JPH0325076A - ステアリングシャフトの転舵角検出センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車のステアリングンヤフトの転舵角を検出
するセンサに関するものである。

従来の技術 上記に関して例えば特開昭６Ｃ）−１３９８３号公報に
は、第７図，第８図に示した構造が開示されている。尚
、この１が１の場合はクランク／ヤフトの回転ｆｆＩを
検出するセンサとしてのＦＭ　造例であり、回転ＩＰＩ
ＩＩｌのψ＋ｈ端に固着された歯数Ｎ１の太陽歯車２と
、この太陽歯車２の径方向に配置された歯故Ｎ，の内歯
を持つディスク３とをアイドラ用遊星１１９　中４　＋
　　４　＋　　・・・を介して結合したことにより、回
転軸１とディスク３との間にＮ，／Ｎ２の減速代構が構
戊されている。即ち回転軸ｌが１回転する間にディスク
３は半回転するように設定されている。このディスク３
には、７２０°信号用のスリット５，１８０’信号用の
スリソ１・６及びＩ０信号用の多数のスリｙト７，７・
・・かそれぞれ径方向の内側から外側へ向けて３段に設
けられており、このディスク３を挟む位置に配置された
検出部９に配備された発光素子１０ａ，ｆｏｂ，１０ｃ
と受光素子１１．ａ，ｌｌｂ．ｌｌｃから成る光電式ト
ランスデューサによって前記各スリソト５，６，７の位
置を検出して、回転軸ｌの７２００．１８０°及び１０
ごとのパルス信号を取り出すようにしている。

発明が解決しようとする課題 しかしながらこのような従来のクランクシャフトの回転
を検出するセンサを、そのままステアリングシャフトの
転舵角検出センサに応用した場合、該ステアリングシャ
フトの転舵角か太陽歯車２及び遊星歯車４を介してディ
スク３に伝達されることになるので、歯車間のパックラ
ッンユ等に起因して、特に前記１°信号の精度が低下し
てしまうという難点があり、これに対処して前記太陽歯
車２に１°信号用スリット５を設けて精度を高めようと
した場合には、該太陽歯車２のサイズを少なくともディ
スク３のサイズにまで拡大しなければならず、装置全体
の大形化を招来してしまうという課題がある。

更に上記の例では、■枚のディスク３上に各スリフト５
，６．７が形成されているため、このディスク３を前記
したようにステアリングシャフトの転舵角センサに利用
すると、該ステアリングシャフトを中立位置から左右何
れかの方向に対して３６００転舵した際は、該ステアリ
ングシャフト２０が中立位置にある場合と同一の信号が
検出されてしまうので、転舵角の中立位置を誤判断して
しまうという課題かある。

そこで本発明はこのような従来の回転軸の回転角検出セ
ンサを改良して、装置全体の大形化をきたすことなく検
出精度を高めることができるとともに、この回転角検出
センサをステアリングシャフトの転舵角検出センサに適
用した場合にあっても該ステアリングシャフトの中立位
置の誤判断を生じることのない転舵角検出センサを提供
することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は上記の目的を達成するために、ステアリングシ
ャフトに固定されて一体に回転するとともに、所定の位
置に回転角検出用のスリット及び舵角中立位置検出用ス
リットが形或された第１のディスクと、上記第１のディ
スクと対向する部位に並設されて、該第１のディスクか
ら特定のギヤ比を持つトルク伝達機構を介して回転力が
伝達されるとともに、前記舵角中立位置検出用スリット
と対応する位置に舵角中立位置確定用スリソトが形ｆｆ
された第２のディスクと、上記第■のディスクと第２の
ディスクを挟む位置に配置された発光素子及び受光素子
により、第１のディスクの転舵角を検出する充電式トラ
ンスデューサとを具備した転舵角検出センサの構戊にし
てある。

作用 かかる構成によれば、ステアリングシャフトを中立位置
にした際には、第１のディスクに形成された舵角中立位
置検出用スリットと、第２のディスクに形成された舵角
中立位置確定用スリットとが相対的に一致しているので
、この第１のディスクと第２のディスクとを挟んで配置
された光電式トランスデスーサによって上記ステアリン
グシャフトが中立位置にあることが検出される。

次にステアリングシャフトを左右何れかに所定の角度だ
け転舵した場合には、第１のディスクがステアリングシ
ャフトとともに回転するが、該第１のディスクと第２の
ディスクとの間に介在するトルク伝達機構によって第２
のディスクの変位角を第１のディスクの転舵角と異なら
しめることかできる。従って第１のディスクを左右何れ
かの方向に３６００転舵した際にも第２のディスクは同
一の回転状態とはならず、そのため第１のディスクに形
成された舵角中立位置検出用スリノトと、第２のディス
クに形成された舵角中立位置確定用スリットとが一致せ
ず、光電式トランスデューサによって上記ステアリング
シャフトが中立位置にないことが検出される。

実施例 以下図面に基づいて本発明にかかる転舵角検出センサの
一実施例を詳述する。

第１図，第２図に示した構戊において、２０はステアリ
ングシャフトであり、このステアリングシャフト２０に
は第１のディスク２１が一体的に固定されている。この
第１のディスク２１の周縁部には、従来例と同様なｌ０
信号用のスリット７，７・・・が密に形成されており、
更にこのｌ０信号用のスリット７．７・・・の内側に略
円弧状の舵角中立位置検出用スリット２２が１個だけ形
成されている。

一方、２３は前記第１のディスク２１と対向する部位に
並設された第２のディスクであり、この第２のディスク
は中心部が欠落したドーナツ状を有しているとともに、
外径長が第１のディスク２１よりもやや小さく、且つ該
第１のディスク２ｌに対して後述する特定のギヤ比を持
つトルク伝達機構３０を介して連結されており、この第
２のディスク２３の周縁部一端には、舵角中立位置確定
用スリット２４が１個だけ形成されている。尚、図示例
にあっては該スリット２４が第２のディスク２３の一端
を切欠いた形状となっているが、前記スリット２２と同
様な円弧状のスリットであっても良い。

この舵角中立位置確定用スリット２４は、前記第１のデ
ィスク２１側に形成された舵角中立位置検出用スリット
２２に対応する部位にあり、且つ該スリット２４の大き
さは前記スリット２２よりも周方向に広くなるように設
定されている。

上記のトルク伝達機構３０の構造を以下に説明する。即
ち３ｌは大径のギヤであって、このキャ３１は前記第１
のディスク２１の一面側に予め形成された螺刻部２１ａ
に螺合されている。一方、３２は小径のギヤであり、こ
のギャ３２は、前記第２のディスク２３の一面側に予め
形或された螺刻部２３ａに螺合されている。そして上記
大径のギャ３１及び小径のギャ３２は、各中心部が連結
軸３３により一体に連結されている。３５は該連結軸３
３が回転自在に挿通されているとともに、第２のディス
ク２３の内周部分を支持する段部３５ａを有する固定体
である。更に」二記第２のディスク２３の外周側複数個
所には、該第２のディスク２３の回転を支持する支持体
３６．３６が配設されている。従って第２のディスク２
３は、外周側に位置する支持体３６．３６及び内周側に
位置する前記固定体３５の段部３５ａによってステアリ
ングシャフト２０の周囲を回転可能に支持されている。

このような構成にかかる本発明の作用を以下に説明する
。

第３図（Δ）（Ｂ〉はステアリングシャフト２０を中立
位置にした際の第１のディスク２１と第２のディスク２
３との位置関係を示しており、図示したように第１のデ
ィスク２ｌに形成された舵角中立位置検出用スリソト２
２と、第２のディスク２３に形成された舵角中立位置確
定用スリット２４とが相対的に一致している。従って同
図（Ｂ）に示したように、この第１のディスク２ｌと第
２のディスク２３を挟んで配置された検出部９に配備さ
れた発光素子４０ａと受光素子４１ａとによって上記ス
テアリングシャフト２０が中立位置にあることが検出さ
れ、更に発光素子４０ｂと受光素子４ｌｂとによって，
ステアリングシャフト２０の１°ごとのパルス信号を取
り出すことができる。

次にステアリングシャフト２０を左右何れかに所定の角
度θ１だけ転舵した場合を想定する。

この時、第２図に示した前記大径のギャ３１の歯数をＫ
　ｌ＋小径のギャ３２の歯数をＫ，とし、且つ大径のギ
ャ３ｌとステアリングシャフ１・２０の中心軸Ｏ間の距
離をＱ　Ｉ＋　同じく小径のギャ３２とステアリングシ
ャフト２０の中心軸Ｏ間の距離をＱ，とする。従ってギ
ャ３１とギャ３２とのギヤ比はＫ，／Ｋ，となる。

前記したように、ステアリングシャフト２０を角度θ１
だけ転舵すると、この転舵に応動して第１のディスク２
１が角度θＩたけ回転する。この時の半径ａ１上でのギ
ャ３１の移動量をＱ，／とすると、 ｆ２．’一（，・θ１ 同様に半径ｅ，でのギャ３２の移動量をＱ，′とすると
、 従って第２のディスク２３の変位角θ，はここでＫ，≧
Ｋｔ，　Ｌ＜　Ｑｔとすると、θ，〈θ１ となり、第１図に示したように第２のディスク２３の変
位角θ，を第１のディスク２ｌの転舵角θ１よりも小さ
くすることができる。従って第４図（Ａ）に示したよう
に、ステアリングシャフト２０に固定された第１のディ
スク２１を左右何れかの方向に３６０°転舵した際には
、第２のディスク２３は同一の回転状態とはならず、従
って第１のディスク２１に形成された舵角中立位置検出
用スリット２２と、第２のディスク２３に形或された舵
角中立位置確定用スリット２４とが一致しないので、同
図（Ｂ）に示したようにディスク２１．２３を挟んで配
置された検出部９に配備された発光素子４０ａから発せ
られる光が第２のディスク２３により遮断され、受光素
子４１ａには伝達されない。これにより上記ステアリン
グ／ヤフト２０が中立位置にないことが検出される。尚
、発光素子４０ｂと受光素子４ｌｂとによって，ステア
リングシャフト２０の１°ごとのパルス信号は常時継続
的に取り出すことができる。

前記ギヤの歯数Ｋ．，Ｋ．及びステアリングシャフト２
０から各ギヤまでの距離＆．，　　Ｒ，を任意に設定す
ることによって、上記変位角θ，の大きさを適宜決定す
ることができる。

本発明を実施する際の一例として、第５図に示したよう
に、第１のディスク２１の中心点から見た前記舵角中立
位置検出用スリノト２２のスリット角を２００，同じく
第２のディスク２３に形成された舵角中立位置確定用ス
リノト２４の間口角を３０°とした場合、図示の状態か
ら第１のディスク２１の回転に伴ってスリット２２が一
回転して再びスリット２４に一致する角度は ３６０°−２０’　＝３４０’ である。この時第２のディスク２３は第１のディスク２
ｌとは反対方向へ少なくとも３０’以−Ｌ回転している
ことが必要である。従って 上式を満足するように各ギヤ数Ｋ，，Ｋ．及び距ｍ　１
２．Ｑｔを設定することによって、ステアリング／ヤフ
｝２０を左右何れかの方向に３６０°転舵した際に、前
記検出部９によって該ステアリングシャフト２０か中立
位置にあると誤判断することが防止される。

第６図は本実施例の変形例であって、基本的な構成は前
記の第２図と同一であって、同一の符号を付して表示し
てある。即ち本則ではレイアウトその他の面から前記ギ
ヤ３１．３２の南数を変更して、キヤ比Ｋ　ｔ／　Ｋ　
＋を１以上にする場合を示しており、このような時には
ギャ３ｌの径長よりもギャ３２の径長を大きく設定しな
ければならない。

従ってこのような場合には、前記第１のディスク２１の
中途部にエンボス部２１Ｇを形成しておき、該エンホス
部２１Ｃ内に前記第２のディスク２３が収容されるよう
にすれば良い。

本例の場合はステアリングシャフトを左右何れかに所定
の角度たけ転舵した際に、第１のディスクの転舵角より
も第２のディスクの変位角の方が大きくなるように設定
される。

発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明にかかるステアリング
／ヤフトの転舵角検出センサによれば、ステアリング７
ヤフトに固定されて一体に回転スるとともに、所定の位
置に回転角検出用のスリノト及び舵角中立位置検出用ス
リｙトが形成された第１のディスクと、上記第１のディ
スクと対向する部位に並設されて、該第１のディスクか
ら特定のギヤ比を持つトルク伝達機構を介して回転力か
伝達されるとともに、前記舵角中立位置検出用スリット
と対応する位置に舵角中立位置確定用スリットが形成さ
れた第２のディスクと、上記第１のディスクと第２のデ
ィスクを挟む位置に配置された発光素子及び受光素子に
より、第１のディスクの転舵角を検出する充電式トラン
スデューサとを具備した構成にしたので、以下に記す作
用効果がもたらされる。即ち、ステアリングシャフトを
中立位置にした際には、第１のディスクに形成された舵
角中立位置検出用スリットと、第２のディスクに形成さ
れた舵角中立位置確定用スリットとが相対的に一致して
いるので、光司式トランスデューサによって上記ステア
リングシャフトが中立位置にあることが検出される一方
、ステアリングジャフトを左右何れかに所定の角度たけ
転舵した場合には、第１のディスクと第２のディスクと
の間に介在するトルク伝達機構によって第２のディスク
の変位角を第１のディスクの転舵角と異ならしめること
ができるので、従って第１のディスクを左右何れかの方
向に３６００転舵した際にも第２のディスクは同一の回
転状態とはならず、そのため第１のディスクに形成され
た舵角中立位置検出用スリットと、第２のディスクに形
成された舵角中立位置確定用スリットとが一致しないこ
とになり、光電式トランスデューサによって上記ステア
リングシャフトが中立位置にないことを検出することが
できる。

更に本発明では、ステアリング／ヤフトの転舵角が直接
第１のディスクに伝達されるので、歯車等を用いた際に
発生するバックラッン．４に起因する検出精度の低下が
なくなり、且つ装置自体の大形化を招来することが防止
されるという利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な構成を示す概要図、第２図は
同具体的な構造例を示す要部断面図、第３図，第４図は
本発明の作用を示す概要図、第５図は第１図の部分的拡
大図、第６図は本発明の変形例を示す要部断面図、第７
図は従来の回転角検出センサの一例を示す概要図、第８
図は第７図の■矢視図である。 ２０・・・ステアリングシャフト、２１・・・第１のデ
ィスク、２２・・・舵角中立位置検出用スリノト、２３
・・・第２のディスク、 ２４・・・舵角中立位置確定用スリット、３０・・・ト
ルク伝達機構、３１．３２・・・ギヤ、３３・・・連結
軸、３５・・・固定体、４０ａ，４０ｂ・・・発光素子
、４　１８．４　ｌｂ・・・受光素子、 第１図 第３図 （Ａ） （Ｂ） 第２図 ３６ 第４図 ９ 第５図 第６図 第７図 ６ 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングシャフトに固定されて一体に回転す
   るとともに、所定の位置に回転角検出用のスリット及び
   舵角中立位置検出用スリットが形成された第１のディス
   クと、上記第１のディスクと対向する部位に並設されて
   、該第１のディスクから特定のギヤ比を持つトルク伝達
   機構を介して回転力が伝達されるとともに、前記舵角中
   立位置検出用スリットと対応する位置に舵角中立位置確
   定用スリットが形成された第２のディスクと、上記第１
   のディスクと第２のディスクを挟む位置に配置された発
   光素子及び受光素子により、第１のディスクの転舵角を
   検出する光電式トランスデューサとを具備して成ること
   を特徴とするステアリングシャフトの転舵角検出センサ
   。