JPH08101033A - 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】 【目的】 ステアリングホイールの回転角度を精度良く
検出する。 【構成】 ステアリングホイール１１の中心部下面側に
凹部１４を形成する。この凹部１４の開口部にはピン２
５を回転方向で点接触状態で保持する保持部１５が一体
に形成されている。回転角度検出器１６は円環状回転部
１８が回転可能に収容されており、ピン２５はその周上
に立設されている。ステアリングホイール１１が回転さ
れて凹部１４が回転移動すると、その回転方向にかかわ
らずこれと一体となってピン２５が回動されるようにな
り、回転角度検出器１６の回転板１８が回動されるよう
になる。これにより、常にステアリングホイール１１の
回転角度を高精度で検出できる。回転角度検出器１６が
傾いたり偏心位置に組み付けられた場合でも保持部１５
により点接触状態でピン２５を保持するので、その誤差
分を吸収して回転部１８を円滑に回転させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステアリングホイール
の回転を当該ステアリングホイールと同心状に設けられ
た前記回転角度検出手段の円環状回転部に伝達してその
回転角度を検出するようにした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】従来この種のものとしては、例えば、図
９および図１０に示すようなものがある。このものは、
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、そのステアリングホイール２
の下面中央部には回転角度検出用の部材を兼ねた円筒状
の連結部材３がステアリングシャフト１に挿通された状
態で配置されている。この連結部材３の上端部には、図
１０に示すように、周上に３個のピン３ａが形成されて
おり、このピン３ａはステアリングホイール２の対応す
る位置に形成された嵌合凹部２ａ内に挿通されている。
そして、ステアリングホイール２が回転するのに伴って
ピン３ａを介して連結部材３が回転されるようになって
いる。

【０００３】回転角度検出器４は、円環状をなすケース
５内に回転可能に設けられた円環状をなす回転部６を有
するもので、ステアリングシャフト１に挿通された状態
で連結部材３の下端部に配置され、ケース５は図示しな
い支持部に固定されている。回転部６には、内径方向に
突出する係合ピン６ａが形成されており、連結部材３の
下端部に軸方向に沿って形成された係合用の切欠部３ｂ
に係合するように配置されている。回転部６の外周部に
はにはリング状のスリット板７が固定されており、これ
には円周方向に沿って多数のスリットが形成されてい
る。ケース５側にはスリット板７を外周部から挟むよう
にしてフォトインターラプタ８が配設されている。

【０００４】上記構成により、ステアリングホイール２
が回転されると、これに伴って連結部材３が回転され、
さらに回転角度検出器４の回転部６が回転されるように
なる。すると、回転部６のスリット板７が回転すること
により、フォトインタラプタ８がスリット板７のスリッ
トを通過する光の受光信号を検出することにより、その
受光信号の大きさと位相とからステアリングホイール２
の回転角度や回転方向に相当する信号を得ることができ
るようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、回
転角度検出器４を組み付けるときに、その回転軸中心を
ステアリングシャフト１の回転軸中心と完全に一致させ
ることは難しく、組み付け精度として多少の誤差を見込
んでおく必要がある。このため、両者の回転軸中心の位
置がずれている場合でも回転角度検出器４の回転部６を
円滑に回転させるために、例えば、ステアリングホイー
ル２の嵌合凹部２ａと連結部材３の係合ピン３ａとの間
および連結部材３の切欠部３ｂと回転部６の係合ピン６
ａとの間のそれぞれの回転方向に、所謂ガタと呼ばれる
寸法的な余裕を持たせている。

【０００６】しかしながら、このようなガタを持たせる
ことから、逆に、ステアリングホイール２を一方向にの
み回転させる場合には回転角度検出器４の回転部６がこ
れに追随して回転することができるが、反対方向に回転
される場合には、上記ガタの分だけステアリングホイー
ル２が空回りした後に回転部６が回転されるようになる
ことになり、したがって、ステアリングホイール２の回
転を回転角度検出器４の回転部６に精度良く伝達するこ
とができず、回転角度の検出精度を向上できないという
不具合がある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ステアリングホイールの回転角度を回
転方向にかかわらず精度良く検出することができるよう
にした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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ステアリング
ホイールの回転を当該ステアリングホイールと同心状に
設けられた前記回転角度検出手段の円環状回転部に伝達
してその回転角度を検出するようにしたステアリングホ
イールの回転角度検出装置を対象とし、前記回転角度検
出手段の円環状回転部の周上に前記ステアリングホイー
ルの回転軸方向に立設されたピンと、前記ステアリング
ホイールの前記ピンに対応する位置にそのピンが入り込
むように形成された凹部と、この凹部に設けられ、前記
ピンを前記ステアリングホイールの回転方向に対応する
両側からのみ接触する状態で保持する保持部とを設けて
構成したところに特徴を有する（請求項１）。

【０００９】また、本発明は、上記対象において、前記
ステアリングホイールの前記円環状回転部に対応する位
置に立設されたピンと、前記回転角度検出手段の円環状
回転部に前記ピンが入り込むように形成された凹部と、
この凹部に設けられ、前記ピンを前記ステアリングホイ
ールの回転方向に対応する両側からのみ接触する状態で
保持する保持部とを設けて構成したところに特徴を有す
る（請求項２）。

【００１０】そして、上記各構成において、前記凹部
を、その開口部に前記ピンを両側から挟むように凸状に
形成された前記保持部を一体に有する構成とすることが
好ましい（請求項３）。

【００１１】さらに、前記保持部を、前記ピンを両側か
ら挟むＵ字状のばね部材から構成することもできる（請
求項４）。

【００１２】また、前記保持部を、前記ピンを保持する
接触部分の断面を円弧状となるように形成すると良い
（請求項５）。

【００１３】

【作用】請求項１記載のステアリングホイールの回転角
度検出装置によれば、ステアリングホイールが回転され
ると、その凹部に入り込んでいるピンが回動され、回転
角度検出手段の円環状回転部が回動されるようになり、
その回転角度を検出することができる。このとき、円環
状回転部に立設されているピンは、ステアリングホイー
ルの凹部の保持部にて回転方向の両側から接触する状態
とされているので、ステアリングホイールの回転方向に
かかわらずその回転と一体となって回転するようにな
る。これにより、ステアリングホイールの回転角度をい
ずれの方向に対しても精度良く検出することができるよ
うになる。

【００１４】また、上述の場合に、組み付けの誤差など
により、回転角度検出手段の円環状回転部とステアリン
グホイールとが同心円上からずれて偏心状態に取り付け
られたときには、ステアリングホイールが回転すると、
その凹部に挿入されているピンが回動する際にピンと凹
部とが相対的にずれるようになるが、ピンは凹部の保持
部により回転方向に対してのみ接触する状態で保持され
ているので、そのような径方向へのずれに対して両者の
間で移動することによりその誤差を吸収することができ
る。さらに、このことは、ステアリングホイールの回転
軸と回転角度検出手段の円環状回転部の回転軸とが傾い
た状態に取り付けられた場合においても、同様にして、
ピンが凹部の保持部と回転軸方向にずれることによりそ
の誤差を吸収することができるようになる。

【００１５】そして、このような組み付け時の、誤差が
発生する場合でも、ピンはステアリングホイールの回転
方向に対して常に誤差を生ずることなく保持部に保持さ
れた状態で回動されるので、ステアリングホイールの回
転角度を精度良く検出することができるようになる。

【００１６】請求項２記載のステアリングホイールの回
転角度検出装置によれば、上述の構成とは逆に、ピンが
ステアリングホイールに設けられ、凹部が回転角度検出
手段の円環状回転部に設けられている構成であるが、両
者の相対的な構成に変更がないので、同様の作用を得る
ことができる。

【００１７】請求項３記載のステアリングホイールの回
転角度検出装置によれば、保持部を凹部に一体に設ける
構成としているので、簡単かつ信頼性に優れた構成とす
ることができる。

【００１８】請求項４記載のステアリングホイールの回
転角度検出装置によれば、保持部をＵ字状のばね部材に
より構成しているので、ピンを保持する場合に、前述し
た偏心によって両者の間に応力がかかる場合でも、これ
を柔軟に吸収して円滑な回動を行なわせることができる
ようになる。

【００１９】請求項５記載のステアリングホイールの回
転角度検出装置によれば、回転角度検出手段とステアリ
ングホイールとの回転軸が傾いている場合などで、ピン
が保持部に対して傾く状態となっている場合でも、保持
部の断面が円弧状となっているので、両者の間を常に点
接触状態あるいは線接触状態とすることができるように
なり、ピンに無理な応力が掛かるのを極力防止して円環
状回転部を常に円滑な回転状態とすることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図１
ないし図４を参照しながら説明する。図１は、全体構成
の縦断側面を示すもので、自動車などの運転席部に配設
されるステアリングホイール１１（図中には回転中心の
近傍部分のみを示している）は、床部側から設けられた
ステアリングシャフト１２の先端部に固定されている。
ステアリングシャフト１２には方向指示器の設定をキャ
ンセルするための円筒状をなすキャンセルカム１３が挿
通されている。そのキャンセルカム１３の上端部周縁に
はステアリングホイール１１の下面側に形成された凹部
１１ａと嵌合する係合ピン１３ａが形成されており、こ
れにより、ステアリングホイール１１の回転に伴ってキ
ャンセルカム１３が回動されるようになっている。

【００２１】ステアリングホイール１１の下面部には径
方向に長尺で軸方向に延びた凹部１４が形成されてい
る。この凹部１４は、図３に示すように、ステアリング
ホイール１１の回転方向の断面で見たときに、開口部に
両側から円弧状をなして突出するように形成された保持
部１５が一体に設けられている。

【００２２】回転角度検出手段としての回転角度検出器
１６は、図２にも上面図で示すように、円環状をなす外
ケース１７内に同じく円環状をなす回転部１８を収容し
た状態で内ケース１９をはめ込み、内ケース１９をねじ
２０により外ケース１７に固定してなるもので、回転部
１８は抜け止め状態で回転可能に設けられている。回転
部１８には円環状をなすスリット板２１が固定されてい
る。

【００２３】スリット板２１は周方向に沿って多数のス
リットが放射状に形成されている。スリット板２１の回
転角度を検出するフォトインタラプタ２２は、投光部２
３と受光部２４とが対向するように「コ」字状をなすよ
うに配置形成されたもので、スリット板２１の外周部を
投光部２３と受光部２４とにより挟むように外ケース１
７に固定されている。この場合、フォトインタラプタ２
２の投光部２３，受光部２４には２対の投受光素子が互
いに回転方向にスリット板２１のスリット幅の半分の間
隔（半ピッチ分）を存して配置されており、これによ
り、後述するように回転方向を検出するようになってい
る。

【００２４】さらに、回転部１８には、上方つまりステ
アリングホイール１１側に突出するようにピン２５が固
定されており、一体となって回転するようになってい
る。そして、このピン２５は、図３に示すように、ステ
アリングホイール１１の凹部１４に入り込むようにして
配置され、保持部１５によりステアリングホイール１１
の回転方向の両側にて点接触状態で保持されている。

【００２５】このように構成された回転角度検出器１６
は、ステアリングシャフト１２およびキャンセルカム１
３に挿通された状態で、外ケース１７の外周部に形成さ
れた３個の固定部１７ａを運転席側に設けられた支持部
２６にねじ２７により固定されている。

【００２６】次に、本実施例の作用について図４も参照
して説明する。ステアリングホイール１１が回転されて
下面側に形成された凹部１４が回転移動すると、これに
伴って、ピン２５が回転移動されるようになる。する
と、回転角度検出器１６の回転部１８がステアリングホ
イール１１の回転角度に応じた角度だけ回転されるよう
になる。このとき、回転部１８のスリット板２１が一体
となって回転するので、回転角度に応じた個数のスリッ
トが移動するようになり、フォトインタラプタ２２によ
り、その通過個数を検出することができるようになる。

【００２７】すなわち、フォトインタラプタ２２の受光
部２４からは、スリットの通過に対応して図４に示すよ
うに「Ｈ」レベルあるいは「Ｌ」レベルの受光信号が出
力されるようになる。そして、スリット１個分の回転角
度があらかじめ分かっているので、その通過個数に応じ
てステアリングホイール１１の回転角度を検出すること
ができるようになる。また、このとき、２対の投受光素
子がスリットに対して半ピッチずれた位置に配置されて
いることから、スリット板２１の回転方向に応じてそれ
ぞれの受光信号の立ち上がる位相に順序が入れ替わるの
で、これにより回転方向を検出することができる。

【００２８】上述の場合に、回転部１８に固定されたピ
ン２５は、ステアリングホイール１１側の凹部１４に形
成されている保持部１５によって回転方向に対して点接
触の状態で保持されていることから、ステアリングホイ
ール１１の回転に伴って一体となって回転移動するよう
になる。したがって、ステアリングホイール１１の回転
方向にかかわらずその回転角度を常に正確に検出するこ
とができる。

【００２９】また、上述の場合に、組み付けの誤差など
により、回転角度検出器１６の回転部１８とステアリン
グホイール１１とが同心円上からずれて偏心状態に取り
付けられたときには、ステアリングホイール１１が回転
すると、その凹部１４に挿入されているピン２５が回動
する際にピン２５と凹部１４とが相対的にずれるように
なるが、ピン２５は凹部１４の保持部１５により回転方
向に対して点接触状態で保持されているので、そのよう
な径方向へのずれに対して両者の間で移動することによ
りその誤差を吸収することができる。

【００３０】さらに、このことは、ステアリングシャフ
ト１２と回転角度検出器１６の回転部１８の回転軸とが
互いに傾いた状態に取り付けられた場合においても、同
様にして、ピン２５が凹部１４の保持部１５と回転軸方
向にずれることによりその誤差を吸収することができる
ようになる。

【００３１】そして、このような組み付け時の、誤差が
発生する場合でも、ピン２５はステアリングホイール１
１の回転方向に対して常に誤差を生ずることなく保持部
１５に保持された状態で回動されるので、ステアリング
ホイール１１の回転角度を精度良く検出することができ
るようになる。

【００３２】図５および図６は本発明の第２の実施例を
示すもので、以下、第１の実施例と異なる部分について
説明する。すなわち、本実施例においては、ステアリン
グホイール１１の下面側に形成する凹部１４とその開口
部分に形成する保持部１５とを凹部２８にＵ字状をなす
ばね部材２９を取着する構成としたところである。

【００３３】すなわち、ばね部材２９は、図６にも示す
ように、ステアリングホイール１１の回転方向の断面で
見た場合に、Ｕ字状をなすと共に、その先端部に対向す
る側に円弧状に屈曲された２つの保持部３０，３０を形
成しており、これにより、ピン２５を点接触状態で弾性
的に保持する構成とされている。

【００３４】上記構成によれば、第１の実施例と同様に
してステアリングホイール１１の回転方向にかかわらず
その回転角度を精度良く検出でき、さらに、ピン２５に
対して保持部３０により弾性的に保持するので、回転軸
中心が偏心していたり傾いている場合でも、その誤差分
を柔軟に吸収して回転部１８を円滑に回転させることが
できるようになる。

【００３５】図７は本発明の第３の実施例を示すもの
で、第１の実施例と異なるところは、ステアリングホイ
ール１１にピン３１を設けると共に、回転角度検出器１
６の回転部１８に凹部３２を形成する受部３３を設けた
ところである。ピン３１にはタップ３１ａが形成されて
おり、ステアリングホイール１１側に回転軸方向に立設
するように固定されている。受部３３は回転部１８に固
定されており、第１の実施例と同様にして開口部に円弧
状をなす保持部３４が一体に形成されている。したがっ
て、このような第３の実施例によっても第１の実施例と
同様の作用効果を得ることができる。

【００３６】図８は本発明の第４の実施例を示すもの
で、第２の実施例と異なるところは、上記第３の実施例
と同様に、ステアリングホイール１１にピン３１を設け
ると共に、回転角度検出器１６の回転部１８に凹部３５
を形成するＵ字状のばね部材２９を設けたところであ
る。したがって、このような第４の実施例によっても第
２の実施例と同様の作用効果を得ることができる。

【００３７】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形または拡張できる。２組の
投光素子と受光素子は一体に設ける構成としても良い
し、周方向に所定ピッチ分離れた位置に別途に設ける構
成としても良い。受光部は、フォトトランジスタ以外
に、フォトダイオードや他の受光素子を設ける構成とし
ても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のステアリングホイールの回転角度検出装置によれば、
次のような効果が得られる。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によれば、回転角度検出
手段の円環状回転部の周上にピンを立設すると共に、ス
テアリングホイールのピンに対応する位置にそのピンが
入り込むように形成された凹部を設け、ピンをステアリ
ングホイールの回転方向に対応する両側からのみ接触す
る保持部により保持する構成としたので、ステアリング
ホイールの回転方向にかかわらずその回転と一体となっ
て円環状回転部を回転させることができ、ステアリング
ホイールの回転角度をいずれの方向に対しても精度良く
検出することができるようになる。

【００３９】また、上述の場合に、組み付けの誤差など
により、回転角度検出手段の円環状回転部とステアリン
グホイールとが同心円上からずれて偏心状態に取り付け
られた場合や、それらの回転軸が傾いた状態に取り付け
られた場合においても、ピンを回転方向にのみ一体に回
転移動させながら誤差分に対するずれを吸収して円環状
回転部を円滑に回転移動させることができるようにな
り、組み立て作業性の向上を図ることができるという優
れた効果を奏する。

【００４０】請求項２記載のステアリングホイールの回
転角度検出装置によれば、上述の構成とは逆に、ピンが
ステアリングホイールに設けられ、凹部が回転角度検出
手段の円環状回転部に設けられている構成であるが、両
者の相対的な構成に変更がないので、同様の作用を得る
ことができる。

【００４１】請求項３記載のステアリングホイールの回
転角度検出装置によれば、保持部を凹部に一体に設ける
構成としているので、簡単かつ信頼性に優れた構成とす
ることができるという優れた効果を奏する。

【００４２】請求項４記載のステアリングホイールの回
転角度検出装置によれば、保持部をＵ字状のばね部材に
より構成しているので、ピンを保持する場合に、前述し
た偏心によって両者の間に応力がかかる場合でも、これ
を柔軟に吸収して円滑な回動を行なわせることができる
という優れた効果を奏する。

【００４３】請求項５記載のステアリングホイールの回
転角度検出装置によれば、回転角度検出手段とステアリ
ングホイールとの回転軸が傾いている場合などで、ピン
が保持部に対して傾く状態となっている場合でも、保持
部の断面が円弧状となっているので、両者の間を常に点
接触状態あるいは線接触状態とすることができるように
なり、ピンに無理な応力が掛かるのを極力防止して円環
状回転部を常に円滑な回転状態とすることができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す全体構成の縦断側
面図

【図２】回転角度検出器の一部を破断して示す上面図

【図３】ピンおよび凹部の部分を回転方向で切断した断
面図

【図４】検出信号の波形図

【図５】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図６】図３相当図

【図７】本発明の第３の実施例を示す図３相当図

【図８】本発明の第４の実施例を示す図３相当図

【図９】従来例を示す図１相当図

【図１０】連結部材の上面図

【符号の説明】

１１はステアリングホイール、１２はステアリングシャ
フト、１４，２８，３２，３５は凹部、１５，３０，３
４は保持部、１６は回転角度検出器（回転角度検出手
段）、１８は回転部（円環状回転部）、２１はスリット
板、２２はフォトインタラプタ、２３は投光部、２４は
受光部、２５，３１はピン、２９はばね部材、３３は受
部である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールの回転を当該ステ
   アリングホイールと同心状に設けられた前記回転角度検
   出手段の円環状回転部に伝達してその回転角度を検出す
   るようにしたステアリングホイールの回転角度検出装置
   において、 前記回転角度検出手段の円環状回転部の周上に前記ステ
   アリングホイールの回転軸方向に立設されたピンと、 前記ステアリングホイールの前記ピンに対応する位置に
   そのピンが入り込むように形成された凹部と、 この凹部に設けられ、前記ピンを前記ステアリングホイ
   ールの回転方向に対応する両側からのみ接触する状態で
   保持する保持部とを具備した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】 ステアリングホイールの回転を当該ステ
   アリングホイールと同心状に設けられた前記回転角度検
   出手段の円環状回転部に伝達してその回転角度を検出す
   るようにしたステアリングホイールの回転角度検出装置
   において、 前記ステアリングホイールの前記円環状回転部に対応す
   る位置に立設されたピンと、 前記回転角度検出手段の円環状回転部に前記ピンが入り
   込むように形成された凹部と、 この凹部に設けられ、前記ピンを前記ステアリングホイ
   ールの回転方向に対応する両側からのみ接触する状態で
   保持する保持部とを具備した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。
3. 【請求項３】 前記凹部は、その開口部に前記ピンを両
   側から挟むように凸状に形成された前記保持部を一体に
   有する構成とされていることを特徴とする請求項１また
   は２記載のステアリングホイールの回転角度検出装置。
4. 【請求項４】 前記保持部は、前記ピンを両側から挟む
   Ｕ字状のばね部材からなることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のステアリングホイールの回転角度検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記保持部は、前記ピンを保持する接触
   部分の断面が円弧状に形成されていることを特徴とする
   請求項１ないし４のいずれかに記載のステアリングホイ
   ールの回転角度検出装置。