(57)【要約】【課題】操舵角を精度良く検出することができる舵角センサを備える電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ウォーム減速機１１を構成するウォームホイール１１ａの軸方向端面にフェースギヤ１１ｂを形成する。アングルセンサユニット２０は、フェースギヤ１１ｂと噛み合う被付勢歯車２１と、被付勢歯車２１と噛み合う第一検出用歯車２２と、第一検出用歯車２２と噛み合う第二検出用歯車２３とを備える。被付勢歯車２１は、フェースギヤ１１ｂに向かって付勢されており、その付勢方向は、第一検出用歯車２２の回転軸を中心とした円周方向である。【選択図】      図３
2015077833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールから伝達される操舵トルクに応じた操舵補助トルクを発生する電動モータと、操舵軸の回転角を検出する舵角検出部と、を備え、
前記舵角検出部は、
前記操舵軸と一体に回転する歯車と噛み合う被付勢歯車と、
回転角検出体が固着され、前記被付勢歯車と噛み合う第一の回転検出用歯車と、
回転角検出体が固着され、前記第一の回転検出用歯車と噛み合う少なくとも１つの第二の回転検出用歯車と、を備え、
前記被付勢歯車は、前記歯車に向かって付勢されると共に、その付勢方向が、前記歯車と前記被付勢歯車との噛合点を中心とし前記被付勢歯車の中心を通る第一の円周と、前記第一の回転検出用歯車の回転軸を中心とし前記被付勢歯車の中心を通る第二の円周の前記被付勢歯車の中心での接線とで囲まれた範囲内にあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記被付勢歯車の付勢方向は、前記第一の円周と前記第二の円周とで囲まれた範囲内で、且つ前記歯車と前記被付勢歯車との芯間距離の減少量が、前記被付勢歯車と前記第一の回転検出用歯車との芯間距離の減少量よりも大きくなる方向であることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記被付勢歯車の付勢方向は、前記接線と前記第二の円周とで囲まれた範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記被付勢歯車の付勢方向は、前記第一の回転検出用歯車の回転軸を中心とした円周方向であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記舵角検出部は、
前記被付勢歯車を回転可能に支持するセンサハウジングと、
前記センサハウジングに一体成形された弾性部からなり、前記弾性部が弾性変形したときの復元力により前記被付勢歯車を前記付勢方向に付勢する歯車付勢支持部と、
前記センサハウジングに一体成形され、前記被付勢歯車の変位を、前記第一の回転検出用歯車の回転軸を中心とした円周方向に案内する円弧状の案内溝と、を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記センサハウジングに一体成形され、複数の前記回転検出用歯車間の芯間距離を一定として、複数の前記回転検出用歯車を回転可能に支持する歯車支持部を備えることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記電動モータが発生した操舵補助トルクを減速して車両のステアリング機構の出力軸に伝達するウォーム減速機を備え、
前記歯車は、前記ウォーム減速機を構成するウォームホイールの軸方向端面に形成されたフェースギヤであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記歯車は、前記操舵軸に固定され、前記操舵軸と同一軸上に回転軸を有する平歯車であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記被付勢歯車は、回転角検出体を有さない中間歯車であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵軸回転角を検出する舵角センサを有する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のステアリングの回転角度を検出する回転角度検出装置として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、操舵軸と一体に回転する歯車と、当該歯車に噛合する第一の角度検出用歯車と、第一の角度検出用歯車に噛合する第二の角度検出用歯車とを備えるものである。ここでは、第一及び第二の角度検出用歯車に磁石を装着し、各磁石にそれぞれ対向配置された磁気検出素子を用いてステアリングの回転角度を検出している。また、ここでは、操舵軸の歯車、及び当該歯車に噛合する第一の角度検出用歯車の何れか一方を他方へ押圧する付勢手段としてのバネを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、以下に挙げるような要因により角度検出誤差が大きくなるおそれがある。
一つ目の要因は、各部の寸法バラツキによる、付勢された第一の角度検出用歯車の組付け位置ずれである。二つ目の要因は、操舵軸の歯車の振れや精度による、操舵時の角度検出用歯車の位置ずれである。三つ目の要因は、熱膨張による、操舵軸の歯車と第一の角度検出用歯車との芯間距離ずれである。四つ目の要因は、各歯車や歯車支持部の磨耗による、角度検出用歯車の位置ずれである。
【０００５】
このように、さまざまな要因によって、操舵軸の歯車に付勢された第一の角度検出用歯車の位置が変化するため、第一の角度検出用歯車と一体に回転する磁石と、その磁気変化を検出する磁気検出素子との相対位置がずれ、その結果、角度検出誤差が発生するおそれがある。
そこで、本発明は、操舵角を精度良く検出することができる舵角センサを備える電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一態様は、ステアリングホイールから伝達される操舵トルクに応じた操舵補助トルクを発生する電動モータと、操舵軸の回転角を検出する舵角検出部と、を備える。前記舵角検出部は、前記操舵軸と一体に回転する歯車と噛み合う被付勢歯車と、回転角検出体が固着され、前記被付勢歯車と噛み合う第一の回転検出用歯車と、回転角検出体が固着され、前記第一の回転検出用歯車と噛み合う少なくとも１つの第二の回転検出用歯車と、を備える。そして、前記被付勢歯車は、前記歯車に向かって付勢されると共に、その付勢方向が、前記歯車と前記被付勢歯車との噛合点を中心とし前記被付勢歯車の中心を通る第一の円周と、前記第一の回転検出用歯車の回転軸を中心とし前記被付勢歯車の中心を通る第二の円周の前記被付勢歯車の中心での接線とで囲まれた範囲内にあることを特徴としている。
【０００７】
このように、被付勢歯車を操舵軸と一体に回転する歯車に向かって付勢するので、被付勢歯車と操舵軸の歯車との間のバックラッシを所定の範囲に管理することができる。また、被付勢歯車の付勢方向を、上記の範囲内とすることで、被付勢歯車と第一の回転検出用歯車との間のバックラッシも所定の範囲に管理することができる。したがって、さまざまな要因により被付勢歯車の位置が変化した場合であっても、操舵軸の歯車と被付勢歯車との間の芯間距離のバラツキを吸収することができ、精度良く３６０度以上の絶対角検出が可能となる。
【０００８】
また、上記において、前記被付勢歯車の付勢方向は、前記第一の円周と前記第二の円周とで囲まれた範囲内で、且つ前記歯車と前記被付勢歯車との芯間距離の減少量が、前記被付勢歯車と前記第一の回転検出用歯車との芯間距離の減少量よりも大きくなる方向であることが好ましい。これにより、各噛合いに対し、バックラッシを小さくすることができ、バックラッシに起因する検出誤差を低減することができる。
【０００９】
また、上記において、前記被付勢歯車の付勢方向は、前記接線と前記第二の円周とで囲まれた範囲内にあってもよい。これにより、被付勢歯車と第一の回転検出用歯車との芯間距離の増加量を、歯車と被付勢歯車との芯間距離の減少量よりも非常に小さくすることができるので、被付勢歯車と第一の回転検出用歯車との間のバックラッシを一定の範囲に抑えつつ、歯車と被付勢歯車とのバックラッシを管理することができる。
【００１０】
さらに、上記において、前記被付勢歯車の付勢方向は、前記第一の回転検出用歯車の回転軸を中心とした円周方向であると、より好ましい。これにより、被付勢歯車と第一の回転検出用歯車との間のバックラッシを一定とすることができる。
また、上記において、前記舵角検出部は、前記被付勢歯車を回転可能に支持するセンサハウジングと、前記センサハウジングに一体成形された弾性部からなり、前記弾性部が弾性変形したときの復元力により前記被付勢歯車を前記付勢方向に付勢する歯車付勢支持部と、前記センサハウジングに一体成形され、前記被付勢歯車の変位を、前記第一の回転検出用歯車の回転軸を中心とした円周方向に案内する円弧状の案内溝と、を備えることが好ましい。
【００１１】
このように、被付勢歯車の付勢機構及び案内機構を、センサハウジングに一体成形された歯車付勢支持部と案内溝とによって実現するので、従来装置のようにバネ等の付勢用部品を設ける必要がない。そのため、その分の部品点数を削減することができる。
さらに、上記において、前記センサハウジングに一体成形され、複数の前記回転検出用歯車間の芯間距離を一定として、複数の前記回転検出用歯車を回転可能に支持する歯車支持部を備えることが好ましい。
【００１２】
このように、複数の回転検出用歯車を１つのセンサハウジングで支持することで、回転検出用歯車間のバックラッシを所定の範囲に管理することができ、より精度良く絶対角検出が可能となる。また、歯車支持部をセンサハウジングに一体成形するので、部品点数の削減にもなる。
また、上記において、前記電動モータが発生した操舵補助トルクを減速して車両のステアリング機構の出力軸に伝達するウォーム減速機を備え、前記歯車は、前記ウォーム減速機を構成するウォームホイールの軸方向端面に形成されたフェースギヤであることが好ましい。
【００１３】
このように、ウォームホイールの軸方向端面にフェースギヤを設け、そのフェースギヤと噛み合う被付勢歯車に第一の回転検出用歯車を噛み合わせると共に、第一の回転検出用歯車に第二の回転検出用歯車を噛み合せる。この構成により、回転検出用歯車の外径自由度を大きくすることができる。
さらにまた、上記において、前記歯車は、前記操舵軸に固定され、前記操舵軸と同一軸上に回転軸を有する平歯車としてもよい。このように、操舵軸に固定した平歯車を用いることで、上記のフェースギヤを用いる場合と比較して、被付勢歯車と噛合するための操舵軸と一体に回転する歯車の設置が容易となる。
【００１４】
また、上記において、前記被付勢歯車は、回転角検出体を有さない中間歯車であることが好ましい。これにより、各部の精度に起因する角度検出誤差を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電動パワーステアリング装置では、さまざまな要因により被付勢歯車の位置が変化した場合であっても、その位置ずれを吸収し、操舵軸と一体に回転する歯車と被付勢歯車との間のバックラッシや、被付勢歯車と第一の回転検出用歯車との間のバックラッシを所定の範囲に管理することができる。したがって、精度良く３６０度以上の絶対角検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】操舵補助機構周辺の主要部を示す図である。
【図３】アングルセンサの関連部品を示す図である。
【図４】アングルセンサユニットの具体的構成を示す分解斜視図である。
【図５】歯車付勢支持部を示す図である。
【図６】歯車付勢支持部の別の例を示す図である。
【図７】ＥＰＳ主要部を、操舵軸上で切った断面図である。
【図８】アングルセンサの別の取付例を示す図である。
【図９】被付勢歯車の付勢方向を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図である。
図中、符号ＳＭはステアリング機構である。ステアリング機構ＳＭは、ステアリングホイール１を備え、ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力はステアリングシャフト２に伝達される。ステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３に回転自在に内装されている。また、このステアリングシャフト２は、入力軸２ａと出力軸２ｂとを有する。入力軸２ａの一端はステアリングホイール１に連結され、入力軸２ａの他端は図示しないトーションバーを介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
【００１８】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、２つのヨーク４ａ，４ｂとこれらを連結する十字連結部４ｃとで構成されるユニバーサルジョイント４を介して中間シャフト５に伝達され、さらに、２つのヨーク６ａ，６ｂとこれらを連結する十字連結部６ｃとで構成されるユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。
このピニオンシャフト７に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ８を介して左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって転舵輪ＷＲ及びＷＬが転舵する。ここで、ステアリングギヤ８は、ハウジング８ａ内に、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ｂとこのピニオン８ｂに噛合するラック軸８ｃとを有するラックアンドピニオン形式に構成されている。すなわち、ステアリングギヤ８は、ピニオン８ｂに伝達された回転運動をラック軸８ｃで直進運動に変換している。
【００１９】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結したウォーム減速機１１と、このウォーム減速機１１に連結された電動モータ１２とを備えている。ここで、電動モータ１２は、操舵補助力を発生する電動機であり、例えばブラシレスモータで構成する。
【００２０】
また、ウォーム減速機１１を収容するギヤボックスハウジング１３には、トルクセンサユニット１４が配設されている。このトルクセンサユニット１４は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するものである。
さらに、ウォーム減速機１１を収容するギヤボックスハウジング１３には、アングルセンサユニット２０が配設されている。このアングルセンサユニット２０は、運転者がステアリングホイール１を操舵したときの操舵軸の回転角を検出するものである。このアングルセンサユニット２０の具体的構成については後述する。
【００２１】
なお、上記において、トルクセンサユニット１４がトルク検出部に対応し、アングルセンサユニット２０が舵角検出部に対応している。
図２は、操舵補助機構１０周辺の主要部を示す図である。
ウォーム減速機１１はウォーム及びウォームホイールを備え、これらはギヤボックスハウジング１３に収容されている。また、トルクセンサユニット１４及びアングルセンサユニット２０は、ギヤボックスハウジング１３の側面（ギヤボックスカバー１３ａ）に取り付けられている。これらトルクセンサユニット１４及びアングルセンサユニット２０は、それぞれＥＰＳコントロールユニット（ＥＣＵ）１５に図示しないハーネスで接続されている。
【００２２】
ＥＣＵ１５には、トルクセンサユニット１４で検出した操舵トルクやアングルセンサユニット２０で検出した舵角の他に、車速センサ等で検出した車速を入力する。そして、これらに応じた操舵補助力を操舵系に付与する操舵補助制御（操舵アシスト）を行う。具体的には、上記操舵補助力を電動モータ１２で発生するための操舵補助指令値（操舵補助トルク指令値）を公知の手順で算出し、算出した操舵補助指令値に基づいて電動モータ１２の電流指令値を算出する。そして、算出した電流指令値とモータ電流検出値とにより、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御する。
【００２３】
図３は、ウォームホイールとアングルセンサユニット２０の関連部品とを示す図である。
図３に示すように、ウォームホイール１１ａには、その軸方向端面にフェースギヤ１１ｂが形成されている。このウォームホイール１１ａは、鋼製の芯金の外周に樹脂部をインサート成形した構成を有し、当該樹脂部にフェースギヤ１１ｂが形成されている。これにより、ウォームホイール１１ａの軽量化と良好な加工性とを実現することができる。なお、フェースギヤ１１ｂは芯金に成形されていてもよく、熱膨張や吸水膨張による芯間距離の変化という点では、芯金に成形される方が好ましい。
【００２４】
また、アングルセンサユニット２０の搭載位置は、このウォームホイール１１ａに設けられたフェースギヤ１１ｂのピッチ円周上であれば、任意に設定可能である。但し、周辺部品との関係や、配線取回し等を考慮してレイアウトすることが望ましい。
アングルセンサユニット２０は、図３に示すように、被付勢歯車２１、第一検出用歯車（第一の回転検出用歯車）２２、第二検出用歯車（第二の回転検出用歯車）２３、及び角度検出用基板２４を少なくとも備える。被付勢歯車２１は、フェースギヤ１１ｂに噛合しており、第一検出用歯車２１は被付勢歯車２１に噛合している。また、第一検出用歯車２１には、第二検出用歯車２２が噛合している。これにより、操舵軸（出力軸２ｂ）の回転が被付勢歯車２１を介して検出用歯車２２及び２３に伝達される。
【００２５】
ここで、被付勢歯車２１は、フェースギヤ１１ｂ側に向かって付勢されており、その付勢方向は、第一検出用歯車２２の回転軸を中心とした円周方向となっている。つまり、被付勢歯車２１は、第一検出用歯車２２の回転軸を中心に変位可能となっている。
また、検出用歯車２２及び２３には、径方向に着磁された回転角検出体としての磁石が埋設されており、これら検出用歯車２２及び２３に対向して配置された角度検出用基板２４上のホールＩＣや磁気抵抗素子といった磁気検出素子（角度検出素子）を用いて、各検出用歯車２２，２３の回転角を検出可能となっている。
【００２６】
非付勢歯車２１及び検出用歯車２２，２３は平歯車であり、第一検出用歯車２２の歯数と第二検出用歯車２３の歯数とは、異なる枚数に設定されている。そして、この２つの検出用歯車２２及び２３によってそれぞれ検出した２つの検出角度の関係から、ウォームホイール１１ａ（操舵軸）の３６０度以上の回転角（操舵軸の絶対角）を演算することができるようになっている。なお、回転角の演算方法については公知であるため（例えば、特許第３７９２７１８号など）、ここでは説明を省略する。
【００２７】
また、ＥＰＳのアングルセンサとしては、ステアリングホイールの中立位置を０度として、±７２０度（計４回転）の範囲で絶対角検出が可能であることが条件となる。したがって、４回転の範囲で２つの検出用歯車２２，２３の位相の組み合わせに重複が無いように、それぞれの歯数を設定するものとする。
次に、アングルセンサユニット２０の具体的構成について詳細に説明する。
【００２８】
図４は、アングルセンサユニット２０の具体的構成を示す分解斜視図である。
この図４に示すように、アングルセンサユニット２０は、被付勢歯車２１、第一検出用歯車２２、第二検出用歯車２３、及び角度検出用基板２４の他に、アングルセンサハウジング２５及びアングルセンサカバー２６を備える。
アングルセンサハウジング２５には、歯車支持部２５ａが一体成形されており、検出用歯車２２，２３はこの歯車支持部２５ａによって回転可能に支持される。この歯車支持部２５ａによって、第一検出等歯車２２と第二検出用歯車２３との間のバックラッシが、所定の範囲に管理される。
【００２９】
また、アングルセンサハウジング２５の裏側（歯車支持部２５ａが成型された面とは反対側）には基板収容部が一体成形されており、角度検出用基板２４はこの基板収容部に組み込まれる。これにより、角度検出用基板２４上にレイアウトされた角度検出素子２４ａと検出用歯車２２，２３との軸方向位置及び軸直角方向位置が決められる。
さらに、アングルセンサハウジング２５には、被付勢歯車２１をフェースギヤ１１ｂ側に付勢するための歯車付勢支持部２５ｂが一体成形されている。この歯車付勢支持部２５ｂは、図５に示すように、一部が開口した円環部材で構成されている。この開口部は、組付け時の第一検出用歯車２２の回転軸を中心とした円周上において、フェースギヤ１１ｂから離れた側に形成する。
【００３０】
そして、その開口部両側の腕部近傍のアングルセンサハウジング２５には穴２５ｃが形成されており、これにより開口部両側の腕部は弾性変形がし易い構造となっている。すなわち、歯車付勢支持部２５ｂの開口部両側の腕部の弾性によって、被付勢歯車２１を円環中心方向に付勢する構造となっている。
なお、図５に示す歯車付勢支持部２５ｂに代えて、図６に示す歯車付勢支持部２５ｄを採用することもできる。この歯車付勢支持部２５ｄは円環部材で構成されており、その一部に一対の湾曲した弾性部が形成されている。図６に示す符号２５ｆはアングルセンサハウジングに形成された穴であり、符号２５ｇで示す円環部材の内側は底があってもよい。つまり、アングルセンサユニット２０の組付け状態において、被付勢歯車２１をフェースギヤ１１ｂ側に付勢した状態で回転可能に支持する構造であれば、適宜設定可能である。
【００３１】
図４に戻って、アングルセンサカバー２６には、組付け状態において、被付勢歯車２１を第一検出用歯車２２の円周方向に案内する案内溝２６ａが形成されている。案内溝２６ａは、組付け時の第一検出用歯車２２の回転軸を中心とした円弧状の溝であり、被付勢歯車２１は、この案内溝２６ａに沿って変位可能となっている。
アングルセンサユニット２０の組付け時には、先ず、アングルセンサハウジング２５の歯車支持部２５ａに検出用歯車２２，２３を取付けると共に、歯車付勢支持部２５ｂに被付勢歯車２１を取付ける。次に、アングルセンサハウジング２５の基板収容部に角度検出用基板２４を取付ける。そして、被付勢歯車２１及び検出用歯車２２，２３を配置した側からアングルセンサカバー２６を取り付けることで、アングルセンサユニット２０を構成する。
【００３２】
アングルセンサカバー２６をアングルセンサハウジング２５に取り付けた状態では、アングルセンサハウジング２５とアングルセンサカバー２６とによって開口部が形成される。そして、この開口部から、被付勢歯車２１の径方向において、被付勢歯車２１の第一検出用歯車２２との噛合側とは反対側の一部が露出した状態となる。
このアングルセンサユニット２０は、電動パワーステアリング装置に着脱可能に構成されている。
【００３３】
アングルセンサユニット２０をギヤボックスハウジング１３に組付ける際には、アングルセンサユニット２０を、ギヤボックスハウジング１３に取り付けたトルクセンサユニット１４を覆うように重ねて配置する。
ギヤボックスハウジング１３には、フェースギヤ１１ｂのピッチ円周上に対応する位置に、操舵軸２ｂの軸方向にセンサ取付用の嵌合穴（不図示）を設けている。そして、この嵌合穴に、アングルセンサユニット２０を被付勢歯車２１が露出している側から挿入固定することで、ウォームホイール１１ａのフェースギヤ１１ｂと、アングルセンサユニット２０の被付勢歯車２１（アングルセンサハウジング２５から露出した部分）とが噛合する構造となっている。
【００３４】
このアングルセンサユニット２０の取付け時には、アングルセンサユニット２０の被付勢歯車２１がフェースギヤ１１ｂに押される。このとき、被付勢歯車２１が案内溝２６ａに沿って歯車付勢支持部２５ｂの開口部側に移動することで、歯車付勢支持部２５ｂの腕部が撓み、被付勢歯車２１を歯車付勢支持部２５ｂの円環中心方向に付勢するように予圧を掛ける。
【００３５】
これにより、フェースギヤ１１ｂと被付勢歯車２１との間の芯間距離が一定に保たれるように、被付勢歯車２１からフェースギヤ１１ｂ側に向かって予圧を掛けることができる。また、付勢された被付勢歯車２１は第一検出用歯車２２を中心に変位するため、被付勢歯車２１と第一検出用歯車２２との間の芯間距離も、被付勢歯車２１の変位に関係なく略一定に保つことができる。
【００３６】
さらに、このような取付構造とすることで、アングルセンサユニット２０がトルクセンサユニット１４のカバーを兼ねることができ、部品点数を抑えることができる。また、トルクセンサの上方（操舵軸２ｂの径方向外側）にアングルセンサユニット２０を着脱可能に配するため、アングルセンサ追加に伴うＥＰＳシステムの外寸拡大を抑えることができる。また、例えばアングルセンサ有無でＥＰＳ仕様を分けた場合でも、トルクセンサは同一のもので対応が可能となる。
【００３７】
以上のように、本実施形態では、操舵力アシストのための減速機構を構成するウォームホイール１１ａの側面にフェースギヤ１１ｂを設け、このフェースギヤ１１ｂに被付勢歯車２１を噛み合せる。そして、被付勢歯車２１に、回転角検出体（磁石）を回転させる第一検出用歯車２２を噛み合せ、第一検出用歯車２２に、回転角検出体（磁石）を回転させる第一検出用歯車２３を噛み合せる。また、被付勢歯車２１はフェースギヤ１１ｂ側に向かって付勢されており、その付勢方向は、第一検出用歯車２２の円周方向とする。
【００３８】
このように、フェースギヤ１１ｂに被付勢歯車２１を介して検出用歯車を噛合して角度検出を行う構成とすることで、検出用歯車２２，２３の外径自由度を大きくすることができる。また、センサ検出精度やその他要件に合わせて任意の減速比を設定することができる。さらに、検出用歯車を複数設けるので、３６０度以上の絶対角検出が可能となる。
また、上述したように、フェースギヤ１１ｂと被付勢歯車２１との間のバックラッシは、歯車付勢支持部２５ｂによって所定の範囲に管理され、被付勢歯車２１と第一検出用歯車２２との間のバックラッシは、案内溝２６ａによって所定の範囲に管理される。さらに、第一検出用歯車２２と第二検出用歯車２３との間のバックラッシは、歯車支持部２５ａによって所定の範囲に管理される。したがって、検出用歯車２２，２３の検出誤差を最低限に抑えることができる。
【００３９】
また、歯車支持部２５ａ及び歯車付勢支持部２５ｂは、アングルセンサハウジング２５に一体成形されており、案内溝２６ａはアングルセンサカバー２６に一体成形されている。このように、バネ等の付勢用部品を必要とすることなく被付勢歯車２１の付勢機構を実現することができるため、アングルセンサユニット２０の部品点数を削減し、アングルセンサユニット２０が大型化するのを抑制することができる。したがって、電動パワーステアリング装置へのレイアウト性を向上させることができる。
【００４０】
ところで、本実施形態では、アングルセンサユニット２０を電動パワーステアリング装置に対して着脱可能に構成するため、フェースギヤ１１ｂと第一検出用歯車２２との芯間距離のバラツキが大きくなる傾向がある。これは、操舵軸２ｂからアングルセンサユニット２０に至るまでの構成部品が多く、積み上げるバラツキが多くなることに起因する。
図７は、電動パワーステアリング装置の主要部を操舵軸上で切った断面図である。この図７に示すように、ウォームホイール１１ａにフェースギヤ１１ｂを設けてアングルセンサユニット２０の検出用歯車２２，２３に回転を伝達する場合、ウォームホイール１１ａ、操舵軸支持軸受３１、ギヤボックスハウジング１３、ギヤボックスカバー１３ａ、アングルセンサハウジング２５、アングルセンサカバー２６といった部品が、フェースギヤ１１ｂと被付勢歯車２１との間に介在する。
【００４１】
これに加え、車体の捩れなどによってステアリングギヤ側からの突き上げ荷重の入力があると、操舵軸が軸方向に変位する場合もある。アングルセンサに前述の予圧機構を用いることで、このような環境下においてもフェースギヤ１１ｂと被付勢歯車２１との噛合を一定の範囲に保つことが可能となり、センサの検出精度を向上することができる。
また、フェースギヤ１１ｂと被付勢歯車２１との間の芯間距離の調整のために、検出用歯車２２，２３を移動させることも考えられるが、この場合、検出用歯車２２，２３と角度検出用基板２４上に配置した角度検出素子２４ａとの相対位置が変化してしまい、検出誤差を生じるため好ましくない。
これに対して、本実施形態では、アングルセンサの検出精度を確保しつつ、電動パワーステアリング装置への搭載が可能とある。特に、被付勢歯車２１に角度検出機能を持たせないことで、各部の精度による角度検出誤差を最小限に抑えることができる。
【００４２】
（変形例）
上記実施形態においては、ウォームホイール１１ａの軸方向端面にフェースギヤ１１ｂを設け、フェースギヤ１１ｂとアングルセンサユニット２０の被付勢歯車２１とを噛合させる場合について説明したが、例えば図８に示す構成とすることもできる。すなわち、図８に示すように、平歯車１１ｃを操舵軸２ｂと同一軸上に固定し、この平歯車１１ｃにアングルセンサユニット２０の被付勢歯車２１を噛合させるようにすることもできる。この場合にも、上述した第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４３】
また、上記実施形態においては、被付勢歯車２１の付勢方向を、第一検出用歯車２２の回転軸を中心とした円周方向とする場合について説明したが、各噛合いに対し、バックラッシを小さくする方向であればよい。具体的には、図９に示すように、被付勢歯車２１の付勢方向が、フェースギヤ１１ｂと被付勢歯車２１との噛合点を中心とし被付勢歯車２１の中心を通る円周Ａ（第一の円周）と、第一検出用歯車２２の回転軸を中心とし被付勢歯車２１の中心を通る円周Ｂ（第二の円周）の被付勢歯車２１の中心での接線Ｃとで囲まれた範囲内にあればよい。
【００４４】
ここで、図９において、符号１１Ｂ´はフェースギヤ１１Ｂのピッチ円位置、符号２１´は被付勢歯車２１の基準ピッチ円、符号２２´は第一検出用歯車２２の基準ピッチ円である。
なお、被付勢歯車２１の付勢方向は、図９の斜線範囲内（円周Ａと円周Ｂとで囲まれた範囲内）で、且つフェースギヤ１１ｂと被付勢歯車２１との芯間距離Ｌ１の減少量が、被付勢歯車２１と第一検出用歯車２２との芯間距離Ｌ２の減少量よりも大きくなる範囲にあることが好ましい（符号Ｄ）。これにより、各噛合いに対し、バックラッシを小さくすることができ、バックラッシに起因する検出誤差を低減することができる。
【００４５】
また、被付勢歯車２１の付勢方向は、接線Ｂと円周Ｃとで囲まれた範囲内にあってもよい。これにより、芯間距離Ｌ２の増加量を芯間距離Ｌ１の減少量よりも非常に小さくすることができるので、被付勢歯車２１と第一検出用歯車２２との間のバックラッシを一定の範囲に抑えつつ、フェースギヤ１１ｂと被付勢歯車２１とのバックラッシを管理することができる。
【００４６】
さらに、上記実施形態においては、回転角検出体（磁石）を埋設した検出用歯車の数を２個とする場合について説明したが、３個以上であってもよい。
また、上記各実施形態においては、回転角検出体（磁石）を埋設した２個の検出用歯車の歯数を異ならせる場合について説明したが、歯数を同じとして冗長性を持たせる仕様とすることもできる。この場合、２つの検出用歯車による検出角度は同じになるため、これらを相互監視することで異常を検出することが可能となる。これら２つの検出用歯車の歯数が同じでも、車輪速などの車両側からの情報や、電動モータ１２のレゾルバ信号などを用いることで、絶対角を演算、推定することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
ＳＭ…ステアリング機構、１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…ステアリングコラム、４，６…ユニバーサルジョイント、５…中間シャフト、８…ステアリングギヤ、１０…操舵補助機構、１１…ウォーム減速機、１１ａ…ウォームホイール、１１ｂ…フェースギヤ、１１ｃ…平歯車、１２…電動モータ、１３…ギヤボックスハウジング、１３ａ…ギヤボックスカバー、１４…トルクセンサユニット、１５…ＥＰＳコントロールユニット（ＥＣＵ）、２０…アングルセンサユニット、２１…被付勢歯車、２２…第一検出用歯車（第一の回転検出用歯車）、２３…第二検出用歯車（第二の回転検出用歯車）、２４…角度検出用基板、２５…アングルセンサハウジング、２５ａ…歯車支持部、２５ｂ…歯車付勢支持部、２６…アングルセンサカバー、２６ａ…案内溝
【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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