專(zhuān)利名稱(chēng)：旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要用于汽車(chē)的轉(zhuǎn)向裝置(steering)的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)等的 旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
近年，在汽車(chē)性能不斷提高的過(guò)程中，使用各種各樣的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè) 裝置來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向裝置的旋轉(zhuǎn)角度，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行各種控制的裝置增加了。
這樣，用圖3對(duì)現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置進(jìn)行說(shuō)明。
圖3是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置的分解立體圖。如圖所示，在側(cè)面外 周形成有正齒輪部1A的旋轉(zhuǎn)體1的中央部，設(shè)置有與插通的轉(zhuǎn)向裝置(圖 中未示)的軸卡合的卡合部1B。
而且，對(duì)于在側(cè)面外周形成了正齒輪部2A的第一檢測(cè)體2、和在側(cè) 面外周形成了齒數(shù)與正齒輪部2A不同的正齒輪部3A的第二檢測(cè)體3來(lái) 說(shuō)，第一檢測(cè)體2的正齒輪部2A嚙合于旋轉(zhuǎn)體1的正齒輪部1A，并且第 二檢測(cè)體3的正齒輪部3A嚙合于第一檢測(cè)體2的正齒輪部2A。
同時(shí)，在第一檢測(cè)體2和第二檢測(cè)體3的下方幾乎平行配置的配線基 板4的上下面上形成有多個(gè)配線圖案(圖中未示)。與此同時(shí)，在安裝于 第一檢測(cè)體2的中央處的磁鐵5A，和安裝于第二檢測(cè)體3的中央處的磁 鐵6A的對(duì)向面上，分別安裝有磁檢測(cè)元件5B和6B。
從而，由如此對(duì)向設(shè)置的磁鐵5A和磁檢測(cè)元件5B形成第一檢測(cè)部， 同樣由對(duì)向設(shè)置的磁鐵6A和磁檢測(cè)元件6B形成第二檢測(cè)部。
與此同時(shí)，配線基板7與配線基板4垂直配置，并通過(guò)導(dǎo)線(圖中未 示)等相連接，在該配線基板7上形成有包含電子計(jì)算機(jī)等電子部件并與 磁檢測(cè)元件5B、 6B相連接的控制部8。
進(jìn)一步的，絕緣樹(shù)脂制的蓋IO覆蓋在收納了旋轉(zhuǎn)體1和第一檢測(cè)體2、
第二檢測(cè)體3、配線基板4等的絕緣樹(shù)脂制的外殼9上面，并且同樣是絕 緣樹(shù)脂制的蓋11覆蓋在收納有配線基板7和控制部8等的外殼9的側(cè)面， 從而構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置。
而且，這樣構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置，通過(guò)連接器(圖中未示)等將 控制部8連接于汽車(chē)本體的電子電路(圖中未示)，并且在旋轉(zhuǎn)體l的中 央部插通有轉(zhuǎn)向裝置的軸，從而被安裝在汽車(chē)上。因該轉(zhuǎn)向裝置的軸與卡 合部1B卡合，所以若轉(zhuǎn)向裝置旋轉(zhuǎn)，則伴隨于此旋轉(zhuǎn)體1也進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
在以上的結(jié)構(gòu)中，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)若轉(zhuǎn)向裝置旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)體l進(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 第一檢測(cè)體2與其聯(lián)動(dòng)地旋轉(zhuǎn)，第二檢測(cè)體3與第一檢測(cè)體2聯(lián)動(dòng)地旋轉(zhuǎn) 因此，安裝在這些檢測(cè)體中央處的磁鐵5A、 6A也進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，作為由正弦 波或余弦波的電壓波形所形成的檢測(cè)信號(hào)，磁檢測(cè)元件5B、 6B檢測(cè)出該 磁鐵5A、 6A的變化的磁力。
另外，這些檢測(cè)信號(hào)作為大致呈鋸齒形狀的數(shù)據(jù)波形而輸入到控制部 8，由于第一檢測(cè)體2和第二檢測(cè)體3的齒數(shù)不同，旋轉(zhuǎn)速度也不同，所 以第一檢測(cè)體2和第二檢測(cè)體3的數(shù)據(jù)波形形成為周期不同、相位錯(cuò)開(kāi)的 檢測(cè)信號(hào)。
而且，根據(jù)來(lái)自該第一檢測(cè)體2和第二檢測(cè)體3的兩個(gè)不同的檢測(cè)信 號(hào)和各自的齒數(shù)，控制部8進(jìn)行規(guī)定的計(jì)算，檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)體l即轉(zhuǎn)向裝置 的旋轉(zhuǎn)角度，將其輸出向汽車(chē)本體的電子電路，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行各種控制。
此外，如上所述，除了使側(cè)面外周的正齒輪部嚙合的結(jié)構(gòu)的裝置之外， 還存在如下的裝置，旋轉(zhuǎn)體1和與其嚙合的第一檢測(cè)體2使用錐齒輪，通 過(guò)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體1將第一檢測(cè)體2和第二檢測(cè)體3配置在垂直的方向上， 在配線基板7上安裝磁檢測(cè)元件5B和6B，不使用配線基板4，實(shí)現(xiàn)低成 本化。
但是，在這種情況下，有必要在第一檢測(cè)體2上設(shè)置與旋轉(zhuǎn)體1嚙合 的錐齒輪部、和與第二檢測(cè)體3嚙合的正齒輪部這雙方，從而部件結(jié)構(gòu)變 得復(fù)雜，并且齒輪部的嚙合部位增多，容易產(chǎn)生因各齒輪部之間的間隙、 即所謂的齒隙引起的誤差。
此外，作為相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)信息，例如公知的是日本國(guó)專(zhuān)利特開(kāi) 2005 — 156163號(hào)公報(bào)。
但是，在上述現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置中，由于使用兩個(gè)配線基板4
和7，所以裝置的成本提高，并且第一檢測(cè)體2和第二檢測(cè)體3的外徑變
大，齒數(shù)增多，在想要進(jìn)一步提高旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)精度的情況下，還存在 尺寸上受到限制的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決這樣的現(xiàn)有的課題，提供一種以簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)、低成本 就能夠可靠地檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置。 為此，本發(fā)明具有以下結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置構(gòu)成為，在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體垂直的方向上配 置第一及第二檢測(cè)體，并且使第一檢測(cè)體側(cè)面外周的齒輪部嚙合于旋轉(zhuǎn)體 下面外周的齒輪部。通過(guò)這樣構(gòu)成，能夠使第一檢測(cè)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且 可以在一個(gè)配線基板上形成磁檢測(cè)元件和控制部，因此可以得到成本低且 可以可靠檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置。
另外進(jìn)一步的，通過(guò)設(shè)置施力部，并且利用該施力部使旋轉(zhuǎn)體彈性接 觸于第一檢測(cè)體，由此，消除了旋轉(zhuǎn)體和第一檢測(cè)體的齒輪部之間的間隙 即齒隙，因此，可以消除誤差地進(jìn)行高精度的旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，在可以對(duì)旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行可靠的檢測(cè)的同時(shí)， 可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置。


圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置的分解立體圖； 圖2是本發(fā)明的其他實(shí)施方式的局部立體圖； 圖3是現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置的分解立體圖。
具體實(shí)施例方式
以下，用圖l及圖2對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 并且，對(duì)與背景技術(shù)的事項(xiàng)的說(shuō)明中的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)部分采用同一 符號(hào)，簡(jiǎn)化其詳細(xì)的說(shuō)明。 (實(shí)施方式) 圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置的分解立體圖。如該 圖所示，在絕緣樹(shù)脂制或金屬制的旋轉(zhuǎn)體21的下面外周形成有齒輪部
21A，并且在中央部設(shè)有與插通的轉(zhuǎn)向裝置(圖中未示)的軸卡合的卡合 部21B。
而且，絕緣樹(shù)脂制或金屬制的第一檢測(cè)體22、和同樣是絕緣樹(shù)脂制或 金屬制的第二檢測(cè)體23，被配置在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體21垂直的方向上。與此 同時(shí)，第一檢測(cè)體22側(cè)面外周的正齒輪部22A與旋轉(zhuǎn)體21下面外周的齒 輪部21A嚙合。同時(shí)，第二檢測(cè)體23側(cè)面外周的、齒數(shù)不同于正齒輪部 22A的正齒輪部23A,與第一檢測(cè)體22的正齒輪部22A分別嚙合。
另外，在第一及第二檢測(cè)體22和23的一側(cè)幾乎平行配置的配線基板 24的上下面，形成有多個(gè)配線圖案(圖中未示)。與此同時(shí)，在通過(guò)嵌入 成形等安裝在第一檢測(cè)體22的中央的磁鐵5A、和安裝于第二檢測(cè)體23 的中央的磁鐵6A的對(duì)向面上，分別安裝有AMR (Anisotropic Magneto-Resistive:各向異性磁阻)元件等磁檢測(cè)元件5B和6B。
而且，由如此對(duì)向設(shè)置的磁鐵5A和磁檢測(cè)元件5B形成第一檢測(cè)部， 同樣由磁鐵6A和磁檢測(cè)元件6B形成第二檢測(cè)部，并且在配線基板24上 形成有包含電子計(jì)算機(jī)等電子部件并與磁檢測(cè)元件5B、 6B相連接的控制 部8。
進(jìn)一步的，在絕緣樹(shù)脂制的外殼25上面的中空筒部25A安裝可以進(jìn) 行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體21。另外，在側(cè)面的圓筒部25B和25C分別安裝可以進(jìn) 行旋轉(zhuǎn)的第一檢測(cè)體22和第二檢測(cè)體23。
而且，絕緣樹(shù)脂制的蓋26覆蓋在收納有旋轉(zhuǎn)體21的外殼25的上面， 并且同樣是絕緣樹(shù)脂制的蓋27覆蓋在收納有第一檢測(cè)體22和第二檢測(cè)體 23、配線基板24等的外殼25的側(cè)面。
另外，銅合金或鋼板等彈簧28，在稍微撓曲了的狀態(tài)下，被安裝在蓋 26下面和旋轉(zhuǎn)體21上面之間而形成施力部，由此，旋轉(zhuǎn)體21彈性接觸于 第一檢測(cè)體22，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置。
艮口，將第一檢測(cè)體22和第二檢測(cè)體23配置在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體21垂直 的方向上，并且使第一檢測(cè)體22側(cè)面外周的正齒輪部22A嚙合于旋轉(zhuǎn)體 21下面外周的齒輪部21A。進(jìn)一步的，通過(guò)使第二檢測(cè)體23側(cè)面外周的
正齒輪部23A嚙合于該相同的正齒輪部22A，第一檢測(cè)體22的齒輪只有 一個(gè)即可，可以得到簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的，通過(guò)在配置于第一檢測(cè)體22和第二檢測(cè)體23的一側(cè)的配 線基板24上，形成磁檢測(cè)元件5B、 6B和控制部8等，從而只使用一個(gè)配 線基板即可，可以降低裝置的成本。
而且，這樣構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置，通過(guò)連接器(圖中未示)等將 控制部8連接于汽車(chē)本體的電子電路(圖中未示)，并且在旋轉(zhuǎn)體21的 中央部插通轉(zhuǎn)向裝置的軸，從而被安裝在汽車(chē)上。由于該轉(zhuǎn)向裝置的軸與 卡合部21B卡合，所以若轉(zhuǎn)向裝置的旋轉(zhuǎn)，則伴隨于此旋轉(zhuǎn)體21也進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)。
在以上的結(jié)構(gòu)中，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即在對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置進(jìn)行通電的通 電狀態(tài)下，若轉(zhuǎn)向裝置旋轉(zhuǎn)，則與之卡合的旋轉(zhuǎn)體21旋轉(zhuǎn)，在其下面外 周的齒輪部21A處嚙合了正齒輪部22A的第一檢測(cè)體22聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一 步的，在該正齒輪部22A處嚙合了正齒輪部23A的第二檢測(cè)體23也與旋 轉(zhuǎn)體21聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
而且，伴隨著該各個(gè)檢測(cè)體的旋轉(zhuǎn)，安裝在這些檢測(cè)體中央的磁鐵5A 和6A也旋轉(zhuǎn)，作為由正弦波或余弦波的電壓波形所形成的檢測(cè)信號(hào)，磁 檢測(cè)元件5B、 6B檢測(cè)出該磁鐵5A、 6A的變化的磁力。
另外，這些檢測(cè)信號(hào)作為大致呈鋸齒形狀的數(shù)據(jù)波形而輸入到控制部 8，由于第一檢測(cè)體22和第二檢測(cè)體23的齒數(shù)不同，旋轉(zhuǎn)速度也不同， 所以第一檢測(cè)體22和第二檢測(cè)體23的數(shù)據(jù)波形形成為周期不同、相位錯(cuò)
而且，根據(jù)來(lái)自該第一檢測(cè)體22和第二檢測(cè)體23的兩個(gè)不同的檢測(cè) 信號(hào)和各自的齒數(shù)，控制部8進(jìn)行規(guī)定的計(jì)算，檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)體21即轉(zhuǎn)向 裝置的旋轉(zhuǎn)角度，將其輸出向汽車(chē)本體的電子電路，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行各種控制。
此外，這時(shí)，在彈簧28稍微撓曲了的狀態(tài)下將其安裝在蓋26下面和 旋轉(zhuǎn)體21上面之間，形成施力部，由此旋轉(zhuǎn)體21在與第一檢測(cè)體22彈 性接觸的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，齒輪部21A和正齒輪部22A的齒輪部 間的間隙、即所謂的齒隙消失，可以進(jìn)行無(wú)誤差的高精度的旋轉(zhuǎn)角度的檢
另外，第一檢測(cè)體22和第二檢測(cè)體23相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體21被配置在垂
直的方向上，增大它們的外徑或增加齒數(shù)也比較容易進(jìn)行，因此，可以使 旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)精度進(jìn)一步提高。
根據(jù)這樣的本實(shí)施方式，第一檢測(cè)體22和第二檢測(cè)體23相對(duì)于旋轉(zhuǎn) 體21被配置在垂直的方向上。與此同時(shí)，通過(guò)使第一檢測(cè)體22側(cè)面外周 的正齒輪部22A與旋轉(zhuǎn)體21下面外周的齒輪部21A嚙合，能夠?qū)⒌谝粰z 測(cè)體22形成為只有一個(gè)正齒輪部22A的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，由于可 以在一個(gè)配線基板24上形成磁檢測(cè)元件5B、 6B和控制部8，因而可以得 到低成本的、能夠可靠檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置。
另外，由于通過(guò)使用彈簧28的施力部，使旋轉(zhuǎn)體21與第一檢測(cè)體22 進(jìn)行彈性接觸，旋轉(zhuǎn)體21和第一檢測(cè)體22的齒輪部間的間隙、即所謂的 齒隙消失，所以可以進(jìn)行無(wú)誤差的高精度的旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)。
進(jìn)一步的，如圖2的局部立體圖所示，在側(cè)面外周進(jìn)一步設(shè)置形成有 正齒輪部30A的輔助檢測(cè)體30，使其嚙合于旋轉(zhuǎn)體21下面外周的齒輪部 21A,并且設(shè)置檢測(cè)該輔助檢測(cè)體30的旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)部。于是，控制部8對(duì) 該輔助檢測(cè)體30的旋轉(zhuǎn)、和對(duì)第一檢測(cè)體22和第二檢測(cè)體23的旋轉(zhuǎn)進(jìn) 行比較，如果檢測(cè)出檢測(cè)信號(hào)的差，例如，即使在因旋轉(zhuǎn)體21產(chǎn)生錯(cuò)位、 或任一個(gè)檢測(cè)體的齒輪部產(chǎn)生破損或缺口等的情況下，也可以防止錯(cuò)誤的 旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置，可以可靠地檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度，并且可 以得到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低成本的裝置，主要是對(duì)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向裝置的旋轉(zhuǎn)角度檢 測(cè)等是有用的。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置，具有與轉(zhuǎn)向裝置的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體；與該旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的第一檢測(cè)體；與該第一檢測(cè)體的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的第二檢測(cè)體；對(duì)所述第一檢測(cè)體的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測(cè)的第一檢測(cè)部；對(duì)所述第二檢測(cè)體的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測(cè)的第二檢測(cè)部；和根據(jù)來(lái)自所述第一檢測(cè)部及第二檢測(cè)部的檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度的控制部，在相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)體垂直的方向上配置了所述第一檢測(cè)體及第二檢測(cè)體。
2. 如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置，其中， 所述旋轉(zhuǎn)體在外周下面具有齒輪部，使所述第一檢測(cè)體的側(cè)面外周的齒輪部嚙合于所述旋轉(zhuǎn)體的外周下 面的齒輪部。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置，其中， 還具有施力部，所述施力部使所述旋轉(zhuǎn)體彈性接觸于所述第一檢測(cè)體。
全文摘要
本發(fā)明涉及主要用于汽車(chē)的轉(zhuǎn)向裝置的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)等的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本的上述旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置。為此，第一檢測(cè)體和第二檢測(cè)體配置在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體垂直的方向上，并且使第一檢測(cè)體的側(cè)面外周的正齒輪部嚙合于旋轉(zhuǎn)體的外周下面處的齒輪部。因此，可以使第一檢測(cè)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)可以在一個(gè)配線基板上形成磁檢測(cè)元件和控制部。因此，可以得到低成本的、能夠可靠地檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置。
文檔編號(hào)B62D15/00GK101108604SQ20071010280
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者大西賢英, 太田保, 富野泰范, 白發(fā)升三 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社