JP2002131090A - Rotary angle detector, torque detector and steering device - Google Patents

Rotary angle detector, torque detector and steering device

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JP2002131090A
JP2002131090A JP2000323162A JP2000323162A JP2002131090A JP 2002131090 A JP2002131090 A JP 2002131090A JP 2000323162 A JP2000323162 A JP 2000323162A JP 2000323162 A JP2000323162 A JP 2000323162A JP 2002131090 A JP2002131090 A JP 2002131090A
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JP
Japan
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target
shaft
rotation
rotation angle
steering
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Application number
JP2000323162A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitomo Tokumoto
欣智 徳本
Masanobu Inoue
昌宣 井ノ上
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary angle detector improving durability without including a contacting and sliding part, a torque detector detecting rotary torque using it and a steering device provided with them. SOLUTION: Ring-like targets 2 are fixed on the lower end of an input shaft 31 and the upper end of an output shaft 32 respectively. The reflection part 20 of a saw-toothed groove is circumferentially provided on the outer peripheral face of the target 2, and the bottom face of the reflection part 20 is made a mirror face so that a mirror face reflectance is high as compared with the other face. Line sensors 1A, 1B long in the axial length direction of a steering shaft 3 are arranged on the outside of the targets 2, 2, their outputs VA, VB are given to a calculation processing part 4, and the rotary angles of the input shaft 31 and the output shaft 32 and the rotary torque applied on the input shaft 31 are calculated in the calculation processing part 4.

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、回転軸の回転角を
検出する回転角検出装置、回転軸に加わる回転トルクを
検出するトルク検出装置、及びこれらを備える自動車用
の舵取装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation angle detecting device for detecting a rotation angle of a rotating shaft, a torque detecting device for detecting a rotating torque applied to the rotating shaft, and a steering device for an automobile provided with these devices.

【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、トルク検出装
置が入力軸に加わる操舵トルクを検出し、トルク検出装
置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、このような舵取装置は、回転角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 a vehicle that assists steering by driving an electric motor to reduce a burden on a 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. A torque detection device detects a steering torque applied to an input shaft, and drives and controls an electric motor for steering assistance linked to an output shaft based on the steering torque detected by the torque detection device. Further, such a steering device obtains a steering angle midpoint of a steered wheel by a rotation angle detecting device, and also performs drive control of an electric motor according to the steered angle of the steered wheel.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
従来の舵取装置は、ポテンショメータ等の接触摺動する
部分を含んでおり、摩耗又は経年変化等による故障もし
くは性能の劣化が生じる虞がある等、耐久性に問題があ
った。また、トルク検出装置は、連結軸の捩れにより生
じる磁気回路のインピーダンス変化を検出するものであ
り、構成が複雑であり、製造コストが高いという問題が
あった。
However, the conventional steering apparatus as described above includes a contact sliding part such as a potentiometer, and there is a possibility that a failure or deterioration in performance due to wear or aging may occur. There was a problem in durability. Further, the torque detecting device detects a change in impedance of the magnetic circuit caused by the torsion of the connecting shaft, and has a problem that the configuration is complicated and the manufacturing cost is high.

【0004】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、回転軸に反射部を周設してなるターゲットを設
け、該ターゲットに対向する受光部を設け、前記回転軸
が回転するに従って、前記反射部の前記受光部に対向す
る部位が、前記回転軸の軸長方向に周期的及び連続的に
変化するように前記ターゲットを構成することにより、
回転軸の回転に応じて接触摺動する部分を含まず、前記
受光部がこれに対向する前記反射部の通過に応じて発生
する出力から、前記回転軸の回転角を求めることを可能
とする回転角検出装置、これを用いて回転軸に加わる回
転トルクを検出するトルク検出装置、及びこれらを備え
る舵取装置を提供することを目的とする。
[0004] The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a target having a reflecting portion provided around a rotating shaft, a light receiving portion opposed to the target, and as the rotating shaft rotates. By configuring the target such that the portion of the reflecting portion facing the light receiving portion changes periodically and continuously in the axial direction of the rotation axis,
It does not include a part that slides in contact with the rotation of the rotating shaft, and enables the light receiving unit to determine the rotation angle of the rotating shaft from an output generated in response to the passage of the reflecting unit facing the light receiving unit. It is an object to provide a rotation angle detection device, a torque detection device that detects a rotation torque applied to a rotation shaft using the rotation angle detection device, and a steering device including the same.

【0005】本発明の他の目的は、回転軸にターゲット
を設け、該ターゲットに対向する受光部を設け、前記回
転軸が回転するに従って、前記ターゲットの前記受光部
に対向する部分の表面の位置が、周期的及び連続的に変
化するように前記ターゲットを構成することにより、回
転軸の回転に応じて接触摺動する部分を含まず、前記受
光部がこれに対向するターゲットの表面の通過に応じて
発生する出力から、前記回転軸の回転角を求めることを
可能とする回転角検出装置、これを用いて回転軸に加わ
る回転トルクを検出するトルク検出装置、及びこれらを
備える舵取装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a target on a rotating shaft, provide a light receiving portion facing the target, and position the surface of a portion of the target facing the light receiving portion as the rotating shaft rotates. However, by configuring the target so as to change periodically and continuously, the target does not include a portion that slides in contact with the rotation of the rotating shaft, and the light-receiving unit can pass through the surface of the target opposed thereto. A rotation angle detection device that enables the rotation angle of the rotation shaft to be obtained from an output generated in response thereto, a torque detection device that detects a rotation torque applied to the rotation shaft by using the rotation angle detection device, and a steering device including the same. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】第1発明に係る回転角検
出装置は、回転軸の回転角を検出する回転角検出装置に
おいて、前記回転軸が回転するに従って、検出される位
置が周期的及び連続的に変化すべく、前記回転軸の周方
向に沿って設けてある反射部を有するターゲットと、該
ターゲットに対向配置され、対向するターゲットからの
反射光を受光し、受光に基づいて前記反射部の位置を検
出する受光部とを備え、該受光部が検出した反射部の位
置に基づいて、前記回転軸の回転角を求める構成として
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 for detecting a rotation angle of a rotation shaft, wherein the detected position is periodically and periodically detected as the rotation shaft rotates. A target having a reflection portion provided along the circumferential direction of the rotation axis so as to be continuously changed, and a target disposed opposite to the target, receiving reflected light from the opposing target, and performing the reflection based on the received light. A light receiving unit for detecting the position of the unit, wherein the rotation angle of the rotating shaft is obtained based on the position of the reflecting unit detected by the light receiving unit.

【0007】第1発明に係る回転角検出装置による場合
は、回転軸に反射部を周設してなるターゲットを設け、
該ターゲットに対向する受光部を設け、前記回転軸が回
転するに従って、記受光部に対向する前記反射部の位置
が、周期的及び連続的に変化するように前記ターゲット
を構成することにより、ターゲットから離隔した位置に
配された受光部によって、反射部の位置を検出するの
で、回転軸の回転に応じて接触摺動する部分を含まず、
前記受光部が検出したこれに対向する前記反射部の位置
から、前記回転軸の回転角を求めることが可能となる。
[0007] In the case of the rotation angle detecting device according to the first aspect of the present invention, a target having a reflecting portion provided around the rotating shaft is provided.
Providing a light receiving unit facing the target, and configuring the target such that the position of the reflecting unit facing the light receiving unit changes periodically and continuously as the rotation axis rotates, thereby achieving a target. Since the position of the reflection unit is detected by the light receiving unit arranged at a position separated from, it does not include a part that slides in contact with the rotation of the rotating shaft,
The rotation angle of the rotating shaft can be obtained from the position of the reflection unit opposed to the light detection unit detected by the light reception unit.

【0008】第2発明に係る回転角検出装置は、回転軸
の回転角を検出する回転角検出装置において、前記回転
軸が回転するに従って、検出される表面位置が周期的及
び連続的に変化するような表面形状としてあるターゲッ
トと、該ターゲットに対向配置され、対向するターゲッ
トからの反射光を受光し、受光に基づいて前記ターゲッ
トの表面位置を検出する受光部とを備え、該受光部が検
出した前記ターゲットの表面位置に基づいて、前記回転
軸の回転角を求める構成としてあることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the rotation angle detecting device for detecting the rotation angle of the rotation shaft, the detected surface position periodically and continuously changes as the rotation shaft rotates. A target having such a surface shape, and a light receiving unit that is disposed to face the target, receives reflected light from the facing target, and detects a surface position of the target based on the received light, and the light receiving unit detects the light. The rotation angle of the rotation shaft is obtained based on the surface position of the target.

【0009】第2発明に係る回転角検出装置による場合
は、回転軸にターゲットを設け、該ターゲットに対向す
る受光部を設け、前記回転軸が回転するに従って、前記
ターゲットの前記受光部に対向する部分の表面位置が、
周期的及び連続的に変化するように前記ターゲットを構
成することにより、ターゲットから離隔した位置に配さ
れた受光部によって、ターゲットの表面位置を検出する
ので、回転軸の回転に応じて接触摺動する部分を含ま
ず、前記受光部が検出したこれに対向するターゲットの
表面位置から、前記回転軸の回転角を求めることが可能
となる。
In the case of the rotation angle detecting device according to the second aspect of the present invention, a target is provided on the rotating shaft, and a light receiving portion facing the target is provided. As the rotating shaft rotates, the target faces the light receiving portion of the target. The surface position of the part is
By configuring the target to change periodically and continuously, the surface position of the target is detected by the light receiving unit arranged at a position separated from the target. The rotation angle of the rotation shaft can be obtained from the surface position of the target facing the light detection unit detected by the light receiving unit, not including the portion where the rotation occurs.

【0010】第3発明に係るトルク検出装置は、回転軸
の軸長方向に離隔した2箇所に第1又は第2発明に係る
回転角検出装置を夫々備え、これらの回転角検出装置に
より各別に検出される回転角の差に基づいて前記回転軸
に加わる回転トルクを求める構成としてあることを特徴
とする。
[0010] The torque detecting device according to the third invention is provided with the rotation angle detecting device according to the first or second invention at two locations separated from each other in the axial direction of the rotating shaft. The rotation torque applied to the rotation shaft is obtained based on a difference between the detected rotation angles.

【0011】第3発明に係るトルク検出装置による場合
は、ターゲットを回転軸の軸長方向2箇所に設け、夫々
の外側に受光部を対向配置して、これらの受光部の検出
結果に基づいて各別に求められる回転角の差に基づいて
回転トルクを求める。従って、接触摺動する部分を含ま
ず、従来に比して装置の耐久性を向上させることが可能
となる。
In the case of the torque detecting device according to the third aspect of the present invention, the targets are provided at two positions in the axial direction of the rotating shaft, and the light receiving sections are arranged outside each of them, and based on the detection results of these light receiving sections. The rotation torque is determined based on the difference between the rotation angles determined for each. Therefore, it does not include a portion that slides in contact, and it is possible to improve the durability of the device as compared with the related art.

【0012】第4発明に係るトルク検出装置は、第3発
明に係るトルク検出装置において、前記回転軸は、トー
ションバーを介して同軸上に連結された第1軸及び第2
軸の連結体であり、前記ターゲットは、前記第1軸及び
第2軸の連結部近傍に夫々配してあることを特徴とす
る。
A torque detecting device according to a fourth aspect of the present invention is the torque detecting device according to the third aspect of the present invention, wherein the rotating shaft comprises a first shaft and a second shaft connected coaxially through a torsion bar.
It is a connected body of shafts, wherein the targets are arranged near the connecting portions of the first shaft and the second shaft, respectively.

【0013】第4発明に係るトルク検出装置による場合
は、トーションバーを介して同軸上に連結された第1軸
と第2軸とにターゲットを夫々設け、夫々の外側に受光
部を対向配置して、第1軸と第2軸との間にトーション
バーの捩れを伴って発生する回転角の差を前記受光部の
検出結果を用いて求め、この結果を用いて第1軸及び第
2軸に加わる回転トルクを検出する。
[0013] In the case of the torque detecting device according to the fourth aspect of the present invention, targets are provided on the first axis and the second axis which are coaxially connected via a torsion bar, and the light receiving sections are disposed outside each of the targets. Then, a difference in rotation angle between the first axis and the second axis caused by torsion of the torsion bar is determined by using the detection result of the light receiving unit, and the first axis and the second axis are determined using the result. The rotational torque applied to the motor is detected.

【0014】第5発明に係る舵取装置は、舵輪と舵取機
構とを連絡する操舵軸を前記回転軸として構成された第
1又は第2発明に係る回転角検出装置、及び第3又は第
4発明に係るトルク検出装置の一方又は両方を備えるこ
とを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a steering device according to the first or second aspect, wherein a steering shaft for connecting a steering wheel and a steering mechanism is used as the rotation axis. (4) It is characterized by including one or both of the torque detecting devices according to the invention.

【0015】第5発明に係る舵取装置による場合は、接
触摺動する部分を含まない第1又は第2発明に係る回転
角検出装置、及び第3又は第4発明に係るトルク検出装
置の一方又は両方を自動車の舵取装置に適用し、操舵軸
の回転角(舵角)及び前記操舵軸に加えられる回転トル
ク(操舵トルク)の検出値を得て、これらの結果を、操
舵補助用のモータの駆動制御等、各種の制御に利用す
る。
In the case of the steering device according to the fifth invention, one of the rotation angle detection device according to the first or second invention and the torque detection device according to the third or fourth invention that does not include a portion that slides in contact. Alternatively, both are applied to a steering device of an automobile, and a rotation angle (steering angle) of a steering shaft and a detection value of a rotation torque (steering torque) applied to the steering shaft are obtained, and these results are used for steering assist. Used for various controls such as motor drive control.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。 (実施の形態1)図1は、本発明に係る舵取装置の実施
の形態1の要部の構成を示す模式図である。図に示すよ
うに、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と、下端を舵取機構のピニオン33に
連結された出力軸32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が構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments. (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of Embodiment 1 of a steering device according to the present invention. As shown in the figure, an input shaft 31 whose upper end is connected to a steering wheel (steering wheel) 30 and an output shaft 32 whose lower end is connected to a pinion 33 of a steering mechanism are connected to a small-diameter torsion bar 34.
And a steering shaft 3 for connecting the steering wheel 30 and a steering mechanism coaxially with each other.

【0017】入力軸31には、出力軸32との連結側端
部近傍に、その周面に鋸歯状に屈曲した溝状をなす反射
部20が周設された環状のターゲット2が同軸上に固定
されている。ターゲット2は、表面に照射された光の大
部分が乱反射し、反射部20に照射された光の大部分が
鏡面反射するように、反射部20の底部を鏡面反射率が
高い面とし、この他のターゲット2の表面を、前記反射
部20の底部の鏡面反射率よりも低い鏡面反射率とすべ
く、該底部よりも粗い面としてある。また、同様に、出
力軸32にも、入力軸31との連結側端部近傍にターゲ
ット2が設けられている。
The input shaft 31 has a coaxial annular target 2 having a reflection portion 20 in the vicinity of a connection side with the output shaft 32 and having a circumferentially bent groove-like shape. Fixed. The target 2 has a bottom with a high specular reflectance at the bottom of the reflector 20 so that most of the light applied to the surface is irregularly reflected and most of the light applied to the reflector 20 is specularly reflected. The surface of the other target 2 is made rougher than the bottom of the reflecting section 20 so as to have a lower mirror reflectance than the bottom. Similarly, the output shaft 32 is provided with the target 2 near the end on the connection side with the input shaft 31.

【0018】前述したように、反射部20は鋸歯状に屈
曲せしめられているため、操舵軸3の軸長方向に対して
所定角度傾斜する複数の部分を有しており、これらの部
分は、図中aの方向へ向かって、操舵軸3の軸長方向の
位置が線形に上昇するような形状としてある。
As described above, since the reflecting portion 20 is bent in a saw-tooth shape, the reflecting portion 20 has a plurality of portions inclined at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the steering shaft 3. The shape is such that the position of the steering shaft 3 in the axial length direction rises linearly in the direction of a in the figure.

【0019】なお、本実施の形態1においては、ターゲ
ット2が溝状の反射部20を有する構成としたが、これ
に限らず、例えば、ターゲット2の表面に反射テープを
貼着して反射部20を形成し、ターゲット2の表面に凹
凸を設けていない構成としてもよく、また、ターゲット
2の表面から反射部20が突出する構成としてもよいこ
とはいうまでもない。
In the first embodiment, the target 2 has the groove-shaped reflecting portion 20. However, the present invention is not limited to this. For example, the reflecting tape may be adhered to the surface of the target 2 by applying a reflecting tape. It is needless to say that the configuration may be such that the surface of the target 2 is not provided with projections and depressions, or that the reflecting portion 20 protrudes from the surface of the target 2.

【0020】このようなターゲット2,2の外側には、
操舵軸3の周方向の異なる2位置夫々に、ターゲット
2,2の外縁に臨むように2個のセンサボックス1aが
配されている。このセンサボックス1aは、前記入力軸
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。
Outside such targets 2 and 2,
Two sensor boxes 1a are arranged at two different positions in the circumferential direction of the steering shaft 3 so as to face the outer edges of the targets 2 and 2, respectively. The sensor box 1a is fixedly supported by a stationary part such as a housing that supports the input shaft 31 and the output shaft 32.

【0021】センサボックス1aの内部には、入力軸3
1側のターゲット2に対向するラインセンサ1Aと、出
力軸32側のターゲット2に対向するラインセンサ1B
とが、周方向位置を合わせて収納されている。
An input shaft 3 is provided inside the sensor box 1a.
A line sensor 1A facing the target 2 on the output shaft 32 and a line sensor 1B facing the target 2 on the output shaft 32
Are accommodated in the same position in the circumferential direction.

【0022】また、ラインセンサ1A,1Bは、夫々操
舵軸3の軸長方向に並設された複数の受光素子を有する
構成としてある。センサボックス1aの内部には、棒状
の発光部11Aがラインセンサ1Aと平行に配されてお
り、発光部11Bがラインセンサ1Bと平行に配されて
いる。そして、各ラインセンサ1A,1Bの受光面は、
発光部11A,11Bから発せられる光の、ターゲット
2,2の表面からの鏡面反射光を受光することができる
向きに向けられている。
Each of the line sensors 1A and 1B has a plurality of light receiving elements arranged in parallel in the axial direction of the steering shaft 3. Inside the sensor box 1a, a rod-shaped light emitting portion 11A is arranged in parallel with the line sensor 1A, and a light emitting portion 11B is arranged in parallel with the line sensor 1B. The light receiving surfaces of the line sensors 1A and 1B are
The light emitted from the light emitting units 11A and 11B is directed so as to be able to receive specularly reflected light from the surfaces of the targets 2 and 2.

【0023】ラインセンサ1A,1Bは、CCD等、受
光量に応じた出力を発生する受光素子を用いたセンサで
あり、これらのラインセンサ1A,1Bの出力VA ,V
B は、センサボックス1aの外部に引き出され、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 line sensors 1A and 1B is a sensor using a light receiving element such as a CCD which generates an output in accordance with the amount of received light, and outputs VA and V of the line sensors 1A and 1B.
B is drawn out of the sensor box 1a and provided to an arithmetic processing unit 4 using a microprocessor.

【0024】図2は、ラインセンサ1Aの出力VA を示
すグラフである。図において、縦軸は出力を示し、横軸
はラインセンサ1Aに含まれる受光素子の操舵軸3の軸
長方向の位置を示している。図に示すように、出力VA
には、複数の受光素子夫々の出力が含まれている。この
うち、反射部20に対向する受光素子は、反射部20か
らの鏡面反射光を受光し、この受光素子の出力は、他の
受光素子に比して出力が高くなる。演算処理部4には、
このように反射部20に対向する受光素子の出力より小
さく、他の受光素子の出力より大きい閾値thが予め与
えられており、演算処理部4は、夫々の受光素子の出力
と閾値thとを比較し、閾値thを越える出力の受光素
子が、反射部20に対向すると判断するようになってい
る。また、図2に示す如く、相隣する複数の受光素子の
出力が閾値thを越える場合には、これらの内の中間の
位置に存在する受光素子が反射部20に対向すると判断
するようになっている。また、ラインセンサ1Bの出力
B についても同様であるので説明を省略する。
FIG. 2 is a graph showing the output VA of the line sensor 1A. In the figure, the vertical axis indicates the output, and the horizontal axis indicates the position of the light receiving element included in the line sensor 1A in the axial direction of the steering shaft 3. As shown, the output V A
Includes the output of each of the plurality of light receiving elements. The light receiving element facing the reflection unit 20 receives the specularly reflected light from the reflection unit 20, and the output of this light reception element is higher than that of the other light reception elements. The arithmetic processing unit 4 includes:
As described above, the threshold th that is smaller than the output of the light receiving element facing the reflection unit 20 and larger than the output of the other light receiving elements is given in advance, and the arithmetic processing unit 4 calculates the output of each light receiving element and the threshold th. By comparison, it is determined that a light receiving element having an output exceeding the threshold th is opposed to the reflecting section 20. Also, as shown in FIG. 2, when the outputs of a plurality of adjacent light receiving elements exceed the threshold th, it is determined that the light receiving element located at an intermediate position among them faces the reflecting section 20. ing. Also, the description thereof is omitted since it is same for the output V B of the line sensor 1B.

【0025】従って、このような演算処理部4における
処理によって、反射部20に対向する受光素子が検出さ
れ、この受光素子の位置により、反射部20の操舵軸3
の軸長方向の位置が検出される。
Accordingly, the light receiving element facing the reflecting section 20 is detected by the processing in the arithmetic processing section 4, and the steering shaft 3 of the reflecting section 20 is determined based on the position of the light receiving element.
Is detected in the axial direction.

【0026】図3は、反射部20の操舵軸3の軸長方向
の位置と、入力軸31又は出力軸32の回転角との関係
を説明する説明図である。前述した如く、反射部20は
鋸歯状をなしており、反射部20の内の操舵軸3の軸長
方向に対して傾斜した部分(以下、第1部という)が前
記軸長方向に対して所定の傾斜角度を有して並設されて
いる。従って、入力軸31及び出力軸32が軸回りに回
転した場合、反射部20,20のラインセンサ1A,1
Bに対向する部分の前記軸長方向の位置は、1つの第1
部の間で入力軸31又は出力軸32の回転角の変化に応
じて線形に変化する。また、2つの相隣する第1部を連
結する前記軸長方向を長手方向とする部分(以下、第2
部という)に、ラインセンサ1A,1Bが対向する場合
には、第2部の中央部分の位置が、受光素子と対向する
位置と判断される。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the position of the reflector 20 in the axial direction of the steering shaft 3 and the rotation angle of the input shaft 31 or the output shaft 32. As described above, the reflector 20 has a saw-tooth shape, and a portion of the reflector 20 inclined with respect to the axial direction of the steering shaft 3 (hereinafter, referred to as a first portion) is defined with respect to the axial direction. They are juxtaposed with a predetermined inclination angle. Therefore, when the input shaft 31 and the output shaft 32 rotate around the axes, the line sensors 1A, 1
The position of the portion facing B in the axial direction is one first position.
It changes linearly between the sections according to the change in the rotation angle of the input shaft 31 or the output shaft 32. In addition, a portion having the axial length direction connecting two adjacent first portions as a longitudinal direction (hereinafter, referred to as a second portion)
When the line sensors 1A and 1B face each other, the position of the central portion of the second portion is determined to be the position facing the light receiving element.

【0027】なお、ターゲット2に、その鏡面反射率
が、他の表面の鏡面反射率よりも高くなるような反射部
20を周設し、ラインセンサ1A,1Bの各受光素子の
内、閾値thより出力が大きい受光素子を、反射部20
に対向する受光素子として判断する構成とする場合につ
いて述べたが、これに限るものではなく、例えば、ター
ゲット2の外周に、前記反射部20と同様の形状の溝を
周設し、ターゲット2の該溝以外の表面を反射部とし、
この溝の鏡面反射率の方が、反射部の鏡面反射率よりも
低くなるようにし、ラインセンサ1A,1Bの出力
A ,VB から、ラインセンサ1A,1Bの各受光素子
の内、閾値thよりも出力が小さい受光素子を、前記溝
に対向する受光素子として判断する構成としてもよい。
The target 2 is provided with a reflector 20 around which the specular reflectivity of the target 2 is higher than the specular reflectivity of the other surface, and the threshold th of the light receiving elements of the line sensors 1A and 1B is set. The light receiving element having a larger output is
Has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, a groove having the same shape as that of the reflection section 20 is provided on the outer periphery of the target 2 so that the target 2 The surface other than the groove is a reflection part,
Towards the specular reflectance of the groove is set to be lower than the specular reflectance of the reflection portion, the line sensor 1A, the output V A of 1B, from V B, the line sensors 1A, among the light receiving elements 1B, the threshold The light receiving element having an output smaller than th may be determined as the light receiving element facing the groove.

【0028】この結果、ラインセンサ1A,1Bによっ
て夫々検出された反射部20,20の操舵軸3の軸長方
向の位置は、図3に示す如く、ラインセンサ1A,1B
の付近を各第1部が通過する間の、入力軸31又は出力
軸32の回転に応じて線形に変化する領域(第1領域)
と、ラインセンサ1A,1Bの付近を各第2部が通過す
る間の、前記第1領域の変化に対して逆向きに変化する
領域(第2領域)とを繰り返す変化を示す。この繰り返
しの周期は、ターゲット2の反射部20の第1部及び第
2部の並設数に対応し、ターゲット2の反射部20に8
個の第1部及び第2が並設されている場合には、入力軸
31又は出力軸32が45°(=360°/8)だけ回
転する間を一周期とする繰り返しが生じる。
As a result, as shown in FIG. 3, the positions of the reflecting portions 20, 20 in the direction of the axis length of the steering shaft 3 detected by the line sensors 1A, 1B are line sensors 1A, 1B.
(First area) that changes linearly according to the rotation of the input shaft 31 or the output shaft 32 while each first part passes near
And a region (second region) that changes in the opposite direction to the change in the first region while each second part passes near the line sensors 1A and 1B. The period of this repetition corresponds to the number of the first portion and the second portion of the reflecting portion 20 of the target 2 arranged in parallel, and 8
When the first and second parts are arranged side by side, repetition occurs in which one cycle is a period during which the input shaft 31 or the output shaft 32 rotates by 45 ° (= 360 ° / 8).

【0029】ラインセンサ1Aの出力VA から検出され
た反射部20の操舵軸3の軸長方向の位置は、このライ
ンセンサ1Aが対向する反射部20が設けられた入力軸
31の回転角に対応し、またラインセンサ1Bの出力V
B から検出された反射部20の操舵軸3の軸長方向の位
置は、このラインセンサ1Bが対向する反射部20が設
けられた出力軸32の回転角に対応する。従って、ライ
ンセンサ1Aの出力V A に基づいて入力軸31の回転角
を、ラインセンサ1Bの出力VB に基づいて出力軸32
の回転角を各別に算出することができる。
Output V of line sensor 1AADetected from
The position of the reflector 20 in the axial direction of the steering shaft 3 is
Input shaft provided with a reflection unit 20 facing the sensor 1A
31 and the output V of the line sensor 1B.
BPosition of the reflector 20 in the axial direction of the steering shaft 3 detected from the
The reflection unit 20 facing the line sensor 1B is provided.
Corresponding to the rotation angle of the output shaft 32. Therefore,
Output V of the sensor 1A ARotation angle of the input shaft 31 based on
Is the output V of the line sensor 1B.BOutput shaft 32 based on
Can be separately calculated.

【0030】演算処理部4には、半導体メモリからなる
記憶部が設けられており(図示せず)、この記憶部に
は、検出された反射部20の操舵軸3の軸長方向の位置
と、ターゲット2の回転角との対応関係が前述した繰り
返しの1周期分だけマッピングされている。そして演算
処理部4は、前記繰り返しが何周期分通過したかを計数
すると共に、記憶部の内容を参照して、検出した反射部
20の前記軸長方向の位置に対応するターゲット2の前
記1周期内の回転角を求め、計数結果と1周期分の回転
角(図2に示す場合では、45°)との積と、前記1周
期内の回転角との和を算出して、入力軸31又は出力軸
32の回転角を演算する。
The arithmetic processing section 4 is provided with a storage section comprising a semiconductor memory (not shown). The storage section stores the position of the detected reflection section 20 in the axial direction of the steering shaft 3 and the detected position. , The correspondence relationship with the rotation angle of the target 2 is mapped for one cycle of the above-described repetition. The arithmetic processing unit 4 counts how many cycles the repetition has passed, and refers to the contents of the storage unit to detect the 1st target 2 corresponding to the detected position of the reflection unit 20 in the axial direction. The rotation angle within the cycle is obtained, and the sum of the product of the counting result and the rotation angle for one cycle (45 ° in the case shown in FIG. 2) and the rotation angle within the one cycle is calculated, and the input shaft is calculated. The rotation angle of the output shaft 31 or the output shaft 32 is calculated.

【0031】また、求められた入力軸31の回転角と出
力軸32の回転角との差(相対角変位)を求め、前記記
憶部に予め記憶されている前記相対角変位と回転トルク
との関係より、入力軸31に加わる回転トルクを求める
ようになっている。
Further, a difference (relative angular displacement) between the obtained rotation angle of the input shaft 31 and the rotation angle of the output shaft 32 is obtained, and the difference between the relative angular displacement and the rotation torque stored in the storage unit in advance is obtained. From the relationship, the rotational torque applied to the input shaft 31 is determined.

【0032】そして、このようにして求められた出力軸
32の回転角及び入力軸31に加わる回転トルクは、図
示しない制御部へ与えられ、この制御部が、出力軸32
に繋がる電動モータ(図示せず)を駆動制御し、これに
よって操舵補助が行われる。
The rotation angle of the output shaft 32 and the rotation torque applied to the input shaft 31 thus obtained are given to a control unit (not shown).
An electric motor (not shown) connected to the motor is driven and controlled, thereby assisting the steering.

【0033】なお、本実施の形態1においては、反射部
20が鋸歯状をなす構成としたが、これに限るものでは
なく、例えば、反射部20が操舵軸3の軸長方向に対し
て所定角度傾斜した複数の溝部だけからなる構成として
もよいし、反射部20が正弦波状をなす構成としてもよ
い。
In the first embodiment, the reflecting portion 20 has a saw-tooth shape. However, the present invention is not limited to this. For example, the reflecting portion 20 may have a predetermined shape in the axial direction of the steering shaft 3. The configuration may include only a plurality of grooves inclined at an angle, or the configuration may be such that the reflection unit 20 has a sinusoidal shape.

【0034】また、本実施の形態1においては、トーシ
ョンバー34を介して連結された入力軸(第1軸)31
と出力軸(第2軸)32とにターゲット2,2を設けた
構成について述べたが、自身の捩れ特性が明らかな回転
軸を対象とする場合には、該回転軸の軸長方向に離隔し
た位置にターゲット2,2を夫々直接的に設け、これら
に対向配置されたラインセンサの出力に基づいて前記回
転トルクを演算する構成としてもよい。
In the first embodiment, the input shaft (first shaft) 31 connected through the torsion bar 34 is used.
Although the configuration in which the targets 2 and 2 are provided on the output shaft (second shaft) 32 and the output shaft (second shaft) 32 has been described, when the target is a rotary shaft whose torsion characteristic is clear, the target is separated in the axial direction of the rotary shaft. The targets 2 and 2 may be provided directly at the positions thus set, and the rotational torque may be calculated based on the outputs of the line sensors disposed to face each other.

【0035】以上の如き構成により、接触摺動する部分
を含まず、ラインセンサ1A,1Bがこれらに対向する
反射部20,20の通過に応じて発生する出力に応じ
て、入力軸31及び出力軸32の回転角、及び入力軸3
1に加わる回転トルクを求めることができる。
With the above configuration, the input shaft 31 and the output shaft are not included in the input sensor 31 according to the output generated when the line sensors 1A and 1B pass through the reflecting portions 20 and 20 facing the same without including the portions that contact and slide. Rotation angle of shaft 32 and input shaft 3
1 can be obtained.

【0036】(実施の形態2)図4は、本発明に係る舵
取装置の実施の形態2の要部の構成を示す模式図であ
る。図に示す如く、入力軸31には、出力軸32との連
結側端部近傍に、円環板状のターゲット2が同軸上に固
定されている。また、これと同様に、出力軸32には、
入力軸31との連結側端部近傍にターゲット2が同軸上
に固定されている。入力軸31側のターゲット2の上面
及び出力軸32側のターゲット2の下面には、後述する
ような反射部20が設けられている。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in the drawing, a ring-shaped target 2 is coaxially fixed to the input shaft 31 near the end on the connection side with the output shaft 32. Similarly, the output shaft 32 includes
The target 2 is coaxially fixed near the end on the connection side with the input shaft 31. On an upper surface of the target 2 on the input shaft 31 side and a lower surface of the target 2 on the output shaft 32 side, a reflecting portion 20 as described later is provided.

【0037】反射部20は、図中aの方向へ向かって、
操舵軸3の軸心から線形に遠くなるようになしてある複
数の部分(以下、第1部という)が、相隣する2つの第
1部の近接する側の端部を操舵軸3の周方向の位置を合
わせた状態で、操舵軸3の周方向に沿って設けられてお
り、相隣する2つの第1部の近接する側の端部間を、操
舵軸3の半径方向を長手方向とする線状の部分(以下、
第2部という)にて連結した如き形状をなした溝であ
る。
The reflecting portion 20 moves in the direction of a in FIG.
A plurality of portions (hereinafter, referred to as “first portions”) that are linearly distant from the axis of the steering shaft 3 are connected to the ends of the adjacent two first portions on the periphery of the steering shaft 3. Are provided along the circumferential direction of the steering shaft 3 in a state where the positions of the steering shafts 3 are aligned with each other. Linear part (hereinafter, referred to as
(Referred to as a second part).

【0038】側面視略コ字状をなすセンサボックス1a
が、前記ターゲット2,2の一部がコ字の内側に位置す
るように、ターゲット2,2の近傍に配設されており、
このセンサボックス1aのコ字の内側の相対向する2面
の内、上側の面にラインセンサ1Aの受光面が露出し、
下側の面にラインセンサ1Bの受光面が露出するよう
に、ラインセンサ1A,1Bが配されている。ラインセ
ンサ1A,1Bは、夫々操舵軸3の半径方向を長手方向
としてセンサボックス1aの内部に渡してあり、センサ
ボックス1aの内部のラインセンサ1A,1Bの近傍に
は、夫々ラインセンサ1A,1Bに平行となるように、
棒状の発光部11A,11Bが設けられている。
A sensor box 1a having a substantially U-shape in side view.
Are disposed near the targets 2 and 2 so that a part of the targets 2 and 2 is located inside the U-shape.
The light receiving surface of the line sensor 1A is exposed on the upper surface of the two opposing surfaces inside the U shape of the sensor box 1a,
The line sensors 1A and 1B are arranged such that the light receiving surface of the line sensor 1B is exposed on the lower surface. The line sensors 1A and 1B pass through the inside of the sensor box 1a with the radial direction of the steering shaft 3 as the longitudinal direction, and are located near the line sensors 1A and 1B inside the sensor box 1a, respectively. So that it is parallel to
Bar-shaped light emitting units 11A and 11B are provided.

【0039】図5は、反射部20の操舵軸3の半径方向
の位置と、入力軸31又は出力軸32の回転角との関係
を説明する説明図である。ラインセンサ1A,1Bによ
って夫々検出された反射部20,20の操舵軸3の半径
方向の位置は、図5に示す如く、ラインセンサ1A,1
Bの付近を各第1部が通過する間の、入力軸31又は出
力軸32の回転に応じて線形に変化する領域(第1領
域)と、ラインセンサ1A,1Bの付近を各第2部が通
過する間の、前記第1領域の変化に対して逆向きに変化
する領域(第2領域)とを繰り返す変化を示す。この繰
り返しの周期は、ターゲット2の反射部20の第1部の
数に対応し、ターゲット2の反射部20に8個の第1部
が設けられている場合には、入力軸31又は出力軸32
が45°(=360°/8)だけ回転する間を一周期と
する繰り返しが生じる。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the radial position of the steering shaft 3 of the reflector 20 and the rotation angle of the input shaft 31 or the output shaft 32. As shown in FIG. 5, the positions of the reflectors 20 and 20 in the radial direction of the steering shaft 3 detected by the line sensors 1A and 1B are as shown in FIG.
A region (first region) that changes linearly according to the rotation of the input shaft 31 or the output shaft 32 while each of the first portions passes near B, and a second portion around the line sensors 1A and 1B. Shows a change that repeats a region (a second region) that changes in the opposite direction to the change of the first region during the passage of. The cycle of this repetition corresponds to the number of the first portions of the reflection portions 20 of the target 2. When the eight reflection portions 20 of the target 2 are provided, the input shaft 31 or the output shaft 32
Is rotated by 45 ° (= 360 ° / 8) as one cycle.

【0040】なお、本実施の形態2においては、前述し
たように、反射部20が、図中aの方向へ向かって、操
舵軸3の軸心からの距離が線形に増加する第1部と、相
隣する第1部を連結する第2部とを有する構成について
述べたが、これに限るものではなく、例えば、反射部2
0が前記第1部だけを有し、第2部を有していない構成
としてもよく、また、反射部20が、前記aの方向へ向
かって、操舵軸3の軸心からの距離が正弦派状に増減す
る形状をなす構成としてもよい。また、本実施の形態2
に係る舵取装置のその他の構成は、実施の形態1に係る
舵取装置の構成と同様であるので、その説明を省略す
る。
In the second embodiment, as described above, the reflecting portion 20 includes the first portion in which the distance from the axis of the steering shaft 3 linearly increases toward the direction a in FIG. , And a second part that connects adjacent first parts, but the present invention is not limited to this.
0 may have only the first portion, and may not have the second portion. The reflecting portion 20 may be arranged such that the distance from the axis of the steering shaft 3 in the direction of a is sinusoidal. It is good also as a structure which forms the shape which increases and decreases in a school form. Embodiment 2
The other configuration of the steering device according to the first embodiment is the same as the configuration of the steering device according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0041】以上の如き構成により、接触摺動する部分
を含まず、ラインセンサ1A,1Bがこれらに対向する
反射部20,20の通過に応じて発生する出力に応じ
て、入力軸31及び出力軸32の回転角、及び入力軸3
1に加わる回転トルクを求めることができる。
With the above-described configuration, the input shaft 31 and the output shaft are not included in the input shaft 31 and the output according to the output generated by the line sensors 1A and 1B passing through the reflecting portions 20 and 20 facing the line sensors 1A and 1B. Rotation angle of shaft 32 and input shaft 3
1 can be obtained.

【0042】(実施の形態3)図6は、本発明に係る舵
取装置の実施の形態3の要部の構成を示す模式図であ
る。図に示す如く、入力軸31には、出力軸32との連
結側端部近傍に、円環板状のターゲット2aが同軸上に
固定されている。また、出力軸32には、入力軸31と
の連結側端部近傍にターゲット2bが同軸上に固定され
ている。ターゲット2bは、ターゲット2aの外径より
も大きい内径を有する円環が、該円環と同一の外径を有
し、出力軸32に同軸的に固定された円環状の板の上面
に突設された如き形状をなしており、ターゲット2aの
上面と、ターゲット2bの前記円環の上面とが同一平面
に位置するように、ターゲット2a,2bは配置されて
いる。
(Embodiment 3) FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a steering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in the figure, an annular plate-shaped target 2a is coaxially fixed to the input shaft 31 near the end on the connection side with the output shaft 32. The target 2 b is coaxially fixed to the output shaft 32 near the end on the connection side with the input shaft 31. In the target 2b, an annular ring having an inner diameter larger than the outer diameter of the target 2a has the same outer diameter as the annular ring, and protrudes from an upper surface of an annular plate fixed coaxially to the output shaft 32. The targets 2a and 2b are arranged such that the upper surface of the target 2a and the upper surface of the ring of the target 2b are located on the same plane.

【0043】ターゲット2aの上面には、溝状の反射部
20aが周設されており、ターゲット2bの前記円環の
上面にも、溝状の反射部20bが設けられている。
A groove-shaped reflecting portion 20a is provided around the upper surface of the target 2a, and a groove-shaped reflecting portion 20b is also provided on the upper surface of the ring of the target 2b.

【0044】反射部20a,20bは、図中aの方向へ
向かって、操舵軸3の軸心から線形に遠くなるようにな
してある複数の部分(以下、第1部という)が、相隣す
る2つの第1部の近接する側の端部を操舵軸3の周方向
の位置を合わせた状態で、操舵軸3の周方向に沿って設
けられており、相隣する2つの第1部の近接する側の端
部間を、操舵軸3の半径方向を長手方向とする線状の部
分(以下、第2部という)にて連結した如き形状をなし
た溝である。
A plurality of portions (hereinafter, referred to as first portions) of the reflecting portions 20a and 20b which are linearly distant from the axis of the steering shaft 3 in the direction of a in FIG. The two first portions adjacent to each other are provided along the circumferential direction of the steering shaft 3 with the ends of the two first portions that are close to each other being aligned in the circumferential direction of the steering shaft 3. Is a groove having a shape as if the end portions on the side closer to each other were connected by a linear portion (hereinafter referred to as a second portion) whose longitudinal direction is the radial direction of the steering shaft 3.

【0045】また、センサボックス1aが、前記ターゲ
ット2a,2bの上部に配設されており、このセンサボ
ックス1aの内部であって、前記反射部20aに対向す
る位置に、ラインセンサ1Aが設けられており、センサ
ボックス1aの内部であって、前記反射部20bに対向
する位置に、ラインセンサ1Bが設けられている。ライ
ンセンサ1A,1Bは、センサボックス1aの下面に夫
々の受光面が露出するように配されており、また、ライ
ンセンサ1A,1Bは、夫々操舵軸3の半径方向を長手
方向としてセンサボックス1aの内部に渡してある。そ
して、センサボックス1aの内部のラインセンサ1A,
1Bの近傍には、夫々ラインセンサ1A,1Bに平行と
なるように、棒状の発光部11A,11Bが設けられて
いる。
A sensor box 1a is provided above the targets 2a and 2b, and a line sensor 1A is provided inside the sensor box 1a and at a position facing the reflection section 20a. A line sensor 1B is provided inside the sensor box 1a and at a position facing the reflection section 20b. The line sensors 1A and 1B are arranged such that their light receiving surfaces are exposed on the lower surface of the sensor box 1a. The line sensors 1A and 1B each have a sensor box 1a with the radial direction of the steering shaft 3 as a longitudinal direction. Has been passed inside. Then, the line sensor 1A inside the sensor box 1a,
In the vicinity of 1B, bar-shaped light emitting units 11A and 11B are provided so as to be parallel to the line sensors 1A and 1B, respectively.

【0046】ラインセンサ1A,1Bによって夫々検出
された反射部20a,20bの操舵軸3の半径方向の位
置と、入力軸31又は出力軸32の回転角との関係は、
図5に示す反射部20と入力軸31又は出力軸32の回
転角との関係と同様であるので、その説明を省略する。
The relationship between the radial position of the steering shaft 3 of the reflecting portions 20a and 20b detected by the line sensors 1A and 1B, respectively, and the rotation angle of the input shaft 31 or the output shaft 32 is as follows.
The relationship between the reflection unit 20 and the rotation angle of the input shaft 31 or the output shaft 32 shown in FIG.

【0047】なお、本実施の形態3においては、前述し
たように、反射部20a,20bが、図中aの方向へ向
かって、操舵軸3の軸心からの距離が線形に増加する第
1部と、相隣する第1部を連結する第2部とを有する構
成について述べたが、これに限るものではなく、例え
ば、反射部20a,20bが前記第1部だけを有し、第
2部を有していない構成としてもよく、また、反射部2
0a,20bが、前記aの方向へ向かって、操舵軸3の
軸心からの距離が正弦派状に増減する形状をなす構成と
してもよい。また、本実施の形態3に係る舵取装置のそ
の他の構成は、実施の形態1に係る舵取装置の構成と同
様であるので、その説明を省略する。
In the third embodiment, as described above, the reflecting portions 20a and 20b are arranged so that the distance from the axis of the steering shaft 3 increases linearly toward the direction a in the figure. Although the configuration including the first portion and the second portion connecting the adjacent first portions has been described, the present invention is not limited to this. For example, the reflection portions 20a and 20b include only the first portion and the second portion. It is good also as composition which does not have the section, reflection section 2
0a and 20b may be configured to have a shape in which the distance from the axis of the steering shaft 3 increases and decreases in a sine-shape manner in the direction of a. Further, the other configuration of the steering device according to the third embodiment is the same as the configuration of the steering device according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0048】以上の如き構成により、接触摺動する部分
を含まず、ラインセンサ1A,1Bがこれらに対向する
反射部20a,20bの通過に応じて発生する出力
A ,V B に応じて、入力軸31及び出力軸32の回転
角、及び入力軸31に加わる回転トルクを求めることが
できる。
With the above configuration, a portion that slides in contact is provided.
, Line sensors 1A and 1B are opposed to these.
Output generated in response to passage through reflection units 20a and 20b
VA, V BDepending on the rotation of the input shaft 31 and the output shaft 32
The angle and the rotational torque applied to the input shaft 31 can be determined.
it can.

【0049】(実施の形態4)図7は、本発明に係る舵
取装置の実施の形態4の要部の構成を示す模式図であ
る。図に示す如く、入力軸31には、出力軸32との連
結側端部近傍に、後述するような形状のターゲット2が
同軸上に固定されている。また、これと同様に、出力軸
31には、入力軸31との連結側端部近傍にターゲット
2が同軸上に固定されている。
(Embodiment 4) FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in the drawing, a target 2 having a shape to be described later is coaxially fixed to the input shaft 31 in the vicinity of an end on the connection side with the output shaft 32. Similarly, the target 2 is coaxially fixed to the output shaft 31 near the end on the connection side with the input shaft 31.

【0050】ターゲット2は、外周に複数の突出部が並
設された略円環板状をなしており、夫々の突出部は、図
中aの方向へ向かって、表面位置が操舵軸3の軸心から
線形に遠くなるような表面形状とされている。また、相
隣する2つの突出部の間は、操舵軸3の周方向を法線方
向とする平面で繋がっている。
The target 2 has a substantially annular plate shape in which a plurality of protrusions are arranged side by side on the outer periphery, and each protrusion has a surface position of the steering shaft 3 in the direction of a in the figure. The surface shape is linearly far from the axis. The two adjacent projections are connected by a plane whose normal direction is the circumferential direction of the steering shaft 3.

【0051】また、ターゲット2,2の外縁に臨む位置
にはセンサボックス1aが配設されており、このセンサ
ボックス1a内部に、入力軸31側のターゲット2に対
向する光学式距離センサ5Aと、出力軸32側のターゲ
ット2に対向する光学式距離センサ5Bとが設けられて
いる。光学式距離センサ5A,5Bは、夫々発光素子及
び受光素子を備えており、発光素子から発せられた光が
ターゲット2の表面によって反射した反射光を、受光素
子によって受光し、この受光に基づいて、光学式距離セ
ンサ5A,5Bとターゲット2,2の表面との距離に比
例して変化する出力を発生するようになっている。
A sensor box 1a is disposed at a position facing the outer edges of the targets 2 and 2. An optical distance sensor 5A facing the target 2 on the input shaft 31 side is provided inside the sensor box 1a. An optical distance sensor 5B facing the target 2 on the output shaft 32 side is provided. Each of the optical distance sensors 5A and 5B includes a light emitting element and a light receiving element. Light emitted from the light emitting element is reflected by the surface of the target 2 and is received by the light receiving element. And outputs that change in proportion to the distance between the optical distance sensors 5A and 5B and the surfaces of the targets 2 and 2.

【0052】図8は、光学式距離センサ5A,5Bの出
力VA ,VB と、入力軸31又は出力軸32の回転角と
の関係を説明するグラフである。図において、縦軸は出
力の大きさを示し、横軸は回転角を示している。前述し
たように、光学式距離センサ5A,5Bから発せられる
出力VA ,VB は、光学式距離センサ5A,5Bとター
ゲット2,2の表面との距離に比例して変化するから、
光学式距離センサ5A,5Bが1つの突出部に対向する
位置では、図7に示す矢符aの方向へ入力軸31又は出
力軸32が回転したとき、光学式距離センサ5A又は5
Bの出力VA 又はVB が線形に増加することとなる。そ
して、突出部の端部に到達し、これに相隣する突出部が
光学式距離センサ5A,5Bに対向するときには、出力
A ,V B が減少し、更に入力軸31又は出力軸32が
回転するに従って、前述したような出力VA 又はVB
増加が繰り返される。この繰り返しの周期は、ターゲッ
ト2の突出部の数に対応し、ターゲット2に8個の突出
部が設けられている場合には、入力軸31又は出力軸3
2が45°(=360°/8)だけ回転する間を一周期
とする繰り返しが生じる。
FIG. 8 shows the output of the optical distance sensors 5A and 5B.
Force VA, VBAnd the rotation angle of the input shaft 31 or the output shaft 32
4 is a graph for explaining the relationship. In the figure, the vertical axis is
The magnitude of the force is shown, and the horizontal axis shows the rotation angle. Mentioned earlier
As described above, the light is emitted from the optical distance sensors 5A and 5B.
Output VA, VBAre optical distance sensors 5A and 5B and
Because it changes in proportion to the distance from the surface of Get 2, 2,
Optical distance sensors 5A and 5B face one protrusion
In the position, the input shaft 31 or the output shaft is moved in the direction of arrow a shown in FIG.
When the force shaft 32 rotates, the optical distance sensor 5A or 5A
Output V of BAOr VBWill increase linearly. So
To reach the end of the protrusion, and the adjacent protrusion
When facing the optical distance sensors 5A and 5B, the output
VA, V BDecreases, and furthermore, the input shaft 31 or the output shaft 32
As it rotates, the output V as described aboveAOr VBof
The increase is repeated. The cycle of this repetition depends on the target
8 projections on the target 2 corresponding to the number of projections on the target 2
When the unit is provided, the input shaft 31 or the output shaft 3
One cycle while 2 rotates by 45 ° (= 360 ° / 8)
Is repeated.

【0053】光学式距離センサ5Aの出力VA は、この
光学式距離センサ5Aが対向するターゲット2が設けら
れた入力軸31の回転角に対応し、また光学式距離セン
サ5Bの出力VB は、この光学式距離センサ5Bが対向
するターゲット2が設けられた出力軸32の回転角に対
応する。従って、光学式距離センサ5Aの出力VA に基
づいて入力軸31の回転角を、光学式距離センサ5Bの
出力VB に基づいて出力軸32の回転角を各別に算出す
ることができる。
The output V A of the optical distance sensor 5A corresponds to the rotation angle of the input shaft 31 provided with the target 2 facing the optical distance sensor 5A, and the output V B of the optical distance sensor 5B is This optical distance sensor 5B corresponds to the rotation angle of the output shaft 32 provided with the target 2 facing the optical distance sensor 5B. Therefore, it is possible to calculate the rotation angle of the input shaft 31 based on the output V A of the distance sensors 5A, the rotation angle of the output shaft 32 to each other on the basis of the output V B of the distance sensors 5B.

【0054】演算処理部4には、半導体メモリからなる
記憶部が設けられており(図示せず)、この記憶部に
は、光学式距離センサ5A,5Bの出力VA ,VB と、
ターゲット2の回転角との対応関係が前述した繰り返し
の1周期分だけマッピングされている。そして演算処理
部4は、前記繰り返しが何周期分通過したかを計数する
と共に、記憶部の内容を参照して、出力VA ,VB に対
応するターゲット2の前記1周期内の回転角を求め、計
数結果と1周期分の回転角(図8に示す場合では、45
°)との積と、前記1周期内の回転角との和を算出し
て、入力軸31又は出力軸32の回転角を演算する。
[0054] The arithmetic processing unit 4 (not shown) storage unit is provided comprising a semiconductor memory, in the storage unit, optical distance sensors 5A, 5B output V A of the V B,
The correspondence relationship with the rotation angle of the target 2 is mapped for one cycle of the above-described repetition. The arithmetic processing unit 4 is configured to count whether the repetition has passed many cycles, with reference to the contents of the storage unit, the output V A, the rotation angle of the one cycle of the target 2 which corresponds to the V B The counting result and the rotation angle for one cycle (45 in the case shown in FIG. 8)
°) and the rotation angle in one cycle are calculated to calculate the rotation angle of the input shaft 31 or the output shaft 32.

【0055】また、求められた入力軸31の回転角と出
力軸32の回転角との差(相対角変位)を求め、前記記
憶部に予め記憶されている前記相対角変位と回転トルク
との関係より、入力軸31に加わる回転トルクを求める
ようになっている。
Further, a difference (relative angular displacement) between the obtained rotation angle of the input shaft 31 and the rotation angle of the output shaft 32 is obtained, and the difference between the relative angular displacement and the rotation torque stored in the storage unit in advance is obtained. From the relationship, the rotational torque applied to the input shaft 31 is determined.

【0056】なお、本実施の形態4においては、ターゲ
ット2の外周部が、図中aの方向へ向かって、操舵軸3
の軸心からの距離が線形に増加する複数の突出部を有す
る構成について述べたが、これに限るものではなく、例
えば、ターゲット2の外周部が、前記aの方向へ向かっ
て、操舵軸3の軸心からの距離が正弦派状に増減する表
面形状を有する構成としてもよい。また、本実施の形態
4に係る舵取装置のその他の構成は、実施の形態1に係
る舵取装置の構成と同様であるので、その説明を省略す
る。
In the fourth embodiment, the outer periphery of the target 2 moves in the direction of a in FIG.
A configuration having a plurality of protrusions whose distance from the axis of the target increases linearly has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, when the outer peripheral portion of the target 2 moves in the direction of a, the steering shaft 3 May be configured to have a surface shape in which the distance from the axis center increases or decreases sinusoidally. Further, the other configuration of the steering device according to the fourth embodiment is the same as the configuration of the steering device according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0057】以上の如き構成により、接触摺動する部分
を含まず、光学式距離センサ5A,5Bがこれらに対向
するターゲット2,2の通過に応じて発生する出力
A ,V B に応じて、入力軸31及び出力軸32の回転
角、及び入力軸31に加わる回転トルクを求めることが
できる。
With the above configuration, a portion that slides in contact is provided.
Are not included, and the optical distance sensors 5A and 5B are opposed to these.
Generated in response to the passage of targets 2 and 2
VA, V BDepending on the rotation of the input shaft 31 and the output shaft 32
The angle and the rotational torque applied to the input shaft 31 can be determined.
it can.

【0058】(実施の形態5)図9は、本発明に係る舵
取装置の実施の形態5の要部の構成を示す模式図であ
る。図に示す如く、入力軸31には、出力軸32との連
結側端部近傍に、円環板状のターゲット2が同軸上に固
定されている。また、これと同様に、出力軸32には、
入力軸31との連結側端部近傍にターゲット2が同軸上
に固定されている。入力軸31側のターゲット2の上面
及び出力軸32側のターゲット2の下面は、後述するよ
うな表面形状となっている。
(Embodiment 5) FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a steering apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. As shown in the drawing, a ring-shaped target 2 is coaxially fixed to the input shaft 31 near the end on the connection side with the output shaft 32. Similarly, the output shaft 32 includes
The target 2 is coaxially fixed near the end on the connection side with the input shaft 31. The upper surface of the target 2 on the input shaft 31 side and the lower surface of the target 2 on the output shaft 32 have surface shapes as described later.

【0059】入力軸31側のターゲット2の上面及び出
力軸32側のターゲット2の下面夫々の外周縁部は、鋸
歯状に突出する複数の突出部が周設された如き表面形状
となっている。入力軸31側のターゲット2の夫々の突
出部は、図中aの方向へ向かって、操舵軸3の軸長方向
の表面位置が線形に上昇するようになしてあり、出力軸
32側のターゲット2の夫々の突出部は、前記aの方向
へ向かって、前記軸長方向の表面位置が線形に下降する
ようになしてある。また、相隣する2つの突出部の間
は、操舵軸3の周方向を法線方向とする平面で繋がって
いる。
The outer peripheral edge of each of the upper surface of the target 2 on the input shaft 31 side and the lower surface of the target 2 on the output shaft 32 has a surface shape such that a plurality of protruding portions projecting in a sawtooth shape are provided. . The respective projecting portions of the target 2 on the input shaft 31 side are such that the surface position in the axial direction of the steering shaft 3 rises linearly in the direction of a in the figure, and the target on the output shaft 32 side. Each of the projections 2 is configured such that the surface position in the axial direction linearly decreases toward the direction a. The two adjacent projections are connected by a plane whose normal direction is the circumferential direction of the steering shaft 3.

【0060】また、側面視略コ字状をなすセンサボック
ス1aが、前記ターゲット2,2の一部がコ字の内側に
位置するように、ターゲット2,2の近傍に配設されて
おり、このセンサボックス1aのコ字の内側の相対向す
る2面の内、上側の面に光学式距離センサ5Aの受光面
が露出し、下側の面に光学式距離センサ5Bの受光面が
露出するように、光学式距離センサ5A,5Bが配され
ている。
Further, a sensor box 1a having a substantially U-shape in side view is arranged near the targets 2, 2 so that a part of the targets 2, 2 is located inside the U-shape. The light receiving surface of the optical distance sensor 5A is exposed on the upper surface and the light receiving surface of the optical distance sensor 5B is exposed on the lower surface of the two opposing surfaces inside the U shape of the sensor box 1a. As described above, the optical distance sensors 5A and 5B are provided.

【0061】光学式距離センサ5A,5Bの出力VA
B と、入力軸31又は出力軸32の回転角との関係
は、図8に示す関係と同様であるので、その説明を省略
する。
The outputs V A of the optical distance sensors 5A and 5B,
And V B, the relationship between the rotation angle of the input shaft 31 or output shaft 32 is the same as the relationship shown in FIG. 8, a description thereof will be omitted.

【0062】なお、本実施の形態5においては、入力軸
31側のターゲット2の上面及び出力軸32側のターゲ
ット2の下面が、図中aの方向へ向かって、操舵軸3の
軸心からの距離が線形に増加する複数の突出部を有する
構成について述べたが、これに限るものではなく、例え
ば、入力軸31側のターゲット2の上面及び出力軸32
側のターゲット2の下面が、前記aの方向へ向かって、
操舵軸3の軸心方向の表面位置が正弦派状に上下する表
面形状を有する構成としてもよい。また、本実施の形態
5に係る舵取装置のその他の構成は、実施の形態4に係
る舵取装置の構成と同様であるので、その説明を省略す
る。
In the fifth embodiment, the upper surface of the target 2 on the input shaft 31 and the lower surface of the target 2 on the output shaft 32 move from the axis of the steering shaft 3 in the direction of a in FIG. Has been described as having a plurality of protrusions whose distance increases linearly, but is not limited thereto. For example, the upper surface of the target 2 on the input shaft 31 side and the output shaft 32
The lower surface of the target 2 on the side is directed in the direction of a,
The steering shaft 3 may be configured to have a surface shape in which the surface position in the axial direction rises and falls in a sinusoidal manner. Further, the other configuration of the steering device according to the fifth embodiment is the same as the configuration of the steering device according to the fourth embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0063】以上の如き構成により、接触摺動する部分
を含まず、光学式距離センサ5A,5Bがこれらに対向
するターゲット2,2の通過に応じて発生する出力
A ,V B に応じて、入力軸31及び出力軸32の回転
角、及び入力軸31に加わる回転トルクを求めることが
できる。
With the above configuration, the contact sliding portion
Are not included, and the optical distance sensors 5A and 5B are opposed to these.
Generated in response to the passage of targets 2 and 2
VA, V BDepending on the rotation of the input shaft 31 and the output shaft 32
The angle and the rotational torque applied to the input shaft 31 can be determined.
it can.

【0064】(実施の形態6)図10は、本発明に係る
舵取装置の実施の形態6の要部の構成を示す模式図であ
る。図に示す如く、入力軸31には、出力軸32との連
結側端部近傍に、円環板状のターゲット2aが同軸上に
固定されている。また、出力軸32には、入力軸31と
の連結側端部近傍にターゲット2bが同軸上に固定され
ている。ターゲット2bは、ターゲット2aの外径より
も大きい内径を有する円環が、該円環と同一の外径を有
し、出力軸32に同軸的に固定された円環状の板の上面
に突設された如き形状をなしており、ターゲット2bの
前記円環の内側に、ターゲット2aが嵌入された状態
で、ターゲット2a,2bは配置されている。
(Embodiment 6) FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a steering apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. As shown in the figure, an annular plate-shaped target 2a is coaxially fixed to the input shaft 31 near the end on the connection side with the output shaft 32. The target 2 b is coaxially fixed to the output shaft 32 near the end on the connection side with the input shaft 31. In the target 2b, an annular ring having an inner diameter larger than the outer diameter of the target 2a has the same outer diameter as the annular ring, and protrudes from an upper surface of an annular plate fixed coaxially to the output shaft 32. The targets 2a and 2b are arranged in a state where the target 2a is fitted inside the ring of the target 2b.

【0065】ターゲット2aの上面の外周縁部及びター
ゲット2bの前記円環の上面は、夫々鋸歯状に突出する
複数の突出部が周設された如き表面形状となっている。
夫々の突出部は、図中aの方向へ向かって、操舵軸3の
軸長方向の表面位置が線形に上昇するようになしてあ
る。また、相隣する2つの突出部の間は、操舵軸3の周
方向を法線方向とする平面で繋がっている。
The outer peripheral edge of the upper surface of the target 2a and the upper surface of the ring of the target 2b have a surface shape such that a plurality of protruding portions projecting in a saw-tooth shape are respectively provided.
Each protruding portion is configured so that the surface position of the steering shaft 3 in the axial length direction linearly increases in the direction of a in the drawing. The two adjacent projections are connected by a plane whose normal direction is the circumferential direction of the steering shaft 3.

【0066】また、センサボックス1aが、前記ターゲ
ット2a,2bの上部に配設されており、このセンサボ
ックス1aの内部であって、前記ターゲット2aの上面
縁部に対向する位置に、光学式距離センサ5Aが設けら
れており、センサボックス1aの内部であって、前記タ
ーゲット2bの円環の上面に対向する位置に、光学式距
離センサ5Bが設けられている。そして、光学式距離セ
ンサ5A,5Bは、センサボックス1aの下面に夫々の
受光面が露出するように配されている。
A sensor box 1a is provided above the targets 2a and 2b. An optical distance is set inside the sensor box 1a and at a position facing the upper edge of the target 2a. A sensor 5A is provided, and an optical distance sensor 5B is provided inside the sensor box 1a at a position facing the upper surface of the ring of the target 2b. The optical distance sensors 5A and 5B are arranged such that their light receiving surfaces are exposed on the lower surface of the sensor box 1a.

【0067】光学式距離センサ5A,5Bの出力VA
B と、入力軸31又は出力軸32の回転角との関係
は、図8に示す関係と同様であるので、その説明を省略
する。
The outputs V A of the optical distance sensors 5A and 5B,
And V B, the relationship between the rotation angle of the input shaft 31 or output shaft 32 is the same as the relationship shown in FIG. 8, a description thereof will be omitted.

【0068】なお、本実施の形態6においては、ターゲ
ット2aの上面及びターゲット2bの前記円環の上面
が、図中aの方向へ向かって、操舵軸3の軸心からの距
離が線形に増加する複数の突出部を有する構成について
述べたが、これに限るものではなく、例えば、ターゲッ
ト2aの上面及びターゲット2bの前記円環の上面が、
前記aの方向へ向かって、操舵軸3の軸心方向の表面位
置が正弦派状に上下する表面形状を有する構成としても
よい。また、本実施の形態6に係る舵取装置のその他の
構成は、実施の形態4に係る舵取装置の構成と同様であ
るので、その説明を省略する。
In the sixth embodiment, the upper surface of the target 2a and the upper surface of the ring of the target 2b have a linearly increasing distance from the axis of the steering shaft 3 toward the direction a in the figure. However, the present invention is not limited to this. For example, the upper surface of the target 2a and the upper surface of the ring of the target 2b may be
A configuration may be adopted in which the surface position of the steering shaft 3 in the axial center direction rises and falls in a sinusoidal manner in the direction a. Further, the other configuration of the steering device according to the sixth embodiment is the same as the configuration of the steering device according to the fourth embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0069】以上の如き構成により、接触摺動する部分
を含まず、光学式距離センサ5A,5Bがこれらに対向
するターゲット2a,2bの通過に応じて発生する出力
A,VB に応じて、入力軸31及び出力軸32の回転
角、及び入力軸31に加わる回転トルクを求めることが
できる。
With the above-described configuration, the optical distance sensors 5A and 5B do not include the parts that make contact and slide, and correspond to the outputs V A and V B generated by the passage of the targets 2a and 2b opposed thereto. , The rotation angles of the input shaft 31 and the output shaft 32 and the rotational torque applied to the input shaft 31 can be obtained.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上詳述した如く第1発明に係る回転角
検出装置による場合は、反射部を周設してなるターゲッ
トを回転軸に設け、該ターゲットに対向する受光部を設
け、前記回転軸が回転するに従って、記受光部に対向す
る前記反射部の位置が、周期的及び連続的に変化するよ
うに前記ターゲットを構成することにより、ターゲット
から離隔した位置に配された受光部によって、反射部の
位置を検出するので、回転軸の回転に応じて接触摺動す
る部分を含まず、前記受光部が検出したこれに対向する
前記反射部の位置から、前記回転軸の回転角を求めるこ
とが可能となる。
As described above in detail, in the case of the rotation angle detecting device according to the first aspect of the invention, a target having a reflecting portion provided around the rotating shaft, a light receiving portion facing the target is provided, and As the axis rotates, the position of the reflection section facing the light receiving section is configured such that the target changes periodically and continuously, by the light receiving section arranged at a position separated from the target, Since the position of the reflection part is detected, the rotation angle of the rotation shaft is obtained from the position of the reflection part which is opposed to the light detection part and does not include the part that slides in contact with the rotation of the rotation shaft. It becomes possible.

【0071】第2発明に係る回転角検出装置による場合
は、回転軸にターゲットを設け、該ターゲットに対向す
る受光部を設け、前記回転軸が回転するに従って、前記
ターゲットの前記受光部に対向する部分の表面位置が、
周期的及び連続的に変化するように前記ターゲットを構
成することにより、ターゲットから離隔した位置に配さ
れた受光部によって、ターゲットの表面位置を検出する
ので、回転軸の回転に応じて接触摺動する部分を含ま
ず、前記受光部が検出したこれに対向するターゲットの
表面位置から、前記回転軸の回転角を求めることが可能
となる。
In the case of the rotation angle detecting device according to the second invention, a target is provided on the rotating shaft, and a light receiving portion facing the target is provided. As the rotating shaft rotates, the target faces the light receiving portion of the target. The surface position of the part is
By configuring the target to change periodically and continuously, the surface position of the target is detected by the light receiving unit arranged at a position separated from the target. The rotation angle of the rotation shaft can be obtained from the surface position of the target facing the light detection unit detected by the light receiving unit, not including the portion where the rotation occurs.

【0072】第3発明に係るトルク検出装置による場合
は、ターゲットを回転軸の軸長方向2箇所に設け、夫々
の外側に受光部を対向配置して、これらの受光部の検出
結果に基づいて各別に求められる回転角の差に基づいて
回転トルクを求める。従って、接触摺動する部分を含ま
ず、従来に比して装置の耐久性を向上させることが可能
となる。
In the case of the torque detecting device according to the third aspect of the present invention, the targets are provided at two positions in the axial direction of the rotating shaft, and the light receiving sections are arranged outside each of them, and based on the detection results of these light receiving sections. The rotation torque is determined based on the difference between the rotation angles determined for each. Therefore, it does not include a portion that slides in contact, and it is possible to improve the durability of the device as compared with the related art.

【0073】第4発明に係るトルク検出装置による場合
は、トーションバーを介して同軸上に連結された第1軸
と第2軸とにターゲットを夫々設け、夫々の外側に受光
部を対向配置して、第1軸と第2軸との間にトーション
バーの捩れを伴って発生する回転角の差を前記受光部の
検出結果を用いて求め、この結果を用いて第1軸及び第
2軸に加わる回転トルクを検出する。従って、接触摺動
する部分を含まず、従来に比して装置の耐久性を向上さ
せることが可能となる。
In the case of the torque detecting device according to the fourth aspect of the present invention, targets are provided on the first axis and the second axis which are coaxially connected via a torsion bar, and the light receiving sections are arranged outside each of them. Then, a difference in rotation angle between the first axis and the second axis caused by torsion of the torsion bar is determined by using the detection result of the light receiving unit, and the first axis and the second axis are determined using the result. The rotational torque applied to the motor is detected. Therefore, it does not include a portion that slides in contact, and it is possible to improve the durability of the device as compared with the related art.

【0074】第5発明に係る舵取装置による場合は、接
触摺動する部分を含まない第1又は第2発明に係る回転
角検出装置、及び第3又は第4発明に係るトルク検出装
置の一方又は両方を自動車の舵取装置に適用し、操舵軸
の回転角(舵角)及び前記操舵軸に加えられる回転トル
ク(操舵トルク)の検出値を得て、これらの結果を、操
舵補助用のモータの駆動制御等、各種の制御に利用す
る。従って、従来に比して装置の耐久性を向上させるこ
とが可能となる等本発明は優れた効果を奏する。
In the case of the steering device according to the fifth invention, one of the rotation angle detection device according to the first or second invention and the torque detection device according to the third or fourth invention which does not include a portion that slides in contact. Alternatively, both are applied to a steering device of an automobile, and a rotation angle (steering angle) of a steering shaft and a detection value of a rotation torque (steering torque) applied to the steering shaft are obtained, and these results are used for steering assist. Used for various controls such as motor drive control. Therefore, the present invention has an excellent effect, for example, it is possible to improve the durability of the device as compared with the related art.

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

【図1】本発明に係る舵取装置の実施の形態1の要部の
構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a steering device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ラインセンサの出力を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an output of a line sensor.

【図3】反射部の操舵軸の軸長方向の位置と、入力軸又
は出力軸の回転角との関係を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a position of a reflector in the axial direction of a steering shaft and a rotation angle of an input shaft or an output shaft.

【図4】本発明に係る舵取装置の実施の形態2の要部の
構成を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a steering device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】反射部の操舵軸の半径方向の位置と、入力軸又
は出力軸の回転角との関係を説明する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a position of a reflector in a radial direction of a steering shaft and a rotation angle of an input shaft or an output shaft.

【図6】本発明に係る舵取装置の実施の形態3の要部の
構成を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a steering device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明に係る舵取装置の実施の形態4の要部の
構成を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a steering device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】光学式距離センサの出力と、入力軸又は出力軸
の回転角との関係を説明するグラフである。
FIG. 8 is a graph illustrating a relationship between an output of an optical distance sensor and a rotation angle of an input shaft or an output shaft.

【図9】本発明に係る舵取装置の実施の形態5の要部の
構成を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a steering device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明に係る舵取装置の実施の形態6の要部
の構成を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a steering device according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A,1B ラインセンサ 1a センサボックス 2 ターゲット 3 操舵軸(回転軸) 4 演算処理部 5A,5B 光学式距離センサ 20 反射部 30 舵輪 31 入力軸(第1軸) 32 出力軸(第2軸) 34 トーションバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A, 1B Line sensor 1a Sensor box 2 Target 3 Steering axis (rotating axis) 4 Arithmetic processing unit 5A, 5B Optical distance sensor 20 Reflecting unit 30 Steering wheel 31 Input axis (first axis) 32 Output axis (second axis) 34 Torsion bar

───────────────────────────────────────────────────── 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) // F02B 77/08 F02B 77/08 Z G01D 5/34 D Fターム(参考) 2F051 AA01 AB03 BA03 2F065 AA42 BB03 BB06 BB27 FF17 FF18 FF19 GG01 GG16 HH05 JJ02 JJ25 MM04 QQ05 QQ28 2F103 CA03 DA01 DA04 DA13 EA03 EA12 EA13 EB01 EB14 EB28 EB32 EB33 3D033 CA16 CA17 CA28 CA29 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // F02B 77/08 F02B 77/08 Z G01D 5/34 DF Term (Reference) 2F051 AA01 AB03 BA03 2F065 AA42 BB03 BB06 BB27 FF17 FF18 FF19 GG01 GG16 HH05 JJ02 JJ25 MM04 QQ05 QQ28 2F103 CA03 DA01 DA04 DA13 EA03 EA12 EA13 EB01 EB14 EB28 EB32 EB33 3D033 CA16 CA17 CA28 CA29

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸の回転角を検出する回転角検出装
置において、 前記回転軸が回転するに従って、検出される位置が周期
的及び連続的に変化すべく、前記回転軸の周方向に沿っ
て設けてある反射部を有するターゲットと、該ターゲッ
トに対向配置され、対向するターゲットからの反射光を
受光し、受光に基づいて前記反射部の位置を検出する受
光部とを備え、該受光部が検出した反射部の位置に基づ
いて、前記回転軸の回転角を求める構成としてあること
を特徴とする回転角検出装置。
1. A rotation angle detection device for detecting a rotation angle of a rotation shaft, wherein a detected position changes periodically and continuously as the rotation shaft rotates, along a circumferential direction of the rotation shaft. A target having a reflector provided, and a light receiving unit disposed opposite to the target, receiving light reflected from the target facing the target, and detecting the position of the reflector based on the received light. Wherein the rotation angle of the rotation axis is obtained based on the position of the reflection unit detected by the rotation angle detection device.
【請求項2】 回転軸の回転角を検出する回転角検出装
置において、 前記回転軸が回転するに従って、検出される表面位置が
周期的及び連続的に変化するような表面形状としてある
ターゲットと、該ターゲットに対向配置され、対向する
ターゲットからの反射光を受光し、受光に基づいて前記
ターゲットの表面位置を検出する受光部とを備え、該受
光部が検出した前記ターゲットの表面位置に基づいて、
前記回転軸の回転角を求める構成としてあることを特徴
とする回転角検出装置。
2. A rotation angle detection device for detecting a rotation angle of a rotation axis, wherein the target has a surface shape such that a detected surface position changes periodically and continuously as the rotation axis rotates. A light receiving unit that is disposed to face the target, receives reflected light from the facing target, and detects a surface position of the target based on the received light, based on the surface position of the target detected by the light receiving unit. ,
A rotation angle detection device, wherein the rotation angle of the rotation shaft is obtained.
【請求項3】 回転軸の軸長方向に離隔した2箇所に請
求項1又は請求項2記載の回転角検出装置を夫々備え、
これらの回転角検出装置により各別に検出される回転角
の差に基づいて前記回転軸に加わる回転トルクを求める
構成としてあることを特徴とするトルク検出装置。
3. The rotation angle detecting device according to claim 1 or 2 is provided at two places separated in the axial direction of the rotation shaft, respectively.
A torque detection device characterized in that a rotation torque applied to the rotation shaft is obtained based on a difference between the rotation angles detected by each of the rotation angle detection devices.
【請求項4】 前記回転軸は、トーションバーを介して
同軸上に連結された第1軸及び第2軸の連結体であり、
前記ターゲットは、前記第1軸及び第2軸の連結部近傍
に夫々配してあることを特徴とする請求項3記載のトル
ク検出装置。
4. The rotating shaft is a connected body of a first shaft and a second shaft coaxially connected via a torsion bar,
4. The torque detecting device according to claim 3, wherein the targets are arranged in the vicinity of a connecting portion between the first axis and the second axis.
【請求項5】 舵輪と舵取機構とを連絡する操舵軸を前
記回転軸として構成された請求項1又は請求項2記載の
回転角検出装置、及び請求項3又は請求項4記載のトル
ク検出装置の一方又は両方を備えることを特徴とする舵
取装置。
5. The rotation angle detecting device according to claim 1, wherein a steering shaft that connects a steering wheel and a steering mechanism is configured as the rotation shaft, and the torque detection according to claim 3 or 4. A steering device comprising one or both of the devices.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2008007431A1 (en) * 2006-07-13 2009-12-10 東京電力株式会社 Torque measuring device and program
CN104596557A (en) * 2015-01-08 2015-05-06 佛山轻子精密测控技术有限公司 Absolute type encoder and measuring method thereof
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