(57)【要約】【課題】  接触部材の接触子が基板の導電体に沿って相対的に摺動する際、振動を抑制、吸収して振動音の発生を低減させることが接触式センサを提供する。【解決手段】  外面に導電体が形成された基板と、アーム４０の非固定端４０ａに前記導電体と接触する導電性の接触子４２を有する接触部材３９、４１と、その固定端４０ｂを保持する接触部材保持体３４、３５とを備え、接触部材３９、４１の接触子４２が基板の接触部材３９、４１に対する相対移動で基板の導電体に沿って相対的に摺動することによって、基板と接触部材３９、４１との相対移動情報を電気信号として接触子４２から取り出すようにした回転センサにおいて、前記接触部材３９、４１の固定端４０ｂの周辺部分（３方個所）が接着剤５０により接触部材保持体３４、３５に保持される。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に導電体が形成された基板と、非固定端に前記導電体と接触する導電性の接触子を有する接触部材と、接触部材の固定端を保持する接触部材保持体とを備え、前記接触子が導電体に沿って相対的に摺動することによって、基板と接触部材との相対移動情報を電気信号として接触子から取り出すようにした接触式センサにおいて、前記接触部材の固定端の周辺部分又は全面が接着剤により接触部材保持体に保持されることを特徴とする接触式センサ。
【請求項２】
外面に導電体が形成された基板と、非固定端に前記導電体と接触する導電性の接触子を有する接触部材と、接触部材の固定端を保持する接触部材保持体とを備え、前記接触子が導電体に沿って相対的に摺動することによって、基板と接触部材との相対移動情報を電気信号として接触子から取り出すようにした接触式センサにおいて、前記接触部材の固定端の周辺部分又は全面が非金属緩衝材料を介して接触部材保持体に保持されることを特徴とする接触式センサ。
【請求項３】
前記接着剤又は非金属緩衝材料が導電性を有することを特徴とする請求項１又は２記載の接触式センサ。
【請求項４】
外面に導電体が形成された基板と、非固定端に前記導電体と接触する導電性の接触子を有する接触部材と、接触部材の固定端を保持する接触部材保持体とを備え、前記接触子が導電体に沿って相対的に摺動することによって、基板と接触部材との相対移動情報を電気信号として接触子から取り出すようにした接触式センサにおいて、前記接触部材の固定端の周辺部分又は全面が弾性体を介して押え部材で押えられることを特徴とする接触式センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の回転機構に装備されて使用される接触式の回転センサ（以下回転センサという）、直線移動機構に装備されて使用される接触式の変位センサ（以下変位センサという）等の接触式センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題への関心の高まりに伴い、自動車排ガスの低減策の一つとして、車体の軽量化に関する研究が進んでいる。例えば、従来の油圧駆動が主流であったパワーステアリング装置を電動式にすることもその一つであり、油圧ポンプが不要になることで自動車の一層の軽量化を実現できると考えられている。
【０００３】
但し、油圧駆動式の場合には、機械部品のみによって適当なパワーアシストを実現することができたが、電動式の場合には、アシスト力をコンピュータで計算するため、ステアリング操作に伴う舵角を計測する舵角センサとトルクを計測するトルクセンサを備えた回転センサが必要になっていた。
【０００４】
従来の回転センサは、例えば、特許文献１に記載されたように、上下両外面に円環状の導電体が形成された円板状の基板と、非固定端に前記導電体と接触するブラシからなる導電性の接触子を有する接触部材と、接触部材の固定端を保持する接触部材保持体とを備える。基板は自動車のハンドルにより回転するステアリングシャフト及びコラムシャフトに連結される。前記接触子はハンドルの回転に伴って回転する基板の導電体に沿って相対的に摺動するようになっている。この際、導電体の２つの基準点間に所定の電圧を印加しておき、接触子から電圧信号を取り出すと、接触子と導電体との摺動距離に対応する電圧信号が得られる。この電圧信号を接触部材から取り出して演算処理することにより、舵角やトルクが計測される構成のものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３５７４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の回転センサにおいては、接触子が導電体に沿って相対的に摺動する際、接触子が振動して振動音が発生し、人間に不快感を与えるという問題が生じていた。このような問題は、前記回転センサばかりでなく変位センサ等のような接触子が導電体に沿って直線方向に相対的に摺動するような接触式センサの場合にも同様に生じていた。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、接触部材の接触子が基板の導電体に沿って相対的に摺動する際、振動を抑制、吸収して振動音の発生を低減させることが接触式センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載された発明は、外面に導電体が形成された基板と、非固定端に前記導電体と接触する導電性の接触子を有する接触部材と、接触部材の固定端を保持する接触部材保持体とを備え、前記接触子が導電体に沿って相対的に摺動することによって、基板と接触部材との相対移動情報を電気信号として接触子から取り出すようにした接触式センサにおいて、前記接触部材の固定端の周辺部分又は全面が接着剤により（接着剤を介してを含む。以下同様）接触部材保持体に保持されることを特徴とする接触式センサである。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、外面に導電体が形成された基板と、非固定端に前記導電体と接触する導電性の接触子を有する接触部材と、接触部材の固定端を保持する接触部材保持体とを備え、前記接触子が導電体に沿って相対的に摺動することによって、基板と接触部材との相対移動情報を電気信号として接触子から取り出すようにした接触式センサにおいて、前記接触部材の固定端の周辺部分又は全面が非金属緩衝材料を介して接触部材保持体に保持されることを特徴とする接触式センサである。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２記載の接触式センサにおいて、前記接着剤又は非金属緩衝材料が導電性を有することを特徴とするものである。
【００１１】
更に、本発明の請求項４に記載された発明は、外面に導電体が形成された基板と、非固定端に前記導電体と接触する導電性の接触子を有する接触部材と、接触部材の固定端を保持する接触部材保持体とを備え、前記接触子が導電体に沿って相対的に摺動することによって、基板と接触部材との相対移動情報を電気信号として接触子から取り出すようにした接触式センサにおいて、前記接触部材の固定端の周辺部分又は全面が弾性体を介して押え部材で押えられることを特徴とする接触式センサである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１又は２に記載された接触式センサによると、前記接触部材の固定端の周辺部分又は全面が接着剤により、又は、非金属緩衝材料を介して接触部材保持体に保持されるので、接触部材の接触子が基板の導電体に沿って相対的に摺動する際、発生する振動が抑制、吸収され、更に、振動音圧のピークを他の周波数にも分散される。従って、振動音圧のレベルが低下し、振動音の発生を低減させることができる。
【００１３】
本発明の請求項３に記載された接触式センサによると、接着剤又は非金属緩衝材料の部位で、接触部材を流れる電気信号の流れが悪くなるようなことがないので、基板と接触部材との相対移動情報を電気信号として接触部材から円滑に取り出すことが可能になり、接触式センサの計測精度を向上させることができる。
【００１４】
本発明の請求項４に記載された接触式センサによると、前記接触部材の固定端の周辺部分又は全面が弾性体を介して押え部材で押えられるので、請求項１又は２記載のものと同様に、接触部材の接触子が導電体に沿って相対的に摺動する際、発生する振動が抑制、吸収され、更に、振動音圧のピークを他の周波数にも分散される。従って、振動音圧のレベルが低下し、振動音の発生を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面により説明する。図１は本発明の接触式センサを自動車等の操舵システムの回転機構に装備された回転センサに適用した実施形態を示す概要図である。
【００１６】
図１に示すように、自動車のハンドル１０には、コラムシャフト１２が直結されている。コラムシャフト１２には、トーションバー１４を介してステアリングシャフト１６が連結されている。ステアリングシャフト１６は、電動式のパワーステアリング機構１８に接続されている。パワーステアリング機構１８は前輪１９を操舵するためのラック・ピニオンと操舵をアシストする電動モータ等を内蔵している。
【００１７】
コラムシャフト１２及びステアリングシャフト１６はベアリング等を介して車体側の支持部材に保持され、ハンドル１０の回転に伴って滑らかに回転して、パワーステアリング機構１８を介して前輪１９が操舵される。この際、コラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間を連結するトーションバー１４が路面からの反力により捩られる結果、コラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間に回転のずれが生じ、この回転ずれからコラムシャフト１２、即ち、ハンドル１０の反力トルクを求めることができる。ハンドル１０のハンドル角及び反力トルクを検出するために、本発明の実施形態の回転センサ２０がコラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間に跨って配置される。
【００１８】
回転センサ２０は、図２に示すように、ハンドル角ロータ２２及びトルクロータ２４を備えている。ハンドル角ロータ２２はコラムシャフト１２の下端に取り付けられ、トルクロータ２４はステアリングシャフト１６の上端に取り付けられている。即ち、ハンドル角ロータ２２及びトルクロータ２４は、コラムシャフト１２及びステアリングシャフト１６とそれぞれ一体に回転する。
【００１９】
ハンドル角ロータ２２の外周には、例えば、プラスチック材料を成形加工して形成された円板状の基板２６が取り付けられている。この基板２６もまたコラムシャフト１２、即ち、ハンドル１０と一体に回転する。基板２６の上側の外面（上面）には、ハンドル角を検出するための導電体２８が形成されている。この導電体２８は、例えば、カーボン、グラファイト、金属粉末等が混入された導電性を有するフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂からなり、プリント技術によって、図３に示すように、円環状に形成されている。導電体２８は、図３に示すように、２つの基準点Ａ、Ｂを有する。これら基準点Ａ、Ｂは、導電体２８の周方向に距離Ｘをおいて配置され、基準点Ａ、Ｂ間に所定の基準電圧が印加可能になっている。
【００２０】
更に、基板２６の下側の外面（下面）には、反力トルクを検出するための導電体３０が形成されている。この導電体３０も図３に示す導電体２８と同材質でプリント技術により円環状に形成されている。そして、図示省略するが導電体２８と同様に、２つの基準点Ａ、Ｂを有する。これら基準点Ａ、Ｂは、導電体３０の周方向に距離Ｘをおいて配置され、基準点Ａ、Ｂ間に所定の基準電圧が印加可能になっている。
【００２１】
トルクロータ２４の外側には、後記する反力トルク検出用の接触部材４１（図５等参照）の固定端４０ｂを保持するドーナツ板状の接触部材保持体３４が配置されている。この接触部材保持体３４は、基板２６との間に所定の間隔が確保されるようにして、コンプライアンスディスク３２を介してトルクロータ２４に接続されている。
【００２２】
コンプライアンスディスク３２は、図４に示すような略ドーナツ板状の形状をしており、ステンレススチール等の金属材料やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のプラスチック材料を成形して形成される。コンプライアンスディスク３２の接続剛性は接触部材保持体３４の周方向には高く、半径方向には低くなるようになっている。
【００２３】
更に詳細に説明すると、コンプライアンスディスク３２は、リング３２ａと、リング３２ａの外周縁から一体に突出された各一対の第１及び第２弾性片３２ｂ、３２ｃとを有する。一対の第１弾性片３２ｂは相互に１８０度対向するように離間して配置される。これら弾性片３２ｂはリング３２ａから一旦上方に延出した起立部と、起立部の頂上から半径方向外側で且つ下方に向けて円弧状に曲成されたばね部と、ばね部の下端からリング３２ａの半径方向外側に向けて水平に延出した取り付け部とを有し、この取り付け部に一対の貫通孔３２ｄが形成されている。一対の第１弾性片３２ｂの取り付け部は、接触部材保持体３４の上面に重ね合わされた後、取り付けねじ（図示せず）を貫通孔３２ｄに通して接触部材保持体３４にねじ込むことにより接触部材保持体３４に連結される。
【００２４】
一方、一対の第２弾性片３２ｃは、前記一対の第１弾性片３２ｂとはリング３２ａの周方向に９０度の間隔をおいて直交するようにして、相互に１８０度対向するように離間して配置される。これら弾性片３２ｃはリング３２ａから一旦上方に延出した起立部と、起立部の頂上から半径方向内側で且つ下方に向けて円弧状に曲成されたばね部と、ばね部の下端からリング３２ａの半径方向内側に向けて水平に延出した取り付け部とを有し、この取り付け部に一対の貫通孔３２ｅが形成されている。一対の第２弾性片３２ｃの取り付け部は、トルクロータ２４の上面に重ね合わされた後、取り付けねじ（図示せず）を貫通孔３２ｅに通してトルクロータ２４にねじ込むことによりトルクロータ２４に連結される。
【００２５】
前記コンプライアンスディスク３２の剛性は、リング３２ａの存在によって、接触部材保持体３４及びトルクロータ２４が回転する周方向には高く、第１及び第２弾性片３２ｂ、３２ｃのばね部の存在によって、これら接触部材保持体３４及びトルクロータ２４の半径方向には低くなる。これにより、コンプライアンスディスク３２はトルクロータ２４と接触部材保持体３４との間を弾性的に連結する弾性連結部材として機能し、ステアリングシャフト１６、即ち、トルクロータ２４の回転を接触部材保持体３４に確実に伝達しつつ、コラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間の軸ずれを吸収することができるが、回転センサ２０にとって必須なものではない。
【００２６】
基板２６及び接触部材保持体３４等は、金属、プラスチック材料等で形成された円筒状のケーシング３６内に収容され、ケーシング３６は車体側の支持部材３８に固定される。ケーシング３６の天井壁は後記するハンドル角検出用の接触部材３９（図５等参照）の固定端４０ｂを保持する接触部材保持体３５になり、接触部材保持体３５と基板２６の上面との間には所定の間隔が確保されるようになっている。また、ケーシング３６の底壁には接触部材保持体３４の回転を案内する環状の突条３７が形成されている。
【００２７】
一対のハンドル角検出用の接触部材３９及び一対の反力トルク検出用の接触部材４１は同一構成のもので、図５に示すように、例えば、銅合金等の導電材料でばね性薄条片からなるアーム４０の非固定端（自由端）４０ａに、導電性のブラシからなる接触子４２が板状の接触子ホルダ４４により保持されて構成されている。
【００２８】
ハンドル角検出用の一対の接触部材３９（図２には一方の接触部材３９のみが示されている）は、図５に示すように、その固定端４０ｂの周辺部分の３方個所、即ち、接触子４２寄りの両側部及びアーム４０の長手方向における接触子４２とは反対側の端部にそれぞれ突設された位置決め用突起４６が接触部材保持体３５に設けられた位置決め用穴（図示せず）に該保持体３５の下方から差し込まれて位置決めされ、固定端４０ｂの中心部がリベット４８で接触部材保持体３５の下面に固定される。また、固定端４０ｂの周辺部分の３方個所、即ち、固定端４０ｂの両側縁部及びアーム４０の長手方向における接触子４２とは反対側の端部がコ字形状を形成するように接着剤５０により接触部材保持体３５の下面に保持される。このようにしてハンドル角検出用の接触部材４０は、図２に示すように、その接触子４２が前記基板２６の上面に形成された導電体２８に接触するようにして、その固定端４０ｂが接触部材保持体３５に保持される。
【００２９】
反力トルク検出用の一対の接触部材４１は、図５に示すように、その固定端４０ｂの周辺部分の３方個所に突設された位置決め用突起４６が接触部材保持体３４に設けられた位置決め用穴（図示せず）に該保持体３４の上方から差し込まれて位置決めされ、固定端４０ｂの中心部がリベット４８で接触部材保持体３４の上面に固定される。また、固定端４０ｂの周辺部分の３方個所、即ち、固定端４０ｂの両側縁部及びアーム４０の長手方向における導電性の接触子４２とは反対側の端部がコ字形状を形成するように接着剤５０により接触部材保持体３４の上面に保持される。このようにして反力トルク検出用の接触部材４１も、図２に示すように、その接触子４２が前記基板２６の下面に形成された導電体３０に接触するようにして、その固定端４０ｂが接触部材保持体３４に保持される。なお、前記接着剤５０は、合成ゴム系、ポリ酢酸ビニル系、二液性エポキシ樹脂系、尿素樹脂系、フェノール樹脂系等のものを使用することができる。接着剤５０は、その基材にカーボン、グラファイト、金属粉末等の導電材料を混入させて導電性を付与するようにしてもよい。また、接着剤５０は前記固定端４０ｂの周辺部分の３方個所と前記接触部材保持体３４との間に必ずしも介在される必要がないが、接着剤５０が両部材間に介在され、前記固定端４０ｂの周辺部分の３方個所が接着剤５０を介して接触部材保持体３４に保持されるようにすると、振動音の発生を低減させる効果が一層大きくなるので好ましい。以下同様である。
【００３０】
なお、図５に示すものでは、接触部材３９、４１における固定端４０ｂの周辺部分の３方個所が接着剤５０により接触部材保持体３４、３５に保持されるものであるが、図６に示すように、固定端４０ｂの周辺部分の２方個所、即ち、固定端４０ｂの両側縁部に接着剤５０により接触部材保持体３４、３５に保持されるようにしてもよい。また、図７に示すように、固定端４０ｂの周辺部分だけでなく、全面が接着剤５０により接触部材保持体３４、３５に保持されるようにしてもよい。
【００３１】
このようにして、前記回転センサ２０は、接触部材３９、４１の接触子４２が基板２６の接触部材３９、４１に対する相対移動で基板２６の導電体２８、３０に沿って相対的に摺動することによって、基板２６と接触部材３９、４１との相対移動情報を電気信号として接触子４２から取り出すように構成される。
【００３２】
前記回転センサ２０は、接触部材３９、４１の固定端４０ｂの周辺部分又は全面が接着剤５０により接触部材保持体３４、３５に保持されるので、接触部材３９、４１の接触子４２が基板２６の接触部材３９、４１に対する相対移動で基板２６の導電体２８、３０に沿って相対的に摺動する際、発生する振動が接着剤５０の粘弾性作用により抑制、吸収され、更に、振動音圧のピークを他の周波数にも分散される。従って、振動音圧のレベルが低下し、振動音の発生を低減させることができる。また、接着剤５０が導電性を有すると、接着剤５０の部位で、接触部材３９、４１を流れる電気信号の流れが悪くなるようなことがないので、基板２６と接触部材３９、４１との相対移動情報を電気信号として接触部材３９、４１から円滑に取り出すことが可能になり、回転センサ２０の計測精度を向上させることができるので好ましい。
【００３３】
図８に示すものは、前記接触部材３９、４１における固定端４０ｂの周辺部分の一方個所、即ち、アーム４０の長手方向における接触子４２寄りの個所がグリス、ゴム弾性体その他の非金属緩衝材料５２を介して接触部材保持体３４、３５に保持されるものであり、その他の構成は図５乃至図７に記載されたものと同一である。なお、固定端４０ｂの周辺部分の２方個所、即ち、固定端４０ｂの両側縁部、固定端４０ｂの周辺部分の３方個所、即ち、固定端４０ｂの両側縁部及びアーム４０の長手方向における接触子４２とは反対側の端部で形成されるコ字状個所、又は、固定端４０ｂの周辺部分だけでなく、固定端４０ｂの全面が非金属緩衝材料５２を介して接触部材保持体３４、３５に保持されるようにしてもよい。
【００３４】
図８に示す回転センサ２０は、前記接触部材３９、４１の固定端４０ｂの周辺部分又は全面が非金属緩衝材料５２を介して接触部材保持体３４、３５に保持されるので、接触部材３９、４１の接触子４２が基板２６の接触部材３９、４１に対する相対移動で基板２６の導電体２８、３０に沿って相対的に摺動する際、発生する振動が非金属緩衝材料の弾性作用により抑制、吸収され、更に、振動音圧のピークを他の周波数にも分散される。従って、振動音圧のレベルが低下し、振動音の発生を低減させることができる。
【００３５】
また、非金属緩衝材料５２は、その基材にカーボン、グラファイト、金属粉末等の導電材料を混入させて導電性を付与するようにしてもよい。非金属緩衝材料５２が導電性を有すると、接着剤５０の部位で、接触部材３９、４１を流れる電気信号の流れが悪くなるようなことがないので、基板２６と接触部材３９、４１との相対移動情報を電気信号として接触部材３９、４１から円滑に取り出すことが可能になり、回転センサ２０の計測精度を向上させることができるので好ましい。
【００３６】
図９に示すものは、前記接触部材３９、４１における固定端４０ｂの周辺部分の一方個所、即ち、アーム４０の長手方向における接触子４２寄りの個所がゴム製の弾性体５４を介して鋼製のばね性薄条片からなる押え部材５６で押えられ、ボルト等（図示せず）で締め付けられるものであり、その他の構成は図５乃至図７に記載されたものと同一である。なお、固定端４０ｂの周辺部分の２方個所、即ち、固定端４０ｂの両側縁部、固定端４０ｂの周辺部分の３方個所、即ち、固定端４０ｂの両側縁部及びアーム４０の長手方向における接触子４２とは反対側の端部で形成されるコ字状個所、又は、固定端４０ｂの周辺部分だけでなく、固定端４０ｂの全面が弾性体５４を介して押え部材５６で押えられるようにしてもよい。
【００３７】
図９に示す回転センサ２０は、前記接触部材３９、４１の固定端４０ｂの周辺部分又は全面が弾性体５４を介して押え部材５６で押えられるので、接触部材３９、４１の接触子４２が基板２６の接触部材３９、４１に対する相対移動で基板２６の導電体２８，３０に沿って相対的に摺動する際、発生する振動が弾性体の弾性作用により抑制、吸収され、更に、振動音圧のピークを他の周波数にも分散される。従って、振動音圧のレベルが低下し、振動音の発生を低減させることができる。
【００３８】
次に、図２乃至図５の実施形態に係る本発明の回転センサ２０の動作について説明する。先ず、ハンドル１０を回転させると、この回転がコラムシャフト１２を介してハンドル角ロータ２２、即ち、基板２６に伝達され、基板２６を回転させる。また、ハンドル１０の回転がコラムシャフト１２、トーションバー１４及びステアリングシャフト１６を介して、パワーステアリング機構１８及びトルクロータ２４に伝達され、パワーステアリング機構１８を介して、前輪１９が操舵される一方、トルクロータ２４がコンプライアンスディスク３２を介して、接触部材保持体３４を一体的に回転させる。
【００３９】
このような前輪１９の操舵時に、トーションバー１４が路面伴反力により捩れると、コラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間に回転のずれが生じる。このため、ハンドル角ロータ２２に取り付けられた基板２６は、コラムシャフト１２と一体的に回転するが、基板２６と接触部材保持体３４との間には、それらの回転角に差が発生する。なお、ここでの回転角度差は±１２度の範囲内にある。
【００４０】
基板２６の回転に伴い、ケーシング３６、即ち、接触部材保持体３５に保持されたハンドル角検出用の接触部材３９の接触子４２が基板２６の接触部材３９に対する相対移動で、基板２６に形成された円環状の導電体２８に沿って相対的に摺動する。ここで、導電体２８の２つの基準点Ａ、Ｂ（図３参照）にそれぞれ０ボルト、Ｖｃボルトの電圧が印加された状態にある。これにより、前記接触子４２が基準点Ａから導電体２８の周方向に沿って基準点Ｂ（基準点Ａより距離Ｘ）に向けて所定の距離だけ相対的に摺動すると、接触部材３９から取り出される電圧信号（ボルト）は、ポテンショメータの原理によって図１０のグラフに示すように、その摺動距離に正比例し、Ｖｃに向けて増大する。そして、前記接触子４２が基準点Ｂから基準点Ａに向けて更に相対的に摺動すると、接触部材３９から取り出される電圧信号はＶｃから減少する。
【００４１】
前記接触部材３９からの電圧信号は、信号ケーブル（図示せず）を経て外部の演算処理装置（図示せず）に供給され、ハンドル角ロータ２２、即ち、ハンドル１０のハンドル角が演算される。なお、一対の接触部材３９からの電圧信号には所定の出力位相差が与えられており、この出力位相差に基づいて演算処理装置はハンドル１０の回転方向をも同時に検出する。
【００４２】
一方、基板２６と接触部材保持体３４との間の回転角差に基づいて、接触部材保持体３４に保持された反力トルク検出用の接触部材４１の接触子４２が基板２６の接触部材４１に対する相対移動で、基板２６に形成された円環状の導電体３０に沿って相対的に摺動し、接触子４２から取り出される電圧信号も演算処理装置に供給される。ここで、演算処理装置はハンドル角検出用の接触部材３９と反力トルク検出用の接触部材４１からの電圧信号の差に基づいて、ハンドル角ロータ２２とトルクロータ２４との間の回転ずれ、即ち、反力トルクを演算する。
【００４３】
次に、図１１は図２乃至図５の実施形態に係る本発明の回転センサ２０と従来の回転センサからそれぞれ発生する振動音圧（振動音の音圧）と周波数の関係を比較して示すグラフである。このグラフ中の濃い線は回転センサ２０の接触部材３９、４１の接触子４２が基板２６の接触部材３９、４１に対する相対移動で基板２６の導電体２８、３０に沿って相対的に摺動する際、発生する振動音圧（ｄＢ）と周波数（Ｈｚ）の関係を示す実測結果である。また、該グラフ中の薄い線は従来の回転センサ（接触部材の固定端をじかに接触部材保持体に保持させたもの）における同様な実測結果である。
【００４４】
図１１のグラフから明らかなように、周波数が１０００〜１００００Ｈｚの可聴音域において、本発明の回転センサ２０の方が従来の回転センサよりも接触部材の摺動に伴う振動音圧が低下している。特に、周波数が２５００〜３１５０Ｈｚの高音域において振動音圧のピーク値が大幅に低下して他の周波数に分散されされている。その結果、本発明の回転センサ２０を使用すると、振動音圧のレベルが低下し、振動音の発生を低減させることができる。なお、図６乃至図９の実施形態に係る本発明の回転センサ２０を使用した場合にも同様に振動音圧のレベルが低下し、振動音の発生を低減させることができる。
【００４５】
前記実施形態においては、本発明の接触式センサを自動車等の操舵システムの回転機構に装備された回転センサ２０に適用したものについて説明したが、操舵システム以外の回転機構に装備された回転センサ２０にも適用できる。また、回転センサ２０ばかりでなく、変位センサ等のような接触子４２が導電体に沿って直線方向に相対的に摺動するような接触式センサの場合にも適用でき、同様に振動音の発生を低減させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の接触式センサを自動車等の操舵システムの回転機構に装備される回転センサに適用した実施形態を示す概要図である。
【図２】図１の回転センサを示す概略断面図である。
【図３】図２の回転センサの基板を示す概略平面図である。
【図４】図２の回転センサのコンプライアンスディスクを示す概略斜視図である。
【図５】図２の回転センサの接触部材を接触部材保持体に保持させる一例を示す概略平面図である。
【図６】図２の回転センサの接触部材を接触部材保持体に保持させる他の例を示す概略平面図である。
【図７】図２の回転センサの接触部材を接触部材保持体に保持させる更に他の例を示す概略平面図である。
【図８】図２の回転センサの接触部材を接触部材保持体に保持させる図７とは異なる更に他の例を示す概略正面図である。
【図９】図２の回転センサの接触部材を接触部材保持体に保持させる図８とは異なる更に他の例を示す概略正面図である。
【図１０】導電体上における接触部材の接触子の摺動距離と接触部材から取り出される電圧信号との関係を示すグラフである。
【図１１】図２乃至図５の実施形態に係る本発明の回転センサと従来の回転センサからそれぞれ発生する振動音圧と周波数の関係を比較して示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１０    ハンドル
１２    コラムシャフト
１４    トーションバー
１６    ステアリングシャフト
１８    パワーステアリング機構
１９    前輪
２０    回転センサ
２２    ハンドル角ロータ
２４    トルクロータ
２６    基板
２８    導電体
３０    導電体
３２    コンプライアンスディスク
３２ａ  リング
３２ｂ  第１弾性片
３２ｃ  第２弾性片
３２ｄ  貫通孔
３２ｅ  貫通孔
３４    接触部材保持体
３５    接触部材保持体
３６    ケーシング
３７    突条
３８    支持部材
３９    接触部材
４０    アーム
４０ａ  非固定端
４０ｂ  固定端
４１    接触部材
４２    接触子
４４    接触子ホルダ
４６    位置決め用突起
４８    リベット
５０    接着剤
５２    非金属緩衝材料
５４    弾性体
５６    押え部材
Ａ      基準点
Ｂ      基準点
Ｘ      距離
【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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