JPH057537Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、ステアリングホイールの特定位置か
らの回転角度を示す位置信号を出力するようにし
た自動車用ステアリングホイールの回転検出装置
に関する。

（従来の技術） 近年、自動車においては、より良好な操縦安定
性或は快適な乗り心地を得るために、ステアリン
グホイールの回転角度（操舵角度）及び走行速度
に応じて、サスペンシヨンの減衰力制御、オート
マチツクトランスミツシヨンのシフトポジシヨン
制御を行なつたり、後輪の操舵制御（所謂四輪操
舵システムの制御）等を行なつたりすることが考
えられている。

上記のような制御のためには、ステアリングホ
イールの回転角度（及び必要に応じて回転方向）
を検出するための回転検出装置が必要になる。こ
のような回転検出装置として、従来より、ステア
リングホイールの特定位置（例えばニユートラル
位置）からの絶対的な回転角度を示す位置信号を
発生するアブソリユート形エンコーダを利用する
ことが考えられている。即ち、この種のエンコー
ダとしては、例えば、ステアリングホイールの回
転に応じて連結体及び減速用のギア機構を介して
回転される減速回転体にブラシを設けると共に、
このブラシの摺接位置に応じた抵抗値出力を発生
する抵抗体を設けたものが考えられており、この
ものにあつては、ステアリングホイールがニユー
トラル位置にある状態で所定の抵抗値出力（アブ
ソリユート形エンコーダの原点を示す出力）が得
られるように、予め減速回転体とステアリングホ
イールとの間の位置関係を調節するようになつて
いる。尚、上記のように減速用のギア機構を設け
るのは、ステアリングホイールが複数回転（一般
的には3.5回転程度）される構造であるのに対し
て、ブラシの回転範囲が１回転分未満に限定され
るという事情があるためである。

（考案が解決しようとする問題点） アブソリユート形エンコーダを実装する前の段
階（例えば部品製造メーカーから自動車製造メー
カーへ運ぶ段階）では、減速回転体が正規位置
（原点対応位置）からずれることが多々あり、こ
のような状態となつたときには、その組付け時に
減速回転体の位置を調整する手間が必要となる
等、組付け作業性の悪化を招くことが避けられな
い。また、ステアリングホイールとギア機構の初
段との連結は、適宜な係合手段、例えばステアリ
ングホイール側に設けられた凹部と、連結体に設
けられた突起との係合により行なわれる。このと
き、上記凹部及び突起間の係合は、ステアリング
ホイールの回転可能範囲が例えば3.5回転分であ
つた場合、減速回転体が１回転される間に少なく
とも３回（凹部、突起の個数及びその配置状態に
よつてはさらに多くなる）は可能となる。これに
対して、ステアリングホイールと減速回転体との
間の位置関係は、アブソリユート形エンコーダの
原点を示す位置信号が正しく得られる只一つの位
置関係のみに限られるものである。このため、実
際には、減速回転体が正規位置からずれた状態の
アブソリユート形エンコーダがそのまま組付けら
れる可能性があり、従つて自動車の製造段階にお
いてアブソリユート形エンコーダを組付けた後に
は、その組付け状態を、例えば上記エンコーダか
ら位置信号が正しく出力されているか否かに基づ
いて検査しなければならず、その検査工程が面倒
になる。

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、実装する前の段階においてアブ
ソリユート形エンコーダ内の減速回転体を正規位
置に確実に保持することができ、以て組付け作業
性を向上させ得ると共に、組付け状態の検査を不
要にできる等の効果を奏する自動車用ステアリン
グホイールの回転検出装置を提供するにある。

［考案の構成］ （問題点を解決するための手段） 本考案による自動車用ステアリングホイールの
回転検出装置は、常時においてばね手段により付
勢されて第１の位置へ移動され且つステアリング
ホイールがステアリングシヤフトに装着された状
態で第２の位置へ移動されると共にそのステアリ
ングホイールと一体回転可能となる連結体を設
け、上記連結体の回転を減速するギア機構、この
ギア機構により回転される減速回転体、並びに上
記減速回転体の回転に応じて前記ステアリングホ
イールの特定位置からの回転角度を示す位置信号
を発生する信号発生手段によつてアブソリユート
形エンコーダを構成し、さらに、前記連結体に第
１及び第２係合手段を設けると共に、適宜の静止
部材に前記連結体が第１の位置にある状態で前記
第１係合手段に係合してその連結体の回転を拘束
する第１ロツク手段を設け、前記減速回転体にそ
の回転に応じて出力される前記位置信号が前記特
定位置を示した状態にあり且つ前記連結体が第１
の位置にある状態で前記第２係合手段に係合して
その減速回転体の回転を拘束する第２ロツク手段
を設ける構成としたものである。

（作用） ステアリングホイールがステアリングシヤフト
に装着される前の状態では、連結体がばね手段に
より第１の位置に付勢されている。この状態で
は、第１係合手段及び第１ロツク手段間の係合に
よつて連結体の回転が拘束され、また、第２係合
手段及び第２ロツク手段間の係合によつて減速回
転体の回転が拘束され、結果的に、減速回転体
は、正規位置（その回転に応じて出力される位置
信号が特定位置を示す状態の位置）に保持された
ままとなる。この結果、ステアリングホイール側
への組付け時において従来のように減速回転体の
位置を調整する必要が全くなくなる。一方、ステ
アリングホイールがステアリングシヤフトに装着
された状態では、連結体が第２の位置へ移動され
てステアリングホイールと一体回転可能となる。
この結果、上記のような各係合状態が解除される
と共に、連結体ひいては減速回転体がステアリン
グホイールに連動して回転するようになるから、
アブソリユート形エンコーダが正常に機能するよ
うになる。

（実施例） 第１図及び第２には全体の縦断面構造が夫々異
なる状態にて示されている。即ち、第１図は実装
前の状態を示し、第２図はステアリングシヤフト
１に対してステアリングホイール２が装着された
状態を示す。これら第１図及び第２図において、
３はステアリングシヤフト１を囲繞する形状の円
筒部３ａを有したコラムカバー、４はコラムカバ
ー３に対しその円筒部３ａを囲繞した状態で固定
された環状ベースで、これは外周側壁４ａ及び内
周側壁４ｂを有した二重筒状に形成されている。
５は円筒部３ａの周囲とベース４の内周間に回転
可能に配置された円筒形連結体で、これは、ばね
手段たる圧縮コイルばね６により上方へ付勢され
た第１の位置（第１図に示した位置）と、ステア
リングホイール２の装着に応じて下方へ移動され
た第２の位置（第２図に示す位置）との間で往復
移動可能に設けられている。

斯かる連結体５の下部外周には第１係合手段た
る第１係合突起５ａが突設されており、また、適
宜の静止部材たる前記ベース４における内周側壁
４ｂには、連結体５が第１の位置にある状態での
み上記第１係合突起５ａに係合する第１ロツク手
段たる第１係合凹部４ｃが形成されている（第５
図参照）。この結果、連結体５にあつては、第１
の位置にある状態では、第１係合突起５ａ及び第
１係合凹部４ｃ間の係合により回転が拘束される
ようになるが、第２の位置へ移動された状態では
上記回転拘束状態が解除されるようになる。そし
て、連結体５は、ステアリングホイール２が装着
された状態（第２の位置へ移動された状態）で
は、上面に突設された突起５ｂがステアリングホ
イール２側の凹部に係合されることにより、その
ステアリングホイール２と一体回転するようにな
る。尚、７は連結体５及び圧縮コイルばね６間に
介在された環状プレートである。

８はベース４の内周側壁４ｂ及び連結体５を囲
繞した状態で回転可能に配置された円筒状のロー
タで、その内周面の係合溝８ａ（第６図参照）が
連結体５側の前記第１係合突起５ａに係合されて
おり、これによりロータ８は、連結体５と一体回
転するように構成されている。また、斯かるロー
タ８の外周面には遊星歯車機構より成るギア機構
９の一部をなす太陽歯車１０が設けられている。

上記ギア機構９は、太陽歯車１０の他に、ベー
ス４における外周側壁４ａの内周に形成された内
歯車１１と、太陽歯車１０及び内歯車１１間に介
在された二段歯車より成る遊星歯車１２を有す
る。また、１３はギア機構９による駆動対象であ
る減速回転体で、これは環状板より成り、ベース
４の外周側壁４ａ内にロータ８の回りで回転する
ように配置されている。そして、この減速回転体
１３に一体に立設された支軸１３ａに対して前記
遊星歯車１２が回転可能に支持されている。ここ
で、遊星歯車１２の上段に位置した小径のピニオ
ン１２ａは、内歯車１１に噛合され、また下段に
位置した大径のピニオン１２ｂは太陽歯車１０に
噛合されており、このように構成されたギア機構
９にあつては、ロータ８の回転を遊星歯車１２の
公転力に変換し、その公転力を減速回転体１３に
伝えるようになる。そして、このときの減速比は
１／４程度に設定されている。この場合、一般的な
自動車においては、ステアリングホイール１の可
動範囲（所謂ロツク・ツー・ロツク範囲）が3.5
回転分程度に設定されており、従つて、減速回転
体１３の回転範囲は１回転分未満に抑制されるこ
とになる。

１４はベース４の下面に固定されたコンポジツ
ト基板で、これの下面には、第３図に示すよう
に、無端環状の電極パターン１５が印刷により形
成されていると共に、電極パターン１５の外側に
位置された有端環状の抵抗パターン１６が印刷に
より形成されている。また、コンポジツト基板１
４には、電極パターン１５に接続されたターミナ
ル１５ａが設けられていると共に、抵抗パターン
１６の両端に接続されたターミナル１６ａ，１６
ｂが設けられている。尚、第３図中、二点鎖線で
示した部分には絶縁コーテイング１７が施されて
いる。

前記減速回転体１３には前記電極パターン１５
及び抵抗パターン１６間を橋絡するブラシ１８が
設けられており、このブラシ１８、電極パターン
１５及び抵抗パターン１６によつて信号発生手段
１９が構成される。また、この信号発生手段１９
及び減速回転体１３によつてアブソリユート形エ
ンコーダ２０が構成される。このとき、上記ブラ
シ１９は、ロータ８の周方向へ移動調節可能に設
けられており、ステアリングホイール２が特定位
置たるニユートラル位置にある状態で、抵抗パタ
ーン１６の中間点（第３図中Ｃ点）と電極パター
ン１５との間を橋絡するように調節される。

従つて、ステアリングホイール２がニユートラ
ル位置にある状態では、ターミナル１５ａ，１６
ａ間の抵抗値及びターミナル１５ａ，１６ｂ間の
抵抗値が等しくなるが、ステアリングホイール２
が右或は左回転されるのに応じて上記各抵抗値が
変化するものである。特に、ターミナル１５ａ，
１６ｂ間の抵抗値に着目した場合には、その抵抗
値はステアリングホイール２が右回転（第３図で
は矢印Ａ方向の回転）されるのに応じて直線的に
増加し且つ左回転に応じて直線的に減少するよう
になる。そして、この場合には、ターミナル１６
ａ，１６ｂ間にターミナル１６ｂ側がグランド電
位となる一定の電圧Vcが印加されるものであり、
従つてターミナル１５ａ，１６ｂ間からは、ステ
アリングホイール２の回転に応じて第４図に示す
ように変化する位置信号たる電圧信号Vxが出力
される。つまり、電圧信号Vxは、ステアリング
ホイール２が略3.5回転されるのに応じて零から
Vcまで変化するものであり、これによつてステ
アリングホイール２のニユートラル位置（Vx＝
Vc／２の関係にある位置）からの回転角度及び
回転方向を検出できるものである。

さて、前記連結体５の下部外周には、前記第１
係合突起５ａの他に第２係合手段たる第２係合突
起５ｃが突設されており、また、前記減速回転体
１３の内周には、前記電圧信号Vxがニユートラ
ル位置を示した状態（Vx＝Vc／２の状態）にあ
り且つ連結体５が第１の位置にある状態でのみ上
記第２係合突起５ｃに係合する第２ロツク手段た
る第２係合凹部１３ｂが形成されており（第７図
参照）、アブソリユート形エンコーダ２０の組立
段階では、上記係合突起５ｃ及び係合凹部１３ｂ
が係合状態となるように調節される。この結果、
減速回転体１３にあつては、連結体５が第１の位
置にある状態では、その回転が連結体５により拘
束されるようになるが、連結体５が第２の位置へ
移動された状態では上記回転拘束状態が解除され
るようになる。

上記構成によれば、アブソリユート形エンコー
ダ２０からの電圧信号Vxは、ステアリングホイ
ール２が複数回転された場合でも直線的に変化す
るものであり、従つて、斯かる電圧信号Vxに基
づいて、ステアリングホイール２のニユートラル
位置からの絶対的な回転角度及び回転方向を広い
範囲に渡つてリアルタイムにて検出することがで
きる。また、このようなエンコーダ２０を含む本
実施例による装置を実装する前の状態において
は、連結体５が圧縮コイルばね６により第１の位
置に付勢されていて、その連結体５の回転が拘束
されると共に、減速回転体１３が正規位置（信号
発生手段１９からの電圧信号Vxがニユートラル
位置を示す状態の位置）に保持された状態とな
る。従つて、本実施例による装置を実装する前の
段階で減速回転体１３の位置ずれを来たす虞がな
くて、その組付け時に減速回転体１３の位置を調
整する必要がなくなるものであり、結果的に組付
け作業性が向上するようになる。そして、減速回
転体１３が位置ずれしたまま組付けられる虞がな
いから、組付け状態の検査工程を不要にできるも
のである。また、実装前の段階で、万一に連結体
５が第２の位置へ不用意に移動されて減速回転体
１３に位置ずれが生じた場合でも、第２の係合突
起５ｃ及び第２の係合凹部１３ｃを係合させるだ
けで、減速回転体１３を正規位置へ戻すことがで
きるから、組付け作業性の悪化を極力防止でき
る。

尚、上記実施例では、遊星歯車機構より成るギ
ア機構９を用いるようにしたが、他の構成のギア
機構を設ける構成としても良いものである。

その他、本考案は上記し且つ図面に示した実施
例に限定されるものではなく、例えばアブソリユ
ート形エンコーダとして他の構造のものを採用し
ても良い等、その要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。

［考案の効果］ 本考案によれば以上の説明によつて明らかなよ
うに、減速用のギア機構を使用したアブソリユー
ト形エンコーダによつてステアリングホイールの
特定位置からの絶対的な回転角度を示す位置信号
を得るようにした構成でありながら、実装する前
の段階において上記アブソリユート形エンコーダ
内の減速回転体を正規位置に確実に保持すること
ができ、以てステアリングホイールに対する組付
け作業性を向上させ得ると共に、組付け状態の検
査を不要になし得るという実用的な効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すものであり、第
１図及び第２図は夫々異なる状態での全体の縦断
面図、第３図は要部を示す正面図、第４図はアブ
ソリユート形エンコーダの出力特性図、第５図は
第１図中のＶ−Ｖ線に沿つた断面図、第６図は第
１図中の−線に沿つた断面図、第７図は第１
図中の−線に沿つた断面図である。 図中、１はステアリングシヤフト、２はステア
リングホイール、４はベース（静止部材）、４ｃ
は第１係合凹部（第１ロツク手段）、５は連結体、
５ａは第１係合突起（第１係合手段）、５ｃは第
２係合突起（第２係合手段）、６は圧縮コイルば
ね（ばね手段）、８はロータ、９はギア機構、１
０は太陽歯車、１１は内歯車、１２は遊星歯車、
１３は減速回転体、１３ｂは第２係合凹部（第２
ロツク手段）、１４はコンポジツト基板、１５は
電極パターン、１６は抵抗パターン、１８はブラ
シ、１９は信号発生手段、２０はアブソリユート
形エンコーダを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１及び第２の位置間で往復移動可能に設けら
   れステアリングホイールがステアリングシヤフト
   に装着された状態で上記第２の位置へ移動される
   と共にそのステアリングホイールと一体回転可能
   となる連結体と、この連結体を常時第１の位置方
   向へ付勢するばね手段と、前記連結体の回転を減
   速して減速回転体に伝えるギア機構と、前記減速
   回転体及びギア機構と共にアブソリユート形エン
   コーダを構成するように設けられ上記減速回転体
   の回転に応じて前記ステアリングホイールの特定
   位置からの回転角度を示す位置信号を発生する信
   号発生手段と、前記連結体に設けられた第１及び
   第２係合手段と、適宜の静止部材に設けられ前記
   連結体が第１の位置にある状態で前記第１係合手
   段に係合してその連結体の回転を拘束する第１ロ
   ツク手段と、前記減速回転体に設けられその回転
   に応じて出力される前記位置信号が前記特定位置
   を示した状態にあり且つ前記連結体が第１の位置
   にある状態で前記第２係合手段に係合してその減
   速回転体の回転を拘束する第２ロツク手段とを具
   備したことを特徴とする自動車用ステアリングホ
   イールの回転検出装置。