側面に円筒状基準カム面が形成された基準用円
筒部材と、前記ステアリングコラム側における前記第１
のピンと対応した位置に前記ステアリングホイールの径
方向へ往復移動可能に配置され、常時においてばね部材
のばね力によって前記円筒状基準カム面と当接するよう
に設けられた第１の補助ピンと、前記ステアリングコラ
ム側における前記第２のピンと対応した位置に前記ステ
アリングホイールの径方向へ往復移動可能に配置され、
常時においてばね部材のばね力によって前記円筒状基準
カム面と当接するように設けられた第２の補助ピンとを
備えた上で、前記第１の変位検出器を、前記第１のピン
及び第１の補助ピンの変位量の差を検出する構成とする
と共に、前記第２の変位検出器を、前記第２のピン及び
第２の補助ピンの変位量の差を検出する構成とすること
もできる。

【００１０】この構成によれば、ステアリングホイール
或いはステアリングシャフトの軸心に対する偏心量の精
度が悪い場合、つまり円筒状カム面の回転軌跡が当初の
設定からずれるような状況となった場合でも、そのずれ
に伴う第１のピン及び第２のピンの変位量の変動が、そ
れぞれ第１の補助ピン及び第２の補助ピンの各変位量に
基づいて吸収されることになるから、ステアリングホイ
ールの回転角度検出精度が不用意に低下する事態を未然
に防止できるようになる（請求項２）。

【００１１】さらに、ステアリングホイールに対して、
中心軸が当該ステアリングホイールの軸心方向に指向し
且つその軸心から所定寸法だけ偏心した状態で固定さ
れ、周側面に第１の円筒状カム面が形成された第１の円
筒部材と、前記ステアリングホイールに対して、中心軸
が当該ステアリングホイールの軸心方向に指向し且つそ
の軸心から前記第１の円筒部材と異なる方向へ所定寸法
だけ偏心した状態で固定され、周側面に第２の円筒状カ
ム面が形成された第２の円筒部材と、前記ステアリング
コラム側に前記ステアリングホイールの径方向へ往復移
動可能に配置され、常時においてばね部材のばね力によ
って前記第１の円筒状カム面と当接するように設けられ
た第１のピンと、前記ステアリングコラム側に前記ステ
アリングホイールの径方向へ往復移動可能に配置され、
常時においてばね部材のばね力によって前記第２の円筒
状カム面と当接するように設けられた第２のピンと、前
記第１のピンの変位量を検出する第１の変位検出器と、
前記第２のピンの変位量を検出する第２の変位検出器と
を備えた上で、前記第１の変位検出器及び第２の変位検
出器の検出出力に基づいて前記ステアリングホイールの
回転角度を算出する構成とすることもできる。

【００１２】この構成によれば、ステアリングホイール
が回転されるのに応じて、第１の円筒部材及び第２の円
筒部材が一体的に回転されるため、それら各円筒部材の
周側面に形成された第１の円筒状カム面及び第２の円筒
状カム面も回転するようになる。このとき、上記第１の
円筒部材及び第２の円筒部材が、ステアリングホイール
に対して、中心軸が当該ステアリングホイールの軸心方
向に指向し且つその軸心から互いに異なる方向へ所定寸
法だけ偏心した状態で固定された状態となっている関係
上、上記各円筒状カム面にそれぞれ当接するように設け
られた第１のピン及び第２のピンが、ステアリングホイ
ールが回転するのに伴いステアリングホイールの径方向
へ往復移動されるようになり、それら第１のピン及び第
２のピンの変位量がそれぞれ第１の変位検出器及び第２
の変位検出器により検出されるようになる。

【００１３】この場合、第１の円筒状カム面と第２の円
筒状カム面との相対位置関係、並びに第１のピンと第２
のピンとの相対位置関係を適宜に設定することによっ
て、第１の円筒状カム面の回転に応じた第１のピンの変
位量と、第２の円筒状カム面の回転に応じた第２のピン
の変位量とが、ステアリングホイールの回転角度の応じ
て異なるように構成することが可能であり、このような
構成とすることによって、第１の変位検出器及び第２の
変位検出器から異なるレベルの検出出力を得ることがで
き、それらの検出出力に基づいてステアリングホイール
の回転角度を算出できるようになる（請求項３）。

【００１４】また、上記請求項３のような構成とする場
合、前記ステアリングホイールに対して、中心軸が当該
ステアリングホイールの軸心と一致した同心状態で固定
され、周側面に円筒状基準カム面が形成された基準用円
筒部材と、前記ステアリングコラム側に前記ステアリン
グホイールの径方向へ往復移動可能に配置され、常時に
おいてばね部材のばね力によって前記円筒状基準カム面
と当接するように設けられた補助ピンとを備えた上で、
前記第１の変位検出器を、前記第１のピン及び補助ピン
の変位量の差を検出する構成とすると共に、前記第２の
変位検出器を、前記第２のピン及び補助ピンの変位量の
差を検出する構成とすることもできる。

【００１５】この構成によれば、ステアリングホイール
或いはステアリングシャフトの軸心に対する偏心量の精
度が悪い場合、つまり円筒状カム面の回転軌跡が当初の
設定からずれるような状況となった場合でも、そのずれ
に伴う第１のピン及び第２のピンの変位量の変動が、補
助ピンの変位量に基づいて吸収されることになるから、
ステアリングホイールの回転角度検出精度が不用意に低
下する事態を未然に防止できるようになる（請求項
４）。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１〜図４を参照しながら説明する。図１において、
ステアリングシャフト１１の上端部にはステアリングホ
イール１２が固定されており、ステアリングコラムのた
めのコラムカバー１３内には、キャンセルカム１４ａ及
び図示しないターンスイッチなどを備えた周知のレバー
コンビネーションスイッチ１４が設けられる。

【００１７】ステアリングホイール１２の下面には、扁
平な形状とされた円筒部材１５が固定されている。この
場合、上記円筒部材１５は、図２に示すように、その中
心軸がステアリングホイール１２の軸心方向に指向し且
つその軸心から所定寸法だけ偏心した状態で固定される
もので、その周側面には、円筒状カム面１５ａが形成さ
れている。従って、この円筒状カム面１５ａは、ステア
リングホイール１２に対して偏心した状態を呈すること
になる。

【００１８】前記ステアリングコラム側におけるレバー
コンビネーションスイッチ１４の上面部には、第１の検
出ユニット１６及び第２の検出ユニット１７が、ステア
リングホイール１２の軸心から等距離の位置に、当該軸
心を中心に互いに９０°だけ位相がずれた状態で設けら
れており、各検出ユニット１６及び１７からそれぞれス
テアリングホイール１２の中心方向に突出された第１の
ピン１８（図２参照）及び第２のピン１９が円筒状カム
面１５ａに当接するように構成されている。

【００１９】ここで、上記第１の検出ユニット１６及び
第２の検出ユニット１７は、第１の変位検出器２０及び
第２の変位検出器２１を内蔵した形態となっているが、
これら検出ユニット１６及び１７は同一構成のものであ
るから、以下においては第１の検出ユニット１６の構成
についてのみ図３を参照しながら説明し、第２の検出ユ
ニット１７の構成説明は省略する。

【００２０】即ち、図３において、第１の検出ユニット
１６は、ケース１６ａ内に、前記第１のピン１８を軸方
向へ移動可能に収納すると共に、このピン１８を突出方
向に付勢する圧縮コイルばね２２（本発明でいうばね部
材に相当）を収納した形態となっている。

【００２１】上記第１のピン１８には、その中間部分に
軸方向と直交した方向へ指向した貫通孔１８ａが形成さ
れている。また、ケース１６ａの内側壁には、上記貫通
孔１８ａを利用することによって前記第１の変位検出器
２０を構成する面発光発光ダイオード２０ａ及び一次元
タイプのＰＳＤ２０ｂ（半導体位置検出素子）が設けら
れている。この場合、上記発光ダイオード２０ａ及びＰ
ＳＤ２０ｂは、前記貫通孔１８ａの移動軌跡を挟んで対
向するように配置されるもので、発光ダイオード２０ａ
からの光が、貫通孔１８ａを介してＰＳＤ２０ｂ上にピ
ンポイント照射される構成となっている。つまり、第１
の変位検出器２０にあっては、ＰＳＤ２０ｂの出力に基
づいて第１のピン１８の変位量を検出する構成となって
いる。

【００２２】以上の構成により、第１のピン１８及び第
２のピン１９は、ステアリングホイール１２の軸心から
等距離で、尚且つその軸心を中心に互いに９０°だけ位
相がずれた位置に、当該ステアリングホイール１２の径
方向へ往復移動可能に配置され、常時において圧縮コイ
ルばね２２のばね力（第２の変位検出器２１内の圧縮コ
イルばねについては図示せず）によって前記円筒状カム
面１５ａと当接するように構成されるものである。そし
て、上記第１のピン１８及び第２のピン１９の変位量
は、それぞれ第１の変位検出器２０及び第２の変位検出
器２１により検出できるようになっている。

【００２３】次に、上記構成の作用について図４も参照
しながら説明する。今、第１のピン１８の変位量をＺ
１、第２のピン１９の変位量をＺ２とし、図２に示すよ
うに、ステアリングホイール１２の基準位置（実際には
ニュートラル位置）からの回転角度をθ、円筒部材１５
の偏心量（ステアリングホイール１２の軸心Ｏ（回転中
心）からの円筒部材１５の中心Ｃまでの寸法）をｅ、円
筒部材１５の半径をａ、上記軸心Ｏから円筒状カム面１
５ａまでの距離をｒ（θ）とした場合において、上記半
径ａが偏心量ｅに比べて十分に大きく設定されていたと
きには、第１のピン１８及び第２のピン１９が軸心Ｏを
中心に互いに９０°だけ位相がずれた状態であることに
より、変位量Ｚ１、Ｚ２は次式、で表現されること
になる。

【００２４】 Ｚ１＝ｒ（α）−ａ＝ｅ・ｓｉｎθ＋ｂ1 …… Ｚ２＝ｒ（α−９０°）−ａ＝ｅ・ｃｏｓθ＋ｂ2 …… 但し、ｂ1 及びｂ2 は第１のピン１８及び第２のピン１
９についてのオフセット量、ｒ（α）及びｒ（α−９０
°）は、ステアリングホイール１２の基準位置からの回
転角度θがαとなったときにおける軸心Ｏと第１のピン
１８及び第２のピン１９との各間の距離である。また、
図２には、円筒部材１５がステアリングホイール１２と
同心状位置にある場合の外形を二点鎖線ｆで示した。

【００２５】この場合、オフセット量ｂ1 及びｂ2 につ
いては、変位量Ｚ１、Ｚ２に基づく回転角度θの算出の
ための内部回路処理時にｂ1 ＝ｂ2 とすることが可能で
あるから、ステアリングホイール１２の回転角度θと、
第１のピン１８の変位量Ｚ１及び第２のピン１９の変位
量Ｚ２との関係は図４のような状態となる。

【００２６】従って、上記変位量Ｚ１及びＺ２、つまり
第１の変位検出器２０及び第２の変位検出器２１の各検
出出力に基づいて、次式により回転角度θを一意的に
算出することができる。

【００２７】θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｚ１／Ｚ２） …… 但し、式により算出されるθの値としては、図４から
理解できるように変位量Ｚ１、Ｚ２の符号に基づいて以
下のような値を選択することになる。

【００２８】 Ｚ１≧０、Ｚ２≧０の場合は、０°≦θ≦９０° Ｚ１≧０、Ｚ２＜０の場合は、９０°＜θ≦１８０° Ｚ１＜０、Ｚ２≦０の場合は、１８０°＜θ≦２７０° Ｚ１＜０、Ｚ２＞０の場合は、２７０°＜θ＜３６０°

【００２９】要するに、上記した本実施例の構成によれ
ば、ステアリングホイール１２が回転されたときには、
そのステアリングホイール１２と偏心した状態の円筒状
カム面１５ａを有した円筒部材１５が一体的に回転され
るのに応じて、当該円筒状カム面１５ａに当接するよう
に設けられた第１のピン１８及び第２のピン１９が、ス
テアリングホイール１２の径方向へ往復移動されるよう
になり、このような第１のピン１８及び第２のピン１９
の変位量がそれぞれ第１の検出器２０及び第２の検出器
２１により検出されるようになる。

【００３０】この場合、第１のピン１８及び第２のピン
１９は、ステアリングホイール１２の軸心から等距離の
位置に、当該軸心を中心に所定各度だけ位相がずれた状
態で配置される構成されているから、第１の検出器２０
及び第２の検出器２１から異なるレベルの検出出力を得
ることができる。特に、この場合には、第１のピン１８
及び第２のピン１９は、ステアリングホイール１２の軸
心を中心とした位相のずれ角度が９０°に設定されてい
るから、前記式のような単純な形態の演算式を得るこ
とができ、当該演算式並びに上述した各検出器２０及
び２１の検出出力Ｚ１及びＺ２に基づいて、ステアリン
グホイール１２の回転角度θを簡単に算出できるように
なる。

【００３１】また、上記第１のピン１８及び第２のピン
１９は、常時においてばね力により円筒状カム面１５ａ
に当接される構成、換言すれば、ステアリングホイール
１２の回転に応じた機械的変量（ピン１８、１９の移動
量）が第１の変位検出器２０及び第２の変位検出器２１
に対して遊びがない状態で伝わる構成となっているか
ら、従来構成のようなステアリングホイール１２の回転
に伴うがたつきを生ずることがなく、結果的に回転角度
θの検出精度が向上するようになる。しかも、組立作業
時においては、円筒状カム面１５ａに対して第１のピン
１８及び第２のピン１９を径方向から当接させるだけで
良いから、従来構成のように組立作業性が悪化する虞が
なくなるものである。

【００３２】図５〜図７には本発明の第２実施例が示さ
れており、以下これについて前記第１実施例と異なる部
分のみ説明する。図５において、ステアリングホイール
１２における下面側には、それぞれ扁平な形状とされた
基準用円筒部材２３及び円筒部材１５が段積み状に固定
される。この場合、上記基準用円筒部材２３は、図６に
も示すように、その中心軸がステアリングホイール１２
の軸心Ｏと一致した同心状態で固定されるもので、その
周側面には円筒状基準カム面２３ａが形成されている。

【００３３】また、レバーコンビネーションスイッチ１
４の上面部には、第１の検出ユニット１６′及び第２の
検出ユニット１７′が、ステアリングホイール１２の軸
心から等距離の位置に、当該軸心を中心に互いに９０°
だけ位相がずれた状態で設けられており、第１の検出ユ
ニット１６′からは、第１のピン１８及び第１の補助ピ
ン２４がステアリングホイール１２の中心方向へ突出さ
れ、第２の検出ユニット１７′からは、第２のピン１９
及び第２の補助ピン２５がステアリングホイール１２の
中心方向へ突出されている。

【００３４】この場合、第１のピン１８及び第２のピン
１９は円筒状カム面１５ａに当接され、第１の補助ピン
２４及び第２の補助ピン２５は、それぞれに対応するピ
ン１８及び１９とステアリングホイール１２の軸心を通
る各平面上に配置された状態で円筒状基準カム面２３ａ
に当接されている。

【００３５】ここで、上記第１の検出ユニット１６′及
び第２の検出ユニット１７′は、図６に示すように、第
１の変位検出器２０′及び第２の変位検出器２１′を内
蔵した形態となっているが、これら検出ユニット１６′
及び１７′は同一構成のものであるから、以下において
は第１の検出ユニット１６′の構成についてのみ図７を
参照しながら説明し、第２の検出ユニット１７′の構成
説明は省略する。

【００３６】即ち、図７において、第１の検出ユニット
１６′は、ケース１６ａ′内に、第１のピン１８及び第
１の補助ピン２４を軸方向へ移動可能に収納すると共
に、これらのピン１８及び２４を突出方向に付勢する圧
縮コイルばね２６及び２７（本発明でいうばね部材に相
当）を収納した形態となっている。

【００３７】上記第１のピン１８には、第１実施例の説
明中でも述べたように、その中間部分に貫通孔１８ａが
形成されている。また、第１の補助ピン２４には、上記
貫通孔１８ａを利用することによって前記第１の変位検
出器２０′を構成する面発光発光ダイオード２０ａ及び
一次元タイプのＰＳＤ２０ｂを保持したホルダ２４ａが
設けられている。この場合、上記ホルダ２４ａは、発光
ダイオード２０ａ及びＰＳＤ２０ｂが前記貫通孔１８ａ
の移動軌跡を挟んで対向した位置に存するように保持す
るためのもので、これにより、発光ダイオード２０ａか
らの光が、貫通孔１８ａを介してＰＳＤ２０ｂ上にピン
ポイント照射される構成となっている。このような構成
により、第１の変位検出器２０′にあっては、ＰＳＤ２
０ｂの出力に基づいて第１のピン１８及び第１の補助ピ
ン２４の変位量の差を検出することになる。

【００３８】以上のように、第１のピン１８及び第２の
ピン１９は、ステアリングホイール１２の軸心から等距
離で、尚且つその軸心を中心に互いに９０°だけ位相が
ずれた位置に、当該ステアリングホイール１２の径方向
へ往復移動可能に配置され、常時において圧縮コイルば
ね２６のばね力（第２の変位検出器２１′内の圧縮コイ
ルばねについては図示せず）によって前記円筒状カム面
１５ａと当接するように構成されるものである。

【００３９】また、第１の補助ピン２４及び第２のピン
２５は、ステアリングホイール１２の軸心から等距離
で、尚且つ対応するピン１８及び１９の各々とステアリ
ングホイール１２の軸心を通る各平面上の位置に、当該
ステアリングホイール１２の径方向へ往復移動可能に配
置され、常時において圧縮コイルばね２７のばね力（第
２の変位検出器２１′内の圧縮コイルばねについては図
示せず）によって前記円筒状基準カム面２３ａと当接す
るように構成されるものである。そして、上記第１のピ
ン１８及び第１の補助ピン２４の変位量の差、並びに第
２のピン１９及び第２の補助ピン２５の変位量の差が、
それぞれ第１の変位検出器２０′及び第２の変位検出器
２１′により検出できるようになっている。

【００４０】このように構成した本実施例においても、
前記第１実施例と同様に、第１の検出器２０′及び第２
の検出器２１′から異なるレベルの検出出力を得ること
ができると共に、斯様な各検出器２０′及び２１′の検
出出力並びに前記式に基づいて、ステアリングホイー
ル１２の回転角度を算出できるものである。

【００４１】特に、本実施例のような構成によれば、ス
テアリングホイール１２或いはステアリングシャフト１
１の軸心に対する偏心量の精度が悪い場合、つまり円筒
状カム面１５ａの回転軌跡が当初の設定からずれるよう
な状況となった場合でも、そのずれに伴う第１のピン１
８及び第２のピン１９の変位量の変動が、それぞれ第１
の補助ピン２４及び第２の補助ピン２５の各変位量に基
づいて吸収されることになる。従って、ステアリングホ
イール１２の回転角度検出精度が不用意に低下する事態
を未然に防止できるようになる。

【００４２】図８及び図９には本発明の第３実施例が示
されており、以下これについて前記第１実施例と異なる
部分のみ説明する。図８において、ステアリングホイー
ル１２における下面側には、それぞれ扁平な形状とされ
た第１の円筒部材２８及び第２の円筒部材２９が固定さ
れている。この場合、上記各円筒部材２８及び２９は、
同一外径に設定されたもので、図９に示すように、各中
心軸Ｃ１、Ｃ２がステアリングホイール１２の軸心Ｏ方
向に指向し且つその軸心Ｏから互いに９０°異なった方
向へ同一寸法だけ偏心した状態で固定されるもので、各
周側面には、第１の円筒状カム面２８ａ及び第２の円筒
状カム面２９ａが形成されている。従って、これらの円
筒状カム面２８ａ及び２９ａは、同一外径を有すると共
に、ステアリングホイール１２に対して偏心した状態を
呈するものであり、各偏心方向が互いに９０°異なった
状態を呈することになる。

【００４３】また、レバーコンビネーションスイッチ１
４の上面部には、第１の検出ユニット１６及び第２の検
出ユニット１７が、ステアリングホイール１２の軸心を
通る平面上に並べた状態で設けられており、各検出ユニ
ット１６及び１７から突出された第１のピン１８及び第
２のピン１９がそれぞれ第１の円筒状カム面２８ａ及び
第２の円筒状カム面２９ａに当接するように構成されて
いる。

【００４４】以上の構成により、第１のピン１８及び第
２のピン１９は、ステアリングホイール１２の軸心を通
る平面上に、当該ステアリングホイール１２の径方向へ
往復移動可能に配置され、常時において、圧縮コイルば
ねによるばね力より第１の円筒状カム面２８ａ及び第２
の円筒状カム面２９ａとそれぞれ当接するように構成さ
れるものである。これにより、第１のピン１８及び第２
のピン１９の変位量を、それぞれ第１の検出ユニット１
６内の第１の変位検出器２０及び第２の検出ユニット１
７内の第２の変位検出器２１により検出できるようにな
っている。

【００４５】従って、本実施例においては、同一外径の
第１の円筒状カム面２８ａ及び第２の円筒状カム面２９
ａが、互いに９０°異なる方向へ同一寸法だけ偏心した
状態で設けられると共に、第１のピン１８及び第２のピ
ン１９が同一平面上に配置される構成としたから、第１
の変位検出器２０及び第２の変位検出器２１の各出力内
容については、前記第１実施例の等価の構成となるもの
であり、結果的に、第１実施例と同様に、上記変位検出
器２０及び２１の各検出出力に基づいて、次式により
回転角度θを一意的に算出することができる。

【００４６】θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｚ１／Ｚ２） …… 但し、この場合においても、第１実施例と同様に、式
により算出されるθの値としては、第１実施例における
図４から理解できるように変位量Ｚ１、Ｚ２の符号に基
づいて以下のような値を選択することになる。

【００４７】 Ｚ１≧０、Ｚ２≧０の場合は、０°≦θ≦９０° Ｚ１≧０、Ｚ２＜０の場合は、９０°＜θ≦１８０° Ｚ１＜０、Ｚ２≦０の場合は、１８０°＜θ≦２７０° Ｚ１＜０、Ｚ２＞０の場合は、２７０°＜θ＜３６０°

【００４８】従って、上記した第３実施例の構成によっ
ても、前記第１実施例と同様の効果を奏し得るものであ
る。特に、本実施例では、第１の円筒状カム面２８ａ及
び第２の円筒状カム面２９ａの相対的位置関係を変える
ことによって、第１のピン１８及び第２のピン１９の位
置を任意に変更できることになるから、第１の検出ユニ
ット１６及び第２の検出ユニット１７の配置についての
設計上の自由度を高め得るようになる。

【００４９】図１０〜図１２には本発明の第４実施例が
示されており、以下これについて前記第１及び第３実施
例と異なる部分のみ説明する。図１０において、ステア
リングホイール１２における下面側には、第１の円筒部
材２８、基準用円筒部材３０及び第２の円筒部材２９が
段積み状に固定される。この場合、上記基準用円筒部材
３０は、図１１にも示すように、その中心軸がステアリ
ングホイール１２の軸心Ｏと一致した同心状態で固定さ
れるもので、その周側面には円筒状基準カム面３０ａが
形成されている。

【００５０】また、レバーコンビネーションスイッチ１
４の上面部には、検出ユニット３１が設けられており、
この検出ユニット３１からは、第１のピン１８、補助ピ
ン３２及び第２のピン１９が突出されている。

【００５１】この場合、第１のピン１８、補助ピン３２
及び第２のピン１９は、ステアリングホイール１２の軸
心を通る平面上に配置された状態で、それぞれ第１の円
筒状カム面２８ａ、円筒状基準カム面３０ａ及び第２の
円筒状カム面２９ａに当接されている。

【００５２】ここで、上記検出ユニット３１は、図１２
に示すように、第１の変位検出器３３及び第２の変位検
出器３４を内蔵した形態となっている。即ち、図１２に
おいて、検出ユニット３１は、ケース３１ａ内に、第１
のピン１８、第２のピン１９及び補助ピン３２を軸方向
へ移動可能に収納すると共に、これらのピン１８、１９
及び３２を突出方向に付勢する圧縮コイルばね３５、３
６及び３７（本発明でいうばね部材に相当）を収納した
形態となっている。

【００５３】上記第１のピン１８には、第１実施例の説
明中でも述べたように、その中間部分に貫通孔１８ａが
形成されており、また、第２のピン１９にも同様の貫通
孔１９ａが形成されている。さらに、補助ピン３２に
は、ホルダ３２ａが固定されており、このホルダ３２ａ
には、上記貫通孔１８ａ及び１９ａをそれぞれ利用する
ことによって前記第１の変位検出器３３及び第２の変位
検出器３４を構成する面発光発光ダイオード３３ａ、３
４ａ及び一次元タイプのＰＳＤ３３ｂ及び３４ｂが保持
されている。この場合、ホルダ３２は、発光ダイオード
３３ａ及びＰＳＤ３３ｂが貫通孔１８ａの移動軌跡を挟
んで対向し、且つ発光ダイオード３４ａ及びＰＳＤ３４
ｂが貫通孔１９ａの移動軌跡を挟んで対向した位置に保
持しており、これにより、発光ダイオード３３ａからの
光が、貫通孔１８ａを介してＰＳＤ３３ｂ上にピンポイ
ント照射されると共に、発光ダイオード３４ａからの光
が、貫通孔１９ａを介してＰＳＤ３４ｂ上にピンポイン
ト照射される構成となっている。このような構成によ
り、第１の変位検出器３３及び第２の変位検出器３４に
あっては、ＰＳＤ３３ｂ及び３４ｂの各出力に基づい
て、第１のピン１８及び補助ピン３２の変位量の差及び
第２のピン１９及び補助ピン３２の変位量の差を検出す
ることになる。

【００５４】このように構成した本実施例においても、
前記第３実施例と同様に、第１の検出器３３及び第２の
検出器３４から異なるレベルの検出出力を得ることがで
きると共に、斯様な各検出器３３及び３４の検出出力並
びに前記式に基づいて、ステアリングホイール１２の
回転角度を算出できるものである。

【００５５】特に、本実施例のような構成によれば、ス
テアリングホイール１２或いはステアリングシャフト１
１の軸心に対する偏心量の精度が悪い場合、つまり第１
の円筒状カム面２８ａ及び第２の円筒状カム面２９ａの
回転軌跡が当初の設定からずれるような状況となった場
合でも、そのずれに伴う第１のピン１８及び第２のピン
１９の変位量の変動が、補助ピン３２各変位量に基づい
て吸収されることになる。従って、ステアリングホイー
ル１２の回転角度検出精度が不用意に低下する事態を未
然に防止できるようになる。

【００５６】尚、本発明は上記した実施例に限定される
ものではなく、以下に述べるような拡大或いは変形が可
能である。変位検出器において、ピンの変位量を発光ダ
イオード及びＰＳＤを用いた光学的手段により検知する
構成としたが、他の光学的手段を用いても良く、また、
磁気抵抗素子やホール素子などを利用した磁気的手段、
静電容量変化を利用した電気的手段、可変抵抗器を利用
した機械的手段を用いる構成としても良いものである。
第３及び第４実施例において、第１の円筒部材２８及び
第２の円筒部材２９の相対的位置関係、並びに第１のピ
ン１８及び第２のピン１９の相対的位置関係は、当該実
施例で述べた関係に限らないことは勿論である。また、
第１の円筒部材２８及び第２の円筒部材２９を同一外径
としたが、異なる外径としても良いものである。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば以上の説明によって明ら
かなように、ステアリングホイールの回転に応じた機械
的変量をその回転角度を示す信号に変換するための変位
検出器に対して、ステアリングホイールの回転角度を示
す機械的変量が遊びなしで伝わる構成としたので、回転
検出精度の向上を実現できると共に、組立作業性も改善
できるようになるという有益な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部の側面図

【図２】円筒部材とピンとの位置関係を摸式的に示す平
面図

【図３】検出ユニットの縦断側面図

【図４】ステアリングホイールの回転角度と変位検出器
の出力との関係を示す特性図

【図５】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図６】図２相当図

【図７】図３相当図

【図８】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図９】図２相当図

【図１０】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図１１】図２相当図

【図１２】図３相当図

【図１３】従来構成を示す要部の縦断面図

【符号の説明】

図面中、１１はステアリングシャフト、１２はステアリ
ングホイール、１３はコラムカバー、１５は円筒部材、
１５ａは円筒状カム面、１６、１６′は第１の検出ユニ
ット、１７、１７′は第２の検出ユニット、１８は第１
のピン、１９は第２のピン、２０、２０′は第１の変位
検出器、２１、２１′は第２の変位検出器、２２は圧縮
コイルばね（ばね部材）、２３は基準用円筒部材、２３
ａは円筒状基準カム面、２４は第１の補助ピン、２５は
第２の補助ピン、２６、２７は圧縮コイルばね（ばね部
材）、２８は第１の円筒部材、２８ａは第１の円筒状カ
ム面、２９は第２の円筒部材、２９ａは第２の円筒状カ
ム面、３０は基準用円筒部材、３０ａは円筒状基準カム
面、３１は検出ユニット、３２は補助ピン、３３は第１
の変位検出器、３４は第２の変位検出器、３５、３６、
３７は圧縮コイルばね（ばね部材）を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールに対して、中心軸
   が当該ステアリングホイールの軸心方向に指向し且つそ
   の軸心から所定寸法だけ偏心した状態で固定され、周側
   面に円筒状カム面が形成された円筒部材と、 ステアリングコラム側に前記ステアリングホイールの径
   方向へ往復移動可能に配置され、常時においてばね部材
   のばね力によって前記円筒状カム面と当接するように設
   けられた第１のピンと、 前記ステアリングコラム側における前記第１のピンに対
   し前記ステアリングホイールの軸心を中心に所定角度だ
   け位相がずれた位置に前記ステアリングホイールの径方
   向へ往復移動可能に配置され、常時においてばね部材の
   ばね力によって前記円筒状カム面と当接するように設け
   られた第２のピンと、 前記第１のピンの変位量を検出する第１の変位検出器
   と、 前記第２のピンの変位量を検出する第２の変位検出器と
   を備え、 前記第１の変位検出器及び第２の変位検出器の検出出力
   に基づいて前記ステアリングホイールの回転角度を算出
   することを特徴とするステアリングホイールの回転角度
   検出装置。
2. 【請求項２】 前記ステアリングホイールに対して、中
   心軸が当該ステアリングホイールの軸心と一致した同心
   状態で固定され、周側面に円筒状基準カム面が形成され
   た基準用円筒部材と、 前記ステアリングコラム側における前記第１のピンと対
   応した位置に前記ステアリングホイールの径方向へ往復
   移動可能に配置され、常時においてばね部材のばね力に
   よって前記円筒状基準カム面と当接するように設けられ
   た第１の補助ピンと、 前記ステアリングコラム側における前記第２のピンと対
   応した位置に前記ステアリングホイールの径方向へ往復
   移動可能に配置され、常時においてばね部材のばね力に
   よって前記円筒状基準カム面と当接するように設けられ
   た第２の補助ピンとを備えた上で、 前記第１の変位検出器を、前記第１のピン及び第１の補
   助ピンの変位量の差を検出する構成とすると共に、前記
   第２の変位検出器を、前記第２のピン及び第２の補助ピ
   ンの変位量の差を検出する構成としたことを特徴とする
   請求項１記載のステアリングホイールの回転角度検出装
   置。
3. 【請求項３】 ステアリングホイールに対して、中心軸
   が当該ステアリングホイールの軸心方向に指向し且つそ
   の軸心から所定寸法だけ偏心した状態で固定され、周側
   面に第１の円筒状カム面が形成された第１の円筒部材
   と、 前記ステアリングホイールに対して、中心軸が当該ステ
   アリングホイールの軸心方向に指向し且つその軸心から
   前記第１の円筒部材と異なる方向へ所定寸法だけ偏心し
   た状態で固定され、周側面に第２の円筒状カム面が形成
   された第２の円筒部材と、 前記ステアリングコラム側に前記ステアリングホイール
   の径方向へ往復移動可能に配置され、常時においてばね
   部材のばね力によって前記第１の円筒状カム面と当接す
   るように設けられた第１のピンと、 前記ステアリングコラム側に前記ステアリングホイール
   の径方向へ往復移動可能に配置され、常時においてばね
   部材のばね力によって前記第２の円筒状カム面と当接す
   るように設けられた第２のピンと、 前記第１のピンの変位量を検出する第１の変位検出器
   と、 前記第２のピンの変位量を検出する第２の変位検出器と
   を備え、 前記第１の変位検出器及び第２の変位検出器の検出出力
   に基づいて前記ステアリングホイールの回転角度を算出
   することを特徴とするステアリングホイールの回転角度
   検出装置。
4. 【請求項４】 前記ステアリングホイールに対して、中
   心軸が当該ステアリングホイールの軸心と一致した同心
   状態で固定され、周側面に円筒状基準カム面が形成され
   た基準用円筒部材と、 前記ステアリングコラム側に前記ステアリングホイール
   の径方向へ往復移動可能に配置され、常時においてばね
   部材のばね力によって前記円筒状基準カム面と当接する
   ように設けられた補助ピンとを備え、 前記第１の変位検出器を、前記第１のピン及び補助ピン
   の変位量の差を検出する構成とすると共に、前記第２の
   変位検出器を、前記第２のピン及び補助ピンの変位量の
   差を検出する構成としたことを特徴とする請求項３記載
   のステアリングホイールの回転角度検出装置。