JP2020165869A - センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従動歯車の歯から垂れた潤滑剤が基板に到ることを抑制することができるセンサ装置を提供する。【解決手段】回転角センサ装置５１は、主動歯車５２と、主動歯車５２と噛み合わされている第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４と、第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４を回転可能に支持する支持部材５５を有している。第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４には、潤滑剤が塗布されている。センサ装置２４が取付対象に取り付けられた状態において対向面５６が第１端部１１０ａあるいは第２端部１１０ｂへ向けて潤滑剤を誘導するように傾斜することがある。第１端部１１０ａ及び第２端部１１０ｂは、基板６１よりも仮想直線Ｌに沿う方向において外側に位置している。【選択図】図４

Description

本発明は、センサ装置に関する。

車両の高機能化に伴い、車両には車両安定性制御システム及び電子制御サスペンション等の走行安定性を向上させるための種々のシステムが搭載されることがある。これらのシステムは、ステアリングホイールの操舵角を車両の姿勢情報の一つとして取得し、この姿勢情報に基づいて車両の姿勢が安定的な状態になるように制御する。そのため、例えば車両のステアリングコラムの内部には、ステアリングホイールの操舵角を検出する回転角センサ装置が設けられている。

特許文献１に記載の回転角センサ装置は、ステアリング軸と一体的に回転可能に設けられている主動歯車と、主動歯車に噛み合う２つの従動歯車とを備えている。２つの従動歯車の歯数は異なっている。回転角センサ装置は、２つの従動歯車にそれぞれ対応して設けられた回転角センサにより２つの従動歯車の回転角度を検出し、これら検出される回転角度に基づいてステアリング軸の回転角度を求めている。

特表平１１−５００８２８号公報

従動歯車の歯には振動や騒音を低減するために潤滑剤が付与されることがあり、この潤滑剤が経年劣化等に起因して粘性が低下することにより従動歯車の歯から垂れることがある。この垂れた潤滑剤に関しては、何ら対策が講じられておらず、垂れた潤滑剤が状況によってどのように流動するのかが定まっていない。センサ装置の配置構成では、回転角センサが実装された基板を従動歯車よりも重力方向下側に配置することがあり、垂れた潤滑剤が基板に到ることも考えられる。仮に、垂れた潤滑剤が基板に到ると、その潤滑剤によって基板が劣化するおそれがある。

上記課題を解決するセンサ装置は、検出対象である回転軸の回転角度を検出するためのセンサ装置であって、前記回転軸に対して一体回転可能に設けられている主動歯車と、前記主動歯車と噛み合う従動歯車と、前記従動歯車を回転可能に支持する支持部材と、前記従動歯車の回転に基づき電気信号を生成する回転角センサが実装されている基板とを備え、前記従動歯車の歯には、潤滑剤が付与されており、前記センサ装置が取付対象に取り付けられた状態において、重力方向における上側から下側の順に、前記従動歯車、前記支持部材、前記基板が積層されており、前記支持部材における前記従動歯車側の面の一部または全部は、前記支持部材における前記基板よりも外側の端部へ前記潤滑剤を誘導するように、前記回転軸と直交する方向に対して傾斜している。

上記構成によれば、センサ装置の取り付けの際のずれやセンサ装置の取り付け後の経年変化等に起因して、支持部材における従動歯車側の面が傾斜することがあり、センサ装置が取付対象に取り付けられた状態においてこの面が基板よりも外側の端部へ潤滑剤を誘導するように傾斜することがある。この場合、従動歯車の歯から支持部材における従動歯車側の面に垂れた潤滑剤は、傾斜に従って重力方向における上側から下側に流動して、支持部材の端部へ誘導されることになる。潤滑剤が誘導されることになる支持部材の端部は基板よりも外側に位置していることから、垂れた潤滑剤が基板に到ることを抑制することができて、この潤滑剤に起因した基板の劣化を抑制することができる。

上記のセンサ装置において、前記支持部材における前記従動歯車側の面には、凹状溝が形成されており、前記凹状溝は、前記支持部材における前記基板よりも外側の端部へ前記潤滑剤を誘導していることが好ましい。

上記構成によれば、支持部材における従動歯車側の面に垂れた潤滑剤は、支持部材に形成された凹状溝に流れ込むと、凹状溝の形状に沿って凹状溝内で移動して、基板よりも外側の端部に向けてより的確に誘導される。また、仮に、支持部材に基板が外側に位置している端部が形成されていたとしても、潤滑剤が凹状溝に沿って基板よりも外側の端部に向けて誘導されることから、基板が外側に位置している端部に到る潤滑剤の流動を遮断することができる。

上記のセンサ装置において、前記支持部材における前記従動歯車側の面は、前記支持部材における前記基板よりも外側の端部に向けた傾斜面であり、前記傾斜面と前記基板との間の距離は、前記支持部材における前記基板よりも外側の端部に向かうほど小さくなることが好ましい。

上記構成によれば、支持部材に形成された傾斜面に垂れた潤滑剤は、重力に従って当該傾斜に沿って移動することから、基板よりも外側の端部に向けてより的確に誘導される。
上記のセンサ装置において、前記回転軸に作用するトルクを検出するトルクセンサを備えることが好ましい。

上記構成によれば、回転軸の回転角度のみならず回転軸に作用するトルクを検出することができる。

本発明のセンサ装置によれば、従動歯車の歯から垂れた潤滑剤が基板に到ることを抑制することができる。

第１実施形態のセンサ装置が搭載される操舵装置の概略構成図。 第１実施形態のセンサ装置において、第１ピニオン軸の軸心を含み、第１従動歯車の軸心と第２従動歯車の軸心との中間位置の線を含む面に沿って切断したセンサ装置の断面図。 第１実施形態のセンサ装置において、トルクセンサ装置の概略斜視図。 第１実施形態のセンサ装置において、第１ピニオン軸の軸心と直交する線を含み、かつ支持部材とカバー板との間の面に沿って切断するとともに、図２の紙面上方向から見た断面図。 第１実施形態のセンサ装置において、第１ピニオン軸の軸心と直交する線を含み、かつ支持部材と基板との間の面に沿って切断するとともに、図２の紙面下方向から見た部分断面図。 第２実施形態のセンサ装置において、第１従動歯車、第２従動歯車、支持部材、及び基板を第１ピニオン軸の軸方向と直交する方向から見たときのセンサ装置の概略側面図。 他の実施形態のセンサ装置において、第１従動歯車、第２従動歯車、支持部材、及び基板を第１ピニオン軸の軸方向と直交する方向から見たときのセンサ装置の概略側面図。 他の実施形態のセンサ装置において、第１ピニオン軸の軸心を含み、第１従動歯車の軸心と第２従動歯車の軸心との中間位置の線を含む面に沿って切断した断面図。

＜第１実施形態＞
センサ装置の第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両の操舵装置１０は、ステアリングホイール１１に連結されたステアリング軸１２、第１ピニオン軸１３、転舵軸１４、モータ２１、減速機構２２、第２ピニオン軸２３、センサ装置２４、及び制御装置２５を有している。ステアリング軸１２におけるステアリングホイール１１と反対側の端部には、第１ピニオン軸１３が設けられている。第１ピニオン軸１３のピニオン歯１３ａは、第１ピニオン軸１３に対して交わる方向へ延びる転舵軸１４のラック歯１４ａに噛み合わされている。転舵軸１４の両端には、それぞれタイロッド１５を介して左右の転舵輪１６が連結されている。

モータ２１は、操舵補助力の発生源であって、例えば３相のブラシレスモータが採用されている。モータ２１は、減速機構２２を介して第２ピニオン軸２３に連結されている。第２ピニオン軸２３のピニオン歯２３ａは、転舵軸１４のラック歯１４ｂに噛み合わされている。モータ２１の回転は減速機構２２によって減速されるとともに、当該減速された回転力が操舵補助力として第２ピニオン軸２３から転舵軸１４を介して第１ピニオン軸１３に伝達される。

センサ装置２４の検出対象は、回転軸としての第１ピニオン軸１３である。センサ装置２４は、ステアリングホイール１１のステアリング操作を通じて第１ピニオン軸１３に加わるトルクを操舵トルクＴｈとして検出するトルクセンサ装置と、第１ピニオン軸１３の３６０度を超える多回転にわたる回転角θｐａを操舵角θｓとして検出する回転角センサ装置とが組み合わせられてなるトルクアングルセンサ装置である。

制御装置２５は、センサ装置２４を通じて検出される操舵トルクＴｈ及び操舵角θｓを取り込む。制御装置２５は、車両に設けられる車速センサ２６を通じて検出される車速Ｖを取り込む。制御装置２５は、モータ２１に対する通電制御を通じて操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに応じた操舵補助力を発生させる制御を実行する。制御装置２５は、センサ装置２４を通じて検出される操舵トルクＴｈ及び車速センサ２６を通じて検出される車速Ｖに基づき、モータ２１に対する給電を制御する。これにより、制御装置２５は、運転者のステアリングホイール１１の操作に基づいてモータ２１の回転力を操舵補助力として第１ピニオン軸１３に付与することにより、運転者のステアリング操作を補助している。

センサ装置２４の構成を説明する。
図１及び図２に示すように、センサ装置２４は、センサハウジング３１を有している。センサハウジング３１は、転舵軸１４及び第１ピニオン軸１３を収容するギヤハウジング１７に取り付けられている。センサハウジング３１は、互いに連通する挿通部３２と収容部３３とを有している。挿通部３２は、筒状をなしており、その軸線が第１ピニオン軸１３の軸方向Ｘに延びるように形成されている。挿通部３２には、第１ピニオン軸１３が挿通されている。第１ピニオン軸１３は、ステアリング軸１２側の入力軸、転舵軸１４側の出力軸、及びこれら入力軸と出力軸とを連結するトーションバーを有している。収容部３３は、箱状体をなしており、挿通部３２の軸方向Ｘに対して交わる方向の側面から突出している。収容部３３は、軸方向Ｘに対して交わる方向へ向けて開口している。収容部３３の開口部３３ａは、カバー３４によって閉塞されている。センサ装置２４が取付対象であるギヤハウジング１７に取り付けられた状態において、ステアリング軸１２側が重力方向上側であり、転舵軸１４側が重力方向下側である。

センサハウジング３１の内部には、トルクセンサ装置４１及び回転角センサ装置５１が設けられている。
図３に示すように、トルクセンサ装置４１は、第１磁気ヨーク４２、第２磁気ヨーク４３、第１集磁リング４４、第２集磁リング４５、第１トルクセンサ４６、第２トルクセンサ４７、及び多極磁石４８を有している。

多極磁石４８は、第１ピニオン軸１３の入力軸に固定されている。多極磁石４８は、筒状をなしており、その周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互に設けられている。
第１磁気ヨーク４２及び第２磁気ヨーク４３は、第１ピニオン軸１３の出力軸に固定されている。第１磁気ヨーク４２及び第２磁気ヨーク４３の内部には、第１ピニオン軸１３に一体回転可能に設けられている多極磁石４８が位置している。第１磁気ヨーク４２及び第２磁気ヨーク４３は、多極磁石４８の磁界に応じた磁気回路を形成する。

第１磁気ヨーク４２は、円環板状の環状部４２ａ及び板状の複数の歯４２ｂを有している。複数の歯４２ｂは、環状部４２ａの内周縁に沿って等間隔で設けられている。複数の歯４２ｂは、第１ピニオン軸１３の軸方向Ｘに沿って延びている。第２磁気ヨーク４３は、第１磁気ヨーク４２と同様に、円環板状の環状部４３ａおよび複数の歯４３ｂを有している。第１磁気ヨーク４２の歯４２ｂと第２磁気ヨーク４３の歯４３ｂとは、第１ピニオン軸１３の軸方向Ｘにおいて互いに反対側へ向けて延び、かつ円周方向において交互に位置している。

第１集磁リング４４及び第２集磁リング４５は、第１ピニオン軸１３の軸方向Ｘにおいて並んで設けられる。第１集磁リング４４及び第２集磁リング４５は、センサハウジング３１の内部に取り付けられる。第１集磁リング４４は、第１磁気ヨーク４２の周囲を囲むかたちで設けられている。第２集磁リング４５は、第２磁気ヨーク４３の周囲を囲むかたちで設けられている。第１集磁リング４４は、第１磁気ヨーク４２からの磁束を誘導する。第２集磁リング４５は、第２磁気ヨーク４３からの磁束を誘導する。

第１集磁リング４４は、第１リング部４４ａ及び第１集磁部４４ｂを有している。第１リング部４４ａは、第１磁気ヨーク４２の外周面に沿って湾曲するＣ字状に設けられている。第１集磁部４４ｂは、２つの固定部４４ｃ，４４ｄ、連結部４４ｅ、及び２つの第１集磁突部４４ｆ，４４ｇを有している。２つの固定部４４ｃ，４４ｄは、第１リング部４４ａの外周面に取り付けられる部分である。２つの固定部４４ｃ，４４ｄは、第１リング部４４ａの外周面に沿って湾曲している。連結部４４ｅは、２つの固定部４４ｃ，４４ｄを連結する部分である。連結部４４ｅの内面と第１リング部４４ａの外周面との間には隙間が設けられている。２つの第１集磁突部４４ｆ，４４ｇは、連結部４４ｅにおける第２集磁リング４５側の端部に設けられている。２つの第１集磁突部４４ｆ，４４ｇは、第１リング部４４ａの径方向外側に延びている。

第２集磁リング４５は、第２リング部４５ａ及び２つの第２集磁突部４５ｂ，４５ｃを有している。第２リング部４５ａは、第２磁気ヨーク４３の外周面に沿って湾曲するＣ字状に設けられている。２つの第２集磁突部４５ｂ，４５ｃは、第２リング部４５ａの径方向外側へ向けて延びている。２つの第２集磁突部４５ｂ，４５ｃは、第１ピニオン軸１３の軸方向Ｘにおいて、第１集磁リング４４の２つの第１集磁突部４４ｆ，４４ｇと対向している。

第１トルクセンサ４６及び第２トルクセンサ４７は、基板６１に設けられている。第１トルクセンサ４６は、第１集磁突部４４ｆと第２集磁突部４５ｂとの間に介在されている。第２トルクセンサ４７は、第１集磁突部４４ｇと第２集磁突部４５ｃとの間に介在されている。第１トルクセンサ４６及び第２トルクセンサ４７は、第１集磁リング４４及び第２集磁リング４５に誘導される磁束を検出する磁気センサである。第１トルクセンサ４６及び第２トルクセンサ４７としては、例えばホールセンサが採用される。

ステアリングホイール１１の操作を通じて第１ピニオン軸１３のトーションバーが捩れ変形すると、多極磁石４８と第１磁気ヨーク４２との回転方向における相対位置、ならびに多極磁石４８と第２磁気ヨーク４３との回転方向における相対位置が変化する。これに伴い、多極磁石４８から第１磁気ヨーク４２を通じて第１集磁リング４４に導かれる磁束密度が変化する。また、多極磁石４８から第２磁気ヨーク４３を通じて第２集磁リング４５に導かれる磁束密度も変化する。第１トルクセンサ４６及び第２トルクセンサ４７は、磁束密度に応じた電気信号を生成する。図１に示した制御装置２５は、第１トルクセンサ４６及び第２トルクセンサ４７により生成される電気信号に基づき、トーションバーに作用するトルクを操舵トルクＴｈとして演算する。

図２及び図４に示すように、回転角センサ装置５１は、主動歯車５２、第１従動歯車５３、及び第２従動歯車５４、支持部材５５、基板６１、ストッパ８３、ねじりコイルばね８５、第１回転角センサ６２、及び第２回転角センサ６３を有している。主動歯車５２は、第１ピニオン軸１３の入力軸に対して一体回転可能に設けられている。主動歯車５２は、円筒状に形成されていて、外周面には複数の歯５２ａが形成されているとともに内周面には第１ピニオン軸１３の入力軸が嵌め込まれている。第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４は、主動歯車５２に噛み合わされている。主動歯車５２の歯５２ａには、第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４から伝わる振動や第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４との間の騒音を低減するために、グリース等の潤滑剤が塗布されている。基板６１は、センサハウジング３１の収容部３３の内底面３３ｂに取り付けられている。センサ装置２４は理想的には内底面３３ｂが水平状態となるようにギヤハウジング１７に対して組み付けられており、基板６１や支持部材５５についても水平状態となるように内底面３３ｂに対して取り付けられている。

図４及び図５に示すように、支持部材５５は、第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４を回転可能に支持する。支持部材５５は、センサハウジング３１の収容部３３の内底面３３ｂに取り付けられている。支持部材５５は、矩形板状に形成されている。支持部材５５の長側面５５ｃは、主動歯車５２と対向している。第１従動歯車５３の軸心と第２従動歯車５４の軸心とを結ぶ線を仮想直線Ｌとする。仮想直線Ｌに沿う方向は、支持部材５５の長手方向と一致している。支持部材５５には、第１支持穴８１と第２支持穴８２とが形成されている。第１支持穴８１と第２支持穴８２とは、支持部材５５において第１ピニオン軸１３の軸方向Ｘに貫通している穴である。第１支持穴８１及び第２支持穴８２は、仮想直線Ｌに沿う方向において並んでいる。第１支持穴８１は、支持部材５５における一方の第１短側面５５ａと主動歯車５２側の長側面５５ｃとが交わる第１角部５５ｄの近傍に設けられている。第２支持穴８２は、支持部材５５における他方の第２短側面５５ｂと主動歯車５２側の長側面５５ｃとが交わる第２角部５５ｅの近傍に設けられている。第１支持穴８１及び第２支持穴８２は、第１ピニオン軸１３の軸方向Ｘから見た場合、主動歯車５２の半径方向に沿って延びる長穴状をなしている。第１支持穴８１と第２支持穴８２との間の離間長さは、主動歯車５２側が最も短くなるとともに、その離間長さは、主動歯車５２から遠ざかるほど長くなる。

図２及び図５に示すように、第１従動歯車５３は、円板状の第１歯車部７１及び円柱状の第１軸部７２を有している。第１歯車部７１の外周面には複数の歯７１ａが設けられている。第１歯車部７１の歯７１ａは、主動歯車５２の歯５２ａと噛み合っている。第１歯車部７１の歯７１ａには、主動歯車５２から伝わる振動や主動歯車５２との間の騒音を低減するために、グリース等の潤滑剤が塗布されている。第１軸部７２は、その一端面が第１歯車部７１の基板６１側の第１側面７１ｂの中央に接続されている。第１歯車部７１の軸心と第１軸部７２の軸心とは一致している。第１軸部７２の外径は、第１歯車部７１の外径よりも小さく設定されている。第１軸部７２における基板６１側の他端面には、凹部７２ａが設けられている。凹部７２ａは、第１軸部７２の軸方向と直交する方向において、断面円状をなしている。凹部７２ａには、第１永久磁石５７が配置されている。第１永久磁石５７は、周方向に異なる極性の磁極が交互に並ぶように着磁されている。第１永久磁石５７は、第１従動歯車５３と一体に回転する。第２従動歯車５４は、円板状の第２歯車部７３及び円柱状の第２軸部７４を有している。第２軸部７４における基板６１側の他端面には、凹部７４ａが設けられている。凹部７４ａは、第２軸部７４の軸方向と直交する方向において、断面円状をなしている。凹部７４ａには、第２永久磁石５８が配置されている。第１歯車部７１の歯７１ａには、主動歯車５２から伝わる振動や主動歯車５２との間の騒音を低減するために、グリース等の潤滑剤が塗布されている。第２従動歯車５４の第２歯車部７３の歯７３ａの歯数と第１従動歯車５３の第１歯車部７１の歯７１ａの歯数とが異なることを除いて、第１従動歯車５３と第２従動歯車５４とは同一形状をなしている。

第１軸部７２は、支持部材５５に形成されている第１支持穴８１に収容されている。第１軸部７２は、第１支持穴８１内で回転可能である。第１従動歯車５３の側面、すなわち第１歯車部７１の基板６１側の第１側面７１ｂは、支持部材５５の対向面５６と対向している。第１軸部７２が第１支持穴８１に収容された状態において、第１軸部７２の軸方向は軸方向Ｘと一致している。第１軸部７２は、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間を第１支持穴８１の内周面に沿って移動可能である。第１位置Ｐ１とは、第１軸部７２が第１支持穴８１の内周面のうち主動歯車５２に近い側の面に当接する位置である。第２位置Ｐ２とは、第１軸部７２が第１支持穴８１の内周面のうち主動歯車５２から遠い側の面に当接する位置である。

第２軸部７４は支持部材５５に形成されている第２支持穴８２に収容されている。第２軸部７４は、第２支持穴８２内で回転可能である。第２従動歯車５４の側面、すなわち第２歯車部７３の基板６１側の第１側面７３ｂは、支持部材５５の対向面５６と対向している。第２軸部７４と第２支持穴８２との位置関係は、第１軸部７２と第１支持穴８１との位置関係と同様である。

図２〜図５に示すように、支持部材５５の対向面５６には、凹状溝１００が形成されている。凹状溝１００は、支持部材５５に垂れた潤滑剤を支持部材５５の端部に向けて誘導するための誘導部である。支持部材５５の端部とは、支持部材５５の軸方向Ｘと直交する方向における外縁のことである。凹状溝１００は、仮想直線Ｌと直交する方向において、第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４よりも第１ピニオン軸１３から離間した位置に形成されている。凹状溝１００は、第１従動歯車５３側に形成されている第１凹状溝１０１と、第２従動歯車５４側に形成されている第２凹状溝１０２とにより構成されている。第１凹状溝１０１は、軸方向Ｘから見た場合、支持部材５５の対向面５６における第１短側面５５ａ側の第１端部１１０ａに位置している第１部分Ｓ１を有している。第１凹状溝１０１は、軸方向Ｘから見た場合、支持部材５５の対向面５６における第１従動歯車５３と第２従動歯車５４との間に位置する第２部分Ｓ２を有している。第１凹状溝１０１は、第１部分Ｓ１と第２部分Ｓ２とを繋ぐように形成されていて、軸方向Ｘから見た場合、第１従動歯車５３の径方向外側における第１従動歯車５３と近接した位置に形成されている。第１凹状溝１０１は、軸方向Ｘから見た場合、第１腕部８５ｂと交差している。また、第１凹状溝１０１は、仮想直線Ｌと直交する方向において、第１部分Ｓ１に向かうほど第１ピニオン軸１３から離間している。また、第２凹状溝１０２は、軸方向Ｘから見た場合、支持部材５５の対向面５６における第２短側面５５ｂ側の第２端部１１０ｂに位置している第１部分Ｓ１を有している。第２凹状溝１０２は、軸方向Ｘから見た場合、支持部材５５の対向面５６における第１従動歯車５３と第２従動歯車５４との間に位置する第２部分Ｓ２を有している。第２凹状溝１０２は、第１部分Ｓ１と第２部分Ｓ２とを繋ぐように形成されていて、軸方向Ｘから見た場合、第２従動歯車５４の径方向外側における第２従動歯車５４と近接した位置に形成されている。第２凹状溝１０２は、軸方向Ｘから見た場合、第２腕部８５ｃと交差している。また、第２凹状溝１０２は、仮想直線Ｌと直交する方向において、第１部分Ｓ１に向かうほど第１ピニオン軸１３から離間している。第１凹状溝１０１の第２部分Ｓ２と第２凹状溝１０２の第２部分Ｓ２とは、互いに接続されている。第１端部１１０ａ及び第２端部１１０ｂは、軸方向Ｘから見た場合、仮想直線Ｌの方向において、基板６１よりも外側に位置している。第１端部１１０ａ及び第２端部１１０ｂは、基板６１よりも外側の端部であって、軸方向Ｘから見た場合において支持部材５５に対して基板６１を正射影した部分を除いた端部である。支持部材５５の対向面５６における長側面５５ｃと反対側の長側面側の第３端部１１０ｃは、軸方向Ｘから見た場合、仮想直線Ｌと直交する方向において、基板６１よりも内側に位置している。第３端部１１０ｃは、基板６１よりも内側の端部であって、軸方向Ｘから見た場合において支持部材５５に対して基板６１を正射影した部分と重なる端部である。なお、センサ装置２４がギヤハウジング１７に取り付けられた状態において、重力方向上側から重力方向下側へ向かう順に、第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４、支持部材５５、基板６１が積層されている。

図２に示すように、支持部材５５には、板状のストッパ８３が装着されている。ストッパ８３は、支持部材５５の対向面５６を覆っている。ストッパ８３は、矩形板状のカバー板８３ａと、カバー板８３ａに設けられていて支持部材５５と係合する係合片８３ｂとを有している。カバー板８３ａは、第１従動歯車５３の側面、すなわち第１歯車部７１の第１側面７１ｂと反対側の第２側面７１ｃと対向する。カバー板８３ａは、第２従動歯車５４の側面、すなわち第２歯車部７３の第１側面７３ｂと反対側の第２側面７３ｃと対向する。係合片８３ｂは、カバー板８３ａの長側辺のうち、主動歯車５２側の長側辺と反対側の長側辺の端部から支持部材５５へ向けて延びている。係合片８３ｂは、２つ設けられている。係合片８３ｂは、カバー板８３ａから軸方向Ｘに延びている延出部８３ｃと、延出部８３ｃの先端部において軸方向Ｘと交差する方向に突出する係合凸部８３ｄとを有している。支持部材５５の長側面５５ｃと反対側の長側面には、係合片８３ｂと係合する係合部８６が２つ形成されている。係合部８６は、支持部材５５の対向面５６から軸方向Ｘに延びている凹条部８６ａと、凹条部８６ａにおける対向面５６と反対側の端部において軸方向Ｘと交差する方向に凹んでいる係合凹部８６ｂとを有している。凹条部８６ａに延出部８３ｃが嵌り、係合凹部８６ｂに係合凸部８３ｄが嵌ることにより、ストッパ８３は支持部材５５に取り付けられている。ストッパ８３の係合片８３ｂが支持部材５５の係合部８６に係合された状態において、凹状溝１００は係合片８３ｂと離間している。第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４の基板６１と反対側への移動は、第１歯車部７１及び第２歯車部７３がストッパ８３のカバー板８３ａに当接することにより規制される。

図４に示すように、支持部材５５の対向面５６には、円柱状の柱部８４が設けられている。柱部８４は、支持部材５５の長手方向において第１支持穴８１と第２支持穴８２との間の位置、かつ支持部材５５の短手方向において第１支持穴８１及び第２支持穴８２よりも主動歯車５２から離れた位置に設けられている。金属製のねじりコイルばね８５は、柱部８４に装着されることで支持部材５５に支持されている。

図５に示すように、ねじりコイルばね８５は、全体として略Ｖ字形状をなしている。ねじりコイルばね８５は、その中央部に複数回巻かれてなるコイル部８５ａが設けられているとともに、その両端部には直線状に延びる第１腕部８５ｂ及び第２腕部８５ｃが設けられている。円環状をなすコイル部８５ａは、柱部８４に挿入されている。第１腕部８５ｂはコイル部８５ａの一端部に接続されているとともに、第２腕部８５ｃはコイル部８５ａの他端部に接続されている。第１腕部８５ｂは、第１軸部７２における主動歯車５２と反対側の部位に当接している。第２腕部８５ｃは、第２軸部７４における主動歯車５２と反対側の部位に当接している。第１腕部８５ｂ及び第２腕部８５ｃは、コイル部８５ａを中心として第１腕部８５ｂと第２腕部８５ｃとの間の角を狭めるように弾性変形する。第１軸部７２及び第２軸部７４は、ねじりコイルばね８５の弾性力によって、主動歯車５２に近接する方向へ向けて常に付勢されている。第１従動歯車５３の主動歯車５２に近接する方向へ向けた移動は、主動歯車５２と第１従動歯車５３とが好適に噛み合うことにより規制される。第２従動歯車５４の主動歯車５２に近接する方向へ向けた移動は、主動歯車５２と第２従動歯車５４とが好適に噛み合うことにより規制される。

図２に示すように、基板６１における第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４側の面には、第１回転角センサ６２及び第２回転角センサ６３が実装されている。第１回転角センサ６２は、軸方向Ｘにおいて、第１永久磁石５７と対向している。第２回転角センサ６３は、軸方向Ｘにおいて、第２永久磁石５８と対向している。第１回転角センサ６２及び第２回転角センサ６３としては、例えばホールセンサが採用されている。

ステアリングホイール１１の操作を通じて第１ピニオン軸１３が回転すると、主動歯車５２との噛み合わせを通じて、第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４が回転する。これに伴い、第１従動歯車５３の第１永久磁石５７から第１回転角センサ６２に入力される磁束密度が変化し、第２従動歯車５４の第２永久磁石５８から第２回転角センサ６３に入力される磁束密度が変化する。第１回転角センサ６２及び第２回転角センサ６３は、磁束密度に応じた電気信号を生成する。図１に示した制御装置２５は、第１回転角センサ６２により生成される電気信号に基づき第１従動歯車５３の回転角度を演算し、第２回転角センサ６３により生成される電気信号に基づき第２従動歯車５４の回転角度を演算する。制御装置２５は、これら演算された回転角度に基づいて、第１ピニオン軸１３の回転角θｐａを操舵角θｓとして演算する。

第１実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）第１従動歯車５３の第１歯車部７１の歯７１ａ及び第２従動歯車５４の第２歯車部７３の歯７３ａには潤滑剤が塗布されており、この潤滑剤が経年劣化等に起因して粘性が低下すると、重力に従って支持部材５５の対向面５６へ垂れることがある。この点、センサ装置２４のギヤハウジング１７に対する組み付けや支持部材５５のセンサハウジング３１の内底面３３ｂに対する取り付けが、組み付けや取り付けの際にずれることもあれば、組み付けや取り付け後の経年変化によってずれることがある。これにより、支持部材５５の対向面５６が水平方向から傾斜することがあり、センサ装置２４がギヤハウジング１７に取り付けられた状態において対向面５６が第１端部１１０ａあるいは第２端部１１０ｂへ向けて潤滑剤を誘導するように傾斜することがある。この場合、対向面５６に垂れた潤滑剤は、傾斜に従って重力方向における上側から下側に流動して、支持部材５５の端部へ誘導されることになる。潤滑剤が誘導されることになる支持部材５５の端部は、基板６１よりも外側の端部である第１端部１１０ａあるいは第２端部１１０ｂであることから、垂れた潤滑剤が基板６１に到ることを抑制することができて、この潤滑剤に起因した基板６１の劣化を抑制することができる。

また、仮想直線Ｌと直交する方向において、第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４よりも第１ピニオン軸１３から離間した位置に凹状溝１００が形成されていることから、対向面５６に垂れた潤滑剤が第３端部１１０ｃへ向けて流動したとしても、潤滑剤は凹状溝１００に流れ込むことになる。このため、対向面５６に垂れた潤滑剤の凹状溝１００よりも第３端部１１０ｃ側への流動が遮断されることになり、潤滑剤が第３端部１１０ｃに到って基板６１に垂れることをさらに抑制することができる。

（２）第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４から支持部材５５の対向面５６に垂れた潤滑剤が重力に従って凹状溝１００に流れ込むと、重力に従って支持部材５５に形成されている凹状溝１００内に広がる。これにより、凹状溝１００に流れ込んだ潤滑剤は、凹状溝１００に沿って移動する。凹状溝１００は支持部材５５の第１端部１１０ａ及び第２端部１１０ｂまで形成されていることから、凹状溝１００に流れ込んだ潤滑剤が端部に到る際には、潤滑剤を第１端部１１０ａ及び第２端部１１０ｂにより的確に誘導することができる。第１端部１１０ａ及び第２端部１１０ｂは、軸方向Ｘから見た場合、基板６１よりも外側に位置していることから、第１端部１１０ａ及び第２端部１１０ｂに誘導された潤滑剤が基板６１に垂れることをさらに抑制することができる。このように、凹状溝１００は、対向面５６上における潤滑剤の流動方向を基板６１に至らない方向に定めることができるため、この潤滑剤に起因した基板６１の劣化をさらに抑制することができる。

（３）センサ装置２４によって、第１ピニオン軸１３の回転角θｐａのみならず第１ピニオン軸１３に作用するトルクを操舵トルクＴｈとして検出することができる。
＜第２実施形態＞
センサ装置の第２実施形態を図面に従って説明する。ここでは、第１実施形態との違いを中心に説明する。

図６に示すように、支持部材５５の対向面５６には、第１傾斜面５６ａ及び第２傾斜面５６ｂが形成されている。第１傾斜面５６ａは、第１従動歯車５３の直下に設けられた傾斜面であり、第２傾斜面５６ｂは、第２従動歯車５４の直下に設けられた傾斜面である。第２実施形態では、対向面５６は、第１傾斜面５６ａ及び第２傾斜面５６ｂにより、全体として山型をなしている。第１傾斜面５６ａは、支持部材５５における第１従動歯車５３と第２従動歯車５４との間の中央部分から第１短側面５５ａ側の第１端部１１０ａまで傾斜している。第１傾斜面５６ａと基板６１との間の軸方向Ｘにおける距離は、第１端部１１０ａに向かうほど小さくなる。第２傾斜面５６ｂは、支持部材５５における第１従動歯車５３と第２従動歯車５４との間の中央部分から第２短側面５５ｂ側の第２端部１１０ｂまで傾斜している。第２傾斜面５６ｂと基板６１との間の軸方向Ｘにおける距離は、第２端部１１０ｂに向かうほど小さくなる。すなわち、第１端部１１０ａは、第１傾斜面５６ａの中で重力方向において最も下側とされている。また、第２端部１１０ｂは、第２傾斜面５６ｂの中で重力方向において最も下側とされている。第１端部１１０ａ及び第２端部１１０ｂは、軸方向Ｘから見た場合、基板６１よりも外側に位置している。

第２実施形態の作用及び効果を説明する。
（４）第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４から支持部材５５の対向面５６に垂れた潤滑剤は、重力に従って第１傾斜面５６ａ及び第２傾斜面５６ｂに沿って移動する。第１傾斜面５６ａは、第１傾斜面５６ａの中で重力方向において最も下側の第１端部１１０ａに向けて傾斜していることから、第１傾斜面５６ａに垂れた潤滑剤は、第１端部１１０ａにより的確に誘導される。また、第２傾斜面５６ｂは、第２傾斜面５６ｂの中で重力方向において最も下側の第２端部１１０ｂに向けて傾斜していることから、第２傾斜面５６ｂに垂れた潤滑剤は、第２端部１１０ｂにより的確に誘導される。第１端部１１０ａ及び第２端部１１０ｂは、軸方向Ｘから見た場合、基板６１よりも外側に位置していることから、第１端部１１０ａ及び第２端部１１０ｂに誘導された潤滑剤が基板６１に到ることを抑制することができる。

各実施形態は次のように変更してもよい。以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。また、上記第１実施形態と上記第２実施形態とを組み合わせてもよい。

・各実施形態では、第１支持穴８１及び第２支持穴８２は、支持部材５５を貫通しない有底の穴であってもよい。
・各実施形態では、第１永久磁石５７は、第１軸部７２の基板６１側の端面に取り付けられていてもよい。また、第２永久磁石５８は、第２軸部７４の基板６１側の端面に取り付けられていてもよい。

・各実施形態では、第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４を主動歯車５２に対して付勢する付勢部材としてねじりコイルばね８５を採用したが、これに限らず、付勢部材として板ばねや他のコイルばね等を採用してもよい。例えば、第１従動歯車５３を主動歯車５２に対して付勢する付勢部材を、第２従動歯車５４を主動歯車５２に対して付勢する付勢部材とは、互いに別個の付勢部材で構成してもよい。

・図７に示すように、第２実施形態では、支持部材５５の対向面５６には、第３傾斜面５６ｃのみが形成されていてもよい。第３傾斜面５６ｃは、対向面５６の全面に形成されており、第２端部１１０ｂから第１端部１１０ａに向けて傾斜している。第３傾斜面５６ｃと基板６１との間の軸方向Ｘにおける距離は、第２端部１１０ｂから第１端部１１０ａに向かうほど小さくなる。すなわち、第１端部１１０ａは第３傾斜面５６ｃの中で重力方向において最も下側とされ、第２端部１１０ｂは第３傾斜面５６ｃの中で重力方向において最も上側とされている。

・図８に示すように、第１実施形態では、第１凹状溝１０１の第２部分Ｓ２と第２凹状溝１０２の第２部分Ｓ２とは、互いに接続されていなくてもよい。すなわち、第１凹状溝１０１と第２凹状溝１０２とは、別個の凹状溝として形成されていてもよい。

・第１実施形態では、第１凹状溝１０１の第１部分Ｓ１及び第２凹状溝１０２の第１部分Ｓ１は、同じ端部においてずれて位置していてもよい。この場合、第１凹状溝１０１及び第２凹状溝１０２は、同じ端部に向けて潤滑剤を誘導するための誘導部となる。

・第１実施形態では、第１凹状溝１０１は、第２部分Ｓ２を有することなく、少なくとも第１端部１１０ａに向かう部分を有していればよい。また、第２凹状溝１０２は、第２部分Ｓ２を有することなく、少なくとも第２端部１１０ｂに向かう部分を有していればよい。

・第１実施形態では、第１凹状溝１０１は、第１部分Ｓ１を有することなく、少なくとも第１端部１１０ａに向かう部分を有していればよい。また、第２凹状溝１０２は、第１部分Ｓ１を有することなく、少なくとも第２端部１１０ｂに向かう部分を有していればよい。

・第１実施形態では、垂れた潤滑剤を誘導する凹状溝１００を支持部材５５の対向面５６に形成することに加えて、支持部材５５の第１短側面５５ａや第２短側面５５ｂに溝を形成して、当該溝と凹状溝１００とを接続するようにしてもよい。

・第１実施形態では、垂れた潤滑剤を誘導する凹状溝１００を支持部材５５に形成したが、これに限らない。例えば、センサハウジング３１の一部に第１従動歯車５３及び第２従動歯車５４を回転可能に支持する機能を持たせて、垂れた潤滑剤を誘導する凹状溝１００をセンサハウジング３１に形成するようにしてもよい。この場合には、センサハウジング３１が支持部材としての機能を果たすことになる。また、第２実施形態では、垂れた潤滑剤を誘導する傾斜面を支持部材５５に形成したが、センサハウジング３１に形成するようにしてもよい。

・第１実施形態では、垂れた潤滑剤を誘導する誘導部として凹状溝１００が採用されたが、この構成に限定されない。例えば、誘導部として凸状の壁が採用されてもよい。支持部材５５に垂れた潤滑剤は、当該壁に沿って支持部材５５の端部に向けて誘導される。

・各実施形態では、主動歯車５２、第１従動歯車５３、及び第２従動歯車５４への潤滑剤の付与態様は塗布に限らず、例えば潤滑剤を滴下することによって潤滑剤を付与してもよいし、潤滑剤を噴射することによって潤滑剤を付与してもよい。

・各実施形態では、軸方向Ｘから見た場合、支持部材５５の対向面５６における端部は全て基板６１よりも外側に位置していてもよい。すなわち、軸方向Ｘから見た場合、基板６１の全体を覆うように支持部材５５が設けられていてもよい。この場合、潤滑剤がどの端部に到ってもよいことから、凹状溝１００や傾斜面の形成の自由度が増す。

・各実施形態では、回転角センサ装置５１の第１回転角センサ６２及び第２回転角センサ６３としてホールセンサが採用されたが、磁気抵抗効果センサが採用されてもよい。また、トルクセンサ装置４１の第１トルクセンサ４６及び第２トルクセンサ４７としてホールセンサが採用されたが、磁気抵抗効果センサが採用されてもよい。

・各実施形態において、センサ装置は、センサ装置２４からトルクセンサ装置４１を割愛した回転角センサ装置５１であってもよい。この回転角センサ装置５１においても、トルクアングルセンサ装置と同様の課題を有する。

・各実施形態では、回転角センサ装置５１として、単一の従動歯車を有する構成を採用してもよいし、３つあるいはそれ以上の従動歯車を有する構成を採用してもよい。
・各実施形態では、センサ装置２４あるいは上述の回転角センサ装置の搭載先として車両の操舵装置１０を例に挙げたが、回転軸を有する他の車載装置に適用してもよい。また、センサ装置２４あるいは回転角センサ装置は、車載用途に限らない。

１０…操舵装置、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリング軸、１３…第１ピニオン軸、１４…転舵軸、２１…モータ、２４…センサ装置、３１…センサハウジング、４１…トルクセンサ装置、４６…第１トルクセンサ、４７…第２トルクセンサ、５１…回転角センサ装置、５２…主動歯車、５３…第１従動歯車、５４…第２従動歯車、５５…支持部材、５６…対向面、５７…第１永久磁石、５８…第２永久磁石、６１…基板、６２…第１回転角センサ、６３…第２回転角センサ、７１…第１歯車部、７１ａ…歯、７１ｂ…第１側面、７１ｃ…第２側面、７２…第１軸部、７３…第２歯車部、７３ａ…歯、７３ｂ…第１側面、７３ｃ…第３側面、７４…第２軸部、８１…第１支持穴、８２…第２支持穴、８３…ストッパ、８３ａ…カバー板、８３ｂ…係合片、８４…柱部、８５…ねじりコイルばね、８５ａ…コイル部、８５ｂ…第１腕部、８５ｃ…第２腕部、８６…係合部、１００…凹状溝、１０１…第１凹状溝、１０２…第２凹状溝、１１０ａ…第１外縁、１１０ｂ…第２外縁、１１０ｃ…第３外縁、Ｌ…仮想直線、Ｐ１…第１位置、Ｐ２…第２位置、Ｓ１…第１部分、Ｓ２…第２部分、Ｘ…軸方向。

Claims (4)

1. 検出対象である回転軸の回転角度を検出するためのセンサ装置であって、
   前記回転軸に対して一体回転可能に設けられている主動歯車と、
   前記主動歯車と噛み合う従動歯車と、
   前記従動歯車を回転可能に支持する支持部材と、
   前記従動歯車の回転に基づき電気信号を生成する回転角センサが実装されている基板とを備え、
   前記従動歯車の歯には、潤滑剤が付与されており、
   前記センサ装置が取付対象に取り付けられた状態において、
   重力方向における上側から下側の順に、前記従動歯車、前記支持部材、前記基板が積層されており、
   前記支持部材における前記従動歯車側の面の一部または全部は、前記支持部材における前記基板よりも外側の端部へ前記潤滑剤を誘導するように、前記回転軸と直交する方向に対して傾斜しているセンサ装置。
2. 前記支持部材における前記従動歯車側の面には、凹状溝が形成されており、
   前記凹状溝は、前記支持部材における前記基板よりも外側の端部へ前記潤滑剤を誘導している請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記支持部材における前記従動歯車側の面は、前記支持部材における前記基板よりも外側の端部に向けた傾斜面であり、
   前記傾斜面と前記基板との間の距離は、前記支持部材における前記基板よりも外側の端部に向かうほど小さくなる請求項１または２に記載のセンサ装置。
4. 前記回転軸に作用するトルクを検出するトルクセンサを備える請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ装置。