(57)【要約】【課題】複数の半導体ＭＲ素子を用いた場合に、それらのＭＲ素子から出力される波形が半導体ウェハの材質的な相違に起因してばらつくのを防止することができる回転角検出装置及びトルク検出装置を提供する。【解決手段】半導体ウェハＷの同一セルＷｃ上に複数の半導体ＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３を形成し、これらの半導体ＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３を、検出対象の入出力軸の回転に応じて出力する信号が電気角で所定の位相差を生じるように、対応する入出力軸に対してターゲット周方向で互いに異なる位置に対向して配置する。【選択図】　　　図４
2004144716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に一体回転可能に連結された磁性体を有するターゲットと、前記磁性体に対向して配置されて前記回転体の回転に応じた信号を出力する複数の磁気センサとを備えた回転角検出装置であって、
前記複数の磁気センサは、それぞれ半導体ＭＲ素子を含み、前記半導体ＭＲ素子は半導体ウェハの同一セル上に一体的に形成されたものであることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記複数の半導体ＭＲ素子が、前記同一セル上において前記回転体に対して互いに異なる周方向位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記複数の半導体ＭＲ素子が、接着層を介在させて基板に一体的に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
第１の回転軸とこの回転軸と同軸的に連結された第２の回転軸を備えた回転体に対して、前記第１及び第２の各回転軸に請求項１〜３のいずれかに記載の回転角検出装置を設けるとともに、
対応する前記回転角検出装置によって検出された前記第１及び第２の回転軸の各回転角を用いて、前記回転体に加わるトルクを検出するトルク検出部を備えていることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の回転軸の回転角を検出する各回転角検出装置に含まれた全ての前記各磁気センサが、半導体ウェハの同一セル上に一体的に形成された半導体ＭＲ素子を用いて構成されていることを特徴とする請求項４に記載のトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用操舵軸などの回転体の回転角を検出する回転角検出装置及び回転体に加わるトルクを検出するトルク検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両に搭載され、運転手の操舵動作を補助する操舵補助装置には、操舵補助力として例えば電動モータの回転力を付与する電動パワーステアリング装置がある。このような電動パワーステアリング装置は、操舵部材及び操向用の車輪側にそれぞれ連結され、運転手の操舵動作に伴って回転する入力軸及び出力軸を備えている。さらに、このステアリング装置には、上記入出力軸の各回転角を検出するセンサ部を含んだ回転角検出装置及びこの検出装置の検出結果を用いて上記操舵部材に加わる操舵トルクを検出するトルク検出装置が組み込まれており、当該ステアリング装置は検出した操舵トルクに基づき電動モータへの指令値を決定し、減速機構を介して操舵系にモータ回転力を伝達させることで当該操舵系に操舵補助力を付与して操舵アシストを行う。
【０００３】
また、上記従来の回転角検出装置のセンサ部には、入出力軸毎に一体回転可能に取り付けられた磁性体製のターゲットと、このターゲット外周に所定のギャップをおいて対向配置された磁気抵抗効果（ＭＲ）素子を有し、対応する入出力軸の回転に応じて周期的に変化する出力信号を出力する磁気センサとが設けられている。また、このセンサ部では、そのセンサの出力が線形的に変化する線形領域と非線形的に変化する非線形領域との２つの領域がターゲット外周形状に応じて現れることから、入出力軸毎に２つの上記磁気センサを設け、これらのセンサを対応するターゲットの周方向にずらして配置することにより、位相のみが異なる２チャンネル分の同一出力波形を得るように構成されている。そして、この従来検出装置では、常に上記線形領域でのセンサ出力を用いて回転角を検出するよう、上記２チャンネルの各出力を相互補完的に用いることによって入出力軸の各回転角の検出精度が低下するのを防いでいた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８２００２号公報（第３〜５頁、図１〜３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の回転角検出装置において、上記ＭＲ素子として半導体ＭＲ素子を用いた場合には、上記２チャンネルの出力をそれぞれ出力する２つの半導体ＭＲ素子の材質的な相違に起因して、それらの出力波形が上述の位相のみが異なる同一出力波形とならないことがあった。詳細にいえば、この従来の検出装置では、各チャンネル用のＭＲ素子として、半導体ウェハの１つのセルに当該ＭＲ素子を形成したワンチップのセンサが用いられており、半導体ウェハのロッド番号が違う２つのセンサチップ、または同一ウェハ上の互いに離れた位置のセルに形成された２つのセンサチップが組み合わされて、２チャンネルのＭＲ素子として使用されることがあった。このため、上記２チャンネルのＭＲ素子はそれらの材質的な相違によって温度特性などの電気的特性が揃わないことがあり、上記ターゲットの周方向に位置をずらして配置した場合に、２チャンネルの出力が位相のみならず振幅なども異なる出力波形になることがあった。
【０００６】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、複数の半導体ＭＲ素子を用いた場合に、それらのＭＲ素子から出力される波形が半導体ウェハの材質的な相違に起因してばらつくのを防止することができる回転角検出装置及びトルク検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転角検出装置は、回転体に一体回転可能に連結された磁性体を有するターゲットと、前記磁性体に対向して配置されて前記回転体の回転に応じた信号を出力する複数の磁気センサとを備えた回転角検出装置であって、
前記複数の磁気センサは、それぞれ半導体ＭＲ素子を含み、前記半導体ＭＲ素子は半導体ウェハの同一セル上に一体的に形成されたものであることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
上記のように構成された回転角検出装置における複数の磁気センサでは、半導体ウェハの同一セル上に一体的に形成された複数の半導体ＭＲ素子を用いることにより、これら素子の電気的特性を揃えることができる。
【０００９】
また、上記回転角検出装置（請求項１または２）において、前記複数の半導体ＭＲ素子が、前記同一セル上において前記回転体に対して互いに異なる周方向位置に配置されてもよい（請求項２）。
この場合、上記複数の半導体ＭＲ素子は、回転体の回転に応じて、位相のみが異なる複数の同一波形を出力することができる。
【００１０】
また、上記回転角検出装置（請求項１または２）において、前記複数の半導体ＭＲ素子が、接着層を介在させて基板に一体的に固定されていることが好ましい（請求項３）。
この場合、複数の半導体ＭＲ素子を別個にターゲットに対向して配置する場合に比べて、所定距離で対向配置するのを容易に行えるとともに、各半導体ＭＲ素子と上記ターゲットとの間の距離にずれが生じるのを防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明のトルク検出装置は、第１の回転軸とこの回転軸と同軸的に連結された第２の回転軸を備えた回転体に対して、前記第１及び第２の各回転軸に請求項１〜３のいずれかに記載の回転角検出装置を設けるとともに、
対応する前記回転角検出装置によって検出された前記第１及び第２の回転軸の各回転角を用いて、前記回転体に加わるトルクを検出するトルク検出部を備えていることを特徴とするものである（請求項４）。
【００１２】
上記のように構成されたトルク検出装置では、第１及び第２の回転軸の各回転角は電気的特性が均一な複数の半導体ＭＲ素子からの出力を用いて精度よく検出される。
【００１３】
また、上記トルク検出装置（請求項４）において、前記第１及び第２の回転軸の回転角を検出する各回転角検出装置に含まれた全ての前記各磁気センサが、半導体ウェハの同一セル上に一体的に形成された半導体ＭＲ素子を用いて構成されてもよい（請求項５）。
この場合、トルク検出装置に含まれる全ての半導体ＭＲ素子の電気的特性を揃えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回転角検出装置及びトルク検出装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、電動式の操舵補助装置としての電動パワーステアリング装置に本発明を適用した場合について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置の構造を模式的に示す図である。図において、当該装置は、例えば自動車に搭載され、操舵部材（ステアリングホイール）１とピニオン２との間に、操舵軸３を介在させたものである。操舵軸３は、その中心に設けられたトーションバー３１と、トーションバー３１の入力側（上方）に固定された第１の回転軸としての入力軸３２と、トーションバー３１の出力側（下方）に固定された第２の回転軸としての出力軸３３とを備えている。入力軸３２と出力軸３３とは、互いに同軸に配置されているが、相互には直接連結されておらず、トーションバー３１を介在させて同軸的に連結されている。
【００１６】
上記入力軸３２には操舵部材１が連結され、運転手の操舵動作による操舵部材１の回転が直接的に伝えられるようになっている。
上記出力軸３３には、ウォーム５及びこれに噛み合うウォームホイール４を有する減速機構と、上記ウォーム５が出力軸に一体回転可能に取り付けられ制御ユニット２１により制御される操舵補助用の電動モータ６とが連結されており、当該電動モータ６の回転を減速しピニオン２に操舵補助力として伝達する。このピニオン２の回転が、ラック７の直線運動に変換され、左右のタイロッド８を介して操向車輪９が転舵される。上記減速機構と電動モータ６とが、操舵部材１から操向車輪９に至る操舵系に操舵補助力を付与する操舵補助部を構成している。
【００１７】
また、上記入力軸３２及び出力軸３３には、本発明の回転角検出装置に含まれたセンサ部が設けられており、操舵部材１への上記操舵動作に伴い回転する入出力軸３２，３３の各回転角を検出するようになっている。具体的には、図２も参照して、入力軸３２には、第１のターゲット板３４が一体回転可能に取り付けられ、さらにこのターゲット板３４の外周外方に第１の磁気センサＡ１，Ｂ１が配置されている。同様に、出力軸３３には、第２及び第３のターゲット板３５，３６が一体回転可能に取り付けられ、さらにこれらターゲット板３５，３６の外周外方に第２及び第３の磁気センサＡ２，Ｂ２及びＡ３，Ｂ３がそれぞれ配置されている。
【００１８】
上記第１のターゲット板３４と第１の磁気センサＡ１，Ｂ１とが入力軸３２の回転角に応じた信号を制御ユニット２１に出力する第１のセンサ部Ｐを構成し、第２のターゲット板３５と第２の磁気センサＡ２，Ｂ２とが出力軸３３の回転角に応じた信号を制御ユニット２１に出力する第２のセンサ部Ｑを構成している。また、第３のターゲット板３６と第３の磁気センサＡ３，Ｂ３とは出力軸３３の回転角に応じた信号を制御ユニット２１に出力する第３のセンサ部Ｒを構成するものであり、制御ユニット２１が上記第２及び第３のセンサ部Ｑ，Ｒの出力を用いて出力軸３３の絶対回転位置を検出するようになっている。
【００１９】
上記各ターゲット板３４〜３６は、平歯車状の形態を成し、磁性体から成る外周の歯が周方向に等間隔で凹凸のターゲットを形成している。歯数は、第１のターゲット板３４と第２のターゲット板３５とが同数Ｎ（例えば３６）で、第３のターゲット板３６はＮとは互いに素（１以外の公約数をもたない）である数（例えば３５）である。
また、第１〜第３の磁気センサＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３は、対応するターゲット板３４〜３６の外周の歯に対向するように、３段２列に配置されており、これらはセンサボックス１０に収められている。センサボックス１０は車体の所定位置に固定されたものであり、各磁気センサＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３と対応する上記外周の歯とのギャップを所定距離で確保して維持するようになっている。また、第１の磁気センサＡ１，Ｂ１は、第１のターゲット板３４の互いに異なる周方向位置に対向して配置されている。同様に、第２の磁気センサＡ２，Ｂ２は、第２のターゲット板３５の互いに異なる周方向位置に対向して配置され、第３の磁気センサＡ３，Ｂ３は、第３のターゲット板３６の互いに異なる周方向位置に対向して配置されている。
【００２０】
上記の各磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３は、図４も参照して、磁界の作用により抵抗が変化する特性をもつ素子、例えば磁気抵抗効果（ＭＲ）素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３をそれぞれ含んで構成されている。詳細には、これら磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３は、上記センサボックス１０の底板１１に形成された筒部１１ａ内に配置されたものであり、この筒部１１ａに形成された支持台１１ｂ（図４（ｂ））上に固定されている（図４（ａ）参照）。尚、上記筒部１１ａに、磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３の前面側を覆う蓋部（図示せず）が取り付けられることでセンサボックス１０が密閉され、当該ボックス１０によって磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３が保護されるようになっている。
【００２１】
また、上記ＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３は、シリコンウェハに例えばインジウム（Ｉｎ）及びアンチモン（Ｓｂ）を拡散し、マスキングなどによって所定パターンを有するようパターニングなどを施すことにより、磁界の強さの変化を検出する検出回路を形成した半導体ＭＲ素子であり、半導体ウェハＷに設けられた１つのセルＷｃ上に全ての素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３が一体的に形成されている（図４（ｃ）参照）。
詳細にいえば、上記セルＷｃでは、図４（ｃ）の左右方向で隣り合う各ターゲット３４〜３６用の一対のＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３が操舵軸３の周方向での寸法ｄ１が所定寸法となるよう形成されたものであり、各一対のＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３での平行度及びアジマス角などにずれが生じるのを防いでいるとともに、各一対のＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３から出力される信号が電気角で所定の位相差を生じるようになっている。また、同図にｄ２及びｄ３にて示す軸方向寸法は、上記ターゲット３４，３５間の軸方向寸法及びターゲット３５，３６間の軸方向寸法にそれぞれ基づき設定されたものであり、磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３を対応するターゲット３４〜３６に対向配置し上記センサ部Ｐ，Ｑ，Ｒを組み立てたときに、各ＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３がターゲット３４〜３６の上記歯に対して所定の許容誤差の範囲内で向かい合うようになっている。
【００２２】
上記セルＷｃは、接着層１５によってガラス基板やＰＣＢ（ポリ塩素化ビフェニル）基板などの支持用基板１４に貼り付けられており、上記全ての素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３が接着層１５を介在させて基板１４に一体的に固定されている。また、上記支持台１１ｂ上には、例えばネオジム磁石からなる磁界発生用の磁石（永久磁石）１２が取り付けられており、さらにこの磁石１２の上方に上記基板１４が接着層１３を介在させて固定されている（図４（ｂ）参照）。
尚、上記の説明以外に、例えば１つのＭＲ素子毎に基板及び磁石を設ける構成でもよい。但し、上記のように６つのＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３に対して、各々１つの基板１４及び磁石１５を共用してセルＷｃの下方に接着層１５，１３を介在させて設ける場合の方が、基板及び磁石を別個に設けた場合に上記支持台１１ｂに対するこれらの基板及び磁石の各取付高さが異なるのを確実に防ぐことができるとともに、各ＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３とターゲット３４〜３６との間の相対的な距離が異なるのを防ぎつつ、それらのＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３を所定距離でターゲット３４〜３６に対向配置できる点で好ましい。
また、上記各ＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３には図示しない直流源が接続されており、対応するターゲット３４〜３６の歯との距離変化に伴う上記磁石１２からの磁界の強さ変化を、当該素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３がその抵抗値を変化させることで検出する。
【００２３】
上記の各磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３は、それに含まれたＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３が検出した磁界の強さ変化を、対向する各ターゲット板３４〜３６の外周の凹凸（歯）に応じて周期的に変化する電圧信号として出力する。詳細には、運転手のステアリング操作に応じて、第１のターゲット板３４が入力軸３２と共に回転すると、外周の凹凸により第１の磁気センサＡ１，Ｂ１の出力信号は入力軸３２及びターゲット板３４の回転角の変化（角変位）に応じて周期的に変化する周期信号となる。また、第２のターゲット板３５が出力軸３３と共に回転すると、外周の凹凸により第２の磁気センサＡ２，Ｂ２の出力信号は出力軸３３及びターゲット板３５の回転角の変化に応じて周期的に変化する周期信号となり、第３のターゲット板３６が出力軸３３と共に回転すると、外周の凹凸により第３の磁気センサＡ３，Ｂ３の出力信号は出力軸３３及びターゲット板３６の回転角の変化に応じて周期的に変化する周期信号となる。
【００２４】
また、上記第１の磁気センサＡ１とＢ１とは、それらの出力信号が、図３に示すように、電気角で例えばπ／２の位相差を生じるよう第１のターゲット板３４に対向して配置されている。同様に、第２の磁気センサＡ２とＢ２とは、それらの出力信号がπ／２の位相差を生じるよう第２のターゲット板３５に対向して配置され、第３の磁気センサＡ３とＢ３とは、それらの出力信号がπ／２の位相差を生じるよう第３のターゲット板３６に対向して配置されている。このように、第１〜第３のセンサ部Ｐ，Ｑ，Ｒにおける２つの磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３からの出力信号の位相を各々ずらすことにより、対応するターゲット板３４〜３６の凹凸形状に応じて、非線形な変化が出力波形の極大値及び極小値付近で現れたときでも、制御ユニット２１は２つの磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３の一方の信号が非線形領域のときは他方の線形領域の信号を用いることができ、入出力軸３２，３３の各回転検出精度が低下するのを防ぐことができる。
【００２５】
さらに、第３のターゲット板３６の歯数（＝３５）が第２のターゲット板３５の歯数（＝３６）より１少ないことにより、第３の磁気センサＡ３，Ｂ３の出力は、第２の磁気センサＡ２，Ｂ２の出力と比べて、出力軸３３の回転量（２π／３６）当たりに（（２π／３６）−（２π／３５））の位相ずれを生じ、出力軸３３の１回転で元に戻る。従って、予め出力軸３３の絶対回転位置と上記位相のずれとの関係を調べてテーブル化しておくことにより、位相ずれから出力軸３３の絶対回転位置を割り出すことができる。このようなテーブルは、制御ユニット２１の後述のデータ記憶部に予め格納されている。
【００２６】
上記制御ユニット２１は、第１〜第３のセンサ部Ｐ，Ｑ，Ｒの出力を用いて所定の演算を行う演算部２１ａと、この演算部２１ａの演算結果に基づき電動モータ６の駆動制御を行う駆動制御部２１ｂとを備えている。この制御ユニット２１には、車速センサ２２によって検出された車速の信号が入力されるようになっており、自動車の走行速度を鑑みて電動モータ６で発生させる回転力を決定するようになっている。また、制御ユニット２１には、不揮発性メモリ等により構成されたデータ記憶部（図示せず）が設けられており、このデータ記憶部には、電動モータ６の駆動制御に必要なプログラムやテーブル化された情報等が予め格納され、さらには当該ユニット２１の各部での演算結果などや上記車速センサ２２などからの自動車の走行状態等を示す情報が適宜記憶される。
【００２７】
上記演算部２１ａは、磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３の出力信号を用いて対応する入出力軸３２，３３の各回転角を検出する回転角検出部の機能、この回転角検出部によって検出された上記各回転角を用いて上記操舵部材１に加わる操舵トルクを検出するトルク検出部の機能、及び上記検出された各回転角を用いて操舵部材１に加わる操舵トルク及び操舵角を演算により求め、その求めた操舵トルク及び操舵角に基づき上記操舵補助部から付与させる操舵補助力を決定する機能をもつように構成されている。具体的には、演算部２１ａは、所定のサンプリング周期で、例えばセンサ部Ｐ，Ｑの出力を取得し、対応する入力軸３２及び出力軸３３の回転角を得た後、入出力軸３２，３３の相対回転角の絶対値を求めて、上記操舵部材１に加わる操舵トルク及び操舵角を算出する。また、演算部２１ａは、算出した操舵トルク及び操舵角に基づき電動モータ６への指令値を決定し駆動制御部２１ｂに指示する。尚、演算部２１ａが、第３のセンサ部Ｒの出力を用いることにより、出力軸３３の絶対回転角の絶対値を求め、上記操舵トルク及び操舵角を算出することもできる。
上記駆動制御部２１ｂは、演算部２１ａから指示された指令値に基づいて電動モータ６に電流を供給して当該電動モータ６を駆動する。これにより、本実施形態の電動パワーステアリング装置は、運転手の操舵動作を検出しその動作に応じた操舵補助力を付与することができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態による電動パワーステアリング装置では、上記センサ部Ｐ，Ｑ，Ｒに含まれた６チャンネル全てのＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３が上記ウェハＷの同一のセルＷｃ上に一体的に形成されている。これにより、これらのＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３における温度特性などの電気的特性を揃えることができ、半導体ウェハＷの材質的な相違に起因して上記磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３の出力波形がばらつくのを防止することができる。この結果、各磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３の出力波形を同じ方法（同一の調整値）で調整することが可能となり、センサ出力の調整作業を容易に行うことができる。
【００２９】
また、本実施形態では、同一のセルＷｃ上に一体的に形成された上記６チャンネル分のＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３を用いているので、ターゲット周方向に位置をそれぞれずらして配置された磁気センサＡ１〜Ａ３と磁気センサＢ１〜Ｂ３との各相互距離が上記寸法ｄ１により規定されて当該相互距離を所望の距離で確実に確保することができる。この結果、例えば磁気センサＡ１と磁気センサＢ１との平行度や各センサでのアジマス角などにずれを生じることなく、これら２チャンネル用のセンサＡ１とＢ１とを精度よく配置することができる。さらに、６チャンネル分のＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３を各々１つの基板１４及び磁石１２を用いて取り付けているので、各磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３と対応するターゲット３４〜３６との距離（すなわち、エアギャップ）を容易に均一とすることができ、エアギャップの相違に起因する歪みがセンサ出力波形に現れるのを防ぐことができる。また、このようにターゲット３４〜３６に対する磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３の各位置決め作業を容易に行うことができることから、入出力軸３２，３３の各回転角、操舵部材１に加わる操舵トルク及び操舵角を所望の検出精度で検出することができ、よって操舵補助力を運転手の操舵動作に応じて適切に決定できるとともに、センサ出力の調整作業を容易に行うことができる点とも相まって、検出装置、ひいてはステアリング装置の組立作業を簡単化することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、各ターゲット３４〜３６用の一対のＭＲ素子ａ１〜ａ３とｂ１〜ｂ３とが同一のセルＷｃ上において対応する入出力軸３２，３３に対して互いに異なる周方向位置に配置されているので、一対のＭＲ素子ａ１〜ａ３とｂ１〜ｂ３とが入出力軸３２，３３の各回転に応じて位相のみが異なる複数の同一波形を出力することができ、電気角で所定の位相差の信号を出力することができる。
また、本実施形態では、上記全てのＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３が接着層１５を介在させて基板１４に一体的に固定されているので、複数のＭＲ素子を個別にターゲットに対向して配置する場合に比べて、所定距離で対向配置するのを容易に行えるとともに、各ＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３とターゲット３４〜３６との間の距離にずれが生じるのを防ぐことができる。
【００３１】
尚、上記の説明では、６チャンネル全てのＭＲ素子ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３を同一のセルＷｃに形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の半導体ＭＲ素子をそれぞれ含んだ複数の磁気センサにおいて、それら複数の半導体ＭＲ素子を同一セル上に一体的に形成することにより、半導体ウェハの材質的な相違に起因する電気的特性の不揃いを解消するものであればよい。具体的には、各ターゲット用の２チャンネル分のＭＲ素子（例えばＭＲ素子ａ１，ｂ１）毎に、同一セル上に一体的に形成してもよく。また、軸方向に配列された２つのＭＲ素子単位（例えばＭＲ素子ｂ２，ｂ３）毎に同一セル上に一体的に形成したものを用いてもよい。
また、上記の説明以外に、上記平歯車状のターゲット３４〜３６に代えて、外周面に磁極のＮ・Ｓを交互に配置したターゲットを用いることにより、上記磁石１２を省略することもできる。さらに、ターゲット板３４〜３６の外周ではなくその円盤側面上に磁性体を設けて、この磁性体の上方で操舵軸３の軸方向と平行に配置した複数のＭＲ素子により回転角を検出するものでもよい。
【００３２】
また、上記の説明では、減速機構と電動モータ６とで上記操舵系に操舵補助力を付与する操舵補助部を有する電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、本発明の回転角検出装置及びトルク検出装置はこれに限定されるものではなく、回転体の回転角や回転体に加わるトルクを検出する各種検出装置に適用できるものであり、上記操舵トルクなどに基づき油圧バルブを制御する油圧式パワーステアリング装置などの他の形式の操舵補助装置や操舵補助装置を搭載していない車両にも適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の回転角検出装置によれば、その複数の半導体ＭＲ素子の電気的特性を揃えることができるので、半導体ウェハの材質的な相違に起因して上記複数の磁気センサの出力波形がばらつくのを防止することができる。
【００３４】
また、請求項２の回転角検出装置によれば、複数の半導体ＭＲ素子が回転体の回転に応じて位相のみが異なる複数の同一波形を出力することができ、電気角で所定の位相差の信号を出力することができる。
また、請求項３の回転角検出装置によれば、各半導体ＭＲ素子と上記ターゲットとの間の距離にずれが生じるのを防ぎつつ、ターゲットに対して各半導体ＭＲ素子を所定距離で容易に対向配置することができる。
【００３５】
また、請求項４のトルク検出装置によれば、第１及び第２の回転軸の各回転角は電気的特性が均一な複数の半導体ＭＲ素子からの出力を用いて精度よく検出されるので、トルクの検出精度が低下するのを防ぐことができる。
また、請求項５のトルク検出装置によれば、当該検出装置に含まれる全ての半導体ＭＲ素子の電気的特性を揃えることができるので、トルク検出精度の低下をより確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置の構造を模式的に示す図である。
【図２】上記電動パワーステアリング装置におけるトーションバー、入力軸、出力軸、各ターゲット板、及び磁気センサを模式的に表した図である。
【図３】上記磁気センサからの出力信号（電圧）を示すグラフである。
【図４】図１に示したセンサ部の具体的な構成例を示す構造図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ同センサ部の平面図及び側面図であり、（ｃ）は半導体ウェハの同一セルにて形成する、同センサ部に含まれた複数の半導体ＭＲ素子を示す図である。
【符号の説明】
１　　操舵部材
３　　操舵軸
１４　　基板
１５　　接着層
２１ａ　　演算部（トルク検出部）
３２　　入力軸（第１の回転軸）
３３　　出力軸（第２の回転軸）
３４〜３６　　ターゲット板
Ｐ，Ｑ，Ｒ　　センサ部
Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３　　磁気センサ
ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３　　（半導体）ＭＲ素子
Ｗ　　半導体ウェハ
Ｗｃ　　セル
【図１】
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【図２】
2004144716.tif 000004
【図３】
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【図４】
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