JPH068483Y2 - 自動車用ステアリング回転角度検出装置 - 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ィールの回転数及び回転角度に
応じて電気信号を出力する自動車用ステアリング回転角
度検出装置に関する。

（従来の技術） 自動車のステアリングホィールが所定角度回転された時
にコーナリングランプを点滅したり或いはショックアブ
ソーバの硬さを変化させることが行われているが、従来
のものは、ステアリングホィールに直結された可動コン
タクトがインシュレータに等間隔に複数個設けられた固
定コンタクトに接触した時にパルス信号を出力し、その
パルス信号をマイクロコンピユータに入力して計数し、
その計数結果に応じてステアリングホィールの回転数と
回転角度とが検出できるようにしていた。

（考案が解決しようとする問題点） 従来の構成では、可動コンタクトがステアリングホィー
ルに直結されて複数回回転されるから、ステアリングホ
ィールが１回転以上されると可動コンタクトが同じ固定
コンタクトに再度接触することになり、従ってステアリ
ングホィールの回転数と回転角度の検出を行うために、
信号をマイクロコンピユータによって電気的に処理する
必要があり、電気的な構成が複雑化するとともにそのた
めのソフトウェアを必要とする欠点があった。また、従
来のものはステアリングホィールを組立てた後に、該ス
テアリングホィールの中立位置をマイクロコンピユータ
に電気的に記憶させる必要があって、組立作業が面倒で
あり、サービス時にステアリングホィールを取外した時
にも電気的な記憶を変化させねばならず、やはり作業が
面倒であった。更に、車の走行状態によってコンピユー
タが中立位置を判断していたので、そのためのソフトウ
ェアも必要であった。

従って、本考案の目的は、ステアリングホィールの回転
及び角度の検出を機械的な構成で可能にでき、マイクロ
コンピユータを用いなくて済むために、電気的な構成の
簡単化を図り得るとともに組立時及びサービス時の作業
を簡単化できる自動車用ステアリング回転角度検出装置
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） 本考案はステアリングホィールと一体回転されるように
設けられたロータと、このロータの外周部に設けられた
第１の歯車と、前記ロータの外周側に位置されて、車体
に対して相対移動不能に固定された固定部材に固着され
た外ケースと、この外ケースの内周部に設けられた第２
の歯車と、前記第１の歯車に噛合う第１のピニオン部及
び前記第２の歯車に噛合う第２のピニオン部を一体に有
し、前記ロータの回転に伴い回転しつつ第２の歯車に沿
って回動する遊星歯車と、前記外ケースに設けられ、固
定コンタクトが配設されたインシュレータと、このイン
シュレータ上に沿って前記外ケース内を摺動し得るよう
に設けられ、前記遊星歯車を回転可能に軸支する可動コ
ンタクトホルダと、この可動コンタクトホルダに設けら
れ、前記固定コンタクトに対応する可動コンタクトとを
備えた自動車用ステアリング回転角度検出装置におい
て、 前記第２の歯車の一部に歯を有しない無歯状部を設ける
と共に、この無歯状部の略中央部に、前記遊星歯車が無
歯状部に対応する位置まで回動して当接したときに、そ
の遊星歯車を前記第２の歯車に噛合わせる方向へ付勢す
る戻しばねを設け、前記ステアリングホィールを左右方
向の一方向に最大回転させた限度位置から反対方向に最
大回転させた限度位置まで回転させたときに、前記遊星
歯車が前記無歯状部を除いた前記第２の歯車の歯の部分
を端から端まで回動する構成としたところに特徴を有す
る。

（作用） ステアリングホィールの回転を遊星歯車で減速して可動
コンタクトホルダに伝達するから、ステアリングホィー
ルが一回転以上回転されても可動コンタクトホルダの回
転を一回転以内に設定することが可能になり、機械的な
構成のみでステアリングホィールの回転数と回転角度と
を検知でき、電気的な構成の簡単化を図るとともに、組
立後にステアリングホィールを左右に最大に回転操作す
るだけの簡単な操作で、該ステアリングホィールの中立
位置をステアリング回転角度検出装置に設定し得るよう
にしたものである。

（実施例） 以下本考案の一実施例について図面を参照して説明す
る。１はステアリングコラム２に固着された固定部材と
してのスイッチボディで、これに図示しないステアリン
グシャフトを囲繞するキャンセルカム３が回転可能に設
けられている。そして、このキャンセルカム３はこれの
上面に突設された凸部３ａ，３ａが該ステアリングシャ
フトに固着されらステアリングホィール（図示せず）の
下面に係合してこれと一体回転される。４は短円筒状の
外ケースで、これの外周に突設された舌片４ａがスイッ
チボディ１にねじ止め等で固着されている。５はこの外
ケース４内に回転可能に配設され且つ内周部に筒部５ａ
を有する環状をなすロータで、これの筒部５ａの内周面
に形成された係合凹部５ｂにキャンセルカム３の外周に
突設された凸部３ｂが係合されて該ロータ５がキャンセ
ルカム３と一体回転可能になされている。６はこのロー
タ５の下面に係合固着されたプリント配線基板によって
製作された基板で、この基板６の下面に３個の可動コン
タクト７乃至９が略等間隔に配設された可動コンタクト
ホルダ１０が固着されている。１１はロータ５の上面に
一体成形によって突設されたコネクタガイドで、基板６
にはコネクタガイド１１内に位置させて複数個のコネク
タピン（図示せず）が設けられていて、このコネクタピ
ンと各可動コンタクト７乃至９との間が基板６に設けら
れたプリント配線パターンによって互いに接続されてい
る。そして、コネクタガイド１１にはステアリングホィ
ールに配設されたスイッチに電気的に接続されたコネク
タ（図示せず）が嵌合される。

一方、１２は可動コンタクト７乃至９に対向させて外ケ
ース４に固着されたプリント基板からなるインシュレー
タで、これの上面には可動コンタクト７及び８に常時摺
接する環状の第１及び第２の固定コンタクト１３及び１
４がプリントパターンで形成されている。１５は可動コ
ンタクト９が常時摺接するように固定コンタクト１４の
外側に配設された第３の固定コンタクトで、これは環状
をなす金属板をインシュレータ１２の上面に当接させて
構成されていて、第１及び第２の固定コンタクト１３及
び１４と同心に形成されている。そして、以上説明した
可動コンタクト７乃至９と第１乃至第３の固定コンタク
ト１３乃至１５にてスリップリング装置１６が形成され
ていて、このうち可動コンタクト９及び第３の固定コン
タクト１５は例えばステアリングホィールに設けられた
ホーンスイッチへ通電するために用いられる。而して、
斯様なスリップリング装置１６は、ステアリングホィー
ルの回転操作に伴うロータ５の回転に伴い各可動コンタ
クト７乃至９が第１乃至第３の固定コンタクト１３乃至
１５に対して摺動しつつ常に接触するようになってい
て、ステアリングホィールがどの回転位置にあっても、
ステアリングホィール側のスイッチ類と車体側の負荷及
び電源との間を電気的に常に接続している。尚、１７は
外ケース４の内面に嵌合固着された金属製の補強リング
である。

さて、１８はスリップリング装置１６の下方に配設され
たステアリング回転角度検出装置で、以下これについて
説明する。即ち、１９は外ケース４に固着されたプリン
ト配線基板からなるインシュレータで、これに第５図及
び第６図に示すように環状の第１の固定コンタクト２０
と弧状をなす第２乃至第４の固定コンタクト２１乃至２
３がプリントパターンによって形成されている。２４は
インシュレータ１７に沿って摺動移動し得るように外ケ
ース４内に摺動可能に配設された可動コンタクトホルダ
で、これに第１乃至第４の固定コンタクト２０乃至２３
に対向する３個の接触部２５ａ乃至２５ｃを有する可動
コンタクト２５が固着されている。２６は可動コンタク
トホルダ２４に形成された軸孔２７に回転可能に配設さ
れた遊星歯車で、これには大径の第１のピニオン部２８
と小径の第２のピニオン部２９とが一体に形成されてい
る。そして、第１のピニオン部２８はロータ５の下部外
周部に形成された第１の歯車３０に噛合っている。一
方、３１は外ケース４の内周部に嵌着された環状の第２
の歯車で、これが第２のピニオン部２９に噛合ってい
る。３２は第２の歯車３１の内周部に歯を所定長さ切除
することによって形成された無歯状部である。３３は無
歯状部３２の中央に対向させてインシュレータ１２の下
面側に配設された戻しばねで、これは中央にコイル部３
３ａを有する略Ｖ字形状をなして該コイル部３３ａがイ
ンシュレータ１２に突設された突起部１２ａに嵌入され
ており、また、この突起部１２ａの近傍に位置させて該
インシュレータ１２に突設された２個の突起部１２ｂ，
１２ｂによってその戻しばね３３の位置決めがなされて
いる。而して、ステアリングホィールと一体回転される
ロータ５の最大の回転が例えば４，５回転である場合
に、第１の歯車３０、第１のピニオン部２８、第２のピ
ニオン部２９及び第２の歯車３２の夫々の径寸法を、ロ
ータ５が最大回転された場合でも可動コンタクトホルダ
２４の回動が約３２０°になるような減速比を得るよう
に設定されている。

次に上記構成の作用について説明する。ステアリングホ
ィールが中立状態になされた時に遊星歯車の位置は第３
図に示すようにロータ５を挾んで戻しばね３３と対向さ
れており、第２のピニオン部２９が第２の歯車３１の略
中央部に噛合っている。そして、この状態で第６図に実
線で示すように可動コンタクト２５の接触部２５ａは第
１の固定コンタクト２０に接触され、第３の接触部２５
ｃが第４の固定コンタクト２３に接触されている。この
状態からステアリングホィールが例えば第３図に示すよ
うに矢印Ａ方向に回転操作されると、このステアリング
ホィールと一体的にロータ５が回転され、この回転が第
１の歯車３０から遊星歯車２６の第１のピニオン部２８
に伝達され、該第１のピニオン部２８が矢印Ｂ方向に回
転される。一方、遊星歯車２６が矢印Ｂ方向に回転され
ると、第２のピニオン部２９が第２の歯車３１に噛合っ
ているから、遊星歯車２６が矢印Ｃで示す方向に回動さ
れ、これにつれて可動コンタクトホルダ２４が同矢印Ｃ
方向に移動変位される。そして、該可動コンタクトホル
ダ２４が矢印Ｃ方向に所定角度回動されると、可動コン
タクト２５の接触部２５ａが第１の固定コンタクト２０
に引き続き接触し、且つ、接触部２５ｃが第３の固定コ
ンタクト２２に接触する状態（第６図に２点鎖線ａで示
す）に変化され、この状態から更に可動コンタクトホル
ダ２２が矢印Ｃ方向に回動されると、可動コンタクト２
５の接触部２５ａが第１の固定コンタクト２０に引き続
き接触し、且つ、接触部２５ｂが第２の固定コンタクト
２１に接触する状態（第６図に二点鎖線ｂで示す）に変
化される。そして、ステアリングホィールが矢印Ａ方向
に最大に回動されることによって可動コンタクトホルダ
２４が中立位置から矢印Ｃ方向に約１６０°回動される
と、第２のピニオン部２９が第２の歯車３１から外れて
無歯状部３２に対向する状態になり、遊星歯車２６が戻
しばね３３の一端に当接した状態になされる（第７図参
照）。この状態からステアリングホィールが反矢印Ａ方
向に回動されると、遊星歯車２６の第２のピニオン部２
９は戻しばね３３によって反矢印Ｃ方向に付勢されてい
るから、直ちに第２の歯車３１に噛合う状態になされ
る。尚、ステアリングホィールが中立位置から反矢印Ａ
方向に回動される場合には、可動コンタクトホルダ２４
が反矢印Ｃ方向に回動され、可動コンタクト２５の接触
部２５ａが第１の固定コンタクト２０に引き続き接触
し、可動コンタクトホルダ２４の回動角度に応じて対称
的に配設された第３及び第２の固定コンタクト２２及び
２１に接触部２５ｂ或いは２５ｃが夫々接触され、更に
ステアリングホィールが反矢印Ａ方向に最大に回転され
ると、上述した場合と同様に第２のピニオン部２９が第
２の歯車３１から外れて無歯状部３２に対向する状態に
なされる。ここで、例えばロータ５が１回転された時に
可動コンタクトホルダ２４が約３２０°／４．５しか回
動されないから、ステアリングホィールが最大回転例え
ば４．５回転されても可動コンタクト２３の回動が約３
２０°であり、従来のように同一の固定コンタクトに可
動コンタクトが繰返し何回も接触することが起こらず、
従って、ステアリング回転角度検出装置１６からの出力
をマイクロコンピユータ等で処理することなく直接利用
できる。而して、ステアリングホィールをステアリング
シャフトに組立てた直後には該ステアリングホィールが
中立状態になされた時に遊星歯車２６が第３図に実線で
示す状態よりも矢印Ｃ方向に所定角度ずれた状態（同第
３図に一点鎖線で示す）を呈することがあるが、この場
合は、ステアリングホィールを矢印Ａ方向に最大に回転
させるよりも前に遊星歯車２６の第２のピニオン部２９
が第２の歯車３１から外れた第７図に示すように無歯状
部３２に対向する状態になり、ステアリングホィールが
更に矢印Ａ方向に最大に回転される迄遊星歯車２６の位
置が変化しないから、ステアリングホィールを矢印Ａ方
向に最大に回転してから反矢印Ａ方向に戻すと、直ちに
第２のピニオン部２９が第２の歯車３１に噛合ってステ
アリングホィールを中立位置に戻した時に遊星歯車２６
が第３図に実線で示すような正しい位置で第２の歯車３
１に噛合う状態になる。また、ステアリングホィールを
ステアリングシャフトに組立てた直後に、該ステアリン
グホィールが中立状態になされた時に、遊星歯車２６が
第３図に実線で示す位置よりも反矢印Ｃ方向に所定角度
ずれた状態を呈する場合には、上述とは逆にステアリン
グホィールを反矢印方向に最大に回動してから矢印Ａ方
向に戻すと、遊星歯車２６が同第３図に実線で示すよう
な正しい位置で第２の歯車３１に噛合う状態になる。

上記構成では、ロータ５の回転が遊星歯車２６によって
減速されて可動コンタクトホルダ２４を回動させ、ロー
タ５が複数回回転されても可動コンタクトホルダ２４の
回動が３６０°未満になるようにしたから、可動コンタ
クト２５が第１乃至第４の固定コンタクト２０乃至２３
に複数回接触するようなことが無く、従って、ステアリ
ング回転角度検出装置１６からの出力をコンピユータ等
で電気的に処理することなく直接利用でき、複雑な電気
的構成を不要にでき電気的な構成の簡単化を図り得る。
また、ステアリングホィールをステアリングシャフトに
組立後に該ステアリングホィールを左右に最大に回転操
作するだけの簡単な操作で、該ステアリングホィールの
中立位置をステアリング回転角度検出装置１８に設定し
得、従来のようにステアリングホィールの位置をマイク
ロコンピユータに電気的に記憶させるような面倒な操作
が不要であり、組立時及びサービス時の作業が極めて簡
単にでき、組立後にステアリングホィールを左右に最大
に回転操作するだけの簡単な操作で、該ステアリングホ
ィールの中立位置をステアリング回転角度検出装置に設
定し得る。

尚、上記実施例では、可動コンタクト２５と第１乃至第
４の固定コンタクト２０乃至２３とによってステアリン
グ回転角度検出装置１８を構成しているが、固定コンタ
クトを抵抗帯とし抵抗値の変化でステアリング回転角度
を検出するようにしてもよい。

更に、遊星歯車２６に上下二段に第１及び第２ピニオン
部２８及び２９を設けているが、例えば、検出装置全体
の径を大きくすることにより遊星歯車のピニオン部を一
段にすることもできる。

［考案の効果］ 本考案は以上の説明から明らかなように、ステアリング
ホィールの回転を遊星歯車で減速して可動コンタクトに
伝達するから、機械的な構成のみでステアリングホィー
ルの回転数と回転角度とを検出でき、電気的な構成の簡
単化を図ることができ、また、遊星歯車と噛合う第２の
歯車の一部に無歯状部を設けると共に、その無歯状部に
戻しばねを設けたことにより、ステアリングホィールを
左右の一方向に最大に回転操作することで、ステアリン
グホィールの中立位置をステアリング回転角度検出装置
に設定することができ、組立時及びサービス時の作業を
簡単化できる自動車用ステアリング回転角度検出装置を
提供できる。

【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、第１図は要部の
拡大縦断面図、第２図は全体の縦断面図、第３図は第２
図のIII−III線に沿う断面図、第４図は上面図、第５図
は分解斜視図、第６図はインシュレータ部分の平面図、
第７図は異なる作用状態を示す第３図相当図である。 図面中、１はスイッチボディ（固定部材）、３はキャン
セルカム、４は外ケース、５はロータ、１６はスリップ
リング装置、１８はステアリング回転角度検出装置、１
９はインシュレータ、２０乃至２３は第１乃至第４の固
定コンタクト、２４は可動コンタクトホルダ、２５は可
動コンタクト、２６は遊星歯車、２８は第１のピニオン
部、２９は第２のピニオン部、３０は第１の歯車、３１
は第２の歯車、３２は無歯状部、３３は戻しばねであ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングホィールと一体回転されるよ
   うに設けられたロータと、 このロータの外周部に設けられた第１の歯車と、 前記ロータの外周側に位置されて、車体に対して相対移
   動不能に固定された固定部材に固着された外ケースと、 この外ケースの内周部に設けられた第２の歯車と、 前記第１の歯車に噛合う第１のピニオン部及び前記第２
   の歯車に噛合う第２のピニオン部を一体に有し、前記ロ
   ータの回転に伴い回転しつつ第２の歯車に沿って回動す
   る遊星歯車と、 前記外ケースに設けられ、固定コンタクトが配設された
   インシュレータと、 このインシュレータ上に沿って前記外ケース内を摺動し
   得るように設けられ、前記遊星歯車を回転可能に軸支す
   る可動コンタクトホルダと、 この可動コンタクトホルダに設けられ、前記固定コンタ
   クトに対応する可動コンタクトと を備えた自動車用ステアリング回転角度検出装置におい
   て、 前記第２の歯車の一部に歯を有しない無歯状部を設ける
   と共に、 この無歯状部の略中央部に、前記遊星歯車が無歯状部に
   対応する位置まで回動して当接したときに、その遊星歯
   車を前記第２の歯車に噛合わせる方向へ付勢する戻しば
   ねを設け、 前記ステアリングホィールを左右方向の一方向に最大回
   転させた限度位置から反対方向に最大回転させた限度位
   置まで回転させたときに、前記遊星歯車が前記無歯状部
   を除いた前記第２の歯車の歯の部分を端から端まで回動
   する構成とした ことを特徴とする自動車用ステアリング回転角度検出装
   置。