JP2016172519A - 操舵角センサ - Google Patents

Abstract

【課題】伝達部材と第１歯車との間のすべりを抑制することにより、操舵角の検出精度を向上し得る操舵角センサを提供する。【解決手段】内周側に円柱状の貫通孔３５が形成され、貫通孔の内部に挿通された操舵軸６に円環状の伝達部材３６を介して一体回転可能に連結された第１歯車２５と、第１歯車と噛合して回転する第２歯車２６と、第２歯車と噛合して回転する第３歯車２７と、を備え、歯数の異なる第２，第３歯車の回転角を第１，第２回転角センサ４１，４２を用いてそれぞれ検出した後に、両回転角に基づき操舵絶対角を算出する操舵角センサ２２において、貫通孔の内周面に、伝達部材の外周面に食い込むことで第１歯車と伝達部材との間の相対回転位相のずれを抑制する突起部４３を設けた。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車のパワーステアリング装置に設けられ、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサに関する。

従来の操舵角センサとしては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

この操舵角センサは、ステアリングホイールの操作に伴い回転する円柱状の操舵軸と、該操舵軸を包囲するように環状に形成され、前記操舵軸に伝達部材を介して一体回転可能に連結された第１歯車と、該第１歯車と噛合して回転する第２歯車と、該第２歯車と噛合して回転する第３歯車と、を備え、歯数の異なる前記第２，第３歯車の回転角を該第２，第３歯車に付設された回転角センサを用いてそれぞれ検出した後に、前記両回転角に基づき前記ステアリングホイールの中立位置からの回転量である操舵絶対角を算出するようになっている。

前記伝達部材は、弾性材料によりほぼ均一巾の円環状に形成されていると共に、前記操舵軸の外周面と前記第１歯車の内周面との間の隙間に圧縮変形した状態で弾装されている。これにより、前記操舵軸に対して前記ステアリングホイールの操作等に基づく傾倒や前記第１歯車との軸心のずれが生じた場合でも、これらに基づく変位を前記伝達部材によって吸収しつつ前記操舵軸の回転力を前記第１歯車へ伝達できることから、前記傾倒や軸心のずれに伴う検出誤差の発生を抑制できるようになっている。

特開２０１４−１６８９６９号公報

しかしながら、前記従来の操舵角センサでは、前記伝達部材の外周面と前記第１歯車の内周面とを、前記伝達部材の圧縮変形に伴う弾性力（復原力）のみによって接続している。このため、前記操舵軸に前記ステアリングホイールから急激な回転力（操舵回転力）が作用した場合等にあっては、前記伝達部材と第１歯車との間にすべりが生じて、前記第１歯車と操舵軸との相対回転位相がずれることで、前記操舵角センサが検出する前記操舵絶対角と実際のステアリングホイールの操舵角（実舵角）との間に差異が生じてしまうおそれがあった。

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたもので、伝達部材と第１歯車との間のすべりを抑制することにより、操舵角の検出精度を向上し得る操舵角センサを提供するものである。

本発明は、ステアリングホイールに接続された操舵軸を包囲するように設けられたセンサハウジングと、該センサハウジング内に設けられ、内周側に前記操舵軸が貫通する貫通孔が形成されると共に、外周側に複数の歯部が形成された第１歯車と、弾性材料により形成されると共に、自然長の状態における径方向寸法が前記操舵軸の外周面と前記貫通孔の内周面との間の隙間の寸法よりも大きく形成され、前記隙間に圧縮変形した状態で介装されることにより、前記操舵軸の回転力を前記第１歯車に伝達させる伝達部材と、前記センサハウジング内に回転自在に設けられ、前記第１歯車の歯部と噛み合うように外周側に形成された複数の歯部及び円周方向に所定の間隔をもってＮ極及びＳ極が着磁された磁性部材を有する第２歯車と、前記センサハウジング内に回転自在に設けられ、前記第１歯車の歯部または前記第２歯車の歯部と噛合してかつ該第２歯車の歯部と互いに割り切れない所定の減速比を有するように外周側に形成された複数の歯部及び円周方向に所定の間隔をもってＮ極及びＳ極が着磁された磁性部材を有する第３歯車と、前記第２歯車の磁性部材が発する磁界の変化に基づき、前記第２歯車の回転角である第１回転角を検出する第１回転角センサと、前記第３歯車の磁性部材が発する磁界の変化に基づき、前記第３歯車の回転角である第２回転角を検出する第２回転角センサと、を備え、前記貫通孔の内周面と前記伝達部材の外周面の少なくともいずれか一方に、前記伝達部材と前記第１歯車との間における円周方向の相対回転を抑制する相対回転抑制部が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、伝達部材と第１歯車との間の相対回転のずれを抑制することにより、操舵角の検出精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る操舵角センサが適用されるパワーステアリング装置の全体構成を示す概略図である。 同操舵角センサのカバー部及び回路基板を外して示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 第２の実施形態に係る図２のＡ−Ａ線断面図である。 第３の実施形態に係る図２のＡ−Ａ線断面図である。 第４の実施形態に係る操舵角センサのカバー部及び回路基板を外して示す平面図である。 第５の実施形態に係る操舵角センサのカバー部及び回路基板を外して示す平面図である。 第６の実施形態に係る操舵角センサのカバー部及び回路基板を外して示す平面図である。 第７の実施形態に係る操舵角センサのカバー部及び回路基板を外して示す平面図である。

以下、本発明に係る操舵角センサの各実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、各実施形態では、この操舵角センサを自動車等のパワーステアリング装置に適用したものを示している。

前記パワーステアリング装置は、図１に示すように、車室に配置されたステアリングホイール１に接続され、運転者によって前記ステアリングホイール１に入力された操舵力に基づき車両の前輪である転舵輪２，３を転舵させる操舵機構と、該操舵機構による前記転舵輪２，３の転舵操作をアシストする操舵アシスト機構と、を備えている。

前記操舵機構は、中間軸４及び自在継手５を介して前記ステアリングホイール１に一体回転可能に連結された操舵軸６と、該操舵軸６に図外のトーションバーを介してトルク伝達可能に連結されたピニオン軸７と、該ピニオン軸７外周のピニオン歯７ａと噛み合うラック歯８ａが外周に設けられたラックバー８と、を備え、これらのピニオン軸７とラックバー８とによってラック＆ピニオン機構からなる転舵機構が構成されている。また、前記ラックバー８の両端部は、それぞれボールジョイント９，１０、タイロッド１１，１２及びナックルアーム１３，１４等を介して前記各転舵輪２，３に連結されている。

このような構成により、運転者が前記ステアリングホイール１を回動操作すると、これに伴って前記中間軸４及び操舵軸６がそれぞれ軸回りに回転することで前記トーションバーに捩れが生じると共に、該トーションバーの弾性力によって前記ピニオン軸７が前記操舵軸６に追従して回転する。そして、このピニオン軸７の回転運動が前記ラック＆ピニオン機構によって前記ラックバー８の軸方向に沿った直線運動に変換され、前記各ボールジョイント９，１０及び各タイロッド１１，１２を介して前記各ナックルアーム１３，１４が車幅方向へと引っ張られることにより、前記転舵輪２，３の転舵が行われるようになっている。

前記操舵アシスト機構は、ステアリング操作を補助するための操舵アシスト力（回転力）を出力するモータユニットと、該モータユニットが出力した操舵アシスト力を前記ラックバー８に伝達させる動力伝達機構と、を備えている。

前記モータユニットは、電動モータ１５と、該電動モータ１５に隣接して設けられ、各種制御処理を記憶及び実行するＥＣＵ１６と、を有し、前記ＥＣＵ１６が、操舵トルクや後述する操舵角センサ２２によって検出された操舵角等の操舵情報や、前記転舵輪２，３等に配設された車速センサからの車速信号等に基づいて前記電動モータ１５を駆動制御することで、前記操舵アシスト力を出力するようになっている。

前記動力伝達機構は、前記電動モータ１５の出力軸１７の先端部に固設された小プーリ１８と、前記ラックバー８を包囲するように設けられた大プーリ１９と、前記両プーリ１８，１９の間に巻装されたベルト２０と、前記大プーリ１９とラックバー８との間に介装された図外のボールねじ機構と、を備えている。前記ボールねじ機構は、前記大プーリ１９の回転運動を、減速させつつ前記ラックバー８の軸方向に沿った直線運動に変換して該ラックバー８に伝達するようになっている。

このような構成により、前記操舵アシスト機構は、前記ＥＣＵ１６の駆動制御に基づき出力された前記電動モータ１５の操舵アシスト力（回転力）を、前記ラックバー８の軸方向に沿った直線運動に変換して該ラックバー８へ伝達させて、前記操舵機構による前記転舵輪２，３の転舵をアシストすることにより、運転者にかかる操作負担を軽減するようになっている。

また、前記操舵機構には、前記操舵軸６及びピニオン軸７を包囲するようにセンサハウジング２１が設けられている。このセンサハウジング２１の内部には、前記操舵軸６の操舵角を検出する前記操舵角センサ２２と、該操舵角センサ２２よりも下方に設けられ、前記トーションバーの捩れによる前記操舵軸６とピニオン軸７との相対回転角度差を利用して前記操舵軸６に発生する操舵トルクを検出する図外のトルクセンサと、が配設されている。前記ＥＣＵ１６は、前記操舵角センサ２２が検出した操舵角や前記トルクセンサが検出した操舵トルクを、それぞれ前記操舵角センサ２２やトルクセンサに電気的に接続されたセンサハーネス２３を介して取得することで、前記電動モータ１５の駆動制御に利用するようになっている。

前記操舵角センサ２２は、図２及び図３に示すように、前記センサハウジング２１の一部を構成するケース２４と、前記操舵軸６に後述する伝達部材３６を介して一体回転可能に連結された第１歯車２５と、該第１歯車２５に噛合して回転する第２歯車２６と、該第２歯車２６に噛合して回転する第３歯車２７と、前記第２，第３歯車２６，２７の上方に配設された回路基板２８と、を備えている。

前記ケース２４は、前記各歯車２５〜２７を内部に収容する合成樹脂製のケース本体２９と、該ケース本体２９に結合することによって前記ケース本体２９の上端開口を閉塞する平板状のカバー部３０と、を有している。

前記ケース本体２９は、図３に示すように、前記操舵軸６を挿通させると共に、前記第１歯車２５の後述する下部２５ｃを嵌合させて該第１歯車２５の径方向及び軸方向位置を位置決めする円柱状の第１挿通孔３１が形成されていると共に、この第１挿通孔３１の上端側の孔縁に、前記第１歯車２５を回転自在に載置支持する環状の第１突部３１ａが軸方向に沿って突出形成されている。この第１突部３１ａは、先端面が前記操舵軸６の軸方向に直交する平面状に形成され、前記第１歯車２５を前記操舵軸６に対して軸直角の姿勢となるように支持するようになっている。

また、前記ケース本体２９の前記第１挿通孔３１の側部には、前記第２歯車２６の後述する円筒部２６ｃを嵌合させて該第２歯車２６の径方向及び軸方向位置を位置決めする円柱状の第２挿通孔３２が形成されていると共に、この第２挿通孔３２の上端側の孔縁に、先端面が平面状に形成され、前記第２歯車２６を前記操舵軸６に対して軸直角の姿勢でかつ回転自在に載置支持する環状の第２突部３２ａが突出形成されている。

なお、図示はしていないものの、前記ケース本体２９底面の前記第３歯車２７が配置される部位にも、該第３歯車２７を位置決めする円柱状の第３挿通孔及び該第３挿通孔の孔縁から突出して、前記第３歯車２７を前記操舵軸６に対して軸直角の姿勢でかつ回転自在に載置支持する環状の第３突部が形成されている。

前記カバー部３０は、前記第１歯車２５の上部位置に、前記操舵軸６を挿通させる円柱状の第１貫通孔３３が形成されている。

また、前記カバー部３０は、前記第２歯車２６の上部位置に、円柱状の第２貫通孔３４が形成されていると共に、この第２貫通孔３４の孔縁下面に、前記第２歯車２６へ向かって突出する環状の第１凸部３４ａが形成されており、該第１凸部３４ａの先端面が、前記第２歯車２６が傾倒した際に当接してこれを規制することで、前記第２歯車２６の姿勢を維持するようになっている。

なお、図示はしていないものの、前記カバー部３０の前記第３歯車２７上部位置にも、前記第２貫通孔３４と同様に、円柱状の第３貫通孔及び該第３貫通孔の孔縁下面から突出して、前記第３歯車２７の傾倒を規制する環状の第２凸部が形成されている。

前記各歯車２５〜２７は、軽量化や噛み合い音の低減等のために合成樹脂材によってそれぞれ一体に成形されている。

前記第１歯車２５は、図２及び図３に示すように、前記操舵軸６が貫通された内周側の基部２５ａと、該基部２５ａの外周側に形成された４０枚の歯からなる歯部２５ｂと、を備えている。

前記基部２５ａは、ほぼ軸心位置に比較的大径な貫通孔３５が形成されていると共に、円筒状に形成された下部２５ｃが前記第１挿通孔３１内に嵌合されることにより、径方向及び軸方向の位置決めがされるようになっている。

前記貫通孔３５は、その孔径が軸方向一端側である上端側から軸方向他端側である下端側に向かって漸次拡径状に形成されていると共に、軸方向上端部における最小の孔径が前記操舵軸６の外径よりも大きく形成されている。これにより、前記貫通孔３５の内部には、前記操舵軸６が所定の隙間を有した状態で挿入されるようになっている。

また、前記貫通孔３５の内周面と前記操舵軸６の外周面との間には、該操舵軸６の回転力を前記第１歯車２５に伝達する伝達部材３６が介装されている。

この伝達部材３６は、合成ゴムや合成樹脂材料等の弾性材料により円環状でかつ全周に亘って均一巾となるように形成されていると共に、断面形状がほぼ円形状に形成され、前記操舵軸６の外周面に形成された断面ほぼ矩形状の環状溝３７の内部に収容保持されている。また、前記伝達部材３６は、前記環状溝３７の溝底面３７ａに対して、自己の緊縛力に基づいて軸心方向へ強い弾性力（復原力）を発揮するようになっており、この弾性力によって前記操舵軸６との回転位相のずれを抑制するようになっている。

また、前記伝達部材３６は、前記貫通孔３５と操舵軸６との間に介装される前の状態、つまり自然長の状態における径方向寸法が、前記環状溝３７の溝底面３７ａと前記貫通孔３５との間の隙間の径方向寸法よりも大きくなるように設定されている。これにより、前記伝達部材３６は、前記貫通孔３５と前記操舵軸６との間に介装された場合に、径方向へ圧縮変形することで前記貫通孔３５の内周面と前記操舵軸６の外周面のそれぞれに弾接するようになっている。そして、前記貫通孔３５の内周面及び前記操舵軸６の外周面のそれぞれに、円周方向に沿った相対回転移動に対する大きな摩擦抵抗を発揮させることにより、前記操舵軸６の回転力を前記第１歯車２５へ伝達するようになっている。

なお、前記第１歯車２５と操舵軸６との接続は、予め前記環状溝３７へ前記伝達部材３６が嵌着された状態の前記操舵軸６に対して、該操舵軸６の一端側（上端側）から他端側（下端側）へ向かって前記第１歯車２５を挿入することにより行われる。

前記第２歯車２６は、図２及び図３に示すように、円盤状に形成された基部２６ａと、該基部２６ａの外周側に形成され、前記第１歯車２５の歯部２５ｂと噛合する歯部２６ｂと、前記基部２６ａの下端面から円筒状に立設され、前記第２挿通孔３２内に嵌合されることにより径方向及び軸方向の位置決めがされる円筒部２６ｃと、を備えている。

前記第３歯車２７は、図２に示すように、円盤状に形成された基部２７ａと、該基部２７ａの外周側に形成され、前記第２歯車２６の歯部２６ｂと噛合する歯部２７ｂと、該基部２７ａの下端面から円筒状に立設された位置決め用の図外の円筒部と、を備えている。

また、前記第２，第３歯車２６，２７は、図２に示すように、前記第２歯車２６の歯部２６ｂの歯数が２０枚に設定されている一方、前記第３歯車２７の歯部２７ｂの歯数が２２枚に設定されて、それぞれの歯数が互いに割りきれない所定の減速比となっている。

さらに、前記第２,第３歯車２６，２７の上部側には、第１，第２の磁性部材である第１，第２磁石３８，３９がそれぞれ設けられている。これら各磁石３８，３９は、図２及び図３に示すように、インサート成形によって前記第２，第３歯車２６，２７の上部にそれぞれ上端面３８ａ，３９ａが露出するように埋設されている。

また、前記各磁石３８，３９の各上端面３８ａ，３９ａには、それぞれ図外の着磁コイルによって円周方向に所定の間隔をもってＮ極及びＳ極が着磁（面着磁）され、磁気を発するようになっている。

なお、前記ケース本体２９には、前記第２,第３歯車２６，２７の配設個所を跨るように金属製の磁気遮蔽板４０が設けられている。この磁気遮蔽板４０は、前記ケース本体２９の成形時に予めインサートされ、前記各磁石３８，３９の発する磁気を遮蔽することにより、該磁気が前記操舵角センサ２２の下方に配設されたトルクセンサに対する外乱となるのを抑制するようになっている。

前記回路基板２８は、図２及び図３に示すように、その下面に前記各磁石３８，３９と対向するように第１，第２回転角センサ４１，４２が設けられている。これら各回転角センサ４１，４２は、それぞれ対向する前記各磁石３８，３９の発する磁界の変化を抵抗素子の抵抗値の変化として検出することにより、前記第２，第３歯車２６，２７の回転角である第１回転角及び第２回転角を算出するようになっている。

そして、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間には、該両者２５，３６の相対回転位置のずれを抑制する相対回転抑制部が設けられている。

この相対回転抑制部は、図２及び図３に示すように、前記第１歯車２５の貫通孔３５の内周面に一体に形成された複数の第１歯車側突起部である突起部４３によって構成されている。

すなわち、前記突起部４３は、前記貫通孔３５の内周面から軸心方向、つまり前記伝達部材３６の外周面に向かって突出形成されていると共に、前記貫通孔３５の内周面の円周方向ほぼ９０°間隔位置に４つ配設されている。

また、前記各突起部４３は、図２に示すように、先端部４３ａがそれぞれ断面ほぼ円弧形状に形成されていると共に、この各先端部４３ａが前記伝達部材３６の外周面に食い込むように圧接している。

さらに、前記各突起部４３は、図３に示すように、前記貫通孔３５の上端縁から下端縁付近の範囲に亘って配設されていると共に、ここからほぼ均一な突出量になっている。これにより、前記各先端部４３ａは、軸方向上端側から下端側に向かって漸次拡径する前記貫通孔３５の内周面形状に合わせて、前記貫通孔３５の軸方向下端側に向かって漸次下り傾斜状に形成されている。

また、前記各先端部４３ａの下端縁は、該各先端部４３ａの傾斜角よりも大きな角度をもって切り欠かれたガイド面４３ｂに形成されている。
〔本実施形態の作用効果〕
したがって、本実施形態の操舵角センサ２２によれば、前記ステアリングホイールの操作に伴い前記操舵軸６が回転すると、前記伝達部材３６を介して前記第１歯車２５が一体に回転するのに伴い、該第１歯車２５と噛合する前記第２歯車２６及び該第２歯車２６と噛合する第３歯車２７がそれぞれ回転する。そうすると、前記第２，第３歯車２６，２７の上部に設けられた前記各磁石３８，３９の発する磁界が変化することとなり、この磁界の変化を前記第１，第２回転角センサ４１，４２によって検出することで第１，第２回転角が算出される。

このとき、前記第１，第２回転角は、それぞれ前記第２，第３歯車２６，２７が１回転するたびにゼロにリセットされるものの、該第２，第３歯車２６，２７の歯数差から生じる第１回転角と第２回転角との角度差については、前記操舵軸６の回転角に対して一組しか存在しないため、この角度差に基づいて操舵絶対角を求めることができる。このようにして検出された操舵角（操舵絶対角）は、前記ＥＣＵ１６へ送信され、前述した前記電動モータ１５による操舵アシスト制御等に用いられる。

そして、本実施形態では、前記操舵軸６と第１歯車２５とを前記伝達部材３６によって接続したことから、前記操舵軸６の傾きや軸心位置のずれを吸収しつつ、前記貫通孔３５の内周面と前記伝達部材３６の外周面との接触部位のほぼ全体に作用する圧接力によって回転力が伝達できるのは勿論のこと、前記第１歯車２５の貫通孔３５の内周面に前記各突起部４３を設けたことから、前記操舵軸６に前記ステアリングホイール１から急激な回転力が作用した場合等であっても、前記各突起部４３の先端部４３ａが前記伝達部材３６の外周面に食い込むように圧接（係止）することで、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間のすべりを抑制することができる。

この結果、前記第１歯車２５と前記操舵軸６との相対回転位相のずれが抑制されることから、実際の前記ステアリングホイール１の操舵角（実舵角）に対する前記操舵絶対角の検出精度を向上させることができる。

特に、本実施形態では、前記突起部４３を複数設けたことから、摩擦抵抗が大きくなって、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間の相対回転を抑制する効果をより向上させることができる。

また、本実施形態では、前記各突起部４３を、前記貫通孔３５の円周方向ほぼ等間隔位置となるほぼ９０°間隔位置に均等配置したことから、前記第１歯車２５をバランス良く保持することができる。

さらに、本実施形態では、前記各突起部４３の先端部４３ａを断面ほぼ円弧形状、つまり角部（エッジ）を有さない形状に形成したことから、該各先端部４３ａとの接触に伴う前記伝達部材３６の損傷の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、前記貫通孔３５の孔径を、上端側から下端側に向かって漸次拡径するように形成したことから、前記貫通孔３５下端縁の開口面積が広域となるため、前記環状溝３７内に前記伝達部材３６が収容された状態の前記操舵軸６を、前記貫通孔３５内へ容易に挿入することができる。

しかも、本実施形態では、前記各突起部４３を、前記貫通孔３５の下端縁を避けて配設したことから、前記各突起部４３によって前記操舵軸６の挿入容易性が損なわれることがない。

また、本実施形態では、前記各突起部４３の下端縁を前記ガイド面４３ｂに形成すると共に、各先端部４３ａを前記基部２５ａの軸方向上端側に向かって漸次上り傾斜状に形成したことから、挿入抵抗が過剰とならず、スムーズに前記第１歯車２５と操舵軸６との組付作業を行うことができる。
〔第２実施形態〕
図４は本発明の第２実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同様であるが、前記伝達部材３６が断面ほぼ矩形状に形成されている。

したがって、この実施形態によれば、前記伝達部材３６の外周面と前記貫通孔３５の内周面との接触面積が増大することから、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間の相対回転移動に対する摩擦抵抗を大きくできる。

さらに、図示はしていないが、前記各突起部４３が配設された個所にあっては、その各先端部４３ａが前記伝達部材３６の外周面に食い込むように圧接（係止）することで接触面積がさらに増大することから、より大きな摩擦抵抗を得ることができる。この結果、前記第１歯車２５と伝達部材３６の間の相対回転のずれをさらに抑制することができる。

なお、この実施形態において、前記貫通孔３５は、前記操舵軸６の外径よりも僅かに大径でかつ軸方向に沿って均一な孔径となるように形成されており、第１実施形態と比べて下端側の開口面積が小さなものとなっている。また、前記貫通孔３５の下端孔縁には、前記環状溝３７内に前記伝達部材３６が嵌着された状態の前記操舵軸６を挿通させやすくするための面取り部４４が形成されている。
〔第３実施形態〕
図５は本発明の第３実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同様であるが、前記伝達部材３６が断面ほぼＸ字状に形成されている。

したがって、この実施形態によれば、前記伝達部材３６の外周面と前記貫通孔３５の内周面との接触面積が減少する一方で、単位面積あたりの面圧は増大することから、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間の相対回転移動に対する摩擦抵抗を大きくできる。

さらに、図示はしていないが、前記各突起部４３が配設された個所にあっては、その各先端部４３ａが前記伝達部材３６の外周面に食い込むように圧接（係止）することで、単位面積あたりの面圧がより増大してさらに大きな摩擦抵抗を得ることができる。この結果、前記第１歯車２５と伝達部材３６の間の相対回転のずれをさらに抑制することができる。

なお、この実施形態においても第２実施形態と同様に、前記貫通孔３５の下端孔縁に、前記環状溝３７内に前記伝達部材３６が嵌着された状態の前記操舵軸６を挿通させやすくするための前記面取り部４４が形成されている。
〔第４実施形態〕
図６は本発明の第４実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同様であるが、前記貫通孔３５内周面のほぼ全周に亘って断面ほぼ三角形状の突起部４３が複数形成されている。

したがって、この実施形態によれば、第１実施形態よりも多くの前記突起部４３の先端部４３ａが前記伝達部材３６の外周面に食い込むことで、該伝達部材３６と第１歯車２５との間の相対回転のずれをより一層抑制することができる。

しかも、前記各突起部４３を断面ほぼ三角形状としたことから、前記各先端部４３ａが前記伝達部材３６の外周面に深く食い込むため、該伝達部材３６と前記第１歯車２５の相対回転をさらに抑制することが可能となる。
〔第５実施形態〕
図７に示す本発明の第５実施形態は、基本構成は第１実施形態と同様であるが、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間の相対回転位置のずれを抑制する相対回転抑制部を、前記伝達部材３６側に形成したものである。すなわち、この実施形態における相対回転抑制部は、前記伝達部材３６の外周面に一体に形成された複数の伝達部材側突起部である突起部４５によって構成されている。

具体的に説明すると、前記各突起部４５は、前記伝達部材３６の外周面から外径側、つまり前記貫通孔３５の内周面に向かって突出形成されていると共に、前記伝達部材３６の外周面のほぼ全周に亘って配設されている。

また、前記各突起部４５は、前記伝達部材３６の外周面の円周方向に沿って連続形成された凹凸状（波形状）を呈し、それぞれ断面ほぼ矩形状に形成されていると共に、その各先端部４５ａがそれぞれ前記貫通孔３５の内周面に弾接されている。

したがって、この実施形態によれば、前記各突起部４５が前記貫通孔３５の内周面に高い圧縮率で弾接することから、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間の相対回転移動に対する摩擦力がさらに増大することとなり、該両者２５，３６間の相対回転のずれを効果的に抑制することができる。

また、前記突起部４５を複数設けたことから、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間の相対回転を抑制する効果をより向上させることができる。特に、この実施形態では、前記突起部４５を前記伝達部材３６の外周面ほぼ全周に亘って設けたことから、相対回転を抑制する効果がより一層効果的なものとなる。

さらに、前記突起部４５は、前記伝達部材３６の外周面の円周方向に対してほぼ均等となるように配設されていることから、前記第１歯車２５をバランス良く保持することができる。
〔第６実施形態〕
図８に示す本発明の第６実施形態は、基本構成は第１実施形態と同様であるが、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間の相対回転位置のずれを抑制する相対回転抑制部である突起部を、前記第１歯車２５と伝達部材３６の双方に設けたものである。すなわち、この実施形態における相対回転抑制部は、前記貫通孔３５の内周面に一体に形成された複数の第１歯車側突起部である突起部４３と、前記伝達部材３６の外周面に一体に形成された複数の伝達部材側突起部である突起部４５と、によって構成されている。

前記第１歯車２５側の各突起部４３は、第４実施形態と同様に前記貫通孔３５内周面の円周方向ほぼ全周に亘って形成されていると共に、それぞれ断面ほぼ三角形状に形成されている。一方、前記伝達部材３６側の突起部４５も、その外周面の円周方向ほぼ全周に亘って形成されていると共に、それぞれ断面ほぼ三角形状に形成されている。そして、この両突起部４３，４５の各先端部４３ａ，４５ａが第１実施形態のように相手側の部材に食い込むのではなく、互いに噛み合うようになっている。

したがって、この実施形態によれば、前記第１歯車２５側の各突起部４３と前記伝達部材３６側の各突起部４５とが噛合によって一体的に回転することにより、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間の相対回転を抑制することができる。
〔第７実施形態〕
図９に示す本発明の第７実施形態は、第１実施形態の操舵角センサの前記操舵軸６に、該操舵軸６と前記伝達部材３６との間の相対回転位相のずれを抑制する第２相対回転抑制部である溝部４６を形成したものである。

この溝部４６は、前記環状溝３７の溝底面３７ａをさらに切り欠いて形成したもので、断面ほぼ矩形状に形成されていると共に、前記操舵軸６の外周面の円周方向ほぼ９０°間隔位置に４つ配設されている。そして、この各溝部４６の内部には、それぞれ前記伝達部材３６の内周側の一部が、自己の緊縛力に基づき突起状に変形しつつ嵌入するようになっている。

したがって、この実施形態によれば、前記第１歯車２５と伝達部材３６との間の相対回転を抑制することができるのは勿論のこと、前記伝達部材３６と操舵軸６との間の相対回転も抑制することができる。

なお、この実施形態では、前記第２相対回転抑制部を、前記操舵軸６の外周面に形成された各溝部４６として説明したが、前記操舵軸６と伝達部材３６との間の相対回転のずれを抑制できるのであれば形状に限定はなく、例えば、前記操舵軸６の外周面に突出形成された突起部や、前記伝達部材３６の内周面に突出形成された突起部とすることもできる。また、前記第２相対回転抑制部は、前記操舵軸６の外周面と前記伝達部材３６の内周面の双方に形成することも可能である。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成を変更することも可能である。

例えば、本実施形態では、前記第３歯車２７は、前記第２歯車２６と噛合して回転するものとして説明したが、前記第１歯車２５と噛合して回転するように構成することも可能である。

また、本実施形態では、前記伝達部材３６を環状に形成したものとして説明したが、形状はこれに限られず、例えば一部が切り欠かれた断面Ｃ字状の伝達部材や、複数の部材により構成された伝達部材を用いることもできる。

さらに、本実施形態では、前記第１歯車２５の貫通孔３５を、軸方向上端側から下端側に向かって拡径状となるように形成して、前記伝達部材３６を嵌着した状態の操舵軸６の上端部から挿通させることで該操舵軸６と接続するものとして説明したが、前記貫通孔３５を、軸方向下端側から上端側に向かって拡径状となるように形成して、前記伝達部材３６を嵌着した状態の操舵軸６の下端部から挿通させることで該操舵軸６と接続するようにしてもよい。

前記実施形態から把握される請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕
請求項２に記載の操舵角センサにおいて、
前記第１歯車側突起部は、前記貫通孔の円周方向に複数個設けられることを特徴とする操舵角センサ。
〔請求項ｂ〕
請求項ａに記載の操舵角センサにおいて、
前記第１歯車側突起部は、前記貫通孔の全周に亘って設けられることを特徴とする操舵角センサ。
〔請求項ｃ〕
請求項２に記載の操舵角センサにおいて、
前記伝達部材は、断面矩形状に形成されていることを特徴とする操舵角センサ。
〔請求項ｄ〕
請求項２に記載の操舵角センサにおいて、
前記伝達部材は、断面Ｘ字状に形成されていることを特徴とする操舵角センサ。
〔請求項ｅ〕
請求項４に記載の操舵角センサにおいて、
前記伝達部材側突起部は、前記伝達部材の円周方向に複数個設けられることを特徴とする操舵角センサ。
〔請求項ｆ〕
請求項ｅに記載の操舵角センサにおいて、
前記伝達部材側突起部は、前記伝達部材の全周に亘って設けられることを特徴とする操舵角センサ。
〔請求項ｇ〕
請求項１に記載の操舵角センサにおいて、
前記相対回転抑制部は、前記伝達部材の外周面に設けられ、前記貫通孔の内周面に向かって突出する伝達部材側突起部及び前記貫通孔の内周面に設けられ、前記伝達部材の外周面に向かって突出する第１歯車側突起部であることを特徴とする操舵角センサ。
〔請求項ｈ〕
請求項１に記載の操舵角センサにおいて、
前記貫通孔は、軸方向一端側から他端側に向かって漸次拡径状に形成されていることを特徴とする操舵角センサ。

１…ステアリングホイール
６…操舵軸
２１…センサハウジング
２２…操舵角センサ
２４…ケース
２５…第１歯車
２５ａ…基部
２５ｂ…歯部
２６…第２歯車
２６ａ…基部
２６ｂ…歯部
２７…第３歯車
２７ａ…基部
２７ｂ…歯部
２８…回路基板
２９…ケース本体
３０…カバー部
３６…伝達部材
３７…環状溝
３７ａ…溝底面
３８…第１磁石（第１の磁性部材）
３８ａ…上端面
３９…第２磁石（第２の磁性部材）
３９ａ…上端面
４１…第１回転角センサ
４２…第２回転角センサ
４３…突起部（相対回転抑制部）
４３ａ…先端部
４３ｂ…ガイド面
４５…突起部（相対回転抑制部）
４５ａ…先端部
４６…溝部（第２相対回転抑制部）

Claims (5)

1. ステアリングホイールに接続された操舵軸を包囲するように設けられたセンサハウジングと、
   該センサハウジング内に設けられ、内周側に前記操舵軸が貫通する貫通孔が形成されると共に、外周側に複数の歯部が形成された第１歯車と、
   弾性材料により形成されると共に、自然長の状態における径方向寸法が前記操舵軸の外周面と前記貫通孔の内周面との間の隙間の寸法よりも大きく形成され、前記隙間に圧縮変形した状態で介装されることにより、前記操舵軸の回転力を前記第１歯車に伝達させる伝達部材と、
   前記センサハウジング内に回転自在に設けられ、前記第１歯車の歯部と噛み合うように外周側に形成された複数の歯部及び円周方向に所定の間隔をもってＮ極及びＳ極が着磁された磁性部材を有する第２歯車と、
   前記センサハウジング内に回転自在に設けられ、前記第１歯車の歯部または前記第２歯車の歯部と噛合してかつ該第２歯車の歯部と互いに割り切れない所定の減速比を有するように外周側に形成された複数の歯部及び円周方向に所定の間隔をもってＮ極及びＳ極が着磁された磁性部材を有する第３歯車と、
   前記第２歯車の磁性部材が発する磁界の変化に基づき、前記第２歯車の回転角である第１回転角を検出する第１回転角センサと、
   前記第３歯車の磁性部材が発する磁界の変化に基づき、前記第３歯車の回転角である第２回転角を検出する第２回転角センサと、
   を備え、
   前記貫通孔の内周面と前記伝達部材の外周面の少なくともいずれか一方に、前記伝達部材と前記第１歯車との間における円周方向の相対回転を抑制する相対回転抑制部が設けられていることを特徴とする操舵角センサ。
2. 請求項１に記載の操舵角センサにおいて、
   前記相対回転抑制部は、前記貫通孔の内周面に設けられ、前記伝達部材の外周面に向かって突出する第１歯車側突起部であることを特徴とする操舵角センサ。
3. 請求項２に記載の操舵角センサにおいて、
   前記第１歯車側突起部は、先端部が断面円弧状に形成されていることを特徴とする操舵角センサ。
4. 請求項１に記載の操舵角センサにおいて、
   前記相対回転抑制部は、前記伝達部材の外周面に設けられ、前記貫通孔の内周面に向かって突出する伝達部材側突起部であることを特徴とする操舵角センサ。
5. 請求項１に記載の操舵角センサは、前記操舵軸の外周面と前記伝達部材の内周面の少なくともいずれか一方に設けられ、前記操舵軸と前記伝達部材との間における前記操舵軸の円周方向の相対回転を抑制する第２相対回転抑制部を有していることを特徴とする操舵角センサ。

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