(57)【要約】  シャフトの回転角を計測する回転角検出器には二つのコーディングディスク（３、５）があり、そのうちの第一コーディングディスク（３）は耐トルク的にシャフト（２）に連結されており、第二コーディングディスク（５）は二つのバネ群（７、８及び９）によってシャフト（２）とハウジング（１）との間に保持されている。コーディングディスク（３、５）にはそれぞれセンサー（４、６）が割り当てられている。第一コーディングディスクのセンサー（４）は、周期的な回転角信号を発生させ、第二コーディングディスクに帰属するセンサー（６）は、第一信号とは異なった粗い信号（U2)を発生させる。この信号は、シャフトがｎ＞１のときに起こりうる回転のどのｎ回転内に位置するのかを算出するために用いられるものである。
2015500458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体（５）が、少なくとも１本の第一バネ（７；８，９）を介してシャフト（２）に、また少なくとも１本の第二バネ（８，９；７）を介してシャフト（２）の向かいに捻れずにある本体（１）と連結されており、二つのセンサー（４，６）を持ち、そのうちの第一センサー（４）はシャフト（２）の回転位置を測り、第二センサー（６）は物体（５）の位置を測る、シャフト（２）の回転位置を測るための回転角検出器。
【請求項２】
第一バネ群が複数の第一バネ（８，９）を持ち、第二バネ群が複数の第二バネ（７）を持つことで特徴付けられる、請求項１に記載の回転角検出器。
【請求項３】
第一センサーが、シャフト（２）に耐トルク的に連結された第一コーディングディスク（３）を走査して、シャフトの回転角（α）に直接対応した出力信号（Ｕ１）を発生させることに特徴付けられる、請求項１または２に記載の回転角検出器。
【請求項４】
物体（５）が第二コーディングディスクであり、第二センサー（６）が物体（５）の回転位置に対応した第二出力信号（Ｕ２)を発生させることに特徴付けられる、請求項１〜３に記載の回転角検出器。
【請求項５】
少なくとも一つのバネ群が、シャフト（２）の全回転領域をカバーするように大きさが定められて配置された一つの螺旋形のコイルバネ（８，９）を持つことで特徴付けられる、請求項２〜４に記載の回転角検出器。
【請求項６】
物体（５）が、１８０度相対して捻れるよう配置されると共に同一で平行及び互いに近接して配置された２本のコイルバネ（８，９）により、シャフト（２）もしくは本体（１）と連結されていることによって特徴付けられた、請求項５に記載の回転角検出器。
【請求項７】
一つのバネ群が複数のジグザク状に曲げられた鋼帯バネを持ち、少なくとも３本のこのようなバネ（７）が、シャフトの周りを相対して等間隔に環状に配分されて配置されていることで特徴付けられる、請求項２〜５に記載の回転角検出器。
【請求項８】
コイルバネ（８．９）がシャフト（２）と第二コーディングディスク（５）とに固定され、他のバネ群のバネ（７）が第二コーディングディスク（５）とハウジング（１）とに固定されていることで特徴付けられる、請求項５〜７に記載の回転角検出器。
【請求項９】
コイルバネ（８，９）がハウジング（１）と第二コーディングディスク（５）とに固定され、他のバネ群のバネ（７）がシャフト（２）と第二コーディングディスク（５）とに固定されていることで特徴付けられる、請求項５〜７に記載の回転各検出器。
【請求項１０】
両方のバネ群のバネ（７；８，９）が第二コーディングディスク（５）内に配置されていることで特徴付けられる、請求項２〜９に記載の回転角検出器。
【請求項１１】
減衰器（１３）の中に、第二コーディングディスク（５）が軸方向とシャフトの放射状とにガイドされることで特徴付けられる、請求項４〜１０に記載の回転角検出器。
【請求項１２】
両方のコーディングディスク（３，５）が磁性を帯び、組み込まれたセンサー（４，６）が磁気センサーであることで特徴付けられる、請求項４〜１１に記載の回転角検出器。
【請求項１３】
軸方向に互いに移動させて配置された両コーディングディスク（３，５）の間に、両コーディングディスク（３，５）の磁界を互いに遮蔽する仕切板（１８）が配置されることで特徴付けられる、請求項１２に記載の回転角検出器。
【請求項１４】
本体（１）が、回転角検出器の構造的な構成要素であることで特徴付けられる、請求項１〜１３に記載の回転角検出器。
【請求項１５】
本体（１）が、回転角検出器に隣接して配置された構成要素の一部であることで特徴付けられる、請求項１〜１３に記載の回転角検出器。
【請求項１６】
本体（１）が、捻れることのない回転角検出器の任意の一部であることで特徴付けられる、請求項１〜１３に記載の回転角検出器。
【請求項１７】
本体（１）が、回転角検出器のハウジングであることで特徴付けられる、請求項１６に記載の回転角検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は回転角検出器、特に複数回の回転を実行できるモーター車両のステアリング制御シャフトの回転位置を捉える回転角検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  DE 10 2005 007 259 B4 には、回転可能なシャフト及び複数のバネによりシャフトと連結した磁性リング及び磁性リングの外周上に配置された磁石ヨークを持つ位置測定装置が記述されている。上記磁性リングは、円周上に交互に分割された北極と南極を持ち得る。磁性リングは、シャフト回転時には磁性リングの磁力により、バネの及ぼす回転力が磁力より大きくなるまでまず最初はシャフトに追随して動かされ、そして磁性リングが急激に動かされ、磁石ヨークにあるコイルにより分析装置で数えられ不揮発性の記憶装置に記憶される電気インパルスを発生する運動力学上のエネルギーを解き放つ。この数えられた電気インパルスは、磁性リングの回転角の度合いである。不揮発性記憶装置により供給電圧が消失しても、最後に記憶された値を引き出すことができる。むろん供給電圧の消失の際に磁性リングが回転すれば、回転位置の記憶された値は実際の値ともはや異なっており、全ての次にくる測定結果は不正確である。【０００３】  DE 199 62 241 A1 及びDE 195 06 938 A1では、シャフトの歯車と連結する２つの測定歯車があり、両測定歯車は異なる歯数を持ち、１つの測定歯車は設定された測定領域を数ｎの全回転を行う一方で、２つ目の測定歯車は数ｎ−１もしくはｎ＋１のうちのどちらかの全回転を行う回転角検出器が知られている。２つのセンサーが、この両歯車の回転位置を走査し、その位相差から絶対的位置信号を算出させる適合した出力信号を発生する。【０００４】  この回転角検出器では、計測精度は歯の嵌め合いの度合いなどに依存する。歯車には、製作公差や軸間距離に関連する取り付け公差や磨耗によるより一般的な意味ですべりとも表しうる測定誤差を導く遊びが出来得る。回転方向の転換の際に、これらの誤差はヒステリシス誤差として表される。歯車とラックにおけるさらなる誤差の原因としては、歯及び歯溝の形の同型性の欠陥や歯の配分の不同型性がある。これは、遊びのない歯のかみ合いにおいても線形性誤差を導く。この同型性の欠陥には歪な歯車も該当し、特定の回転位置領域において遊びがあり別の回転位置領域ではないという結果をもたらす。この際ほとんどの測定使用において合成物質の歯車が使用されることは考慮に入れられる。【０００５】  この問題解決のために、DE 199 62 241 A1は、測定歯車をシャフトの歯車に対してバネのように柔軟に張ることを提案している。【０００６】  DE 199 37 120 C2は、車両のステアリングコラムの周囲に螺旋形に配置され、その一端はステアリングコラムに、別の一端は動くことのないよう配置されたコイルバネを持つ操舵角測定装置を記述しているが、このコイルバネには、コイルバネの伸び及び／または撓みを測定する測定装置が配置されている。このコイルバネの伸び及び／または撓みから操舵角が算定される。【０００７】  DE 198 356 886 A1は、同様にステアリングコラムとハウジングとに固定されたコイルバネを持つ操舵角センサーを記述している。センサーは、巻き数の変化によって呼び起こされるコイルバネのインダクタンスの変化を捉える。このコイルバネは、伸縮可能な素材でできた可変性のある平らなバンドであり、しばしばぜんまいバネと表されるものである。【０００８】  DE 42 33 393 A1は、ハウジングに固定され、シャ��トに沿った移動可能なトラベリングナットにも固定されるスプリングダイヤフラムを組み入れることを提案している。【０００９】  ストレインゲージはスプリングダイヤフラムの変形を捉える。【００１０】  DE 198 95 106  C1は、回転可能なシャフトとその周りを囲んで固定された固定子とを持つ回転位置センサーを示している。シャフトと固定子との隙間において２つの前後に接続して逆の巻き方向に配列されたコイルバネの接続領域に、固定子に固定されている電極と一緒に作用してコンデンサを形作る被覆アーク溶接棒が配置されている。シャフトの回転時に、両電極は、その相対的な位置を互いに変位させ、固定子に対するシャフトの回転の度合いであるコンデンサの容量変位を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  最新のモーター車両では、ステアリングコラムの回転角用の高度に精密な回転角信号が必要とされる。それゆえ、上質な線形性、ヒステリシスフリー、高い解像度、高い測定速度が求められる。磨耗フリーと長い耐用年数は、低い単位原価と同様に当然の基準である。【００１２】  上記の測定歯車付きセンサーは、これらの基準に対して非常に複雑でコストが高い。バネと作動する上記センサーは、要求された測定精度を提供せず、とりわけ要求された解像度を提供しない。【００１３】  本発明の課題は、はじめに述べた性質の回転角センサーを、上に挙げた基準を満たし、とりわけ良質な解像度を持つ高い精度の出力信号をもたらすまでに改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  この課題は請求項１に挙げられた特徴により解決される。本発明の有利な形態や発展した形については従属請求項で見て取れる。【００１５】  本発明の基本的なアイデアは、第一センサーがシャフトの位置調整を直接測定し、第二センサーが、２つのバネ群によりシャフトと、固定され回転不可能な本体とが連結されている物体の位置調整を測定する、これら２つのセンサーの使用にある。【００１６】  上記第一センサーは、シャフトと共に精確に回転しｎ回転の際に周期ｎを持つ精密な角度信号を供給する第一コーディングディスクを走査する。この信号は高度な解像度を持ち非常に精確であり、それゆえに「微細な信号」として表され得る。しかしながら、これは、起こりうる全回転のうちのどこにシャフトがあるのかを認識させない。【００１７】  上記第二センサーは、両バネ群により軸受けされシャフトの回転を限られた円周でしか追随しない第二コーディングディスクを走査する。この第二コーディングディスクは、第一コーディングディスクより小さな角度でｎ回転の全領域で捻れる。【００１８】  第一実施例において、シャフトが３６０度以上とりわけ複数回の全回転で回転する時、第二コーディングディスクは３６０度以下の角度で回転する。この際、この第二コーディングディスクは相対的に小さく、例えば数度もしくは数ミリメーターの値である。よって、組み込まれたセンサーにより走査される第二コーディングディスクの領域は、実際には（ほとんど）直線の動きで実施される。一般化すれば、第二コーディングディスクにより、その連結した物体の位置を定める両バネもしくはバネ群の力が測定されると言える。従って、この物体は、リング状のコーディングディスクであってはならず、両バネもしくはバネ群と連結したその他の本体となり得る。それと同時に、センサーとしては、例えば伸縮測定センサーのような非磁気センサーが使用され得る。【００１９】  実施例において、第二コーディングディスクは、一方で複数のバネにより固定されたハウジングと接続され、他方で少なくとも１つの螺旋形に巻かれたコイルバネによりシャフトと接続されている。このコイルバネは、シャフトの全回転の総数ｎを受け入れられるように張られている。この際、このバネは、円周上にコーディングディスクとハウジングとの間に配置されたバネに対置される力を第二コーディングディスクへ発生する。これにより、第二コーディングディスクに組み込まれたセンサーは、起こりうる全回転ｎのうちのどこにシャフトがあるのかを導き出すための、十分に精確ではあるがより劣った解像度を持つ「粗い信号」を発生する。両方の信号を一緒にして、つまり粗い信号と微細な信号から、全回転領域におけるシャフトの回転位置のための高度な出力信号が算出される。【００２０】  本発明の第二実施例においては、このバネ群が取り替えられている。従って、第二コーディングディスクは、複数のバネによりシャフトと直接接続されており、少なくとも１つのコイルバネによりハウジングと接続されている。始めに挙げたバネは、このコイルバネと比べ本質的により小さな伸縮及び撓みの機能を持っている。これにより、第二コーディングディスクは、主としてシャフトの回転位置を追い、し���しながらシャフトの回転角に関するコイルバネの作用によって追随するので、第二センサーの出力信号は第一センサーの出力信号とは別の周期性を持つ。それにふさわしい両バネ群の設計により、例えば、第一センサーの出力信号がｎの周期性を持つ間、第二センサーの出力信号はｎ＋１の周期性を持つことが実現される。値ｎは、＞１であり、モーター車両において通常２から４の間であり、ｎは整数でなくてもよく例えば2,5もしくは3,5といった値もとり得る。【００２１】  本発明の発展した形に従うと、両実施例においてどちらの場合も、シャフトの軸方向に近くに隣接している２つのコイルバネが配置されており、それらのコイルバネは、互いに１８０度ずれて配置される。これにより、コイルバネが張る際に起きる放射状の力は相殺され、そうしなければ第二コーディングディスクの放射状の変位はシャフトの中央軸に作用してしまうであろう。もちろん、両コイルバネは、それらのバネ特性曲線に関して同一に決められている。【００２２】  両コーディングディスクは磁化されており、組み込まれたセンサーは、よく知られた作り方を持つ磁気センサーであることが好ましい。もちろん、例えば適切なセンサーを持つ視覚的コード化、電気容量を用いたコード化、オームを用いたコード化といったような別の種類のコーディングディスク及びセンサーを使うことも出来る。【００２３】   モーター車両において回転角検出器は衝撃や振動に晒されているので、本発明の発展した形において、１つもしくは複数の減衰器の第二コーディングディスクは、軸受けされているか、もしくはガイドされている。特により簡単な方法では、減衰器が、僅かな遊びを持って第二コーディングディスクの軸の端を包摂するガイドからできている。軸の、もしくは放射状の振動の際に、コーディングディスクがこのガイドに触れ、そのため一方ではこの振動は制限されるが、接触時に起こった摩擦によっても振動は減衰される。【００２４】  磁気ディスクがコーディングディスクとして使われる本発明の発展形では、遮蔽ディスクもしくは仕切板が配設され、両コーディングディスクの磁界が互いに遮蔽されることで、１つのコーディングディスクの磁界が別のコーディングディスクのセンサーに影響を与えなくなる。バネ群のバネは、縦方向及び撓む方向にバネの弾性を持ち、反対に軸方向には第二コーディングディスクを軸方向へ移動可能に保つために本質的に剛性を持つ、鋼帯バネ材質からできた蛇腹状のバネであることが好ましい。これらのバネは、ジグザグバネとも言い表され、それはジグザグ状に延びているからである。少なくとも３つもしくは４つのこのようなバネが互いに等距離間隔に置かれ使用されるのが好ましい。【００２５】  本発明の発展形によると、両バネ群は、回転角検出器の構造容積を小さくするためにリング状の第二コーディングディスクの内側に配置され、バネ群の固定では、実施例によりコイルバネもしくはジグザク状バネのような別のバネによってシャフトと接続され、両バネ群の別の端は第二コーディングディスクと接続される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】  次に本発明を実施例を基にして図と関連させて詳細に解説する。以下に示す。【図１】本発明の第一実施例に基づく回転角検出器の縦断面図
【図２】図１のA−Aのラインの切断面
【図３】図１及び図２の実施例の両センサーの出力信号のグラフ
【図４】本発明の第二実施例に基づく回転角検出器の縦断面図
【図５】図４のB−Bのラインの切断面
【図６】図４及び図５の実施例のセンサーの出力信号のグラフ
【図７ａ−ｃ】本発明において使用される1つのバネ群のバネの平面図
【図８】第二コーディングディスク内にバネ群がある図１の実施例の変形
【図９】本発明のさらなる実施例
【発明を実施するための形態】
【００２７】  図１は、本発明による回転角検出器の概略断面図である。回転角検出器は、３６０度以上で特に２回転以上の角の範囲で回転角αがハウジング１と相対的に計測されるべきシャフト２が貫通することによって固定されたハウジング１内に収容されている。シャフト２には、第一コーディングディスク３が耐トルク的に取り付けられている。例えば、コーディングディスク３が、第一センサー４によってその回転位置が走査される磁気ディスクであれば、この場合、第一センサー４は、一回転以内の回転角αにあたる電気出力信号Ｕ１を発生させる磁気センサーである。Ｕ１は、３６０度の周期内での角αについてのステートメントを言明できるが、シャフト２がｎ＊３６０°の計測範囲内のどの可能な周期内にあるか言明できない、周期的信号であるのは明らかである。
【００２８】  シャフト２がどの全回転かつ周期内に位置するのかを測定するために、同じく磁化可能で、リングとしてシャフト２を囲んで配置される第二コーディングディスク５が配設される。ハウジング１と連結した第二センサー６は、第二コーディングディスク５の回転位置を走査し出力信号Ｕ２を発生する。
【００２９】  第二コーディングディスク５は複数のバネ７によってハウジング１と連結されているので、第二コーディングディスク５は、ハウジング１に対して弾力性を持って軸受けされている。複数のバネ７は、第二コーディングディスク５を囲む等距離の間隔を持つ複数のリングに配置され、実地においては少なくとも３つ特に４つのこのようなバネ７が組み込まれる。これらのバネ７は、好ましくは上記シャフトの軸方向には剛性を持ち、シャフトの放射線状や円周上にのみ弾性のある蛇腹状のバネがよい。これによって、第二コーディングディスク５は、シャフト２の軸方向へは実質的に引き伸ばし不可能となる。
【００３０】  さらに第二コーディングディスクは、２つのコイルバネ８、９によってシャフト２と連結されている。これらのコイルバネ８、９は、一平面に螺旋形に巻かれたバネであり、「ぜんまいバネ」とも呼ばれるものである。これらのバネは、シャフト２がｎ＊３６０°の全回転領域をｎ＞１で回転できるように大きさを定められている。シャフト２の回転位置によってこれら両方のバネ８、９は張ったり緩んだりし、これにより、円周上かつ第二コーディングディスクの回転方向へ力が働く。バネ７、８及び９の大きさを定めることによって、第二コーディングディスク５はハウジング１に相対的に捻られる。しかし、シャフト２のｎ＊３６０°の全回転領域に対して、第二コーディングディスク５は３６０度より小さく捻れる。第二コーディングディスク５の回転位置を捉える第二センサー６の出力信号Ｕ２は値αに合致し、この際αは３６０度以上となり得る。
【００３１】  信号Ｕ２からは、シャフト２がどの全回転内にあるのか以外は測定されない。信号Ｕ２は、粗い信号（Grobsignal）と呼ばれる。信号Ｕ１は、基本的により高度な解像度を持ち、そのため微細な信号（Feinsignal）と呼ばれ得る。この粗い信号は、モーター車両の操舵角センサーにおける通常要求される計測精度には十分精確ではない。
【００３２】  原理的には両コイルバネ８と９の一つでも十分ではあるが、第二コーディングディスク５が中心に置かれた位置から放射状にずらされることにより、コイルバネが張る際に矢印１１及び１２の方向へ放射状の力が発生するという問題が起こる。この理由から、コイルバネ８及び９は、シャフト２と第二コーディングディスク５の周りを１８０度互いに捻れて固定され、可能な限り互いに近くに配置される。コイルバネ８及び９が張る際に発生する放射状の力（矢印１１及び１２）は同じ大きさで対置しており、これにより補整される。両コイルバネ８及び９が十分に隣接すると、依然残っている転覆モーメントは、それに対応して働いているバネ７の力と比較して微小なものとなる。
【００３３】  蛇腹状のバネ７にかかわらず、第二コーディングディスク５の弾力のある軸受けを通して、モーター車両において起こるような振動の際に第二コーディングディスク５が軸方向や放射状に動き、第二コーディングディスク５の測定値の質が落ち得ることがないとは言えない。これを避けるために、第二コーディングディスク５は、ハウジング側が固定された減衰器の中にさらに通される。これらの減衰器１３は、リング状の第二コーディングディスク５をその軸上の端で若干の遊びを持って包括している。振動の際に第二コーディングディスク５が減衰器１３に接触し、機械的な摩擦によって強度の動きが阻止される。これらの接触が終わると、第二コーディングディスク５は、バネ７、８、及び９によって正確な回転位置へ戻される。
【００３４】  さらに、両コーディングディスク３及び５を磁気的に符号化する方法以外の方法もあり得ることが指摘される。そのような方法として特に視覚的な目印も可能であり、このとき両センサー４及び６は、適合する視覚センサーである。一般的には、上記コーディングディスクの外周上に理想抵抗器を被せ、センサー４及び６としてすべり接触を使用することも可能である。
【００３５】  図２は、図１の直線A−Aに沿った切断面を示している。つまり、両コイルバネ８及び９の平面図である。これにおいて、両コイルバネ８及び９が１８０度の角度を持って互いに捻れているのが明らかである。コイルバネ８及び９の両方の内側末端１５及び１７のプロジェクションは、シャフト２の中央点を通る直線２１上に置かれている。さらにコイルバネ８及び９の両方の外側末端のプロジェクションは、当然ながらシャフト２とコーディングディスク５との間の相対的な捻れの際にだけ、示された直線２１と一致する、直線２１´上に置かれている。
【００３６】  図２において、一方ではコイルバネ８の両端１４と１５、他方ではコイルバネの両端１６と１７は、それらの間にシャフト２が置かれるように配置される。両コイルバネ８及び９の末端がどの場合もシャフトの同じ面に置かれるよう固定することも当然可能である。両方の場合においてバネ８及び９が１８０度互いに捻れる際、図１の矢印１１及び１２に相当する放射状の力は補整するよう仕上げられる。
【００３７】  磁化されたコーディングディスク３及び４を使用する際には、両コーディングディスク３及び５の磁界が互いに影響しないことを保障するために、両コーディングディスク３及び５の間に仕切板１８がさらに配置される。この仕切板１８は、磁気を帯びた素材であって、シャフト２に耐トルク的に連結されている。
【００３８】  図３は、４回転、つまり４＊３６０°、つまり１４４０°の測定範囲における両センサー４及び６の出力信号Ｕ１及びＵ２を示している。ハウジング１の内側もしくは外側に配置された評価回路１９は、両出力信号Ｕ１及びＵ２を受信し、Ｕ２の図表に表されている値ｎ１、ｎ２、ｎ３及びｎ４によって示されているように、例えばコンパレータにより監視されている閾値Ｓ１からＳ４によってｎの整数の値を確定する。また、測定された角度はｎ＊３６０°＋Ｕ１に相当する。このような簡易な方法で高度に精確な回転位置信号を角度αによって知ることができる。
【００３９】  図４及び５は、コイルバネ８及び９と蛇腹状バネ７の配置が異なるように仕上げた本発明の第２実施例である。蛇腹状バネ７は、一つの末端が耐トルク的にシャフト２に、もう一つの末端が第二コーディングディスク５に連結されている。両コイルバネ８及び９はどちらも、一つの末端が第二コーディングディスク５に、もう一方の末端がハウジング１に固定されている。図４及び５の実施例において、ハウジング１には、シャフト２を僅かな隔たりで周りを囲むスリーブ状部分２０がある。それゆえ、コイルバネ８及び９とバネ７は、可能な限り互いに並行に配置され、コーディングディスク５とシャフト２との間の領域に配置される。その他、第一コーディングディスク３、第一センサー４、仕切板１８、減衰器１３といった残りのエレメントは、図１及び２の実施例と同様の方法で配置される。さらに両コイルバネ８及び９のどちらも１８０°互いに捻れて配置される。
【００４０】  この配置において、上記バネは比較的僅少の伸びと曲がりの領域を持つので、第二コーディングディスク５は可能な限りシャフト２と一緒に回転する。第二コーディングディスク５は、シャフト２が複数回の全回転で回された場合も複数回の全回転を行う。もちろんシャフト２の回転の際に、コイルバネ８及び９は、張ってバネ７の引込力に逆らう円周方向に働く力を作り出し、そのため、第二コーディングディスク５はシャフト２の回転に従って動く。その際、キャスター角は、シャフト２の回転角αの関数であり、一般的なコイルバネでは上記シャフトの回転角αに直線的に応じている。バネ７、８及び９の設計次第で、第二センサー６の出力信号として、図６に表された第一センサー４の出力信号Ｕ１のものとは違った周期性を持つ曲線が生み出される。回転角αの算出は、例えばDE 100 48 911 C1及び DE 198 49 554 C1で記述されているように周知の方法で行われており、つまり出力信号Ｕ１とＵ２の差異の形成によるものである。センサー４及び６が正弦関数及び余弦関数的出力信号を生み出す限り、α角の算出は、DE 195 39 134 C2、 DE 197 47 753 C1、 DE 199 62 241 A1、DE195 39 134 A1及び DE 198 49 554 C1といった周知の方法で行われる。これら文献の内容は全て完全に言及され、これらの開示内容は本出願に含める。
【００４１】  Ｕ１マイナスＵ２の差は、図６に表されている。差の形成時に発生したマイナスの値は、周知の方法で、α角のため一貫して直線的な角信号を得るために修正される。
【００４２】  図７は様々なバリエーションにおけるバネ７の平面図を示している。これらのバネは、平らなバネ用鋼帯からジグザグに曲げられる。図７aではカーブが半円形になっているのに対し、図７b及び７cでは湾曲部分のみに半径がありその間は直線部分になる。重要なこととして、バネ７は、その縦軸に関連して曲げられ得るだけでなく、その縦軸に関連してその長さも変えることができる。さらに有利なこととして、バネ７がシャフト２の軸方向に関して可能な限り剛性を持てば、これにより第二コーディングディスクの軸位置は固定される。
【００４３】  原理的には、例えば渦巻きバネ、葉状バネ、コイルバネ詳しく言えばぜんまいバネといった別のバネを使用することも可能であり、これらのバネは、別のバネ群のコイルバネよりも剛性を持たねばならず、つまりより急勾配の特性曲線を持つ。このバネが上記シャフトの軸方向へ柔軟な場合は、減衰器１３が上記第二コーディングディスクの軸受けを受け持つ。
【００４４】  また、実施例で示されたハウジング１は、一般的に言って固定された本体であればよく、例えば車両のボディー部分など必ずしも回転角センサーの構成要素である必要はないことが指摘される。もちろん、シャフトに対して耐トルク的でセンサーのハウジングにもなり得るといった回転角センサーの構造的な構成要素であることが望ましい。
【００４５】  図１及び２の実施例において、第二コーディングディスク５がより大きな回転角に達するために、バネ７も一つもしくは複数の螺旋状のコイルバネとして形成され得る。このバネは、シャフト２のｎ＊３６０°の全回転領域に対して第二コーディングディスク５が３６０°より小さく回転するように張られることは、唯一保障されなければならない。一般的に、このバリエーションは、図４及び５の実施例の際に使用可能である。このコイルバネがシャフト２の軸方向にも柔軟であるとき、コーディングディスク５は、軸方向にも軸受けされなければならない。
【００４６】  図８の実施例は、両バネ群において片側のバネ７ともう一方のバネ８及び９とが交換されている点で、図４の実施例と異なっており、それにより図１の実施例での機能は達成される。つまり、第二コーディングディスク５は、バネ７を介してハウジングと連結されており、詳しく述べるとシャフト２に近接して取り囲んでいるハウジングのスリーブ状の部分２０と連結されている。これにより、第二コーディングディスク５では、実施例１でのような限定された回転運動のみが遂行され得る。
【００４７】  図１の実施例に対して図８の実施例は、結果としてバネ７が第二コーディングディスク５の内側にあることと、ハウジング１のスリーブ状部分２０が存在するという違いがある。
【００４８】  さらに図４の実施例において、コイルバネ８及び９を第二コーディングディスク５の外側へ取り付け、その反対の端をハウジング１に固定することも、原理的に可能であることを指摘しておく。
【００４９】  図９は、本発明のさらなる実施例の図解的平面図を示しており、上述した実施例の第二コーディングディスク５の代わりに物体５があり、これはコイルバネ８とさらなるバネ７の間に保持されている。コイルバネ８の一つの端は、シャフト２と連結されている。バネ７の一つの端は、シャフト２へ相対的に移動不可能であって、一般的に回転角検出器の構成要素だけでなく車両のボディー部分であり得るものである。当然ながら回転角検出器のハウジングに関わることもあり得る。この物体５は、これもまた固定された第二センサー６が組み込まれた短い磁石であり得る。すなわち、このセンサー６は、前述した実施例のようにバネ７及び８の構造や設計によりシャフト２の周りの円軌道を動かなくともよい物体５の相対的な位置を読み取る。それにもかかわらず、物体５の空間的位置はバネ７及び８の互いの張りに応じており、物体５自体が円軌道上を動かなくともシャフト２の回転角にも応じている。しかしながら、物体５の空間的位置からこのシャフトがどの可能性のあるｎ回転内にあるかということが測定される。
【００５０】  この回転角検出器の残りの必要な構成要素、つまり第一コーディングディスクと組み込まれた第一センサー４とは図９の記載には描き表わされておらず、図１から８までの図解のように組み込まれている。図９では、第二センサー６は物体５の位置を捉え、必ずしも回転角位置を捉えるものではない。
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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