JPWO2016110918A1 - 回転角度検出装置およびこれを用いた回転角度検出ユニット - Google Patents

Abstract

本開示の回転角度検出装置は、円筒部を有し円筒部内に連結される回転軸の回転に伴い回転する回転体と、回転体の円筒部の内方に設けられ、回転軸が延伸する方向である第１の方向に突出する係合突部と、係合突部に装着され、弾性保持部を有する弾性部材と、回転体を回転可能に支持する回転支持部を有するケースと、回転体の回転角度を検出する回転角度検出部と、を備え、ケースの回転支持部と、回転体の円筒部の外周との間には、所定の間隙が設けられ、係合突部の外周に、第１の方向と垂直である第２の方向へ突出する嵌合部が形成され、嵌合部の回転方向へ弾性保持部が弾性変形可能に、弾性部材が係合突部に装着されている。

Description

本開示は、主に自動車内のステアリング軸などの回転軸の回転を検出する回転角度検出装置に関する。

近年、自動車の高機能化が進むにつれて、自動車内のステアリング軸や車輪操舵のピニオン軸などの回転軸の回転角を回転角度検出装置によって検出することにより、車体の様々な走行制御や運転制御が行われるようになってきている。

従来の回転角度検出装置について、図１１を用いて説明する。図１１は従来の回転角度検出装置の構成図である。図１１において、外周に歯車部が形成された回転体２がケース１に回転可能に装着されている。

回転体２の外周に第１の検出体４が噛合して連動すると共に、第２の検出体５が第１の検出体４に噛合して連動する。そして、第１の検出体４及び第２の検出体５が、回転体２の回転に応じて回転可能なようにケース１に装着されている。

第１の検出体４の中央には磁石６が固定され、第２の検出体５の中央には磁石７が固定されている。そして、磁石６に対向して、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子等の磁気検出素子（図示せず）が配置されて、かつ、磁石７に対向して、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子等の磁気検出素子（図示せず）が配置されている。上記の通り従来の回転角度検出装置が構成されている。

上述した従来の回転角度検出装置は、回転体２の内周に形成されている係合突起２Ａが、ステアリング軸３の外周に形成されている溝部３Ａと係合している。そして、回転体２はステアリング軸３の回転に伴って回転可能である。なお、回転体２は自動車内に装着されている。

そして、回転体２の回転に連動する第１の検出体４及び第２の検出体５の回転に伴う磁石６および磁石７の磁力線の変化を、対応する磁気検出素子が検出し、検出信号を出力する。磁気検出素子から出力される検出信号から回転体２の回転角度が検出される。そして、車体の制御装置に回転角度に関するデータが送信され、様々な車体制御や運転制御などが行なわれる。

なお、この出願に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００４−２７１４２７号公報

本開示の回転角度検出装置は、円筒部を有し円筒部内に連結される回転軸の回転に伴い回転する回転体と、回転体の円筒部の内方に設けられ、回転軸が延伸する方向である第１の方向に突出する係合突部と、係合突部に装着され、弾性保持部を有する弾性部材と、回転体を回転可能に支持する回転支持部を有するケースと、回転体の回転角度を検出する回転角度検出部と、を有する。そして、この回転角度検出装置は、ケースの回転支持部と、回転体の円筒部の外周との間には、所定の間隙が設けられ、係合突部の外周に、第１の方向と垂直である第２の方向へ突出する嵌合部が形成され、嵌合部の回転方向へ弾性保持部が弾性変形可能に、弾性部材が係合突部に装着されている。

また、本開示の回転角度検出ユニットは、上述した回転角度検出装置と、回転角度検出装置の回転体に連結される回転軸と、を有する。そして、この回転角度検出ユニットは、回転軸の先端部に、被嵌合部を有する係合窪部が設けられ、被嵌合部は、嵌合部に対応しており、係合窪部の形状は、回転体に形成される係合突部の外形より大きく、弾性部材の弾性保持部が、係合窪部の被嵌合部の内側面に弾接し、嵌合部と被嵌合部が嵌合し、回転体の係合突部に回転軸の係合窪部が係合する。

図１は、本開示の実施の形態による回転角度検出装置の断面図である。 図２は、本開示の実施の形態による回転角度検出装置の分解斜視図である。 図３Ａは、本開示の実施の形態による回転角度検出装置の回転体と弾性部材の装着方法を示す斜視図である。 図３Ｂは、本開示の実施の形態による回転角度検出装置の回転体と弾性部材の装着方法を示す斜視図である。 図４は、本開示の実施の形態による回転角度検出装置のケースの斜視図である。 図５は、本開示の実施の形態による回転角度検出装置と回転軸の斜視図である。 図６は、本開示の実施の形態による回転検出ユニットの平面視断面図である。 図７は、本開示の実施の形態による回転検出ユニットの要部断面図である。 図８Ａは、本開示の実施の形態による回転検出ユニットの要部断面図である。 図８Ｂは、本開示の実施の形態による回転検出ユニットの要部断面図である。 図９Ａは、本開示の実施の形態の変形例による弾性部材の斜視図である。 図９Ｂは、本開示の実施の形態の変形例による弾性部材の斜視図である。 図１０は、本開示の実施の形態による回転角度検出ユニットの要部断面図である。 図１１は、従来の回転角度検出装置の構成図である。

本実施の形態による回転角度検出装置の説明に先立ち、特許文献１に記載されている技術の問題点について説明する。

図１１を参照しながら上述した従来の回転角度検出装置においては、ステアリング軸３が回転する時、ステアリング軸３の偏心または軸ズレが起きる。そこで、ステアリング軸３の偏心や軸ズレを許容可能にするために、溝部３Ａと係合突起２Ａとの間、および、溝部３Ｂと係合突起２Ｂとの間の各々には、間隙が設けられている。間隙が設けられて、溝部３Ａと係合突起２Ａ、および、溝部３Ｂと係合突起２Ｂ各は相互に係合している。

したがって、ステアリング軸３と回転体２との間においては、回転時の遊びが大きい。実際のステアリング軸３の回転角度に対し、回転体２の回転に連動している第１の検出体４及び第２の検出体５の回転から検出される回転体２の回転角度には、大きな誤差が生じるという問題点があった。

本開示は回転体に連結される回転軸の回転角度の検出精度が高い、回転角度検出装置及びこれを用いた回転角度検出ユニットを提供することを目的とする。

以下、本開示の実施の形態について、図１〜図１０を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本開示の実施の形態による回転角度検出装置の断面図、図２は本開示の実施の形態による回転角度検出装置の分解斜視図である。

回転体１１は、ポリオキシメチレン（以降、ＰＯＭと記載する）等の合成樹脂製である。そして、回転体１１は、円筒部１１１Ａと、歯車部１１Ｂと、円筒部１１２Ａとを有する。円筒部１１１Ａは、下方開口の円筒状である。歯車部１１Ｂは、円筒部１１１Ａの上部の外周に形成され、円筒部１１２Ａは歯車部１１Ｂの上部に形成されている。そして、円筒部１１１Ａと円筒部１１２Ａとは、同一軸心である。

図３Ａおよび図３Ｂは、回転体１１及び弾性部材１２の下方視の斜視図である。なお、図３Ａは、回転体１１に弾性部材１２が装着される前の状態を示し、図３Ｂは、回転体１１に弾性部材１２が装着された後の状態を示している。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、回転体１１の円筒部１１１Ａの内方には、係合突部１１Ｄが形成されている。係合突部１１Ｄは、円筒部１１１Ａおよび円筒部１１２Ａと同一軸心の略円柱状の円柱部１１１Ｃと、円柱部１１１Ｃの外周から一部が半径方向へ略コ字状に突出する嵌合部１１２Ｃとを有する。

弾性部材１２は、ベリリウム銅やリン青銅等の弾性金属板製である。そして、弾性部材１２は側面視で略コ字状であり、基部１２Ａと弾性保持部１２Ｃとを有する。基部１２Ａは、基部面１２Ｅと、基部面１２Ｅの両側に折曲する係止孔部１２Ｆと、を有する。弾性保持部１２Ｃは、基部面１２Ｅの一側方から折曲している。さらに、弾性保持部１２Ｃの先端には、突状部１２Ｂが設けられている。突状部１２Ｂは、弾性保持部１２Ｃの延出方向に略直交し、弾性保持部１２Ｃから外方へ突出している。基部面１２Ｅには、複数の位置決め孔１２Ｄが形成されている。

次に、回転体１１の係合突部１１Ｄへの弾性部材１２の装着方法について、図３Ａ、図３Ｂを用いて説明する。

図３Ａに示すように、係合突部１１Ｄの下面(図３Ａは下方から見た図であるため、図３Ａでは上面として図示されている)には２つの位置決め突起１１Ｅが形成されている。さらに、係合突部１１Ｄの下面の２つの位置決め突起１１Ｅの側方には、２つの通孔１１Ｆが形成されている。各通孔１１Ｆは、下面から上方へ向かって窪み（図３Ａおよび図３Ｂでは、上面から下方に向かって窪み）、内側面に係止突起（図示せず）が形成されている。２つの通孔１１Ｆに並行して、係止溝１１Ｇが形成されている。なお、図３Ａにおいて、２つの通孔１１Ｆのうち一方は、開示されているが、他方については、円筒部に隠れており、一部しか開示されていない。

図３Ｂに示すように、弾性部材１２の位置決め孔１２Ｄは係合突部１１Ｄの位置決め突起１１Ｅに挿通され、各係止孔部１２Ｆは対応する通孔１１Ｆに挿通され、弾性保持部１２Ｃの端部が係止溝１１Ｇ内に保持される。また、弾性保持部１２Ｃは係止溝１１Ｇ内に挿通され、る。このようにして、弾性部材１２の基部１２Ａは係合突部１１Ｄに対し位置決めされる。また、各係止孔部１２Ｆは、通孔１１Ｆ内の係止突起（図示せず）に係止され、係合突部１１Ｄに係止固定される。このように、弾性部材１２が係合突部１１Ｄに装着される。

図３Ｂに示すように、弾性部材１２が係合突部１１Ｄに装着されている装着状態において、弾性保持部１２Ｃの先端に形成されている突状部１２Ｂが、嵌合部１１２Ｃの一側面に略並行に配置され、嵌合部１１２Ｃの回転方向へ弾性変形可能に延出している。

そして、図１及び図２に示す検出体１３及び検出体１４は、ＰＯＭ等の合成樹脂製で形成されている。検出体１３は、下方開口の円筒状の円筒部１３Ａを有しており、検出体１４は、下方開口の円筒状の円筒部１４Ａを有している。円筒部１３Ａの上部には、歯車部１３Ｂが形成されており、円筒部１４Ａの上部には、歯車部１４Ｂが形成されている。なお、歯車部１３Ｂの歯数と歯車部１４Ｂの歯数は、異なる。円筒部１３Ａ内の略中央にはネオジ系の磁石１５Ａが装着されており、円筒部１４Ａ内の略中央にはネオジ系の磁石１５Ｂが装着されている。

ホール素子又はＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子などの磁気検出素子と制御回路が一体に形成された磁気検出部１６Ａが、配線基板１７の下面に磁石１５Ａと所定の間隔で対向するように配置されている。同様に、ホール素子又はＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子などの磁気検出素子と制御回路が一体に形成された磁気検出部１６Ｂが、配線基板１７の下面に磁石１５Ｂと所定の間隔で対向するように配置されている。さらに、配線基板１７には、抵抗やコンデンサーなどの各種電子部品（図示せず）が実装されている。検出体１３、１４、磁石１５Ａ、１５Ｂ及び磁気検出部１６Ａ、１６Ｂによって回転角度検出部は構成されている。

次に、ケース１８の構成の詳細について図４を用いて説明する。図４は、ケース１８の下方視斜視図である。ケース１８はポリブチレンテレフタレート（以降、ＰＢＴと記載する）等の合成樹脂製である。

ケース１８の略中央に開口部を有し、開口部の周縁には、回転体１１の円筒部１１２Ａ（図２参照）を回転可能に支持する回転支持部１８Ａ（図３Ａ参照）が配置されている。また、回転支持部１８Ａの近傍には検出体１３、１４（図２参照）を回転可能に支持する軸部１８Ｂが配置されている。円筒部１１１Ａ（図３Ａ参照）と検出体１３、１４の円筒部１３Ａ、１４Ａ（図２参照）を囲むように、壁部１８Ｃが形成されている。

回転支持部１８Ａの内周側面には、円周方向に所定の間隔で内方へ突出する曲面状の複数の摺接部１８Ｄが形成されている。摺接部１８Ｄは、回転支持部１８Ａの一部である。また、摺接部１８Ｄは必ずしも設けられる必要はなく、回転支持部１８Ａの内周側面は平坦であっても良い。

本実施の形態では、摺接部１８Ｄは、内方へ突出する各頂点が所定の半径の同一円上に配置されるように、形成されている。

なお、回転支持部１８Ａは、円筒部１１２Ａとの隙間ができるだけ小さくなるように設けられており、回転体１１を回転可能に支持している。

そして、検出体１３の歯車部１３Ｂと、検出体１４の歯車部１４Ｂとが、回転体１１の歯車部１１Ｂに噛合しており、回転体１１の回転に連動して検出体１３および検出体１４が回転するように検出体１３、１４は配置されている。

なお、回転体１１、検出体１３、１４の直径寸法及び歯車の歯数は回転体１１が最も大きく、検出体１４が最も小さい。

また、ケース１８の下面開口はカバー１９（図２参照）に覆われる。そして、ねじ２０によってカバー１９とケース１８とが固定されている。以上の通り、回転角度検出装置３０が構成されている。

そして、回転角度検出装置３０は、例えば車体において車輪を左右方向へ操舵する駆動部（図示せず）の近傍に装着され、かつ、コネクタ部２１から車体の制御部（図示せず）にリード線等によって接続される。

さらに、ステアリングの操作に応じて回転する合成樹脂製のステアリング軸または、車輪の操舵に応じて回転する金属製のピニオン軸などの回転軸２５を、図５の斜視図及び図６の断面図に示すように、回転体１１の円筒部１１１Ａ内に挿通して、回転角度検出装置３０の回転体１１に回転軸２５が連結される。

回転軸２５の先端部には、内筒部２５Ａと被嵌合部２５Ｂとからなる係合窪部２５Ｃが形成されている。内筒部２５Ａの内径は、係合突部１１Ｄの円柱部１１１Ｃ（図３Ａ参照）の外径より少し大きく、被嵌合部２５Ｂは、内筒部２５Ａの一部から外方へ略コ字状に窪み、被嵌合部２５Ｂに嵌合部１１２Ｃ（図３Ａ参照）が挿入される。

なお、被嵌合部２５Ｂの回転方向に対向する両内側面２５１Ｂは回転軸２５の軸心を通る所定の直線に略平行で平面状に形成されている。

そして、回転軸２５を円筒部１１１Ａ内に挿通すると、図６に示すように、回転軸２５の係合窪部２５Ｃに対し、係合突部１１Ｄに装着されている弾性保持部１２Ｃの突状部１２Ｂが被嵌合部２５Ｂの一方の内側面２５１Ｂに弾接する。また、嵌合部１１２Ｃの側面に設けられた曲面状又は球面状の突部１１３Ｃが被嵌合部２５Ｂの他方の内側面２５１Ｂに当接する。このように、被嵌合部２５Ｂに嵌合部１１２Ｃが嵌合し、係合突部１１Ｄ全体が係合窪部２５Ｃ内に係合される。

なお、図７の要部断面図に示すように、係合突部１１Ｄの円柱部１１１Ｃと、係合窪部２５Ｃの内筒部２５Ａとの間隙Ｇ３と、回転軸２５の外周と円筒部１１２Ａの内周との間の間隙Ｇ２は、回転支持部１８Ａの内周と回転体１１の円筒部１１２Ａの外周との間隙Ｇ１より大きく設定されている。また、間隙Ｇ３と間隙Ｇ２は、回転軸２５の回転時に生じる偏心や軸ズレの寸法より大きく設定されている。但し、嵌合部１１２Ｃの側面については、隙間Ｇ３の設定の対象ではない。

したがって、回転軸２５が円筒部１１１Ａ、１１２Ａ内で回転したときに、この回転に偏心や軸ずれが生じた場合に、回転軸２５の被嵌合部２５Ｂの内側面２５１Ｂに弾性保持部１２Ｃが弾接して嵌合部１１２Ｃが被嵌合部２５Ｂに嵌合した状態で、回転方向に保持される。一方、回転体１１との間隙Ｇ２、Ｇ３内で軸心方向と略直交する方向に回転軸２５が振れるが、回転軸２５の内筒部２５Ａが回転体１１の円柱部１１１Ｃに当接することはない。、また、回転軸２５の外周が円筒部１１２Ａの内周に当接することはない。円筒部１１１Ａについても円筒部１１２Ａと同様に、回転軸２５の外周が円筒部１１１Ａの内周に当接することはない。そして、回転体１１は、回転支持部１８Ａの内周と回転体１１の円筒部１１２Ａの外周とによって、回転体１１自体の回転偏心や軸ズレが極力小さくなるように回転規制されている。

また、弾性保持部１２Ｃによる被嵌合部２５Ｂの内側面２５１Ｂとの押圧力は、回転角度検出装置３０内での検出体１３及び検出体１４を駆動させるトルクや回転体１１自体の摩擦力などを含めた回転体１１の回転に要する作動力より大きい力となっている。

したがって、回転軸２５が回転したときに、回転軸２５の被嵌合部２５Ｂに対し嵌合部１１２Ｃの弾性保持部１２Ｃ及び嵌合部１１２Ｃの反対側の側面は、対向する被嵌合部２５Ｂの内側面２５１Ｂに常に接している。よって、回転体１１は回転軸２５の回転に確実に追従して回転する。

上述した通り、回転角度検出装置３０の回転体１１に回転軸２５が連結されて、回転角度検出ユニット３１は構成されている。

つまり、上述した通り、本実施の形態の回転角度検出装置３０は、円筒部１１１Ａ、１１２Ａ、を有し円筒部１１１Ａ、１１２Ａ内に連結される回転軸２５の回転に伴い回転する回転体１１を有する。更に、回転角度検出装置３０は、回転体１１の円筒部１１１Ａの内方に設けられ、回転軸２５が延伸する方向である第１の方向（図３Ａ、図３Ｂ、図５における上下方向）に突出する係合突部１１Ｄと、係合突部１１Ｄに装着され、弾性保持部１２Ｃを有する弾性部材１２と、回転体１１を回転可能に支持する回転支持部１８Ａを有するケース１８と、回転体１１の回転角度を検出する回転角度検出部（検出体１３、１４、磁石１５Ａ、１５Ｂ及び磁気検出部１６Ａ、１６Ｂ）と、を有する。

そして、回転角度検出装置３０は、ケース１８の回転支持部１８Ａと、回転体１１の円筒部１１１Ａ、１１２Ａの外周との間には、所定の間隙Ｇ１が設けられ、係合突部１１Ｄの外周に、第１の方向と垂直である第２の方向へ突出する嵌合部１１２Ｃが形成されている。更に、回転角度検出装置３０は、嵌合部１１２Ｃの回転方向へ弾性保持部１２Ｃが弾性変形可能に、弾性部材１２が係合突部１１Ｄに装着されている。

また、より好ましくは、本実施の形態の回転角度検出装置３０は、弾性部材１２は、係合突部１１Ｄに係止される基部１２Ａと、基部１２Ａの側方に形成される弾性保持部１２Ｃとが一体形成されて構成されている。

［回転角度検出ユニット３１の動作］
次に、以上のように構成される回転角度検出ユニット３１の動作について図６の平面視断面図および図７〜図８Ｂの要部断面図を用いて説明する。

まず、例えば図６や図７に示すように、ステアリングホイールが中立位置の状態から、運転手により右方向へステアリングホイールを回転操作する。すると、この回転操作に応じて車体の車輪が右方向へ操舵されると共に、この操舵角に応じて回転軸２５が回転する。

このとき、被嵌合部２５Ｂに嵌合した回転体１１の嵌合部１１２Ｃによって、回転軸２５の被嵌合部２５Ｂを介して係合突部１１Ｄが回転することにより、回転体１１は回転する。

また、回転体１１の回転に伴って、検出体１３、１４が連動して回転する。すると、磁石１５Ａの磁力線の変化を磁気検出部１６Ａが検出し、磁石１５Ｂの磁力線の変化を磁気検出部１６Ｂが検出する。これらの検出信号から回転体１１の回転角度すなわち回転軸２５の回転角度が検出され、車体の制御部へ回転角度のデータを出力し、様々な車体の制御が行われる。

つまり、検出体１３の歯車の歯数と、検出体１４の歯車の歯数とが異なっているため、二つの磁気検出素子（図示せず）から出力される信号波形は互いに形状が異なり、位相差のある検出信号となる。これら、二つの異なる検出信号と、回転体１１と検出体１３、１４の歯車の歯数から磁気検出部１６Ａ、１６Ｂが所定の演算を行なって回転体１１の回転角度、すなわち回転軸２５の回転角度は検出される。

なお、このとき、例えば図７に示すように、回転軸２５が回転時に矢印Ａ又は矢印Ｂの方向に偏心又は軸ズレが生じたとする。回転軸２５の被嵌合部２５Ｂに回転体１１の嵌合部１１２Ｃが弾性保持部１２Ｃにより嵌合しているため、回転軸２５と回転体１１は回転方向は互いに保持される。一方、回転軸２５は回転体１１との間隙Ｇ２、Ｇ３の範囲内で偏心又は軸ズレするが、回転体１１の回転への影響は少ない。このため、回転軸２５の回転が回転体１１に確実に伝達されると共に、回転体１１は回転支持部１８Ａによってより偏心や軸ズレの少ない状態で回転が支持されるため、回転体１１に連動した検出体１３、１４を介して検出された回転体１１の回転角度は回転軸２５の回転角度に対し誤差が少ない。以上の説明からも明らかなように、本実施の形態の回転角度検出ユニット３１では、精度の高い回転角度の検出が行われる。

また、例えば図８Ａ、図８Ｂの要部断面図に示すように、回転軸２５が矢印Ｃ又はＤ方向に偏心したとしても、矢印Ａ又はＢ方向に偏心した場合と同様に、回転軸２５は回転体１１との間隙の範囲内で矢印Ｃ又はＤ方向に振れるが、回転体１１の回転への影響はほとんどない。よって、回転軸２５の矢印Ｃ又はＤ方向の偏心についても回転軸２５の回転角度の検出誤差が少なく、精度の高い回転角度の検出が行われる。

このように本実施の形態によれば、回転体１１の円筒部１１１Ａ、１１２Ａの内方に回転体１１の軸方向（第１の方向）に突出する係合突部１１Ｄが設けられ、係合突部１１Ｄの外周に半径方向（第２の方向）へ突出する嵌合部１１２Ｃが設けられている。そして、弾性保持部１２Ｃが形成された弾性部材１２を、嵌合部１１２Ｃの回転方向へ弾性保持部１２Ｃが弾性変形可能に係合突部１１Ｄに装着して回転角度検出装置３０が構成されている。また、回転軸２５の先端部に嵌合部１１２Ｃに対応する被嵌合部２５Ｂが形成され、回転体１１の係合突部１１Ｄの外形に対し大なる形状の係合窪部２５Ｃが設けられている。弾性部材１２の弾性保持部１２Ｃが被嵌合部２５Ｂの回転方向の少なくとも一内側面２５１Ｂに弾接し、嵌合部１１２Ｃと被嵌合部２５Ｂが嵌合して、回転軸２５の係合窪部２５Ｃが係合する。このように、回転角度検出装置３０の回転体１１に回転軸２５を連結して回転角度検出ユニット３１が構成される。

上述した本実施の形態の回転角度検出ユニット３１によれば、回転軸２５の回転が被嵌合部２５Ｂおよび嵌合部１１２Ｃを介して、回転体１１に確実に伝わる。この時、回転軸２５は回転された状態が維持されている。

よって、回転軸２５の偏心や回転ズレは、回転体１１の円筒部１１１Ａ内で吸収される。また、回転体１１は、ケース１８の回転支持部１８Ａで規制されており、回転軸２５の偏心や軸ズレの影響を受け難い。よって、本実施の形態によれば、回転軸２５の回転角度の検出精度が高い回転角度検出装置及びそれを用いた回転角度検出ユニットを実現することができる。

また、弾性部材１２は、側面視で略コ字状の基部１２Ａと、基部１２Ａの一側方に弾性保持部１２Ｃとが一体形成されて構成され、基部１２Ａを係合突部１１Ｄに係止させることによって、弾性部材１２が係合突部１１Ｄに容易にかつ確実に装着され、弾性部材１２の係合突部１１Ｄへの装着が安定し回転角度の検出を確実なものにすることができる。

また、本開示の回転角度検出ユニット３１は、別の言い方をすれば、上述した回転角度検出装置３０と、回転角度検出装置３０の回転体１１に連結される回転軸２５と、を有する。そして、この回転角度検出ユニット３１は、回転軸２５の先端部に、被嵌合部２５Ｂを有する係合窪部２５Ｃが設けられ、係合窪部２５Ｃの形状は、回転体１１に形成される係合突部１１Ｄの外形より大きく、弾性部材１２の弾性保持部１２Ｃが、係合窪部２５Ｃの被嵌合部２５Ｂの内側面２５１Ｂに弾接し、嵌合部１１２Ｃと被嵌合部２５Ｂが嵌合し、回転体１１の係合突部１１Ｄに回転軸２５の係合窪部２５Ｃが係合する。

また、より好ましくは、本開示の回転角度検出ユニット３１は、ケース１８の回転支持部１８Ａと回転体１１の円筒部１１２Ａの外周との間隙Ｇ１は、回転軸２５の外周と円筒部１１２Ａの内周との間隙Ｇ２より小さい。更に、この回転角度検出ユニット３１は、ケース１８の回転支持部１８Ａと回転体１１の円筒部１１２Ａの外周との間隙Ｇ１は、回転軸２５の係合窪部２５Ｃと係合突部１１Ｄとの間隙Ｇ３より小さい。例えばＧ２の長さは０．７５ｍｍでＧ３の長さは１．０ｍｍであるのに対し、Ｇ１の長さは０．１ｍｍである。つまり、回転軸２５の外周と円筒部１１２Ａの内周との間隙Ｇ２と比較して、回転支持部１８Ａと回転体１１の円筒部１１２Ａの外周との間隙Ｇ１は、非常に小さい。よって、図７〜図８Ｂにおいては、円筒部１１２Ａが摺接部１８Ｄで回転支持部１８Ａ接しているように開示されているが、実際には回転支持部１８Ａ（摺接部１８Ｄ）と円筒部１１２との間には僅かな隙間がある。

次に、上述した本実施の形態の回転角度検出ユニット３１における弾性部材１２の他の実施の形態について図９Ａ〜図１０を用いて説明する。なお、図１〜図８Ｂを用いて説明した実施の形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図９Ａは、弾性部材２６の上方視の斜視図、図９Ｂは下方視の斜視図、図１０は回転角度検出ユニットの要部断面図である。図９Ａ〜図１０に示すように、弾性部材２６が係合突部２７Ｄに装着されている。そして、弾性部材２６の基部２６Ａの一側方から弾性保持部２６Ｃが折曲している。また、基部２６Ａの他側方の当接部２６Ｄが屈曲している。そして、弾性保持部２６Ｃが被嵌合部２５Ｂの一方の内側面２５１Ｂに弾接し、当接部２６Ｄが被嵌合部２５Ｂの他方の内側面２５１Ｂに当接する構成としても本発明の実施は可能である。

つまり、弾性部材２６は、図９Ａ、図９Ｂに示すように、基部２６Ａの一側方に先端部に突状部２６Ｂが形成される弾性保持部２６Ｃを設けると共に、基部２６Ａの他側方に当接部２６Ｄが折曲形成されている。そして、当接部２６Ｄの先端部には突部２６Ｅが形成されている。

図１０に示すように、回転体２７の係合突部２７Ｄに弾性部材２６が装着されている。そして、嵌合部２７Ｃの一側面に弾性保持部２６Ｃが回転方向に弾性変形可能に配置されていると共に、嵌合部２７Ｃの他側面に当接部２６Ｄが配置されている。そして、回転軸２５の被嵌合部２５Ｂの回転方向の一方の内側面２５１Ｂに弾性保持部２６Ｃが弾接され、他方の内側面２５１Ｂに当接部２６Ｄが当接されている。

回転軸２５が金属製の場合には、弾性金属板製の弾性部材２６が被嵌合部２５Ｂの内側面２５１Ｂに弾接又は当接している。よって回転体２７が回転した時、弾性部材２６と被嵌合部２５Ｂは金属同士での接触となるため、これらの接触箇所に摩耗等が生じ難く、被嵌合部２５Ｂと嵌合部２７Ｃとの嵌合は安定する。

なお、図１〜８Ｂを参照しながら説明した実施の形態では、弾性部材１２の一側方に弾性保持部１２Ｃが設けられているが、弾性部材１２の両側方に弾性保持部１２Ｃが設けられても良い。２つの弾性保持部１２Ｃのうち１つが、被嵌合部２５Ｂの一方の内側面２５１Ｂに弾接し、別の１つが被嵌合部２５Ｂの他方の内側面２５１Ｂに弾接してもよい。

なお、上述した実施の形態では、弾性部材１２（または２６）が係合突部１１Ｄ（または２７Ｄ）に係止固定され、装着された例で説明したが、弾性保持部１２（または２６）が嵌合部１１２Ｃ（または２７Ｃ）の側方に延出し、回転方向に弾性変形可能に配置されるように、弾性部材１２（または２６）が係合突部１１Ｄ（または２７Ｄ）にインサート成形や接着又は溶着などされてもよい。

なお、弾性部材１２（または２６）は、ピアノ線やステンレス鋼線又は硬鋼線などのばね用鋼線材などによって形成されてもよい。

また、例えば、嵌合部１１２Ｃの両側面を除く、係合突部１１Ｄと係合窪部２５Ｃとの間隙Ｇ３と、回転軸２５の外周と円筒部１１１Ａ、１１２Ａの内周との間の間隙Ｇ２のそれぞれが、回転支持部１８Ａの内周と回転体１１の円筒部１１２Ａの外周との間隙Ｇ１より大きく設定される。この構成により、回転軸２５の回転時の偏心や軸ズレが回転体１１内のみで生じ、回転体１１は回転支持部１８Ａによって回転規制されるため、回転体１１の回転偏心や軸ズレが小さくなる。

また、上述した実施の形態では、回転軸２５の内筒部２５Ａの外方に略コ字状に窪んだ一つの被嵌合部２５Ｂからなる係合窪部２５Ｃが形成された例を用いて説明したが、内筒部２５Ａの外方に略コ字状に窪んだ複数の被嵌合部２５Ｂを軸心から放射状に同一半径上に配置してもよい。

この構成により、回転体１１（または２７）の係合突部１１Ｄ（または２７Ｄ）を回転軸２５の係合窪部２５Ｃに連結する際に、一つの嵌合部１１２Ｃ（または２７Ｃ）を複数の被嵌合部２５Ｂの内の一つに嵌合させて連結できる。よってこの構成では、回転軸２５の回転角度検出装置３０への組み込みが、より容易となる。

なお、上述した実施の形態では、回転支持部１８Ａがケース１８に設けられた例を用いて説明したが、カバー１９に回転支持部が設けられ、この回転支持部が、回転体１１の円筒部１１１Ａを回転支持してもよい。

また、上述した実施の形態では、回転体１１の歯車に検出体１３および検出体１４が噛合されて、回転体１１に連動する検出体１３および検出体１４の回転から回転体１１の回転角度が検出されている。しかしながら、回転体１１に検出体１３が噛合されると共に、検出体１３に検出体１４が噛合されて、回転体１１の回転に連動する検出体１３および検出体１４の回転から回転体１１の回転角度が検出されてもよい。

以上の通り本開示によれば、弾性部材１２の弾性保持部１２Ｃが回転軸２５の被嵌合部２５Ｂに弾接して回転体の嵌合部１１２Ｃが回転軸２５の被嵌合部２５Ｂに嵌合する。この構成により、回転軸２５の回転が回転方向を保持される被嵌合部２５Ｂと嵌合部１１２Ｃを介して回転体１１に確実に伝わる。よって、回転軸２５の偏心や回転ズレは回転体１１の円筒部１１１Ａ内で吸収されると共に、回転体１１はケース１８の回転支持部１８Ａで規制されて回転する。よって、回転軸２５の偏心や軸ズレの影響を受け難い。

よって、簡易な構成で、回転体１１に連結される回転軸２５の回転角度検出の精度が高い回転角度検出装置及びこれを用いた回転角度検出ユニットを得ることができる。なお、実施の形態の変形例についても、同様の効果が得られる。

本開示による回転角度検出装置及びこれを用いた回転角度検出ユニットは、回転体に連結される回転軸の回転角度の検出精度が高いものにすることができ、自動車内の回転軸の回転角度検出用として有用である。

１１，２７ 回転体
１１Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂ 歯車部
１１Ｄ，２７Ｄ 係合突部
１１Ｅ 位置決め突起
１１Ｆ 通孔
１１Ｇ 係止溝
１２，２６ 弾性部材
１２Ａ，２６Ａ 基部
１２Ｂ，２６Ｂ 突状部
１２Ｃ，２６Ｃ 弾性保持部
１２Ｄ 位置決め孔
１２Ｅ 基部面
１２Ｆ 係止孔部
１３ 検出体
１３Ａ，１４Ａ 円筒部
１４ 検出体
１５Ａ，１５Ｂ 磁石
１６Ａ，１６Ｂ 磁気検出部
１７ 配線基板
１８ ケース
１８Ａ 回転支持部
１８Ｂ 軸部
１８Ｃ 壁部
１８Ｄ 摺接部
１９ カバー
２０ ねじ
２１ コネクタ部
２５ 回転軸
２５Ａ 内筒部
２５Ｂ 被嵌合部
２５Ｃ 係合窪部
２６Ｄ 当接部
２６Ｅ 突部
２７Ｃ，１１２Ｃ 嵌合部
３０ 回転角度検出装置
３１ 回転角度検出ユニット
１１１Ａ 円筒部
１１１Ｃ 円柱部
１１２Ａ 円筒部
１１３Ｃ 突部
２５１Ｂ 内側面

Claims (4)

1. 円筒部を有し、前記円筒部内に連結される回転軸の回転に伴い回転する回転体と、
   前記回転体の前記円筒部の内方に設けられ、前記回転軸が延伸する方向である第１の方向に突出する係合突部と、
   前記係合突部に装着され、弾性保持部を有する弾性部材と、
   前記回転体を回転可能に支持する回転支持部を有するケースと、
   前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出部と、
   を備え、
   前記ケースの前記回転支持部と、前記回転体の前記円筒部の外周との間には、所定の間隙が設けられ、
   前記係合突部の外周に、前記第１の方向と垂直である第２の方向へ突出する嵌合部が形成され、
   前記嵌合部の回転方向へ前記弾性保持部が弾性変形可能に、前記弾性部材が前記係合突部に装着されている回転角度検出装置。
2. 前記弾性部材は、前記係合突部に係止される基部と、前記基部の側方に形成される前記弾性保持部とが一体形成されて構成されている請求項１記載の回転角度検出装置。
3. 請求項１記載の回転角度検出装置と、
   前記回転角度検出装置の前記回転体に連結される前記回転軸と、
   を備え、
   前記回転軸の先端部に、被嵌合部を有する係合窪部が設けられ、
   前記係合窪部の形状は、前記回転体に形成される前記係合突部の外形より大きく、
   前記弾性部材の前記弾性保持部が、前記係合窪部の前記被嵌合部の内側面に弾接し、
   前記嵌合部と前記被嵌合部が嵌合し、
   前記回転体の前記係合突部に前記回転軸の前記係合窪部が係合する回転角度検出ユニット。
4. 前記ケースの前記回転支持部と前記回転体の前記円筒部の外周との間隙は、前記回転軸の外周と前記円筒部の内周との間隙より小さく、
   かつ、
   前記ケースの前記回転支持部と前記回転体の前記円筒部の外周との間隙は、前記回転軸の前記係合窪部と前記係合突部との間隙より小さい、請求項３記載の回転角度検出ユニット。

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