JP2004184394A - 回転センサ - Google Patents

Abstract

【課題】接触式の回転センサにおける摺動音の発生を抑制することが可能であり、接触子と電気抵抗体との安定な接触状態を確保して優れた耐久性を実現することが可能な回転センサを提供することを目的とする。
【解決手段】電気的接触子４８を有する接触ブラシ４０のアーム部４４ｂは、その側面に非対称要素として突起片４４ｃを有しているため、電気的接触子４８の中央を通過する長手軸線Ｌを中心として非対称な形状をなし、左右の重量配分が非対称となっている。それ故、電気的接触子４８が電気抵抗体２８上を摺動する際に、捻り方向の慣性モーメントが増大して、捻り振動Ｔの発生が抑制され、更に接触子４０の固有振動数以外の振動数に分散されるため、摺動音の音圧が低減される。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の回転機構を有する回転センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題への関心の高まりに伴い、自動車の排出ガスを低減する対策の１つとして、車体の軽量化に関する研究が進んでいる。例えば、従来の油圧駆動式が主流であったパワーステアリング装置を電動式にすることもその一つである。電動式は、油圧駆動式に較べて、油圧ポンプが不要になることで自動車の一層の軽量化が実現される。
【０００３】
但し、油圧駆動式の場合には、機械部品のみによって適当なパアワーアシストを実現することが可能であったのに対して、電動式の場合は、アシスト力をコンピュータで計算するため、ステアリング操作に伴う舵角を計測する舵角センサとトルクを計測するトルクセンサを備えた回転センサが必要となった。
また、この電動式のパワーステアリング装置に用いる回転センサには、磁界などを用いる非接触式のものと、電気抵抗体にブラシ等の接触子を接触させて電圧を検出する接触式のものとがある。
【０００４】
接触式の回転センサは、ハンドルの回転に対応して回転する円盤状の基板の表面や裏面に円周状の電気抵抗体を有している。また、ブラシ等の接触子を有し、この接触子の可動端が電気抵抗体に接触している。このため、ハンドルの回転に伴い、接触子の可動端が電気抵抗体上を摺動する。その際の接触子と電気抵抗体との摺動距離は、ハンドルの回転に対応する。
【０００５】
ここで、電気抵抗体の２つの基準点の間に所定の電圧を印加しておき、接触子から電圧信号を取り出すと、接触子と電気抵抗体との摺動距離に対応する電圧信号が得られる。従って、この電圧信号に基づく演算を行うと、舵角やトルクが計測される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３５７４５２号公報（特願２００１−２２４９１２号明細書）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の接触式の回転センサにおいては、接触子が電気抵抗体上を摺動するため、その際に摺動音が発生し、人間に不快感を与えるという問題が生じた。
また、製造コストを低減する必要から、回転センサの多くの部品が樹脂成型部品で構成され、各部品間にはクリアランスが設けられるため、部品相互間にある程度のがたが発生する。例えば電気抵抗体が形成されている円盤状の基板の位置も、接触子に対して変動する。この変動値は、設計値により左右されるものの、通常±１ｍｍ程度である。従って、接触子の電気抵抗体に対する接触力が変動する。その結果、接触子と電気抵抗体との接触状態が不安定になり、耐久性が損なわれるという問題が生じた。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、接触式の回転センサにおける摺動音の発生を抑制することが可能であり、接触子と電気抵抗体との安定な接触状態を確保して優れた耐久性を実現することが可能な回転センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、回転センサの接触子が電気抵抗体上を摺動する際に発生する摺動音を実測し、更に計算機等を用いて解析した結果、次のことが判明した。即ち、接触子が電気抵抗体上を摺動すると、その際の摩擦をエネルギー源として、接触子に捻り振動が発生し、この捻り振動が原因となって摺動音が発生する。そして、特に接触子が振動され易い形状の場合、捻り振動が接触子の固有振動を励起し、その固有振動数の音のみが極端に大きくなるため、人間に不快感を与える度合いも大きくなっていた。そこで、本発明者らは、接触子の形状を振動され難いものにすることを考え、鋭意実験を重ねた。
【００１０】
また、接触子と電気抵抗体との安定な接触状態を確保し、優れた耐久性を実現するためには、電気抵抗体に対する接触子の接触力を適正なものにしなければならず、その条件として接触子が適切なばね弾性を有することが必要であると考え、鋭意実験を重ねた。
その結果、以下の発明に係る回転センサを想到した。
【００１１】
即ち、本発明は、回転される基板と、前記基板の片面に形成され、前記基板の回転方向に延びる電気抵抗体と、前記基板の近傍に配置された保持部材と、前記保持部材に一端部が固定されるとともに、他端にアーム部を介して設けられた接触子を有し、この接触子が前記基板の回転に伴い、前記電気抵抗体と電気的に接触した状態で、前記電気抵抗体に対して相対的に摺動する接触部材とを備え、前記接触部材の相対的な摺動に基づき、前記基板の回転情報を電気信号として前記接触部材から取出す回転センサであって、前記接触部材のアーム部は、その長手軸線を中心として左右の重量配分が非対称であること特徴とする回転センサが提供される。
【００１２】
ここで、前記アーム部は、０．１Ｎ／ｍｍ以下のばね係数を有し、前記電気抵抗体に対する前記接触子の接触力は、０．０４Ｎ以上且つ０．２４Ｎ以下の範囲にあることが好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施形態）
図１に示されるように、自動車のハンドル１０には、コラムシャフト１２が直結している。このコラムシャフト１２には、トーションバー１４を介してステアリングシャフト１６が連結されている。このステアリングシャフト１６は、電動式のパワーステアリング機構１８に接続されている。パワーステアリング機構１８は、前輪１９を操舵するためのラック・ピニオンや、操舵をアシストする電動モータ等を内蔵している。
【００１４】
コラムシャフト１２及びステアリングシャフト１６は、ベアリング等を介して車体側の支持部材に保持されており、ハンドル１０の回転に伴って滑らかに回転し、これにより、パワーステアリング機構１８を介して前輪１９が操舵される。この際に、コラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間を連結するトーションバー１４が路面からの反力により捩れる結果、コラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間に回転のずれが生じ、この回転ずれからステアリングシャフト１６、つまり、ハンドル２の反力トルクを求めることができる。
【００１５】
それ故、ハンドル２のハンドル角や反力トルクを検出するために、第１の実施形態に係る回転センサ２０が備えられており、この回転センサ２０は、図１に示されるようにコラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間に跨って配置されている。
より詳しくは図２に示されるように、回転センサ２０は、ハンドル角ロータ２２及びトルクロータ２４を備えている。そして、ハンドル角ロータ２２はコラムシャフト１２の下端に取り付けられ、トルクロータ２４はステアリングシャフト１６の上端に取り付けられている。即ち、ハンドル角ロータ２２及びトルクロータ２４は、コラムシャフト１２及びステアリングシャフト１６とそれぞれ一体に回転する。
【００１６】
また、ハンドル角ロータ２２の外周には、円盤状の基板２６が取り付けられている。この基板２６もまた、コラムシャフト１２、即ち、ステアリングハンドル１０と一体に回転する。
基板２６の上側の表面には、ハンドル角を検出するための電気抵抗体２８が設けられている。この電気抵抗体２８は、例えば導電性樹脂からなり、プリント技術により形成されている。電気抵抗体２８は、図３に示されるように、環状をなし、２つの基準点Ａ，Ｂを有する。これら基準点Ａ，Ｂは、電気抵抗体２８の周方向に距離Ｘをおいて配置され、基準点Ａ，Ｂ間に所定の基準電圧が印加可能となっている。
【００１７】
更に、基板２６の裏面にも、図３の電気抵抗体２８と同様な環状の電気抵抗体３０が形成されており、この電気抵抗体３０は反力トルクの検出に使用される。即ち、トルクロータ２４の外側には、環状のブラシ保持部材３４が配置されている。このブラシ保持部材３４は、コンプライアンスディスク３２を介してトルクロータ２４に接続され、ブラシ保持部材３４と基板２６との間には、所定の間隔が確保されている。
【００１８】
コンプライアンスディスク３２の接続剛性は、ブラシ保持部材３４の周方向には高いものの、その径方向には低い。具体的には、コンプライアンスディスク３２は、ステンレス等の金属や、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のプラスチックから成形され、図４に示されるような形状を有する。
即ち、コンプライアンスディスク３２は、リング３２ａと、このリング３２ａの外周縁から一体に突出した一対ずつの第１及び第２弾性片３２ｂ，３２ｃとを有する。一対の第１弾性片３２ｂは、リング３２ａの直径方向に互いに離間している。各第１弾性片３２ｂは、リング３２ａから一旦上方に延びる起立部と、この起立部の上端からリング３２ａの径方向外側且つ下方に向けて円弧状に曲成されたばね部と、このばね部の下端からリング３２ａの径方向外側に向けて水平に延びる取付け部とを有しており、この取付け部に一対の貫通孔３２ｄが形成されている。
【００１９】
各第１弾性片３２ｂの取付け部は、ブラシ保持部材３４の上面に重ね合わされた後、取付けねじ（図示しない）が貫通孔３２ｄを通じてブラシ保持部材３４にねじ込まれることで、ブラシ保持部材３４に連結される。
一方、一対の第２弾性片３２ｃは、リング３２ａの直径方向に互いに離間しているが、第２弾性片３ｃ間を結ぶ線分と第１弾性片３ｂ間を結ぶ線分とは、互いに直交する関係にある。つまり、第１及び第２弾性片３２ｂ，３２ｃは、リング３２ａの周方向に等間隔、即ち、９０°の間隔をおいて交互に配置されている。
【００２０】
各第２弾性片３２ｃもまた、リング３２ａから一旦上方に延びる起立部と、この起立部の上端からリング３２ａの径方向内側且つ下方に向けて円弧状に曲成されたばね部と、このばね部の下端からリング３２ａの径方向内側に向けて水平に延びる取付け部とを有しており、この取付け部に一対の貫通孔３２ｅが形成されている。
【００２１】
各第２弾性片３２ｃの取付け部もまた、トルクロータ２４の上面に重ね合わされた後、取付けねじ（図示しない）が貫通孔３２ｅを通じてトルクロータ２４にねじ込まれることで、トルクロータ２４に連結される。
上述したコンプライアンスディスク３２の剛性は、リング３２ａの存在によって、ブラシ保持部材３４及びトルクロータ２４が回転する方向に高く、これに対して、第１及び第２弾性片３２ｂ，３２ｃのばね部の存在によって、それらの径方向には低い。このため、コンプライアンスディスク３２は、ステアリングシャフト１６、即ち、トルクロータ２４の回転をブラシ保持部材３４に確実に伝達しつつ、コラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間の軸ずれを吸収することができる。
【００２２】
即ち、このコンプライアンスディスク３２は、その径方向でみて、トルクロータ２４とブラシ保持部材３４との間を弾性的に連結する弾性連結部材として機能し、コラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間の軸心のずれが角度検出に影響しないようにしている。但し、このコンプライアンスディスク３２は、回転センサ２０に必須なものではない。
【００２３】
更に、基板２６やブラシ保持部材３４等は、ケーシング３６内に収容され、このケーシング３６は、車体側、即ち、前述した支持部材３８に固定されている。ケーシング３６の天井壁３６ａと基板２６の表面との間には、一定の間隔が確保されている。そして、この天井壁３６ａには、ハンドル角検出用の一対の接触ブラシ４０が下向きに取り付けられている。尚、図２には、一方の接触ブラシ４０のみが示されている。各接触ブラシ４０の一端はケーシング３６の天井壁３６ａに固定され、その他端は電気抵抗体２８に接触している。即ち、ケーシング３６の天井壁３６ａは、接触ブラシ４０のブラシ保持部材として機能している。
【００２４】
また、ブラシ保持部材３４の上面にも、一対の反力トルク検出用の接触ブラシ４２が上向きに取り付けられており、これら接触ブラシ４２の一端はブラシ保持部材３４に固定され、他端は電気抵抗体３０に接触している。尚、ケーシング３６の底壁には、ブラシ保持部材３４の回転を案内する環状の突条３６ｂが形成されている。
【００２５】
接触ブラシ４０，４２は同一の構造を有しているため、ここでは、図５を参照しながら接触ブラシ４０についてのみ説明し、接触ブラシ４２の具体説明は省略する。
図５に示されるように、接触ブラシ４０は、薄板状のスプリングアーム４４を備えている。このスプリングアーム４４は、ブラシ保持部材への取付けに使用される固定端部４４ａを有し、この固定端部４４ａから矩形のアーム部４４ｂが一体に延びている。このアーム部４４ｂの幅及び長さは、それぞれ、２．５ｍｍ、４ｍｍである。更に、アーム部４４ｂの先端部近傍には、突出片４４ｃが一体に形成され、この突出片４４ｃはアーム部４４ｂの側縁から突出している。
【００２６】
そして、アーム部４４ｂの先端部にはブラシ部４６が取付けられ、このブラシ部４６は複数本のワイヤ４６ａからなる。具体的には、各ワイヤ４６ａの根元は板状のワイヤホルダ４６ｂに保持され、このワイヤホルダ４６ｂは、アーム部４４ｂの先端部に溶接により固定されている。
更に、各ワイヤ４６ａの先端部は鉤形に湾曲され、これらの湾曲部にて、電気抵抗体２８との電気的接触子４８が形成されている。即ち、電気的接触子４８が接触ブラシ４０の可動端となっている。
【００２７】
尚、上述した突出片４４ｃを有するスプリングアーム４４は、例えば厚さ０．０６ｍｍのべリリウム銅からなるシートを打抜き加工した後、固定端部４４ａとアーム部４４ｂとの間を区画すべく折曲げ加工して成形される。また、ブラシ部４６の各ワイヤ４６ａは、７元合金材料が用いられている。
ここで、接触ブラシ４０におけるスプリングアーム４４、即ち、そのアーム部４４ｂのばね係数は、０．１Ｎ／ｍｍ以下、そして、電気抵抗体２８に対する接触ブラシ４０の接触力は、０．０４〜０．２４Ｎの範囲にあるのが好ましい。本実施形態においては、前記ばね係数を０．０５６Ｎ／ｍｍ、そして、前記接触力を０．１４Ｎとした。
【００２８】
また、スプリングアーム４４の長手軸線Ｌは図５中に１点鎖線で示され、この長手軸線Ｌはブラシ部４６の真中、即ち、電気的接触子４８の中央を通過している。しかしながら、突出片４４ｃを有するアーム部４４ｂについてみたとき、アーム部４４ｂは突出片４４ｃの存在により、長手軸線Ｌを中心として左右対称にならず、非対称な形状をなしており、その結果、左右の重量配分が非対称となっている。
【００２９】
次に、第１の実施形態に係る回転センサ２０の動作について説明する。
ハンドル１０が回転されると、この回転はコラムシャフト１２を介してハンドル角ロータ２２、即ち、基板２６に伝達され、基板２６を回転させる。また、ハンドル１０の回転は、コラムシャフト１２、トーションバー１４及びステアリングシャフト１６を介して、パワーステアリング機構１８及びトルクロータ２４に伝達され、パワーステアリング機構１８により前輪１９が操舵される一方、トルクロータ２４はコンプライアンスディスク３２を介してブラシ保持部材３４を一体的に回転させる。
【００３０】
このような前輪１９の操舵時に、トーションバー１４が路面反力により捩れると、コラムシャフト１２とステアリングシャフト１６との間に回転のずれが生じる。このため、ハンドル角ロータ２２に接続された基板２６はコラムシャフト１２と一体的に回転するが、しかしながら、基板２６とブラシ保持部材３４との間には、それらの回転角に差が発生する。尚、ここでの回転角差は±１２°の範囲にある。
【００３１】
基板２６の回転に伴い、ケーシング３６に固定された接触ブラシ４０の電気的接触子４８は、環状の電気抵抗体２８上を相対的に摺動する。ここで、電気抵抗体２８の２つの基準点Ａ，Ｂ（図３参照）にそれぞれ０ボルト、Ｖｃｃボルトの電圧が印加された状態にある。このため、電気的接触子４８が基準点Ａから電気抵抗体２８の周方向に沿い基準点Ｂに向けて所定の距離だけ相対的に摺動すると、接触ブラシ４０から取り出される電圧信号は、ポテンショメータの原理により、図６のグラフに示されるように、その摺動距離に正比例し、Ｖｃｃに向けて増加する。そして、接触ブラシ４０の電気的接触子４８が基準点Ｂから基準点Ａに向けて更に相対的に摺動されると、接触ブラシ４０からの出力電圧はＶｃｃから減少する。
【００３２】
接触ブラシ４０からの電圧信号は、信号ケーブル（図示せず）を経て外部の演算処理装置（図示せず）に供給され、この演算処理装置により、ハンドル角ロータ２２、即ち、ハンドル２のハンドル角が演算される。尚、一対の接触ブラシ４０からの電圧信号には、所定の出力位相差が与えられており、この出力位相差に基づき、演算処理装置はハンドル２の回転方向をも同時に検出する。
【００３３】
一方、基板２６及びブラシ保持部材３４との間の回転角差に基づき、ブラシ保持部材３４の一対の接触ブラシ４２の電気的接触子は、基板２６の環状の電気抵抗体３０上を相対的に摺動し、接触ブラシ４２から取り出される電圧信号もまた演算処理装置に供給される。ここで、演算処理装置は一対の接触ブラシ４２からの電圧信号との差に基づき、ハンドル角ロータ２２とトルクロータ２４との間の回転ずれ、即ち、反力トルクを演算する。
【００３４】
次に、図７のグラフ中の実線は、回転センサの接触ブラシ４０（４２）が相対的に摺動される際、接触ブラシ４０（４２）の振動により発生する音圧と振動数との間の関係を示した実測結果であり、また、図７のグラフ中の破線は、従来の接触ブラシを使用した回転ブラシでの同様な実測結果である。ここで、従来の接触ブラシは、突出片４４ｃが除かれている点を除き、接触ブラシ４０（４２）と同様な構成を有する。
【００３５】
図７のグラフから明らかなように、３００〜１６００Ｈｚの可聴音域の大部分において、摺動音の音圧は、接触ブラシ４０（４２）を用いた回転センサ２０の方（実線）が従来の接触ブラシを用いた回転センサの方（破線）よりも小さくなっている。
この点に関して詳述すると、接触ブラシが相対的に摺動するとき、接触ブラシはその摺動に伴って摩擦エネルギを受ける。この場合、従来の接触ブラシのように、そのスプリングアーム、即ち、アーム部が長手軸線を中心として左右対称な形状をなしていると、摩擦エネルギは図５中の矢印で示すように、アーム部にその長手軸線回りの捻り振動Ｔを引き起こし易く、そして、その捻り振動Ｔの振動数がアーム部における可聴音域の固有振動を励起させることで、その振動数での音圧が極端に増加するものと考えられる。
【００３６】
しかしながら、図５の接触ブラシ４０（４２）は、アーム部４４ｂの側面に突出片４４ｃを有しているので、アーム部４４ｂはその長手軸線Ｌを中心として非対称な形状を有し、左右の重量配分が非対称となっている。それ故、アーム部４４ｂに関し、長手軸線Ｌを中心とした捻り方向の慣性モーメントは増大しているので、アーム部４４ｂの捻り振動Ｔは抑制される。
【００３７】
また、捻り振動Ｔによりアーム部４４ｂの固有振動が励起されたとしても、突出片４４ｃの存在により、アーム部４４ｂの固有振動数を可聴音域から外すことができ、しかも、アーム部４４ｂの捻り振動Ｔをその固有振動数以外の広い振動数域に亘って分散させることもできる。このため、接触ブラシ４０（４２）を使用すれば、摺動音の音圧は、可聴周波領域で全般的に低減されると共に、その固有振動数におけるピーク値も低減される。
【００３８】
また、接触ブラシ４０，４２のアーム部４４ｂのばね係数が０．０５６Ｎ／ｍｍであり、電気抵抗体２８，３０に対する接触ブラシ４０，４２のそれぞれの接触力の中心値が０．１４Ｎであると、ケーシング３６の天井壁３６ａと基板２６の表面との間隔や、基板２６の裏面とブラシ保持部材３４の上面との間隔に多少の変動（通常は、±１ｍｍ程度）が生じても、接触ブラシ４０，４２と電気抵抗体２８，３０との間のそれぞれの接触状態は安定に維持され、優れた耐久性を実現することができる。
【００３９】
本発明は、上述した第１実施形態の回転センサに制約されるものではなく、第２及び第３実施形態の回転センサに関して、以下に説明する。ここで、第２及び第３実施形態の回転センサを説明するあたり、既に説明した部材及び部位と同様な機能を有する部材及び部位には同一の参照符号を付して、その説明は省略し、相違する点のみを説明する。
【００４０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る回転センサは、接触ブラシ４０，４２を除き、図２の回転センサと同様な構成を有する。図８に示されるように、第２実施形態の場合の接触ブラシ５０は、図５の突出片４４ｃを備える代わりに、そのアーム部４４ｂの側縁に非対称要素としてのエポキシ樹脂体５２を備えている。この相違点を除けば、図５に示された接触ブラシ４０，４２と同様に成形することができる。
【００４１】
尚、第１の実施形態の場合と異なり、接触ブラシ５０のスプリングアーム４４は、例えば厚さ１ｍｍのりん青銅のシートを打ち抜き加工及び折り曲げ加工して成形され、また、ブラシ部４６の各ワイヤ４６ａは、６元合金材料からなっている。
以上のように、第２の実施形態によれば、接触ブラシ５０のアーム部４４ｂにあっても、エポキシ樹脂体５２の存在により、その長手軸線Ｌを中心として左右非対称な形状をなし、左右の重量配分が非対称となっているので、第１の実施形態の場合と同様な効果を奏することができる。
【００４２】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る回転センサもまた、接触ブラシ４０，４２を除き、図２の回転センサと同様な構成を有する。
図９に示されるように、第３の実施形態の回転センサが備える接触ブラシ５４は、スプリングアーム４４におけるアーム部４４ｂの一側縁に非対称要素として切欠き部４４ｄを有する。尚、この場合、スプリングアーム４４の固定端部４４ａとアーム部４４ｂとは幅が互いに異なり、アーム部４４ｂの幅は固定端部４４ａの幅よりも狭くなっている。
【００４３】
また、アーム部４４ｂの先端にはブラシ部４４ｅが一体に成形され、このブラシ部４４ｅは櫛歯状をなし、その折れ曲がった歯先が電気的接触子４８として形成されている。
この場合、固定端部４０ａ、アーム部４０ｂ及びブラシ部４４ｅからなるスプリングアーム４４は、例えば厚さ０．０８ｍｍの矩形状のべリリウム銅のシートに打抜き及び折曲げ加工を施すことにより成形可能である。
【００４４】
以上のように、第３の実施形態の接触ブラシ５４もまた、アーム部４４ｂは長手軸線を中心して左右非対称な形状であり、左右の重量配分が非対称となっているため、第１の実施形態の場合と同様な効果を奏することができる。
また、ブラシ部４４ｅはアーム部４０ｂに一体成形されているので、複数のワイヤ４６ａからなるブラシ部４６を有する接触ブラシ４０，４２，５０に比べ、接触ブラシ５４の製造が容易になり、そのコストを低減することができる。
【００４５】
尚、第１〜第３の実施形態においては、アーム部４４ｂを非対称な形状とする手段として、突出片４４ｃ、エポキシ樹脂体５２又は切欠き部４４ｄを用いているが、これら以外にも種々の手段によりアーム部４４ｂに非対称な形状を与えることは容易に可能である。また、非対称な形状とするのみならず、例えばアーム部４４ｂの材質を部分的に変えることによっても、重量的に非対称にでき、同様の効果を奏することが可能である。
【００４６】
また、第１〜第３の実施形態においては、自動車の電動式のパワーステアリング装置に用いる回転センサについて説明したが、本発明に係る回転センサは、例えばロボットアームのように、回転軸の回転角度や相対回転する２つの回転軸間のトルク等を求めるものであれば、どのようなものにも使用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る回転センサによれば、接触子を有する接触部材のアーム部が、その長手軸線を中心として左右の重量配分が非対称であるため、接触子が電気抵抗体上を摺動する際に発生する捻り振動が抑制され、更にその捻り振動が接触子の固有振動数以外の振動数にも分散されるため、摺動音の音圧を低減することができる。
【００４８】
また、アーム部が０．１Ｎ／ｍｍ以下のばね係数を有し、電気抵抗体に対する接触子の接触力が０．０４Ｎ以上且つ０．２４Ｎ以下の範囲にあるため、接触子と電気抵抗体との接触状態を安定に維持し、優れた耐久性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の操舵システム示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係り、且つ、図１の操舵システムに組み込まれた回転センサを示す概略断面図である。
【図３】図２の回転センサの基板を示す概略平面図である。
【図４】図２の回転センサのコンプライアンスディスクを示す概略斜視図である。
【図５】図２の回転センサの接触ブラシを示す概略斜視図である。
【図６】電気抵抗体上での接触ブラシの摺動距離と接触ブラシから取り出される電圧信号との関係を示すグラフである。
【図７】図５の回転センサ及び従来の回転センサからそれぞれ発生する摺動音の音圧を比較して示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る回転センサの接触ブラシを示す概略斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る回転センサの接触ブラシを示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１０ ハンドル
１２ コラムシャフト
１４ トーションバー
１６ ステアリングシャフト
１８ パワーステアリング機構
１９ 前輪
２０ 回転センサ
２２ ハンドル角ロータ
２４ トルクロータ
２６ 基板
２８、３０ 電気抵抗体
３２ コンプライアンスディスク
３２ａ リング
３２ｂ 第１弾性片
３２ｃ 第２弾性片
３２ｄ，３２ｅ 貫通孔
３４ ブラシ保持部材
３６ ケーシング
３８ 支持部材
４０、４２、５０、５４ 接触ブラシ
４４ スプリングアーム
４４ａ 固定端部
４４ｂ アーム部
４４ｃ 突出片
４４ｄ 切欠き部
４４ｅ、４６ ブラシ部
４６ａ ワイヤ
４６ｂ ワイヤホルダ
４８ 電気的接触子
５２ エポキシ樹脂体

Claims (4)

1. 回転される基板と、
   前記基板の片面に形成され、前記基板の回転方向に延びる電気抵抗体と、
   前記基板の近傍に配置された保持部材と、
   前記保持部材に一端部が固定されるとともに、他端にアーム部を介して設けられた接触子を有し、この接触子が前記基板の回転に伴い、前記電気抵抗体と電気的に接触した状態で、前記電気抵抗体に対して相対的に摺動する接触部材と
   を備え、
   前記接触部材の相対的な摺動に基づき、前記基板の回転情報を電気信号として前記接触部材から取出す回転センサであって、
   前記接触部材のアーム部は、その長手軸線を中心として左右の重量配分が非対称であること特徴とする回転センサ。
2. 前記アーム部は、０．１Ｎ／ｍｍ以下のばね係数を有し、前記電気抵抗体に対する前記接触子の接触力は、０．０４Ｎ以上且つ０．２４Ｎ以下の範囲にある、請求項１記載の回転センサ。
3. 回転差を許容するトーションバーを介して互いに連結された第１及び第２回転軸にそれぞれ取り付けられ、対応する回転軸と一体に回転する第１及び第２ロータと、
   前記第１ロータと一体に回転する基板と、
   前記基板の第１及び第２面にそれぞれ形成され、前記基板の回転方向に延びる第１及び第２電気抵抗体と、
   前記基板の第１面側に固定して配置された第１保持部材と、
   前記基板の第２の面側に配置され、前記第２ロータと一体に回転する第２保持部材と、
   前記第１保持部材に一端部が固定されるとともに、他端にアーム部を介して設けられた接触子を有し、この接触子が前記基板の回転に伴い、前記第１電気抵抗体と電気的に接触した状態で、前記第１電気抵抗体に対して相対的に摺動する第１接触部材と、
   前記第２保持部材に一端部が固定されるとともに、他端にアーム部を介して設けられた接触子を有し、この接触子が前記基板と前記第２保持部材との間の回転差に伴い、前記第２電気抵抗体と電気的に接触した状態で、前記第２電気抵抗体に対して相対的に摺動する第２接触部材と
   を備え、
   前記第１接触部材の相対的な摺動に基づき、前記第１ロータの回転角を電気信号として前記第１接触部材から取出す一方、前記第２接触部材の相対的な摺動に基づき、前記第１及び第２ロータの回転角差を電気信号として前記第２接触部材から取出す回転センサであって、
   前記第１及び第２接触部材の一方のアーム部は、その長手軸線を中心として左右の重量配分が非対称であることを特徴とする回転センサ。
4. 前記非対称のアーム部は、０．１Ｎ／ｍｍ以下のばね係数を有し、前記非対称のアーム部に設けられた接触子は、０．０４Ｎ以上且つ０．２４Ｎ以下の範囲の接触力にて、対応する電気抵抗体に接触している、請求項３記載の回転センサ。

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