JP3857893B2 - 回転センサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転センサに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、地球環境問題への関心の高まりに伴い、自動車の排出ガスを低減する対策の１つとして、車体の軽量化に関する研究が進んでいる。このような車体軽量化として、例えば、パワーステアリング装置を電動式とし、機械部品を油圧ポンプで作動させることで適度なパワーアシストを実現する際に用いられる油圧ポンプを不用とすることが検討されている。
【０００３】
但し、パワーステアリング装置を電動式にすると、アシスト力をコンピュータで計算するため、回転センサ、即ち、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が必要となる。従って、電動式のパワーステアリング装置にすると、軽量化を目指しているにも拘わらず、舵角センサとトルクセンサの２つの部品が必要となり、構成部品点数が増加してしまうという問題があった。
【０００４】
また、回転センサは、２つの回転軸、例えば、自動車の場合にはトーションバーを介して連結されるステアリングシャフトとコラムシャフトとに跨って配置される。自動車のステアリング装置は、ステアリングシャフトとコラムシャフトがトーションバーを介して連結されることから、ステアリングシャフトとコラムシャフトとの軸中心がずれていることがある。このため、ステアリング装置等のようにトーションバーを介して連結され、２つの回転軸がずれ易い対象で使用する回転センサにおいては、このオフセットを吸収し、回転に伴う情報を検出する際の精度の低下を抑える対策が求められている。
【０００５】
更に、回転センサにおいては、ブラシと電気導体とを用いることで、トルクや回転角度を検出するものがある。しかし、金属同士が接触するブラシと電気導体は摩擦抵抗が大きいため、空気中の有機ガスによって、ブラシと電気導体との摩擦部分でメカノケミカル反応が引き起こされて絶縁皮膜が形成され、予期しない電気抵抗の増大を招来することがある。
【０００６】
このような電気抵抗の増大は、予めブラシの電気導体への接触力を大きく設定しておくことによって回避することが可能である。しかし、このようにすると電気導体の耐久性が低下して出力信号が不安定となり、回転センサを長期に亘って使用することができなくなるという問題があった。
一方、回転センサは、異常信号の監視対策が施されているが、振動によって前記異常信号が変動する結果、信号の異常を適切に検出することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、回転角度とトルクとを１つのセンサで測定でき、軽量化を図ることが可能な回転センサを提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、前記第１の目的に加え、２つの回転軸の軸中心がずれていても、この軸ずれを吸収し、回転に伴う情報の検出精度の低下を抑えることが可能な回転センサを提供することを第２の目的とする。
【０００８】
更に、本発明は、電気導体の耐久性を向上させて出力信号の安定性を図り、長期に亘って使用することが可能な回転センサを提供することを第３の目的とする。
そして、本発明は、前記異常信号を安定させることが可能な回転センサを提供することを第４の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記目的を達成するため、互いに回転自在に組み付けられる第１及び第２のロータ並びに前記第１及び第２のロータを回動自在に保持するケースを備え、前記第１及び第２のロータは、トーションバーを介して連結された第１の回転軸と第２の回転軸のそれぞれに取り付けられて一体に回転すると共に、前記第１の回転軸が前記第２の回転軸に対して相対回転するのに対応して所定角度内を相対回転する回転センサであって、前記ケースは前記第１及び第２のロータと協働して内部に環状の空間を形成し、該環状の空間には、表面に第１及び第２の電気導体がそれぞれ複数形成され、前記第１のロータと一体に回転する基板、前記第１の電気導体とそれぞれ接触し、前記第１及び第２のロータの回転に伴う情報を電圧の変化として検出する第１のブラシを保持する第１の保持部材及び前記第２の電気導体とそれぞれ接触し、電力を供給したり、前記第１及び第２のロータの回転に伴う情報を電圧の変化として検出する第２のブラシを保持する第２の保持部材、がそれぞれ配置される構成としたのである。
【００１０】
そして、本発明の回転センサは、前記第２のロータと前記第１の保持部材とを、弾性連結部材によって弾性的に連結した構成を有する。
また好ましくは、前記弾性連結部材は、前記基板に取り付ける少なくとも２つの第１の弾性片と、前記第２のロータに取り付ける少なくとも２つの第２の弾性片とを有し、前記第１及び第２の回転軸に垂直な断面における前記第１及び第２の弾性片のそれぞれの切断面に関する慣性軸線によって四角形が形成される構成とする。
【００１１】
更に好ましくは、前記四角形を長方形とする。
好ましくは、前記基板は、一方の表面に前記第１の電気導体が、他方の面に前記第２の電気導体が、それぞれ形成されている構成とする。
また好ましくは、前記第１の電気導体は、トルク信号伝送用のスリップリング及びトルク検出用のスリップリングを有し、前記第２の電気導体は、電力供給用のスリップリング、グランド電源供給用のスリップリング、舵角検出用のスリップリング及びトルク信号伝達用のスリップリングを有する。
【００１２】
更に好ましくは、前記トルク信号伝送用のスリップリング、トルク検出用のスリップリング、舵角検出用のスリップリング及びトルク信号伝達用のスリップリングには、摩擦抵抗が小さく、導電性を有する合成樹脂が被覆され、前記電力供給用のスリップリング及びグランド電源供給用のスリップリングは、半径方向最も内周側に形成されている構成とする。
【００１３】
好ましくは、前記第１の電気導体としてのスリップリングのそれぞれを、前記基板の所定の中心角の範囲に配置し、これらスリップリングからの出力信号の位相が互いに逆となるようにスリップリングに電圧を印加する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回転センサに係る一実施形態として、例えば、トーションバーを介して連結される自動車のステアリングシャフトとコラムシャフトとに跨って配置され、ハンドル操作に伴う舵角及びトルクを計測する回転センサを図１乃至図１６に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
回転センサ１は、本発明の第１及び第２の目的を達成するもので、図１及び図３に示すように、第１及び第２ロータ２，３、ケース４、基板５、保持板６、固定基板７及びカップリング部材８を備えている。
第１ロータ２は、図１及び図３に示すように、第２ロータ３と回転自在に組み付けられ、図示しないステアリングシャフトに取り付けられる。第２ロータ３は、下部に半径方向外方へ突出させたフランジ３ａ（図３参照）を有し、図示しないコラムシャフトに取り付けられる。ここで、第１ロータ２と第２ロータ３は、図１及び図３に示す回転軸Ａrtに対して一体に回転すると共に、前記ステアリングシャフトが前記コラムシャフトに対して相対回転するのに対応して所定角度内を相対回転する。
【００１６】
ケース４は、図１及び図３に示すように、上ケース４ａと下ケース４ｂを有し、第１及び第２ロータ２，３と協働して内部に環状の空間Ｓ（図３参照）を形成する。空間Ｓには、後述する基板５、保持板６、固定基板７及びカップリング部材８が配置される。
基板５は、第１ロータ２の下端外周に取り付けられて第１ロータ２と一体に回転する。基板５は、図３に示すように、下面に第１の電気導体となるトルク検出用のスリップリング５ａとトルク信号伝達用のスリップリング５ｂが、それぞれ内周側から半径の異なる同心円上に形成されている。また、基板５は、上面に第２の電気導体となる電力供給用のスリップリング５ｃ、舵角検出用のスリップリング５ｄ、グランド電源供給用のスリップリング５ｅ及びトルク信号伝達用のスリップリング５ｆが、それぞれ内周側から半径の異なる同心円上に形成されている。これらのうち、スリップリング５ａ，５ｄを構成する電気導体は、予め設定した所定の抵抗値を有している。スリップリング５ａ〜５ｆには、それぞれ目的に応じて所定値の電圧が印加される。例えば、舵角検出用のスリップリング５ｄは、図５に示すように、点Ａに０ボルト、点ＢにＶボルトの電圧を印加すると、ポテンショメータの原理に従って、点Ａ，Ｂ間の電圧が周方向に沿った長さｘに正比例して変化する。即ち、第１ロータ２が基板５と一体に回転すると、後述するブラシ７ｂが当接しているスリップリング５ｄの周方向に沿った長さｘが変化し、長さｘに対応した電圧として第１ロータ２の回転角度が検出される。
【００１７】
ここで、スリップリング５ａ〜５ｆは、例えば、金属メッキによって形成することができる。
保持板６は、円板状に形成された第１の保持部材で、図３に示すように、上面にトルク検出用のブラシ６ａとトルク信号伝達用のブラシ６ｂが保持されている。ブラシ６ａ，６ｂは、それぞれスリップリング５ａ，５ｂに接触して電気的に接続され、第１及び第２ロータ２，３の回転に伴う情報を電圧の変化として検出する第１のブラシである。特に、トルク検出用のブラシ６ａは、第１及び第２ロータ２，３の相対回転に伴う角度差に応じた電圧を検出する。このようにして検出された角度差に応じた電圧は、ブラシ６ａ→スリップリング５ａ→スリップリング５ｅ→ブラシ７ｃ→後述するトルク信号出力ケーブル１ｄを経て、また、ブラシ６ｂ→スリップリング５ｂ→スリップリング５ｆ→後述するブラシ７ｄ→後述するトルク信号出力ケーブル１ｄを経て、それぞれ外部の演算処理装置１１（図１参照）へ出力される。このとき、演算処理装置１１は、角度信号出力ケーブル１ｂ及びトルク信号出力ケーブル１ｄから出力される各信号に基づき、回転センサ１におけるロータ２，３の回転角度と相対回転に伴うトルクを演算するもので、専用の電子回路あるいはマイコンチップ等が使用される。
【００１８】
固定基板７は、上ケース４ａと下ケース４ｂとの間に支持され、第２の保持部材となる円板で、下面に電力供給用のブラシ７ａ、角度検出用のブラシ７ｂ、グランド電源供給用のブラシ７ｃ及びトルク信号伝達用のブラシ７ｄが、それぞれ内周側から外周側にこの順序で保持されている。ブラシ７ａ〜７ｄは、それぞれスリップリング５ｃ〜５ｆと接触して電気的に接続され、第１及び第２ロータ２，３の回転に伴う情報を電圧の変化として検出する第２のブラシである。また、ブラシ７ａ〜７ｄは、それぞれ図１に示す電力ケーブル１ａ、角度信号出力ケーブル１ｂ、グランド電源入力ケーブル１ｃ及びトルク信号出力ケーブル１ｄが接続されている。
【００１９】
カップリング部材８は、ステンレス等の金属やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のプラスチックから成形され、第２ロータ３と保持板６との間を弾性的に連結する弾性連結部材である。カップリング部材８は、図２乃至図４に示すように、リング状の本体８ａの外周に、２つの第１弾性片８ｂと２つの第２弾性片８ｃがそれぞれ対向配置されている。第１弾性片８ｂと第２弾性片８ｃは、９０度の中心角を置いて配置されている。但し、図３に示すカップリング部材８は、右半側と左半側とを９０度ずらした断面とし、第１弾性片８ｂと第２弾性片８ｃの双方を示している。
【００２０】
第１弾性片８ｂは、先端側に２つのねじ孔８ｄを有し、半径方向外方へ湾曲させると共に、外方へ突出させて形成され、保持板６の内周上面にねじ止めされる。第２弾性片８ｃは、先端側に２つのねじ孔８ｅを有し、半径方向内方へ湾曲させると共に、内方へ突出させて形成され、フランジ３ａの下面にねじ止めされる。
【００２１】
カップリング部材８は、上記のように構成することで、保持板６が回転する方向には剛性が高く、ロータ２，３の回転軸Ａrtと垂直な板面方向の変位に対しては剛性が低い構造となる。このため、カップリング部材８は、図示しないコラムシャフトから第２ロータ３に伝達された回転を保持板６に伝達しつつ、図示しないステアリングシャフトとコラムシャフトとの間の軸ずれを吸収することができる。
【００２２】
但し、カップリング部材８は、前記のように図示しないステアリングシャフトとコラムシャフトとの間の軸ずれを吸収する機能を有するから、回転センサ１に必須のものではない。
従って、以上のように構成される回転センサ１においては、前記ステアリングシャフトが所定のトルク内で回転している場合には、トーションバーを介して前記コラムシャフトにそのトルクが伝達され、前記ステアリングシャフトと前記コラムシャフト、従ってロータ２，３が一体に回転する。一方、前記ステアリングシャフトが、所定のトルクを超えて回転すると、前記コラムシャフトとの間に回転のずれが生じ、第１ロータ２と第２ロータ３とが所定角度内を相対回転する。
【００２３】
上記のような各回転状況の際に、回転センサ１においては、角度信号出力ケーブル１ｂ及びトルク信号出力ケーブル１ｄから角度信号及びトルク信号が出力され、演算処理装置１１においてロータ２，３の回転角度と相対回転に伴うトルクが演算される。
ここで、弾性連結部材は、図６及び図7に示すカップリング部材１０のように、ステンレス等の金属からなる四角形の板を打ち抜くと共に折り曲げ加工し、板面から立ち上がる２つの第１弾性片１０ａと２つの第２弾性片１０ｂをそれぞれ外縁側に対向させて形成し、図６に斜線で示す部分を開口１０ｃとする構造としてもよい。そして、カップリング部材１０は、連結片１０ｄで第２ロータ３のフランジ３ａ下面に、連結片１０ｅで保持板６の内周上面に、それぞれねじ止めする。このような構造とすることにより、カップリング部材１０は、カップリング部材８に比べて製作が容易で安価になる。
【００２４】
一方、本発明の第３の目的を達成する回転センサ１は、基板５に代えて、図８に示す基板１５を用いる。
基板１５は、下面に第１の電気導体となるトルク検出用のスリップリング１５ａとトルク信号伝達用のスリップリング１５ｂが、それぞれ外周側から２本ずつ半径の異なる同心円上に形成されている。また、基板１５は、上面に第２の電気導体となるグランド電源供給用のスリップリング１５ｃ、電力供給用のスリップリング１５ｄ、舵角検出用のスリップリング１５ｅ及びトルク信号伝達用の２本のスリップリング１５ｆが、それぞれ内周側から半径の異なる同心円上に形成されている。従って、第２の電気導体について見ると、グランド電源供給用のスリップリング１５ｃ及び電力供給用のスリップリング１５ｄは、半径方向最も内周側に形成されている。そして、スリップリング１５ａ〜１５ｆのうち、トルク検出用のスリップリング１５ａ、トルク信号伝達用のスリップリング１５ｂ、舵角検出用のスリップリング１５ｅ及びトルク信号伝達用の２本のスリップリング１５ｆには、摩擦抵抗が小さく、導電性を有するカーボンが混入されたエポキシ系の樹脂等の合成樹脂１６が被覆されている。ここで、グランド電源供給用のスリップリング１５ｃ及び電力供給用のスリップリング１５ｄは、電圧降下を避けるため合成樹脂１６は被覆しない。
【００２５】
従って、基板１５を用いた回転センサ１は、ブラシが合成樹脂１６を介して対応するスリップリングと接触するため、メカノケミカル反応の発生が防止されるうえ、ブラシの接触力を大きく設定する必要もない。このため、基板１５を用いた回転センサ１は、スリップリング１５ａ，１５ｂ，１５ｅ，１５ｆの耐久性が向上して出力信号が安定し、長期に亘って使用することができる。
【００２６】
更に、本発明の第４の目的を達成する回転センサ１は、図８に示す基板１５を変更した図９及び図１０に示す基板１７を用いる。即ち、基板１７は、基板１５における第１の電気導体であるスリップリング１５ａ，１５ｂを、図９及び図１０に示すトルク検出用のスリップリング１７ａ及びトルク信号伝達用のスリップリング１７ｂのように、基板１７の所定の中心角の範囲に配置する。そして、半径方向中央に隣接配置されるスリップリング１７ａ，１７ｂは、それぞれトルク検出用のブラシ６ａとトルク信号伝達用のブラシ６ｂと電気的に接続され、グランド（０Ｖ）の基準位置Ｐ0が図示のように、周方向に異なる位置に設定され、位相が逆となるように電圧が印加される。
【００２７】
ここで、基板１７は、上面に第２の電気導体となるグランド電源供給用のスリップリング１７ｃ、電力供給用のスリップリング１７ｄ、舵角検出用のスリップリング１７ｅ及びトルク信号伝達用の２本のスリップリング１７ｆが、それぞれ内周側から半径の異なる同心円上に形成されている。また、基板１７は、舵角検出用のスリップリング１７ｅ及びトルク信号伝達用の２本のスリップリング１７ｆに、摩擦抵抗が小さく、導電性を有するカーボンが混入されたフェノール系の樹脂等からなる合成樹脂１８が被覆されている。
【００２８】
基板１７は、スリップリング１７ａ，１７ｂをこのように配置し、グランド（０Ｖ）の基準位置Ｐ0を上記のように設定することによって、異常信号を安定させることができる。
即ち、図８に示す基板１５では、図５において説明したように、トルク検出用のブラシ６ａとトルク信号伝達用のブラシ６ｂによって検出される電気信号の電圧は、第１及び第２ロータ２，３の相対回転によって、各ブラシ６ａ，６ｂが接触しているスリップリング１５ａ，１５ｂの基準位置Ｐ0から周方向に沿った長さに対応して図１１に示すように増減する。
【００２９】
ここで、図１１において、横軸は相対回転角度、縦軸はブラシ６ａ，６ｂによって検出される電気信号の電圧（Ｖ）で、横軸の０は、回転センサ１の第１及び第２ロータ２，３の相対回転における中立位置で、図１３乃至図１６においても同じである。
このとき、異常信号を検出するため、例えば、図１２に示す基板１９のように、スリップリング１９ａ，１９ｂを回転中心Ｃを挟んで対向配置し、出力信号の位相が逆になるように、グランド（０Ｖ）の基準位置Ｐ0を設定したとする。基板１９においては、第１及び第２ロータ２，３が相対回転すると、スリップリング１９ａに当接したブラシ（図示せず）が検出する電気信号は、電圧が図１３のＴ1のように変化し、スリップリング１９ｂに当接したブラシ（図示せず）が検出する電気信号は、電圧が図１３のＴ2のように変化する。このため、２つの電気信号Ｔ1，Ｔ2を加算した信号Ｔ3をモニタすると、異常信号を監視することができる。
【００３０】
即ち、もし、２つの電気信号Ｔ1，Ｔ2の一方の電気信号Ｔ1に、図１４に示す異常信号Ｔir1が発生すると、電気信号Ｔ1，Ｔ2を加算した信号Ｔ3にも同じ異常信号Ｔir3が発生する。このとき、基板１９が振動によってガタつくと、図１５に示すように、前記ブラシ（図示せず）が検出する電気信号Ｔ1，Ｔ2にはこのガタつきに伴う歪みＴd1，Ｔd2が発生する。この結果、電気信号Ｔ1，Ｔ2の歪みＴd1，Ｔd2が正常範囲内のものであっても、信号Ｔ3は、図示のように２倍に加算された歪みＴd3がモニタされ、異常信号とみなされてしまう。
【００３１】
そこで、本発明の第４の目的を達成する回転センサ１は、図９及び図１０に示す基板１７を用いることにしたのである。即ち、基板１７は、スリップリング１７ａ，１７ｂを所定の中心角の範囲に配置し、半径方向中央に隣接配置されるスリップリング１７ａ，１７ｂは、出力信号の位相が逆になるように、グランド（０Ｖ）の基準位置Ｐ0を周方向に異なる位置に設定されている。
【００３２】
このため、基板１７を用いることにより、回転センサ１は、電気信号Ｔ1と電気信号Ｔ2の位相が逆となるため、電気信号Ｔ1，Ｔ2の歪みＴd1，Ｔd2も位相が逆となる。この結果、電気信号Ｔ1，Ｔ2を加算した信号Ｔ3は、図１６に示すように、電気信号Ｔ1の歪みＴd1と電気信号Ｔ2の歪みＴd2とが相殺されて安定し、異常信号が変動しても、信号の異常を適切に検出することができる。
【００３３】
尚、上記実施形態の回転センサは、自動車のステアリングシャフトとコラムシャフトとに跨って配置され、ハンドル操作に伴う舵角及びトルクを計測するものについて説明した。しかし、本発明の回転センサは、例えば、ロボットアームのように、互いに回転する２つの回転軸間の回転角度やトルクを求めるものであれば、どのようなものにも使用できる。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１乃至３の発明によれば、回転角度とトルクとを１つのセンサで測定でき、軽量化を図ることが可能なうえ、取り付ける２つの回転軸の軸中心がずれていても、この軸ずれを吸収し、回転に伴う情報の検出精度の低下を抑えることが可能な本発明の第１及び第２の目的を達成する回転センサを提供することができる。
【００３５】
また、請求項４，５の発明によれば、第１及び第２の電気導体をそれぞれ異なる面に形成するので、基板を１枚とすることができ、回転センサにおける構造の単純化と軽量化という本発明の第１の目的を達成することができる。
更に、請求項６の発明によれば、電気導体の耐久性を向上させて出力信号の安定性を図り、長期に亘って使用することが可能な本発明の第３の目的を達成する回転センサを提供することができる。
【００３６】
請求項７の発明によれば、異常信号を安定させることが可能な本発明の第４の目的を達成する回転センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の目的を達成する回転センサの外観を示す斜視図である。
【図２】図１の回転センサで使用する弾性部材の斜視図である。
【図３】図１の回転センサを直径に沿って切断した断面正面図である。
【図４】図３の回転センサをＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【図５】スリップリングの長さに基づいて第１のロータの回転角度を検出する原理を説明する説明図である。
【図６】弾性部材の他の形態を示す斜視図である。
【図７】図６の弾性部材を用いた回転センサの図４に対応する断面図である。
【図８】本発明の第３の目的を達成する回転センサで用いる基板の断面図である。
【図９】本発明の第４の目的を達成する回転センサで用いる基板の断面図である。
【図１０】図９の基板を反転して第１の電気導体を示した斜視図である。
【図１１】回転センサの相対回転に伴う相対回転角度とブラシによって検出される電気信号の電圧との関係を示す電圧特性図である。
【図１２】スリップリングを回転中心を挟んで対向配置し、出力信号の位相を逆に設定した基板を反転して第１の電気導体を示した斜視図である。
【図１３】図１２の基板を用いた回転センサにおける、相対回転角度とブラシによって検出される電気信号の電圧との関係を示す電圧特性図である。
【図１４】異常信号が発生した場合における図１３に対応した電圧特性図である。
【図１５】図１２の基板が振動によってガタついたときに発生する歪みを有する相対回転角度と電気信号の電圧との関係を示す電圧特性図である。
【図１６】図９の基板を用いた場合の、相対回転角度と電気信号の電圧との関係を示す電圧特性図である。
【符号の説明】
１ 回転センサ
２ 第１ロータ
３ 第２ロータ
４ ケース
５ 基板
５ａ トルク検出用のスリップリング（第１の電気導体）
５ｂ トルク信号伝達用のスリップリング（第１の電気導体）
５ｃ 電力供給用のスリップリング（第２の電気導体）
５ｄ 舵角検出用のスリップリング（第２の電気導体）
５ｅ グランド電源供給用のスリップリング（第２の電気導体）
５ｆ トルク信号伝達用のスリップリング（第２の電気導体）
６ 保持板（第１の保持部材）
６ａ トルク検出用のブラシ（第１のブラシ）
６ｂ トルク信号伝達用のブラシ（第１のブラシ）
７ 固定基板（第２の保持部材）
７ａ 電力供給用のブラシ（第２のブラシ）
７ｂ 角度検出用のブラシ（第２のブラシ）
７ｃ グランド電源供給用のブラシ（第２のブラシ）
７ｄ トルク信号伝達用のブラシ（第２のブラシ）
８ カップリング部材（弾性連結部材）
８ｂ 第１弾性片
８ｃ 第２弾性片
１０ カップリング部材（弾性連結部材）
１０ａ 第１弾性片
１０ｂ 第２弾性片
１１ 演算処理装置
１５ 基板
１５ａ トルク検出用のスリップリング（第１の電気導体）
１５ｂ トルク信号伝達用のスリップリング（第１の電気導体）
１５ｃ グランド電源供給用のスリップリング（第２の電気導体）
１５ｄ 電力供給用のスリップリング（第２の電気導体）
１５ｅ 舵角検出用のスリップリング（第２の電気導体）
１５ｆ トルク信号伝達用のスリップリング（第２の電気導体）
１７ 基板
１７ａ トルク検出用のスリップリング（第１の電気導体）
１７ｂ トルク信号伝達用のスリップリング（第１の電気導体）
１９ 基板
１９ａ，１９ｂ スリップリング
Ｃ 回転中心
Ｐ0 基準位置
Ｓ 環状の空間

Claims (7)

1. 互いに回転自在に組み付けられる第１及び第２のロータ並びに前記第１及び第２のロータを回動自在に保持するケースを備え、前記第１及び第２のロータは、トーションバーを介して連結された第１の回転軸と第２の回転軸のそれぞれに取り付けられて一体に回転すると共に、前記第１の回転軸が前記第２の回転軸に対して相対回転するのに対応して所定角度内を相対回転する回転センサであって、
   前記ケースは前記第１及び第２のロータと協働して内部に環状の空間を形成し、該環状の空間には、表面に第１及び第２の電気導体がそれぞれ複数形成され、前記第１のロータと一体に回転する基板、前記第１の電気導体とそれぞれ接触し、前記第１及び第２のロータの回転に伴う情報を電圧の変化として検出する第１のブラシを保持する第１の保持部材及び前記第２の電気導体とそれぞれ接触し、電力を供給したり、前記第１及び第２のロータの回転に伴う情報を電圧の変化として検出する第２のブラシを保持する第２の保持部材、がそれぞれ配置され、
   前記第２のロータと前記第１の保持部材とが、弾性連結部材によって弾性的に連結されている、ことを特徴とする回転センサ。
2. 前記弾性連結部材は、前記基板に取り付ける少なくとも２つの第１の弾性片と、前記第２のロータに取り付ける少なくとも２つの第２の弾性片とを有し、前記第１及び第２の回転軸に垂直な断面における前記第１及び第２の弾性片のそれぞれの切断面に関する慣性軸線によって四角形が形成される、請求項１の回転センサ。
3. 前記四角形が長方形である、請求項２の回転センサ。
4. 前記基板は、一方の表面に前記第１の電気導体が、他方の面に前記第２の電気導体が、それぞれ形成されている、請求項１乃至３いずれかに記載の回転センサ。
5. 前記第１の電気導体が、トルク信号伝送用のスリップリング及びトルク検出用のスリップリングを有し、前記第２の電気導体が、電力供給用のスリップリング、グランド電源供給用のスリップリング、舵角検出用のスリップリング及びトルク信号伝達用のスリップリングを有する、請求項４の回転センサ。
6. 前記トルク信号伝送用のスリップリング、トルク検出用のスリップリング、舵角検出用のスリップリング及びトルク信号伝達用のスリップリングには、摩擦抵抗が小さく、導電性を有する合成樹脂が被覆され、前記電力供給用のスリップリング及びグランド電源供給用のスリップリングは、半径方向最も内周側に形成されている、請求項５の回転センサ。
7. 前記第１の電気導体における前記スリップリングのそれぞれは、前記基板の所定の中心角の範囲に配置され、これらスリップリングからの出力信号の位相が互いに逆となるように前記スリップリングに電圧が印加される、請求項４の回転センサ。

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