转向角传感器及使用该转向角传感器的电动动力转向装置

摘要

本发明提供一种能够抑制检测误差的产生的转向角传感器。将主体部（24A）的内周面和转向轴（6）的外周面在径向上隔开t1，并且在该两面间可压缩变形地安装O型环（23）。由此，即使在例如由于方向盘（1）的转向操作而转向轴（6）倾斜的情况下，也能够使由该倾倒引起的位移被O型环（23）的压缩变形吸收，从而能够抑制随着该转向轴（6）的倾倒而产生的第一齿轮（24）的倾斜引起的检测误差的产生。

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如在电动动力转向装置中对方向盘的转向角进行检测 的转向角传感器。

背景技术

作为这种转向角传感器，例如公知有专利文献1记载的转向角传感器。

在该专利文献1记载的技术中，具备与转向轴连结并一体旋转的第一齿 轮，还具有齿数互不相同的第二齿轮和第三齿轮，该第二齿轮和第三齿轮分 别具有磁铁，并与所述第一齿轮啮合而旋转；根据在这些第二齿轮和第三齿 轮的磁铁中附设的MR传感器的电压变化，检测方向盘从中立位置开始旋转 的旋转量即转向角（转向绝对角）。

专利文献1：日本特表2001-505667号公报

但是，在上述现有的技术中，上述第一齿轮通过与转向轴直接固定而与 转向轴一体旋转。因此，例如在由于方向盘的操作等而转向轴倾斜的情况下， 上述第一齿轮随着上述转向轴的倾倒而倾斜，由于该第一齿轮的倾倒而第一 齿轮的旋转发生变化并传递给上述第二、第三齿轮，因此由上述第二、第三 齿轮检测到的方向盘的转向角和实际的方向盘的转向角（转向实际转向角） 之间可能会产生误差。

发明内容

本发明是鉴于这样的技术课题而提出的，提供一种即使在转向轴倾斜的 情况下也能抑制检测误差的发生的转向角传感器。

本发明第一方面的一种转向角传感器，其特征在于，具备：

转向轴，其随着方向盘的转向操作而旋转；

传感器外壳，其以包围所述转向轴的方式设置；

第一齿轮（大齿轮），其具备旋转自如地设于所述传感器外壳内，以包围 所述转向轴的方式形成为环状的主体部、及形成于所述主体部的外周侧的多 个齿，当把相对所述转向轴的旋转轴放射的方向作为径向时，该第一齿轮的 内周面形成为与所述转向轴在所述径向上隔开规定距离；

第二齿轮（小齿轮1），其旋转自如地设于所述传感器外壳，具有沿周向 隔开规定的间隔磁化有N极及S极的磁性部件和以与所述第一齿轮的齿啮合 的方式形成于外周侧的多个齿；

第三齿轮（小齿轮2），其旋转自如地设于所述传感器外壳，具有沿周向 隔开规定的间隔磁化有N极及S极的磁性部件和以与所述第一齿轮的齿或所 述二齿轮的齿啮合且具有与所述第二齿轮不能互相除尽的规定的减速比的方 式形成于外周侧的多个齿；

第一MR元件，其将所述第二齿轮的磁性部件所产生的磁场变化作为电 阻元件的电阻值的变化来检测，由此对所述第二齿轮的旋转角即第一旋转角 进行检测；

第二MR元件，其将所述第三齿轮的磁性部件所产生的磁场变化作为电 阻元件的电阻值的变化来检测，由此对所述第三齿轮的旋转角即第二旋转角 进行检测；

弹性部件，其设于所述转向轴的外周面和所述第一齿轮的主体部的内周 面之间，

所述弹性部件形成为，在将用与所述转向轴的外周面的切线成直角的面 切下时的截面作为所述弹性部件的截面时，所述截面中所述径向上的尺寸在 自然长的状态下比所述转向轴和所述第一齿轮的内周面之间的间隙的所述径 向上的尺寸大，在装配于所述转向轴和所述第一齿轮之间的状态下发生压缩 变形，

通过所述第一旋转角和所述第二旋转角的组合，求出方向盘自转向轮朝 向直线前进方向时的方向盘的旋转位置即中立位置开始旋转的旋转量即转向 绝对角。

根据第一方面的发明，通过在转向轴和第一齿轮之间的间隙设置弹性部 件，在转向轴倾斜时弹性部件变形，由此转向轴的倾斜不会直接传到第一齿 轮，能够抑制对转向绝对角的检测精度产生影响。另外，利用弹性部件抑制 相对转向轴轴心的第一齿轮轴心的偏移，从而抑制相对转向轴的旋转相位的 第一齿轮的旋转相位偏差，从而能够提高转向绝对角的检测精度。

在第一方面的基础上，第二方面的特征在于，

所述弹性部件由橡胶材料或树脂材料形成。

根据第二方面的发明，通过用橡胶材料或树脂材料形成弹性部件，能够 容易得到弹性特性。例如，采用金属材料时，需要在加工成弹簧形状方面下 工夫。

在第二方面的基础上，第三方面的特征在于，

所述弹性部件形成为在所述转向轴和所述第一齿轮之间产生摩擦力，将 所述转向轴的旋转传递给所述第一齿轮。

根据第三方面的发明，能够抑制在转向轴的旋转方向发生变化时的相对 转向轴的第一齿轮的旋转相位偏差。在键连接的情况下，由于键和键槽之间 的间隙而可能产生相位偏移。

在第三方面的基础上，第四方面的特征在于，具有：

凸状的卡合部，其以与所述转向轴一体旋转的方式设于所述转向轴；

凹状的被卡合部，其设于所述第一齿轮，通过与所述凸状的卡合部卡合 而将所述转向轴的旋转传递给所述第一齿轮。

根据第四方面的发明，由于进一步具备凸状和凹状的各卡合部彼此卡合 的构造，从而在弹性部件滑动时也能够从转向轴向第一齿轮传递旋转。

在第三方面的基础上，第五方面的特征在于，

所述弹性部件形成为该弹性部件的摩擦力超过所述第一齿轮旋转驱动所 述第二齿轮时的摩擦阻力而能够将所述转向轴的旋转传递给所述第一齿轮。

根据第五方面的发明，能够可靠地将转向轴的旋转传递给第一齿轮。

在第二方面的基础上，第六方面的特征在于，

所述传感器外壳具备旋转自如地支承所述第一齿轮的支承部，

所述支承部形成为所述第一齿轮和所述支承部之间的间隙尺寸比所述第 一齿轮和所述第二齿轮之间的齿隙大小小。

根据第六方面的发明，即使在第一齿轮产生径向的错位偏移的情况下， 由于在第一齿轮和第二齿轮之间的齿隙缩小前，第一齿轮与支承部接触，因 此能够抑制第一齿轮强烈按压第二齿轮的情况，从而能够抑制齿轮的损伤。

在第二方面的基础上，第七方面的特征在于，

所述弹性部件为O型环。

根据第七方面的发明，通过O型环自身的束缚力，该O型环可靠地固定 于转向轴。

在第七方面的基础上，第八方面的特征在于，

作为所述弹性部件的O型环的截面形状为大致圆形。

根据第八方面的发明，转向轴或第一齿轮和弹性部件的接触面为大致圆 弧状，因此，能够使转向轴倾斜时的转向轴和第一齿轮的相对倾斜平滑。

在第二方面的基础上，第九方面的特征在于，

所述转向轴具有设于所述转向轴的外周用于保持所述弹性部件的圆环状 的槽。

根据第九方面的发明，弹性部件的定位变得容易，还能够抑制位置偏离。 另外，与在第一齿轮的内周面上设置槽的情况相比，槽的形成变得容易。

在第二方面的基础上，第十方面的特征在于，

在将所述转向轴的旋转轴设为轴向时，对所述弹性部件而言，所述第一 齿轮的所述轴向长度范围内的所述弹性部件的设置位置设于伴随所述转向轴 的倾斜的所述转向轴和所述第一齿轮的所述径向上的相对位置变化量小的一 侧。

根据第十方面的发明，能够抑制转向轴的倾斜引起的对第一齿轮产生的 影响。

本发明第十一方面的一种电动动力转向装置，具备：

转向机构，其由随着方向盘的转向操作而旋转的转向轴和随着所述转向 轴的旋转而使转向轮转向的齿条构成；

电动机，其向所述转向机构赋予转向辅助力；

转向角传感器，其检测方向盘自所述转向轮朝向直线前进方向时的方向 盘的旋转位置即中立位置开始旋转的旋转量即转向绝对角；

控制装置，其基于所述转向角传感器的输出信号驱动控制所述电动机， 其特征在于，

所述转向角传感器具备：

传感器外壳，其以包围所述转向轴的方式设置；

第一齿轮（大齿轮），其具备旋转自如地设于所述传感器外壳内且以包围 所述转向轴的方式形成为环状的主体部、及形成于所述主体部的外周侧的多 个齿，在将相对所述转向轴的旋转轴的放射方向设为径向时，该第一齿轮的 内周面形成为与所述转向轴在所述径向上隔开规定距离；

第二齿轮（小齿轮1），其旋转自如地设于所述传感器外壳，具有沿周向 隔开规定的间隔磁化有N极及S极的磁性部件和以与所述第一齿轮的齿啮合 的方式形成于外周侧的多个齿；

第三齿轮（小齿轮2），其旋转自如地设于所述传感器外壳，具有沿周向 隔开规定的间隔磁化有N极及S极的磁性部件和以与所述第一齿轮的齿或所 述第二齿轮的齿啮合且具有与所述第二齿轮不能互相除尽的规定的减速比的 方式形成于外周侧的多个齿；

第一MR元件，其将所述第二齿轮的磁性部件所产生的磁场变化作为电 阻元件的电阻值的变化来检测，由此对所述第二齿轮的旋转角即第一旋转角 进行检测；

第二MR元件，其将所述第三齿轮的磁性部件所产生的磁场变化作为电 阻元件的电阻值的变化来检测，由此对所述第三齿轮的旋转角即第二旋转角 进行检测；

弹性部件，其设于所述转向轴的外周面和所述第一齿轮的主体部的内周 面之间，

所述弹性部件形成为，在将用与所述转向轴的外周面的切线成直角的面 切下时的截面作为所述弹性部件的截面时，所述截面中所述径向上的尺寸在 自然长的状态下比所述转向轴和所述第一齿轮的内周面之间的间隙的所述径 向上的尺寸大，在装配于所述转向轴和所述第一齿轮之间的状态下发生压缩 变形；

通过所述第一旋转角和所述第二旋转角的组合，对所述转向绝对角进行 检测。

根据第十一方面的发明，通过在转向轴和第一齿轮之间的间隙设置弹性 部件，在转向轴倾斜时弹性部件变形，由此，转向轴的倾斜不会直接传到第 一齿轮，能够抑制对转向绝对角的检测精度产生的影响。另外，利用弹性部 件抑制相对转向轴轴心的第一齿轮轴心的偏移，由此，抑制相对转向轴的旋 转相位的第一齿轮的旋转相位偏差，从而能够提高转向绝对角的检测精度。

在第十一方面的基础上，第十二方面的特征在于，

所述弹性部件由橡胶材料或树脂材料形成。

根据第十二方面的发明，通过用橡胶材料或树脂材料形成弹性部件，能 够容易得到弹性特性。例如，采用金属材料时，需要在加工成弹簧形状方面 下工夫。

在第十二方面的基础上，第十三方面的特征在于，

所述弹性部件形成为在所述转向轴和所述第一齿轮之间产生摩擦力，将 所述转向轴的旋转传递给所述第一齿轮。

根据第十三方面的发明，能够抑制在转向轴的旋转方向发生变化时的相 对转向轴的第一齿轮的旋转相位偏差。在键连接的情况下，由于键和键槽之 间的间隙而可能产生相位偏移。

在第十三方面的基础上，第十四方面的特征在于，具有：

凸状的卡合部，其以与所述转向轴一体旋转的方式设于所述转向轴；

凹状的被卡合部，其设于所述第一齿轮，通过与所述凸状的卡合部卡合 而将所述转向轴的旋转传递给所述第一齿轮。

根据第十四方面的发明，通过进一步具备凸状和凹状的各卡合部彼此卡 合的构造，在弹性部件滑动时也能够从转向轴向第一齿轮传递旋转。

在第十三方面的基础上，第十五方面的特征在于，

所述弹性部件形成为该弹性部件的摩擦力超过所述第一齿轮旋转驱动所 述第二齿轮时的摩擦阻力而能够将所述转向轴的旋转传递给所述第一齿轮。

根据第十五方面的发明，能够可靠地将转向轴的旋转传递给第一齿轮。

在第十二方面的基础上，第十六方面的特征在于，

所述传感器外壳具备旋转自如地支承所述第一齿轮的支承部，

所述支承部形成为所述第一齿轮和所述支承部之间的间隙尺寸比所述第 一齿轮和所述第二齿轮之间的齿隙大小小。

根据第十六方面的发明，即使在第一齿轮产生径向的错位偏移的情况下， 在第一齿轮和第二齿轮之间的齿隙缩小前，第一齿轮与支承部接触，因此， 能够抑制第一齿轮强烈按压第二齿轮的情况，从而能够抑制齿轮的损伤。

在第十二方面的基础上，第十七方面的特征在于，

所述弹性部件为O型环。

根据第十七方面的发明，通过O型环自身的束缚力，O型环可靠地固定 于转向轴。

在第十七方面的基础上，第十八方面的特征在于，

作为所述弹性部件的O型环的截面形状为大致圆形。

根据第十八方面的发明，转向轴或第一齿轮和弹性部件的接触面为大致 圆弧状，因此，能够使转向轴倾斜时的转向轴和第一齿轮的相对倾斜平滑。

在第十二方面的基础上，第十九方面的特征在于，

所述转向轴具有设于所述转向轴的外周用于保持所述弹性部件的圆环状 的槽。

根据第十九方面的发明，弹性部件的定位变得容易，还能够抑制位置偏 离。另外，与在第一齿轮的内周面上设置槽的情况相比，槽的形成变得容易。

在第十二方面的基础上，第二十方面的特征在于，

在将所述转向轴的旋转轴设为轴向时，对所述弹性部件而言，所述第一 齿轮的所述轴向长度范围内的所述弹性部件的设置位置设于伴随所述转向轴 的倾斜的所述转向轴和所述第一齿轮的所述径向上的相对位置变化量小的一 侧。

根据第二十方面的发明，能够抑制转向轴的倾斜引起的对第一齿轮产生 的影响。

根据本发明，在转向轴的外周面和第一齿轮的主体部的内周面之间安装 有由可压缩变形的弹性部件，从而即使在上述转向轴上发生倾斜的情况下， 上述弹性部件用自身的压缩变形吸收该转向轴的倾倒引起的位移，由此能够 抑制随着上述转向轴的旋转而产生的第一齿轮的倾斜。结果，第一齿轮的旋 转相位更加准确地传递到第二、第三齿轮侧，能够实现转向角的检测精度的 提高。

附图说明

图1是表示应用本发明的转向角传感器的车辆电动动力转向装置的结构 的示意图；

图2是容纳于图1的外壳的转向角传感器的纵剖面图；

图3是表示在图2的转向角传感器中卸下电路基板的状态的立体图；

图4是表示在图3的转向角传感器中卸下第一齿轮的状态的立体图；

图5是表示在图2中在转向轴上安装第一齿轮前的状态的纵剖面图；

图6是表示将第一齿轮向第二齿轮侧施力而引起的转向角传感器的检测 误差的曲线图；

图7是表示本发明的转向角传感器的检测误差的曲线图。

符号说明

1…方向盘

2…转向轮

3…转向轮

6…转向轴

8…齿条

16…外壳

17…转向角传感器

18…控制单元（控制部）

19…电动机

23…O型环（弹性部件）

24…第一齿轮

24A…主体部

25…第二齿轮

26…第三齿轮

29…磁性部件

30…磁性部件

31…第一MR元件

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的转向角传感器及使用该转向角传感器的电 动动力转向装置的实施方式。

即，在本实施方式的电动动力转向装置中，通过转向机构机械地连结配 置于车辆驾驶室内的方向盘和车辆前轮即转向轮2,3。该转向机构具备：经由 中间轴4及万向接头5可一体旋转地连结的转向轴6、经由未图示的扭杆可传 递转矩地连结于该转向轴6的小齿轮轴7、在外周设有与设于小齿轮轴7外周 的小齿轮7A啮合的齿8A的齿条8，这些小齿轮轴7和齿条8构成包括齿轮 齿条副的转向机构。而且，齿条8的两端部分别经由球接头9,10、转向横拉 杆11,12及转向节臂13,14等与对应的转向轮2,3连结。

通过这种结构，如果驾驶员转动操作方向盘1，则随之中间轴4及转向轴 6绕轴旋转而扭转上述扭杆，通过由此产生的扭杆的弹性力，小齿轮轴7随着 转向轴6而旋转。于是，该小齿轮轴7的旋转运动通过上述齿轮齿条副转换 成沿齿条8的轴向的直线运动，转向节臂13,14经由球接头9,10及转向横拉 杆11,12向车宽方向拉拽，由此进行转向轮2,3的转向。

另外，在包围上述转向轴6及小齿轮轴7的周围的外壳16中，作为检测 各种转向信息的传感器部件，容纳有检测转向轴6的转向角度的后述的转向 角传感器17、利用由上述扭杆的扭转产生的转向轴6和小齿轮轴7的相对旋 转角度差检测输入转向轴6的转向转矩的未图示的转矩传感器。

作为控制部的控制单元（ECU）18与电动机19一体构成，具有存储及执 行各种控制处理的功能，根据上述转向角、转向转矩及车速等转向信息，驱 动控制向上述转向机构赋予转向辅助力的电动机19。

电动机19在其输出轴20的先端部外周固定设有带轮21，该带轮21经由 固定设于齿条8的外周的带轮22和皮带15与齿条8连接。而且，通过在上 述带轮22和齿条8之间安装减速机构即未图示的滚珠丝杆机构，经由皮带15 被传递的电动机19的旋转减速，并且转换为齿条8的直线运动。

如图2～图4所示，转向角传感器17具有与转向轴6可一体旋转地连结 的第一齿轮24、与该第一齿轮24啮合的第二齿轮25、与该第二齿轮25啮合 的第三齿轮26，以覆盖这些第一～第三齿轮24～26的上方的方式，配置有与 上述控制单元18电连接的电路基板27。

另外，作为容纳第一～第三齿轮24～26和电路基板27的齿轮箱，设有 下侧的下箱28和上侧的上箱（未图示），这些上箱和下箱通过未图示的多个 螺栓固定于外壳16，作为传感器外壳16的一部分起作用。

在上述下箱28上沿着轴向突出形成具有高度相同的第一齿轮支承部 28A、第二齿轮支承部28B和第三齿轮支承部28C，其中第一齿轮支承部28A 定位并可旋转地支承第一齿轮24，第二齿轮支承部28B定位并可旋转地支承 第二齿轮25，第三齿轮支承部28C定位并可旋转地支承第三齿轮26。这些第 一～第三齿轮支承部28A～28C的前端面在分别与转向轴6的旋转轴正交的 方向上形成为平面状，在该平面状的第一～第三齿轮支承部28A～28C的前 端面上，以与转向轴平行的姿势可旋转地支承有作为正齿轮的上述第一～第 三齿轮24～26。

需要说明的是，为了防止下箱28对第一齿轮24的旋转的干涉，在第一 齿轮24（详细而言，为后述的主体部24A）和第一齿轮支承部28A之间设有 规定的径向间隙C1（参照图2）。该径向间隙C1的尺寸设定为比第一齿轮24 和第二齿轮的齿隙小。

从轻量化及啮合音的降低等目的出发，第一～第三齿轮24～26由合成树 脂材料一体成型，在各齿轮24～26的外周侧分别形成多个齿。对作为检测用 齿轮的第二、第三齿轮25,26，具有齿数被设定为互相不能除尽的规定的减速 比。

另外，在该第二、第三齿轮25,26上安装有分别沿径向磁化有N极及S 极的磁性部件29,30，在与各磁性部件29,30相对的状态下，作为磁阻元件的 第一MR元件31和未图示的第二MR元件分别安装于电路基板27的背面侧。 该两个MR元件分别将相对的磁性部件29,30所产生的磁场的变化作为电阻元 件的电阻值的变化进行检测，从而检测对应的第二、第三齿轮25,26的旋转角 即第一旋转角及第二旋转角。

根据这样检测到的第一、第二旋转角，检测出方向盘1的转向角（转向 绝对角）。详细而言，检测出根据第一旋转角和第二旋转角的组合求出的方向 盘1从转向轮2,3朝向直线前进方向时的方向盘1的旋转位置即中立位置开始 旋转的旋转量即转向绝对角。

即，第二、第三齿轮25,26的第一旋转角和第二旋转角在齿轮每旋转一圈 都归零，但由于第一旋转角和第二旋转角的组合相对与转向角对应的转向轴 的旋转角仅存在一组，因此，从第一旋转角和第二旋转角的组合能够求出转 向角。这样检测到的转向角（转向绝对角）被传送至控制单元18，用于由上 述的电动机19进行的转向辅助控制等。

下面，说明构成本发明的主要部分的转向轴6和第一齿轮24的连结构造。

即，如图2所示，第一齿轮24具有以包围转向轴6的方式形成为环状的 主体部24A、从该主体部24A的轴向大致中央部向径向外侧突出且在其外周 侧形成有多个齿的齿部24B。

而且，主体部24A的内周面和转向轴6的外周面以互相在径向上隔开t1 （规定距离）的方式构成，并且，该两面之间可压缩变形地安装换言之弹性安 装有作为弹性部件的O型环23，第一齿轮24经由该O型环23与转向轴6 连结。

更详细而言，如图2和图5所示，纵剖面大致为矩形的槽部6A沿转向轴 6的外周面形成为圆环状，并且，在该槽部6A嵌合保持有纵剖面圆形的O型 环23。该O型环23例如由合成橡胶材料或合成树脂材料形成，为了使安装 状态稳定而靠自己的束缚力容纳保持于槽部6A内。

另外，如图5所示，安装第一齿轮24前的O型环23的直径t2设定为大 于上述主体部24A的内周面和转向轴6外周面的径向间隔距离t1和槽部6A 的深度t3之和，即t2＞t1＋t3。由此，O型环23构成为以与转向轴6和主体 部24A的两者均弹性接触的方式容纳保持于槽部6A内，并且其外周面为纵 剖面呈圆弧状的面且与主体部24A的内周面接触。

这样，上述O型环23通过以与转向轴6和主体部24A的两者均弹性接 触的方式容纳保持于槽部6A内，在转向轴6旋转时在主体部24A和转向轴6 之间产生摩擦阻力，由此，转向轴6的旋转向主体部24A传递。换言之，依 靠与以产生比转向轴6旋转时第一齿轮24和第二齿轮25的啮合所产生的摩 擦阻力大的摩擦阻力的方式弹性安装的O型环之间的摩擦力，转向轴6和第 一齿轮24连接（以下，简称“摩擦连接”）。

另外，上述O型环23在主体部24A的内周面的轴向范围内，在图1的 外壳16中与转向轴6的轴承等轴支承部件（未图示）靠近的轴向位置被配置。

另外，在主体部24A的下端部内周形成有朝向开口侧逐渐扩径的圆锥形 的锥部24C。根据上述结构，如图5的箭头所示，对第一齿轮24装配时的O 型环23而言，从上方安装的该第一齿轮24的上述锥部24C能够逐渐地压缩 O型环23，由此，能够抑制O型环23从槽部6A脱落并且抑制在槽部6A内 被扭转等。

另外，作为转向轴6和第一齿轮24的物理连结构造，除上述O型环23 之外，如图3所示，设有由设于转向轴6的作为第一卡合部的卡合销32和设 于第一齿轮24的作为第二卡合部的卡合槽部24D构成的卡合构造。

即，如图3和图4所示，卡合销32呈圆柱状，其一端侧压入固定于穿设 于转向轴6的外周面的销孔（未图示），并且其另一端侧以比转向轴6的外周 面更向径向外侧突出的方式设置，以与转向轴6一体旋转的方式与该转向轴6 一体构成。

另一方面，卡合槽部24D构成为从主体部24A的轴向下端到轴向的大致 中央位置切口形成的狭缝状，其宽度尺寸（周向尺寸）设定为比卡合销32的 直径稍大一些。

这样，卡合销32和卡合槽部24D以经过上述的若干周向间隙而卡合的方 式构成，即使在转向轴6和O型环23之间产生滑动而转向轴6和第一齿轮 24相对旋转的情况下，由于卡合销32的外周面和槽部6A的周壁迅速抵接， 因此将转向轴6的旋转通过物理的卡合构造传递给第一齿轮24，能够确保转 向轴6和第一齿轮24的一体旋转。这样，构成利用O型环23的上述摩擦连 接，并且能够确保转向轴6和第一齿轮24的旋转相位偏差的抑制。

如上所述，在本实施方式的转向角传感器17中，由于在第一齿轮24的 内周面和转向轴6的外周面之间弹性安装有作为弹性部件的O型环23，因此， 即使在例如由于方向盘1的转向操作，转向轴6产生向图2中的箭头r1或r2 侧倾斜的情况下，也能构通过O型环23的压缩变形吸收由该倾倒引起的位移。 由此，能够抑制该转向轴6的倾倒向第一齿轮24的传递，与将第一齿轮24 直接固定在转向轴6上的现有技术相比，能够抑制第一齿轮24随着转向轴6 倾倒而的倾斜。

这样，即使在转向轴6产生了倾斜的情况下，第一齿轮24的姿势维持在 稳定的状态，转向轴6的旋转相位更加准确地向第二、第三齿轮25,26侧传递。 结果，抑制上述转向绝对角和实际的转向实际转向角之间的误差的产生，能 够实现转向角传感器17的检测精度的提高。

而且，O型环23形成为纵剖面圆形，其外周面通过圆弧状的曲面与主体 部24A的内周面接触，因此，在上述转向轴6产生倾斜时，通过从上述圆弧 面向O型环23输入力而促使该O型环23发生压缩变形，能够提高该O型环 23吸收上述转向轴6的位移的效果。结果，能够使上述第一齿轮24的姿势更 加稳定。

另外，通过在主体部24A内周面的轴向范围内在上述轴支承部件侧配置 O型环23，从而在上述内周面的轴向范围中，成为O型环23位于在转向轴6 产生倾斜的情况下产生的转向轴6和主体部24A之间的径向相对位移量小的 一侧的结构，因此，实现在该O型环23的压缩变形容许量内的述转向轴6 的位移吸收效果的进一步提高。

另外，O型环23通过在主体部24A的内周面和转向轴6的外周面之间发 生压缩变形，与主体部24A和转向轴6的两者均弹性接触，通过因该弹性接 触而产生的摩擦阻力，能够将转向轴6的旋转传递至主体部24A，因此，即 使在转向轴6的旋转方向中途发生了变化的情况下，例如在进一步转动方向 盘1的中途向反方向转动的情况下，也能抑制相对转向轴6的第一齿轮24的 旋转相位偏差。换言之，在不使用该O型环23而将转向轴6和第一齿轮24 通过例如键连接结合的情况下，若在转向轴6的旋转中该旋转方向发生变化， 则由于键和键槽之间的间隙而产生相对转向轴6的第一齿轮24的旋转相位偏 差，该旋转相位偏差也导致产生上述检测误差，不过通过本实施方式的结构， 不会产生因采用上述键连接而由间隙引起的旋转相位偏差，从而能够抑制由 该间隙引起的检测误差的产生。

另外，由于将弹性部件采用合成橡胶材料或合成树脂材料的O型环23 构成，因此，能够容易得到材料自身的弹性特性。即，在将O型环23那样的 弹性部件使用例如金属材料形成的情况下，需要额外加工成弹簧等可发挥弹 性的形状，不过，在本实施方式中不用实施这种额外加工就能得到弹性作用， 因此，还具有有助于生产效率的提高及成本的削减的优点。

此外，上述O型环23由于嵌合保持于形成在转向轴6的外周面上的槽部 6A，所以该O型环23在转向轴上的定位变得容易，另外，也能够抑制其位 置偏离，因此，O型环23自身的装配作业也变得良好。

而且，上述槽部6A构成为形成在转向轴6的外周面上的结构，因此，与 例如将该槽部6A形成在主体部24A的内周面的情况相比，其形成作业也变 得容易。

另外，在本实施方式中，通过将主体部24A和第一齿轮支承部28A之间 的间隙C1的尺寸设定为小于第一齿轮24和第二齿轮的齿隙的大小，即使在 例如由转向轴6的倾斜引起使第一齿轮24向第二齿轮25侧沿径向移动的情 况下，在第一齿轮24和第二齿轮25的齿隙缩小前，主体部24A和第一齿轮 支承部28A抵接，从而能够限制该第一齿轮24向第二齿轮25侧的径向移动。 由此，第一齿轮24强烈按压第二齿轮25的情况得到缓解，还能够抑制两齿 轮24、25的齿的损伤。

以上，对本实施方式的转向角传感器17的检测误差的抑制效果进行了说 明，但作为抑制该转向角传感器的检测误差的机构，除本实施方式以外，还 可以考虑通过将上述第一齿轮24和第二齿轮25的齿隙变小来减少第一齿轮 和第二齿轮的旋转相位差的机构。作为具体的方法，可以考虑例如使用螺旋 弹簧等施力部件将第一齿轮24从外周侧向第二齿轮25侧按压。于是，参照 图6和图7，如下比较说明上述机构和本实施方式的检测误差。需要说明的是， 图6表示通过上述的齿隙减小的检测误差，图7表示本实施方式的检测误差， 两幅图均表示从方向盘的中立位置开始向一方向旋转两圈后再向另一方向旋 转两圈而返回上述中立位置时的实际转向角和检测转向角（转向绝对角）的 误差。

首先，对采用使上述第一齿轮24向第二齿轮25侧施力的结构而言，即 使减小了这两个齿轮24、25的齿隙，结果，由于转向轴6的倾斜自身直接传 递至第一齿轮24，因此，如图6的曲线所示，导致产生比较大的检测误差。

与之相对，如本实施方式所述，在将O型环23安装于转向轴6和第一齿 轮24之间的情况下，由于如上所述能够吸收转向轴6的倾斜（位移）自身， 因此，如图7的曲线所示，与利用上述齿隙减小的情况相比，能够将该检测 误差抑制在较小程度。

下面，记载从上述实施方式掌握的未在权利要求书中记载的发明。

〔发明a〕如第三发明所述的转向角传感器，其特征在于，

在上述转向轴和上述第一齿轮之间设置卡合构造，该卡合构造包括：

第一卡合部，其以与上述转向轴一体旋转的方式设于该转向轴；

第二卡合部，其设于上述第一齿轮，通过与上述第一卡合部卡合，可将 上述转向轴的旋转传递至上述第一齿轮。

根据该发明，即使在弹性部件在转向轴和第一齿轮之间产生滑动的情况 下，通过转向轴侧的第一卡合部和第一齿轮侧的第二卡合部卡合，也能够将 转向轴的旋转传递至第一齿轮，不仅构成基于弹性部件的上述摩擦连接，而 且还能够抑制转向轴和第一齿轮之间的旋转相位差的产生。

〔发明b〕如第二发明所述的转向角传感器，其特征在于，

上述外壳具有与上述第一齿轮的主体部之间隔开规定的径向间隙而设 置，并且旋转自由地支承上述第一齿轮的支承部，

上述主体部和上述支承部之间的间隙尺寸设定为小于形成在上述第一齿 轮和上述第二齿轮之间的齿隙。

根据该发明，即使在第一齿轮向径向产生位置偏离的情况下，在第一齿 轮和第二齿轮之间的齿隙缩小前，第一齿轮的主体部和支承部抵接，因此， 第一齿轮强烈按压第二齿轮的情况得到缓和，能够抑制这两个齿轮的齿的损 伤。

〔发明c〕如第二发明所述的转向角传感器，其特征在于，

上述弹性部件为O型环。

根据该发明，能够使弹性部件依靠自己的束缚力保持在转向轴上，从而 能够实现安装作业的容易化及安装状态的稳定化。

〔发明d〕如发明c所述的转向角传感器，其特征在于，

上述弹性部件的外周面通过大致圆弧状的曲面与上述第一齿轮的主体部 的内周面接触。

根据该发明，由于弹性部件通过大致圆弧状的曲面与上述第一齿轮的主 体部接触，因此，在上述转向轴产生倾斜时作用的力容易波及该弹性部件的 整体，从而能够更加有效地吸收由该倾斜引起的位移。

〔发明e〕如第二发明所述的转向角传感器，其特征在于，

在上述转向轴的外周设置有保持上述弹性部件的圆环状的保持槽。

根据该发明，相对转向轴的弹性部件的定位变得容易，实现该弹性部件 的装配作业的容易化，并且抑制了第一齿轮装配时的弹性部件的位置偏离， 能够实现第一齿轮的装配姿势的稳定化。换言之，与在第一齿轮的主体部内 周面上设置保持槽且在该保持槽装配弹性部件的情况相比，能够使保持槽的 形成作业变得容易。

〔发明f〕如第二发明所述的转向角传感器，其特征在于，

上述弹性部件在上述第一齿轮的主体部内周面的轴向范围中，在上述转 向轴倾斜时所产生的上述转向轴和上述主体部之间的径向的相对位移量小的 一侧被配置。

根据该发明，弹性部件在自己的压缩变形的范围内能够更加可靠地吸收 转向轴的倾斜，从而能够提高第一齿轮的倾斜抑制效果。

〔发明g〕如第十一发明所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述弹性部件由合成橡胶材料或合成树脂材料形成。

根据该发明，将弹性部件用橡胶系材料或树脂系材料形成，由此能够容 易得到弹性特性。需要说明的是，在将弹性部件用例如金属材料形成的情况 下需要额外加工成弹簧状等，但通过用橡胶系材料或树脂系材料形成，不用 实施上述的特别的加工就能发挥材料本来的弹性特性。

〔发明h〕如发明g所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述弹性部件构成为，与上述转向轴和上述第一齿轮的两者均弹性接触， 通过由该弹性接触产生的摩擦阻力，将上述转向轴的旋转传递至上述第一齿 轮。

根据该发明，即使在转向轴的旋转方向在中途发生变化的情况下，也能 抑制相对转向轴的第一齿轮的旋转相位偏差。

〔发明i〕如发明h所述的电动动力转向装置，其特征在于，

在上述转向轴和上述第一齿轮之间设置卡合构造，该卡合构造包括：

第一卡合部，其以与上述转向轴一体旋转的方式设于该转向轴，

第二卡合部，其设于上述第一齿轮，通过与上述第一卡合部卡合，可将 上述转向轴的旋转传递至上述第一齿轮。

根据该发明，即使在弹性部件在转向轴和第一齿轮之间产生滑动的情况 下，通过转向轴侧的第一卡合部和第一齿轮侧的第二卡合部卡合，也能将转 向轴的旋转传递至第一齿轮，不仅构成基于弹性部件的上述摩擦连接，而且 还能够抑制转向轴和第一齿轮之间的旋转相位差的产生。

〔发明j〕如发明h所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述弹性部件构成为通过比上述第一齿轮和上述第二齿轮啮合所产生的 摩擦阻力大的摩擦阻力，将上述转向轴的旋转传递至上述第一齿轮。

根据该发明，通过与上述弹性部件的摩擦阻力，能够抑制转向轴和第一 齿轮之间的滑动，由此，能够抑制转向轴和第一齿轮的旋转相位差的产生。

〔发明k〕如发明g所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述外壳具有被设置为与上述第一齿轮的主体部之间隔开规定的径向间 隙，并且旋转自如地支承上述第一齿轮的支承部，

上述主体部和上述支承部之间的间隙尺寸设定为小于形成在上述第一齿 轮和上述第二齿轮之间的齿隙小。

根据该发明，即使在第一齿轮在径向上产生位置偏离的情况下，在第一 齿轮和第二齿轮之间的齿隙缩小前，第一齿轮的主体部和支承部抵接，因此， 第一齿轮强烈按压第二齿轮的情况得到缓和，从而能够抑制这两个齿轮的齿 的损伤。

〔发明l〕如发明g所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述弹性部件为O型环。

根据该发明，弹性部件能够依靠自身的束缚力保持在转向轴上，从而能 够实现安装作业的容易化及安装状态的稳定化。

〔发明m〕如发明1所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述弹性部件的外周面通过大致圆弧状的曲面与上述第一齿轮的主体部 的内周面接触。

根据该发明，弹性部件通过大致圆弧状的曲面与上述第一齿轮的主体部 接触，因此，在上述转向轴产生的倾斜时作用的力容易波及该弹性部件的整 体，从而能够更加有效地吸收由该倾斜引起的位移。

〔发明n〕如发明g所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述转向轴的外周设有保持上述弹性部件的圆环状的保持槽。

根据该发明，弹性部件相对转向轴的定位变得容易，实现该弹性部件的 装配作业的容易化，并且抑制第一齿轮装配时的弹性部件的位置偏离，能够 实现第一齿轮的装配姿势的稳定化。换言之，与在第一齿轮的主体部内周面 设置保持槽且在该保持槽组装弹性部件的情况相比，能够使保持槽的形成作 业变得容易。

〔发明o〕如发明g所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述弹性部件在上述第一齿轮的主体部内周面的轴向范围中，在上述转 向轴倾斜时所产生的上述转向轴和上述主体部之间的径向的相对位移量小的 一侧被配置。

根据该发明，弹性部件在自己的压缩变形的范围内能够更加可靠地吸收 转向轴的倾斜，从而能够提高第一齿轮的倾斜抑制效果。