KR100539620B1

KR100539620B1 - 회전검출장치 및 이것을 구비한 자동차

Info

Publication number: KR100539620B1
Application number: KR10-2004-0060076A
Authority: KR
Inventors: 사노다다시
Original assignee: 알프스 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2005-12-28
Also published as: CN1579860A; EP1503172B1; US20050022617A1; US7145130B2; CN100441464C; JP4203371B2; KR20050014740A; EP1503172A2; EP1503172A3; JP2005049166A

Abstract

본 발명은 저렴하고 또한 소형으로 제조할 수 있으며, 정숙성이 뛰어난 회전검출장치와 상기 회전검출장치를 구비한 자동차를 제공하는 것이다.

회전검출장치에, 회전체(스티어링 샤프트)의 회전중심과 동심으로 배치된 회전하지 않는 안쪽 기어(2b)와, 상기 안쪽 기어(2b)와 맞물려, 회전체의 회전에 따라 안쪽 기어(2b)의 안 둘레에서 자전 및 공전하는 유성기어(4)와, 회전체의 회전중심과 동심으로 배치되어, 유성기어(4)의 자전에 의하여 회전하는 회전전달부(6)와, 상기 회전전달부(6)에 설치된 스케일판(7)과, 상기 스케일판(7)과 대향하게 배치되어, 회전체의 1회전 이상의 회전량을 검출하는 회전량 검출부(11)를 구비한다.

Description

회전검출장치 및 이것을 구비한 자동차{ROTARY DETECTION APPARATUS AND VEHICLE PROVIDED WITH THE SAME}

본 발명은 회전검출장치 및 이것을 구비한 자동차에 관한 것으로, 특히 회전체의 1회전 이상의 회전량을 검출하는 데 적합한 회전검출장치와, 이것을 스티어링 휠의 조타각센서로서 구비한 자동차에 관한 것이다.

종래부터 자동차의 스티어링 샤프트와 차체 사이에 회전검출장치를 구비하고, 회전검출장치에 의하여 검출된 스티어링 휠의 조타각도, 조타속도 및 조타방향등에 의거하여 서스펜션의 감쇠력 제어나 오토매틱 트랜스미션의 시프트 포지션제어 그것에 4륜 조타차에 있어서의 후륜의 조타제어 등을 행하는 기술이 알려져 있다.

스티어링 휠(스티어링 샤프트)은 중립위치로부터 오른쪽방향 및 왼쪽방향으로 각각 1회전 이상 회전하도록 구성되어 있기 때문에, 그 조타각도의 검출에는 1회전 이상의 회전량의 검출을 행하는 절대형(absolute) 인코더와, 1회전 이내의 회전각의 검출을 행하는 증분형(incremental) 또는 절대형 인코더의 조합으로 이루어지는 회전검출장치가 사용된다.

이 종류의 회전검출장치로서는, 종래부터 (1) 증분형 인코더의 일부를 구성하는 코드판과 일체적으로 회전하는 로터부재와, 이 로터부재를 회전 가능하게 유지하는 스테이터부재와, 이 스테이터부재에 축 지지된 중계기어와, 로터부재의 회전중심과 동심형상으로 배치된 절대형 인코더의 일부를 구성하는 회동부재와, 이 회동부재의 회전량을 검출하는 회전량 검출소자를 구비하고, 중계기어를 로터부재의 둘레면에 설치된 걸어맞춤 돌기와 간헐적으로 맞물리게 함과 동시에 회동부재에 설치된 종동기어에 항상 맞물리게 하여, 로터부재의 1회전 중에 중계기어가 걸어맞춤 돌기와 맞물리는 기간만 회전부재를 회동시켜, 회동부재의 회전각도의 변화를 검출소자로 검출하는 것(예를 들면, 특허문헌 1 참조), (2) 절대형 인코더와 증분형 인코더를 가지고, 절대형 인코더가 저항패턴을 가지는 기판과, 저항패턴에 미끄럼 접촉하는 브러시를 가지는 감속회전체와, 스티어링 휠의 회전을 감속회전체에 전달하는 복수의 기어의 조합으로 이루어지는 기어기구로 이루어지는 것(예를 들면, 특허문헌 2 참조), 그것에 절대형 인코더로서, 스티어링 휠의 회전운동을 종동체의 직선운동으로 변환하고, 종동체의 직선운동량으로부터 스티어링 휠의 회전량을 검출하도록 한 것 등이 알려져 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개평10-227631호 공보(도 5 내지 도 8)

상기한 종래의 회전검출장치는 모두 회전체의 회전각 검출에 관해서는 문제를 가지지 않는다.

그러나 상기한 종래의 회전검출장치 중 특허문헌 1에 기재된 것은, 중계기어를 로터부재의 둘레면에 설치된 걸어맞춤 돌출부와 간헐적으로 맞물리게 하기 때문에, 중계기어가 걸어맞춤 돌출부와 맞물릴 때마다 충격음을 발생하기 쉬워, 정숙성이 부족하다는 단점이 있다.

또 특허문헌 1의 종래기술에 기재된 것은, 기어기구의 감속비를 크게 하기 위해서는 3 이상의 기어의 조합으로 이루어지는 다단의 기어기구가 필요하게 되기때문에, 기어의 백래시 등에 의하여 히스테리시스(hysteresis)가 발생하여, 검출정밀도에 영향을 줌과 동시에, 기어기구의 설치에 큰 공간을 필요로 하기 때문에, 회전검출장치가 대형화된다는 단점이 있다.

또한 스티어링 휠의 회전운동을 종동체의 직선운동으로 변환하는 것도, 기어·리드 스크류기구 등의 운동변환기구를 스티어링 휠의 둘레방향에 배치하지 않으면 안되기 때문에, 부품수가 많아져 회전검출장치가 고비용이 됨과 동시에, 운동변환기구의 설치에 큰 공간을 필요로 하기 때문에, 회전검출장치가 대형화된다는 단점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 불비를 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 그 과제로 하는 것은 저렴하고 또한 소형으로 제조할 수 있으며, 정숙성이 뛰어난 회전검출장치와 그 회전검출장치를 구비한 자동차를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여, 회전검출장치를 회전체의 회전중심과 동심으로 배치된 회전하지 않는 안쪽 기어와, 상기 안쪽 기어와 맞물려져, 상기 회전체의 회전에 따라 상기 안쪽 기어의 안 둘레에서 자전 및 공전하는 유성기어와, 상기 회전체의 회전중심과 동심으로 배치되어, 상기 유성기어의 자전에 의하여 회전하는 회전전달부와, 상기 회전전달부에 설치된 출력매체부와, 상기 출력매체부와 대향하게 배치되어, 상기 회전체의 1회전 이상의 회전량을 검출하는 회전량 검출부를 구비한다는 구성으로 하였다.

이와 같이 안쪽 기어와 유성기어의 조합으로 회전전달부의 감속기구를 구성하면, 안쪽 기어와 유성기어가 항상 맞물려져 있기 때문에, 회전체의 회전동작에 따르는 충격음이 발생하지 않아, 회전검출장치의 정숙성을 높일 수 있다. 또 안쪽 기어와 유성기어의 조합으로 이루어지는 감속기구는 1단으로 큰 감속비를 얻을 수 있기 때문에, 부품수를 적게 할 수 있어 회전검출장치의 저비용화와 소형화를 도모할 수 있다.

또 본 발명은 상기 구성의 회전검출장치에 있어서, 상기 출력매체부가 광학적 매체, 자기기록매체 또는 저항체 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 회전량 검출부가 상기 출력매체부의 종류에 따라 수발광소자, 자기검출소자 또는 집전브러시 중 어느 하나로 이루어진다는 구성으로 하였다.

이와 같이 출력매체부와 회전량 검출부의 조합은 광학적 매체와 수발광소자의 조합으로 할 수도 있고, 자기기록매체와 자기검출소자의 조합으로 할 수도 있으며, 저항체와 집전브러시의 조합으로 할 수도 있다. 이들은 모두 절대형 인코더를 구성하는 출력매체부와 회전량 검출부의 조합으로서 종래부터 알려져 있는 것이고, 이와 같은 구성을 채용함으로써, 종래품과 동일한 정도의 정밀도로 회전체의 회전량을 검출할 수 있다.

또 본 발명은 상기 구성의 회전검출장치에 있어서, 상기 출력매체부를, 상기 회전체의 회전중심을 중심으로 하는 스파이럴형상 또는 상기 회전체의 회전중심으로부터 편심된 점을 중심으로 하는 원호형상으로 형성한다는 구성으로 하였다.

이와 같이 출력매체부를 회전체의 회전중심을 중심으로 하는 스파이럴형상 또는 회전체의 회전중심으로부터 편심된 점을 중심으로 하는 원호형상으로 하면, 회전체의 회전량을 연속적으로 검출할 수 있기 때문에, 회전검출장치의 회전각 검출 정밀도를 높일 수 있다.

또 본 발명은 상기 구성의 회전검출장치에 있어서, 상기 출력매체부를, 상기 회전체의 회전중심으로부터의 지름방향의 거리가 다른 복수의 스케일의 조합으로 형성한다는 구성으로 하였다.

이와 같이 출력매체부를 회전체의 회전중심으로부터의 지름방향의 거리가 다른 복수의 스케일의 조합으로 형성하면, 회전체의 회전량을 상기 각 스케일의 설정위치에서 규제되는 소정의 회전량마다 간헐적으로 검출할 수 있기 때문에, 이것에 의해서도 회전체의 1회전 이상의 회전량을 검출할 수 있다.

또 본 발명은 상기 구성의 회전검출장치에 있어서, 상기 유성기어와 상기 회전전달부와의 대향면에 서로 헐겁게 끼워 맞추는 복수 세트의 돌기와 상기 돌기의 헐겁게 끼움부를 형성하고, 상기 돌기를 상기 헐겁게 끼움부 내에 헐겁게 끼워 상기 유성기어의 자전을 상기 회전전달부에 전달한다는 구성으로 하였다.

이와 같이 유성기어와 회전전달부의 연결을 이들 양쪽 부재의 대향면에 형성된 복수 세트의 돌기와 헐겁게 끼움부를 이용하여 행하면, 돌기를 헐겁게 끼움부 내에 헐겁게 끼우는 것만으로 이들 양쪽 부재의 연결을 완료할 수 있기 때문에, 다른 동력전달기구를 거치는 경우에 비하여 유성기어와 회전전달부의 연결을 용이화할 수 있고, 회전검출장치의 조립성을 양호하게 할 수 있으며, 회전검출장치의 저비용화를 도모할 수 있다.

또 본 발명은 상기 구성의 회전검출장치에 있어서, 상기 회전체에 동심으로 설치된 코드 휠과, 상기 코드 휠에 형성된 코드 패턴과 대향하게 배치되어, 상기 회전체의 회전각을 검출하는 회전각 검출소자를 구비하는 구성으로 하였다.

이와 같이 회전전달부와 회전량 검출부의 조합으로 이루어지는 절대형인코더를 가지는 회전검출장치에, 코드 휠과 회전각 검출소자의 조합으로 이루어지는 증분형 인코더를 일체로 조립하면, 회전체의 1회전 이상의 회전량을 검출 가능하고, 또한 회전체의 1회전 이내의 회전각을 고정밀도로 검출 가능한 회전검출장치로 할 수 있기 때문에, 예를 들면 스티어링 휠 등의 다회전체의 회전각 검출에 적용할 수 있다.

또 본 발명은 자동차를, 스티어링 샤프트와 동심으로 배치되어 차체에 고정된 안쪽 기어와, 상기 안쪽 기어와 맞물려져, 상기 스티어링 샤프트의 회전에 따라 상기 안쪽 기어의 안 둘레에서 자전 및 공전하는 유성기어와, 상기 스티어링 샤프트와 동심으로 배치되고, 상기 유성기어의 자전에 의하여 회전하는 회전전달부와, 상기 회전전달부에 설치된 출력매체부와, 상기 출력매체부와 대향하게 배치되어, 상기 스티어링 샤프트의 1회전 이상의 회전량을 검출하는 회전량 검출부를 구비한다는 구성으로 하였다.

이와 같이 안쪽 기어와 유성기어의 조합으로 회전전달부의 감속기구를 구성하면, 안쪽 기어와 유성기어가 항상 맞물려져 있기 때문에, 스티어링 샤프트의 회전동작에 따르는 충격음이 발생하지 않아, 차실 내의 정숙성을 높일 수 있다. 또 안쪽 기어와 유성기어의 조합으로 이루어지는 감속기구는 1단으로 큰 감속비를 얻을 수 있기 때문에, 부품수를 적게 할 수 있어 자동차의 저비용화와 스티어링 주변의 설계의 용이화를 도모할 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 회전검출장치의 실시형태를 도 1 내지 도 5에 의거하여 설명한다. 도 1은 실시형태예에 관한 회전검출장치의 분해사시도, 도 2는 실시형태예에 관한 회전검출장치에 구비된 안쪽 기어와 유성기어와 회전전달부의 결합상태를 나타내는 내면도, 도 3은 실시형태예에 관한 회전검출장치에 구비된 회전전달부와 코드판과 회전량 검출부와 회전각 검출소자와의 배열을 나타내는 설명도, 도 4는 실시형태예에 관한 회전검출장치의 주요부 단면도, 도 5는 다른 실시형태예에 관한 회전검출장치에 구비된 회전전달부와 코드판과 회전량 검출부와 회전각 검출소자와의 배열을 나타내는 설명도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 예의 회전검출장치는 케이스(1)와, 상기 케이스(1)의 개구부에 고정되는 커버(2)와, 이들 케이스(1)와 커버(2)를 조합시킴으로써 구성되는 공간 내에 회전 가능하게 수납되는 코드 휠(3)과, 상기 코드 휠(3)에 설치되는 유성기어(4)와, 상기 유성기어(4)를 커버(2)의 내면에 유지하는 홀더(5)와, 유성기어(4)에 걸어맞춰지고, 유성기어(4)의 자전에 의하여 회전 구동되는 회전전달부(6)와, 상기 회전전달부(6)에 설치되는 출력매체부로서의 스케일판(7)과, 케이스(1)의 내면에 설정되는 회로기판(8)과, 상기 회로기판(8)에 설치되는 검출소자 받이부(9)와, 상기 검출소자 받이부(9) 내에 소정의 배열로 수납되어, 단자부가 회로기판(8)에 형성된 단자부와 전기적으로 접속된 복수(본 예의 경우에는, 9개)의 포토인터럽터(10)(회전각 검출소자) 및 1대의 발광 다이오드(11a)와 수광소자(11b)의 조합으로 이루어지는 회전량 검출부(11)와, 검출소자 받이부(9)의 개구부에 고정되어, 검출소자 받이부(9)로부터의 발광 다이오드(11a)의 탈락을 방지하는 스토퍼(12)와, 한쪽 끝이 회로기판(8)에 접속되고, 다른쪽 끝이 케이스(1)로부터 외부로 돌출된 커넥터(13)로 주로 구성되어 있다.

케이스(1)는 중앙개구(1a)를 가지는 바닥판(1b)과, 바닥판(1b)의 안 둘레 가장자리로부터 기립된 링형상의 내벽(1c)과, 바닥판(1b)의 바깥 둘레 가장자리로부터 기립된 프레임형상의 외벽(1d)으로 이루어지고, 바닥판(1b)에는 커넥터 삽입구멍(1e)이 뚫려 있다.

커버(2)는 중앙개구(2a)를 가지는 판형상으로 형성어 있고, 그 내면〔케이스(1)와 대향하는 면〕에는 유성기어(4)가 맞물려지는 안쪽 기어(2b)가 중앙개구(2a)와 동심으로 형성되어 있다. 또 이 커버(2)의 외면에는, 예를 들면 자동차의 차체등에 고정하기 위한 연결부(2c)가 돌출 설치되어 있다.

이들 케이스(1) 및 커버(2)는 로터리 인코더의 스테이터부를 구성하고 있고, 연결부(2c)를 거쳐 예를 들면 자동차의 차체 등에 고정된다.

코드 휠(3)은 중앙개구(3a)를 가지는 로터(3b)와, 상기 로터(3b)에 고정된 코드판(3c)으로 이루어지고, 로터(3b)의 회전중심〔중앙개구(3a)의 축심〕과 코드판(3c)의 회전중심은 스티어링 샤프트 등의 회전체의 회전중심에 합치되어 있다. 로터(3b)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유성기어(4)를 설정하기 위한 편심축(3d)과 회전전달부(6)를 설정하기 위한 로터(3b)의 회전중심과 동심의 설치축(3e)이 형성되고, 또 코드판(3c)의 바깥 둘레부에는 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 소요수의 신호검출용 차광돌기(3f)가 소요의 배열로 돌출 설치되어 있다. 이 코드 휠(3)은 중앙개구(3a)에 관통된 스티어링 샤프트 등의 회전체에 고정되어, 상기 회전체와 함께 회전한다.

유성기어(4)는 중앙개구(4a) 및 회전전달부(6)의 걸어맞춤 돌기부(6d)를 헐겁게 끼우는 헐겁게 끼움부(관통구멍)(4b)를 가지는 링형상으로 형성되어 있고, 그 톱니수는 안쪽 기어(2b)의 톱니수 및 코드 휠(3)에 대한 회전전달부(6)의 감속비를 고려하여 설정된다. 예를 들면, 안쪽 기어(2b)의 톱니수를 31 이라 하고, 유성기어(4)의 톱니수를 30 이라 하면, 코드 휠(3)에 대한 회전전달부(6)의 감속비를 1/30로 할 수 있다. 이 유성기어(4)는 코드 휠(3)의 로터(3b)에 형성된 편심축(3d)에 설치되고, 안쪽 기어(2b)와 맞물리게 된다.

홀더(5)는 케이스(2)로부터의 유성기어(4)의 탈락을 방지하기 위한 것으로, 내경이 유성기어(4)의 외형보다 작은 지름 또한 유성기어(4)의 헐겁게 끼움부(4b)를 차폐하지 않는 지름의 링형상으로 형성되어, 케이스(2)에 고정된다.

회전전달부(6)는, 중앙개구(6a)를 가지는 돌기설정부(6b)와, 상기 돌기설정부(6b)의 바깥 둘레로부터 바깥방향으로 돌출된 스케일판 설정부(6c)로 구성되어 있고, 돌기설정부(6b)에는, 도 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 유성기어(4)에 뚫어 설치된 헐겁게 끼움부(4b) 내에 헐겁게 끼워지는 걸어맞춤 돌기부(6d)가 돌출 설치되어 있다. 또 스케일판 설정부(6c)에는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 스케일판(7)을 매설하기 위한 오목부(6e)가 형성되고, 상기 오목부(6e) 내에는 이것보다도 작은 면적의 관통구멍(6f)이 뚫려 있다. 이 회전전달부(6)는 코드 휠(3)의 로터(3b)에 형성된 설치축(3e)에 회전 자유롭게 설치되고, 걸어맞춤 돌기부(6d)를 유성기어(4)에 뚫어 설치된 헐겁게 끼움부(4b) 내에 헐겁게 끼움으로써, 유성기어(4)와 일체로 조합된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 조립상태에 있어서 헐겁게 끼움부(4b)의 안 둘레면과 걸어맞춤 돌기부(6d)의 바깥 둘레면은 항상 밀착상태로 유지되어 있고, 이에 의하여 유성기어(4)의 자전이 느슨해지지 않고 회전전달부(6)에 전달된다.

스케일판(7)은 불투명한 원호형의 판재로 형성되어 있고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 표리를 관통하는 원호형의 슬릿(7a)이 형성되어 있다. 이 슬릿(7a)은 회전전달부(6)의 회전중심(회전체의 회전중심)(G1)을 중심으로 하는 스파이럴형상으로 형성할 수도 있고, 회전전달부(6)의 회전중심(G1)으로부터 편심된 점(G2)을 중심으로 하는 원호형상으로 형성할 수도 있다. 또 이 슬릿(7a)의 중심점으로부터의 개방 설치각도(α)는, 회전체의 가동범위 및 커버(2)에 형성된 안쪽 기어(2b)와 유성기어(4)에 의하여 구성되는 감속기구의 감속비를 고려하여, 회전체의 가동범위 내에 있어서 회전량 검출부(11)가 슬릿(7a)을 검출 가능한 범위로 설정된다. 예를 들면, 회전체의 가동범위가 중립위치를 중심으로 하여 ±900도이고, 감속기구의 감속비가 1/30인 경우, 슬릿(7a)의 중심점으로부터의 개방 설치각도(α)는 중립위치를 중심으로 하여 ±30도 이상의 범위로 설정된다.

회로기판(8)은 케이스(1) 내에 수납 가능한 형상으로 형성되어 있고, 케이스(1)에 형성된 링형상의 내벽(1c)과 대응하는 부분에는, 상기 내벽(1c)의 외형보다도 큰 지름의 중앙개구(8a)가 뚫려 있다. 이 회로기판(8)의 표면에는, 포토인터럽터(10), 회전량 검출부(11) 및 커넥터(13)의 접속부를 포함하는 소요의 회로패턴이 형성되어 있다.

검출소자 받이부(9)는 포토인터럽터(10) 및 회전량 검출부(11)를 소정의 배열로 배치함으로써, 각 포토인터럽터(10)를 개별로 수납하기 위한 작은 구획(9a)과 회전량 검출부(11)를 구성하는 발광 다이오드(11a) 및 수광소자(11b)를 개별로 수납하기 위한 작은 구획(9b)을 가지고 있으며, 회로기판(8) 상에 고정된다.

포토인터럽터(회전각 검출소자)(10)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 발광소자와 수광소자를 대향하여 배치한 것으로, 발광소자와 수광소자의 설정간격은 코드판(3c)의 바깥 둘레부에 돌출 설치된 차광돌기(3f)를 삽입 가능한 크기로 형성된다. 각 포토인터럽터(10)는 도 3 및 도 4로부터 분명한 바와 같이, 차광돌기(3f)의 회전궤적을 따라 배치된다.

회전량 검출부(11)는 1쌍의 발광 다이오드(11a)와 수광소자(11b)의 조합으로 이루어지고, 검출소자 받이부(9)에 형성된 작은 구획(9b) 내에 대향하게 배치된다. 발광 다이오드(11a)와 수광소자(11b)의 설정간격은, 도 4에 나타내는 바와 같이 회전전달부(6) 및 스케일판(7)을 삽입 가능한 크기로 형성된다. 또 이 회전량 검출부(11)는 도 4에 나타내는 바와 같이 스케일판(7)에 개방 설치된 슬릿(7a)의 이동경로 상에 설정된다.

스토퍼(12)는 검출소자 받이부(9)로부터의 발광 다이오드(11a)의 탈락을 방지하는 것으로, 검출소자 받이부(9)에 형성된 작은 구획(9b)의 개구부에 고정된다.

커넥터(13)는 실시형태예에 관한 회전검출장치와 도시 생략한 제어장치를 전기적으로 접속하는 것으로, 한쪽 끝이 회로기판(8)에 접속되고, 선단이 케이스(1)에 뚫어 설치한 커넥터 삽입구멍(1e)을 통하여 외부로 돌출되어 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 회전검출장치의 동작에 대하여 설명한다.

상기 각 중앙개구(1a, 2a, 3a, 4a, 6a)를 관통하여 코드 휠(3)의 로터(3b)에 고정된 스티어링 샤프트 등의 회전체가 회전하면, 상기 회전체의 회정중심을 중심으로 하여 코드판(3c)이 회전하고, 포토인터럽터(10)를 횡단하는 차광돌기(3f)의 조합에 의하여 각 포토인터럽터(10)의 수광소자의 수광상태가 변화된다. 도시 생략한 제어장치는 이 포토인터럽터(10)의 수광상태의 변화로부터 회전체의 1회전 이내의 회전각을 구한다.

또 코드판(3c)의 회전에 따라 유성기어(4)가 회전체의 회전중심의 둘레를 공전함과 동시에, 커버(2)에 형성된 안쪽 기어(2b)와 맞물림에 의하여 자전한다. 이 자전이 유성기어(4)에 연결된 회전전달부(6)에 전달되고, 스케일판(7)이 회전체의 회전중심을 중심으로 하여 회전하기 때문에, 회전량 검출부(11)의 설정위치에 대한 슬릿(7a)의 개구위치가 변화되고, 회전량 검출부(11)를 구성하는 수광소자(11b)의 수광상태가 변화된다. 도시 생략한 제어장치는 이 수광소자(11b)의 수광상태의 변화로부터 회전체의 절대회전각을 구한다.

본 예의 회전검출장치는 항상 맞물리는 안쪽 기어(2b)와 유성기어(4)의 조합을 가지고 회전전달부(6)의 감속기구를 구성하였기 때문에, 회전체의 회전동작에 따르는 충격음이 발생하지 않아, 회전검출장치의 정숙성을 높일 수 있다. 또 안쪽 기어(2b)와 유성기어(4)의 조합으로 이루어지는 감속기구는 1단으로 큰 감속비를 얻을 수 있기 때문에, 부품수를 적게 할 수 있어, 회전검출장치의 저비용화와 소형화를 도모할 수 있다.

또 본 예의 회전검출장치는 출력매체부로서 슬릿(7a)을 가지는 스케일판(7)을 구비하고, 상기 스케일판(7)과 슬릿(7a)의 위치변화를 검출하는 광학식 회전량 검출부(11)로 절대형 인코더를 구성하였기 때문에, 종래품과 동일한 정도의 정밀도로 회전체의 회전량을 검출할 수 있다.

또한 상기 실시형태예에 있어서는, 출력매체부로서 슬릿(7a)이 개방 설치된 스케일판(7)을 사용하였으나, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것은 아니고, 코드판(3c)과 마찬가지로 복수개의 차광돌기를 스케일판(7)에 돌출 설치한다는 구성으로 할 수도 있다. 또 이와 같은 광학적 매체 대신에, 소요의 자기패턴이 형성된 자기기록매체 또는 소요의 저항체 패턴이 형성된 저항체를 출력매체부로서 사용할 수도 있다. 물론 출력매체부로서 자기기록매체를 사용하는 경우에는 회전량 검출부(11)로서 자기검출소자가 구비되고, 출력 매체부로서 저항체를 사용하는 경우에는 회전량 검출부(11)로서 집전브러시가 구비된다. 이와 같은 구성에 있어서도, 실시형태예에 관한 회전검출장치와 동일한 효과가 얻어진다.

또 본 예의 회전검출장치는 출력매체부인 스케일판(7)에 회전전달부(6)의 회전중심(G1)을 중심으로 하는 스파이럴형상 또는 회전전달부(6)의 회전중심(G1)으로부터 편심된 점(G2)을 중심으로 하는 원호형상의 슬릿(7a)을 형성하였기 때문에, 회전체의 회전량을 연속적으로 검출할 수 있어, 회전검출장치의 회전각 검출 정밀도를 높일 수 있다.

또한 상기 실시형태예에 있어서는, 슬릿(7a)을 연속하는 스파이럴형상 또는 원호형상으로 형성하였으나, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것은 아니고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 회전체의 회전중심(G1)으로부터의 지름방향의 거리가 다른 복수의 슬릿(7a1 내지 7an)의 조합으로 구성할 수도 있다. 이와 같이 하면, 회전체의 회전량을 각 슬릿(7a1 내지 7an)을 검출함으로써 간헐적으로 검출할 수 있으므로, 회전체의 1회전 이상의 회전량을 검출할 수 있다.

또 본 예의 회전검출장치는 유성기어(4)에 관통구멍으로 이루어지는 헐겁게 끼움부(4b)를 뚫어 설치함과 동시에, 회전전달부(6)의 이것과 대향하는 위치에 헐겁게 끼움부(4b) 내에 헐겁게 끼움 가능한 걸어맞춤 돌기부(6d)를 형성하고, 걸어맞춤 돌기부(6d)를 헐겁게 끼움부(4b) 내에 헐겁게 끼움으로써 유성기어(4)의 자전을 회전전달부(6)에 전달하도록 하였기 때문에, 걸어맞춤 돌기부(6d)를 헐겁게 끼움부(4b) 내에 헐겁게 끼우는 것만으로 이들 양 부재(4, 6)의 연결을 완료할 수 있고, 다른 동력전달기구를 거치는 경우에 비하여 회전검출장치의 조립성을 양호한 것으로 할 수 있어, 회전검출장치의 저비용화를 도모할 수 있다.

또한 상기 실시형태예에 있어서는, 유성기어(4)에 헐겁게 끼움부(4b)를 뚫어 설치하고, 회전전달부(6)에 걸어맞춤 돌기부(6d)를 형성하였으나, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것은 아니고, 유성기어(4)에 걸어맞춤 돌기부를 형성하고, 회전전달부(6)에 헐겁게 끼움부를 뚫어 설치할 수 있다. 또 유성기어(4)와 회전전달부(6)의 양쪽에 서로 헐겁게 끼워맞추는 걸어맞춤 돌기부와 헐겁게 끼움부를 교대로 나열하도록 형성할 수도 있다. 또한 상기 실시형태예에 있어서는, 유성기어(4)에 헐겁게 끼움부(4b)로서 관통구멍을 뚫어 설치하였으나, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것은 아니고, 걸어맞춤 돌기부(6d)를 헐겁게 끼움 가능한 오목부를 형성할 수도 있다.

또 본 예의 회전검출장치는 회전전달부(6)와 회전량 검출부(11)의 조합으로 이루어지는 절대형 인코더를 가지는 회전검출장치에, 코드 휠(3)과 회전각 검출소자인 포토인터럽터(10)의 조합으로 이루어지는 증분형 인코더를 일체로 조립하였기 때문에, 회전체의 1회전 이상의 회전량을 검출 가능하고, 또한 회전체의 1회전 이내의 회전각을 고정밀도로 검출 가능한 회전검출장치로 할 수 있고, 예를 들면 스티어링 휠 등의 다회전체의 회전각 검출이 가능하게 된다.

상기 각 실시형태예에 관한 회전검출장치는, 자동차의 차체와 스티어링 샤프트 사이에 설정하여 스티어링 휠의 조타각 센서로서 사용할 수 있다. 상기 각 실시형태예에 관한 회전검출장치를 스티어링 휠의 조타각 센서로서 구비한 자동차는, 항상 맞물려 있는 안쪽 기어(2b)와 유성기어(4)의 조합으로 회전전달부(6)의 감속기구가 구성되어 있기 때문에, 스티어링 샤프트의 회전동작에 따르는 충격음이 발생하지 않아, 차실 내의 정숙성을 높일 수 있다. 또 안쪽 기어(2b)와 유성기어(4)의 조합으로 이루어지는 감속기구는 1단으로 큰 감속비를 얻을 수 있기 때문에, 부품수를 적게 할 수 있어 자동차의 저비용화와 스티어링 회전의 설계의 용이화를 도모할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 회전검출장치는, 항상 맞물리는 안쪽 기어와 유성기어의 조합으로 회전전달부의 감쇠기구를 구성하였기 때문에, 회전체의 회전동작에 따르는 충격음이 발생하지 않아, 회전검출장치의 정숙성을 높일 수 있다. 또 안쪽 기어와 유성기어의 조합으로 이루어지는 감속기구는 1단으로 큰 감속비를 얻을 수 있기 때문에, 부품수를 적게 할 수 있어, 회전검출장치의 저비용화와 소형화를 도모할 수 있다.

또 본 발명의 자동차는 항상 맞물려 있는 안쪽 기어와 유성기어의 조합으로 회전전달부의 감속기구가 구성된 회전검출장치를 구비하였기 때문에, 스티어링 샤프트의 회전동작에 따르는 충격음이 발생하지 않아, 차실 내의 정숙성을 높일 수 있다. 또 안쪽 기어와 유성기어의 조합으로 이루어지는 감속기구는 1단으로 큰 감속비를 얻을 수 있기 때문에, 부품수를 적게 할 수 있어 자동차의 저비용화와 스티어링 주변의 설계의 용이화를 도모할 수 있다.

도 1은 실시형태예에 관한 회전검출장치의 분해사시도,

도 2는 실시형태예에 관한 회전검출장치에 구비된 안쪽 기어와 유성기어와 회전전달부와의 결합상태를 나타내는 내면도,

도 3은 실시형태예에 관한 회전검출장치에 구비된 회전전달부와 코드판과 회전량 검출부와 회전각 검출소자와의 배열을 나타내는 설명도,

도 4는 실시형태예에 관한 회전검출장치의 주요부 단면도,

도 5는 다른 실시형태예에 관한 회전검출장치에 구비된 회전전달부와 코드판과 회전량 검출부와 회전각 검출소자와의 배열을 나타내는 설명도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이스 2 : 커버

2b : 안쪽 기어 3 : 코드 휠

4 : 유성기어 4b : 헐겁게 끼움부

6 : 회전전달부 6d : 걸어맞춤 돌기부

7 : 스케일판(출력매체부) 7a : 슬릿

10 : 포토인터럽터(회전각 검출소자)

11 : 회전량 검출부

Claims

회전체의 회전중심과 동심으로 배치된 회전하지 않는 안쪽 기어와,

상기 안쪽 기어와 맞물려져, 상기 회전체의 회전에 따라 상기 안쪽 기어의 안 둘레에서 자전 및 공전하는 유성기어와,

상기 회전체의 회전중심과 동심으로 배치되어, 상기 유성기어의 자전에 의하여 회전하는 회전전달부와,

상기 회전전달부에 설치된 출력매체부와,

상기 출력매체부와 대향하게 배치되어, 상기 회전체의 1회전 이상의 회전량을 검출하는 회전량 검출부를 구비한 것을 특징으로 하는 회전검출장치.
제 1항에 있어서,

상기 출력매체부가 광학적 매체, 자기기록매체 또는 저항체 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 회전량 검출부가 상기 출력매체부의 종류에 따라 수발광소자, 자기검출소자 또는 집전브러시 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전검출장치.
제 1항에 있어서,

상기 출력매체부를, 상기 회전체의 회전중심을 중심으로 하는 스파이럴형상 또는 상기 회전체의 회전중심으로부터 편심된 점을 중심으로 하는 원호형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 회전검출장치.
제 1항에 있어서,

상기 출력매체부를, 상기 회전체의 회전중심으로부터의 지름방향의 거리가 다른 복수의 스케일의 조합으로 형성한 것을 특징으로 하는 회전검출장치.
제 1항에 있어서,

상기 유성기어와 상기 회전전달부의 대향면에 서로 헐겁게 끼워 맞추는 복수 세트의 돌기와 상기 돌기의 헐겁게 끼움부를 형성하고, 상기 돌기를 상기 헐겁게 끼움부 내에 헐겁게 끼우고, 상기 유성기어의 자전을 상기 회전전달부에 전달하는 것을 특징으로 하는 회전검출장치.
제 1항에 있어서,

상기 회전체에 동심으로 설치된 코드 휠과,

상기 코드 휠에 형성된 코드 패턴과 대향하게 배치되어, 상기 회전체의 회전각을 검출하는 회전각 검출소자를 구비한 것을 특징으로 하는 회전검출장치.
스티어링 샤프트와 동심으로 배치되고, 차체에 고정된 안쪽 기어와,

상기 안쪽 기어와 맞물려져, 상기 스티어링 샤프트의 회전에 따라 상기 안쪽 기어의 안 둘레에서 자전 및 공전하는 유성기어와,

상기 스티어링 샤프트와 동심으로 배치되어, 상기 유성기어의 자전에 의하여 회전하는 회전전달부와,

상기 회전전달부에 설치된 출력매체부와,

상기 출력매체부와 대향하게 배치되어, 상기 스티어링 샤프트의 1회전 이상의 회전량을 검출하는 회전량 검출부를 구비한 것을 특징으로 하는 자동차.