(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトでありながらも、高精度に入力軸又は出力軸の回転角度を検出できる電動式パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃがトーンホイール１１７の回転を磁気的に検出することによって、内輪１１１と外輪１１２との相対回転数を求めることができ、非接触式であることから、検出にあたってロストルクも生じず、静音化にも有利である。特に、４点接触式玉軸受である軸受１１０は、通常の玉軸受に比べ、両輪１１１，１１２とボール１１３との間のガタが小さいので、回転検出を高精度に行うことができ、最適な操舵制御を行うことができる。このように回転角度を検出する装置（１１６Ａ〜１１６Ｃ，１１７）を軸受１１０と一体化することで、組み付け時の容易性も向上すると共に、コンパクトな構成が提供されることとなる。【選択図】図３
2007118640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、
車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、
前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、
前記入力軸又は前記出力軸を、前記ハウジングに対して回転自在に支持する４点接触式玉軸受と、からなり、
前記４点接触式玉軸受は、内輪と、外輪と、両輪間に配置されたボールと、前記内輪と前記外輪のうちの一方に取り付けられた被検出部と、前記内輪と前記外輪のうちの他方に取り付けられ前記被検出部の相対移動を非接触的に検出する検出部とを有することを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
コラムアシスト式であることを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動式パワーステアリング装置に関し、特に高精度に入力軸又は出力軸の回転角度を検出できる電動式パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるコラムアシスト式の電動式パワーステアリング装置は、ステアリング装置のコラムに取り付けられ、ステアリングホイールの操作によりステアリングシャフトに発生する操舵トルクやその他の信号を検出し、その検出信号に基づいて電動モータを駆動し、減速機を介してステアリングシャフトを回転させ、操舵力を補助するものである。
【０００３】
ここで、一般的な電動式パワーステアリングにおいては、多様な走行状態に対応して最適な操舵特性を得るために、ステアリングシャフトの操舵角を精度良く検出する必要がある。しかるに、操舵角を検出するものとして、ステアリングシャフトの回転角度を検出する装置を新たにステアリングシャフトの一部に設けた電動式パワーステアリング装置がある。しかし、回転角度を検出する装置としては、歯車を用いてその回転数を求めるものが一般的であるので、その検出装置の歯車の設置、およびステアリングシャフトに歯車と噛合う歯を形成する必要などがあり、装置の複雑化および設置スペースの増大、更には接触式であることによるトルクのロス、磨耗、騒音が生じるといった問題があった。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、アシスト用モータの減速機のウォームホイールに、接触式の回転角度検出装置を設けて省スペース化を図っている技術が開示されている。かかる回転角度検出装置は、ウォームホイール外周に設けたセンサ用歯車にセンサ用ピニオンを噛合させ、このセンサピニオンの回転数を舵角センサにより検出するようにしているので、部品点数が比較的多くなっている。そこで、組み付けの簡素化を図りコストを低減するために、部品点数の更なる減少が期待されている。
【特許文献１】特開２００４−１６１１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
更に近年においては、各国の衝突時の安全基準などが高くなる傾向があり、これに適合させるべく、より効率的にエネルギーを吸収できるエネルギー吸収機構などをステアリングコラム周辺に設けることが考えられており、従ってステアリングコラム周りに余裕のある設計が要求されている。又、車両の省力化や高級化に伴い、モータの動力でステアリングシャフトの位置を変更する電動チルト、テレスコ機構などを付加したいという要求もあり、これらの要求に応えるために、よりコンパクな回転角度検出装置を有する電動式パワーステアリング装置が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、コンパクトでありながらも、高精度に入力軸又は出力軸の回転角度を検出できる電動式パワーステアリング装置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】
【０００７】
本発明の電動式パワーステアリング装置は、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、
車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、
前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、
前記入力軸又は前記出力軸を、前記ハウジングに対して回転自在に支持する４点接触式玉軸受と、からなり、
前記４点接触式玉軸受は、内輪と、外輪と、両輪間に配置されたボールと、前記内輪と前記外輪のうちの一方に取り付けられた被検出部と、前記内輪と前記外輪のうちの他方に取り付けられ前記被検出部の相対移動を非接触的に検出する検出部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、前記４点接触式玉軸受は、内輪と、外輪と、両輪間に配置されたボールと、前記内輪と前記外輪のうちの一方に取り付けられた被検出部と、前記内輪と前記外輪のうちの他方に取り付けられ前記被検出部の相対移動を非接触的に検出する検出部とを有するので、前記検出部が前記被検出部の相対移動を非接触的に検出することによって、前記内輪と前記外輪との相対回転数を求めることができ、従来技術とは異なり非接触式であることから、検出にあたってロストルクも生じず、静音化にも有利である。特に、４点接触式玉軸受は、通常の玉軸受に比べ、両輪とボールとの間のガタが小さいので、前記検出部による前記被検出部の相対移動検出を高精度に行うことができる。従って、求められた両輪の相対回転数から、前記ハウジングに対する前記入力軸又は前記出力軸の回転角度を精度良く求めることができ、最適な操舵制御を行うことができる。このように回転角度検出装置を軸受と一体化することで、組み付け時の容易性も向上すると共に、従来技術のように回転角度検出装置をウォームホイールの外周などに設ける必要がなくなり、よりコンパクトな構成が提供されることとなる。なお、「非接触式の検出部」としては、磁気を用いて検出するものや、光を用いて検出するものを含む。
【０００９】
前記電動式パワーステアリング装置はコラムアシスト式であると、コラム周辺をよりコンパクトにできるので好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態である電動式パワーステアリング装置１００を含むステアリング機構の概略図である。図１において、車体２６に対して、ブラケット２４を介してチューブ状のコラム１５が、チルト方向（矢印Ａ方向）及びテレスコ方向（矢印Ｂ方向）に移動可能に支持されている。上端部にステアリングホイール１を取り付けたステアリングシャフト１７は、ステアリングコラム１５に挿通され、それに対して回転自在に支持されている。ステアリングコラム１５とステアリングシャフト１７とは、二次衝突時などに軸線方向に大きな荷重を受けたとき縮長するように変形する、いわゆるコラプシブル構造を備えている。
【００１１】
ステアリングシャフト１７の下端は、車体２６に対してブラケット１８により取り付けられた電動式パワーステアリング装置１００の入力軸１０２に連結されている。一方、電動式パワーステアリング装置１００の出力軸１０３は、ユニバーサルジョイント７Ａを介して中間軸８の上端に連結され、中間軸８の下端は、ユニバーサルジョイント７Ｂを介してピニオンシャフト１０に連結されている。ピニオンシャフト１０に形成されたピニオンは、ラック軸９のラック歯に噛合している。ラック軸９の両端は、それぞれタイロッド１３を介して、不図示の車輪を操舵する操舵機構に連結されている。
【００１２】
図２は、図１の矢印IIにより示す、本実施の形態に用いる電動式パワーステアリング装置１００の断面図である。図２において、本体１０１ｂと蓋部材１０１ａとからなるハウジング１０１内に、入力軸１０２および出力軸１０３が配置されている。入力軸１０２は、不図示の軸受によりハウジング１０１に対して回転自在に支持されている。中空の出力軸１０３は、軸受１０４，１１０によりハウジング１０１に対して回転自在に支持されている。図２で右端を入力軸１０２に圧入し、左端を出力軸１０３にピン結合させることで連結したトーションバー１０５が、出力軸１０３内を延在している。
【００１３】
出力軸１０３の図２で右端近傍外周に対向する位置に、受けたトルクに比例してトーションバー１０５がねじれることに基づき、操舵トルクを検出する検出装置すなわちトルクセンサ１０６が設けられている。このトルクセンサ１０６は、ロータリー式非接触トルクセンサであって、トーションバー１０５のねじれに基づく入力軸１０２と出力軸１０３との相対角度変位を、所定の磁気回路におけるインピーダンスの変化としてコイルにより検出し、電気信号として不図示の制御回路へ出力するものである。
【００１４】
出力軸１０３の中央部において軸受１０４，１１０の間には、ウォームホイール１０７が配置されている。ウォームホイール１０７は、圧入などにより出力軸１０３に一体的に回転するように取り付けられた芯金１０７ａと、その外周にインサート成形されてなる樹脂の歯部１０７ｂとからなる。ウォームホイール１０７の歯部１０７ｂは、ハウジング１０１に取り付けられたモータ１０９の回転軸に形成されたウォーム１０８と噛合している。ウォームホイール１０７とウォーム１０８とで動力伝達機構を構成する。
【００１５】
図３は、軸受１１０の拡大断面図である。図４は、図３の軸受１１０をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。図５は、図４の軸受１１０をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。図６は、ステアリングシャフトが回転する際に於ける、磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃの出力変化を示す線図であり、（ａ）と（ｂ）ではステアリングシャフト１７の回転方向が異なる。図３において、４点接触式玉軸受である軸受１１０は、出力軸１０３の外周に嵌合する内輪１１１と、ハウジング１０１の内周に嵌合する外輪１１２と、両輪間に転動自在に配置されたボール１１３と、ボール１１３を保持する保持器１１４と、両輪間を密封する接触式シール１１５と、外輪１１２に取り付けられた磁気センサ（検出部）１１６Ａ，１１６Ｂ、１１６Ｃ（図４参照）と、内輪１１１に取り付けられ、磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃに対して軸線方向に対向するように配置された（被検出部）トーンホイール１１７とからなる。磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃとトーンホイール１１７とで、内輪１１１と外輪１１２の相対回転角度を検出する装置を構成する。
【００１６】
トーンホイール１１７は、鋼板等の磁性金属板を断面Ｌ字形に折り曲げてなり、内輪１１１の外周段部１１１ａに嵌合された円筒部１１７ａと、円筒部１１７ａの端部から半径方向外方に延在するトゥースプレート部１１７ｂとからなる。トゥースプレート部１１７ｂの外周縁には、図４に示す様に、多数の切欠１１７ｃを等間隔で形成し、このトゥースプレート部１１７ｂの円周方向に亙る磁気特性を、交互に且つ等間隔に変化させている。このトゥースプレート部１１７ｂは、第一被検出部として機能する。一方、円筒部１１７ａには、円周方向１箇所にのみ切欠１１７ｄを形成して、この切欠１１７ｄ近傍の磁気特性を、それ以外の部分の磁気特性と異ならせている。円筒部１１７ａは、第二被検出部として機能する。
【００１７】
一方、磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃは、金属板をＬ字形に折り曲げて成るホルダ１１６ａの内側に固着された環状の合成樹脂１１６ｂ中に埋設されている。なお、合成樹脂１１６ｂの内周面は、トーンホイール１１７の円筒部１１７ａに対して僅かなスキマを持って対峙しており、ここに非接触形のラビリンスシールを形成しているので、接触式シール１１５と相まって、外部からの異物が軸受内部に侵入することを抑制している。
【００１８】
図４に示されたように、所定角度だけ離れて配置された磁気センサ１１６Ａ、１１６Ｂは、軸線方向に亙って着磁された永久磁石１１６ｍと、それに隣接しトゥースプレート部１１７ｂに対向して配置された検出素子１１６ｓとを含む。これに対し、磁気センサ１１６Ａ、１１６Ｂの間に配置された磁気センサ１１６Ｃは、半径方向に亙って着磁された永久磁石１１６ｍと、それに隣接し円筒部１１７ａに対向して配置された検出素子１１６ｓとを含む。
【００１９】
ここで、磁気センサ１１６Ａからの出力信号は、トゥースプレート部１１７ｂの回転に伴って、切欠１１７ｃの数に応じた周期で図の実線αに示すように正弦波状に変化する。また、磁気センサ１１６Ｂからの出力信号も、トゥースプレート部１１７ｂの回転に伴って、磁気センサ１１６Ａとの位相差に応じた角度分だけずれた状態で、図の実線βに示すように同様に正弦波状に変化する。より具体的には、このずれの大きさに対応する磁気センサ１１６Ａ、１１６Ｂ間の周方向距離Ｌは、トゥースプレート部１１７ｂに等間隔に形成した多数の切欠１１７ｃの１ピッチＰの半分（Ｐ／２）の非整数倍としている。即ち、ｋを整数とした場合に、第一検出部であるトゥースプレート部１１７ｂの磁気特性が変化する周期である切欠１１７ｃのピッチＰと、上記ずれの大きさＬとの間に、Ｌ≠ｋ・Ｐ／２の関係が成り立つ様に、値Ｌ及びＰを定めている。
【００２０】
更に、磁気センサ１１６Ａからの出力信号は、円筒部１１７ａの回転に伴って、図の実線γに示すように、一回転につき１回だけパルス状に立ち上がるように変化する。尚、各磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃの出力信号は、コンパレータにより適宜基準電圧と比較して、矩形波を得る。
【００２１】
磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃから出力された信号は、ホルダ１１６ａの側面から導出したコードＣＤ（図４）を通じて、パワーステアリング装置や四輪操舵装置の制御装置（図示せず）に送信される。
【００２２】
次に、本実施の形態の動作について説明する。車両が直進状態にあり、ステアリングホイール１から、ステアリングシャフト１７を介して入力軸１０２に操舵力が入力されていないとすると、トルクセンサ１０６は出力信号を発生せず、従ってモータ１０９は補助操舵力を発生しない。
【００２３】
これに対し、車両がカーブを曲がろうとするときに運転者がステアリングホイール１を操作すると、その力に応じてトーションバー１０５がねじれ、入力軸１０２と出力軸１０３との間で相対回動が発生する。トルクセンサ１０６は、この相対回動の方向および量に応じてトルク信号を出力する。又、磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃは、内輪１１１と外輪１１２との相対回転角度に応じた回転角度信号（図６）を出力する。このトルク信号と回転角度信号とに基づき、不図示の制御回路は駆動信号をモータ１０９に送信するので、モータ１０９は所望の補助操舵力を発生する。かかるモータ１０９の発生したトルクは、動力伝達機構（１０８、１０７）により減速されて出力軸１０３に伝達され、中間軸８を介してラック軸９を移動を支援する。それによりタイロッド１３を介して操舵機構が動作し、不図示の車輪を操舵できるようになっている。
【００２４】
本実施の形態において、ステアリングシャフト１７の回転角度、回転角速度、回転方向を求める態様について説明する。ステアリングシャフト１７が一方向に回転した場合には、図６（ａ）において実線α、βで示した様に、磁気センサ１１６Ａの出力信号が立ち上がった後、例えば１／４周期だけ遅れて、磁気センサ１１６Ｂの出力が立ち上がる。又、ステアリングシャフト１７が他方向に回転した場合には、図６（ｂ）において実線α、βで示した様に、磁気センサ１１６Ａの出力が立ち上がった後、例えば３／４周期遅れて、磁気センサ１１６Ｂの出力が立ち上がるようになる。
【００２５】
従って、磁気センサ１１６Ａ、１１６Ｂの内の何れか一方、又は双方の出力信号が立ち上がる回数をカウントすれば、ステアリングシャフト１７の回転角度を知る事が出来る。又、かかる信号において単位時間当たりの立ち上がり回数をカウントするか、立ち上がり継続時間を測定すれば、回転角速度を知る事が出来る。更に、両磁気センサ１１６Ａ、１１６Ｂの出力が立ち上がるタイミング、即ち、磁気センサ１１６Ａの出力が立ち上がってから磁気センサ１１６Ｂの出力が立ち上がる迄の周期を観察すれば、ステアリングシャフト１７の回転方向を知る事が出来る。
【００２６】
更に、磁気センサ１１６Ｃの出力は、図６に実線γで示す様に、ステアリングシャフト１が１回転する度に１回だけ立ち上がる。この磁気センサ１１６Ｃの出力は、ステアリングシャフト１７が中立位置にあるか否かを検知して、このステアリングシャフト１７の回転数測定に利用される他、この磁気センサ１１６Ｃの出力が立ち上がってからの磁気センサ１１６Ａ、１１６Ｂの出力の立ち上がり回数をカウントする事で、上記ステアリングシャフト１７の中立位置からの回転角度を知る為に利用される。
【００２７】
本実施の形態によれば、磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃがトーンホイール１１７の相対回転移動を磁気的に検出することによって、内輪１１１と外輪１１２との相対回転数を求めることができ、従来技術とは異なり非接触式であることから、検出にあたってロストルクも生じず、静音化にも有利である。特に、４点接触式玉軸受である軸受１１０は、通常の玉軸受に比べ、両輪１１１，１１２とボール１１３との間のガタが小さいので、磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃがトーンホイール１１７の相対回転検出を高精度に行うことができる。従って、求められた両輪１１１，１１２の相対回転数から、ハウジング１０１に対する入力軸１０２又は出力軸１０３の相対回転角度を精度良く求めることができ、最適な操舵制御を行うことができる。このように回転角度を検出する装置（１１６Ａ〜１１６Ｃ，１１７）を軸受１１０と一体化することで、組み付け時の容易性も向上すると共に、従来技術のように回転角度検出装置をウォームホイールの外周などに設ける必要がなくなり、よりコンパクトな構成が提供されることとなる。
【００２８】
図７は、本実施の形態の変形例にかかる軸受１１０’を示す断面図である。図８〜１０は、軸受に用いた回転角度を検出する装置の構成を示す図である。本変形例においては、回転角度を検出する装置の構成が異なっており、それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００２９】
図７において、内輪１１１の外周溝部に、エンコーダ（被検出部）ＥＮＣが設けられている。エンコーダＥＮＣは、円環状の芯金１１７ａ’と、この芯金１１７ａ’に添着された同じく円環状の永久磁石１１７ｂ’とを備える。この様な芯金１１７ａ’として好ましくは、炭素鋼板等の磁性金属板を使用する。そして、後述する永久磁石１１７ｂ’の外側面（図７の左側面）から出る磁束の強度を大きくし、この永久磁石１１７ｂ’の外側面と後述する１対のセンサ１１６ａ’、１１６ｂ’の検出部（磁気検出素子ＭＤＳ）との間の微小隙間を広くしても回転状態検出の信頼性確保を図れるようにしている。
【００３０】
永久磁石１１７ｂ’は、図８，９に詳示する様に、この永久磁石１１７ｂ’の軸線を通過する仮想平面によりＳ極とＮ極とが均等に２分割される様に、着磁（配置）されている。この様な永久磁石１１７ｂ’としては、フェライト粉末や希土類磁石粉末等を混入したゴム磁石、或はプラスチック磁石等が使用可能である。尚、本例の場合、永久磁石１１７ｂ’は円環状に一体形成したものとしているが、それぞれが円弧状である複数の永久磁石を組み合わせて円環状としたものとしても良い。
【００３１】
又、永久磁石１１７ｂ’に対峙する１対のセンサ１１６ａ’、１１６ｂ’は、外輪１１２の内周段部に内嵌固定した円環状のホルダ１１６ｃ’により、この外輪１１２に支持されている。即ち、金属板を折り曲げて成るホルダ１１６ｃ’のフランジ部１１６ｄ’に、各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’を、図８に示す様に上記永久磁石１１７ｂ’の円周方向に関して９０度位相がずれた状態で固定している。これら各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’は、ホール素子、ＭＲ素子等の、磁束の方向、或は通過磁束量に応じて特性を変化させる磁気検出素子ＭＤＳから成る。
【００３２】
ホルダ１１６ａ’を外輪１１２に内嵌固定した状態で、各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の磁気検出素子ＭＤＳ、ＭＤＳを、永久磁石１１７ｂ’の外側面に、微小隙間を介して近接対向させている。尚、本例の場合は、エンコーダＥＮＣを構成する永久磁石１１７ｂ’が、上記各磁気検出素子ＭＤＳ、ＭＤＳを通過する磁束の発生源となる為、上記各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’に永久磁石を設ける必要はない。
【００３３】
又、上記ホルダ１１６ａ’を構成する円輪部の内側面外径寄り部分に、これら各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’からの出力信号に基づいてエンコーダＥＮＣの回転状態を知る為の演算処理を行なう、演算回路ＣＫＴを設けている。この演算回路ＣＫＴは、後述する様に、上記各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の出力信号から、温度変化に基づく出力誤差を取り除く為の演算処理を行なう。
【００３４】
尚、本例の様に、エンコーダＥＮＣを構成する永久磁石１１７ｂ’が、Ｓ極とＮ極とを円周方向に関して１８０度ずつ設けられた構造の場合、エンコーダＥＮＣを支持した内輪１１１が、各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’を支持した外輪１１２に対して３６０度未満しか回転しない状態で使用する場合には、演算回路ＣＫＴの出力信号（更には上記各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の出力信号）を、アナログ信号とする。この理由は、回転角度が３６０度未満の場合には、アナログ信号でもその測定値を知る事ができる為、コストを抑える為である。一方、内輪１１１が外輪１１２に対して３６０度以上回転する状態で使用する場合には、演算回路ＣＫＴからの出力信号（更には上記各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の出力信号）を、デジタル信号とする。この理由は、回転角度が３６０度以上の場合には、デジタル信号とした方が、３６０度以上の場合と３６０度未満の場合との識別が容易となる為である。
【００３５】
上述の様に構成する本例の回転角度検出装置を備えた軸受１１０’における、出力軸１０３（図２）の回転角度、回転角度（回転角速度）等の回転状態を求める際の作用は、次の通りである。即ち、出力軸１０３の回転に伴って内輪１１１に固定したエンコーダＥＮＣが回転すると、１対のセンサ１１６ａ’、１１６ｂ’の磁気検出素子ＭＤＳ、ＭＤＳの近傍部分を、永久磁石１１７ｂ’のＮ極とＳ極とが通過する。この結果、磁気検出素子ＭＤＳ、ＭＤＳ内を流れる磁束の方向が変化し、各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の出力が、図１０の実線α、βに示す様に変化する。但し、この状態でこれら各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の出力の大きさから回転角度や回転速度等の回転状態をそのまま求めると、温度変化に基づく出力誤差を伴ったままの値となる。
【００３６】
そこで、各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の出力を上記演算回路ＣＫＴで演算処理を行なうことにより、温度変化に基づく出力誤差を補正する。即ち、上述の様に、各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’は円周方向に関して９０度位相がずれた状態で設けられており、これら各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の温度条件は同じになる。従って、上記図１０の実線α、βからも分かる様に、これら各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の出力は９０度位相が異なる事となる。この為、各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’のうちの一方のセンサ１１６ａ’の出力からα＝ａｓｉｎ（θ＋ｂ）［正弦波］が得られると共に、同じく他方のセンサ１１６ｂ’の出力からβ＝ａｃｏｓ（θ＋ｂ）［余弦波］が得られる。尚、これら各式中ａ、ｂは、上記各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の感度（性能）に応じた、これら各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の出力の大きさに基づく定数である。
【００３７】
そして、上記ｓｉｎ（θ）とｃｏｓ（θ）との比｛ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（  θ）｝からｔａｎ（θ）を求め、このｔａｎ（θ）から角度θを求めれば、温度変化に基づく永久磁石１１７ｂ’の磁束密度や前記磁気検出素子ＭＤＳ、ＭＤＳの感度の変化による出力誤差を補正した状態で、回転角度を精度良く検出できる。即ち、温度変化はセンサ１１６ａ’、１１６ｂ’に同じに生じるので、これら両センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の出力の比ｔａｎ（θ）を求めれば、温度変化分をキャンセルできる。又、この様にして得られる回転角度から、単位時間当たりの回転角度を測定する事により、温度変化に基づく出力誤差を補正した状態で、回転速度（回転角速度）を知る事ができる。
【００３８】
上述の様な本例の回転角速度検出装置を備えた軸受１１０’によれば、温度変化に基づく永久磁石１１７ｂ’の磁束密度の変化や各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’を構成する磁気検出素子ＭＤＳ、ＭＤＳの感度の変化に拘らず、回転角度や回転速度等の回転状態を精度良く検出できる。即ち、異物の侵入を防止する為の部材や偏心部材等により装置が大型化したり、センサの費用が嵩んだりする事なく、上記回転角度や回転速度等の回転状態を正確に求める事ができる。
【００３９】
又、本例の場合、１対のセンサ１１６ａ’、１１６ｂ’を、円周方向に関して９０度位相をずらした状態で設けているが、この様な構造に限定するものではない。即ち、必要に応じて、これら各センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の円周方向に関する位相を変えても良い。但し、この様に１対のセンサの円周方向の位相を変えた場合には、この位相のずれの大きさを考慮して各センサの出力からｓｉｎ（θ）［正弦波］及びｃｏｓ（θ）［余弦波］を求める事により、温度変化に基づく出力誤差を補正した状態で回転角度又は回転速度等の回転状態を求める。
【００４０】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、本実施の形態では、出力軸を支持する軸受を４点接触式玉軸受として、それに回転角度を検出する装置を一体的に組み込んでいるが、入力軸を支持する軸受を４点接触式玉軸受として、それに回転角度を検出する装置を一体的に組み込んでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施の形態である電動式パワーステアリング装置１００を含むステアリング機構の概略図である。
【図２】図１の矢印IIにより示す、本実施の形態に用いる電動式パワーステアリング装置１００の断面図である。
【図３】軸受１１０の拡大断面図である。
【図４】図３の軸受１１０をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【図５】図３の軸受１１０をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。
【図６】ステアリングシャフトが回転する際に於ける、磁気センサ１１６Ａ〜１１６Ｃの出力変化を示す線図である。
【図７】本実施の形態の変形例にかかる軸受１１０’を示す断面図である。
【図８】センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の位相関係を示す概略図である。
【図９】永久磁石１１７ｂ’の斜視図である。
【図１０】センサ１１６ａ’、１１６ｂ’の出力信号を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ ステアリングホイール
７Ａ ユニバーサルジョイント
７Ｂ ユニバーサルジョイント
８ 中間軸
９ ラック軸
１０ ピニオンシャフト
１３ タイロッド
１５ ステアリングコラム
１７ ステアリングシャフト
１８ ブラケット
２４ ブラケット
２６ 車体
１００ 電動式パワーステアリング装置
１０１ ハウジング
１０１ａ 蓋部材
１０１ｂ 本体
１０２ 入力軸
１０３ 出力軸
１０４ 軸受
１０５ トーションバー
１０６ トルクセンサ
１０７ ウォームホイール
１０７ａ 芯金
１０７ｂ 歯部
１０８ ウォーム
１０９ モータ
１１０、１１０’ ４点接触式玉軸受
１１１ 内輪
１１１ａ 外周段部
１１２ 外輪
１１３ ボール
１１４ 保持器
１１５ 接触式シール
１１６Ａ〜１１６Ｃ 磁気センサ
１１７ トーンホイール
１１７ａ 円筒部
１１７ｂ トゥースプレート部
１１７ｃ  切欠
１１７ｄ  切欠
１１６ａ’ センサ
１１６ｂ’ センサ
１１６ｃ’ ホルダ
１１６ｄ’ フランジ部
１１７ａ’ 芯金
１１７ｂ’ 永久磁石
ＣＫＴ 演算回路
ＥＮＣ エンコーダ
ＭＤＳ 磁気検出素子
【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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