JP2002340514A - Rotation angle detector, torque detector, and steering apparatus - Google Patents
Rotation angle detector, torque detector, and steering apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転角度を検出す
る回転角度検出装置、第１軸と第２軸とを連結する連結
軸に生じる捩れ角度によって第１軸に加わるトルクを検
出するトルク検出装置、及びこのトルク検出装置を備え
る自動車用の舵取装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation angle detecting device for detecting a rotation angle, and a torque detection device for detecting a torque applied to a first shaft by a torsion angle generated in a connecting shaft connecting a first shaft and a second shaft. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device and a steering device for an automobile provided with the torque detecting device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】舵取りのために舵輪（ステアリングホイ
ール）に加えられる操舵トルクの検出結果に基づいて操
舵補助用のモータを駆動し、モータの回転力を舵取機構
に伝えて操舵補助する構成とした電動パワーステアリン
グ装置は、操舵補助力の発生源として油圧アクチュエー
タを用いる油圧パワーステアリング装置と比較して、車
速の高低，操舵の頻度等、走行状態に応じた補助力特性
の制御が容易に行えるという利点を有することから、近
年、その適用範囲が拡大する傾向にある。2. Description of the Related Art A steering assist motor is driven based on a detection result of a steering torque applied to a steering wheel (steering wheel) for steering, and a rotational force of the motor is transmitted to a steering mechanism to assist the steering. Compared to a hydraulic power steering device that uses a hydraulic actuator as a source of steering assist force, the electric power steering device can easily control the assist force characteristics according to the traveling state, such as vehicle speed, steering frequency, and the like. Therefore, in recent years, the range of application has tended to expand.
【０００３】以上のような電動パワーステアリング装置
においては、操舵トルクの検出のためのトルク検出装置
が必要であり、舵輪と舵取機構を連絡する操舵軸を舵輪
側の入力軸（第１軸）と舵取機構側の出力軸（第２軸）
とを細径のトーションバーを介して連結し、操舵トルク
の作用によるトーションバーの捩れを伴って、前記両軸
の連結部に生じる相対角変位を検出し、この検出結果に
基づいて前記操舵トルクを算出する構成としたトルク検
出装置が用いられている。In the electric power steering apparatus as described above, a torque detecting device for detecting a steering torque is required, and a steering shaft for connecting the steering wheel and the steering mechanism is used as an input shaft (first shaft) on the steering wheel side. And the output shaft on the steering mechanism side (second shaft)
Are connected via a small-diameter torsion bar, and the relative angular displacement occurring at the connection between the two shafts is detected with the torsion of the torsion bar due to the action of the steering torque. Based on the detection result, the steering torque is determined. Is used.
【０００４】本願出願人は、特願２０００−２９４７３
１等において、上述したようなトルク検出装置を提案し
ている。このトルク検出装置は、図１に模式的に示すよ
うな構成で自動車の舵取装置に適用しており、上端を舵
輪（ステアリングホイール）３０に連結された入力軸３
１（第１軸）と、下端を舵取機構のピニオン３３に連結
された出力軸３２（第２軸）とを、細径のトーションバ
ー３４を介して同軸上に連結し、前記舵輪３０と舵取機
構とを連絡する操舵軸３が構成されており、トルク検出
装置は、前記入力軸３１及び出力軸３２の連結部近傍に
以下のように構成されている。The applicant of the present application has filed Japanese Patent Application No. 2000-29473.
1 and the like have proposed a torque detection device as described above. This torque detecting device is applied to a steering device of an automobile in a configuration as schematically shown in FIG. 1, and an input shaft 3 having an upper end connected to a steering wheel (steering wheel) 30.
1 (first shaft) and an output shaft 32 (second shaft) having a lower end connected to a pinion 33 of a steering mechanism, are coaxially connected via a small-diameter torsion bar 34, and are connected to the steering wheel 30. The steering shaft 3 that communicates with the steering mechanism is configured, and the torque detecting device is configured as follows near the connection between the input shaft 31 and the output shaft 32.
【０００５】入力軸３１には、出力軸３２との連結側端
部近傍に、円板形をなすターゲット板２ａ（回転体）が
同軸上に外嵌固定されており、ターゲット板２ａの外周
面には、複数（図においては５個）のターゲット２０ａ
が並設されている。図２は、ターゲット板２ａ及びター
ゲット２０ａの構成を示す斜視図である。ターゲット２
０ａは、ターゲット板２ａの外周面を展開した図３の展
開図に示すように、ターゲット板２ａの外周面に沿って
一方向に傾斜して設けてある第１傾斜部２０ｂと、他方
向に傾斜して設けてある第２傾斜部２０ｃとを備えた磁
性体製の突条であり、ターゲット板２ａの外周面の周方
向に等配に並設されている。第１傾斜部２０ｂ及び第２
傾斜部２０ｃは、その接続点を通るべきターゲット板２
ａの回転軸の軸長方向の直線に関して略線対称である。[0005] A disk-shaped target plate 2a (rotary body) is coaxially fitted and fixed to the input shaft 31 near the end on the side of connection with the output shaft 32. The outer peripheral surface of the target plate 2a is fixed. Includes a plurality of (five in the figure) targets 20a
Are juxtaposed. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the target plate 2a and the target 20a. Target 2
As shown in a developed view of FIG. 3 in which the outer peripheral surface of the target plate 2a is developed, a first inclined portion 20b provided in one direction is provided along the outer peripheral surface of the target plate 2a, This is a ridge made of a magnetic material having a second inclined portion 20c provided in an inclined manner, and is arranged in a line in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the target plate 2a. The first inclined portion 20b and the second
The inclined portion 20c is provided for the target plate 2 to pass through the connection point.
It is substantially line-symmetric with respect to the straight line in the direction of the axis length of the rotation axis a.
【０００６】上述したのと同様のターゲット２０ａを備
えたターゲット板２ａが、出力軸３２の入力軸３１との
連結側端部近傍にも外嵌固定されており、出力軸３２側
のターゲット板２ａの各ターゲット２０ａと、入力軸３
１側のターゲット板２ａの各ターゲット２０ａとは周方
向に整合されて並設されている。A target plate 2a having the same target 20a as described above is externally fixed near the end of the output shaft 32 connected to the input shaft 31, and the target plate 2a on the output shaft 32 side is fixed. Target 20a and input shaft 3
Each target 20a of the target plate 2a on one side is aligned side by side in the circumferential direction.
【０００７】両ターゲット板２ａの外側には、それぞれ
の外周のターゲット２０ａの外縁を臨むようにセンサボ
ックス１が配設されている。センサボックス１は、入力
軸３１及び出力軸３２を支承するハウジング等の動かな
い部位に固定支持されている。センサボックス１の内部
には、入力軸３１側のターゲット２０ａの周方向に異な
る部位に対向する磁気センサ１Ａ，１Ｂと、出力軸３２
側のターゲット２０ａの周方向に異なる部位に対向する
磁気センサ２Ａ，２Ｂとが、周方向位置を正しく合わせ
て収納されている。[0007] The sensor boxes 1 are arranged outside the target plates 2a so as to face the outer edges of the targets 20a on the respective outer peripheries. The sensor box 1 is fixedly supported by a stationary part such as a housing that supports the input shaft 31 and the output shaft 32. Inside the sensor box 1, magnetic sensors 1 </ b> A and 1 </ b> B facing different portions in the circumferential direction of the target 20 a on the input shaft 31 side, and an output shaft 32.
The magnetic sensors 2A and 2B facing different parts in the circumferential direction of the target 20a on the side are housed with their circumferential positions correctly aligned.
【０００８】磁気センサ１Ａ，２Ａ，１Ｂ，２Ｂは、磁
気抵抗効果素子（ＭＲ素子）等、磁界の作用により電気
的特性（抵抗）が変化する素子を用い、対向するターゲ
ット２０ａの近接する部位に応じて検出信号が変わるよ
うに構成されたセンサであり、これらの検出信号Ｖ１
Ａ，Ｖ２Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ｂは、センサボックス１外部
（又は内部）のマイクロプロセッサを用いてなる演算処
理部４に与えられている。The magnetic sensors 1A, 2A, 1B, and 2B use elements such as magnetoresistive elements (MR elements) whose electric characteristics (resistance) change due to the action of a magnetic field. This is a sensor configured to change the detection signal according to the detection signal V1.
A, V2A, V1B, and V2B are provided to an arithmetic processing unit 4 using a microprocessor outside (or inside) the sensor box 1.
【０００９】以下に、このような構成の回転角度検出装
置及びトルク検出装置の動作を説明する。磁気センサ１
Ａ，２Ａ，１Ｂ，２Ｂが対向するターゲット２０ａは、
前述したように、入力軸３１及び出力軸３２に同軸上に
外嵌固定された各ターゲット板２ａの外周面に沿って一
方向に傾斜した第１傾斜部２０ｂと、他方向に傾斜した
第２傾斜部２０ｃとを備えて、周方向に等配に並設され
た磁性体製の突条である。Hereinafter, the operation of the rotation angle detecting device and the torque detecting device having such a configuration will be described. Magnetic sensor 1
The target 20a to which A, 2A, 1B, and 2B face is
As described above, the first inclined portion 20b inclined in one direction along the outer peripheral surface of each target plate 2a coaxially fitted and fixed to the input shaft 31 and the output shaft 32, and the second inclined portion 20b inclined in the other direction. This is a ridge made of a magnetic material, which is provided with an inclined portion 20c and is juxtaposed equally in the circumferential direction.
【００１０】従って、入力軸３１及び出力軸３２が軸回
りに回転した場合、各磁気センサ１Ａ，２Ａ，１Ｂ，２
Ｂは、対応するターゲット２０ａがそれぞれとの対向位
置を通過する間、図５に示すように、入力軸３１及び出
力軸３２の回転角度の変化に応じて、比例的に上昇し下
降する検出信号を出力する。検出信号は、上昇から下降
に又は下降から上昇に転換する付近、つまり、第１傾斜
部２０ｂ及び第２傾斜部２０ｃの接続点付近で非線形的
に変化するが、後述する方法により補完することが出来
る。Therefore, when the input shaft 31 and the output shaft 32 rotate around the axis, each of the magnetic sensors 1A, 2A, 1B, 2
B is a detection signal that rises and falls proportionally according to a change in the rotation angle of the input shaft 31 and the output shaft 32 while the corresponding target 20a passes the position facing each other, as shown in FIG. Is output. The detection signal changes non-linearly near the transition from rising to falling or from falling to rising, that is, near the connection point between the first inclined portion 20b and the second inclined portion 20c, but it can be complemented by a method described later. I can do it.
【００１１】磁気センサ１Ａ，１Ｂの検出信号は、これ
らに対応するターゲット２０ａが設けられた入力軸３１
の回転角度に対応するものとなり、磁気センサ２Ａ，２
Ｂの検出信号は、これらが対向するターゲット２０ａが
設けられた出力軸３２の回転角度に対応するものとな
る。従って、演算処理部４は、磁気センサ１Ａ，１Ｂの
検出信号から入力軸３１の回転角度を算出することがで
き、演算処理部４及び磁気センサ１Ａ，１Ｂは入力軸３
１の回転角度検出装置として作動する。また、演算処理
部４は、磁気センサ２Ａ，２Ｂの検出信号から出力軸３
２の回転角度を算出することができ、演算処理部４及び
磁気センサ２Ａ，２Ｂは出力軸３２の回転角度検出装置
として作動する。The detection signals of the magnetic sensors 1A and 1B are transmitted to an input shaft 31 provided with a corresponding target 20a.
Of the magnetic sensors 2A and 2A.
The detection signal B corresponds to the rotation angle of the output shaft 32 provided with the target 20a opposed thereto. Therefore, the arithmetic processing unit 4 can calculate the rotation angle of the input shaft 31 from the detection signals of the magnetic sensors 1A and 1B, and the arithmetic processing unit 4 and the magnetic sensors 1A and 1B
It operates as one rotation angle detection device. Further, the arithmetic processing unit 4 outputs the output shaft 3 from the detection signals of the magnetic sensors 2A and 2B.
2, the arithmetic processing unit 4 and the magnetic sensors 2A and 2B operate as a rotation angle detection device for the output shaft 32.
【００１２】入力軸３１に操舵トルクが加わった場合、
磁気センサ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂの各検出信号Ｖ１
Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂは、図６に示すように変化
する。但し、磁気センサ１Ａ，２Ａと磁気センサ１Ｂ，
２Ｂとは、ターゲット板２ａの周方向に、例えば電気角
９０°位相が異なっている。従って、検出信号Ｖ１Ａと
Ｖ１Ｂとは、非線形変化領域について相互に補完させる
ことが出来、検出信号Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂにおいても同様で
ある。When a steering torque is applied to the input shaft 31,
Each detection signal V1 of the magnetic sensors 1A, 1B, 2A, 2B
A, V1B, V2A, and V2B change as shown in FIG. However, the magnetic sensors 1A, 2A and the magnetic sensors 1B,
The phase of the target plate 2a differs from that of the target plate 2B by, for example, an electrical angle of 90 °. Therefore, the detection signals V1A and V1B can complement each other in the non-linear change region, and the same applies to the detection signals V2A and V2B.
【００１３】ここで、磁気センサ１Ａの検出信号と磁気
センサ２Ａの検出信号との差、又は磁気センサ１Ｂの検
出信号と磁気センサ２Ｂの検出信号との差は、入力軸３
１と出力軸３２との回転角度の差（相対角変位）に対応
するものとなる。この相対角変位は、入力軸３１に加わ
る操舵トルクの作用下において、入力軸３１と出力軸３
２とを連結するトーションバー３４に生じる捩れ角度に
対応する。従って、演算処理部４は、前述した検出信号
の差に基づいて入力軸３１に加わる操舵トルクを算出す
ることができる。Here, the difference between the detection signal of the magnetic sensor 1A and the detection signal of the magnetic sensor 2A, or the difference between the detection signal of the magnetic sensor 1B and the detection signal of the magnetic sensor 2B is determined by the input shaft 3
This corresponds to the difference (relative angular displacement) in the rotation angle between the output shaft 1 and the output shaft 32. This relative angular displacement is caused by the input shaft 31 and the output shaft 3 under the action of the steering torque applied to the input shaft 31.
2 corresponds to the torsion angle generated in the torsion bar 34 connecting the two. Therefore, the arithmetic processing unit 4 can calculate the steering torque applied to the input shaft 31 based on the difference between the detection signals described above.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】上述したようなトルク
検出装置では、ターゲット板２ａ及びターゲット２０ａ
の加工精度の問題から、図３に示す第１傾斜部２０ｂ及
び第２傾斜部２０ｃの各端部を接続した接続点の位置
が、図８に強調して示すように、不安定（例えば１０μ
ｍ〜２０μｍ程度のばらつきが生じる）となる。各ター
ゲットの第１傾斜部２０ｂ（第２傾斜部２０ｃも同様）
の各傾斜角度θ1 ，θ2 ・・・のばらつきは大きくない
が、第１傾斜部２０ｂ及び第２傾斜部２０ｃの隣合う各
端部の、ターゲット板２ａの軸長方向の位置の差Δａ，
Δｂ，Δｃ・・・のばらつきは大きい。In the torque detecting device as described above, the target plate 2a and the target 20a
Due to the problem of machining accuracy, the position of the connection point connecting each end of the first inclined portion 20b and the second inclined portion 20c shown in FIG. 3 is unstable (for example, 10 μm) as shown in FIG.
m to about 20 μm). The first inclined portion 20b of each target (the same applies to the second inclined portion 20c)
Each inclination angle theta 1 of, although not large variation in theta 2 · · ·, each end adjacent the first inclined portion 20b and the second inclined portion 20c, the difference in the axial direction of the position of the target plate 2a .DELTA.a ,
The variation of Δb, Δc... Is large.
【００１５】その結果、検出信号Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ２
Ａ，Ｖ２Ｂの極大値及び極小値がばらつき安定しない。
その為、検出信号Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂを、
それらの極大値及び極小値の差に基づき補正する為の補
正係数の精度が低下し、正確な操舵トルク及び回転角度
を演算できないという問題がある。本発明は、上述した
ような事情に鑑みてなされたものであり、第１〜３発明
では、検出信号の極大値及び極小値が安定し、正確な回
転角度を演算することが出来る回転角度検出装置を提供
することを目的とする。第４発明では、検出信号の極大
値及び極小値が安定し、正確な操舵トルクを演算するこ
とが出来るトルク検出装置を提供することを目的とす
る。第５発明では、第４発明に係るトルク検出装置を備
える舵取装置を提供することを目的とする。As a result, the detection signals V1A, V1B, V2
The maximum and minimum values of A and V2B fluctuate and become unstable.
Therefore, the detection signals V1A, V1B, V2A, V2B are
There is a problem that the accuracy of the correction coefficient for performing correction based on the difference between the maximum value and the minimum value decreases, and it is impossible to calculate an accurate steering torque and rotation angle. The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in the first to third inventions, the maximum value and the minimum value of the detection signal are stable, and the rotation angle detection capable of calculating an accurate rotation angle can be performed. It is intended to provide a device. A fourth object of the present invention is to provide a torque detection device in which a maximum value and a minimum value of a detection signal are stable and can calculate an accurate steering torque. A fifth invention aims to provide a steering device provided with the torque detection device according to the fourth invention.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】第１発明に係る回転角度
検出装置は、回転体と、該回転体が回転するに従って、
検出される部位が連続的に変化すべく、前記回転体の周
面に沿って突設された複数のターゲットと、該ターゲッ
トの近接する部位を検出する１又は複数の検出手段とを
備え、該検出手段が検出した部位に基づき、前記回転体
の回転方向の前記検出手段からの変位角度を検出すべく
なしてある回転角度検出装置であって、前記ターゲット
は、前記周面に沿って一方向に傾斜して設けてある第１
傾斜部と、前記周面に沿って他方向に傾斜して設けてあ
る第２傾斜部とを備え、隣合う前記第１傾斜部及び第２
傾斜部の各端部を接続してあり、該各端部の前記回転体
の軸長方向の各位置を揃えるべく、前記各端部を研磨又
は切削してなしてあることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotation angle detecting device, comprising: a rotating body;
In order to continuously change the part to be detected, the apparatus includes a plurality of targets protruding along the peripheral surface of the rotating body, and one or more detecting means for detecting a part close to the target, A rotation angle detection device configured to detect a displacement angle of the rotation direction of the rotating body from the detection unit based on a part detected by the detection unit, wherein the target is arranged in one direction along the peripheral surface. The first is inclined
An inclined portion, and a second inclined portion provided in the other direction along the peripheral surface, wherein the adjacent first inclined portion and second inclined portion are provided.
Each end of the inclined portion is connected, and each end is polished or cut in order to align each position of the end in the axial direction of the rotating body.
【００１７】この回転角度検出装置では、複数のターゲ
ットが、回転体が回転するに従って、検出される部位が
連続的に変化するように、回転体の周面に沿って突設さ
れており、１又は複数の検出手段が、ターゲットの近接
する部位を検出し、その検出した部位に基づき、回転体
の回転方向の検出手段からの変位角度を検出する。ター
ゲットは、第１傾斜部が回転体の周面に沿って一方向に
傾斜して設けてあり、第２傾斜部が回転体の周面に沿っ
て他方向に傾斜して設けてある。隣合う第１傾斜部及び
第２傾斜部の各端部は接続してあり、各端部の回転体の
軸長方向の各位置を揃えるように、各端部を研磨又は切
削して構成してある。これにより、検出信号の極大値及
び極小値が安定し、正確な回転角度を演算することが出
来る回転角度検出装置を実現することが出来る。In this rotation angle detecting device, a plurality of targets are protruded along the peripheral surface of the rotating body so that the detected portion changes continuously as the rotating body rotates. Alternatively, a plurality of detecting means detects a portion close to the target, and detects a displacement angle of the rotating direction of the rotating body from the detecting means based on the detected portion. In the target, the first inclined portion is provided to be inclined in one direction along the peripheral surface of the rotating body, and the second inclined portion is provided to be inclined in the other direction along the peripheral surface of the rotating body. Each end of the adjacent first inclined portion and second inclined portion is connected, and each end is polished or cut so as to align each position in the axial direction of the rotating body at each end. It is. This makes it possible to realize a rotation angle detecting device in which the local maximum value and the local minimum value of the detection signal are stable, and which can calculate an accurate rotation angle.
【００１８】第２発明に係る回転角度検出装置は、前記
第１傾斜部及び第２傾斜部は、前記各端部を通るべき前
記回転体の軸長方向の直線に関して略線対称の関係を有
することを特徴とする。In the rotation angle detecting device according to a second aspect of the present invention, the first inclined portion and the second inclined portion have a substantially line-symmetric relationship with respect to a straight line in the axial direction of the rotating body that passes through each end. It is characterized by the following.
【００１９】この回転角度検出装置では、第１傾斜部及
び第２傾斜部は、各端部を通るべき回転体の軸長方向の
直線に関して略線対称の関係を有するので、ターゲット
が形成し易く、検出信号の極大値及び極小値が安定し、
正確な回転角度を演算することが出来る回転角度検出装
置を実現することが出来る。In this rotation angle detecting device, since the first inclined portion and the second inclined portion have a substantially line-symmetric relationship with respect to a straight line in the axial direction of the rotating body that passes through each end, a target can be easily formed. , The maximum value and the minimum value of the detection signal are stable,
A rotation angle detection device that can calculate an accurate rotation angle can be realized.
【００２０】第３発明に係る回転角度検出装置は、前記
ターゲットは周辺部に対して磁性的に不連続であり、前
記検出手段は磁気センサであることを特徴とする。A rotation angle detecting device according to a third invention is characterized in that the target is magnetically discontinuous with respect to a peripheral portion, and the detecting means is a magnetic sensor.
【００２１】この回転角度検出装置では、ターゲットは
周辺部に対して磁性的に不連続であり、検出手段は磁気
センサであるので、ターゲットが形成し易く、取り扱い
が容易で部品コストが低く、検出信号の極大値及び極小
値が安定し、正確な回転角度を演算することが出来る回
転角度検出装置を実現することが出来る。In this rotation angle detecting device, the target is magnetically discontinuous with respect to the peripheral portion, and the detecting means is a magnetic sensor. It is possible to realize a rotation angle detecting device in which the local maximum value and the local minimum value of the signal are stable, and which can calculate an accurate rotation angle.
【００２２】第４発明に係るトルク検出装置は、第１軸
に加わるトルクを、第１軸と第２軸とを同軸的に連結す
るトーションバーに生じる捩れ角度によって検出するト
ルク検出装置において、前記第１軸及び第２軸にそれぞ
れ取付けられた請求項１〜３の何れかに記載された回転
角度検出装置と、該回転角度検出装置がそれぞれ検出し
た変位角度の差を検出する手段とを備え、該手段が検出
した変位角度の差を前記捩れ角度とすべくなしてあるこ
とを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a torque detecting device for detecting a torque applied to a first shaft by a torsion angle generated in a torsion bar coaxially connecting the first shaft and the second shaft. A rotation angle detecting device according to any one of claims 1 to 3, which is attached to the first axis and the second axis, respectively, and means for detecting a difference between displacement angles detected by the rotation angle detecting device. The difference between the displacement angles detected by the means is used as the torsion angle.
【００２３】このトルク検出装置では、第１軸に加わる
トルクを、第１軸と第２軸とを同軸的に連結するトーシ
ョンバーに生じる捩れ角度によって検出する。請求項１
〜３の何れかに記載された回転角度検出装置が、第１軸
及び第２軸にそれぞれ取付けられ、検出する手段が、回
転角度検出装置がそれぞれ検出した変位角度の差を検出
し、その検出した変位角度の差を捩れ角度とするように
構成してある。これにより、検出信号の極大値及び極小
値が安定し、正確な操舵トルクを演算することが出来る
トルク検出装置を実現することが出来る。In this torque detecting device, the torque applied to the first shaft is detected by the torsion angle generated in the torsion bar coaxially connecting the first shaft and the second shaft. Claim 1
The rotation angle detecting device according to any one of (1) to (3) is attached to each of the first shaft and the second shaft, and the detecting means detects a difference between the displacement angles detected by the rotation angle detecting device, and detects the difference. The difference between the obtained displacement angles is configured to be a torsion angle. Thereby, the maximum value and the minimum value of the detection signal are stabilized, and a torque detecting device capable of calculating an accurate steering torque can be realized.
【００２４】第５発明に係る舵取装置は、舵輪に連結さ
れた第１軸と、舵取機構に連結された第２軸と、前記第
１軸及び該第２軸を連結するトーションバーと、前記第
１軸に加わる操舵トルクを、前記トーションバーに生じ
る捩れ角度によって検出する請求項４に記載されたトル
ク検出装置とを備えることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a steering device comprising a first shaft connected to a steering wheel, a second shaft connected to a steering mechanism, and a torsion bar connecting the first shaft and the second shaft. And a torque detecting device according to claim 4, wherein the steering torque applied to the first shaft is detected by a twist angle generated in the torsion bar.
【００２５】この舵取装置では、第１軸が舵輪に連結さ
れ、第２軸が舵取機構に連結され、トーションバーが第
１軸及び第２軸を連結し、請求項４に記載されたトルク
検出装置が、第１軸に加わる操舵トルクを、トーション
バーに生じる捩れ角度によって検出するので、第４発明
に係るトルク検出装置を備える舵取装置を実現すること
が出来る。In this steering apparatus, the first shaft is connected to the steering wheel, the second shaft is connected to the steering mechanism, and the torsion bar connects the first shaft and the second shaft. Since the torque detecting device detects the steering torque applied to the first shaft based on the torsion angle generated in the torsion bar, a steering device including the torque detecting device according to the fourth invention can be realized.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１は、本発明に係る回転角度検出装置
及びトルク検出装置の実施の形態１の構成を示す模式図
である。この回転角度検出装置及びトルク検出装置は、
自動車の舵取装置に適用しており、上端を舵輪（ステア
リングホイール）３０に連結された入力軸３１（第１
軸）と、下端を舵取機構のピニオン３３に連結された出
力軸３２（第２軸）とを、細径のトーションバー３４を
介して同軸上に連結し、前記舵輪３０と舵取機構とを連
絡する操舵軸３が構成されており、トルク検出装置は、
前記入力軸３１及び出力軸３２の連結部近傍に以下のよ
うに構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the embodiments. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a rotation angle detection device and a torque detection device according to a first embodiment of the present invention. This rotation angle detection device and torque detection device are:
The present invention is applied to a steering device of an automobile, and an input shaft 31 (a first shaft) having an upper end connected to a steering wheel (steering wheel) 30.
Shaft) and an output shaft 32 (second shaft) having a lower end connected to a pinion 33 of a steering mechanism, coaxially connected via a small-diameter torsion bar 34, and the steering wheel 30 and the steering mechanism The steering shaft 3 is configured to communicate the following.
The vicinity of the connection between the input shaft 31 and the output shaft 32 is configured as follows.
【００２７】入力軸３１には、出力軸３２との連結側端
部近傍に、円板形をなすターゲット板２ａ（回転体）が
同軸上に外嵌固定されており、ターゲット板２ａの外周
面には、複数（図においては５個）のターゲット２０ａ
が並設されている。図２は、ターゲット板２ａ及びター
ゲット２０ａの構成を示す斜視図である。ターゲット２
０ａは、ターゲット板２ａの外周面を展開した図３の展
開図に示すように、ターゲット板２ａの外周面に沿って
一方向に傾斜して設けてある第１傾斜部２０ｂと、他方
向に傾斜して設けてある第２傾斜部２０ｃとを備え、第
１傾斜部２０ｂ及び第２傾斜部２０ｃの隣合う各端部を
接続してある磁性体製の突条であり、ターゲット板２ａ
の外周面の周方向に等配に並設されている。第１傾斜部
２０ｂ及び第２傾斜部２０ｃは、その接続してある各端
部を通るべきターゲット板２ａの回転軸の軸長方向の直
線に関して略線対称である。A disk-shaped target plate 2a (rotary body) is coaxially fitted and fixed to the input shaft 31 near the end on the side of connection with the output shaft 32. The outer peripheral surface of the target plate 2a is fixed. Includes a plurality of (five in the figure) targets 20a
Are juxtaposed. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the target plate 2a and the target 20a. Target 2
As shown in a developed view of FIG. 3 in which the outer peripheral surface of the target plate 2a is developed, a first inclined portion 20b provided in one direction is provided along the outer peripheral surface of the target plate 2a, A target plate 2a which is provided with a second inclined portion 20c which is provided in an inclined manner, and which is a magnetic ridge connecting adjacent ends of the first inclined portion 20b and the second inclined portion 20c.
Are arranged side by side evenly in the circumferential direction of the outer peripheral surface. The first inclined portion 20b and the second inclined portion 20c are substantially line-symmetric with respect to a straight line in the axial direction of the rotation axis of the target plate 2a that passes through each connected end.
【００２８】上述したのと同様のターゲット２０ａを備
えたターゲット板２ａが、出力軸３２の入力軸３１との
連結側端部近傍にも外嵌固定されており、出力軸３２側
のターゲット板２ａの各ターゲット２０ａと、入力軸３
１側のターゲット板２ａの各ターゲット２０ａとは周方
向に整合されて並設されている。A target plate 2a having the same target 20a as described above is also externally fixed near the end of the output shaft 32 connected to the input shaft 31, and the target plate 2a on the output shaft 32 side is fixed. Target 20a and input shaft 3
Each target 20a of the target plate 2a on one side is aligned side by side in the circumferential direction.
【００２９】ターゲット２０ａは、第１傾斜部２０ｂ及
び第２傾斜部２０ｃの接続してある各端部の、ターゲッ
ト板２ａの軸長方向の各位置を揃えるように、図４に示
すように、各端部の屈曲部の外側を研磨又は切削により
除去して形成してある。ターゲット板２ａの周面は、後
述する磁気センサの検出に影響しない距離（磁気センサ
にとっては無限大である）にあるので、ターゲット２０
ａのみを研磨又は切削すれば十分である。As shown in FIG. 4, the target 20a is arranged such that the respective ends of the connected first and second inclined portions 20b and 20c are aligned in the axial direction of the target plate 2a. The outside of the bent portion at each end is formed by polishing or cutting. Since the peripheral surface of the target plate 2a is at a distance (infinite for a magnetic sensor) that does not affect detection by a magnetic sensor described later, the target 20
It is sufficient to grind or cut only a.
【００３０】両ターゲット板２ａの外側には、それぞれ
の外周のターゲット２０ａの外縁を臨むようにセンサボ
ックス１が配設されている。センサボックス１は、入力
軸３１及び出力軸３２を支承するハウジング等の動かな
い部位に固定支持されている。センサボックス１の内部
には、入力軸３１側のターゲット２０ａの周方向に異な
る部位に対向する磁気センサ１Ａ，１Ｂと、出力軸３２
側のターゲット２０ａの周方向に異なる部位に対向する
磁気センサ２Ａ，２Ｂとが、周方向位置を正しく合わせ
て収納されている。The sensor boxes 1 are arranged outside the target plates 2a so as to face the outer edges of the targets 20a on the respective outer circumferences. The sensor box 1 is fixedly supported by a stationary part such as a housing that supports the input shaft 31 and the output shaft 32. Inside the sensor box 1, magnetic sensors 1 </ b> A and 1 </ b> B facing different portions in the circumferential direction of the target 20 a on the input shaft 31 side, and an output shaft 32.
The magnetic sensors 2A and 2B facing different parts in the circumferential direction of the target 20a on the side are housed with their circumferential positions correctly aligned.
【００３１】磁気センサ１Ａ，２Ａ，１Ｂ，２Ｂは、磁
気抵抗効果素子（ＭＲ素子）等、磁界の作用により電気
的特性（抵抗）が変化する特性を有する素子を用い、対
向するターゲット２０ａの近接する部位に応じて検出信
号が変わるように構成されたセンサであり、これらの検
出信号Ｖ１Ａ，Ｖ２Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ｂは、センサボッ
クス１外部（又は内部）のマイクロプロセッサを用いて
なる演算処理部４に与えられている。Each of the magnetic sensors 1A, 2A, 1B, 2B uses an element such as a magnetoresistive effect element (MR element) whose electric characteristics (resistance) is changed by the action of a magnetic field, and is located close to the opposing target 20a. The detection signal V1A, V2A, V1B, V2B is a sensor configured to use a microprocessor outside (or inside) the sensor box 1. Has been given to.
【００３２】ターゲット２０ａの第１傾斜部２０ｂ及び
第２傾斜部２０ｃの各端部の屈曲部の外側を研磨又は切
削することにより、図８に示す各ターゲット２０ａの第
１傾斜部２０ｂ（第２傾斜部２０ｃも同様）の各傾斜角
度θ1 ，θ2 ・・・の精度を保ちながら、第１傾斜部２
０ｂ及び第２傾斜部２０ｃの各端部の、ターゲット板２
ａの軸長方向の位置の差Δａ，Δｂ，Δｃ・・・を小さ
くすることが出来るので、検出信号Ｖ１Ａ，Ｖ２Ａ，Ｖ
１Ｂ，Ｖ２Ｂの極大値及び極小値が揃い、各ピークトゥ
ピーク値が安定して、磁気センサ１Ａ，２Ａ，１Ｂ，２
Ｂの各出力補正値を精度良く揃えることが出来る。By polishing or cutting the outside of the bent portion at each end of the first inclined portion 20b and the second inclined portion 20c of the target 20a, the first inclined portion 20b (the second inclined portion) of each target 20a shown in FIG. inclined portions 20c each inclination angle theta 1 of the same), while maintaining the accuracy of theta 2 · · ·, the first inclined portion 2
0b and the target plate 2 at each end of the second inclined portion 20c.
.. can be reduced, the detection signals V1A, V2A, V
The maximum and minimum values of 1B and V2B are aligned, each peak-to-peak value is stable, and the magnetic sensors 1A, 2A, 1B, 2
The output correction values of B can be aligned with high accuracy.
【００３３】以下に、このような構成の回転角度検出装
置及びトルク検出装置の動作を説明する。磁気センサ１
Ａ，２Ａ，１Ｂ，２Ｂが対向するターゲット２０ａは、
上述したように、入力軸３１及び出力軸３２に同軸上に
外嵌固定された各ターゲット板２ａの外周面に沿って一
方向に傾斜した第１傾斜部２０ｂと、他方向に傾斜した
第２傾斜部２０ｃとを備え、第１傾斜部２０ｂ及び第２
傾斜部２０ｃの隣合う各端部を接続し、周方向に等配に
並設された磁性体製の突条である。Hereinafter, the operation of the rotation angle detecting device and the torque detecting device having such a configuration will be described. Magnetic sensor 1
The target 20a to which A, 2A, 1B, and 2B face is
As described above, the first inclined portion 20b inclined in one direction along the outer peripheral surface of each target plate 2a coaxially fitted and fixed to the input shaft 31 and the output shaft 32, and the second inclined portion 20b inclined in the other direction. A first inclined portion 20b and a second inclined portion 20c.
It is a ridge made of a magnetic material that connects adjacent ends of the inclined portion 20c and is arranged in a line in the circumferential direction.
【００３４】従って、入力軸３１及び出力軸３２が軸回
りに回転した場合、各磁気センサ１Ａ，２Ａ，１Ｂ，２
Ｂは、対応するターゲット２０ａがそれぞれとの対向位
置を通過する間、図５に示すように、入力軸３１及び出
力軸３２の回転角度の変化に応じて、比例的に上昇し下
降する検出信号を出力する。検出信号は、上昇から下降
に又は下降から上昇に転換する付近、つまり、第１傾斜
部２０ｂ及び第２傾斜部２０ｃの接続してある各端部付
近で非線形的に変化するが、後述する方法により補完す
ることが出来る。Therefore, when the input shaft 31 and the output shaft 32 rotate around the axis, each of the magnetic sensors 1A, 2A, 1B, 2
B is a detection signal that rises and falls proportionally according to a change in the rotation angle of the input shaft 31 and the output shaft 32 while the corresponding target 20a passes the position facing each other, as shown in FIG. Is output. The detection signal changes non-linearly near the transition from rising to falling or from falling to rising, that is, near each connected end of the first inclined portion 20b and the second inclined portion 20c. Can be complemented by
【００３５】磁気センサ１Ａ，１Ｂの検出信号は、これ
らに対応するターゲット２０ａが設けられた入力軸３１
の回転角度に対応するものとなり、磁気センサ２Ａ，２
Ｂの検出信号は、これらが対向するターゲット２０ａが
設けられた出力軸３２の回転角度に対応するものとな
る。従って、演算処理部４は、磁気センサ１Ａ，１Ｂの
検出信号から入力軸３１の回転角度を算出することがで
き、演算処理部４及び磁気センサ１Ａ，１Ｂは入力軸３
１の回転角度検出装置として作動する。また、演算処理
部４は、磁気センサ２Ａ，２Ｂの検出信号から出力軸３
２の回転角度を算出することができ、演算処理部４及び
磁気センサ２Ａ，２Ｂは出力軸３２の回転角度検出装置
として作動する。The detection signals of the magnetic sensors 1A and 1B are transmitted to the input shaft 31 provided with the corresponding target 20a.
Of the magnetic sensors 2A and 2A.
The detection signal B corresponds to the rotation angle of the output shaft 32 provided with the target 20a opposed thereto. Therefore, the arithmetic processing unit 4 can calculate the rotation angle of the input shaft 31 from the detection signals of the magnetic sensors 1A and 1B, and the arithmetic processing unit 4 and the magnetic sensors 1A and 1B
It operates as one rotation angle detection device. Further, the arithmetic processing unit 4 outputs the output shaft 3 from the detection signals of the magnetic sensors 2A and 2B.
2, the arithmetic processing unit 4 and the magnetic sensors 2A and 2B operate as a rotation angle detection device for the output shaft 32.
【００３６】入力軸３１に操舵トルクが加わった場合、
磁気センサ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂの各検出信号Ｖ１
Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂは、図６に示すように変化
する。但し、磁気センサ１Ａ，２Ａと磁気センサ１Ｂ，
２Ｂとは、ターゲット板２ａの周方向に、例えば電気角
９０°位相が異なっている。従って、検出信号Ｖ１Ａと
Ｖ１Ｂとは、非線形変化領域について相互に補完させる
ことが出来、検出信号Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂにおいても同様で
ある。When a steering torque is applied to the input shaft 31,
Each detection signal V1 of the magnetic sensors 1A, 1B, 2A, 2B
A, V1B, V2A, and V2B change as shown in FIG. However, the magnetic sensors 1A, 2A and the magnetic sensors 1B,
The phase of the target plate 2a differs from that of the target plate 2B by, for example, an electrical angle of 90 °. Therefore, the detection signals V1A and V1B can complement each other in the non-linear change region, and the same applies to the detection signals V2A and V2B.
【００３７】ここで、磁気センサ１Ａの検出信号と磁気
センサ２Ａの検出信号との差、又は磁気センサ１Ｂの検
出信号と磁気センサ２Ｂの検出信号との差は、入力軸３
１と出力軸３２との回転角度の差（相対角変位）に対応
するものとなる。この相対角変位は、入力軸３１に加わ
る操舵トルクの作用下において、入力軸３１と出力軸３
２とを連結するトーションバー３４に生じる捩れ角度に
対応する。従って、演算処理部４は、前述した検出信号
の差に基づいて入力軸３１に加わる操舵トルクを算出す
ることができる。Here, the difference between the detection signal of the magnetic sensor 1A and the detection signal of the magnetic sensor 2A or the difference between the detection signal of the magnetic sensor 1B and the detection signal of the magnetic sensor 2B is determined by the input shaft 3
This corresponds to the difference (relative angular displacement) in the rotation angle between the output shaft 1 and the output shaft 32. This relative angular displacement is caused by the input shaft 31 and the output shaft 3 under the action of the steering torque applied to the input shaft 31.
2 corresponds to the torsion angle generated in the torsion bar 34 connecting the two. Therefore, the arithmetic processing unit 4 can calculate the steering torque applied to the input shaft 31 based on the difference between the detection signals described above.
【００３８】実施の形態２．図７は、本発明に係る舵取
装置の実施の形態２の要部構成を示す縦断面図である。
この舵取装置は、上端部にステアリングホイール３０
（舵輪）が取付けられる上部軸６４を備え、上部軸６４
の下端部には、第１ダウエルピン６５を介して筒状の入
力軸３１及びこれの内側に挿入されるトーションバー３
４の上端部が連結されている。トーションバー３４の下
端部には、第２ダウエルピン６０を介して筒状の出力軸
３２が連結されており、上部軸６４、入力軸３１及び出
力軸３２が軸受６３，６２，６１を介してハウジング５
４内にそれぞれ回転が可能に支持されている。ハウジン
グ５４は、取付金具５５により、車体の動揺しない部分
に固定されている。Embodiment 2 FIG. 7 is a longitudinal sectional view illustrating a main part configuration of a steering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
This steering device has a steering wheel 30 at the upper end.
An upper shaft 64 to which the (steering wheel) is attached.
The lower end of the cylindrical input shaft 31 and the torsion bar 3 inserted inside the input shaft 31 through the first dowel pin 65
4 are connected at the upper end. A cylindrical output shaft 32 is connected to a lower end of the torsion bar 34 via a second dowel pin 60, and the upper shaft 64, the input shaft 31 and the output shaft 32 are connected to the housing via bearings 63, 62, 61. 5
4 are rotatably supported. The housing 54 is fixed to a portion of the vehicle body that does not swing by a mounting bracket 55.
【００３９】このハウジング５４内には、前記トーショ
ンバー３４を介して連結される入力軸３１及び出力軸３
２の相対変位量により操舵トルクを検出する、実施の形
態１において説明したトルク検出装置のセンサボックス
１と、トルク検出装置の検出結果に基づいて駆動される
操舵補助用の電動モータ５７の回転を減速して、出力軸
３２に伝達する減速機構５８とを備え、ステアリングホ
イール３０の回転に応じた舵取機構の動作を電動モータ
５７の回転により補助し、舵取の為の運転者の労力負担
を軽減するように構成されている。出力軸３２の下端部
は、ユニバーサルジョイントを介してラックピニオン式
の舵取機構に連結されている。In the housing 54, the input shaft 31 and the output shaft 3 connected via the torsion bar 34 are provided.
The sensor box 1 of the torque detecting device described in the first embodiment, which detects the steering torque based on the relative displacement amount of the second and the rotation of the steering assist electric motor 57 driven based on the detection result of the torque detecting device. A speed reduction mechanism 58 for decelerating and transmitting the output to the output shaft 32. The operation of the steering mechanism according to the rotation of the steering wheel 30 is assisted by the rotation of the electric motor 57, and the burden on the driver for steering is increased. It is configured to reduce. The lower end of the output shaft 32 is connected to a rack and pinion type steering mechanism via a universal joint.
【００４０】トルク検出装置は、実施の形態１において
説明したように、入力軸３１の出力軸３２との連結側端
部近傍に、円板形をなすターゲット板２ａ（回転体）が
同軸上に外嵌固定されており、ターゲット板２ａの外周
面には、複数のターゲット２０ａが並設されている。同
様のターゲット２０ａを備えたターゲット板２ａが、出
力軸３２の入力軸３１との連結側端部近傍にも外嵌固定
されており、出力軸３２側のターゲット板２ａの各ター
ゲット２０ａと、入力軸３１側のターゲット板２ａの各
ターゲット２０ａとは周方向に整合されて並設されてい
る。As described in the first embodiment, in the torque detecting device, a disk-shaped target plate 2a (rotary body) is coaxially arranged near the end of the input shaft 31 connected to the output shaft 32. A plurality of targets 20a are fixed to the outside, and a plurality of targets 20a are arranged side by side on the outer peripheral surface of the target plate 2a. A target plate 2a provided with a similar target 20a is also externally fixed near an end of the output shaft 32 connected to the input shaft 31, and each target 20a of the target plate 2a on the output shaft 32 side and the input Each target 20a of the target plate 2a on the shaft 31 is aligned side by side in the circumferential direction.
【００４１】両ターゲット板２ａの外側には、それぞれ
の外周のターゲット２０ａの外縁を臨むようにセンサボ
ックス１が配設されている。センサボックス１は、ハウ
ジング５４に設けられた貫通孔５６に嵌合され固定支持
されている。センサボックス１の内部には、実施の形態
１において説明したように、入力軸３１側のターゲット
２０ａの周方向に異なる部位に対向する磁気センサ１
Ａ，１Ｂと、出力軸３２側のターゲット２０ａの周方向
に異なる部位に対向する磁気センサ２Ａ，２Ｂとが、周
方向位置を正しく合わせて収納されている。The sensor boxes 1 are arranged outside the target plates 2a so as to face the outer edges of the targets 20a on the respective outer circumferences. The sensor box 1 is fitted and fixedly supported in a through hole 56 provided in the housing 54. As described in the first embodiment, the magnetic sensor 1 inside the sensor box 1 faces a different portion of the target 20a on the input shaft 31 side in the circumferential direction.
A, 1B and magnetic sensors 2A, 2B facing different parts in the circumferential direction of the target 20a on the output shaft 32 side are housed with their circumferential positions correctly aligned.
【００４２】以下に、このような構成の舵取装置の動作
を説明する。トーションバー３４が捩れずに入力軸３１
及び出力軸３２が回転する場合には、入力軸３１、出力
軸３２及びトーションバー３４は一体的に回転する。ス
テアリングホイール３０に操舵トルクが加えられ、トー
ションバー３４が捩れて入力軸３１及び出力軸３２が回
転する場合には、磁気センサ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂの
各検出信号Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂには、例え
ば、図６に示すように、その捩じれ角度に応じた電圧差
が生じる。各検出信号Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂ
は、図示しない演算処理部４（図１）に与えられ、演算
処理部４は、それらの電圧差を算出することにより、そ
の捩じれ角度を求め、その操舵トルクに応じた信号を出
力することが出来る。The operation of the steering device having such a configuration will be described below. The torsion bar 34 is not twisted and the input shaft 31
When the output shaft 32 rotates, the input shaft 31, the output shaft 32, and the torsion bar 34 rotate integrally. When a steering torque is applied to the steering wheel 30 and the torsion bar 34 is twisted to rotate the input shaft 31 and the output shaft 32, the detection signals V1A, V1B, V2A, V2B of the magnetic sensors 1A, 1B, 2A, 2B. For example, as shown in FIG. 6, a voltage difference corresponding to the twist angle occurs. Each detection signal V1A, V1B, V2A, V2B
Is given to a not-shown arithmetic processing unit 4 (FIG. 1), and the arithmetic processing unit 4 calculates the voltage difference between them, thereby obtaining the twist angle and outputting a signal corresponding to the steering torque. I can do it.
【００４３】また、演算処理部は、各検出信号Ｖ１Ａ，
Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂを使用して、ステアリングホイ
ール３０の回転角度（舵角）を演算し出力することが出
来る。操舵トルクに応じた信号及びステアリングホイー
ル３０の回転角度を示す信号は、図示しない制御部に与
えられ、制御部は、与えられた各信号に基づき、電動モ
ータ５７の回転制御を行う。Further, the arithmetic processing section outputs each detection signal V1A,
The rotation angle (steering angle) of the steering wheel 30 can be calculated and output using V1B, V2A, and V2B. A signal corresponding to the steering torque and a signal indicating the rotation angle of the steering wheel 30 are given to a control unit (not shown), and the control unit controls the rotation of the electric motor 57 based on the given signals.
【００４４】[0044]
【発明の効果】第１発明に係る回転角度検出装置によれ
ば、検出信号の極大値及び極小値が安定し、正確な回転
角度を演算することが出来る回転角度検出装置を実現す
ることが出来る。According to the rotation angle detecting device according to the first aspect of the present invention, it is possible to realize a rotation angle detecting device in which the local maximum value and the local minimum value of the detection signal are stable and the accurate rotation angle can be calculated. .
【００４５】第２発明に係る回転角度検出装置によれ
ば、ターゲットが形成し易く、検出信号の極大値及び極
小値が安定し、正確な回転角度を演算することが出来る
回転角度検出装置を実現することが出来る。According to the rotation angle detecting device according to the second aspect of the present invention, a target is easily formed, the maximum value and the minimum value of the detection signal are stable, and a rotation angle detecting device capable of calculating an accurate rotation angle is realized. You can do it.
【００４６】第３発明に係る回転角度検出装置によれ
ば、ターゲットが形成し易く、取り扱いが容易で部品コ
ストが低く、検出信号の極大値及び極小値が安定し、正
確な回転角度を演算することが出来る回転角度検出装置
を実現することが出来る。According to the rotation angle detecting device according to the third invention, the target is easy to form, the handling is easy, the parts cost is low, the maximum value and the minimum value of the detection signal are stable, and the accurate rotation angle is calculated. A rotation angle detecting device capable of performing the above operation can be realized.
【００４７】第４発明に係るトルク検出装置によれば、
検出信号の極大値及び極小値が安定し、正確な操舵トル
クを演算することが出来るトルク検出装置を実現するこ
とが出来る。According to the torque detecting device of the fourth invention,
A maximum value and a minimum value of the detection signal are stabilized, and a torque detection device capable of calculating an accurate steering torque can be realized.
【００４８】第５発明に係る舵取装置によれば、第４発
明に係るトルク検出装置を備える舵取装置を実現するこ
とが出来る。According to the steering device of the fifth aspect, a steering device including the torque detecting device of the fourth aspect can be realized.
【図１】本発明に係る回転角度検出装置及びトルク検出
装置の実施の形態の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an embodiment of a rotation angle detection device and a torque detection device according to the present invention.
【図２】ターゲット板及びターゲットの構成を示す斜視
図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a target plate and a target.
【図３】ターゲット板の外周面を展開した展開図であ
る。FIG. 3 is a development view in which an outer peripheral surface of a target plate is developed.
【図４】本発明に係る回転角度検出装置のターゲットの
形成方法を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a method of forming a target of the rotation angle detecting device according to the present invention.
【図５】各磁気センサが出力する検出信号を示す波形図
である。FIG. 5 is a waveform diagram showing a detection signal output from each magnetic sensor.
【図６】本発明に係る回転角度検出装置の検出信号の例
を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform chart showing an example of a detection signal of the rotation angle detection device according to the present invention.
【図７】本発明に係る舵取装置の実施の形態の要部構成
を示す縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a main configuration of a steering device according to an embodiment of the present invention.
【図８】従来の回転角度検出装置及びトルク検出装置が
出力する検出信号の歪みの例を示す波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram illustrating an example of distortion of a detection signal output by a conventional rotation angle detection device and a conventional torque detection device.
１Ａ，２Ａ，１Ｂ、２Ｂ 磁気センサ １ センサボックス ２ａ ターゲット板（回転体） ３ 操舵軸（回転軸） ４ 演算処理部 ２０ａ ターゲット ２０ｂ 第１傾斜部 ２０ｃ 第２傾斜部 ３０ 舵輪（ステアリングホイール） ３１ 入力軸（第１軸） ３２ 出力軸（第２軸） ３４ トーションバー ５７ 電動モータ ６４ 上部軸 1A, 2A, 1B, 2B Magnetic sensor 1 Sensor box 2a Target plate (rotary body) 3 Steering axis (rotary axis) 4 Arithmetic processing unit 20a Target 20b First inclined part 20c Second inclined part 30 Steering wheel (steering wheel) 31 Input Shaft (first shaft) 32 Output shaft (second shaft) 34 Torsion bar 57 Electric motor 64 Upper shaft
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｌ 5/22 Ｇ０１Ｌ 5/22 Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB05 BA03 2F063 AA36 BA08 BB03 BC06 BD16 CA09 DA01 DA05 DB07 DC08 DD05 GA52 KA05 LA23 2F077 AA12 JJ02 JJ09 JJ21 NN21 PP14 QQ05 TT06 UU20 3D033 CA28 DB05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01L 5/22 G01L 5/22 F-term (Reference) 2F051 AA01 AB05 BA03 2F063 AA36 BA08 BB03 BC06 BD16 CA09 DA01 DA05 DB07 DC08 DD05 GA52 KA05 LA23 2F077 AA12 JJ02 JJ09 JJ21 NN21 PP14 QQ05 TT06 UU20 3D033 CA28 DB05
Claims (5)
て、検出される部位が連続的に変化すべく、前記回転体
の周面に沿って突設された複数のターゲットと、該ター
ゲットの近接する部位を検出する１又は複数の検出手段
とを備え、該検出手段が検出した部位に基づき、前記回
転体の回転方向の前記検出手段からの変位角度を検出す
べくなしてある回転角度検出装置であって、 前記ターゲットは、前記周面に沿って一方向に傾斜して
設けてある第１傾斜部と、前記周面に沿って他方向に傾
斜して設けてある第２傾斜部とを備え、隣合う前記第１
傾斜部及び第２傾斜部の各端部を接続してあり、該各端
部の前記回転体の軸長方向の各位置を揃えるべく、前記
各端部を研磨又は切削してなしてあることを特徴とする
回転角度検出装置。1. A rotating body, a plurality of targets protruding along a peripheral surface of the rotating body so that a portion to be detected changes continuously as the rotating body rotates, and One or a plurality of detecting means for detecting an adjacent part, and a rotation angle detecting means for detecting a displacement angle of the rotating direction of the rotating body from the detecting means based on the part detected by the detecting means. An apparatus, wherein the target has a first inclined portion provided in one direction along the peripheral surface, and a second inclined portion provided in the other direction along the peripheral surface. And the adjoining first
Each end of the inclined portion and the second inclined portion are connected, and each end is polished or cut so as to align each position of the end in the axial direction of the rotating body. A rotation angle detection device characterized by the above-mentioned.
各端部を通るべき前記回転体の軸長方向の直線に関して
略線対称の関係を有する請求項１記載の回転角度検出装
置。2. The rotation angle detecting device according to claim 1, wherein the first inclined portion and the second inclined portion have a substantially line-symmetric relationship with respect to a straight line in the axial direction of the rotating body that passes through each end. .
に不連続であり、前記検出手段は磁気センサである請求
項１又は２記載の回転角度検出装置。3. The rotation angle detection device according to claim 1, wherein the target is magnetically discontinuous with respect to a peripheral portion, and the detection unit is a magnetic sensor.
軸とを同軸的に連結するトーションバーに生じる捩れ角
度によって検出するトルク検出装置において、 前記第１軸及び第２軸にそれぞれ取付けられた請求項１
〜３の何れかに記載された回転角度検出装置と、該回転
角度検出装置がそれぞれ検出した変位角度の差を検出す
る手段とを備え、該手段が検出した変位角度の差を前記
捩れ角度とすべくなしてあることを特徴とするトルク検
出装置。4. A torque applied to the first shaft is transmitted to the first
A torque detecting device for detecting a torsion angle generated in a torsion bar coaxially connecting a shaft, the torque detecting device being attached to the first shaft and the second shaft, respectively.
A rotation angle detection device according to any one of (1) to (3), and means for detecting a difference between the displacement angles detected by the rotation angle detection device. The difference between the displacement angles detected by the means is defined as the twist angle. A torque detection device characterized by what it does.
連結された第２軸と、前記第１軸及び該第２軸を連結す
るトーションバーと、前記第１軸に加わる操舵トルク
を、前記トーションバーに生じる捩れ角度によって検出
する請求項４に記載されたトルク検出装置とを備えるこ
とを特徴とする舵取装置。5. A first shaft connected to a steering wheel, a second shaft connected to a steering mechanism, a torsion bar connecting the first shaft and the second shaft, and steering applied to the first shaft. A steering device comprising: the torque detection device according to claim 4, wherein the torque detection device detects the torque by a torsion angle generated in the torsion bar.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001150194A JP2002340514A (en) | 2001-05-18 | 2001-05-18 | Rotation angle detector, torque detector, and steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001150194A JP2002340514A (en) | 2001-05-18 | 2001-05-18 | Rotation angle detector, torque detector, and steering apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002340514A true JP2002340514A (en) | 2002-11-27 |
Family
ID=18995245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001150194A Pending JP2002340514A (en) | 2001-05-18 | 2001-05-18 | Rotation angle detector, torque detector, and steering apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002340514A (en) |
-
2001
- 2001-05-18 JP JP2001150194A patent/JP2002340514A/en active Pending
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