(57)【要約】【課題】  良好な検出精度が容易に確保できる高信頼性のリニア型の位置検出装置を提供すること。【解決手段】  互いに平行に配置されたリードスクリュー１１とガイドシャフト１３の両端部をホルダ８と側板９とで支持し、螺旋状溝１１ａに噛合する歯部１５ａを設けたスライダ１４がリードスクリュー１１の軸線方向に沿って直線的に移動するのに伴い、スリット１９を有してスライダ１４に固定された遮光板１８が受発光素子２１，２２間で移動し、スライダ１４を貫通するガイドシャフト１３がこの直線移動を案内するようになっている。ガイドシャフト１３の両端部は軸心Ｃに対して偏心させてあり、該両端部を回転中心軸としてガイドシャフト１３を回転させると、ガイドシャフト１３とリードスクリュー１１の相対位置関係が変化するため、遮光板１８の位置ずれを調整することができる。【選択図】  図１０
2006010448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状溝を有するリードスクリューと、前記螺旋状溝に噛合する歯部を有して前記リードスクリューの軸線方向に沿って移動可能なスライダと、前記リードスクリューと平行に配置され前記スライダを貫通して該スライダの移動を案内するガイドシャフトと、このガイドシャフトと前記リードスクリューのそれぞれの端部を支持する固定側部材と、スリットを有して前記スライダに固定された遮光部材と、この遮光部材を介して対向するように前記固定側部材に配設された発光素子および受光素子とを備え、
前記ガイドシャフトの両端部を軸心に対して偏心させ、これら両端部を回転中心軸として前記ガイドシャフトを前記固定側部材に対し回転することにより、該ガイドシャフトと前記リードスクリューの相対位置関係が変化して前記スライダおよび前記遮光部材の位置が変化するように構成したことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記ガイドシャフトの両端部のうち少なくとも一方に、該ガイドシャフトを回転させるための治具を挿入可能な係合溝が形成されていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記固定側部材に前記ガイドシャフトの端部が遊挿される遊挿部を設け、この遊挿部に接着剤を塗布することによって前記ガイドシャフトを前記固定側部材に固定したことを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記リードスクリューが前記スライダを貫通していると共に、前記スライダに前記固定側部材に弾接する弾性部材を固定し、この弾性部材によって前記スライダを前記リードスクリューのラジアル方向へ付勢したことを特徴とする位置検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記受光素子が第１受光部と第２受光部を有する２分割フォトダイオードからなり、この２分割フォトダイオードに対して前記スリットを移動させることにより、前記第１受光部と前記第２受光部の受光量比率を変化させるようにしたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項の記載において、ステアリングホイールに連動して回転する回転部材と、この回転部材に設けられたコード板と協働して前記ステアリングホイールの回転情報を検出する回転検出手段とを備え、前記回転部材に設けられた第１ギヤと前記リードスクリューに設けられた第２ギヤとを噛合させると共に、前記回転部材の中心軸に対して前記リードスクリューの軸線方向を平行に設定したことを特徴とする位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリング機構に備えられる操舵角検出装置等に用いて好適な位置検出装置に係り、特に、固定側部材に対して直線的に往復移動するスライダの変位量を検出するリニア型の位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のステアリング機構に備えられる操舵角検出装置として、ステアリングホイールの回転量を直接検出するロータリー型センサと、ステアリングホイールの回転を一定長さの直線運動に変換した変位量を検出するリニア型位置検出センサとを用い、これら２種類のセンサによってステアリングホイールの操舵角度や操舵方向を検出するものが提案されている。
【０００３】
前者のロータリー型センサにはロータリーエンコーダが用いられており、ステアリングホイールに連動させてロータリーエンコーダのロータ部材を回転させることにより、ロータリーエンコーダから出力される９０度の位相差を有する２種類のパルス信号に基づいて、ステアリングホイールの操舵角度や操舵方向を検出するようになっている。ここで、ステアリングホイールは中立位置（ニュートラル位置）から時計方向および反時計方向へ複数回転可能なため、操舵角検出装置にステアリングホイールの中立位置からの絶対角度を検出する機能を持たせる必要があり、この機能をリニア型位置検出センサに負担させている。
【０００４】
このようなリニア型位置検出センサとしては、従来より、ステアリングホイールの回転をギヤやリードスクリュー等を介してスライダの直線運動に変換し、ブラシ（摺動子）または磁石が取り付けられた該スライダの変位量を、固定側部材であるプリント基板に実装された抵抗体または磁電変換素子から電気信号として取り出すように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来技術では、ステアリングホイールの回転に伴ってリードスクリューが回転すると、リードスクリューの螺旋状溝に噛合するスライダが該リードスクリューの軸線方向へ直線的に移動して、ブラシまたは磁石がプリント基板上の抵抗体または磁電変換素子に対して変位するため、抵抗体や磁電変換素子から出力される電気信号に基づいてステアリングホイールの中立位置からの絶対角度が検出できるようになっている。
【０００５】
しかしながら、かかる従来のリニア型位置検出センサにおいて、抵抗体とブラシを組み合わせて検出手段を構成した場合、ブラシの摺動に伴う摩耗や摩耗粉の堆積等に起因して経年的に抵抗体の出力値が変動しやすいため、長期に亘って良好な検出精度を保つことが困難であるという問題があった。一方、磁電変換素子と磁石を組み合わせて検出手段を構成した場合は、周辺機器等からの外部磁界によって磁電変換素子の出力値が変動しやすく、分解能も低いため、高い信頼性が得にくいという問題があった。
【０００６】
また、本出願人は他のリニア型位置検出センサとして、リードスクリューの螺旋状溝に噛合して該リードスクリューの軸線方向へ直線的に往復移動するスライダ（キャリッジ）にスリットを有する遮光板を固定すると共に、この遮光板を介して対向するように発光素子および受光素子を固定側部材に配設し、スライダと一体的に直線移動する遮光板の移動位置に応じて受光素子の受光量がアナログ的に変化するように構成したものを先に提案した（特許文献２参照）。
【０００７】
図１３はかかる従来提案のリニア型位置検出センサ（位置検出装置）を示す説明図である。同図において、リードスクリュー３０とガイドシャフト３１は互いに平行に配設されており、それぞれの両端部が固定側部材３２に支持されている。リードスクリュー３０の螺旋状溝３０ａにはスライダ３３の歯部３３ａが噛合しており、このスライダ３３には歯部３３ａの存する側と逆側に遮光板３４が固定されている。遮光板３４にはスリット３５が形成されており、固定側部材３２に取り付けられた受光素子３６と図示せぬ発光素子（ＬＥＤ）が遮光板３４を介して対向している。スライダ３３の歯部３３ａは板ばね３７に弾性付勢されてリードスクリュー３０の外周面に常時圧接されており、図示せぬステアリングホイールの回転に伴ってギヤ３８を介してリードスクリュー３０が回転すると、スライダ３３が螺旋状溝３０ａとガイドシャフト３１に案内されながらリードスクリュー３０の軸線方向に沿って直線移動するため、遮光板３４がスライダ３３と一体的に直線移動し、この遮光板３４の移動位置に応じて受光素子３６に対するスリット３５の位置が変化する。この受光素子３６は第１受光部と第２受光部を有する２分割フォトダイオードからなり、発光素子からの光を通過させるスリット３５との相対位置によってこれら第１および第２の受光部の受光量比率が変化するため、各受光部からの出力値に基づいてスライダ３３の移動位置を検出でき、それによってステアリングホイールの中立位置からの絶対角度が検出できるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−２０５８１１号公報（第６−９頁、図４）
【特許文献２】特開２００３−２８７４１８号公報（第３−４頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１３に示した従来提案によるリニア型の位置検出装置は、摩耗粉や外部磁界等によって出力値が変動する虞がなく、高信頼性や長寿命化を実現できるという利点があるものの、組立段階で遮光板３４と受発光素子との間隔に誤差を生じると、この誤差に起因して検出精度が劣化する危険性があった。すなわち、スライダ３３に対して遮光板３４をネジで固定する場合、このネジの締め付け具合によって遮光板３４の取付姿勢が製品ごとにバラツキやすくなり、また、リードスクリュー３０の両端部を軸支する固定側部材３２の軸受部分に最小限のガタが必要であるため、固定側部材３２に対するスライダ３３の姿勢も製品ごとに若干のバラツキが避け難く、かかる種々の要因により、固定側部材３２に配設されている受発光素子の間の正規の位置に対して遮光板３４が不所望にずれた位置に配置されてしまう可能性がある。その結果、遮光板３４のスリット３５を通過して受光素子３６へ向かう光の帯が、設計段階で予想された場所とは異なる場所に到達してしまい、受光素子３６からの出力値に基づく正確な位置検出が行えなくなる。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、良好な検出精度が容易に確保できる高信頼性のリニア型の位置検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明の位置検出装置では、外周面に螺旋状溝を有するリードスクリューと、前記螺旋状溝に噛合する歯部を有して前記リードスクリューの軸線方向に沿って移動可能なスライダと、前記リードスクリューと平行に配置され前記スライダを貫通して該スライダの移動を案内するガイドシャフトと、このガイドシャフトと前記リードスクリューのそれぞれの端部を支持する固定側部材と、スリットを有して前記スライダに固定された遮光部材と、この遮光部材を介して対向するように前記固定側部材に配設された発光素子および受光素子とを備え、前記ガイドシャフトの両端部を軸心に対して偏心させ、これら両端部を回転中心軸として前記ガイドシャフトを前記固定側部材に対し回転することにより、該ガイドシャフトと前記リードスクリューの相対位置関係が変化して前記スライダおよび前記遮光部材の位置が変化するように構成した。
【００１１】
このように構成された位置検出装置においては、スライダの直線移動を案内するガイドシャフトの両端部が軸心に対して偏心させてあるので、組立時の性能試験で遮光部材の位置ずれが判明したときに、該両端部を回転中心軸としてガイドシャフトを適宜回転させることにより、ガイドシャフトとリードスクリューとの相対位置関係を調整して、遮光部材を受発光素子の間の正規の位置に配置させられるようになっている。したがって、スライダに対する遮光部材の取付姿勢等に若干のバラツキがあったとしても、検出精度に影響する遮光部材の位置ずれを簡単に調整でき、良好な検出精度を確保しやすい位置検出装置が得られる。また、摩耗粉や外部磁界等によって出力値が変動する虞がないことから、高信頼性や長寿命化が期待できる。
【００１２】
上記の構成において、前記ガイドシャフトの両端部のうち少なくとも一方に、該ガイドシャフトを回転させるための治具を挿入可能な係合溝が形成されていることが好ましく、これにより、プラスドライバやマイナスドライバ等の一般的な軽工具を用いて簡単に調整が行える。
【００１３】
また、上記の構成において、前記固定側部材に前記ガイドシャフトの端部が遊挿される遊挿部を設け、この遊挿部に接着剤を塗布することによってガイドシャフトを固定側部材に固定しておくことが好ましい。ここで、遊挿部は接着剤溜りとして機能し、こうして回転調整後のガイドシャフトを固定側部材に接着固定しておけば、ガイドシャフトとリードスクリューとの相対位置関係は不変となるので、製品化した後に遮光部材に位置ずれが発生する虞がなくなる。
【００１４】
また、上記の構成において、前記リードスクリューが前記スライダを貫通していると共に、このスライダに前記固定側部材に弾接する弾性部材を固定し、この弾性部材によってスライダをリードスクリューのラジアル方向へ付勢することが好ましく、これにより、振動や衝撃が作用した場合でもスライダとリードスクリューとの噛合状態が維持されやすくなるため、信頼性が一層向上する。
【００１５】
また、上記の構成において、前記受光素子が第１受光部と第２受光部を有する２分割フォトダイオードからなり、この２分割フォトダイオードに対して前記スリットを移動させることにより、第１受光部と第２受光部の受光量比率を変化させるようにしておくことが好ましく、これにより、簡素な構成で正確な検出を行うことができる。
【００１６】
また、かかる構成の位置検出装置を自動車の操舵角検出装置に適用した場合、ステアリングホイールに連動して回転する回転部材と、この回転部材に設けられたコード板と協働してステアリングホイールの回転情報を検出する回転検出手段とを備え、前記回転部材に設けられた第１ギヤと前記リードスクリューに設けられた第２ギヤとを噛合させると共に、前記回転部材の中心軸に対して前記リードスクリューの軸線方向を平行に設定しておけば、小型で高性能かつ高信頼性の操舵角検出装置を実現できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の位置検出装置は、スライダの直線移動を案内するガイドシャフトの両端部が軸心に対して偏心させてあるので、組立工程で遮光部材の位置ずれが判明したときには、該両端部を治具等で回転させてガイドシャフトとリードスクリューの相対位置関係を適宜変化させることにより、遮光部材を受発光素子の間の正規の位置に配置させるという調整が簡単に行える。また、摩耗粉や外部磁界等によって出力値が変動する虞もない。したがって、良好な検出精度が容易に確保できる高信頼性のリニア型の位置検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る操舵角検出装置を一部破断して示す側面図、図２は該操舵角検出装置の内部機構を示す平面図、図３は該操舵角検出装置に備えられる位置検出ユニットの斜視図、図４は該位置検出ユニットの分解斜視図、図５は図４中のＡ部の拡大図、図６は該位置検出ユニットに備えられるガイドシャフトの斜視図、図７は該位置検出ユニットに備えられるフレキシブル基板とカバー部材をホルダに組み込んだ状態を示す斜視図、図８はこれらフレキシブル基板とカバー部材をホルダに組み込む前の状態を示す分解斜視図、図９は該位置検出ユニットに備えられる検出手段の説明図、図１０（ａ），（ｂ）は該検出手段に備えられる遮光板の位置ずれ調整方法を示す説明図、図１１は該遮光板のスリットと受光素子の関係を示す説明図、図１２は該受光素子の受光量に基づく絶対角度の検出方法を説明するための特性図である。
【００１９】
図１と図２に示すように、本実施形態例に係る操舵角検出装置は、図示せぬステアリング装置のステータ部材に固定される外装ケース１を備えており、この外装ケース１は互いに接合・一体化される上ケース１ａと下ケース１ｂとで構成されている。上ケース１ａには上部ロータ２ａが回転可能に支承されており、下ケース１ｂには下部ロータ２ｂが回転可能に支承されている。これら上部ロータ２ａと下部ロータ２ｂは互いに接合・一体化されて回転部材２を構成している。この回転部材２の中心に図示せぬステアリングシャフトが挿通されて、下部ロータ２ｂに図示せぬステアリングホイールが連結されるようになっている。上部ロータ２ａと下部ロータ２ｂとの間にはコード板３が挟持・固定されており、下部ロータ２ｂの下部外周面に第１ギヤ４が刻設されている。コード板３には内側突起群３ａと外側突起群３ｂが同心円状に配列されており、外装ケース１に固定されたプリント基板５には内側突起群３ａと外側突起群３ｂに対応して複数のフォトインタラプタ６が実装されている。これらコード板３とフォトインタラプタ６は第１の検出手段を構成するものであり、回転部材２の回転に伴って各フォトインタラプタ６から出力されるパルス信号に基づいて、回転部材２を回転駆動するステアリングホイールの回転量と回転方向が検出される。
【００２０】
外装ケース１の内部に位置検出ユニット７が収納されており、図３と図４に示すように、この位置検出ユニット７は固定側部材を構成するホルダ８と側板９とを備えている。これらホルダ８と側板９はいずれも合成樹脂で成形されており、側板９はネジ１０を用いてホルダ８の一側面に固定されている。ホルダ８と側板９にリードスクリュー１１の両端部が回動可能に軸支されており、このリードスクリュー１１の軸線方向は回転部材２の中心軸に対して平行に設定されている。また、リードスクリュー１１の一端近傍には第２ギヤ１２が固着されており、この第２ギヤ１２は回転部材２の第１ギヤ４と噛合している。なお、リードスクリュー１１の外周面には螺旋状溝１１ａ刻設されている。
【００２１】
ホルダ８と側板９にはまた、リードスクリュー１１と平行に延びるガイドシャフト１３の両端部１３ａ，１３ｂが固定されている。このガイドシャフト１３はスライダ１４の直線移動を案内するためのものであり、スライダ１４のガイド孔１４ａに摺動自在に挿入されている。図６に示すように、ガイドシャフト１３の両端部１３ａ，１３ｂは軸心Ｃに対して偏心させてあり、側板９に支持される一方の端部１３ｂには係合溝１３ｄを有する小径部１３ｃが突設されている。この小径部１３ｃは図５に示す側板９の遊挿部９ａに遊挿され、図９に示すように遊挿部９ａ内に接着剤２４を塗布して充填させることにより、ガイドシャフト１３は側板９に固定される。ただし、遊挿部９ａ内に接着剤２４を塗布するまでは、ガイドシャフト１３の偏心している端部１３ａ，１３ｂはそれぞれホルダ８と側板９に回転可能に軸支されているので、この未接着状態で小径部１３ｃの係合溝１３ｄにマイナスドライバ等の治具を挿入し、両端部１３ａ，１３ｂを回転中心軸としてガイドシャフト１３を回転させると、図１０に示すように、ガイド孔１４ａの内壁面に対するガイドシャフト１３の外周面の接触位置が変化して、スライダ１４がリードスクリュー１１の回転軸を中心として微小角度内で回転するようになっている。なお、図６に示すガイドシャフト１３の凹溝１３ｅは、両端部１３ａ，１３ｂの偏心方向を明示するための目印である。
【００２２】
スライダ１４は合成樹脂で成形されており、ガイド孔１４ａから遠い隅部に金属製の筒状ナット１５がインサートされている。リードスクリュー１１はスライダ１４の筒状ナット１５に挿通されており、リードスクリュー１１の螺旋状溝１１ａと筒状ナット１５の歯部１５ａとが噛合している。したがって、リードスクリュー１１を正逆回転させると、筒状ナット１５の歯部１５ａが螺旋状溝１１ａに沿って移動するのに伴って、スライダ１４がリードスクリュー１１とガイドシャフト１３の軸線方向へ直線的に往復移動する。つまり、リードスクリュー１１の回転に伴って、スライダ１４が螺旋状溝１１ａとガイドシャフト１３に案内されながら直線移動するようになっている。
【００２３】
また、スライダ１４にはネジ１７を用いてリーフスプリング（弾性部材）１６が片持ち梁状に固定されており、リーフスプリング１６の自由端側に形成された半円筒状の突出部１６ａがホルダ８の内壁面に弾接している。このリーフスプリング１６はステンレス等の弾性に富んだ金属板からなるため、図１０（ｂ）の矢印Ｂで示すように、スライダ１４はリーフスプリング１６の弾発力を受けてリードスクリュー１１のラジアル方向へ付勢されている。これにより、リードスクリュー１１の螺旋状溝１１ａに噛合する歯部１５ａのバックラッシに起因するスライダ１４のガタや、リードスクリュー１１の両端部と該両端部を軸支する軸受部分との間のガタを抑えることができ、これらのガタによって発生する騒音の低減化が図れる。また、ホルダ８に弾接している半円筒状の突出部１６ａはリードスクリュー１１の軸線方向に沿って延びている（図９参照）ので、ホルダ８に対するリーフスプリング１６の摺動が線接触となり、スライダ１４をリードスクリュー１１の軸線方向へ円滑に移動させることができる。
【００２４】
さらに、スライダ１４には、スリット１９を有する遮光板１８が取り付けられており、この遮光板１８はリーフスプリング１６と反対方向へ延びている。これら遮光板１８とリーフスプリング１６は共通のネジ１７を用いてスライダ１４に固定されており、それぞれスライダ１４の位置決め突起１４ｂに挿入される位置決め孔を有している（図９参照）。遮光板１８のスリット１９はホルダ８に形成された凹溝８ａ内に位置している。この凹溝８ａはリードスクリュー１１やガイドシャフト１３の軸線方向に沿って延びており、スライダ１４がリードスクリュー１１の軸線方向へ直線的に移動するのに伴ってスリット１９も凹溝８ａ内で移動する。
【００２５】
図７と図８に示すように、ホルダ８の外側面には一対の位置決め孔８ｂが形成されており（奥側の位置決め孔は図示せず）、両位置決め孔８ｂは凹溝８ａ内に位置する遮光板１８のスリット１９を介して対向している。両位置決め孔８ｂには発光素子であるＬＥＤ２１と受光素子である２分割フォトダイオード２２とが挿入されており、これらＬＥＤ２１と２分割フォトダイオード２２はフレキシブル基板２０の一端側のランドに半田付けされている。このフレキシブル基板２０の他端側は前述したプリント基板５に接続されており、ＬＥＤ２１と２分割フォトダイオード２２はフレキシブル基板２０を介してプリント基板５に設けられた図示せぬ制御回路と電気的に接続されている。また、フレキシブル基板２０の一端側には一対の孔２０ａが形成されており、これらの孔２０ａ内に位置決め孔８ｂの近傍に形成されたホルダ８の突起８ｃが挿入されている。さらに、ホルダ８の外側面にはカバー部材２３が固定されており、フレキシブル基板２０の一端側はこのカバー部材２３によってホルダ８の外側面に保持されている。カバー部材２３は合成樹脂で成形されており、ホルダ８の孔部８ｄにスナップ結合する４本の弾性脚片２３ａと、ＬＥＤ２１および２分割フォトダイオード２２の外側に位置する一対の突出片２３ｂと、ホルダ８の凹部８ｅに係合する係合突部２３ｃとが一体形成されている。
【００２６】
これらフレキシブル基板２０とカバー部材２３をホルダ８に組み込む際には、予めフレキシブル基板２０の一端側にＬＥＤ２１と２分割フォトダイオード２２を半田付けしておき、この状態でフレキシブル基板２０の一端側を撓めてＬＥＤ２１と２分割フォトダイオード２２をそれぞれホルダ８の位置決め孔８ｂに挿入すると共に、フレキシブル基板２０の孔２０ａをホルダ８の突起８ｃに外挿する。ここで、ＬＥＤ２１と２分割フォトダイオード２２の外形は位置決め孔８ｂとほぼ同じであるため、ＬＥＤ２１と２分割フォトダイオード２２はホルダ８に対して高精度に位置決めされる。次に、カバー部材２３の各弾性脚片２３ａをフレキシブル基板２０の外側からホルダ８の外側面に向けて押し込み、これら弾性脚片２３ａをホルダ８の孔部８ｄにスナップインさせると共に、カバー部材２３の係合突部２３ｃをホルダ８の凹部８ｅに係合させる。その結果、フレキシブル基板２０がホルダ８の外側面とカバー部材２３との間に挟持・固定されると共に、フレキシブル基板２０に実装されたＬＥＤ２１と２分割フォトダイオード２２がそれぞれ突出片２３ｂに押圧されて位置決め孔８ｂ内に嵌入・固定される。これにより、ＬＥＤ２１と２分割フォトダイオード２２は遮光板１８のスリット１９を介して高い位置精度を保って対向し、ＬＥＤ２１からの出射光がスリット１９を通過して２分割フォトダイオード２２で受光されるようになる。
【００２７】
図１１に示すように、この２分割フォトダイオード２２は第１受光部２２ａと第２受光部２２ｂを櫛歯状の分割線に沿って２分割したものであり、全体的に長方形状に形成されている。一方、遮光板１８のスリット１９はスライダ１４の移動方向（図中の矢印Ｐ方向）に対して傾斜する直線部１９ａを有しており、この直線部１９ａが２分割フォトダイオード２２の長辺とほぼ直交するように設定されている。したがって、リードスクリュー１１の回転に伴ってスライダ１４が矢印Ｐ方向に移動すると、スリット１９の直線部１９ａは２分割フォトダイオード２２の相対向する短辺間を長辺と直交する方向（図中の矢印Ｑ方向）に移動し、その移動位置に応じて第１および第２受光部２２ａ，２２ｂの受光量が変化する。なお、遮光板１８のスリット１９とＬＥＤ２１および２分割フォトダイオード２２は第２の検出手段を構成するものであり、スライダ１４の移動に伴って変化する第１および第２受光部２２ａ，２２ｂからの出力値に基づいて、ステアリングホイールの中立位置からの絶対角度が検出される。
【００２８】
すなわち、ステアリングホイールが中立位置を基準にして時計方向および反時計方向へそれぞれ２回転（＋７２０度〜−７２０度）する場合、図１１の２点鎖線で示すように、ステアリングホイールの回転角に応じて直線部１９ａと第１および第２受光部２２ａ，２２ｂの相対位置が変化するため、これら第１および第２受光部２２ａ，２２ｂから得られる電流値を演算することにより、ステアリングホイールの中立位置からの絶対角度を検出することができる。例えば、第１受光部２２ａから得られる電流値をＩ1、第２受光部２２ｂから得られる電流値をＩ2とすると、これら電流値Ｉ1，Ｉ2は直線部１９ａの移動位置に応じて変化するため、
Ｉ＝（Ｉ1−Ｉ2）／（Ｉ1＋Ｉ2）……（１）
として演算すれば、図１２に示すように、ステアリングホイールの絶対角度を電流値Ｉのアナログ的な変化として検出することができる。
【００２９】
上述した位置検出ユニット７において、スライダ１４に対する遮光板１８の取付姿勢はネジ１７の締め付け具合の相違などにより製品ごとに若干のバラツキが避け難く、またホルダ８や側板９に対するスライダ１４の姿勢も、リードスクリュー１１の両端部と該両端部を軸支しているホルダ８や側板９の軸受部分との間に最小限のガタが必要であることから製品ごとに若干のバラツキが避け難いため、図１０（ａ）に示すように、遮光板１８がＬＥＤ２１と２分割フォトダイオード２２との間の正規の位置から不所望にずれた位置に配置されてしまうことがある。その場合、遮光板１８のスリット１９を通過して２分割フォトダイオード２２へ向かう光の帯が、設計段階で予想された場所とは異なる場所に到達してしまうため、遮光板１８の位置ずれを修正しないと検出精度が劣化してしまう。
【００３０】
かかる検出精度の劣化を防止するため、本実施形態例では、ガイドシャフト１３の両端部１３ａ，１３ｂを軸心Ｃに対して偏心させてあり、組立時の性能試験で遮光板１８の位置ずれが判明したときに、両端部１３ａ，１３ｂを回転中心軸としてガイドシャフト１３を適宜回転させることにより、図１０（ｂ）の実線で示すように、ガイドシャフト１３とリードスクリュー１１との相対位置関係を調整することができる。すなわち、組立が完了して接着剤２４を塗布する前に行われる性能試験で遮光板１８の位置ずれが判明したなら、ガイドシャフト１３の小径部１３ｃの係合溝１３ｄにマイナスドライバ等の治具を挿入し、両端部１３ａ，１３ｂを回転中心軸としてガイドシャフト１３を適宜回転させることにより、ガイド孔１４ａの内壁面に対するガイドシャフト１３の外周面の接触位置を変化させて、スライダ１４をリードスクリュー１１の回転軸を中心として僅かに回転させることができるので、この回転に伴って遮光板１８を正規の位置に配置させることができる。したがって、スライダ１４に対する遮光板１８の取付姿勢等に若干のバラツキがあったとしても、検出精度に影響する遮光板１８の位置ずれは組立後に簡単に調整することができ、良好な検出精度が確保しやすくなっている。また、この位置検出ユニット７の検出手段（第２の検出手段）は光検出方式なので、第１および第２受光部２２ａ，２２ｂの出力値が摩耗粉や外部磁界等によって変動する虞がなく、それゆえ高信頼性や長寿命化が期待できる。なお、回転調整後のガイドシャフト１３は遊挿部９ａ内の接着剤２４によって側板９に固定されるため、ガイドシャフト１３とリードスクリュー１１との相対位置関係は不変となり、よって製品化した後に遮光板１８に位置ずれが発生する虞はない。
【００３１】
次に、このように構成された操舵角検出装置の動作について説明する。ステアリングホイールを回転操作すると、ステアリングホイールと一体的に回転部材２が回転し、その回転力が第１ギヤ４から第２ギヤ１２へと伝達されるため、回転部材２に連動してリードスクリュー１１も回転する。回転部材２にはコード板３が一体的に設けられているため、回転部材２の回転に伴ってコード板３の内側および外側突起群３ａ，３ｂと各フォトインタラプタ６との相対位置が変化し、各フォトインタラプタ６から出力されるパルス信号に基づいてステアリングホイールの回転量と回転方向が検出される。これらコード板３とフォトインタラプタ６は例えばインクリメンタル型のロータリーエンコーダとして機能するものであり、本実施形態例の場合はステアリングホイールが中立位置を基準にして時計方向およひ反時計方向へそれぞれ２回転（＋７２０度〜−７２０度）するため、各フォトインタラプタ６の出力信号に基づいてステアリングホイールの１回転範囲（±３６０度）内の回転量と回転方向が検出される。
【００３２】
また、リードスクリュー１１の螺旋状溝１１ａとスライダ１４にインサートされた筒状ナット１５の歯部１５ａとが噛合しているため、リードスクリュー１１の回転に伴ってスライダ１４がリードスクリュー１１やガイドシャフト１３の軸線方向に沿って直線的に往復移動すると共に、このスライダ１４と一体的に遮光板１８がＬＥＤ２１と２分割フォトダイオード２２との間で移動する。その結果、遮光板１８に形成されているスリット１９の直線部１９ａが２分割フォトダイオード２２の相対向する短辺間を図１１の矢印Ｑ方向へ移動し、その移動位置に応じて第１および第２受光部２２ａ，２２ｂの受光量が変化するため、これら第１および第２受光部２２ａ，２２ｂの出力値に基づいて、ステアリングホイールの中立位置からの絶対角度が検出される。この場合、第１および第２受光部２２ａ，２２ｂから出力される電流値Ｉ1，Ｉ2を検出し、これら電流値Ｉ1，Ｉ2を前記式（１）に代入して電流値Ｉを演算すれば、図１２に示すように、ステアリングホイールの絶対角度を電流値Ｉのアナログ的な変化として検出することができる。なお、本実施形態例の場合はステアリングホイールが中立位置を基準にして時計方向および反時計方向へそれぞれ２回転（＋７２０度〜−７２０度）するため、２分割フォトダイオード２２の出力信号に基づいて全回転範囲（±７２０度）内の絶対角度が検出される。しかも、２分割フォトダイオード２２の出力信号から求められる電流値Ｉはアナログ的に変化するため、検出可能なステアリングホイールの絶対角度は整数回転（０，±１，±２）に限らず、例えば、ステアリングホイールの半回転（１８０度）毎の絶対角度を検出することもできる。したがって、２分割フォトダイオード２２の出力値に基づいて求めた全回転範囲（±７２０度）内の絶対角度と、フォトインタラプタ６から出力されるパルス信号に基づいて求めた１回転範囲（±３６０度）内の高精度な回転量とを組み合わせれば、中立位置を基準にしてステアリングホイールの全回転範囲（±７２０度）内の絶対角度を高精度に検出することができる。
【００３３】
このように本実施形態例に係る位置検出ユニット７は、ガイドシャフト１３の両端部１３ａ，１３ｂを軸心Ｃに対して偏心させてあるので、組立時の性能試験で遮光板１８の位置ずれが判明したときに、両端部１３ａ，１３ｂを回転中心軸としてガイドシャフト１３を適宜回転させることにより、スライダ１４をリードスクリュー１１のラジアル方向へ回転させて、遮光板１８を正規の位置に配置させることができる。したがって、スライダ１４に対する遮光板１８の取付姿勢等に若干のバラツキがあったとしても、検出精度に影響する遮光板１８の位置ずれを組立後に簡単に調整することができ、良好な検出精度が確保しやすくなっている。また、第１および第２受光部２２ａ，２２ｂの出力値が摩耗粉や外部磁界等によって変動する虞がないので、この位置検出ユニット７は高信頼性や長寿命化が期待できる。
【００３４】
なお、上述した実施形態例では、ステアリングホイールの回転量と回転方向を検出する検出手段（第１の検出手段）として、コード板３の内側および外側突起群３ａ，３ｂと各フォトインタラプタ６とで構成されるインクリメンタル型のロータリーエンコーダを用いた場合について説明したが、Ｍコード型やグレーコード型によるロータリーエンコーダであってもよく、さらに磁気式やブラシ式のロータリーエンコーダを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態例に係る操舵角検出装置を一部破断して示す側面図である。
【図２】該操舵角検出装置の内部機構を示す平面図である。
【図３】該操舵角検出装置に備えられる位置検出ユニットの斜視図である。
【図４】該位置検出ユニットの分解斜視図である。
【図５】図４中のＡ部の拡大図である。
【図６】該位置検出ユニットに備えられるガイドシャフトの斜視図である。
【図７】該位置検出ユニットに備えられるフレキシブル基板とカバー部材をホルダに組み込んだ状態を示す斜視図である。
【図８】該フレキシブル基板と該カバー部材を該ホルダに組み込む前の状態を示す分解斜視図である。
【図９】該位置検出ユニットに備えられる検出手段の説明図である。
【図１０】該検出手段に備えられる遮光板の位置ずれ調整方法を示す説明図である。
【図１１】該遮光板のスリットと受光素子の関係を示す説明図である。
【図１２】該受光素子の受光量に基づく絶対角度の検出方法を説明するための特性図である。
【図１３】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
２  回転部材
３  コード板
４  第１ギヤ
７  位置検出ユニット
８  ホルダ（固定側部材）
９  側板（固定側部材）
９ａ  遊挿部
１１  リードスクリュー
１１ａ  螺旋状溝
１２  第２ギヤ
１３  ガイドシャフト
１３ａ，１３ｂ  端部
１３ｃ  小径部
１３ｄ  係合溝
１４  スライダ
１４ａ  ガイド孔
１５  筒状ナット
１５ａ  歯部
１６  リーフスプリング（弾性部材）
１８  遮光板（遮光部材）
１９  スリット
２１  ＬＥＤ（発光素子）
２２  ２分割フォトダイオード（受光素子）
２３  カバー部材
２４  接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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