旋轉角傳感器的製作方法
2023-05-19 18:06:16 2
專利名稱：旋轉角傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及旋轉角傳感器，其具有由同軸上具有大齒輪和小齒輪的二級齒輪構成的轉子、以及分別與大齒輪及小齒輪嚙合的從動齒輪。
背景技術：
在專利文獻1中公開了能夠檢測方向盤等的操舵角的旋轉角傳感器。專利文獻1 公開的旋轉角傳感器具有大齒輪和小齒輪在同軸上一體地形成而成的轉子、與小齒輪嚙合的第1從動齒輪(旋轉檢測齒輪)和與大齒輪嚙合的第2從動齒輪(旋轉檢測齒輪)。 各從動齒輪構成為在轉子旋轉一次時，各自的轉速是不同的，並能夠基於由旋轉檢測部檢測的各從動齒輪的旋轉角，進行轉子的多旋轉角(絕對角)的檢測。專利文獻1 日本特開2004-340677號公報專利文獻2 日本實開平6-5644號公報專利文獻3 日本實開昭64-17055號公報在上述的旋轉角傳感器的構造中，與小齒輪嚙合的第1從動齒輪處於與比小齒輪向外側突出的大齒輪在高度方向上相對置的位置關係，從而所述第1從動齒輪在大齒輪的旋轉軸方向上受到壓力等時，因相對於第1從動齒輪的安裝精度的降低和偏差等，存在與大齒輪幹涉的可能性。大齒輪和小齒輪的齒數不同。由此，與小齒輪嚙合的第1從動齒輪與大齒輪幹涉時，第1從動齒輪的旋轉動作變得不穩定。另外，在小齒輪的齒部的末端(裾)部分產生飛邊等時，存在不能夠使與小齒輪嚙合的第1從動齒輪穩定地平順地旋轉的問題。而且，在與小齒輪嚙合的第1從動齒輪在大齒輪的突出面上一邊滑動一邊進行旋轉動作的形態中，接觸面積變大，因此存在第1從動齒輪和大齒輪間的摩擦變大的問題。產生上述問題時，輸出信號紊亂而產生噪聲等，妨礙了高精度的旋轉檢測。專利文獻2、3記載的發明是關於防止齒輪脫落的構造，並不是具有小齒輪和大齒輪設置在同軸上的轉子、和分別與小齒輪及大齒輪嚙合的從動齒輪的旋轉角傳感器的構造，因此，沒有任何關於抑制與小齒輪嚙合的第1從動齒輪與大齒輪幹涉的結構的記載。
發明內容
本發明是為解決上述以往的課題而研發的，尤其其目的是提供旋轉角傳感器，能夠有效地抑制與小齒輪嚙合的第1從動齒輪和與小齒輪在同軸上設置的大齒輪發生幹涉。本發明的旋轉角傳感器的特徵是，具有轉子，其具有小齒輪，外周部具有第1齒部；和大齒輪，與所述小齒輪設置在同軸上，在比所述小齒輪向外側突出的位置的外周部具有第2齒部，並在所述第2齒部與所述第1齒部之間具有突出面；第1從動齒輪，與所述小齒輪的第1齒部嚙合；第2從動齒輪，與所述大齒輪的第2齒部嚙合，在所述轉子旋轉了規定的角度時產生與所述第1從動齒輪的轉速不同的轉速；以及旋轉檢測部，能夠根據所述第1從動齒輪及所述第2從動齒輪的旋轉角來檢測所述轉子的旋轉角，
在所述大齒輪的所述突出面和所述第1從動齒輪的與所述大齒輪相對的面之間
設置有凸部。由此，能夠使第1從動齒輪以從大齒輪的突出面浮起的狀態與小齒輪嚙合，並能夠有效地抑制第1從動齒輪和齒數與小齒輪不同的大齒輪發生幹涉。另外，即使設置在小齒輪的外周部上的第1齒部的末端部形成有飛邊等，通過使第1從動齒輪從大齒輪的突出面浮起，也能夠使第1從動齒輪與第1齒部的末端部的狀態無關地可靠且穩定地與小齒輪嚙合。因此，在本發明中，與以往相比，能夠以高精度檢測旋轉角度。在本發明中，優選所述凸部是在所述大齒輪的所述突出面上以所述轉子的旋轉軸為中心形成的環狀肋。在這樣的本發明中，能夠利用大齒輪的突出面簡單且適當地形成環狀肋。另外，在本發明中，優選設置有距所述旋轉軸的半徑不同的多條所述環狀肋，在各環狀肋間形成有凹狀的空間。此時，能夠將潤滑劑填充到所述環狀肋間的所述間隔內。由此，能夠有效地降低第1從動齒輪和轉子的大齒輪之間的滑動摩擦，能夠使第1從動齒輪更穩定地平滑地進行旋轉動作。發明的效果根據本發明的旋轉角傳感器，能夠使第1從動齒輪以從大齒輪的突出面浮起的狀態與小齒輪嚙合，並能夠有效地抑制第1從動齒輪和齒數與小齒輪不同的大齒輪發生幹涉。另外，即使設置在小齒輪的外周部上的第1齒部的末端部形成有飛邊等，由於通過使第 1從動齒輪從大齒輪的突出面浮起，也能夠使第1從動齒輪與第1齒部的末端部的狀態無關地可靠且穩定地與小齒輪嚙合。因此，在本發明中，與以往相比，能夠以高精度檢測旋轉角度。
圖1是本實施方式的旋轉角傳感器的立體圖。圖2是本實施方式的旋轉角傳感器的分解立體圖。圖3是表示本實施方式的從旋轉角傳感器拆下蓋罩後的狀態的基本結構的主視圖。圖4是放大本實施方式的轉子的一部分表示特徵結構的局部放大立體圖。圖5是表示使具有本實施方式的特徵結構的轉子和從動齒輪嚙合的狀態的局部立體圖。圖6是表示本實施方式的特徵結構的轉子及第1從動齒輪的局部放大縱剖視圖。圖7(a) (b)是表示形成在構成轉子的大齒輪和與小齒輪嚙合的第1從動齒輪之間的凸部(環狀肋)的結構的側視圖。附圖標記的說明1旋轉角傳感器2 盒體3 蓋罩6 轉子7第1從動齒輪
8第2從動齒輪
11、12磁體
15基板
16、17磁檢測元件
24大齒輪
24a第2齒部
Mb (大齒輪的)突出面
25小齒輪
25a第1齒部
30、31、40、41、45 環狀肋
32空間
33、42潤滑劑
具體實施例方式圖1至圖3是用於說明本實施方式的旋轉角傳感器的基本結構的圖。圖1是旋轉角傳感器的立體圖，圖2是旋轉角傳感器的分解立體圖，圖3是拆下蓋罩後的狀態的旋轉角傳感器的主視圖。此外，在圖3中，除去了以下說明的基板而進行圖示，但配置在所述基板上的磁檢測元件是為說明與磁體的配置關係而留在圖中。首先，使用圖1至圖3說明本實施方式的旋轉角傳感器的基本結構。本實施方式的旋轉角傳感器1具有前表面開口的盒體2 ；安裝在盒體2的開口上並在與盒體2之間形成收容部的蓋罩3。盒體2和蓋罩3分別具有主面h、3a ；沿主面2a、 3a的外周形成的側壁部2b、3b。如圖1至圖3所示，在盒體2及蓋罩3的主面2a、3a上分別形成有圓形狀(圓筒狀)的貫通孔2c、3c，在貫通孔2c、3c的周圍設置有圓環狀的軸承部2d、3d。在盒體2內，安裝有能夠旋轉地被支承在盒體2及蓋罩3的軸承部2d、3d上的轉子6。轉子6與未圖示的方向盤等的驅動軸連結而一體旋轉，並具有供驅動軸插通的開口部 21並以圓環狀形成。在轉子6上，從內周面向徑向內側突出地形成有一對鍵22，一對鍵22 被設置在夾著旋轉中心的相對位置上。轉子6通過驅動軸側的鍵與該一對鍵22卡合而相對於驅動軸能夠一體旋轉地連結。如圖2、圖3所示，在轉子6的外周面，小齒輪25和大齒輪M在旋轉軸0方向上重疊地一體形成，構成二級齒輪。在小齒輪25的外周部形成有凹凸形狀的第1齒部25a。大齒輪M在比小齒輪25向外側突出的位置的外周部上具有凹凸形狀的第2齒部Ma。而且， 在大齒輪M上，在第1齒部2 和第2齒部2 之間形成有突出面Mb (參照圖3)。第1 齒部25a的齒數比第2齒部24a的齒數少。另外，如圖2、圖3所示，在盒體2內安裝有與小齒輪25嚙合的第1從動齒輪7、和與大齒輪M嚙合的第2從動齒輪8。第1從動齒輪7及第2從動齒輪8通過形成在盒體2 的主面加上的銷27(在圖2中只圖示了一個銷)能夠旋轉地被支承。第1從動齒輪7和第2從動齒輪8的外周部具有相同齒數的齒部。在本實施方式中，對於第1從動齒輪7和第2從動齒輪8能夠採用相同形狀的齒輪。
第1從動齒輪7被設置在與轉子6的小齒輪25嚙合的位置，第2從動齒輪8被設置在與轉子6的大齒輪M嚙合的位置，從而第1從動齒輪7和第2從動齒輪8在高度方向 (從盒體2的主面加向蓋罩3的主面3a方向、旋轉軸0方向)上錯位地配置。即在本實施方式中，第1從動齒輪7與第2從動齒輪8相比配置在更靠蓋罩3的主面3a側，第2從動齒輪8與第1從動齒輪7相比配置在更靠盒體2的主面加側。另外，如圖3所示，與小齒輪25嚙合的第1從動齒輪7的至少齒部7c的部分成為與大齒輪M的突出面24b在高度方向上相對的位置關係。如圖2所示，在第1從動齒輪7及第2從動齒輪8中，在中央部形成有供銷27插入的貫通孔7a、8a，在其周圍形成有有底狀的凹部7b、8b。而且，在所述凹部7b、8b內安裝有磁體(磁鐵)11、12。另外，基板15藉助形成在盒體2的主面加上的銷18 (銷共計4個，參照圖2、圖 3)而被安裝。另外，磁檢測元件(例如GMR元件)16、17被配置在基板15的與盒體2的主面加相對的面側。如圖3所示，磁檢測元件16、17被配置在與磁體11、12的中央部相對的位置。此外，磁檢測元件16、17和磁體11、12是非接觸的。能夠通過磁檢測元件16、17檢測隨著磁體11、12的旋轉而變化的磁場。在基板15上設置有未圖示的運算電路。在運算電路中，能夠基於磁檢測元件16、 17的輸出，運算轉子6的多旋轉角度(絕對角)。另外，在基板15上固定有與輸出迴路連接的連接銷19。各連接銷19在從具有貫通孔的連接部20向外部露出的狀態下被支承，所述貫通孔與形成在蓋罩3的主面3a上的銷位置對應。在盒體2的側壁部2b上設置有卡掛孔加，在蓋罩3的側壁部北上設置有卡掛凸部3e0另外，在蓋罩3側設置有未圖示的銷，在盒體2側設置有與所述銷對應的插入孔2f。 而且，將所述銷插入插入孔2f，並將卡掛凸部!Be凹凸嵌合在卡掛孔2e中，由此能夠如圖1 所示地組裝盒體2和蓋罩3。在如上所述的本實施方式中，構成轉子6的大齒輪M和小齒輪25的齒數不同(大齒輪M的齒數比小齒輪25的齒數多)，另一方面，與大齒輪M及小齒輪25嚙合的各從動齒輪7、8的齒數一致。因此，相對於轉子6的旋轉，第1從動齒輪7和第2從動齒輪8之間產生旋轉差。此時，磁體11、12隨著各從動齒輪7、8的旋轉而旋轉，通過固定側的各磁檢測元件16、17檢測此時變化的各外部磁場。而且，基於各磁檢測元件16、17的輸出，在計算電路中，能夠計算轉子6的多旋轉角(絕對角)。使用圖4至圖6的各圖說明本實施方式的旋轉角傳感器的特徵結構。圖4是放大轉子6的一部分表示的局部放大立體圖，圖5是表示使具有本實施方式的特徵結構的轉子和從動齒輪嚙合的狀態的局部立體圖，圖6表示轉子及第1從動齒輪的局部放大縱剖視圖。本實施方式的轉子6是在同軸上小齒輪25和大齒輪M重疊地一體形成的二級齒輪構造。而且，大齒輪M比小齒輪25向外側突出，在大齒輪M上，在小齒輪25的第1齒部2 和大齒輪M的第2齒部2 之間形成有突出面Mb。而且，如圖4至圖6所示，在所述突出面24b上形成有凸狀的多條的環狀肋30、31。如圖6所示，環狀肋30從旋轉軸0以半徑rl形成。另外，環狀肋31從旋轉軸0以半徑r2形成。從各環狀肋30、31的寬度中心到旋轉軸0的長度尺寸是所述半徑。而且， 成為半徑r2 >半徑rl。因此，從旋轉軸0觀察時，環狀肋30形成在接近小齒輪25的第1 齒部25a的內側，環狀肋31形成在接近大齒輪M的第2齒部Ma的外側。這裡所謂「環狀肋」不限於完整的環狀即圓形狀。在各環狀肋30、31上也可以是直線部分或蛇行部分等。另外，環狀肋30、31優選連續地形成，也包含間歇地形成的結構。如圖6所示，環狀肋30、31具有上表面30a、31a和側面30b、31b。而且，具有與小齒輪25的第1齒部25a嚙合的齒部7c的第1從動齒輪7與環狀肋30、31的上表面30a、 31a抵接，或者具有少許間隙地能夠旋轉地被支承。如圖6所示，各環狀肋30、31的上表面 30a、31a和側面30b、31b之間的角部30c以曲面形狀形成，能夠減小滑動面積，另外，例如即使相對於第1從動齒輪7向大齒輪M的方向施加壓力等，第1從動齒輪7及環狀肋30、31 也難以受到損傷等，能夠穩定地平順地使第1從動齒輪7旋轉，是優選的。如圖4至圖6所示，在本實施方式中，設置了多條環狀肋30、31，在各環狀肋30、31 之間形成有凹狀的空間32。因此，在本實施方式中，能夠將潤滑劑33填充到空間32內。在這樣的本實施方式中，在大齒輪M的突出面24b和第1從動齒輪7的與大齒輪對相對的面(下表面)7d之間設置有凸部(環狀肋30、31)。因此，如圖6所示，能夠使第1從動齒輪7以從大齒輪M的突出面24b浮起的狀態與小齒輪25嚙合。由此，例如，對第1從動齒輪7施加朝向大齒輪M的突出面24b方向的壓力等，第1從動齒輪7產生向大齒輪M的第2齒部2 方向接近的位移(傾斜)的情況下，也能夠有效果地抑制第1從動齒輪7和齒數與小齒輪25不同的大齒輪M發生幹涉。另外，如圖6所示，在小齒輪25的第1齒部2 的末端部產生飛邊34，末端部沒有形成合適的垂直面而構成傾斜面35等的情況下，通過使第1從動齒輪7從大齒輪M的突出面24b浮起，也能夠沒有障礙地可靠且穩定地使第1從動齒輪7與小齒輪25嚙合。以上，根據本實施方式的旋轉角傳感器，與以往相比，能夠高精度地檢測旋轉角度。另外，在本實施方式中，距旋轉軸0的半徑rl、r2不同的多條環狀肋30、31(這裡的環狀肋是連續地連接為環狀的形狀)形成在大齒輪M的突出面24b上。而且，在各環狀肋30、31之間形成有凹狀的空間32，能夠將潤滑劑33充填到空間32內。通過這樣地構成，在上述效果的基礎上，還能夠長期有效地降低第1從動齒輪7與大齒輪M間的滑動摩擦。根據上述說明，能夠更穩定地平滑地使第1從動齒輪7進行旋轉動作，能夠抑制旋轉檢測的信號紊亂而產生噪聲等的不良情況，並能夠更有效地提高旋轉角度的檢測精度。圖7是本實施方式的旋轉角傳感器的局部側視圖。圖7(a)是在圖4至圖6說明的大齒輪M的突出面24b上設有多條環狀肋30、31的例子。圖7(b)是在與大齒輪M的突出面24b相對的第1從動齒輪7的相對面7d側設有環狀肋40、41的例子。圖7 (b)所示的環狀肋40、41是以第1從動齒輪7的旋轉軸為中心而以不同的半徑形成的。在圖7(b) 的結構中，也在環狀肋40、41間的空間填充有潤滑劑42。但是，如圖7(a)所示，優選在有富餘空間的大齒輪M的突出面24b上形成環狀肋30、31。此外，也可以是在第1從動齒輪7 的相對面7d及大齒輪M的突出面Mb的雙方分別形成環狀肋的結構。另外，圖7(c)是在大齒輪M的突出面24b上形成了一個環狀肋45的例子。在圖7 (c)的結構中，也能夠使第1從動齒輪7以從大齒輪M的突出面24b浮起的狀態與小齒輪 25嚙合，能夠有效地抑制第1從動齒輪7和齒數與小齒輪25不同的大齒輪M發生幹涉。 另外，在使第1從動齒輪7成為從大齒輪M的突出面24b浮起的狀態時，凸部也可以是環狀肋以外的形狀。也可以是例如大量點狀的凸部形成在大齒輪M的突出面24b上的結構。 但是，使第1從動齒輪7穩定地平滑地進行旋轉動作時，優選形成多條環狀肋(連續地連接為環狀的肋)，並實施潤滑劑的填充。 另外，在上述說明中，在圖4至圖7(a)、(b)中，形成了兩條環狀肋，但也可以形成三條以上。
權利要求
1.一種旋轉角傳感器，其特徵在於，具有轉子，其具有小齒輪，外周部具有第1齒部；和大齒輪，與所述小齒輪設置在同軸上， 在比所述小齒輪向外側突出的位置的外周部具有第2齒部，並在所述第2齒部與所述第1 齒部之間具有突出面；第1從動齒輪，與所述小齒輪的第1齒部嚙合；第2從動齒輪，與所述大齒輪的第2齒部嚙合，在所述轉子旋轉了規定的角度時產生與所述第1從動齒輪的轉速不同的轉速；以及旋轉檢測部，能夠根據所述第1從動齒輪及所述第2從動齒輪的旋轉角來檢測所述轉子的旋轉角，在所述大齒輪的所述突出面和所述第1從動齒輪的與所述大齒輪相對的面之間設置有凸部。
2.如權利要求1所述的旋轉角傳感器，其特徵在於，所述凸部是在所述大齒輪的所述突出面上以所述轉子的旋轉軸為中心形成的環狀肋。
3.如權利要求2所述的旋轉角傳感器，其特徵在於，設置有距所述旋轉軸的半徑不同的多條所述環狀肋，在各環狀肋間形成有凹狀的空間。
4.如權利要求3所述的旋轉角傳感器，其特徵在於，在形成於所述環狀肋間的所述空間內填充有潤滑劑。
全文摘要
一種旋轉角傳感器，有效地抑制與小齒輪嚙合的第1從動齒輪與大齒輪幹涉。該旋轉角傳感器(1)具有轉子(6)，其具有小齒輪(25)，外周部具有第1齒部；和大齒輪(24)，與小齒輪設置在同軸上，在比小齒輪向外側突出的位置的外周部具有第2齒部，並在第2齒部與第1齒部之間具有突出面(24b)；第1從動齒輪(7)，與小齒輪的第1齒部嚙合；第2從動齒輪(8)，與大齒輪的第2齒部嚙合，在轉子旋轉了規定的角度時產生與第1從動齒輪的轉速不同的轉速；以及旋轉檢測部，能夠根據第1從動齒輪及第2從動齒輪的旋轉角來檢測轉子的旋轉角，在大齒輪的突出面和第1從動齒輪的與大齒輪相對的面之間設置有凸部(環狀肋(30、31))。
文檔編號F16H55/17GK102297651SQ20111012277
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月12日 優先權日2010年6月9日
發明者奧村博文 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社