专利名称：旋转角传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及旋转角传感器，其具有由同轴上具有大齿轮和小齿轮的二级齿轮构成的转子、以及分别与大齿轮及小齿轮啮合的从动齿轮。
背景技术：
在专利文献1中公开了能够检测方向盘等的操舵角的旋转角传感器。专利文献1 公开的旋转角传感器具有大齿轮和小齿轮在同轴上一体地形成而成的转子、与小齿轮啮合的第1从动齿轮(旋转检测齿轮)和与大齿轮啮合的第2从动齿轮(旋转检测齿轮)。 各从动齿轮构成为在转子旋转一次时，各自的转速是不同的，并能够基于由旋转检测部检测的各从动齿轮的旋转角，进行转子的多旋转角(绝对角)的检测。专利文献1 日本特开2004-340677号公报专利文献2 日本实开平6-5644号公报专利文献3 日本实开昭64-17055号公报在上述的旋转角传感器的构造中，与小齿轮啮合的第1从动齿轮处于与比小齿轮向外侧突出的大齿轮在高度方向上相对置的位置关系，从而所述第1从动齿轮在大齿轮的旋转轴方向上受到压力等时，因相对于第1从动齿轮的安装精度的降低和偏差等，存在与大齿轮干涉的可能性。大齿轮和小齿轮的齿数不同。由此，与小齿轮啮合的第1从动齿轮与大齿轮干涉时，第1从动齿轮的旋转动作变得不稳定。另外，在小齿轮的齿部的末端(裾)部分产生飞边等时，存在不能够使与小齿轮啮合的第1从动齿轮稳定地平顺地旋转的问题。而且，在与小齿轮啮合的第1从动齿轮在大齿轮的突出面上一边滑动一边进行旋转动作的形态中，接触面积变大，因此存在第1从动齿轮和大齿轮间的摩擦变大的问题。产生上述问题时，输出信号紊乱而产生噪声等，妨碍了高精度的旋转检测。专利文献2、3记载的发明是关于防止齿轮脱落的构造，并不是具有小齿轮和大齿轮设置在同轴上的转子、和分别与小齿轮及大齿轮啮合的从动齿轮的旋转角传感器的构造，因此，没有任何关于抑制与小齿轮啮合的第1从动齿轮与大齿轮干涉的结构的记载。
发明内容
本发明是为解决上述以往的课题而研发的，尤其其目的是提供旋转角传感器，能够有效地抑制与小齿轮啮合的第1从动齿轮和与小齿轮在同轴上设置的大齿轮发生干涉。本发明的旋转角传感器的特征是，具有转子，其具有小齿轮，外周部具有第1齿部；和大齿轮，与所述小齿轮设置在同轴上，在比所述小齿轮向外侧突出的位置的外周部具有第2齿部，并在所述第2齿部与所述第1齿部之间具有突出面；第1从动齿轮，与所述小齿轮的第1齿部啮合；第2从动齿轮，与所述大齿轮的第2齿部啮合，在所述转子旋转了规定的角度时产生与所述第1从动齿轮的转速不同的转速；以及旋转检测部，能够根据所述第1从动齿轮及所述第2从动齿轮的旋转角来检测所述转子的旋转角，
在所述大齿轮的所述突出面和所述第1从动齿轮的与所述大齿轮相对的面之间
设置有凸部。由此，能够使第1从动齿轮以从大齿轮的突出面浮起的状态与小齿轮啮合，并能够有效地抑制第1从动齿轮和齿数与小齿轮不同的大齿轮发生干涉。另外，即使设置在小齿轮的外周部上的第1齿部的末端部形成有飞边等，通过使第1从动齿轮从大齿轮的突出面浮起，也能够使第1从动齿轮与第1齿部的末端部的状态无关地可靠且稳定地与小齿轮啮合。因此，在本发明中，与以往相比，能够以高精度检测旋转角度。在本发明中，优选所述凸部是在所述大齿轮的所述突出面上以所述转子的旋转轴为中心形成的环状肋。在这样的本发明中，能够利用大齿轮的突出面简单且适当地形成环状肋。另外，在本发明中，优选设置有距所述旋转轴的半径不同的多条所述环状肋，在各环状肋间形成有凹状的空间。此时，能够将润滑剂填充到所述环状肋间的所述间隔内。由此，能够有效地降低第1从动齿轮和转子的大齿轮之间的滑动摩擦，能够使第1从动齿轮更稳定地平滑地进行旋转动作。发明的效果根据本发明的旋转角传感器，能够使第1从动齿轮以从大齿轮的突出面浮起的状态与小齿轮啮合，并能够有效地抑制第1从动齿轮和齿数与小齿轮不同的大齿轮发生干涉。另外，即使设置在小齿轮的外周部上的第1齿部的末端部形成有飞边等，由于通过使第 1从动齿轮从大齿轮的突出面浮起，也能够使第1从动齿轮与第1齿部的末端部的状态无关地可靠且稳定地与小齿轮啮合。因此，在本发明中，与以往相比，能够以高精度检测旋转角度。
图1是本实施方式的旋转角传感器的立体图。图2是本实施方式的旋转角传感器的分解立体图。图3是表示本实施方式的从旋转角传感器拆下盖罩后的状态的基本结构的主视图。图4是放大本实施方式的转子的一部分表示特征结构的局部放大立体图。图5是表示使具有本实施方式的特征结构的转子和从动齿轮啮合的状态的局部立体图。图6是表示本实施方式的特征结构的转子及第1从动齿轮的局部放大纵剖视图。图7(a) (b)是表示形成在构成转子的大齿轮和与小齿轮啮合的第1从动齿轮之间的凸部(环状肋)的结构的侧视图。附图标记的说明1旋转角传感器2 盒体3 盖罩6 转子7第1从动齿轮
8第2从动齿轮
11、12磁体
15基板
16、17磁检测元件
24大齿轮
24a第2齿部
Mb (大齿轮的)突出面
25小齿轮
25a第1齿部
30、31、40、41、45 环状肋
32空间
33、42润滑剂
具体实施例方式图1至图3是用于说明本实施方式的旋转角传感器的基本结构的图。图1是旋转角传感器的立体图，图2是旋转角传感器的分解立体图，图3是拆下盖罩后的状态的旋转角传感器的主视图。此外，在图3中，除去了以下说明的基板而进行图示，但配置在所述基板上的磁检测元件是为说明与磁体的配置关系而留在图中。首先，使用图1至图3说明本实施方式的旋转角传感器的基本结构。本实施方式的旋转角传感器1具有前表面开口的盒体2 ；安装在盒体2的开口上并在与盒体2之间形成收容部的盖罩3。盒体2和盖罩3分别具有主面h、3a ；沿主面2a、 3a的外周形成的侧壁部2b、3b。如图1至图3所示，在盒体2及盖罩3的主面2a、3a上分别形成有圆形状(圆筒状)的贯通孔2c、3c，在贯通孔2c、3c的周围设置有圆环状的轴承部2d、3d。在盒体2内，安装有能够旋转地被支承在盒体2及盖罩3的轴承部2d、3d上的转子6。转子6与未图示的方向盘等的驱动轴连结而一体旋转，并具有供驱动轴插通的开口部 21并以圆环状形成。在转子6上，从内周面向径向内侧突出地形成有一对键22，一对键22 被设置在夹着旋转中心的相对位置上。转子6通过驱动轴侧的键与该一对键22卡合而相对于驱动轴能够一体旋转地连结。如图2、图3所示，在转子6的外周面，小齿轮25和大齿轮M在旋转轴0方向上重叠地一体形成，构成二级齿轮。在小齿轮25的外周部形成有凹凸形状的第1齿部25a。大齿轮M在比小齿轮25向外侧突出的位置的外周部上具有凹凸形状的第2齿部Ma。而且， 在大齿轮M上，在第1齿部2 和第2齿部2 之间形成有突出面Mb (参照图3)。第1 齿部25a的齿数比第2齿部24a的齿数少。另外，如图2、图3所示，在盒体2内安装有与小齿轮25啮合的第1从动齿轮7、和与大齿轮M啮合的第2从动齿轮8。第1从动齿轮7及第2从动齿轮8通过形成在盒体2 的主面加上的销27(在图2中只图示了一个销)能够旋转地被支承。第1从动齿轮7和第2从动齿轮8的外周部具有相同齿数的齿部。在本实施方式中，对于第1从动齿轮7和第2从动齿轮8能够采用相同形状的齿轮。
第1从动齿轮7被设置在与转子6的小齿轮25啮合的位置，第2从动齿轮8被设置在与转子6的大齿轮M啮合的位置，从而第1从动齿轮7和第2从动齿轮8在高度方向 (从盒体2的主面加向盖罩3的主面3a方向、旋转轴0方向)上错位地配置。即在本实施方式中，第1从动齿轮7与第2从动齿轮8相比配置在更靠盖罩3的主面3a侧，第2从动齿轮8与第1从动齿轮7相比配置在更靠盒体2的主面加侧。另外，如图3所示，与小齿轮25啮合的第1从动齿轮7的至少齿部7c的部分成为与大齿轮M的突出面24b在高度方向上相对的位置关系。如图2所示，在第1从动齿轮7及第2从动齿轮8中，在中央部形成有供销27插入的贯通孔7a、8a，在其周围形成有有底状的凹部7b、8b。而且，在所述凹部7b、8b内安装有磁体(磁铁)11、12。另外，基板15借助形成在盒体2的主面加上的销18 (销共计4个，参照图2、图 3)而被安装。另外，磁检测元件(例如GMR元件)16、17被配置在基板15的与盒体2的主面加相对的面侧。如图3所示，磁检测元件16、17被配置在与磁体11、12的中央部相对的位置。此外，磁检测元件16、17和磁体11、12是非接触的。能够通过磁检测元件16、17检测随着磁体11、12的旋转而变化的磁场。在基板15上设置有未图示的运算电路。在运算电路中，能够基于磁检测元件16、 17的输出，运算转子6的多旋转角度(绝对角)。另外，在基板15上固定有与输出回路连接的连接销19。各连接销19在从具有贯通孔的连接部20向外部露出的状态下被支承，所述贯通孔与形成在盖罩3的主面3a上的销位置对应。在盒体2的侧壁部2b上设置有卡挂孔加，在盖罩3的侧壁部北上设置有卡挂凸部3e0另外，在盖罩3侧设置有未图示的销，在盒体2侧设置有与所述销对应的插入孔2f。 而且，将所述销插入插入孔2f，并将卡挂凸部!Be凹凸嵌合在卡挂孔2e中，由此能够如图1 所示地组装盒体2和盖罩3。在如上所述的本实施方式中，构成转子6的大齿轮M和小齿轮25的齿数不同(大齿轮M的齿数比小齿轮25的齿数多)，另一方面，与大齿轮M及小齿轮25啮合的各从动齿轮7、8的齿数一致。因此，相对于转子6的旋转，第1从动齿轮7和第2从动齿轮8之间产生旋转差。此时，磁体11、12随着各从动齿轮7、8的旋转而旋转，通过固定侧的各磁检测元件16、17检测此时变化的各外部磁场。而且，基于各磁检测元件16、17的输出，在计算电路中，能够计算转子6的多旋转角(绝对角)。使用图4至图6的各图说明本实施方式的旋转角传感器的特征结构。图4是放大转子6的一部分表示的局部放大立体图，图5是表示使具有本实施方式的特征结构的转子和从动齿轮啮合的状态的局部立体图，图6表示转子及第1从动齿轮的局部放大纵剖视图。本实施方式的转子6是在同轴上小齿轮25和大齿轮M重叠地一体形成的二级齿轮构造。而且，大齿轮M比小齿轮25向外侧突出，在大齿轮M上，在小齿轮25的第1齿部2 和大齿轮M的第2齿部2 之间形成有突出面Mb。而且，如图4至图6所示，在所述突出面24b上形成有凸状的多条的环状肋30、31。如图6所示，环状肋30从旋转轴0以半径rl形成。另外，环状肋31从旋转轴0以半径r2形成。从各环状肋30、31的宽度中心到旋转轴0的长度尺寸是所述半径。而且， 成为半径r2 >半径rl。因此，从旋转轴0观察时，环状肋30形成在接近小齿轮25的第1 齿部25a的内侧，环状肋31形成在接近大齿轮M的第2齿部Ma的外侧。这里所谓“环状肋”不限于完整的环状即圆形状。在各环状肋30、31上也可以是直线部分或蛇行部分等。另外，环状肋30、31优选连续地形成，也包含间歇地形成的结构。如图6所示，环状肋30、31具有上表面30a、31a和侧面30b、31b。而且，具有与小齿轮25的第1齿部25a啮合的齿部7c的第1从动齿轮7与环状肋30、31的上表面30a、 31a抵接，或者具有少许间隙地能够旋转地被支承。如图6所示，各环状肋30、31的上表面 30a、31a和侧面30b、31b之间的角部30c以曲面形状形成，能够减小滑动面积，另外，例如即使相对于第1从动齿轮7向大齿轮M的方向施加压力等，第1从动齿轮7及环状肋30、31 也难以受到损伤等，能够稳定地平顺地使第1从动齿轮7旋转，是优选的。如图4至图6所示，在本实施方式中，设置了多条环状肋30、31，在各环状肋30、31 之间形成有凹状的空间32。因此，在本实施方式中，能够将润滑剂33填充到空间32内。在这样的本实施方式中，在大齿轮M的突出面24b和第1从动齿轮7的与大齿轮对相对的面(下表面)7d之间设置有凸部(环状肋30、31)。因此，如图6所示，能够使第1从动齿轮7以从大齿轮M的突出面24b浮起的状态与小齿轮25啮合。由此，例如，对第1从动齿轮7施加朝向大齿轮M的突出面24b方向的压力等，第1从动齿轮7产生向大齿轮M的第2齿部2 方向接近的位移(倾斜)的情况下，也能够有效果地抑制第1从动齿轮7和齿数与小齿轮25不同的大齿轮M发生干涉。另外，如图6所示，在小齿轮25的第1齿部2 的末端部产生飞边34，末端部没有形成合适的垂直面而构成倾斜面35等的情况下，通过使第1从动齿轮7从大齿轮M的突出面24b浮起，也能够没有障碍地可靠且稳定地使第1从动齿轮7与小齿轮25啮合。以上，根据本实施方式的旋转角传感器，与以往相比，能够高精度地检测旋转角度。另外，在本实施方式中，距旋转轴0的半径rl、r2不同的多条环状肋30、31(这里的环状肋是连续地连接为环状的形状)形成在大齿轮M的突出面24b上。而且，在各环状肋30、31之间形成有凹状的空间32，能够将润滑剂33充填到空间32内。通过这样地构成，在上述效果的基础上，还能够长期有效地降低第1从动齿轮7与大齿轮M间的滑动摩擦。根据上述说明，能够更稳定地平滑地使第1从动齿轮7进行旋转动作，能够抑制旋转检测的信号紊乱而产生噪声等的不良情况，并能够更有效地提高旋转角度的检测精度。图7是本实施方式的旋转角传感器的局部侧视图。图7(a)是在图4至图6说明的大齿轮M的突出面24b上设有多条环状肋30、31的例子。图7(b)是在与大齿轮M的突出面24b相对的第1从动齿轮7的相对面7d侧设有环状肋40、41的例子。图7 (b)所示的环状肋40、41是以第1从动齿轮7的旋转轴为中心而以不同的半径形成的。在图7(b) 的结构中，也在环状肋40、41间的空间填充有润滑剂42。但是，如图7(a)所示，优选在有富余空间的大齿轮M的突出面24b上形成环状肋30、31。此外，也可以是在第1从动齿轮7 的相对面7d及大齿轮M的突出面Mb的双方分别形成环状肋的结构。另外，图7(c)是在大齿轮M的突出面24b上形成了一个环状肋45的例子。在图7 (c)的结构中，也能够使第1从动齿轮7以从大齿轮M的突出面24b浮起的状态与小齿轮 25啮合，能够有效地抑制第1从动齿轮7和齿数与小齿轮25不同的大齿轮M发生干涉。 另外，在使第1从动齿轮7成为从大齿轮M的突出面24b浮起的状态时，凸部也可以是环状肋以外的形状。也可以是例如大量点状的凸部形成在大齿轮M的突出面24b上的结构。 但是，使第1从动齿轮7稳定地平滑地进行旋转动作时，优选形成多条环状肋(连续地连接为环状的肋)，并实施润滑剂的填充。 另外，在上述说明中，在图4至图7(a)、(b)中，形成了两条环状肋，但也可以形成三条以上。
权利要求
1.一种旋转角传感器，其特征在于，具有转子，其具有小齿轮，外周部具有第1齿部；和大齿轮，与所述小齿轮设置在同轴上， 在比所述小齿轮向外侧突出的位置的外周部具有第2齿部，并在所述第2齿部与所述第1 齿部之间具有突出面；第1从动齿轮，与所述小齿轮的第1齿部啮合；第2从动齿轮，与所述大齿轮的第2齿部啮合，在所述转子旋转了规定的角度时产生与所述第1从动齿轮的转速不同的转速；以及旋转检测部，能够根据所述第1从动齿轮及所述第2从动齿轮的旋转角来检测所述转子的旋转角，在所述大齿轮的所述突出面和所述第1从动齿轮的与所述大齿轮相对的面之间设置有凸部。
2.如权利要求1所述的旋转角传感器，其特征在于，所述凸部是在所述大齿轮的所述突出面上以所述转子的旋转轴为中心形成的环状肋。
3.如权利要求2所述的旋转角传感器，其特征在于，设置有距所述旋转轴的半径不同的多条所述环状肋，在各环状肋间形成有凹状的空间。
4.如权利要求3所述的旋转角传感器，其特征在于，在形成于所述环状肋间的所述空间内填充有润滑剂。
全文摘要
一种旋转角传感器，有效地抑制与小齿轮啮合的第1从动齿轮与大齿轮干涉。该旋转角传感器(1)具有转子(6)，其具有小齿轮(25)，外周部具有第1齿部；和大齿轮(24)，与小齿轮设置在同轴上，在比小齿轮向外侧突出的位置的外周部具有第2齿部，并在第2齿部与第1齿部之间具有突出面(24b)；第1从动齿轮(7)，与小齿轮的第1齿部啮合；第2从动齿轮(8)，与大齿轮的第2齿部啮合，在转子旋转了规定的角度时产生与第1从动齿轮的转速不同的转速；以及旋转检测部，能够根据第1从动齿轮及第2从动齿轮的旋转角来检测转子的旋转角，在大齿轮的突出面和第1从动齿轮的与大齿轮相对的面之间设置有凸部(环状肋(30、31))。
文档编号F16H55/17GK102297651SQ20111012277
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月12日 优先权日2010年6月9日
发明者奥村博文 申请人:阿尔卑斯电气株式会社