(57)【要約】【課題】ギヤのバックラッシュを低減できるとともに、回転角度の検出精度が低下しない回転角度検出装置および電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】バネ１２は付勢手段として、その一端がケース９に弾接して、ケース９がセンサハウジング１０の方向に付勢される。このケース９を介したバネ１２の付勢力によって、ケース９に装着された第一の検出ギヤ３及び第二の検出ギヤ４をメインギヤ２の方向へ押圧している。さらに、ケース９を取付けるセンサハウジング１０には、バネ１２を挟み込んだ形で突出した押さえ板１３が設けられ、この押さえ板１３にバネ１２の他端が弾接してバネ１２を保持する。バネ１２は両端をケース９及び押さえ板１３に設けられた座グリ穴１４，１５により保持され、バネ１２の付勢力が一定の力になるように保持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に連動して回転するメインギヤと、
前記メインギヤに連動して回転する検出ギヤと、
前記検出ギヤに設けた被検出部材と、
前記検出ギヤの回転を検出する検出手段と、
前記検出ギヤを回転可能に支持するとともに、前記検出手段を配置するケースと、
前記回転体を挿通するとともに、前記ケースを取付けるセンサハウジングと、を有し、
前記ケースは、前記メインギヤと前記検出ギヤとが連動可能な状態で前記センサハウジングに対し相対移動可能に前記センサハウジングに取付けられ、前記ケースを前記メインギヤ方向へ付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記付勢手段は、前記センサハウジングと前記ケースとの間に設けたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転角度検出装置を備えてなる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、回転角度検出装置および電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車のステアリングホイールに用いられる回転角度検出装置においては、ステアリングのシャフトに係合されたメインギヤとメインギヤに噛合する検出装置のケースに装着された検出ギヤで構成される。ステアリングホイールを操舵するとメインギヤが回転し、これに連動して検出ギヤが回転するため、検出ギヤに装着され検出ギヤに連動して回転する磁石と対向してケースに固定された磁気式角度センサが磁界の方向を検知し、ステアリングホイールの回転角度を検出している。ここで磁石と磁気式角度センサの中心位置は、同じとなるように配置されている。
【０００３】
しかしながら、従来の回転角度検出装置においては、温度変化によって生じるメインギヤと検出ギヤの軸間距離のばらつきや、メインギヤと検出ギヤの組付け誤差、あるいはメインギヤとシャフトとの取付け時のガタ等によってバックラッシュが発生する。そして、右切り左切りの操舵を繰り返した場合、操舵方向が逆になったときにバックラッシュにより一時その位置を保ち、それから逆方向に動き出すため回転角度の検出誤差（いわゆるヒステリシス誤差）が大きくなり角度精度が悪化する場合があった。このギヤのバックラッシュを低減し、誤差がなく高精度な回転角度の検出を可能とする回転角度検出装置としては、例えば特許文献１に示すようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
この特許文献１に記載の回転角度検出装置において、検出ギヤはバネによってメインギヤ方向に押圧され移動するため、メインギヤと検出ギヤのバックラッシュは低減するが、磁気式角度センサはケースに固定されているため、この磁気式角度センサと検出ギヤに取付けられた磁石との中心位置がずれてしまい、回転角度の検出誤差が発生する。
【０００６】
このため、メインギヤと検出ギヤのバックラッシュの増加を抑制するとともに、磁石と磁気式角度センサの中心位置がずれることなく、回転角度の検出精度が低下しない回転角度検出装置を得ることが課題となっている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ギヤのバックラッシュを低減できるとともに、回転角度の検出精度が低下しない回転角度検出装置および電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転体に連動して回転するメインギヤと、前記メインギヤに連動して回転する検出ギヤと、前記検出ギヤに設けた被検出部材と、前記検出ギヤの回転を検出する検出手段と、前記検出ギヤを回転可能に支持するとともに、前記検出手段を配置するケースと、前記回転体を挿通するとともに、前記ケースを取付けるセンサハウジングとを有し、前記ケースは、前記メインギヤと前記検出ギヤとが連動可能な状態で前記センサハウジングに対し相対移動可能に前記センサハウジングに取付けられ、前記ケースを前記メインギヤ方向へ付勢する付勢手段を設けたことを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、検出ギヤと検出手段を支持するケースをメインギヤ方向に付勢することによりメインギヤと検出ギヤのバックラッシュを抑制できるとともに、検出手段と被検出部材との中心位置のずれをなくすことができる。これにより、検出誤差がなく高精度な回転角度の検出が可能な回転角度検出装置を得ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記付勢手段は、前記センサハウジングと前記ケースとの間に設けたことを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、付勢手段をセンサハウジングとケースとの間に設けることにより付勢手段の付勢力を一定に保つことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、電動パワーステアリング装置において、請求項１または請求項２に記載の回転角度検出装置を備えてなることをその要旨とする。
請求項１または請求項２に記載の回転角度検出装置によれば、その検出回転角の高精度化が図られるので、車両の操舵フィーリングを向上した電動パワーステアリング装置にできる。
【発明の効果】
【００１３】
ギヤのバックラッシュを低減できるとともに、回転角度の検出精度が低下しない回転角度検出装置および電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る回転角度検出装置の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】(a)本実施の形態に係る回転角度検出装置の概略構成を説明する図、(b)図３(a)のＢ−Ｂ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る回転角度検出装置の平面図、図２は、図１の矢印Ａ方向から見た断面図であり、図３(a)，(b)は、概略構成を説明する図である。
【００１６】
図３(a)は回転角度検出装置の概略構成を表わす平面図であり、メインギヤ２は外周に平歯車が形成された絶縁樹脂製の回転体で、中央部に挿通されるシャフト１１と係合する。そして、シャフト１１の回転角度を検出する第一の検出ギヤ３及び第二の検出ギヤ４の検出体がある。
【００１７】
また、第一の検出ギヤ３は絶縁樹脂製のケース９に回転可能に支持された絶縁樹脂製の第一の検出体で、この外周の平歯車がメインギヤ２の平歯車に噛合するとともに、この第一の検出ギヤ３の中央には、磁石５（被検出部材）がインサート成形等により装着されている。
【００１８】
さらに、第二の検出ギヤ４はケース９に回転可能に支持された絶縁樹脂製の第二の検出体で、外周には第一の検出ギヤ３の平歯車とは歯数の異なる平歯車が設けられ、この第二の検出ギヤ４の平歯車が第一の検出ギヤ３の平歯車に噛合するとともに、第二の検出ギヤ４の中央には磁石６が装着されている。
【００１９】
そして、第一の検出ギヤ３及び第二の検出ギヤ４の上方にほぼ平行に配置された回路基板（図示せず）に第一の検出ギヤ３の磁石５との対向面にはホールＩＣ（磁界検出素子）等の磁気式角度センサ７（検出手段）が（図３(b)参照）、第二の検出ギヤ４の磁石６との対向面には磁気式角度センサ８（図示しないが図３(b)と同様）が各々装着されている。
【００２０】
このように形成された、磁石５とこれに対向した磁気式角度センサ７、及び磁石６とこれに対向した磁気式角度センサ８は、磁石５と６が装着された第一検出ギヤ３及び第二の検出ギヤ４と、磁気式角度センサ７と８が装着された上記回路基板とともにケース９に配置される。
【００２１】
さらに、ケース９はアルミダイカスト材からなるセンサハウジング１０に当接して取付けられる。また、シャフト１１はセンサハウジング１０に挿通し、回転可能に装着される。
【００２２】
以上の構成において、ステアリングホイール（図示せず）を操舵すると、シャフト１１の回転に連動してメインギヤ２が回転し、このメインギヤ２の外周の平歯車に第一の検出ギヤ３の平歯車が噛合し、更に第一の検出ギヤ３の平歯車に第二の検出ギヤ４の平歯車が噛合して連動して回転する。
【００２３】
そして、第一の検出ギヤ３及び第二の検出ギヤ４の中央に装着された磁石５と６も回転し、この磁石５と６の磁界方向の変化を磁気式角度センサ７と８が各々検出して、検出信号としてＰＷＭ信号等がマイコン等の電子部品で形成される外部の制御手段（図示せず）へ出力され、メインギヤ２の回転角度信号に変換される。
【００２４】
なお、この時、第一の検出ギヤ３及び第二の検出ギヤ４は、平歯車の歯数が異なり回転速度が異なるため、第一及び第二の検出手段からの各々の検出信号は、周期や位相が異なる検出信号となる。
【００２５】
次に、本実施形態では図１及び図２に示すように、バネ１２は付勢手段としての鋼又は銅合金製のバネで、やや押付けられた状態でその一端がケース９に弾接して、ケース９がセンサハウジング１０の方向に付勢される。そして、このケース９を介したバネ１２の付勢力によって、ケース９に装着された第一の検出ギヤ３及び第二の検出ギヤ４をメインギヤ２の方向へ押圧している。このとき、ケース９に設けた突起部がセンサハウジング１０の取付け穴に係合することにより、ケース９がシャフト１１の回転軸に対し上下及び左右方向へ移動することが抑制される。
【００２６】
また、ケース９を取付けるセンサハウジング１０には、バネ１２を挟み込んだ形で突出した樹脂又は金属製の押さえ板１３が設けられ、この押さえ板１３にバネ１２の他端が弾接して、バネ１２を保持する。バネ１２は両端をケース９及び押さえ板１３に設けられた座グリ穴１４，１５により保持され、バネ１２の付勢力が一定の力になるように保持されて、回転角度検出装置１が構成されている。
【００２７】
このように本実施の形態では、ケース９をセンサハウジング１０へ押圧する付勢手段を設けるとともに、センサハウジング１０にこの付勢手段を保持するストッパ手段を形成する。即ち、第一の検出ギヤ３及び第二の検出ギヤ４は、バネ１２の付勢力によってメインギヤ２に押圧付勢されるとともに、押さえ板１３によってバネ１２の付勢力を一定に保つことができる。
【００２８】
さらに、磁気式角度センサ７と８は、ケース９に装着された対向する磁石５と６とともにメインギヤ２方向へ移動するため、磁石５と磁気式角度センサ７、及び磁石６と磁気式角度センサ８の各々の中心位置がずれることを防止できる。その結果、メインギヤ２と第一の検出ギヤ３のバックラッシュを抑制できるとともに、誤差がなく高精度な回転角度の検出が可能となる。
【００２９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
上記実施形態では、センサハウジングに取付けた押さえ板とケースとの間に設けた押付けバネによってケースをメインギヤ方向へ押圧する構成について説明したが、センサハウジングとケースとの間に引っ張りバネ等よりなる弾性体を張架し、ケースをメインギヤ方向へ引張り付勢した構成としても本発明の実施は可能である。
【００３０】
上記実施形態では、メインギヤに第一の検出ギヤを噛合させるとともに、この第一の検出ギヤに第二の検出ギヤを噛合させる構成としたが、１つのメインギヤに対し１つの検出ギヤで構成しても本発明の実施は可能である。また、メインギヤに噛合する２つ以上の検出ギヤで構成されてもよい。
【００３１】
本実施形態では、車両のステアリングホイールに適用した例を示したが、工作機械等に具体化してもよい。
【００３２】
本実施形態では、付勢手段としてコイルバネを用いた例を示したが、板バネやトーションバネを用いても機能の実現は可能である。また、バネの代わりにゴム、樹脂等の弾性部材を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１：回転角度検出装置、２：メインギヤ、３：第一の検出ギヤ、４：第二の検出ギヤ、
５，６：磁石、７，８：磁気式角度センサ、９：ケース、１０：センサハウジング、
１１：シャフト、１２：バネ、１３：押さえ板、１４，１５：座グリ穴
【図１】
2012122982.tif 000003
【図２】
2012122982.tif 000004
【図３】
2012122982.tif 000005