JP2001133211A - Rotation angle detector, torque sensor and steering device - Google Patents

Rotation angle detector, torque sensor and steering device

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JP2001133211A
JP2001133211A JP31437399A JP31437399A JP2001133211A JP 2001133211 A JP2001133211 A JP 2001133211A JP 31437399 A JP31437399 A JP 31437399A JP 31437399 A JP31437399 A JP 31437399A JP 2001133211 A JP2001133211 A JP 2001133211A
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JP
Japan
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shaft
steering
sensor
rotation angle
magnetic
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JP31437399A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Shiba
真人 柴
Koji Kanda
耕治 神田
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation angle detector capable of obtaining the stable output of a magnetic sensor. SOLUTION: This detector is provided with parts 22a and 22b magnetically non-continuous in a rotary shaft direction intermittently provided in a parallel line shape along the peripheral surface of a rotary shaft 21, and a first magnetic sensor 25 to detect a magnetic field formed by the parts 22a and 22b. Based on the detection signal of the first magnetic sensor 25, the displacement angle from the first magnetic sensor 25 of the rotating direction of the rotary shaft 21 is detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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、入力軸と出力軸とを連結する連結
軸に生じる捩れ角度によって入力軸に加わるトルクを検
出するトルクセンサ、及びこのトルクセンサの検出結果
に基づいて電動モータを駆動し、操舵補助力を発生させ
る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, a torque sensor for detecting a torque applied to an input shaft by a torsion angle generated in a connection shaft connecting an input shaft and an output shaft, and a torque sensor for detecting the rotation angle. The present invention relates to a steering device that drives an electric motor based on a detection result of a torque sensor to generate a steering assist force.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用の舵取装置に電動モータを駆動
して操舵補助を行ない、運転者の負担を軽減するものが
ある。これは、操舵輪(ステアリングホイール)に繋が
る入力軸と、ピニオン及びラック等により操向車輪に繋
がる出力軸と、入力軸及び出力軸を連結する連結軸とを
備え、連結軸に生じる捩れ角度によって、トルクセンサ
が入力軸に加わる操舵トルクを検出し、トルクセンサが
検出した操舵トルクに基づき、出力軸に連動する操舵補
助用の電動モータを駆動制御するものである。また、回
転角度検出装置により操舵輪の舵角中点を求め、操舵輪
の舵角に応じた電動モータの駆動制御も行っている。
2. Description of the Related Art There is a steering apparatus for an automobile that drives an electric motor to assist the steering to reduce the burden on the driver. It comprises an input shaft connected to a steered wheel (steering wheel), an output shaft connected to a steered wheel by a pinion and a rack, and a connection shaft connecting the input shaft and the output shaft. In addition, a torque sensor detects a steering torque applied to an input shaft, and based on the steering torque detected by the torque sensor, controls driving of an electric motor for steering assistance linked to an output shaft. In addition, the steering angle midpoint of the steered wheels is obtained by the rotation angle detecting device, and the drive control of the electric motor according to the steered angle of the steered wheels is also performed.

【0003】図6は、本出願人が平成11年特許願第2
88882号において提案した回転角度検出装置の要部
構成例を示す原理図である。この回転角度検出装置は、
舵取装置に使用した場合を示しており、上端部にステア
リングホイール20が連結され、下端部にピニオン23
が連結されたステアリングシャフト21(操舵軸)の中
間部の周面に沿わせて螺旋状に、磁性材からなる突起物
22(突起)を設けてある。
FIG. 6 shows that the present applicant filed a patent application No.
It is a principle diagram which shows the example of a principal part structure of the rotation angle detection apparatus proposed in 88882. This rotation angle detection device
In this case, the steering wheel 20 is connected to the upper end and the pinion 23 is connected to the lower end.
A projection 22 (projection) made of a magnetic material is provided spirally along the peripheral surface of the intermediate portion of the steering shaft 21 (steering shaft) to which is connected.

【0004】また、この回転角度検出装置は、ステアリ
ングシャフト21が回転したときに、ステアリングシャ
フト21の軸方向に移動する磁性材からなる突起物22
の位置を検出する為に、MRセンサ24(磁気抵抗効果
素子、磁気センサ)がステアリングシャフト21と適当
な隙間を空けて平行に設けられ、車体の動かない部位に
固定されている。MRセンサ24は、例えば、2つの磁
気抵抗からなる分圧回路を備え、この分圧を出力する構
成である。また、磁性材からなる突起物22による磁界
の変化を大きくして感度を高める為に、ステアリングシ
ャフト21に面しない側にバイアス用磁石を備え、ステ
アリングシャフト21表面の磁界を強化してある。
[0004] Further, the rotation angle detecting device includes a projection 22 made of a magnetic material that moves in the axial direction of the steering shaft 21 when the steering shaft 21 rotates.
In order to detect the position, the MR sensor 24 (magnetoresistive element, magnetic sensor) is provided in parallel with the steering shaft 21 with an appropriate gap, and is fixed to a portion where the vehicle body does not move. The MR sensor 24 includes, for example, a voltage dividing circuit including two magnetic resistances, and is configured to output the divided voltage. Further, in order to increase the change in the magnetic field due to the projection 22 made of a magnetic material and increase the sensitivity, a bias magnet is provided on the side not facing the steering shaft 21 to enhance the magnetic field on the surface of the steering shaft 21.

【0005】このような構成の回転角度検出装置は、ス
テアリングシャフト21が、0≦θ<360°の範囲で
回転するのに応じて、MRセンサ24の検出面に最近接
する磁性材からなる突起物22が、ステアリングシャフ
ト21の軸方向に移動する。磁性材からなる突起物22
は、ステアリングシャフト21の周面の展開図である図
7(a)に示すように、ステアリングシャフト21の周
面に沿わせて螺旋状に設けてある。
In the rotation angle detecting device having such a configuration, the protrusion made of a magnetic material closest to the detection surface of the MR sensor 24 according to the rotation of the steering shaft 21 in the range of 0 ≦ θ <360 °. 22 moves in the axial direction of the steering shaft 21. Projection 22 made of magnetic material
As shown in FIG. 7A which is a developed view of the peripheral surface of the steering shaft 21, it is spirally provided along the peripheral surface of the steering shaft 21.

【0006】その為、MRセンサ24の検出面に最近接
する磁性材からなる突起物22の、ステアリングシャフ
ト21の軸方向の位置と、ステアリングシャフト21の
回転角度とを対応させることが出来る。従って、MRセ
ンサ24の出力電圧と、ステアリングシャフト21の回
転角度(舵角)とが直線的な関係になるように設定して
おけば、MRセンサ24の出力電圧に基づき、ステアリ
ングシャフト21の回転角度を検出することが出来る。
For this reason, the axial position of the steering shaft 21 of the protrusion 22 made of a magnetic material closest to the detection surface of the MR sensor 24 can correspond to the rotation angle of the steering shaft 21. Therefore, if the output voltage of the MR sensor 24 and the rotation angle (steering angle) of the steering shaft 21 are set to have a linear relationship, the rotation of the steering shaft 21 is determined based on the output voltage of the MR sensor 24. The angle can be detected.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した回転角度検出
装置では、磁性材からなる突起物22の始端(例えば0
°)付近と終端(例えば360°)付近とは、付近の突
起物22による磁界の影響を受けて、MRセンサ24の
出力電圧は、図7(b)に示すように、突起物22の位
置を反映せず、崩れた波形を示す問題があった。しか
し、この波形が崩れた部分は、MRセンサ24の感度
(単位回転角度当たりの出力電圧の変化)が大きくなる
ので、安定したMRセンサ24の出力を得ることが出来
る。
In the rotation angle detecting device described above, the starting end (for example, 0 mm) of the protrusion 22 made of a magnetic material is used.
°) and near the end (for example, 360 °) are affected by the magnetic field due to the nearby protrusions 22, and the output voltage of the MR sensor 24 becomes the position of the protrusions 22 as shown in FIG. There is a problem that the waveform is not reflected and shows a broken waveform. However, since the sensitivity of the MR sensor 24 (change in output voltage per unit rotation angle) increases in a portion where the waveform is broken, a stable output of the MR sensor 24 can be obtained.

【0008】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1〜4発明では、安定した磁気セ
ンサの出力を得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5発明では、安定した磁気セ
ンサの出力を得ることが出来るトルクセンサを提供する
ことを目的とする。第6発明では、第1〜4発明の何れ
かに係る回転角度検出装置、及び第5発明に係るトルク
センサを使用した舵取装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is an object of the first to fourth inventions to provide a rotation angle detecting device capable of obtaining a stable output of a magnetic sensor. I do. A fifth aspect of the present invention aims to provide a torque sensor capable of obtaining a stable output of a magnetic sensor. In a sixth aspect, an object is to provide a rotation angle detecting device according to any one of the first to fourth aspects and a steering device using the torque sensor according to the fifth aspect.

【0009】[0009]

【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、回転軸の周面に沿って平行線状に断続的に
設けられ、回転軸方向に磁性的に不連続な部分と、該部
分により形成された磁界を検出すべき第1磁気センサと
を備え、該第1磁気センサの検出信号に基づき、前記回
転軸の回転方向の前記第1磁気センサからの変位角度を
検出すべく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 which is provided intermittently in a parallel line along a peripheral surface of a rotation shaft, and includes a portion which is magnetically discontinuous in the rotation axis direction. A first magnetic sensor for detecting a magnetic field formed by the portion, and detecting a displacement angle of the rotation axis of the rotation shaft from the first magnetic sensor based on a detection signal of the first magnetic sensor. It is characterized by what it does.

【0010】この回転角度検出装置では、回転軸方向に
磁性的に不連続な部分が、回転軸の周面に沿って平行線
状に断続的に設けられている。第1磁気センサは、磁性
的に不連続な部分により形成された磁界を検出し、第1
磁気センサの検出信号に基づき、回転軸の回転方向の第
1磁気センサからの変位角度を検出する。これにより、
安定した磁気センサの出力を得ることが出来、また、磁
性的に不連続な部分が、回転軸の周面に沿って平行線状
に断続的に設けられるので、工作が容易である回転角度
検出装置を実現することが出来る。
In this rotation angle detecting device, a portion that is magnetically discontinuous in the rotation axis direction is provided intermittently in a parallel line along the peripheral surface of the rotation shaft. The first magnetic sensor detects a magnetic field formed by a magnetically discontinuous portion, and detects the first magnetic sensor.
Based on a detection signal of the magnetic sensor, a displacement angle of the rotation direction of the rotation shaft from the first magnetic sensor is detected. This allows
A stable magnetic sensor output can be obtained, and magnetically discontinuous portions are provided intermittently in parallel lines along the circumference of the rotating shaft, making it easy to detect the rotation angle. The device can be realized.

【0011】第2発明に係る回転角度検出装置は、前記
磁性的に不連続な部分は、磁性材からなる突起又は窪み
であることを特徴とする。
[0011] The rotation angle detecting device according to the second invention is characterized in that the magnetically discontinuous portion is a protrusion or a depression made of a magnetic material.

【0012】この回転角度検出装置では、磁性的に不連
続な部分は、磁性材からなる突起又は窪みであるので、
安定した磁気センサの出力を得ることが出来、また、こ
の突起が、回転軸の周面に沿って平行線状に断続的に設
けられるので、工作が容易であ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 magnetically discontinuous portion is a projection or a depression made of a magnetic material.
A stable output of the magnetic sensor can be obtained, and the projections are provided intermittently in a parallel line along the peripheral surface of the rotating shaft. Can be done.

【0013】第3発明に係る回転角度検出装置は、前記
磁性的に不連続な部分は、平行線状に交互に、また、前
記回転方向に等間隔に設けてあることを特徴とする。
[0013] A rotation angle detecting device according to a third aspect of the invention is characterized in that the magnetically discontinuous portions are provided alternately in parallel lines and at equal intervals in the rotation direction.

【0014】この回転角度検出装置では、磁性的に不連
続な部分は、平行線状に交互に、また、前記回転方向に
等間隔に設けてあるので、磁気センサの安定した周期的
な出力を得ることが出来、また、磁性的に不連続な部分
が、回転軸の周面に沿って平行線状に断続的に設けられ
るので、工作が容易であ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 magnetically discontinuous portions are provided alternately in parallel lines and at equal intervals in the rotation direction, so that a stable periodic output of the magnetic sensor can be obtained. Since the magnetically discontinuous portion is provided intermittently in a parallel line along the peripheral surface of the rotating shaft, a rotation angle detecting device that is easy to work can be realized. .

【0015】第4発明に係る回転角度検出装置は、前記
第1磁気センサから前記回転方向に所定角度異なる位置
の、前記部分により形成された磁界を検出すべき第2磁
気センサを更に備え、該第2磁気センサ及び前記第1磁
気センサの各検出信号に基づき、前記変位角度を検出す
べくなしてあることを特徴とする。
A rotation angle detecting device according to a fourth aspect of the present invention further comprises a second magnetic sensor for detecting a magnetic field formed by the portion at a position different from the first magnetic sensor by a predetermined angle in the rotation direction, The displacement angle is detected based on each detection signal of the second magnetic sensor and the first magnetic sensor.

【0016】この回転角度検出装置では、第2磁気セン
サが、第1磁気センサから回転方向に所定角度異なる位
置の、磁性的に不連続な部分により形成された磁界を検
出し、第2磁気センサ及び第1磁気センサの各検出信号
に基づき、変位角度を検出する。これにより、第1磁気
センサ及び第2磁気センサの各検出信号の関係から、各
検出信号の1周期間の回転角度を特定することが出来
る。また、磁気センサの安定した周期的な出力を得るこ
とが出来ると共に、磁性的に不連続な部分が、回転軸の
周面に沿って平行線状に断続的に設けられるので、工作
が容易であ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 second magnetic sensor detects a magnetic field formed by a magnetically discontinuous portion at a position different from the first magnetic sensor by a predetermined angle in the rotation direction, and the second magnetic sensor And a displacement angle is detected based on each detection signal of the first magnetic sensor. Thus, the rotation angle of each detection signal during one cycle can be specified from the relationship between the detection signals of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. In addition, a stable periodic output of the magnetic sensor can be obtained, and magnetically discontinuous portions are provided intermittently in parallel lines along the peripheral surface of the rotating shaft, so that machining is easy. A certain rotation angle detecting device can be realized.

【0017】第5発明に係るトルクセンサは、入力軸に
加わるトルクを、入力軸と出力軸とを連結する連結軸に
生じる捩れ角度によって検出するトルクセンサにおい
て、前記入力軸及び出力軸それぞれに取付けられた請求
項1〜4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。
A torque sensor according to a fifth aspect of the present invention is a torque sensor for detecting a torque applied to an input shaft by a torsion angle generated in a connecting shaft connecting the input shaft and the output shaft, wherein the torque sensor is attached to each of the input shaft and the output shaft. A rotation angle detecting device according to any one of claims 1 to 4, and a means for detecting a difference between the displacement angles respectively detected by the rotation angle detecting device, wherein the difference between the displacement angles detected by the means is provided. Is set to be the torsion angle.

【0018】このトルクセンサでは、入力軸に加わるト
ルクを、入力軸と出力軸とを連結する連結軸に生じる捩
れ角度によって検出する。請求項1〜4の何れかに記載
された回転角度検出装置が、入力軸及び出力軸それぞれ
に取付けられ、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、その検出する手
段が検出した変位角度の差を捩れ角度とする。これによ
り、安定した磁気センサの出力を得ることが出来、ま
た、磁性的に不連続な部分が、回転軸の周面に沿って平
行線状に断続的に設けられるので、工作が容易であるト
ルクセンサを実現することが出来る。
In this torque sensor, the torque applied to the input shaft is detected by the torsion angle generated on the connecting shaft connecting the input shaft and the output shaft. The rotation angle detecting device according to any one of claims 1 to 4 is attached to each of the input shaft and the output shaft, and the detecting means detects a difference between the displacement angles detected by the rotation angle detecting device. The difference between the displacement angles detected by the detecting means is defined as a torsion angle. Thereby, a stable output of the magnetic sensor can be obtained, and the magnetically discontinuous portion is provided intermittently in a parallel line along the peripheral surface of the rotating shaft, so that the work is easy. A torque sensor can be realized.

【0019】第6発明に係る舵取装置は、操舵輪に繋が
る入力軸と、前記操舵輪に加わる操舵トルクに基づき駆
動制御される操舵補助用の電動モータと、該電動モータ
に連動する出力軸と、前記入力軸に加わる操舵トルク
を、前記入力軸及び出力軸を連結する連結軸に生じる捩
れ角度によって検出する請求項5に記載されたトルクセ
ンサとを備え、該トルクセンサが有する回転角度検出装
置により前記操舵輪の舵角を検出すべくなしてあること
を特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a steering device comprising: an input shaft connected to a steered wheel; an electric motor for steering assistance driven and controlled based on a steering torque applied to the steered wheel; and an output shaft interlocked with the electric motor. And a torque sensor according to claim 5, wherein a steering torque applied to the input shaft is detected by a torsion angle generated in a connection shaft connecting the input shaft and the output shaft, and a rotation angle detection of the torque sensor is provided. It is characterized in that a steering angle of the steered wheels is detected by a device.

【0020】この舵取装置では、入力軸が操舵輪に繋が
り、操舵補助用の電動モータが、操舵輪に加わる操舵ト
ルクに基づき駆動制御される。出力軸が、舵補助用の電
動モータに連動し、請求項5に記載されたトルクセンサ
が、入力軸に加わる操舵トルクを、入力軸及び出力軸を
連結する連結軸に生じる捩れ角度によって検出する。ト
ルクセンサが有する回転角度検出装置は、操舵輪の舵角
を検出する。これにより、第1〜4発明の何れかに係る
回転角度検出装置、及び第5発明に係るトルクセンサを
使用した舵取装置を実現することが出来る。
In this steering system, the input shaft is connected to the steered wheels, and the electric motor for assisting steering is driven and controlled based on the steering torque applied to the steered wheels. The output shaft is interlocked with an electric motor for steering assistance, and the torque sensor according to claim 5 detects a steering torque applied to the input shaft by a torsion angle generated in a connecting shaft connecting the input shaft and the output shaft. . A rotation angle detection device of the torque sensor detects a steering angle of a steered wheel. This makes it possible to realize a rotation angle detecting device according to any of the first to fourth inventions and a steering device using the torque sensor according to the fifth invention.

【0021】[0021]

【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
の実施の形態1の要部構成を示す原理図である。この回
転角度検出装置は、舵取装置に使用した場合を示してお
り、上端部にステアリングホイール20が連結され、下
端部にピニオン23が連結されたステアリングシャフト
21(操舵軸)の中間部の周面に沿わせて、磁性材から
なる突起22a,22bが設けてある。突起22a,2
2bは、図2(a)のステアリングシャフト21の周面
の展開図に示すように、平行線状に交互に、また、回転
方向に等間隔に、例えば、2つ宛設けてある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a principle diagram showing a main configuration of a rotation angle detecting device according to a first embodiment of the present invention. This rotation angle detection device shows a case where the rotation angle detection device is used in a steering device. The rotation angle detection device has a periphery of an intermediate portion of a steering shaft 21 (steering shaft) having an upper end connected to a steering wheel 20 and a lower end connected to a pinion 23. Protrusions 22a and 22b made of a magnetic material are provided along the surface. Projections 22a, 2
As shown in the developed view of the peripheral surface of the steering shaft 21 in FIG. 2 (a), 2b are provided alternately in parallel lines and at equal intervals in the rotation direction, for example, two are provided.

【0022】また、この回転角度検出装置は、ステアリ
ングシャフト21が回転したときに、ステアリングシャ
フト21の磁性材からなる突起物22a,22bにより
その周面付近に形成された磁界の、その軸方向の最強点
を検出する為に、MRセンサ25(磁気抵抗効果素子、
第1磁気センサ)がステアリングシャフト21と適当な
隙間を空けて平行に設けられ、車体の動かない部位に固
定されている。
Further, the rotation angle detecting device is configured such that when the steering shaft 21 rotates, the magnetic field formed in the vicinity of the peripheral surface by the protrusions 22a and 22b made of the magnetic material of the steering shaft 21 in the axial direction thereof. In order to detect the strongest point, the MR sensor 25 (a magnetoresistive element,
A first magnetic sensor) is provided in parallel with the steering shaft 21 with an appropriate gap, and is fixed to a portion where the vehicle body does not move.

【0023】また、この回転角度検出装置は、MRセン
サ25からステアリングシャフト21の回転方向に45
°回転した位置の、突起物22a,22bによりその周
面付近に形成された磁界の、その軸方向の最強点を検出
する為に、MRセンサ26(第2磁気センサ)がステア
リングシャフト21と適当な隙間を空けて平行に設けら
れ、車体の動かない部位に固定されている。MRセンサ
25,26の各出力電圧は、信号処理部27に与えら
れ、信号処理部27は、与えられた各出力電圧に基づ
き、ステアリングシャフト21の回転角度を検出し、そ
の電圧信号を出力する。
The rotation angle detecting device detects the rotation angle of the steering shaft 21 from the MR sensor 25.
In order to detect the strongest point in the axial direction of the magnetic field formed near the peripheral surface by the protrusions 22a and 22b at the rotated position, the MR sensor 26 (second magnetic sensor) is appropriately connected to the steering shaft 21. It is provided in parallel with a large gap, and is fixed to a part where the vehicle body does not move. The output voltages of the MR sensors 25 and 26 are supplied to a signal processing unit 27. The signal processing unit 27 detects the rotation angle of the steering shaft 21 based on the supplied output voltages and outputs a voltage signal. .

【0024】MRセンサ25,26は、例えば、図2
(b)に示す2つの磁気抵抗R1,R2からなる分圧回
路を備え、この分圧を出力する構成である。磁気抵抗R
1,R2間の距離Pと、図2(a)に示す突起物22
a,22b間の距離Lとは、P>Lの関係にある。磁気
抵抗R1,R2の長さBと、図2(a)に示す突起物2
2a,22bの長さAとは、後述する図3(b)(c)
に示すMRセンサ25,26の出力電圧波形の傾きが所
望の傾きとなるように定める。
The MR sensors 25 and 26 are, for example, as shown in FIG.
A voltage dividing circuit including two magnetic resistors R1 and R2 shown in (b) is provided to output the divided voltage. Magnetic resistance R
1 and R2, and the protrusion 22 shown in FIG.
The distance L between a and 22b is in a relationship of P> L. The length B of the magnetic resistances R1 and R2 and the protrusion 2 shown in FIG.
The lengths A of 2a and 22b are shown in FIGS. 3B and 3C described later.
Are determined so that the slopes of the output voltage waveforms of the MR sensors 25 and 26 shown in FIG.

【0025】また、MRセンサ25,26は、磁性材か
らなる突起物22a,22bによる磁界の変化を大きく
して感度を高める為に、ステアリングシャフト21に面
しない側にバイアス用磁石を備え、ステアリングシャフ
ト21表面の磁界を強化してある。尚、磁性材からなる
突起物22a,22bは、図2(a)に示すように、そ
れぞれの始端(終端)と終端(始端)とが周方向の同じ
位置になるように、つまり、重ならないように、間が空
かないように設けることが望ましい。
The MR sensors 25 and 26 are provided with bias magnets on the side not facing the steering shaft 21 in order to increase the change in the magnetic field due to the protrusions 22a and 22b made of magnetic material and to increase the sensitivity. The magnetic field on the surface of the shaft 21 is strengthened. As shown in FIG. 2A, the protrusions 22a and 22b made of a magnetic material have their start ends (ends) and ends (start ends) at the same circumferential position, that is, do not overlap. As described above, it is desirable to provide such that there is no gap.

【0026】このような構成の回転角度検出装置は、ス
テアリングシャフト21が、0≦θ<360°の範囲で
回転するのに応じて、突起物22a,22bにより形成
された磁界の、ステアリングシャフト21の軸方向の最
強点が変位する。MRセンサ25,26は、この変位す
る最強点の位置を検出し、図3(b)(c)に示すよう
な波形の電圧を出力する。MRセンサ25,26の各出
力電圧は、図3(a)に示す突起物22a,22bとの
位置関係により、図3(b)(c)に示すように、周期
的な波形を示す。この場合、突起物22a,22bがそ
れぞれ2つであるので、ステアリングシャフト21が1
回転する間に、MRセンサ25,26の各出力電圧は、
2周期分が出力される。
In the rotation angle detecting device having such a configuration, as the steering shaft 21 rotates in the range of 0 ≦ θ <360 °, the magnetic field formed by the projections 22a and 22b The strongest point in the axial direction is displaced. The MR sensors 25 and 26 detect the position of the strongest point at which the displacement occurs, and output voltages having waveforms as shown in FIGS. Each output voltage of the MR sensors 25 and 26 has a periodic waveform as shown in FIGS. 3B and 3C depending on the positional relationship with the protrusions 22a and 22b shown in FIG. In this case, since there are two projections 22a and 22b, respectively,
During rotation, each output voltage of the MR sensors 25 and 26 is
Two cycles are output.

【0027】上述したように、MRセンサ26は、MR
センサ25から回転方向に45°回転した位置に設けら
れているので、その出力電圧は、MRセンサ25の出力
電圧とは、図3(b)(c)に示すように、1/4周期
相違している。従って、MRセンサ25の出力電圧は、
MRセンサ26の出力電圧との関係から、その1周期の
各電圧値に対応する回転角度を定めておくことが出来
る。信号処理部27は、それらの関係から、MRセンサ
25,26の各出力電圧に基づいて、ステアリングシャ
フト21の回転角度を検出し、その電圧信号を出力す
る。
As described above, the MR sensor 26 is an MR sensor.
The output voltage is different from the output voltage of the MR sensor 25 by a quarter period as shown in FIGS. are doing. Therefore, the output voltage of the MR sensor 25 is
From the relationship with the output voltage of the MR sensor 26, the rotation angle corresponding to each voltage value in one cycle can be determined. The signal processing unit 27 detects the rotation angle of the steering shaft 21 based on the output voltages of the MR sensors 25 and 26 based on the relationship, and outputs the voltage signal.

【0028】実施の形態2.図4は、本発明に係るトル
クセンサの実施の形態の要部構成を示す原理図である。
このトルクセンサは、舵取装置に使用した場合を示して
おり、上端部にステアリングホイール30が連結され、
下端部にトーションバー37が連結されたステアリング
シャフト(操舵軸)の上部軸31(入力軸)の中間部の
周面に沿わせて、磁性材からなる突起32a,32bが
設けてある。突起32a,32bは、図2(a)の展開
図に示す突起22a,22bと同様に、平行線状に交互
に、また、回転方向に等間隔に、例えば、2つ宛設けて
ある。
Embodiment 2 FIG. 4 is a principle diagram showing a main part configuration of an embodiment of the torque sensor according to the present invention.
This torque sensor shows a case where it is used for a steering device, and a steering wheel 30 is connected to an upper end portion.
Protrusions 32a and 32b made of a magnetic material are provided along a peripheral surface of an intermediate portion of an upper shaft 31 (input shaft) of a steering shaft (steering shaft) to which a torsion bar 37 is connected at a lower end. The projections 32a and 32b are provided alternately in parallel lines and at equal intervals in the rotation direction, for example, two at a time, similarly to the projections 22a and 22b shown in the developed view of FIG.

【0029】また、このトルクセンサは、上部軸31が
回転したときに、上部軸31の磁性材からなる突起物3
2a,32bによりその周面付近に形成された磁界の、
その軸方向の最強点を検出する為に、MRセンサ39
(磁気抵抗効果素子、第1磁気センサ)が上部軸31と
適当な隙間を空けて平行に設けられ、車体の動かない部
位に固定されている。
Further, when the upper shaft 31 rotates, the torque sensor has a protrusion 3 made of a magnetic material of the upper shaft 31.
2a, 32b of the magnetic field formed near the peripheral surface thereof,
In order to detect the strongest point in the axial direction, the MR sensor 39 is used.
(Magnetoresistance effect element, first magnetic sensor) is provided in parallel with the upper shaft 31 with an appropriate gap, and is fixed to a portion where the vehicle body does not move.

【0030】また、このトルクセンサは、MRセンサ3
9から上部軸31の回転方向に45°回転した位置の、
突起物32a,32bによりその周面付近に形成された
磁界の、その軸方向の最強点を検出する為に、MRセン
サ40(第2磁気センサ)が上部軸31と適当な隙間を
空けて平行に設けられ、車体の動かない部位に固定され
ている。
The torque sensor is an MR sensor 3
9 at a position rotated by 45 ° in the rotation direction of the upper shaft 31,
In order to detect the strongest point in the axial direction of the magnetic field formed near the peripheral surface by the protrusions 32a and 32b, the MR sensor 40 (second magnetic sensor) is parallel to the upper shaft 31 with an appropriate gap. And is fixed to a stationary part of the vehicle body.

【0031】ステアリングシャフトの下部軸33(出力
軸)は、上端部がトーションバー37に連結され、下端
部がピニオン38に連結されている。上部軸31と同様
に、下部軸33の中間部の周面に沿わせて、磁性材から
なる突起34a,34bが設けてある。突起34a,3
4bは、図2(a)の展開図に示す突起22a,22b
と同様に、平行線状に交互に、また、回転方向に等間隔
に、例えば、2つ宛設けてある。
The lower shaft 33 (output shaft) of the steering shaft has an upper end connected to a torsion bar 37 and a lower end connected to a pinion 38. Like the upper shaft 31, protrusions 34a and 34b made of a magnetic material are provided along the peripheral surface of the intermediate portion of the lower shaft 33. Projections 34a, 3
4b are projections 22a and 22b shown in the development of FIG.
In the same manner as described above, two parallel lines are provided alternately and at equal intervals in the rotation direction, for example, two are provided.

【0032】また、このトルクセンサは、下部軸33が
回転したときに、下部軸33の磁性材からなる突起物3
4a,34bによりその周面付近に形成された磁界の、
その軸方向の最強点を検出する為に、MRセンサ41
(磁気抵抗効果素子、第1磁気センサ)が下部軸33と
適当な隙間を空けて平行に設けられ、車体の動かない部
位に固定されている。
When the lower shaft 33 rotates, the torque sensor is provided with a projection 3 made of a magnetic material of the lower shaft 33.
4a, 34b of the magnetic field formed near the peripheral surface
In order to detect the strongest point in the axial direction, the MR sensor 41
A (magnetoresistive element, first magnetic sensor) is provided in parallel with the lower shaft 33 with an appropriate gap, and is fixed to a portion where the vehicle body does not move.

【0033】また、このトルクセンサは、MRセンサ4
1から下部軸33の回転方向に45°回転した位置の、
突起物34a,34bによりその周面付近に形成された
磁界の、その軸方向の最強点を検出する為に、MRセン
サ42(第2磁気センサ)が下部軸33と適当な隙間を
空けて平行に設けられ、車体の動かない部位に固定され
ている。MRセンサ39,40,41,42の各出力電
圧は、信号処理部35に与えられ、信号処理部35は、
与えられた各出力電圧に基づき、ステアリングホイール
30に加えられた操舵トルクを検出し、それを示す電圧
信号を出力する。
The torque sensor is an MR sensor 4
At a position rotated by 45 ° in the rotation direction of the lower shaft 33 from 1;
In order to detect the strongest point in the axial direction of the magnetic field formed near the peripheral surface by the protrusions 34a and 34b, the MR sensor 42 (second magnetic sensor) is parallel to the lower shaft 33 with an appropriate gap. And is fixed to a stationary part of the vehicle body. Each output voltage of the MR sensors 39, 40, 41, 42 is given to a signal processing unit 35, and the signal processing unit 35
Based on each applied output voltage, a steering torque applied to steering wheel 30 is detected, and a voltage signal indicating the detected torque is output.

【0034】信号処理部35は、また、MRセンサ4
1,42の各出力電圧に基づき、ステアリングシャフト
の回転角度(舵角)を検出し、それを示す電圧信号を出
力する。尚、トーションバー37の捩じれ角度は高々数
度であるから、MRセンサ39,40の各出力電圧に基
づき、ステアリングシャフトの回転角度(舵角)を示す
電圧信号を出力しても良い。
The signal processing unit 35 includes the MR sensor 4
A rotation angle (steering angle) of the steering shaft is detected based on the output voltages 1 and 42, and a voltage signal indicating the detected rotation angle is output. Since the twist angle of the torsion bar 37 is at most several degrees, a voltage signal indicating the rotation angle (steering angle) of the steering shaft may be output based on the output voltages of the MR sensors 39 and 40.

【0035】このような構成のトルクセンサは、信号処
理部35が、MRセンサ39,40,41,42の各出
力電圧に基づき、上部軸31及び下部軸33のそれぞれ
について、実施の形態1で説明した回転角度検出装置と
同様に、その回転角度を検出する。ここで、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37に捩じれ角度が生じていれば、上部軸31及び下
部軸33の各回転角度は互いに異なり、その差が捩じれ
角度となる。
In the torque sensor having such a configuration, the signal processing unit 35 uses the output voltages of the MR sensors 39, 40, 41, and 42 to control the upper shaft 31 and the lower shaft 33 according to the first embodiment. The rotation angle is detected similarly to the rotation angle detection device described above. Here, if the steering torque is applied to the steering wheel 30 and the torsion bar 37 has a twist angle, the rotation angles of the upper shaft 31 and the lower shaft 33 are different from each other, and the difference is the twist angle.

【0036】信号処理部35は、この捩じれ角度から、
ステアリングホイール30に加えられた操舵トルクを求
めることが出来、それを示す電圧信号を出力することが
出来る。また、信号処理部35は、下部軸33の回転角
度を示す電圧信号を、ステアリングシャフトの回転角度
(舵角)を示す電圧信号として出力することが出来る。
The signal processing unit 35 calculates the torsion angle
The steering torque applied to the steering wheel 30 can be obtained, and a voltage signal indicating the steering torque can be output. The signal processing unit 35 can output a voltage signal indicating the rotation angle of the lower shaft 33 as a voltage signal indicating the rotation angle (steering angle) of the steering shaft.

【0037】実施の形態3.図5は、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。こ
の舵取装置は、上端部にステアリングホイール1が取付
けられる上部軸2を備え、上部軸2の下端部には、第1
ダウエルピン4を介して筒状の入力軸5及びこれの内側
に挿入される連結軸(トーションバー)6の上端部が連
結されている。連結軸6の下端部には、第2ダウエルピ
ン7を介して筒状の出力軸8が連結されており、上部軸
2、入力軸5及び出力軸8が軸受9,10,11を介し
てハウジング12内にそれぞれ回転が可能に支持されて
いる。
Embodiment 3 FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of an embodiment of the steering device according to the present invention. The steering device includes an upper shaft 2 to which a steering wheel 1 is attached at an upper end, and a first shaft at a lower end of the upper shaft 2.
The upper end of a cylindrical input shaft 5 and a connecting shaft (torsion bar) 6 inserted inside the cylindrical input shaft 5 are connected via a dowel pin 4. A cylindrical output shaft 8 is connected to a lower end of the connection shaft 6 via a second dowel pin 7, and the upper shaft 2, the input shaft 5 and the output shaft 8 are connected to the housing via bearings 9, 10 and 11. 12 are rotatably supported in each.

【0038】このハウジング12内には、前記連結軸6
を介して連結される入力軸5及び出力軸8の相対変位量
により操舵トルクを検出するトルクセンサ13と、トル
クセンサ13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14の回転を減速して、前記出力軸8に
伝達する減速機構15とを備え、ステアリングホイール
1の回転に応じた舵取機構の動作を前記電動モータ14
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8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 12, the connecting shaft 6 is provided.
A torque sensor 13 that detects a steering torque based on a relative displacement amount of the input shaft 5 and the output shaft 8 that are connected to each other via a motor, and a steering assist electric motor 14 that is driven based on the detection result of the torque sensor 13 is rotated. A speed reduction mechanism 15 for decelerating and transmitting the output to the output shaft 8, wherein the operation of the steering mechanism according to the rotation of the steering wheel 1 is controlled by the electric motor 14.
, And is configured to reduce the labor burden on the driver for steering. The lower end of the output shaft 8 is connected to a rack and pinion type steering mechanism via a universal joint.

【0039】トルクセンサ13は、前記入力軸5の周面
13aに沿わせて、磁性材からなる突起32a,32b
が設けてある。突起32a,32bは、図2(a)の展
開図に示す突起22a,22bと同様に、平行線状に交
互に、また、回転方向に等間隔に、例えば、2つ宛設け
てある。また、このトルクセンサは、入力軸5が回転し
たときに、入力軸5の磁性材からなる突起物32a,3
2bによりその周面付近に形成された磁界の、その軸方
向の最強点を検出する為に、MRセンサ39(磁気抵抗
効果素子、第1磁気センサ)が入力軸5と適当な隙間を
空けて平行に設けられ、車体の動かない部位に固定され
ている。
The torque sensor 13 is provided with protrusions 32a, 32b made of a magnetic material along the peripheral surface 13a of the input shaft 5.
Is provided. The projections 32a and 32b are provided alternately in parallel lines and at equal intervals in the rotation direction, for example, two at a time, similarly to the projections 22a and 22b shown in the developed view of FIG. Further, when the input shaft 5 rotates, the torque sensor is provided with protrusions 32a, 3 made of a magnetic material of the input shaft 5.
In order to detect the strongest point in the axial direction of the magnetic field formed near the peripheral surface by 2b, the MR sensor 39 (magnetoresistive element, first magnetic sensor) is separated from the input shaft 5 by an appropriate gap. It is provided in parallel and is fixed to a part where the body does not move.

【0040】また、このトルクセンサは、MRセンサ3
9から入力軸5の回転方向に45°回転した位置の、突
起物32a,32bによりその周面13a付近に形成さ
れた磁界の、その軸方向の最強点を検出する為に、図示
しないMRセンサ(第2磁気センサ)が入力軸5と適当
な隙間を空けて平行に設けられ、車体の動かない部位に
固定されている。
The torque sensor is an MR sensor 3
In order to detect the strongest point in the axial direction of the magnetic field formed near the peripheral surface 13a by the projections 32a, 32b at a position rotated by 45 degrees from the input shaft 5 in the rotation direction of the input shaft 5, an MR sensor (not shown) A (second magnetic sensor) is provided in parallel with the input shaft 5 with an appropriate gap, and is fixed to a portion where the vehicle body does not move.

【0041】出力軸8は、入力軸5と同様に、出力軸8
の周面13bに沿わせて、磁性材からなる突起34a,
34bが設けてある。突起34a,34bは、図2
(a)の展開図に示す突起22a,22bと同様に、平
行線状に交互に、また、回転方向に等間隔に、例えば、
2つ宛設けてある。また、このトルクセンサは、出力軸
8が回転したときに、出力軸8の磁性材からなる突起物
34a,34bによりその周面付近に形成された磁界
の、その軸方向の最強点を検出する為に、MRセンサ4
1(磁気抵抗効果素子、第1磁気センサ)が出力軸8と
適当な隙間を空けて平行に設けられ、車体の動かない部
位に固定されている。
The output shaft 8 is, like the input shaft 5, the output shaft 8.
Along the circumferential surface 13b of the projection 34a,
34b is provided. As shown in FIG.
Similar to the projections 22a and 22b shown in the developed view of (a), for example, they are alternately arranged in parallel lines and at equal intervals in the rotation direction.
There are two addresses. When the output shaft 8 rotates, the torque sensor detects the strongest point in the axial direction of the magnetic field formed in the vicinity of the peripheral surface by the protrusions 34a and 34b made of the magnetic material of the output shaft 8. For the MR sensor 4
Reference numeral 1 (a magnetoresistive element, a first magnetic sensor) is provided in parallel with the output shaft 8 with an appropriate gap, and is fixed to a portion where the vehicle body does not move.

【0042】また、このトルクセンサは、MRセンサ4
1から出力軸8の回転方向に45°回転した位置の、突
起物34a,34bによりその周面13b付近に形成さ
れた磁界の、その軸方向の最強点を検出する為に、図示
しないMRセンサ(第2磁気センサ)が出力軸8と適当
な隙間を空けて平行に設けられ、車体の動かない部位に
固定されている。MRセンサ39、41及び図示しない
2つのMRセンサの各出力電圧は、図示しない制御部に
与えられ、制御部は、与えられた各出力電圧に基づき、
ステアリングホイール1に加えられた操舵トルク及び出
力軸8の回転角度を検出する。
The torque sensor is an MR sensor 4
In order to detect the strongest point in the axial direction of the magnetic field formed near the peripheral surface 13b by the protrusions 34a and 34b at a position rotated by 45 degrees from 1 in the rotation direction of the output shaft 8, an MR sensor (not shown) A (second magnetic sensor) is provided in parallel with the output shaft 8 with an appropriate gap, and is fixed to a portion where the vehicle body does not move. The output voltages of the MR sensors 39 and 41 and the two MR sensors (not shown) are supplied to a control unit (not shown).
The steering torque applied to the steering wheel 1 and the rotation angle of the output shaft 8 are detected.

【0043】以下に、このような構成の舵取装置の動作
を説明する。入力軸5及び出力軸8が回転すると、入力
軸5、出力軸8及び連結軸6は回転する。入力軸5及び
出力軸8が回転するのに応じて、MRセンサ39、41
及び図示しないMRセンサは、突起物32a,32b及
び34a,34bによりその周面13a及び13b付近
に形成された磁界の、その軸方向の最強点を検出し、そ
の電圧信号をそれぞれ制御部に与える。制御部は、実施
の形態2で説明した信号処理部35と同様に、与えられ
た各電圧信号に基づき、入力軸5及び出力軸8の各回転
角度を検出する。
Hereinafter, the operation of the steering device having such a configuration will be described. When the input shaft 5 and the output shaft 8 rotate, the input shaft 5, the output shaft 8 and the connecting shaft 6 rotate. As the input shaft 5 and the output shaft 8 rotate, the MR sensors 39, 41
An MR sensor (not shown) detects the strongest point in the axial direction of the magnetic field formed in the vicinity of the peripheral surfaces 13a and 13b by the projections 32a and 32b and 34a and 34b, and supplies the voltage signal to the control unit. . The control unit detects the rotation angles of the input shaft 5 and the output shaft 8 based on the applied voltage signals, similarly to the signal processing unit 35 described in the second embodiment.

【0044】ここで、ステアリングホイール1に操舵ト
ルクが加えられ、連結軸6に捩じれ角度が生じていれ
ば、入力軸5及び出力軸8の各回転角度は互いに異な
り、その差が捩じれ角度となる。制御部は、この捩じれ
角度から、ステアリングホイール1に加えられた操舵ト
ルクを検出することが出来る。制御部は、検出した操舵
トルク及び出力軸8の回転角度に基づき、電動モータ1
4の回転制御を行う。尚、本発明は、上述した各実施の
形態に限定されない。例えば、磁性材からなる突起は、
非磁性材からなる入力軸に磁性材からなる部分を形成し
ても良く、あるいは、その逆の構成としても良い。
Here, if a steering torque is applied to the steering wheel 1 and a twist angle is generated in the connecting shaft 6, the rotation angles of the input shaft 5 and the output shaft 8 are different from each other, and the difference is the twist angle. . The control unit can detect the steering torque applied to the steering wheel 1 from the twist angle. The control unit controls the electric motor 1 based on the detected steering torque and the rotation angle of the output shaft 8.
4 is performed. Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, a protrusion made of a magnetic material
A portion made of a magnetic material may be formed on the input shaft made of a non-magnetic material, or the configuration may be reversed.

【0045】[0045]

【発明の効果】第1発明に係る回転角度検出装置によれ
ば、安定した磁気センサの出力を得ることが出来、ま
た、磁性的に不連続な部分が、回転軸の周面に沿って平
行線状に断続的に設けられるので、工作が容易である回
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, a stable output of the magnetic sensor can be obtained, and the magnetically discontinuous portion is parallel to the peripheral surface of the rotating shaft. Since it is provided intermittently in a linear manner, it is possible to realize a rotation angle detection device that is easy to work.

【0046】第2発明に係る回転角度検出装置によれ
ば、安定した磁気センサの出力を得ることが出来、ま
た、この突起が、回転軸の周面に沿って平行線状に断続
的に設けられるので、工作が容易である回転角度検出装
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 stable output of the magnetic sensor can be obtained, and the projections are provided intermittently in a parallel line along the peripheral surface of the rotating shaft. Therefore, it is possible to realize a rotation angle detection device that is easy to work.

【0047】第3発明に係る回転角度検出装置によれ
ば、磁気センサの安定した周期的な出力を得ることが出
来、また、磁性的に不連続な部分が、回転軸の周面に沿
って平行線状に断続的に設けられるので、工作が容易で
あ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 aspect of the present invention, a stable periodic output of the magnetic sensor can be obtained, and the magnetically discontinuous portion extends along the peripheral surface of the rotating shaft. Since it is provided intermittently in parallel lines, it is possible to realize a rotation angle detection device that is easy to work.

【0048】第4発明に係る回転角度検出装置によれ
ば、第1磁気センサ及び第2磁気センサの各検出信号の
関係から、各検出信号の1周期間の回転角度を特定する
ことが出来る。また、磁気センサの安定した周期的な出
力を得ることが出来ると共に、磁性的に不連続な部分
が、回転軸の周面に沿って平行線状に断続的に設けられ
るので、工作が容易であ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 fourth aspect of the invention, the rotation angle during one cycle of each detection signal can be specified from the relationship between the detection signals of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. In addition, a stable periodic output of the magnetic sensor can be obtained, and magnetically discontinuous portions are provided intermittently in parallel lines along the peripheral surface of the rotating shaft, so that machining is easy. A certain rotation angle detecting device can be realized.

【0049】第5発明に係るトルクセンサによれば、安
定した磁気センサの出力を得ることが出来、また、磁性
的に不連続な部分が、回転軸の周面に沿って平行線状に
断続的に設けられるので、工作が容易であるトルクセン
サを実現することが出来る。
According to the torque sensor of the fifth aspect, a stable output of the magnetic sensor can be obtained, and the magnetically discontinuous portion is intermittently formed in a parallel line along the peripheral surface of the rotating shaft. Therefore, a torque sensor that can be easily manufactured can be realized.

【0050】第6発明に係る舵取装置によれば、第1〜
4発明の何れかに係る回転角度検出装置、及び第5発明
に係るトルクセンサを使用した舵取装置を実現すること
が出来る。
According to the steering device of the sixth aspect, the first to first steering devices are provided.
A steering device using the rotation angle detection device according to any one of the four inventions and the torque sensor according to the fifth invention can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る回転角度検出装置の実施の形態の
要部構成を示す原理図である。
FIG. 1 is a principle diagram showing a main configuration of a rotation angle detecting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】磁性材からなる突起(突起物)及びMRセンサ
を説明する為の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a projection (projection) made of a magnetic material and an MR sensor.

【図3】図1に示す回転角度検出装置の動作を説明する
為の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operation of the rotation angle detection device shown in FIG. 1;

【図4】本発明に係るトルクセンサの実施の形態の要部
構成を示す原理図である。
FIG. 4 is a principle view showing a main part configuration of an embodiment of a torque sensor according to the present invention.

【図5】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. 5 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of an embodiment of the steering device according to the present invention.

【図6】従来の回転角度検出装置の要部構成例を示す原
理図である。
FIG. 6 is a principle diagram showing an example of a configuration of a main part of a conventional rotation angle detection device.

【図7】図6に示す回転角度検出装置の動作を説明する
為の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an operation of the rotation angle detection device shown in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,20,30 ステアリングホイール 2 上部軸 5 入力軸 6,37 連結軸(トーションバー) 8 出力軸 13 トルクセンサ 13a,13b 周面 22a,22b,32a,32b,34a,34b 磁
性材からなるの突起物(突起、磁性的に不連続な部分) 25,39,41 MRセンサ(磁気抵抗効果素子、第
1磁気センサ) 26,40,42 MRセンサ(磁気抵抗効果素子、第
2磁気センサ) 14 電動モータ 21 ステアリングシャフト(操舵軸、回転軸) 27,35 信号処理部 31 上部軸(入力軸) 33 下部軸(出力軸)
1, 20, 30 Steering wheel 2 Upper shaft 5 Input shaft 6, 37 Connecting shaft (torsion bar) 8 Output shaft 13 Torque sensor 13a, 13b Peripheral surface 22a, 22b, 32a, 32b, 34a, 34b Projection made of magnetic material Object (projection, magnetically discontinuous portion) 25, 39, 41 MR sensor (magnetoresistive element, first magnetic sensor) 26, 40, 42 MR sensor (magnetoresistive element, second magnetic sensor) 14 electric Motor 21 Steering shaft (steering shaft, rotating shaft) 27, 35 Signal processing unit 31 Upper shaft (input shaft) 33 Lower shaft (output shaft)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F051 AA01 AB06 AC01 2F063 AA35 BA08 BB05 BC03 BD16 CA08 CA40 DA01 DA04 DB07 DC08 DD03 DD05 GA52 GA73 LA17 2F077 AA21 JJ02 JJ07 JJ21 3D033 CA28 CA29  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F051 AA01 AB06 AC01 2F063 AA35 BA08 BB05 BC03 BD16 CA08 CA40 DA01 DA04 DB07 DC08 DD03 DD05 GA52 GA73 LA17 2F077 AA21 JJ02 JJ07 JJ21 3D033 CA28 CA29

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸の周面に沿って平行線状に断続的
に設けられ、回転軸方向に磁性的に不連続な部分と、該
部分により形成された磁界を検出すべき第1磁気センサ
とを備え、該第1磁気センサの検出信号に基づき、前記
回転軸の回転方向の前記第1磁気センサからの変位角度
を検出すべくなしてあることを特徴とする回転角度検出
装置。
1. A portion which is provided intermittently in a parallel line along a peripheral surface of a rotating shaft and which is magnetically discontinuous in a direction of the rotating shaft and a first magnetic field to detect a magnetic field formed by the portion. A rotation angle detection device for detecting a displacement angle of the rotation axis of the rotation shaft from the first magnetic sensor based on a detection signal of the first magnetic sensor.
【請求項2】 前記磁性的に不連続な部分は、磁性材か
らなる突起又は窪みである請求項1記載の回転角度検出
装置。
2. The rotation angle detecting device according to claim 1, wherein the magnetically discontinuous portion is a protrusion or a depression made of a magnetic material.
【請求項3】 前記磁性的に不連続な部分は、平行線状
に交互に、また、前記回転方向に等間隔に設けてある請
求項1又は2記載の回転角度検出装置。
3. The rotation angle detecting device according to claim 1, wherein the magnetically discontinuous portions are provided alternately in parallel lines and at equal intervals in the rotation direction.
【請求項4】 前記第1磁気センサから前記回転方向に
所定角度異なる位置の、前記部分により形成された磁界
を検出すべき第2磁気センサを更に備え、該第2磁気セ
ンサ及び前記第1磁気センサの各検出信号に基づき、前
記変位角度を検出すべくなしてある請求項1又は2記載
の回転角度検出装置。
A second magnetic sensor configured to detect a magnetic field formed by the portion at a position different from the first magnetic sensor by a predetermined angle in the rotational direction, the second magnetic sensor and the first magnetic sensor. The rotation angle detection device according to claim 1 or 2, wherein the displacement angle is detected based on each detection signal of a sensor.
【請求項5】 入力軸に加わるトルクを、入力軸と出力
軸とを連結する連結軸に生じる捩れ角度によって検出す
るトルクセンサにおいて、 前記入力軸及び出力軸それぞれに取付けられた請求項1
〜4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セ
ンサ。
5. A torque sensor for detecting a torque applied to an input shaft by a torsion angle generated in a connecting shaft connecting the input shaft and the output shaft, wherein the torque sensor is attached to each of the input shaft and the output shaft.
A rotation angle detection device according to any one of (1) to (4), 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 sensor characterized by what it does.
【請求項6】 操舵輪に繋がる入力軸と、前記操舵輪に
加わる操舵トルクに基づき駆動制御される操舵補助用の
電動モータと、該電動モータに連動する出力軸と、前記
入力軸に加わる操舵トルクを、前記入力軸及び出力軸を
連結する連結軸に生じる捩れ角度によって検出する請求
項5に記載されたトルクセンサとを備え、該トルクセン
サが有する回転角度検出装置により前記操舵輪の舵角を
検出すべくなしてあることを特徴とする舵取装置。
6. An input shaft connected to a steered wheel, an electric motor for steering assistance driven and controlled based on a steering torque applied to the steered wheel, an output shaft interlocked with the electric motor, and a steering applied to the input shaft. 6. The torque sensor according to claim 5, wherein the torque is detected by a torsion angle generated in a connecting shaft connecting the input shaft and the output shaft, and the steering angle of the steered wheels is detected by a rotation angle detecting device included in the torque sensor. A steering device characterized in that the steering device is detected.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005091137A (en) * 2003-09-17 2005-04-07 Nsk Ltd Rudder angle sensor
US7472004B2 (en) 2003-09-17 2008-12-30 Nsk Ltd. Steering angle sensor

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