回転角度・トルク検出装置
【課題】主に自動車のステアリングの回転角度や回転トルクの検出等に用いられる回転角度・トルク検出装置に関し、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】回転トルク検出部に加え、回転歯車２３や第一の検出歯車２４、第二の検出歯車２５、及びこれらの回転角度を検出する回転角度検出手段２６や２７から形成された回転角度検出部を設けると共に、回転トルク検出手段２２と回転角度検出手段２６や２７に接続された制御手段２０が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正することによって、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えると共に、装置全体の小型化も容易に図ることが可能な回転角度・トルク検出装置を得ることができる。
【解決手段】回転トルク検出部に加え、回転歯車２３や第一の検出歯車２４、第二の検出歯車２５、及びこれらの回転角度を検出する回転角度検出手段２６や２７から形成された回転角度検出部を設けると共に、回転トルク検出手段２２と回転角度検出手段２６や２７に接続された制御手段２０が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正することによって、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えると共に、装置全体の小型化も容易に図ることが可能な回転角度・トルク検出装置を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度や回転トルクの検出等に用いられる回転角度・トルク検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の高機能化が進むなか、様々な回転トルク検出装置や回転角度検出装置を用いてステアリングの回転トルクや回転角度を検出し、パワーステアリング装置やブレーキ装置等の車両の各種制御を行うものが増えている。
【０００３】
このような、従来の回転トルク検出装置について、図７〜図１０を用いて説明する。
【０００４】
図７は従来の回転トルク検出装置の側面図、図８は同分解斜視図であり、同図において、１はステアリングに連動して回転する略円筒状の第一の回転体、２は略円筒状の磁石で、Ｎ極とＳ極が例えば２０〜４０度前後の角度間隔で交互に形成された磁石２が、第一の回転体１の外周下端に固着されている。
【０００５】
そして、３は略円筒状の第二の回転体、４は内周に複数の突起部４Ａが形成された第一の磁性体、５は同様に複数の突起部５Ａが形成された第二の磁性体で、第二の回転体３が第一の回転体１の下方に配置されると共に、第一の磁性体４と第二の磁性体５がスペーサ６を介して、磁石２に対向して第二の回転体３上端に各々固着されている。
【０００６】
また、７は第一の回転体１と第二の回転体３の側方にほぼ平行に配置された配線基板で、左右面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、磁石２との対向面には、第一の磁性体４と第二の磁性体５の間に配設された、ホール素子等の磁気検出素子８が装着されている。
【０００７】
そして、これらの第一の磁性体４と第二の磁性体５、及び対向した磁石２と磁気検出素子８によって回転トルク検出手段が形成されると共に、配線基板７にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子８に接続された制御手段９が形成されている。
【０００８】
さらに、第一の回転体１と第二の回転体３の間には、上端が第一の回転体１に、下端が第二の回転体３に各々固着されたトーションバー等の略円柱状の連結体１０が設けられ、第一の回転体１と第二の回転体３が連結体１０を介して、固着されて回転トルク検出装置が構成されている。
【０００９】
そして、このような回転トルク検出装置が回転角度検出装置等と共に、第一の回転体１や第二の回転体３にステアリング軸が装着されて、自動車のステアリングホイール下方に装着されると共に、制御手段９がコネクタやリード線（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続される。
【００１０】
以上の構成において、ステアリングホイールを回転すると、これに伴って第一の回転体１が回転し、連結体１０が捩じれた後、第一の回転体１にやや遅れて第二の回転体３が回転するが、この時、例えば車両が走行時には回転トルクが小さいため、第一の回転体１に対する第二の回転体３の回転の遅れは少なく、停車時には回転トルクが大きいため、第二の回転体３の回転の遅れが大きくなる。
【００１１】
そして、この第一の回転体１と第二の回転体３の回転に伴って、これらに固着された磁石２と、これにやや遅れて第一の磁性体４と第二の磁性体５も回転し、所定間隔で交互に形成された磁石２のＮ極とＳ極の磁気の変化を、磁気検出素子８が第一の磁性体４と第二の磁性体５を介して検出し、これが制御手段９へ入力される。
【００１２】
なお、この時、磁気検出素子８が検出する磁気は、磁石２が固着された第一の回転体１に対し、第一の磁性体４と第二の磁性体５が固着された第二の回転体３の、回転の遅れが少ない場合には磁気が弱く、回転の遅れが大きな場合には磁気が強くなる。
【００１３】
つまり、ステアリングホイールが回転操作されず中立位置で、車両が直進状態にある場合には、図９（ａ）の部分平面図に示すように、第一の磁性体４内周の複数の突起部４Ａと、第二の磁性体５内周の複数の突起部５Ａの中心が、磁石２の交互に形成されたＮ極とＳ極の中心に各々あるため、磁力が釣り合った状態となっている。
【００１４】
したがって、第一の磁性体４と第二の磁性体５の間には磁束が発生せず、これらの間に配設された磁気検出素子８が検出する磁気は０となり、図１０（ａ）の電圧特性図に示すように、例えば２．５Ｖの電圧Ｔ１が磁気検出素子８から制御手段９に出力される。
【００１５】
これに対し、ステアリングホイールが回転され、図９（ｂ）に示すように、磁石２に対して第一の磁性体４と第二の磁性体５がやや遅れて回転し始める状態では、突起部４ＡがＮ極、この下方の突起部５ＡがＳ極の極性となるため、第一の磁性体４から第二の磁性体５への方向の磁束が発生し、この磁気を磁気検出素子８が検出して、図１０（ａ）に示すように、例えば４Ｖ前後の電圧Ｔ２が制御手段９に出力される。
【００１６】
そして、この第一の磁性体４と第二の磁性体５を介して検出された磁気検出素子８の磁気の強弱から、制御手段９が第一の回転体１、すなわちステアリングの回転トルクを算出して、これが自動車本体の電子回路へ出力され、電子回路がこの回転トルクやステアリングの回転角度、あるいは車体の各部に装着された速度センサ等からの様々なデータを演算して、パワーステアリング装置やブレーキ装置等の車両の様々な制御が行われる。
【００１７】
つまり、例えば、車両が走行中でステアリングの回転トルクが小さな場合には、パワーステアリング装置の利きを緩めて、ステアリングホイールをある程度重い力で回転操作するようにし、車両が停車していてステアリングの回転トルクが大きな場合には、パワーステアリング装置を大きく利かせて、軽い力でもステアリングホイールの回転操作を行えるように構成されている。
【００１８】
なお、例えばパワーステアリング装置がはたらいた状態で、ステアリングホイールを回転操作した場合、上記のように磁石２と、これにやや遅れて第一の磁性体４と第二の磁性体５が回転するが、この時、図９（ｃ）に示すように、突起部４Ａや５Ａ以外の箇所からも磁石２の磁気が漏れ、これを磁気検出素子８が検出してしまう。
【００１９】
そして、この漏れ磁束Ｐによって、磁気検出素子８から制御手段９に出力される電圧波形は、図１０（ａ）に示したような直線状のものとはならず、実際には図１０（ｂ）に示すように、電圧Ｔ３やＴ４のような所定角度の間隔で増減を繰返す波打ったものとなってしまい、制御手段９が検出する回転トルクに３〜５％前後の誤差が生じる。
【００２０】
このため、一般には磁石２外周と、第一の磁性体４や第二の磁性体５内周の間隙を広くし、つまり磁石２と磁気検出素子８の間の距離を大きくして、磁気検出素子８が漏れ磁束Ｐを検出しないように対策が行われているが、これによって回転トルク検出装置全体の小型化を図るには限界が生じてしまうものであった。
【００２１】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００８−８２８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上記従来の回転トルク検出装置においては、磁石２からの漏れ磁束Ｐによって、制御手段９が検出する回転トルクに誤差が生じてしまい、これを防ぐために磁石２と磁気検出素子８間の距離を大きくした場合には、全体の小型化を図ることが困難になってしまうという課題があった。
【００２３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能な回転角度・トルク検出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】
【００２４】
上記目的を達成するために本発明は、第一の回転体と共にステアリングに連動して回転する回転歯車と、この回転歯車に連動して回転する検出歯車、及びこの検出歯車の回転角度を検出する回転角度検出手段を設けると共に、回転トルク検出手段と回転角度検出手段に接続された制御手段が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正するようにして回転角度・トルク検出装置を構成したものであり、制御手段が回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正することによって、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えると共に、装置全体の小型化も容易に図ることが可能な回転角度・トルク検出装置を得ることができるという作用を有するものである。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明によれば、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能な回転角度・トルク検出装置を実現することができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
【００２７】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転角度・トルク検出装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１は略円筒状でステアリングに連動して回転するポリブチレンテレフタレート等の絶縁樹脂製の第一の回転体、１２は略円筒状で銅やアルミニウム等の保持体、１３は略円筒状または略リング状でフェライトやＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金等の磁石で、このＮ極とＳ極が例えば３０度や１５度前後の所定の角度間隔で交互に形成された磁石１３が、保持体１２の外周下端に固着されると共に、この保持体１２の外周上方が第一の回転体１１の内周上方に固着されている。
【００２８】
そして、１４は略円筒状でポリブチレンテレフタレート等の絶縁樹脂製の第二の回転体、１５は略リング状でパーマロイや鉄、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の第一の磁性体、１６は同じく第二の磁性体で、第二の回転体１４が第一の回転体１１の下方に配置されると共に、第一の磁性体１５の内周には複数の突起部１５Ａが、第二の磁性体１６の内周には複数の突起部１６Ａが、例えば６個あるいは１２個ずつ所定の角度間隔で各々形成され、これらが磁石１３外周と所定の間隙を空けて対向している。
【００２９】
また、１７は略リング状で銅やアルミニウムまたは絶縁樹脂製のスペーサで、このスペーサ１７を介して第一の磁性体１５と第二の磁性体１６が、磁石１３に対向して第二の回転体１４上端に各々固着されている。
【００３０】
さらに、１８は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、左右面には銅箔等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の回転体１１と第二の回転体１４の側方にほぼ平行に配置され、磁石１３との対向面には、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６の間に配設された、垂直方向の磁気を検出するホール素子や、水平方向の磁気を検出するＧＭＲ素子等の磁気検出素子１９が実装装着されている。
【００３１】
そして、これらの第一の磁性体１５と第二の磁性体１６、及び対向した磁石１３と磁気検出素子１９によって回転トルク検出手段２２が形成されると共に、配線基板１８にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子１９に接続された制御手段２０が形成されている。
【００３２】
また、第一の回転体１１と第二の回転体１４の間には、上端が第一の回転体１１に、下端が第二の回転体１４に各々固着されたトーションバー等の略円柱状で鋼等の連結体２１が設けられて、回転トルク検出部が構成されている。
【００３３】
さらに、２３は外周下面に平歯車部が形成された略リング状で絶縁樹脂または金属製の回転歯車、２４は外周側面に平歯車部が形成された第一の検出歯車、２５は同じく第二の検出歯車で、回転歯車２３が第一の回転体１１外周下端に固着されると共に、この回転歯車２３に第一の検出歯車２４が、第一の検出歯車２４に第二の検出歯車２５が各々噛合している。
【００３４】
なお、これらの歯車の直径及び歯数は、回転歯車２３が最も大きく、第一の検出歯車２４、第二の検出歯車２５の順に小さくなっており、例えば、回転歯車２３の歯数が４８、第一の検出歯車２４の歯数が３２、第二の検出歯車２５の歯数が２８となっている。
【００３５】
そして、この第一の検出歯車２４の中央には磁石２６Ａが、第二の検出歯車２５の中央には磁石２７Ａが、各々インサート成形等により装着されると共に、これらの側方にほぼ平行に配置された配線基板１８の、磁石２６Ａと２７Ａとの対向面には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子等の磁気検出素子２６Ｂと２７Ｂが各々装着されて、回転角度検出手段２６と２７が形成されている。
【００３６】
さらに、これらの磁気検出素子２６Ｂと２７Ｂが制御手段２０に接続されて、回転角度検出部が形成されると共に、制御手段２０には回転角度検出手段２６と２７からの回転角度に応じた、回転トルク検出手段２２からの回転トルクの誤差の値が記憶されて、回転角度・トルク検出装置が構成されている。
【００３７】
つまり、本実施の形態の回転角度・トルク検出装置は、ステアリングの回転トルクを検出する回転トルク検出部の下方に、ステアリングの回転角度を検出する回転角度検出部が一体に形成された構成となっている。
【００３８】
なお、上記した制御手段２０への回転角度に応じた回転トルクの誤差の値の記憶は、実際には上記のような回転角度・トルク検出装置を製作した後、第一の回転体１１や第二の回転体１４にステアリング軸の代わりの治工具等を装着し、第一の回転体１１や回転歯車２３等を所定回数回転して、一つ一つの回転角度・トルク検出装置毎に制御手段２０への記憶が行われる。
【００３９】
そして、このように構成された回転角度・トルク検出装置が、第一の回転体１１や第二の回転体１４にステアリング軸が装着されて、自動車のステアリングホイール下方に装着されると共に、制御手段２０がコネクタやリード線（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続される。
【００４０】
以上の構成において、ステアリングホイールを回転すると、これに伴って第一の回転体１１が回転し、この下端に固着された回転歯車２３が回転するため、回転歯車２３に噛合した第一の検出歯車２４、及び第一の検出歯車２４に噛合した第二の検出歯車２５が各々連動して回転する。
【００４１】
そして、第一の検出歯車２４の回転に伴って、中央に装着された磁石２６Ａも回転して磁気の方向が変化し、この磁石２６Ａの磁気の方向を磁気検出素子２６Ｂが検出して、磁気の正弦波や余弦波から正接計算や直線近似計算等を行い、図３（ａ）の角度波形図に示すような、増減を繰返す略鋸歯状の角度検出信号Ｌが制御手段２０へ入力される。
【００４２】
また、第二の検出歯車２５の磁石２７Ａに対向した磁気検出素子２７Ｂからも、図３（ｂ）に示すような角度検出信号Ｍが制御手段２０へ出力されるが、この時、第一の検出歯車２４と第二の検出歯車２５とは歯数が異なっているため、磁気検出素子２６Ａから出力される角度検出信号Ｌと、磁気検出素子２７Ｂから出力される角度検出信号Ｍは、略鋸歯状のデータ波形の傾き角度や形状が異なり、位相差のあるものとなって制御手段２０へ入力される。
【００４３】
そして、これらの角度検出信号ＬとＭから制御手段２０が、第一の検出歯車２４の検出信号Ｌの例えば２回転目の角度θ１から、第二の検出歯車２５の検出信号Ｍの例えば２回転目の角度θ２を減じて、図３（ｃ）に示すような、漸次増加する直線状の位相差信号Ｎを算出し、この角度θ１−θ２から、先ず回転歯車２３の概略の回転角度を検出する。
【００４４】
さらに、この後、検出信号Ｌの角度θ１または検出信号Ｍの角度θ２と、回転歯車２３に対する第一の検出歯車２４と第二の検出歯車２５の各歯車部の歯数から、制御手段２０が回転歯車２３の詳細な回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力される。
【００４５】
また、この時、ステアリング軸と第一の回転体１１の回転に伴って、連結体２１が捩じれた後、第一の回転体１１にやや遅れて第二の回転体１４が回転するが、この時、例えば車両が走行時には回転トルクが小さいため、第一の回転体１１に対する第二の回転体１４の回転の遅れは少なく、停車時には回転トルクが大きいため、第二の回転体１４の回転の遅れが大きくなる。
【００４６】
そして、この第一の回転体１１と第二の回転体１４の回転に伴って、これらに固着された磁石１３と、これにやや遅れて第一の磁性体１５と第二の磁性体１６も回転し、所定間隔で交互に形成された磁石１３のＮ極とＳ極の磁気の変化を、磁気検出素子１９が第一の磁性体１５と第二の磁性体１６を介して検出し、これが制御手段２０へ入力される。
【００４７】
つまり、ステアリングホイールが回転操作されず中立位置で、車両が直進状態にある場合には、図４（ａ）の部分平面図や図５（ａ）の部分側面図に示すように、第一の磁性体１５内周の複数の突起部１５Ａと、第二の磁性体１６内周の複数の突起部１６Ａの中心が、磁石１３の所定の角度間隔で交互に形成されたＮ極とＳ極の中心に各々あるため、磁力が釣り合った状態となっている。
【００４８】
したがって、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６の間には磁束が発生せず、これらの間に配設された磁気検出素子１９が検出する磁気は０となり、図６（ａ）の電圧特性図に示すように、例えば２．５Ｖの電圧Ｔ１が磁気検出素子１９から制御手段２０に出力される。
【００４９】
これに対し、ステアリングホイールが例えば反時計方向へ回転され、図４（ｂ）や図５（ｂ）に示すように、磁石１３に対して第一の磁性体１５と第二の磁性体１６がやや遅れて回転し始める状態では、突起部１５ＡがＮ極、この下方の突起部１６ＡがＳ極の極性となるため、第一の磁性体１５から第二の磁性体１６への方向の磁束が発生し、この磁気を磁気検出素子１９が検出して、図６（ａ）に示すような、例えば４Ｖ前後の電圧Ｔ２が制御手段２０に出力される。
【００５０】
なお、ステアリングホイールが上記とは逆の時計方向へ回転された場合には、第二の磁性体１６から第一の磁性体１５への方向の磁束が発生するため、この磁気を磁気検出素子１９が検出して、図６（ａ）に示すように、例えば１Ｖ前後の電圧Ｔ５が制御手段２０に出力される。
【００５１】
そして、この第一の磁性体１５と第二の磁性体１６を介して検出された磁気検出素子１９の磁気の強弱から、制御手段２０がステアリング軸の回転トルクを算出して、これが自動車本体の電子回路へ出力され、電子回路がこの回転トルクや、上述した制御手段２０からのステアリング軸の回転角度、あるいは車体の各部に装着された速度センサ等からの様々なデータを演算して、パワーステアリング装置やブレーキ装置等の車両の様々な制御が行われる。
【００５２】
つまり、制御手段２０からの回転トルクによって、車両の走行や停車状態に合わせ、例えば、車両が走行中でステアリングの回転トルクが小さな場合には、パワーステアリング装置の利きを緩めて、ステアリングホイールをある程度重い力で回転操作するようにし、車両が停車していてステアリングの回転トルクが大きな場合には、パワーステアリング装置を大きく利かせて、軽い力でもステアリングホイールの回転操作を行えるように構成されている。
【００５３】
あるいは、制御手段２０からの回転角度によって、ステアリングホイールが大きく回転操作されている場合には、ブレーキ装置の利きを断続的にし、小さく回転操作されている場合には、ブレーキ装置を連続的に利かせる等の、ステアリングホイールの回転に応じたブレーキ装置の制御等が行われるようになっている。
【００５４】
そして、この時、上述したように、制御手段２０には予め回転角度検出手段２６と２７からの回転角度に応じた、回転トルク検出手段２２からの回転トルクの誤差の値が記憶されているため、この値を用いて制御手段２０が磁気検出素子１９からの回転トルクのデータの補正を行う。
【００５５】
つまり、例えばパワーステアリング装置がはたらいた状態で、ステアリングホイールを回転操作した場合、上記のように磁石１３と、これにやや遅れて第一の磁性体１５と第二の磁性体１６が回転するが、この時、図４（ｃ）や図５（ｃ）に示すように、突起部１５Ａや１６Ａ以外の箇所からも磁石１３の磁気が漏れ、これを磁気検出素子１９が検出してしまう。
【００５６】
したがって、この漏れ磁束Ｐによって、磁気検出素子１９から制御手段２０に出力される電圧波形は、図６（ａ）に示したような直線状のものとはならず、実際には図６（ｂ）に示すように、電圧Ｔ３やＴ４、Ｔ６のような所定角度の間隔で増減を繰返す波打ったものとなる。
【００５７】
しかし、制御手段２０には予め回転角度に応じた回転トルクの誤差の値、例えば図６（ｂ）に示すように、第一の回転体１１の回転角度がθ３である場合には誤差がδ３、回転角度がθ４である場合には誤差がδ４というように、所定角度で周期的に増減を繰返す回転トルクの誤差の値が記憶されているため、この値を用いて制御手段２０が磁気検出素子１９からの回転トルクのデータの補正を行い、制御手段２０からは図６（ａ）に示したような直線状の電圧Ｔ１やＴ２、Ｔ５が、回転トルクのデータとして自動車本体の電子回路へ出力される。
【００５８】
すなわち、回転トルク検出部に加え、回転歯車２３や第一の検出歯車２４、第二の検出歯車２５、及びこれらの回転角度を検出する回転角度検出手段２６や２７から形成された回転角度検出部を設けると共に、回転トルク検出手段２２と回転角度検出手段２６や２７に接続された制御手段２０が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正することによって、磁石１３からの漏れ磁束Ｐによる誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えるように構成されている。
【００５９】
したがって、磁気検出素子１９が漏れ磁束Ｐを検出しないように、磁石１３外周と、第一の磁性体１５や第二の磁性体１６内周との間隙を広くする必要もなく、回転角度・トルク検出装置全体の小型化を図ることも容易に可能となる。
【００６０】
さらに、以上のような回転トルクの検出を行う際、もし第一の磁性体１５と第二の磁性体１６のいずれかに偏心や傾きがあり、これらの上下方向の間隔が均一でなかった場合、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６が一回転する間に、磁気検出素子１９が検出する磁気の強弱にばらつきが生じ、磁気検出素子１９からは図６（ｃ）に示すような、例えば一回転の始終点と中間点で電圧差Δのある電圧波形が出力されてしまう。
【００６１】
しかし、この場合にも、上記のように回転角度・トルク検出装置を製作した後に、第一の回転体１１や回転歯車２３等を所定回数回転して、制御手段２０に回転角度に応じた回転トルクの誤差の値の記憶を行わせることによって、制御手段２０がこの値を用いて磁気検出素子１９からの回転トルクのデータの補正を行い、自動車本体の電子回路へは電圧差Δのない、図６（ａ）に示したような直線状の電圧Ｔ１やＴ２、Ｔ５を、回転トルクのデータとして出力するようにすることが可能となる。
【００６２】
なお、回転トルク検出部と回転角度検出部を別々に形成し、これらをリード線等によって制御手段２０や電子回路に接続した構成としても、本発明の実施は可能であるが、上記のように回転トルク検出部と回転角度検出部を一体に形成し、回転トルクと回転角度の両方の検出を制御手段２０が行う構成とすることによって、構成部品数が少なくなり、装置を安価に形成できると共に、小型化を図ることもより容易に行うことができる。
【００６３】
また、以上の説明では、回転トルク検出部の下方に、回転角度検出部を一体に形成した構成について説明したが、第一の回転体１１や第二の回転体１４の側方に、外周側面に平歯車部が形成された回転歯車２３や第一の検出歯車２４、第二の検出歯車２５を各々噛合させて配列し、回転トルク検出部の側方に回転角度検出部を一体に形成した構成としてもよい。
【００６４】
このように本実施の形態によれば、回転トルク検出部に加え、回転歯車２３や第一の検出歯車２４、第二の検出歯車２５、及びこれらの回転角度を検出する回転角度検出手段２６や２７から形成された回転角度検出部を設けると共に、回転トルク検出手段２２と回転角度検出手段２６や２７に接続された制御手段２０が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正することによって、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えると共に、装置全体の小型化も容易に図ることが可能な回転角度・トルク検出装置を得ることができるものである。
【００６５】
なお、以上の説明では、回転歯車２３に第一の検出歯車２４を、第一の検出歯車２４に第二の検出歯車２５を各々噛合させて、回転角度検出部を形成した構成について説明したが、第一の検出歯車２４と第二の検出歯車２５の両方を、回転歯車２３に噛合させた構成や、あるいは、いずれか一方のみを回転歯車２３に噛合させた構成としても、本発明の実施は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明による回転角度・トルク検出装置は、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能なものを実現することができ、主に自動車のステアリングの回転角度や回転トルクの検出用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施の形態による回転角度・トルク検出装置の断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同角度波形図
【図４】同部分平面図
【図５】同部分側面図
【図６】同電圧特性図
【図７】従来の回転トルク検出装置の側面図
【図８】同分解斜視図
【図９】同部分平面図
【図１０】同電圧特性図
【符号の説明】
【００６８】
１１ 第一の回転体
１２ 保持体
１３ 磁石
１４ 第二の回転体
１５ 第一の磁性体
１５Ａ、１６Ａ 突起部
１６ 第二の磁性体
１７ スペーサ
１８ 配線基板
１９ 磁気検出素子
２０ 制御手段
２１ 連結体
２２ 回転トルク検出手段
２３ 回転歯車
２４ 第一の検出歯車
２５ 第二の検出歯車
２６、２７ 回転角度検出手段
２６Ａ、２７Ａ 磁石
２６Ｂ、２７Ｂ 磁気検出素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度や回転トルクの検出等に用いられる回転角度・トルク検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の高機能化が進むなか、様々な回転トルク検出装置や回転角度検出装置を用いてステアリングの回転トルクや回転角度を検出し、パワーステアリング装置やブレーキ装置等の車両の各種制御を行うものが増えている。
【０００３】
このような、従来の回転トルク検出装置について、図７〜図１０を用いて説明する。
【０００４】
図７は従来の回転トルク検出装置の側面図、図８は同分解斜視図であり、同図において、１はステアリングに連動して回転する略円筒状の第一の回転体、２は略円筒状の磁石で、Ｎ極とＳ極が例えば２０〜４０度前後の角度間隔で交互に形成された磁石２が、第一の回転体１の外周下端に固着されている。
【０００５】
そして、３は略円筒状の第二の回転体、４は内周に複数の突起部４Ａが形成された第一の磁性体、５は同様に複数の突起部５Ａが形成された第二の磁性体で、第二の回転体３が第一の回転体１の下方に配置されると共に、第一の磁性体４と第二の磁性体５がスペーサ６を介して、磁石２に対向して第二の回転体３上端に各々固着されている。
【０００６】
また、７は第一の回転体１と第二の回転体３の側方にほぼ平行に配置された配線基板で、左右面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、磁石２との対向面には、第一の磁性体４と第二の磁性体５の間に配設された、ホール素子等の磁気検出素子８が装着されている。
【０００７】
そして、これらの第一の磁性体４と第二の磁性体５、及び対向した磁石２と磁気検出素子８によって回転トルク検出手段が形成されると共に、配線基板７にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子８に接続された制御手段９が形成されている。
【０００８】
さらに、第一の回転体１と第二の回転体３の間には、上端が第一の回転体１に、下端が第二の回転体３に各々固着されたトーションバー等の略円柱状の連結体１０が設けられ、第一の回転体１と第二の回転体３が連結体１０を介して、固着されて回転トルク検出装置が構成されている。
【０００９】
そして、このような回転トルク検出装置が回転角度検出装置等と共に、第一の回転体１や第二の回転体３にステアリング軸が装着されて、自動車のステアリングホイール下方に装着されると共に、制御手段９がコネクタやリード線（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続される。
【００１０】
以上の構成において、ステアリングホイールを回転すると、これに伴って第一の回転体１が回転し、連結体１０が捩じれた後、第一の回転体１にやや遅れて第二の回転体３が回転するが、この時、例えば車両が走行時には回転トルクが小さいため、第一の回転体１に対する第二の回転体３の回転の遅れは少なく、停車時には回転トルクが大きいため、第二の回転体３の回転の遅れが大きくなる。
【００１１】
そして、この第一の回転体１と第二の回転体３の回転に伴って、これらに固着された磁石２と、これにやや遅れて第一の磁性体４と第二の磁性体５も回転し、所定間隔で交互に形成された磁石２のＮ極とＳ極の磁気の変化を、磁気検出素子８が第一の磁性体４と第二の磁性体５を介して検出し、これが制御手段９へ入力される。
【００１２】
なお、この時、磁気検出素子８が検出する磁気は、磁石２が固着された第一の回転体１に対し、第一の磁性体４と第二の磁性体５が固着された第二の回転体３の、回転の遅れが少ない場合には磁気が弱く、回転の遅れが大きな場合には磁気が強くなる。
【００１３】
つまり、ステアリングホイールが回転操作されず中立位置で、車両が直進状態にある場合には、図９（ａ）の部分平面図に示すように、第一の磁性体４内周の複数の突起部４Ａと、第二の磁性体５内周の複数の突起部５Ａの中心が、磁石２の交互に形成されたＮ極とＳ極の中心に各々あるため、磁力が釣り合った状態となっている。
【００１４】
したがって、第一の磁性体４と第二の磁性体５の間には磁束が発生せず、これらの間に配設された磁気検出素子８が検出する磁気は０となり、図１０（ａ）の電圧特性図に示すように、例えば２．５Ｖの電圧Ｔ１が磁気検出素子８から制御手段９に出力される。
【００１５】
これに対し、ステアリングホイールが回転され、図９（ｂ）に示すように、磁石２に対して第一の磁性体４と第二の磁性体５がやや遅れて回転し始める状態では、突起部４ＡがＮ極、この下方の突起部５ＡがＳ極の極性となるため、第一の磁性体４から第二の磁性体５への方向の磁束が発生し、この磁気を磁気検出素子８が検出して、図１０（ａ）に示すように、例えば４Ｖ前後の電圧Ｔ２が制御手段９に出力される。
【００１６】
そして、この第一の磁性体４と第二の磁性体５を介して検出された磁気検出素子８の磁気の強弱から、制御手段９が第一の回転体１、すなわちステアリングの回転トルクを算出して、これが自動車本体の電子回路へ出力され、電子回路がこの回転トルクやステアリングの回転角度、あるいは車体の各部に装着された速度センサ等からの様々なデータを演算して、パワーステアリング装置やブレーキ装置等の車両の様々な制御が行われる。
【００１７】
つまり、例えば、車両が走行中でステアリングの回転トルクが小さな場合には、パワーステアリング装置の利きを緩めて、ステアリングホイールをある程度重い力で回転操作するようにし、車両が停車していてステアリングの回転トルクが大きな場合には、パワーステアリング装置を大きく利かせて、軽い力でもステアリングホイールの回転操作を行えるように構成されている。
【００１８】
なお、例えばパワーステアリング装置がはたらいた状態で、ステアリングホイールを回転操作した場合、上記のように磁石２と、これにやや遅れて第一の磁性体４と第二の磁性体５が回転するが、この時、図９（ｃ）に示すように、突起部４Ａや５Ａ以外の箇所からも磁石２の磁気が漏れ、これを磁気検出素子８が検出してしまう。
【００１９】
そして、この漏れ磁束Ｐによって、磁気検出素子８から制御手段９に出力される電圧波形は、図１０（ａ）に示したような直線状のものとはならず、実際には図１０（ｂ）に示すように、電圧Ｔ３やＴ４のような所定角度の間隔で増減を繰返す波打ったものとなってしまい、制御手段９が検出する回転トルクに３〜５％前後の誤差が生じる。
【００２０】
このため、一般には磁石２外周と、第一の磁性体４や第二の磁性体５内周の間隙を広くし、つまり磁石２と磁気検出素子８の間の距離を大きくして、磁気検出素子８が漏れ磁束Ｐを検出しないように対策が行われているが、これによって回転トルク検出装置全体の小型化を図るには限界が生じてしまうものであった。
【００２１】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００８−８２８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上記従来の回転トルク検出装置においては、磁石２からの漏れ磁束Ｐによって、制御手段９が検出する回転トルクに誤差が生じてしまい、これを防ぐために磁石２と磁気検出素子８間の距離を大きくした場合には、全体の小型化を図ることが困難になってしまうという課題があった。
【００２３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能な回転角度・トルク検出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】
【００２４】
上記目的を達成するために本発明は、第一の回転体と共にステアリングに連動して回転する回転歯車と、この回転歯車に連動して回転する検出歯車、及びこの検出歯車の回転角度を検出する回転角度検出手段を設けると共に、回転トルク検出手段と回転角度検出手段に接続された制御手段が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正するようにして回転角度・トルク検出装置を構成したものであり、制御手段が回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正することによって、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えると共に、装置全体の小型化も容易に図ることが可能な回転角度・トルク検出装置を得ることができるという作用を有するものである。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明によれば、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能な回転角度・トルク検出装置を実現することができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
【００２７】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転角度・トルク検出装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１は略円筒状でステアリングに連動して回転するポリブチレンテレフタレート等の絶縁樹脂製の第一の回転体、１２は略円筒状で銅やアルミニウム等の保持体、１３は略円筒状または略リング状でフェライトやＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金等の磁石で、このＮ極とＳ極が例えば３０度や１５度前後の所定の角度間隔で交互に形成された磁石１３が、保持体１２の外周下端に固着されると共に、この保持体１２の外周上方が第一の回転体１１の内周上方に固着されている。
【００２８】
そして、１４は略円筒状でポリブチレンテレフタレート等の絶縁樹脂製の第二の回転体、１５は略リング状でパーマロイや鉄、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の第一の磁性体、１６は同じく第二の磁性体で、第二の回転体１４が第一の回転体１１の下方に配置されると共に、第一の磁性体１５の内周には複数の突起部１５Ａが、第二の磁性体１６の内周には複数の突起部１６Ａが、例えば６個あるいは１２個ずつ所定の角度間隔で各々形成され、これらが磁石１３外周と所定の間隙を空けて対向している。
【００２９】
また、１７は略リング状で銅やアルミニウムまたは絶縁樹脂製のスペーサで、このスペーサ１７を介して第一の磁性体１５と第二の磁性体１６が、磁石１３に対向して第二の回転体１４上端に各々固着されている。
【００３０】
さらに、１８は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、左右面には銅箔等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の回転体１１と第二の回転体１４の側方にほぼ平行に配置され、磁石１３との対向面には、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６の間に配設された、垂直方向の磁気を検出するホール素子や、水平方向の磁気を検出するＧＭＲ素子等の磁気検出素子１９が実装装着されている。
【００３１】
そして、これらの第一の磁性体１５と第二の磁性体１６、及び対向した磁石１３と磁気検出素子１９によって回転トルク検出手段２２が形成されると共に、配線基板１８にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子１９に接続された制御手段２０が形成されている。
【００３２】
また、第一の回転体１１と第二の回転体１４の間には、上端が第一の回転体１１に、下端が第二の回転体１４に各々固着されたトーションバー等の略円柱状で鋼等の連結体２１が設けられて、回転トルク検出部が構成されている。
【００３３】
さらに、２３は外周下面に平歯車部が形成された略リング状で絶縁樹脂または金属製の回転歯車、２４は外周側面に平歯車部が形成された第一の検出歯車、２５は同じく第二の検出歯車で、回転歯車２３が第一の回転体１１外周下端に固着されると共に、この回転歯車２３に第一の検出歯車２４が、第一の検出歯車２４に第二の検出歯車２５が各々噛合している。
【００３４】
なお、これらの歯車の直径及び歯数は、回転歯車２３が最も大きく、第一の検出歯車２４、第二の検出歯車２５の順に小さくなっており、例えば、回転歯車２３の歯数が４８、第一の検出歯車２４の歯数が３２、第二の検出歯車２５の歯数が２８となっている。
【００３５】
そして、この第一の検出歯車２４の中央には磁石２６Ａが、第二の検出歯車２５の中央には磁石２７Ａが、各々インサート成形等により装着されると共に、これらの側方にほぼ平行に配置された配線基板１８の、磁石２６Ａと２７Ａとの対向面には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子等の磁気検出素子２６Ｂと２７Ｂが各々装着されて、回転角度検出手段２６と２７が形成されている。
【００３６】
さらに、これらの磁気検出素子２６Ｂと２７Ｂが制御手段２０に接続されて、回転角度検出部が形成されると共に、制御手段２０には回転角度検出手段２６と２７からの回転角度に応じた、回転トルク検出手段２２からの回転トルクの誤差の値が記憶されて、回転角度・トルク検出装置が構成されている。
【００３７】
つまり、本実施の形態の回転角度・トルク検出装置は、ステアリングの回転トルクを検出する回転トルク検出部の下方に、ステアリングの回転角度を検出する回転角度検出部が一体に形成された構成となっている。
【００３８】
なお、上記した制御手段２０への回転角度に応じた回転トルクの誤差の値の記憶は、実際には上記のような回転角度・トルク検出装置を製作した後、第一の回転体１１や第二の回転体１４にステアリング軸の代わりの治工具等を装着し、第一の回転体１１や回転歯車２３等を所定回数回転して、一つ一つの回転角度・トルク検出装置毎に制御手段２０への記憶が行われる。
【００３９】
そして、このように構成された回転角度・トルク検出装置が、第一の回転体１１や第二の回転体１４にステアリング軸が装着されて、自動車のステアリングホイール下方に装着されると共に、制御手段２０がコネクタやリード線（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続される。
【００４０】
以上の構成において、ステアリングホイールを回転すると、これに伴って第一の回転体１１が回転し、この下端に固着された回転歯車２３が回転するため、回転歯車２３に噛合した第一の検出歯車２４、及び第一の検出歯車２４に噛合した第二の検出歯車２５が各々連動して回転する。
【００４１】
そして、第一の検出歯車２４の回転に伴って、中央に装着された磁石２６Ａも回転して磁気の方向が変化し、この磁石２６Ａの磁気の方向を磁気検出素子２６Ｂが検出して、磁気の正弦波や余弦波から正接計算や直線近似計算等を行い、図３（ａ）の角度波形図に示すような、増減を繰返す略鋸歯状の角度検出信号Ｌが制御手段２０へ入力される。
【００４２】
また、第二の検出歯車２５の磁石２７Ａに対向した磁気検出素子２７Ｂからも、図３（ｂ）に示すような角度検出信号Ｍが制御手段２０へ出力されるが、この時、第一の検出歯車２４と第二の検出歯車２５とは歯数が異なっているため、磁気検出素子２６Ａから出力される角度検出信号Ｌと、磁気検出素子２７Ｂから出力される角度検出信号Ｍは、略鋸歯状のデータ波形の傾き角度や形状が異なり、位相差のあるものとなって制御手段２０へ入力される。
【００４３】
そして、これらの角度検出信号ＬとＭから制御手段２０が、第一の検出歯車２４の検出信号Ｌの例えば２回転目の角度θ１から、第二の検出歯車２５の検出信号Ｍの例えば２回転目の角度θ２を減じて、図３（ｃ）に示すような、漸次増加する直線状の位相差信号Ｎを算出し、この角度θ１−θ２から、先ず回転歯車２３の概略の回転角度を検出する。
【００４４】
さらに、この後、検出信号Ｌの角度θ１または検出信号Ｍの角度θ２と、回転歯車２３に対する第一の検出歯車２４と第二の検出歯車２５の各歯車部の歯数から、制御手段２０が回転歯車２３の詳細な回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力される。
【００４５】
また、この時、ステアリング軸と第一の回転体１１の回転に伴って、連結体２１が捩じれた後、第一の回転体１１にやや遅れて第二の回転体１４が回転するが、この時、例えば車両が走行時には回転トルクが小さいため、第一の回転体１１に対する第二の回転体１４の回転の遅れは少なく、停車時には回転トルクが大きいため、第二の回転体１４の回転の遅れが大きくなる。
【００４６】
そして、この第一の回転体１１と第二の回転体１４の回転に伴って、これらに固着された磁石１３と、これにやや遅れて第一の磁性体１５と第二の磁性体１６も回転し、所定間隔で交互に形成された磁石１３のＮ極とＳ極の磁気の変化を、磁気検出素子１９が第一の磁性体１５と第二の磁性体１６を介して検出し、これが制御手段２０へ入力される。
【００４７】
つまり、ステアリングホイールが回転操作されず中立位置で、車両が直進状態にある場合には、図４（ａ）の部分平面図や図５（ａ）の部分側面図に示すように、第一の磁性体１５内周の複数の突起部１５Ａと、第二の磁性体１６内周の複数の突起部１６Ａの中心が、磁石１３の所定の角度間隔で交互に形成されたＮ極とＳ極の中心に各々あるため、磁力が釣り合った状態となっている。
【００４８】
したがって、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６の間には磁束が発生せず、これらの間に配設された磁気検出素子１９が検出する磁気は０となり、図６（ａ）の電圧特性図に示すように、例えば２．５Ｖの電圧Ｔ１が磁気検出素子１９から制御手段２０に出力される。
【００４９】
これに対し、ステアリングホイールが例えば反時計方向へ回転され、図４（ｂ）や図５（ｂ）に示すように、磁石１３に対して第一の磁性体１５と第二の磁性体１６がやや遅れて回転し始める状態では、突起部１５ＡがＮ極、この下方の突起部１６ＡがＳ極の極性となるため、第一の磁性体１５から第二の磁性体１６への方向の磁束が発生し、この磁気を磁気検出素子１９が検出して、図６（ａ）に示すような、例えば４Ｖ前後の電圧Ｔ２が制御手段２０に出力される。
【００５０】
なお、ステアリングホイールが上記とは逆の時計方向へ回転された場合には、第二の磁性体１６から第一の磁性体１５への方向の磁束が発生するため、この磁気を磁気検出素子１９が検出して、図６（ａ）に示すように、例えば１Ｖ前後の電圧Ｔ５が制御手段２０に出力される。
【００５１】
そして、この第一の磁性体１５と第二の磁性体１６を介して検出された磁気検出素子１９の磁気の強弱から、制御手段２０がステアリング軸の回転トルクを算出して、これが自動車本体の電子回路へ出力され、電子回路がこの回転トルクや、上述した制御手段２０からのステアリング軸の回転角度、あるいは車体の各部に装着された速度センサ等からの様々なデータを演算して、パワーステアリング装置やブレーキ装置等の車両の様々な制御が行われる。
【００５２】
つまり、制御手段２０からの回転トルクによって、車両の走行や停車状態に合わせ、例えば、車両が走行中でステアリングの回転トルクが小さな場合には、パワーステアリング装置の利きを緩めて、ステアリングホイールをある程度重い力で回転操作するようにし、車両が停車していてステアリングの回転トルクが大きな場合には、パワーステアリング装置を大きく利かせて、軽い力でもステアリングホイールの回転操作を行えるように構成されている。
【００５３】
あるいは、制御手段２０からの回転角度によって、ステアリングホイールが大きく回転操作されている場合には、ブレーキ装置の利きを断続的にし、小さく回転操作されている場合には、ブレーキ装置を連続的に利かせる等の、ステアリングホイールの回転に応じたブレーキ装置の制御等が行われるようになっている。
【００５４】
そして、この時、上述したように、制御手段２０には予め回転角度検出手段２６と２７からの回転角度に応じた、回転トルク検出手段２２からの回転トルクの誤差の値が記憶されているため、この値を用いて制御手段２０が磁気検出素子１９からの回転トルクのデータの補正を行う。
【００５５】
つまり、例えばパワーステアリング装置がはたらいた状態で、ステアリングホイールを回転操作した場合、上記のように磁石１３と、これにやや遅れて第一の磁性体１５と第二の磁性体１６が回転するが、この時、図４（ｃ）や図５（ｃ）に示すように、突起部１５Ａや１６Ａ以外の箇所からも磁石１３の磁気が漏れ、これを磁気検出素子１９が検出してしまう。
【００５６】
したがって、この漏れ磁束Ｐによって、磁気検出素子１９から制御手段２０に出力される電圧波形は、図６（ａ）に示したような直線状のものとはならず、実際には図６（ｂ）に示すように、電圧Ｔ３やＴ４、Ｔ６のような所定角度の間隔で増減を繰返す波打ったものとなる。
【００５７】
しかし、制御手段２０には予め回転角度に応じた回転トルクの誤差の値、例えば図６（ｂ）に示すように、第一の回転体１１の回転角度がθ３である場合には誤差がδ３、回転角度がθ４である場合には誤差がδ４というように、所定角度で周期的に増減を繰返す回転トルクの誤差の値が記憶されているため、この値を用いて制御手段２０が磁気検出素子１９からの回転トルクのデータの補正を行い、制御手段２０からは図６（ａ）に示したような直線状の電圧Ｔ１やＴ２、Ｔ５が、回転トルクのデータとして自動車本体の電子回路へ出力される。
【００５８】
すなわち、回転トルク検出部に加え、回転歯車２３や第一の検出歯車２４、第二の検出歯車２５、及びこれらの回転角度を検出する回転角度検出手段２６や２７から形成された回転角度検出部を設けると共に、回転トルク検出手段２２と回転角度検出手段２６や２７に接続された制御手段２０が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正することによって、磁石１３からの漏れ磁束Ｐによる誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えるように構成されている。
【００５９】
したがって、磁気検出素子１９が漏れ磁束Ｐを検出しないように、磁石１３外周と、第一の磁性体１５や第二の磁性体１６内周との間隙を広くする必要もなく、回転角度・トルク検出装置全体の小型化を図ることも容易に可能となる。
【００６０】
さらに、以上のような回転トルクの検出を行う際、もし第一の磁性体１５と第二の磁性体１６のいずれかに偏心や傾きがあり、これらの上下方向の間隔が均一でなかった場合、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６が一回転する間に、磁気検出素子１９が検出する磁気の強弱にばらつきが生じ、磁気検出素子１９からは図６（ｃ）に示すような、例えば一回転の始終点と中間点で電圧差Δのある電圧波形が出力されてしまう。
【００６１】
しかし、この場合にも、上記のように回転角度・トルク検出装置を製作した後に、第一の回転体１１や回転歯車２３等を所定回数回転して、制御手段２０に回転角度に応じた回転トルクの誤差の値の記憶を行わせることによって、制御手段２０がこの値を用いて磁気検出素子１９からの回転トルクのデータの補正を行い、自動車本体の電子回路へは電圧差Δのない、図６（ａ）に示したような直線状の電圧Ｔ１やＴ２、Ｔ５を、回転トルクのデータとして出力するようにすることが可能となる。
【００６２】
なお、回転トルク検出部と回転角度検出部を別々に形成し、これらをリード線等によって制御手段２０や電子回路に接続した構成としても、本発明の実施は可能であるが、上記のように回転トルク検出部と回転角度検出部を一体に形成し、回転トルクと回転角度の両方の検出を制御手段２０が行う構成とすることによって、構成部品数が少なくなり、装置を安価に形成できると共に、小型化を図ることもより容易に行うことができる。
【００６３】
また、以上の説明では、回転トルク検出部の下方に、回転角度検出部を一体に形成した構成について説明したが、第一の回転体１１や第二の回転体１４の側方に、外周側面に平歯車部が形成された回転歯車２３や第一の検出歯車２４、第二の検出歯車２５を各々噛合させて配列し、回転トルク検出部の側方に回転角度検出部を一体に形成した構成としてもよい。
【００６４】
このように本実施の形態によれば、回転トルク検出部に加え、回転歯車２３や第一の検出歯車２４、第二の検出歯車２５、及びこれらの回転角度を検出する回転角度検出手段２６や２７から形成された回転角度検出部を設けると共に、回転トルク検出手段２２と回転角度検出手段２６や２７に接続された制御手段２０が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正することによって、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えると共に、装置全体の小型化も容易に図ることが可能な回転角度・トルク検出装置を得ることができるものである。
【００６５】
なお、以上の説明では、回転歯車２３に第一の検出歯車２４を、第一の検出歯車２４に第二の検出歯車２５を各々噛合させて、回転角度検出部を形成した構成について説明したが、第一の検出歯車２４と第二の検出歯車２５の両方を、回転歯車２３に噛合させた構成や、あるいは、いずれか一方のみを回転歯車２３に噛合させた構成としても、本発明の実施は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明による回転角度・トルク検出装置は、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能なものを実現することができ、主に自動車のステアリングの回転角度や回転トルクの検出用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施の形態による回転角度・トルク検出装置の断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同角度波形図
【図４】同部分平面図
【図５】同部分側面図
【図６】同電圧特性図
【図７】従来の回転トルク検出装置の側面図
【図８】同分解斜視図
【図９】同部分平面図
【図１０】同電圧特性図
【符号の説明】
【００６８】
１１ 第一の回転体
１２ 保持体
１３ 磁石
１４ 第二の回転体
１５ 第一の磁性体
１５Ａ、１６Ａ 突起部
１６ 第二の磁性体
１７ スペーサ
１８ 配線基板
１９ 磁気検出素子
２０ 制御手段
２１ 連結体
２２ 回転トルク検出手段
２３ 回転歯車
２４ 第一の検出歯車
２５ 第二の検出歯車
２６、２７ 回転角度検出手段
２６Ａ、２７Ａ 磁石
２６Ｂ、２７Ｂ 磁気検出素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングに連動して回転する第一の回転体と、この第一の回転体に連結体を介して固着された第二の回転体と、上記第一の回転体の回転トルクを検出する回転トルク検出手段と、ステアリングに連動して回転する回転歯車と、この回転歯車に連動して回転する検出歯車と、この検出歯車の回転角度を検出する回転角度検出手段と、上記回転トルク検出手段と回転角度検出手段に接続された制御手段からなり、上記制御手段が回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正する回転角度・トルク検出装置。
【請求項１】
ステアリングに連動して回転する第一の回転体と、この第一の回転体に連結体を介して固着された第二の回転体と、上記第一の回転体の回転トルクを検出する回転トルク検出手段と、ステアリングに連動して回転する回転歯車と、この回転歯車に連動して回転する検出歯車と、この検出歯車の回転角度を検出する回転角度検出手段と、上記回転トルク検出手段と回転角度検出手段に接続された制御手段からなり、上記制御手段が回転角度に応じて回転トルクの誤差を補正する回転角度・トルク検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１８１３１０（Ｐ２０１０−１８１３１０Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５７３０（Ｐ２００９−２５７３０）
【出願日】平成２１年２月６日（２００９．２．６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月６日（２００９．２．６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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