專利名稱：旋轉角度檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種旋轉角度檢測裝置，可用于例如汽車的轉向機構的旋轉角度檢測。
背景技術：
近年來，汽車的高性能化不斷進步，使用旋轉角度檢測裝置來檢測轉向機構的旋轉角度從而進行各種控制的車輛不斷增加。以下使用圖4說明以往的旋轉角度檢測裝置。圖4是以往的旋轉角度檢測裝置的主要部分的分解立體圖。
旋轉體21在外周具有齒輪部21A，同時具有用于與貫通中央的轉向機構(無圖示)的軸相聯(lián)動的聯(lián)動部21B。檢測體22在外周具有齒輪部22A，檢測體24在外周具有齒輪部24A。齒輪部22A與齒輪部21A嚙合。齒輪部24A與齒輪部22A嚙合。在檢測體22的中央、檢測體24的中央，通過嵌入成形等分別安裝有磁鐵23A、磁鐵25A。這些齒輪的直徑和齒數，旋轉體21最大，檢測體22、檢測體24按順序減小。
在大致平行地設置在檢測體22、24的上方的配線印刷電路板28的上下表面上，形成多個配線圖案(無圖示)。另外以分別與磁鐵23A、磁鐵25A正對的方式，在配線印刷電路板28上安裝磁檢測元件23B、25B。另外，配線印刷電路板28具有由微型電子計算機等電子部件構成的控制部29。控制部29與磁檢測元件23B、25B連接在一起。
如上所述，旋轉角度檢測裝置通過下述部件構成由磁鐵23A和磁檢測元件23B構成的第1檢測元件，由磁鐵25A和磁檢測元件25B構成的第2檢測元件，和控制部29。
控制部29通過連接件(無圖示)等與汽車本體的電路(無圖示)連接在一起，轉向機構的軸貫通在旋轉體21的聯(lián)動部21B上。由此，將該旋轉角度檢測裝置安裝在汽車上。
在上述的構造中，行駛時司機旋轉轉向機構后，旋轉體21旋轉，檢測體22與旋轉體21聯(lián)動從而旋轉，檢測體24與檢測體22聯(lián)動從而旋轉。磁鐵23A、25A也隨著這些旋轉而旋轉。磁檢測元件23B、25B把磁鐵23A、25A的變化的磁場強度作為由正弦和余弦的電壓波形組成的檢測信號檢測出來。這些檢測信號以鋸齒狀的數據波形被輸入控制部29。在這里，由于檢測體22的齒數和檢測體24的齒數不同，旋轉速度也不同，因此檢測體22和檢測體24的檢測信號是相互周期不同并且有相位差的數據波形。
控制部29根據來自磁檢測元件23B、25B的兩個不同的檢測信號和各自的齒數進行規(guī)定的運算，從而檢測旋轉體21的旋轉角度。也就是說，控制部29檢測轉向機構的旋轉角度。檢測出的信號輸入汽車本體的電子電路，從而進行車輛的各種控制。這種旋轉角度檢測裝置在例如特開2005-3625號公報中有所公開。
但是，在上述以往的旋轉角度檢測裝置中，如果在檢測體22或檢測體24上產生了缺陷或者破損，則控制部29根據磁檢測元件23B、25B的檢測信號檢測出錯誤的旋轉角度。為了解決這個問題，就要提高檢測體22、24的強度，使之難以產生缺陷或者破損，得到長時間的耐用年數，這樣就必須增大檢測體22、24或使用高強度的材料。

發(fā)明內容
本發(fā)明的旋轉角度檢測裝置包括旋轉體，與旋轉體聯(lián)動而旋轉的第1檢測體，與第1檢測體聯(lián)動而旋轉的第2檢測體，和與旋轉體和第2檢測體聯(lián)動而旋轉的輔助檢測體。另外，本發(fā)明的旋轉角度檢測裝置還包括第1檢測元件，第2檢測元件，和控制部。第1檢測元件檢測第1檢測體的旋轉，第2檢測元件檢測第2檢測體的旋轉?？刂撇客ㄟ^來自第1檢測元件的檢測信號和來自第2檢測元件的檢測信號檢測旋轉體的旋轉角度。在這種簡單的構造中，第1檢測體、第2檢測體、輔助檢測體這三個檢測體一直聯(lián)動而旋轉，因此即使在各檢測體產生一些缺陷或者破損的情況下，控制部也可以正確地檢測出旋轉體的旋轉角度。


圖1是利用本發(fā)明的實施方式的旋轉角度檢測裝置的主要部分的分解立體圖。
圖2是利用本發(fā)明的實施方式的旋轉角度檢測裝置的主要部分的剖面圖。
圖3是利用本發(fā)明的實施方式的其他旋轉角度檢測裝置的主要部分的分解立體圖。
圖4是以往的旋轉角度檢測裝置的主要部分的分解立體圖。
具體實施例方式
圖1是利用本發(fā)明的實施方式的旋轉角度檢測裝置的主要部分的分解立體圖，圖2是其剖面圖。利用本實施方式的旋轉角度檢測裝置包括旋轉體1，第1檢測體2(以下稱為檢測體2)，第2檢測體4(以下稱為檢測體4)，輔助檢測體6(以下稱為檢測體6)，和配線印刷電路板8。
旋轉體1在外周具有齒輪部1A，同時具有用于與貫通中央的轉向機構(無圖示)的軸相聯(lián)動的聯(lián)動部1B。檢測體2在外周具有齒輪部2A，檢測體4在外周具有齒輪部4A。檢測體6在外周具有齒輪部6A。齒輪部2A與齒輪部1A嚙合。齒輪部4A與齒輪部2A嚙合。齒輪部6與齒輪部1A、齒輪部4A嚙合。旋轉體1、檢測體2、4、6都由絕緣樹脂或者金屬構成。這些齒輪的直徑和齒數，旋轉體1最大，檢測體2與檢測體6相同，檢測體4比它們都小。例如，齒輪部1A的齒數為65個，齒輪部2A和齒輪部6A為26個，齒輪部4A為25個。
在檢測體2的中央、檢測體4的中央、檢測體6的中央，分別通過嵌入成形等安裝有第1磁鐵3A(以下稱為磁鐵3A)、第2磁鐵5A(以下稱為磁鐵5A)、輔助磁鐵7A(以下稱為磁鐵7A)。在大致平行地設置在檢測體2、4、6的上方的配線印刷電路板8的上下表面上，形成有多個配線圖案(無圖示)。另外以分別與磁鐵3A、5A、7A正對的方式，在配線印刷電路板8上安裝有各向異性磁阻(AMR)元件等磁檢測元件3B、5B、7B。分別通過互相正對的磁鐵3A和磁檢測元件3B形成第1檢測元件，同樣通過磁鐵5A和磁檢測元件5B形成第2檢測元件，通過磁鐵7A和磁檢測元件7B形成輔助檢測元件。
另外配線印刷電路板8具有由微型電子計算機等電子元件構成的控制部10?？刂撇?0與磁檢測元件3B、5B、7B連接在一起。
設置于絕緣樹脂性殼體11的筒部11A、筒部11B、絕緣樹脂性保持架12分別可以旋轉地保持檢測體2、輔助檢測體6、檢測體4。保持架12可移動地安裝于殼體11的底面的滑動槽11C。另外在殼體11上設置有孔，該孔用于使與旋轉體1的聯(lián)動部1B聯(lián)動的轉向機構的軸通過。
線狀彈簧13包括卷繞著的中央部13A，和從中央部13A延伸出的左端部13B和右端部13C。彈簧13成稍許彎曲狀態(tài)，中央部13A插入保持在從殼體11突出的保持部11D上。并且左端部13B卡止在卡止部11E上，同時右端部13C與保持部12的側面接觸。通過該構造，彈簧13將檢測體4壓緊(推壓)在檢測體2和檢測體6上。也就是說，彈簧13是用于將檢測體4壓緊在檢測體2和檢測體6上的彈性體。
通過以上的構造，將與殼體11正對的對等殼體(無圖示)和殼體11組合，就構成了本實施方式的旋轉角度檢測裝置。
控制部10通過連接器(無圖示)等與汽車本體的電子電路(無圖示)連接在一起，轉向機構(無圖示)的軸貫通于旋轉體1的聯(lián)動部1B。這樣，該旋轉角度檢測裝置就安裝在汽車上。
在上述的構造中，如果在行駛時，即在向旋轉角度檢測裝置通電的狀態(tài)下，司機旋轉轉向機構，則旋轉體1旋轉。檢測體2、4、6也與旋轉體1聯(lián)動而旋轉。伴隨著各個檢測體的旋轉，磁鐵3A、5A、7A也旋轉。磁檢測元件3B、5B、7B把磁鐵3A、5A、7A的變化的磁場強度作為由正弦和余弦的電壓波形構成的檢測信號檢測出來。
這些檢測信號以鋸齒狀的數據波形被輸入控制部10。檢測體2的齒數和檢測體6的齒數相同并且旋轉速度也相同，與此相對，檢測體4的齒數不同并且旋轉速度也不同。因此，檢測體4的檢測信號和檢測體2以及檢測體6相比，是周期不同而且有相位差的數據波形。
控制部10根據從檢測體2和檢測體4得到的兩個不同的檢測信號以及各自的齒數進行規(guī)定的運算，從而檢測出旋轉體1的旋轉角度。也就是說，控制部10檢測轉向機構的旋轉角度。檢測出的信號輸入汽車本體的電子電路，從而進行車輛的各種控制。運算旋轉角度的詳細方法在例如特開2005-3625號公報中公開。
檢測體6與旋轉體1和檢測體4嚙合。也就是說，構成為三個檢測體聯(lián)動地旋轉。因此，即使萬一各個檢測體中的某一個產生一些缺陷或者破損，相鄰的檢測體也可以聯(lián)動地旋轉。例如，即使檢測體4的與檢測體2相嚙合部分產生缺陷，檢測體4可以通過與檢測體6相嚙合部分旋轉。并且在檢測體4的嚙合部分的缺陷部分與檢測體6相嚙合時，無缺陷的檢測體4的嚙合部分與檢測體2嚙合。
這樣，即使在各個檢測體的某個齒輪中產生缺陷或者破損的情況下，它們的旋轉也會一直聯(lián)動地進行，從而控制部10可以正常地檢測出旋轉體1的旋轉角度。因此，不必將各個檢測體形成較大的形狀，或者特別使用強度較高的材料。這樣，本實施方式的旋轉角度檢測裝置是僅僅添加了輔助檢測體6的簡易的結構，不需要形成較大的形狀。因此本實施方式的旋轉角度檢測裝置可以使用比較便宜的材料構成，并且具有長時間的耐用年數。
另外如上所述，優(yōu)選設置磁鐵7A和用于檢測檢測體6旋轉的磁檢測元件7B。通過控制部10檢測從檢測元件3B、7B中得到的檢測信號之差，控制部10可以檢測出不正常狀態(tài)。例如，在產生旋轉體1與檢測體2或者旋轉體1與檢測體6分離等的不正常狀態(tài)的情況下，即使從磁檢測元件3B、7B中的一方輸出檢測信號，從另一方也不會輸出檢測信號。控制部10可以檢測出這種不正常狀態(tài)。從而可以有效地防止檢測出錯誤的旋轉角度。
另外控制部10進而優(yōu)選檢測從磁檢測元件5B、7B得到的檢測信號之差。由此，即使在如上所述檢測體2分離的情況下，控制部10也可以根據由檢測體6的旋轉得到的來自磁檢測元件7B的檢測信號從而檢測出旋轉體1的旋轉角度。
進而如上所述，優(yōu)選設置作為彈性體的彈簧13。彈簧13通過按壓安裝有檢測體4的保持架12，間接地將檢測體4壓緊在檢測體2和檢測體6上。所以，由于在各個檢測體的齒輪之間以盡量小的間隙即無齒隙的狀態(tài)進行旋轉，不會由該間隙產生誤差。這樣可以高精度地檢測旋轉角度。
接下來說明除彈簧13以外的用于將檢測體4壓緊在檢測體2和檢測體6上的彈性體。圖3是本發(fā)明實施方式的其它旋轉角度檢測裝置的主要部分的分解立體圖。
在該構造中，在殼體31上設置有筒部31A，筒部31A可以旋轉地保持檢測體4。另外，板狀彈簧33以稍許彎曲的狀態(tài)安裝在筒部31A的槽34上。彈簧33按壓圖2中檢測體4的下表面?zhèn)鹊妮S承部4B的側面，從而將檢測體4壓緊在檢測體6和檢測體2上。也就是說，彈簧33將檢測體4直接壓緊在檢測體2和檢測體6上。由此檢測體4僅在檢測體4的軸承部4B和筒部31A內的軸之間的間隙范圍內移動。其他的構造與圖1相同。在這種構造中，彈簧33與彈簧13所起的效果相同。
另外，在圖1、圖3的旋轉角度檢測裝置中，在旋轉體1、檢測體2、4、6的外周形成有齒輪，但是并不限定于此。除齒輪以外，也可以在旋轉體1和檢測體2、4、6的外周形成可以傳遞旋轉的凹凸部或者高摩擦部等，由此互相聯(lián)動地旋轉。
如上所述，本發(fā)明的旋轉角度檢測裝置可以正確地檢測旋轉角度，同時價格便宜并且構造簡單，所以可靠性有所提高。這種旋轉角度檢測裝置可用于汽車的轉向機構的旋轉角度檢測等。
權利要求
1.一種旋轉角度檢測裝置，其特征在于，包括旋轉體；與上述旋轉體聯(lián)動而旋轉的第1檢測體；檢測上述第1檢測體的旋轉的第1檢測元件；與上述第1檢測體聯(lián)動而旋轉的第2檢測體；檢測上述第2檢測體的旋轉的第2檢測元件；與上述旋轉體和上述第2檢測體聯(lián)動而旋轉的輔助檢測體；和根據來自上述第1檢測元件的檢測信號和來自上述第2檢測元件的檢測信號檢測上述旋轉體的旋轉角度的控制部。
2.如權利要求1所述的旋轉角度檢測裝置，其特征在于還包括檢測上述輔助檢測體旋轉的輔助檢測元件；上述控制部根據來自上述輔助檢測元件的檢測信號與來自上述第1檢測元件的檢測信號之差，檢測出在上述第1檢測體和上述輔助檢測體的某一方上產生了不正常狀況。
3.如權利要求2所述的旋轉角度檢測裝置，其特征在于上述控制部，在檢測出在上述第1檢測體上產生了不正常狀況時，根據來自上述輔助檢測元件的檢測信號和來自上述第2檢測元件的檢測信號檢測上述旋轉體的旋轉角度。
4.如權利要求1所述的旋轉角度檢測裝置，其特征在于還包括用于將上述第2檢測體壓緊在上述第1檢測體和上述輔助檢測體上的彈性體。
全文摘要
旋轉角度檢測裝置具有旋轉體，與旋轉體聯(lián)動而旋轉的第1檢測體，與第1檢測體聯(lián)動而旋轉的第2檢測體，和與旋轉體和第2檢測體聯(lián)動而旋轉的輔助檢測體。另外，旋轉角度檢測裝置具有第1檢測元件，第2檢測元件，和控制部。第1檢測元件檢測第1檢測體的旋轉，第2檢測元件檢測第2檢測體的旋轉?？刂撇客ㄟ^來自第1檢測元件的檢測信號和來自第2檢測元件的檢測信號來檢測旋轉體的旋轉角度。
文檔編號B62D1/00GK1952589SQ20061014125
公開日2007年4月25日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權日2005年10月20日
發(fā)明者白發(fā)升三, 馬場裕介, 富野泰范, 大西賢英, 野田宏充 申請人:松下電器產業(yè)株式會社