特開 2022-74371 センサ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022074371

(43)【公開日】2022-05-18

(54)【発明の名称】センサ装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20220511BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020184343

(22)【出願日】2020-11-04

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】柳原 俊太郎

【テーマコード（参考）】

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D333CB02

3D333CB19

3D333CC13

3D333CC30

3D333CC33

3D333CD06

3D333CD07

3D333CD09

3D333CD37

3D333CE17

(57)【要約】      （修正有）

【課題】基板の水濡れ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】センサ装置２４は、ピニオンシャフト１３と一体的に回転する主動歯車４６と、主動歯車４６に噛み合う従動歯車５２，５３と、従動歯車５２，５３の回転角を検出する磁気センサ５６，５７が設けられた基板６１とを有している。センサハウジング３１は、ピニオンシャフト１３が貫通する第１のハウジング部材３１Ａと、従動歯車５２，５３および基板６１が収容される第２のハウジング部材３１Ｂとを有している。第２のハウジング部材３１Ｂの内部は隔壁３５によって第１の収容室３３Ａと第２の収容室３３Ｂとに区画されている。鉛直上側に位置する第１の収容室３３Ａには、従動歯車５２，５３が第１のハウジング部材３１Ａに設けられた連通口３６を介して主動歯車４６に噛み合った状態で収容される。鉛直下側に位置する第２の収容室３３Ｂには基板６１が収容される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出対象であるシャフトと一体的に回転する主動歯車と、
前記主動歯車の回転に連動して回転する従動歯車と、
前記従動歯車の回転角度を検出する検出器が設けられた基板と、
前記シャフトが貫通する第１のハウジング部材と、
前記第１のハウジング部材に連結された状態で前記従動歯車および前記基板が収容される第２のハウジング部材と、
前記第２のハウジング部材の内部を鉛直方向における上下２つの収容室に区画する隔壁と、を有し、
鉛直方向における上側に位置する第１の収容室には前記従動歯車が前記第１のハウジング部材に設けられた連通口を介して前記主動歯車に噛み合った状態で収容される一方、
鉛直方向における下側に位置する第２の収容室には前記基板が収容されているセンサ装置。

【請求項2】

隔壁は、前記従動歯車を回転可能に支持する孔を有し、
前記従動歯車には前記孔を塞ぐかたちで覆う閉塞部が設けられている請求項１に記載のセンサ装置。

【請求項3】

前記隔壁は、鉛直方向における上側へ開口する凹部が設けられることにより前記第２の収容室側へ向けて突出する部分を有し、前記孔は前記隔壁における前記凹部が設けられた部分に設けられていることを前提として、
前記閉塞部は、鉛直方向における上側へ開口する有底円筒状をなしていて、前記凹部に遊びを持って嵌められている請求項２に記載のセンサ装置。

【請求項4】

前記凹部の少なくとも内底面には前記孔を中心とする同心円状に設けられた環状の段差凹部が設けられている一方、
前記閉塞部の少なくとも外底面には前記従動歯車の回転中心軸を中心とする環状の突部が設けられていて、
前記突部は前記段差凹部に挿入されている請求項３に記載のセンサ装置。

【請求項5】

前記第２の収容室は、その内外を連通する部分を持たない水密区画として設けられている請求項１に記載のセンサ装置。

【請求項6】

前記シャフトは、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトに噛合するピニオンシャフトである請求項１～請求項５のうちいずれか一項に記載のセンサ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、たとえば特許文献１に記載されるセンサ装置が知られている。このセンサ装置は、ステアリングホイールに付与される操舵トルク、およびステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトの回転角である操舵角の双方を検出する。センサ装置は、ステアリングシャフトを構成するピニオンシャフトに設けられている。ピニオンシャフトは、入力軸と出力軸とがトーションバーを介して連結されてなる。

【0003】

センサ装置は、入力軸に固定された永久磁石、および出力軸に固定された磁気ヨークを有している。磁気ヨークは、２つのヨークが樹脂部分を介して一体化されてなる。入力軸にトルクが加えられてトーションバーがねじれ変形すると、永久磁石と磁気ヨークとの回転方向における相対位置が変化する。センサ装置は、永久磁石と磁気ヨークとの相対位置の変化に伴う磁気ヨークの磁束の変化に基づきトーションバーに加わるトルクを検出する。

【0004】

センサ装置は、ピニオンシャフトの出力軸と一体的に回転する主動歯車、および主動歯車に歯合する２つの従動歯車を備えている。主動歯車は磁気ヨークの樹脂部分に設けられている。２つの従動歯車の歯数は異なっているため、主動歯車の回転に伴う２つの従動歯車の回転角度は互いに異なる。センサ装置は、２つの従動歯車の回転角度をそれぞれ検出し、これら検出される回転角度に基づいてピニオンシャフトの出力軸の回転角度を検出する。

【0005】

センサ装置は、センサハウジングを有している。センサハウジングは、転舵シャフトを収容するギヤハウジングに取り付けられる。センサハウジングは、挿通孔および収容室を有している。挿通孔は、ギヤハウジングの内部に連通している。挿通孔には、ピニオンシャフトが挿通されるとともに磁気ヨークが収容される。収容室は、ピニオンシャフトの軸線に対して直交する方向へ向けて突出する箱体状をなしている。収容室の内部は、開口部分を介して挿通孔に連通している。収容室には、２つの従動歯車および基板が収容されている。２つの従動歯車は、収容室と挿入孔との間の開口部分を介して主動歯車に噛合している。基板には、回転角検出用およびトルク検出用の磁気センサなどの電子部品が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－１１２３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１のセンサ装置においては、つぎのようなことが懸念される。すなわち、転舵シャフトの両端には、ラックエンドを介してタイロッドが回動自在に連結されている。また、ギヤハウジングの両端部には、それぞれ蛇腹状に設けられたゴム製のブーツが装着されている。転舵シャフトとタイロッドとの接続部分は、ブーツによって包囲されている。このブーツによってギヤハウジングの内部へ水あるいは粉塵が入り込むことが抑制される。

【0008】

ところが、ブーツの経年劣化などに起因して、ブーツに亀裂あるいは破れが生じることがある。この場合、ブーツの亀裂あるいは破れ目からギヤハウジングの内部へ浸入した水がセンサハウジングの挿通孔を遡上して収容室に浸入するおそれがある。収容室には、磁気センサなどの電子部品が設けられた基板が収容されている。このため、基板に水が付着することが懸念される。

【0009】

本発明の目的は、基板の水濡れを抑制することができるセンサ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成し得るセンサ装置は、検出対象であるシャフトと一体的に回転する主動歯車と、前記主動歯車の回転に連動して回転する従動歯車と、前記従動歯車の回転角度を検出する検出器が設けられた基板と、前記シャフトが貫通する第１のハウジング部材と、前記第１のハウジング部材に連結された状態で前記従動歯車および前記基板が収容される第２のハウジング部材と、前記第２のハウジング部材の内部を鉛直方向における上下２つの収容室に区画する隔壁と、を有している。鉛直方向における上側に位置する第１の収容室には前記従動歯車が前記第１のハウジング部材に設けられた連通口を介して前記主動歯車に噛み合った状態で収容される一方、鉛直方向における下側に位置する第２の収容室には前記基板が収容されている。

【0011】

何らかの原因によって、第１のハウジング部材の内部に水が浸入した場合、この水が連通口を介して第２のハウジング部材の内部に流れ込むことが懸念される。この点、上記のセンサ装置成によれば、第２のハウジング３１の内部は隔壁によって第１の収容室と第２の収容室とに区画されている。このため、第１のハウジング部材の内部に浸入した水は、連通口を介して第１の収容室に流れ込むことはあるものの、この第１の収容室に流れ込んでくる水が第２の収容室へ流れ込むことは隔壁によって邪魔される。したがって、基板の水濡れを抑制することができる。

【0012】

上記のセンサ装置において、前記隔壁は、前記従動歯車を回転可能に支持する孔を有し、前記従動歯車には前記孔を塞ぐかたちで覆う閉塞部が設けられていてもよい。
この構成によれば、隔壁の孔が従動歯車の閉塞部によって閉塞されるかたちで覆われる。このため、第１の収容室から第２の収容室への水の流入を抑制することができる。

【0013】

上記のセンサ装置において、前記隔壁は、鉛直方向における上側へ開口する凹部が設けられることにより前記第２の収容室側へ向けて突出する部分を有し、前記孔は前記隔壁における前記凹部が設けられた部分に設けられていてもよい。このことを前提として、前記閉塞部は、鉛直方向における上側へ開口する有底円筒状をなしていて、前記凹部に遊びを持って嵌められていてもよい。

【0014】

この構成によれば、第１の収容室に流れ込んできた水は、隔壁を伝って従動歯車における閉塞部の内部に流れ込む。閉塞部の内部に溜まった水の重量によって、従動歯車は第２の収容室側（鉛直方向における下側）へ向けて付勢される。これにより、閉塞部は、隔壁における凹部の内底面に押し付けられる。このため、閉塞部と隔壁における凹部の内底面との間の隙間がより狭くなる。第１の収容室に流れ込んできた水が隔壁の孔に到達しにくくなるため、第１の収容室に流れ込んできた水が第２の収容室へ流れ込むことを好適に抑制することができる。

【0015】

上記のセンサ装置において、前記凹部の少なくとも内底面には前記孔を中心とする同心円状に設けられた環状の段差凹部が設けられている一方、前記閉塞部の少なくとも外底面には前記従動歯車の回転中心軸を中心とする環状の突部が設けられていて、前記突部は前記段差凹部に挿入されていてもよい。

【0016】

この構成によれば、従動歯車の閉塞部に突部を設けるとともに、隔壁の凹部の内底面に段差凹部を設けた分だけ、第１の収容室から隔壁の孔への水の流れ込み経路がより長い距離になる。ここで、水の流れ込み経路とは、隔壁の凹部の内周面と閉塞部の外周面との間の隙間、および隔壁の凹部の内底面と閉塞部の外底面との間の隙間からなる経路をいう。このため、第１の収容室に流れ込んできた水が隔壁の孔を介して第２の収容室へ流れ込むことを好適に抑制することができる。

【0017】

上記のセンサ装置において、前記第２の収容室は、その内外を連通する部分を持たない水密区画として設けられていてもよい。
この構成によれば、基板が収容される第２の収容室は、水密性が確保された水密区画として設けられる。このため、第１のハウジング部材の連通口を介して水が第１の収容室３３Ａに流れ込んでくる場合であれ、この水が第２の収容室へ流れ込むことはない。したがって、基板の水濡れをより確実に抑えることができる。

【0018】

上記のセンサ装置において、前記シャフトは、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトに噛合するピニオンシャフトであってもよい。
車両の下部には水がかかりやすい。このため、基板の水濡れが抑制される上記のセンサ装置はピニオンシャフトの回転角度を検出するセンサ装置として好適である。

【発明の効果】

【0019】

本発明のセンサ装置によれば、基板の水濡れを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】センサ装置の第１の実施の形態が搭載される操舵装置の構成図。

【図2】センサ装置の第１の実施の形態をピニオンシャフトの軸線方向に沿って切断した断面図。

【図3】センサ装置の第１の実施の形態の一部分を構成する回転角センサの概略構成を示すブロック図。

【図4】センサ装置の第１の実施の形態をピニオンシャフトの軸線方向に沿って切断した断面図であって、センサハウジングの内部に水が浸入した状態の一例を示す断面図。

【図5】センサ装置の第１の実施の形態をピニオンシャフトの軸線方向に沿って切断した断面図であって、従動歯車の周辺の要部を示す断面図。

【図6】センサ装置の第２の実施の形態をピニオンシャフトの軸線方向に沿って切断した断面図であって、従動歯車の周辺の要部を示す断面図。

【図7】センサ装置の第３の実施の形態をピニオンシャフトの軸線方向に沿って切断した断面図。

【図8】センサ装置の第３の実施の形態をピニオンシャフトの軸線方向に沿って切断した断面図であって、センサハウジングの内部に水が浸入した状態の一例を示す断面図。

【図9】センサ装置の他の実施の形態の従動歯車の周辺の要部を示す断面図。

【図10】センサ装置の他の実施の形態の従動歯車の周辺の要部を示す断面図。

【図11】センサ装置の他の実施の形態の従動歯車の周辺の要部を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜第１の実施の形態＞
以下、センサを車両の操舵装置に適用した第１の実施の形態を説明する。
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シャフト１２を有している。ステアリングシャフト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、ピニオンシャフト１３が設けられている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａは、ピニオンシャフト１３に対して交わる方向へ延びる転舵シャフト１４のラック歯１４ａに噛み合わされている。転舵シャフト１４の両端には、それぞれタイロッド１５，１５を介して左右の転舵輪１６，１６が連結されている。

【0022】

なお、転舵シャフト１４は図示しないギヤハウジングの内部において往復動可能に支持されている。また、ピニオンシャフト１３はギヤハウジングに対して回転可能に支持されている。ギヤハウジングの両端部には、それぞれ蛇腹状に設けられたゴム製のブーツが装着されている。転舵シャフト１４とタイロッド１５，１５との接続部分は、ブーツによって包囲されている。このブーツによってギヤハウジングの内部へ水あるいは粉塵が入り込むことが抑制される。

【0023】

操舵装置１０は、操舵を補助する力であるアシスト力を生成するための構成として、モータ２１、減速機構２２、ピニオンシャフト２３、センサ装置２４、および制御装置２５を有している。

【0024】

モータ２１は、アシスト力の発生源であって、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。モータ２１は、減速機構２２を介してピニオンシャフト２３に連結されている。ピニオンシャフト２３のピニオン歯２３ａは、転舵シャフト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アシスト力としてピニオンシャフト２３から転舵シャフト１４を介してピニオンシャフト１３に伝達される。

【0025】

センサ装置２４は、ピニオンシャフト１３が貫通した状態で図示しないギヤハウジングに取り付けられる。ギヤハウジングには、転舵シャフト１４と共にピニオンシャフト１３が収容される。センサ装置２４は、トルクセンサと回転角センサとが組み合わせられてなる。センサ装置２４は、ステアリングホイール１１の回転操作を通じてピニオンシャフト１３に加わるトルクを操舵トルクＴｈとして検出する。また、センサ装置２４は、ピニオンシャフト１３の３６０°を超える多回転にわたる回転角度θｐａを操舵角θｓとして検出する。

【0026】

制御装置２５は、センサ装置２４により検出される操舵トルクＴｈおよび操舵角θｓを取り込む。また、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モータ２１に操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに応じたアシスト力を発生させるアシスト制御を実行する。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、および車速センサ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。

【0027】

つぎに、センサ装置２４の構成を説明する。
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、転舵シャフト１４を収容するギヤハウジング１７に取り付けられる。センサハウジング３１は、第１のハウジング部材３１Ａおよび第２のハウジング部材３１Ｂを有している。これら第１のハウジング部材３１Ａおよび第２のハウジング部材３１Ｂは、合成樹脂材料により一体成形されている。

【0028】

第１のハウジング部材３１Ａは、中空の円筒状をなしている。第１のハウジング部材３１Ａには、挿通孔３２が設けられている。挿通孔３２には、ピニオンシャフト１３が挿入されている。図示は割愛するが、ピニオンシャフト１３は、ステアリングシャフト１２側の入力軸、転舵シャフト１４側の出力軸、およ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。

【0029】

第２のハウジング部材３１Ｂは、第１のハウジング部材３１Ａの側部に設けられている。第２のハウジング部材３１Ｂは、第１のハウジング部材３１Ａの軸線に対して直交する方向へ向けて突出する箱体状をなしている。第２のハウジング部材３１Ｂの内部には、収容室３３が設けられている。収容室３３は、第１のハウジング部材３１Ａの軸線に対して直交する方向において第１のハウジング部材３１Ａと反対側へ向けて開口している。収容室３３の開口部は、カバー３４によって閉塞されている。

【0030】

収容室３３の内部には、隔壁３５が設けられている。隔壁３５は、第１のハウジング部材３１Ａの軸線に対して直交する方に沿って延びている。収容室３３の内部は、隔壁３５によって第１の収容室３３Ａおよび第２の収容室３３Ｂに区画されている。第１の収容室３３Ａおよび第２の収容室３３Ｂは、第１のハウジング部材３１Ａの軸線に沿って並んでいる。第１の収容室３３Ａは、第２の収容室３３Ｂよりもギヤハウジング１７に対して遠い側に位置している。すなわち、センサ装置２４が操舵装置１０に搭載された状態において、第１の収容室３３Ａは第２の収容室３３Ｂに対して鉛直方向（重力方向）における上側に位置している。また、センサ装置２４が操舵装置１０に搭載された状態において、第２の収容室３３Ｂは第１の収容室３３Ａに対して鉛直方向における下側に位置している。第１の収容室３３Ａは、第１のハウジング部材３１Ａの周壁に設けられた連通口３６を介して挿通孔３２に連通している。図示は割愛するものの、連通口３６は、第１の収容室３３Ａに対応する範囲において第１のハウジング部材３１Ａの周方向に沿って延びている。

【0031】

第２のハウジング部材３１Ｂの底壁（図２中の下壁）には、四角筒状のコネクタ嵌合部３９が設けられている。コネクタ嵌合部３９は、第１のハウジング部材３１Ａの軸線に沿って延びている。コネクタ嵌合部３９の内部には、端子３９ａが設けられている。端子３９ａは第２のハウジング部材３１Ｂの底壁を貫通して第２の収容室３３Ｂの内部に露出している。コネクタ嵌合部３９には、外部機器から導出される配線のコネクタが嵌合される。外部機器は、たとえば制御装置２５である。

【0032】

このように構成したセンサハウジング３１の内部には、トルクセンサ４１および回転角センサ５１が設けられている。
トルクセンサ４１は、円筒状の磁気ヨーク４２を有している。磁気ヨーク４２は、第１のハウジング部材３１Ａの挿通孔３２の内部において、ピニオンシャフト１３の出力軸に固定されている。磁気ヨーク４２の内部には、図示しない円筒状の永久磁石が挿入されている。永久磁石は、その周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互に着磁されている。永久磁石は、ピニオンシャフト１３における入力軸の外周面に固定されている。

【0033】

磁気ヨーク４２は、磁性体からなる環状の２つのヨーク４３，４４が合成樹脂材料によりモールドされてなる。２つのヨーク４３，４４は、ピニオンシャフト１３の軸線に沿った方向に沿って並んでいる。磁気ヨーク４２の合成樹脂材料により形成された部分は、２つのヨーク４３，４４の位置関係を保持するホルダ４５として機能する。このホルダ４５の外周面には、主動歯車４６が一体成形されている。

【0034】

２つのヨーク４３，４４の内周縁には、それぞれ図示しない複数の歯部が周方向に沿って等間隔で設けられている。これら歯部は、ピニオンシャフト１３の軸線に沿った方向において互いに反対側へ向けて延びている。２つのヨーク４３，４４は、それらの歯部が周方向において交互に位置するように保持されている。２つのヨーク４３，４４は、ピニオンシャフト１３を構成するトーションバーに捩れ変形が生じていない状態において、歯部の周方向における中心が永久磁石のＮ極とＳ極との境界に一致するように設けられている。

【0035】

ちなみに、図示は割愛するものの、第１のハウジング部材３１Ａの内周面には、たとえばＣ字状の２つの集磁リングが設けられている。これら集磁リングは、第１のハウジング部材３１Ａの軸線に沿って並んでいる。第１の集磁リングはヨーク４３の周囲を取り囲んでいる。第２の集磁リングはヨーク４４の周囲を取り囲んでいる。第１の集磁リングはヨーク４３からの磁束を誘導する。第２の集磁リングはヨーク４４からの磁束を誘導する。

【0036】

また、図示は割愛するものの、トルクセンサ４１は、トルク検出用の第１の磁気センサおよび第２の磁気センサを有している。第１の磁気センサは、第１の集磁リングに設けられる集磁突部と第２の集磁リングに設けられる集磁突部との間に介在される。第２の磁気センサは、第１の集磁リングに設けられる他の集磁突部と第２の集磁リングに設けられる他の集磁突部との間に介在される。トルク検出用の第１の磁気センサおよび第２の磁気センサは、第１の集磁リングおよびは第２の集磁リングに誘導される磁束を検出する。

【0037】

ステアリングホイール１１の操作を通じてピニオンシャフト１３のトーションバーがねじれ変形すると、ピニオンシャフト１３の入力軸に固定された永久磁石とヨーク４３との回転方向における相対位置、ならびに永久磁石とヨーク４４との回転方向における相対位置が変化する。これに伴い、永久磁石から一つのヨーク４３を通じて第１の集磁リングに導かれる磁束密度が変化する。また、永久磁石からもう一つのヨーク４４を通じて第２の集磁リングに導かれる磁束密度も変化する。

【0038】

トルク検出用の第１の磁気センサは、第１の集磁リングの集磁突部と第２の集磁リングの集磁突部との間に漏出する磁束に応じた電気信号を生成する。トルク検出用の第２の磁気センサは、第１の集磁リングの他の集磁突部と第２の集磁リングの他の集磁突部との間に漏出する磁束に応じた電気信号を生成する。制御装置２５は、トルク検出用の第１の磁気センサおよび第２の磁気センサ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として検出する。

【0039】

図３に併せ示すように、回転角センサ５１は、主動歯車４６および２つの従動歯車５２，５３を含んでなる。２つの従動歯車５２，５３は、第１の収容室３３Ａの内部において回転可能に支持される。２つの従動歯車５２，５３は、連通口３６を介して主動歯車４６に噛合している。このため、ピニオンシャフト１３の回転に連動して主動歯車４６が回転すると、この主動歯車４６の回転に伴い２つの従動歯車５２，５３がそれぞれ回転する。また、２つの従動歯車５２，５３の歯数は異なっている。このため、主動歯車４６の回転角度に対する２つの従動歯車５２，５３の回転角度α，βは、それぞれ異なった値となる。従動歯車５２，５３には、それぞれ永久磁石５４，５５が一体回転可能に設けられている。

【0040】

また、回転角センサ５１は、角度検出用の２つの磁気センサ５６，５７を有している。一つの磁気センサ５６は永久磁石５４の近傍に、もう一つの磁気センサ５７は永久磁石５５の近傍に設けられている。磁気センサ５６，５７は、従動歯車５２，５３の回転に伴う磁界の変化に応じた電気信号を生成する。制御装置２５は、磁気センサ５６，５７により生成される電気信号に基づき、ピニオンシャフト１３の回転角度θｐａを検出する。主動歯車４６に対する従動歯車５２の回転角度αと主動歯車４６に対する従動歯車５３の回転角度βとは互いに異なるため、磁気センサ５６，５７により生成される電気信号の位相は互いに異なる。制御装置２５は、磁気センサ５６，５７により生成される電気信号に基づきピニオンシャフト１３の３６０°を超える多回転の回転角度をステアリングシャフト１２の操舵角θｓとして演算する。

【0041】

図２に示すように、第２の収容室３３Ｂには、基板６１が設けられている。基板６１の第１の収容室３３Ａ側の面（図２中の上面）には、角度検出用の２つの磁気センサ５６，５７が設けられている。磁気センサ５６，５７は、第１のハウジング部材３１Ａの軸線に沿う方向において、永久磁石５４，５５と対向している。また、図示は割愛するものの、基板６１には、トルク検出用の磁気センサも設けられている。また、基板６１には端子３９ａが貫通している。基板６１に端子３９ａが貫通した状態で半田付けなどが行われることにより、基板６１の図示しない配線パターンと端子３９ａとが電気的に接続される。

【0042】

このように構成したセンサ装置２４においては、つぎのようなことが懸念される。
すなわち、転舵シャフト１４とタイロッド１５との接続部分を覆うブーツの経年劣化などに起因して、ブーツに亀裂あるいは破れが生じることがある。この場合、図４に多数のドットによる網掛けを施して示すように、ブーツの亀裂あるいは破れ目からギヤハウジング１７の内部へ浸入した水が第１のハウジング部材３１Ａの挿通孔３２を遡上するとともに、その遡上してくる水が連通口３６を介して第２のハウジング部材３１Ｂの収容室３３に浸入するおそれがある。

【0043】

そこで、収容室３３の内部を隔壁３５で上下２室に区画することに加えて、隔壁３５および従動歯車５２，５３として、つぎの構成を採用している。ただし、２つの従動歯車５２，５３は同一の構成を有するため、ここでは一つの従動歯車５２についてのみ説明し、もう一つの従動歯車５３の詳細な説明については割愛する。

【0044】

図５に示すように、隔壁３５には、凹部３７が設けられている。凹部３７は、隔壁３５において第１のハウジング部材３１Ａ側に寄っている。凹部３７は第１の収容室３３Ａに開口している。隔壁３５の凹部３７が設けられている部分は、第２の収容室３３Ｂ側へ向けて突出している。凹部３７の底壁には、孔３８が設けられている。第１の収容室３３Ａと第２の収容室３３Ｂとは孔３８を介して互いに連通している。

【0045】

従動歯車５２は、合成樹脂材料により一体成形されている。従動歯車５２は、歯車部７１、軸部７２、および閉塞部７３を有している。
歯車部７１は円板状に設けられている。歯車部７１の外周面には歯形が設けられている。歯車部７１は、主動歯車４６に噛合する部分である。

【0046】

軸部７２は歯車部７１の隔壁３５側の面（図５中の下面）の中央に連結されている。軸部７２は、円柱状に設けられている。軸部７２の先端には永久磁石５４がはめ込まれている。永久磁石５４は軸部７２の先端面に露出している。軸部７２の少なくとも先端における外径は、隔壁３５の孔３８の内形よりも若干短い長さに設定されている。軸部７２の先端は、孔３８の内周面に対して摺動回転可能である。

【0047】

閉塞部７３は、軸部７２の先端の近傍に設けられている。閉塞部７３は、有底円筒状に設けられている。閉塞部７３は、歯車部７１側に開口する貯留凹部７３ａを有している。軸部７２の軸線に沿った方向において、閉塞部７３の長さは隔壁３５の凹部３７の深さと同程度の長さに設定されている。閉塞部７３の外径は、隔壁３５の孔３８の内径よりも長い長さ、かつ隔壁３５の凹部３７の内径よりも若干短い長さに設定されている。閉塞部７３は、凹部３７の内周面および内底面に対してそれぞれ摺動回転可能である。

【0048】

従動歯車５２における軸部７２の先端は、隔壁３５の孔３８に挿入されている。また、従動歯車５２における閉塞部７３は隔壁３５の凹部３７に若干の遊びをもって嵌められている。従動歯車５２の基板６１側（図５中の下方）へ向けた移動は、閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面（図５中の下面）が凹部３７の内底面に当接することにより規制される。

【0049】

閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面が凹部３７の内底面に当接した状態において、隔壁３５の孔３８は閉塞部７３によって閉塞された状態に維持される。このとき、閉塞部７３の歯車部７１側の面（図５中の上面）と、隔壁３５の第１の収容室３３Ａに露出する側の面（図５中の上面）における凹部３７を除いた部分とは、互いに段差のない面一の状態に維持される。

【0050】

また、閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面が凹部３７の内底面に当接した状態において、軸部７２の先端は第２の収容室３３Ｂの内部に露出した状態に維持される。これにより、軸部７２の先端面に露出した永久磁石５４は、磁気センサ５６に近接した状態に維持される。このため、永久磁石５４から発せられる磁界が磁気センサ５６に対して好適に印加される。

【0051】

また、閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面が凹部３７の内底面に当接した状態において、歯車部７１は連通口３６を介して主動歯車４６に噛合した状態に維持される。このため、主動歯車４６が回転すると、これに連動して従動歯車５２も回転する。

【0052】

このように構成した隔壁３５および従動歯車５２，５３によれば、つぎの作用および効果を得ることができる。
（１）センサハウジング３１として収容室３３に隔壁３５を設けることなく、従動歯車５２，５３と基板６１とを収容室３３の単一の内部空間に収容する構成を採用することも考えられるところ、この構成を採用する場合には第１のハウジング部材３１Ａの挿通孔３２を遡上してきた水が連通口３６を介して収容室３３の単一の内部空間に流れ込む。このため、基板６１に水が付着するおそれがある。この点、センサ装置２４においては、センサハウジング３１の収容室３３が隔壁３５によって第１の収容室３３Ａと第２の収容室３３Ｂとに区画されている。このため、第１のハウジング部材３１Ａの挿通孔３２を遡上してきた水が連通口３６を介して第１の収容室３３Ａに流れ込む場合であれ、この流れ込んでくる水が第２の収容室３３Ｂへ流れ込むことは隔壁３５によって邪魔される。したがって、基板６１の水濡れを抑制することができる。

【0053】

（２）隔壁３５には、従動歯車５２，５３の軸部７２の先端が挿通される孔３８が設けられている。このため、第１の収容室３３Ａに流れ込んできた水が、凹部３７の内周面と閉塞部７３の外周面との間のわずかな隙間、および凹部３７の内底面と閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面（下面）との間のわずかな隙間を経由して、隔壁３５の孔３８から第２の収容室３３Ｂへ流れ込もうとすることが考えられる。この点、センサ装置２４においては、隔壁３５の孔３８は、基本的には従動歯車５２，５３の閉塞部７３によって塞がれる。このため、第１の収容室３３Ａに流れ込んできた水が孔３８を介して第２の収容室３３Ｂへ流れ込むことが抑制される。したがって、基板６１の水濡れをよりいっそう抑えることができる。

【0054】

（３）従動歯車５２，５３の閉塞部７３は、歯車部７１側に開口する貯留凹部７３ａを有している。このため、第１の収容室３３Ａに流れ込んできた水は、隔壁３５を伝って貯留凹部７３ａに流れ込む。図５に矢印Ｐで示すように、貯留凹部７３ａに溜まった水の重量によって、従動歯車５２，５３は第２の収容室３３Ｂ側（図５中の下方）へ向けて付勢される。また、ギヤハウジング１７を含めセンサ装置２４が水没するなどして第１の収容室３３Ａが水で満たされた場合、従動歯車５２，５３は水圧によって第２の収容室３３Ｂ側（図５中の下方）へ向けて付勢される。これにより、閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面（図５中の下面）は、凹部３７の内底面に押し付けられる。その結果、閉塞部７３における歯車部７１とは反対側の面と凹部３７の内底面との間の隙間がより狭くなる。第１の収容室３３Ａに流れ込んできた水が隔壁３５の孔３８に到達しにくくなるため、第１の収容室３３Ａから第２の収容室３３Ｂへ水が流れ込むことを好適に抑制することができる。

【0055】

（４）閉塞部７３の歯車部７１側の面（図５中の上面）と、隔壁３５の第１の収容室３３Ａに露出する側の面（図５中の上面）における凹部３７を除いた部分とは、互いに段差のない面一の状態に維持される。このため、第１の収容室３３Ａに流れ込んできた水は、閉塞部７３の貯留凹部７３ａに流れ込みやすい。

【0056】

ちなみに、軸部７２の軸線に沿った方向において、閉塞部７３の長さは隔壁３５の凹部３７の深さよりも短い長さに設定してもよい。このようにすれば、閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面が凹部３７の内底面に当接した状態において、閉塞部７３の歯車部７１側の面（図５中の上面）は、隔壁３５の第１の収容室３３Ａに露出する側の面（図５中の上面）における凹部３７を除いた部分よりも低い位置となる。このため、第１の収容室３３Ａに流れ込んできた水は、閉塞部７３の貯留凹部７３ａに流れ込みやすい。

【0057】

＜第２の実施の形態＞
つぎに、センサを車両の操舵装置に適用した第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図１～図４に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、従動歯車５２，５３の構成の点で第１の実施の形態と異なる。

【0058】

図６に示すように、従動歯車５２において、閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面（図６中の下面）には、円環状の突部７３ｂが設けられている。突部７３ｂは、従動歯車５２の回転中心軸である軸部７２を中心とする同心円状に設けられている。また、凹部３７の内底面には、円環状の段差凹部３７ａが設けられている。段差凹部３７ａは、隔壁３５の孔３８を中心とする同心円状に設けられている。段差凹部３７ａの幅（図６中の左右方向における長さ）は突部７３ｂの幅よりも若干長い長さに設定されている。ちなみに、幅とは突部７３ｂおよび段差凹部３７ａの半径方向における長さをいう。段差凹部３７ａには、突部７３ｂが挿入されている。ちなみに、従動歯車５３は従動歯車５２と同様の構成を有している。

【0059】

したがって、第２の実施の形態によれば、つぎの作用および効果を得ることができる。
（５）閉塞部７３に突部７３ｂを設けるとともに、凹部３７の内底面に段差凹部３７ａを設けた分だけ、第１の収容室３３Ａから孔３８への水の流れ込み経路Ｒがより長い距離になる。ちなみに、水の流れ込み経路Ｒとは、凹部３７の内周面と閉塞部７３の外周面との間の隙間、および凹部３７の内底面と閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面（図６中の下面）との間の隙間からなる経路をいう。このため、第１の収容室３３Ａに流れ込んできた水が孔３８を介して第２の収容室３３Ｂへ流れ込むことを好適に抑制することができる。

【0060】

（６）また、第１の収容室３３Ａから孔３８への水の流れ込み経路Ｒの途中において、突部７３ｂと段差凹部３７ａとが噛み合うかたちで設けられている。水の流れ込み経路Ｒにおいて屈曲する箇所がより多くなることにより、水の圧力損失がより大きくなる。したがって、水が第１の収容室３３Ａから孔３８へ向けて流れ込むことを好適に抑制することができる。

【0061】

＜第３の実施の形態＞
つぎに、センサを車両の操舵装置に適用した第３の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図１～図４に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、隔壁３５および従動歯車５２，５３の構成の点で第１の実施の形態と異なる。

【0062】

図７に示すように、従動歯車５２は、歯車部７１および軸部７２を有してなる。すなわち、従動歯車５２として、先の第１の実施の形態の閉塞部７３が割愛された構成が採用されている。軸部７２の先端には永久磁石５４が設けられている。なお、従動歯車５３も従動歯車５２と同様の構成を有している。従動歯車５２，５３は、それらの軸部７２を介して隔壁３５に対して摺動回転可能に支持されている。

【0063】

隔壁３５は、平板状に設けられている。すなわち、隔壁３５として、先の第１の実施の形態の凹部３７を割愛した構成が採用されている。永久磁石５４が設けられた従動歯車５２の先端は、第２の収容室３３Ｂの内部に露出していないものの、角度検出用の磁気センサ５６が検出できる程度の磁界が磁気センサ５６に印加されるように、永久磁石５４の強さ、磁気センサ５６と永久磁石５４との間の距離、あるいは磁気センサ５６の感度などが調節される。なお、従動歯車５３についても従動歯車５２と同様に設けられる。

【0064】

第１の収容室３３Ａは、第１のハウジング部材３１Ａの軸線方向において第２の収容室３３Ｂと反対側（図７中の上方）へ向けて開口している。この第１の収容室３３Ａの開口部は、カバー３４Ａによって閉塞されている。第１の収容室３３Ａは、第１のハウジング部材３１Ａの周壁に設けられた連通口３６を介して挿通孔３２に連通している。

【0065】

第２の収容室３３Ｂは、第１のハウジング部材３１Ａの軸線に対して直交する方向において第１のハウジング部材３１Ａと反対側（図７中の左方）へ向けて開口している。第２の収容室３３Ｂの開口部は、カバー３４Ｂによって閉塞されている。第２の収容室３３Ｂは水密性が確保されている。ここでの水密性とは、第２の収容室３３Ｂの内部に水などの液体が流入しない性質をいう。

【0066】

したがって、第３の実施の形態によれば、つぎの作用および効果を得ることができる。
（７）基板６１が収容される第２の収容室３３Ｂは、水密性が確保された水密区画として設けられている。このため、図８に多数のドットによる網掛けを施して示すように、第１のハウジング部材３１Ａの挿通孔３２を遡上してきた水が連通口３６を介して第１の収容室３３Ａに流れ込む場合であれ、この流れ込んでくる水が第２の収容室３３Ｂへ流れ込むことはない。したがって、したがって、基板６１の水濡れをより確実に抑えることができる。

【0067】

＜他の実施の形態＞
なお、上記の各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、従動歯車５２として閉塞部７３を割愛した構成を採用してもよい。すなわち、図９に示すように、従動歯車５２は、歯車部７１および軸部７２を有している。軸部７２の先端には、小径部７２ａが設けられている。小径部７２ａには永久磁石５４がはめ込まれている。また、隔壁３５は平板状に設けられている。すなわち、隔壁３５として、先の第１の実施の形態の凹部３７を割愛した構成が採用されている。隔壁３５には、孔３８が設けられている。孔３８の内径は、小径部７２ａの外径よりも若干長い長さに設定されている。孔３８には、従動歯車５２の小径部７２ａが挿入されている。従動歯車５２の第２の収容室３３Ｂ側（図９中の下方）へ向けた移動は、軸部７２と小径部７２ａとの間の段差部７２ｂが隔壁３５の内底面に当接することにより規制される。従動歯車５２は、隔壁３５の孔３８に対して摺動回転可能である。ちなみに、従動歯車５３も従動歯車５２と同様に設けられる。このようにしても、水が第１の収容室３３Ａから第２の収容室３３Ｂへ流れ込むことが隔壁３５によって抑制される。

【0068】

・第１の実施の形態において、隔壁３５の凹部３７と従動歯車５２の閉塞部７３との凹凸関係を逆にしてもよい。すなわち、図１０に示すように、隔壁３５には凹部３７に代えて有蓋筒状の突部３７Ａが設けられている。突部３７Ａにおける頂壁の中央には孔３８が設けられている。従動歯車５２には、歯車部７１側に開口する閉塞部７３に代えて、歯車部７１と反対側（図１０中の下方）へ開口する有蓋筒状の閉塞部７３Ａが設けられている。閉塞部７３Ａは、突部３７Ａの外周に若干の遊びをもって嵌められている。従動歯車５２における軸部７２の先端は、突部３７Ａの孔３８に挿入されている。ちなみに、従動歯車５３も従動歯車５２と同様に設けられる。このようにすれば、隔壁３５に対して第１の収容室３３Ａ側に突出する突部３７Ａの頂壁に孔３８が設けられているため、第１の収容室３３Ａの内部に流れ込んだ水は、突部３７Ａの外周面と閉塞部７３Ａの内周面との間のわずかな隙間を経由して孔３８へ至りにくい。このため、水が第１の収容室３３Ａから第２の収容室３３Ｂへ流れ込むことを抑えることができる。

【0069】

・第２の実施の形態においては、閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面に円環状の突部７３ｂを一つだけ設けたが、図１１に示すように、複数の突部７３ｂを設けてもよい。複数の突部７３ｂは、いずれも軸部７２に対して同心円状に設けられている。凹部３７の内底面には、突部７３ｂと同数の円環状の段差凹部３７ａが設けられている。また、閉塞部７３の歯車部７１と反対側の面だけではなく、閉塞部７３の外周面に突部７３ｂを設けてもよい。この場合、凹部３７の内周面にも段差凹部３７ａが設けられる。このようにすれば、第１の収容室３３Ａから孔３８への水の流れ込み経路Ｒがより長い距離になる。また、水の流れ込み経路Ｒにおいて屈曲する箇所がより多くなることにより、水の圧力損失がより大きくなる。したがって、水が第１の収容室３３Ａから孔３８へ向けて流れ込むことをよりいっそう抑えることができる。

【0070】

・第１～第３の実施の形態では、センサ装置２４にトルク検出機能および角度検出機能の双方の機能を持たせたが、つぎのようにしてもよい。すなわち、第１または第２の実施の形態においては、製品仕様などに応じて角度検出機能のみを持たせてもよい。また、第３の実施の形態においては、製品仕様などに応じてトルク検出機能のみを持たせてもよいし、角度検出機能のみを持たせてもよい。第３の実施の形態において、センサ装置２４にトルク検出機能のみを持たせる場合、センサ装置２４として従動歯車５２，５３、および角度検出用の磁気センサ５６，５７を割愛した構成を採用してもよい。このようにしても、基板６１が収容される第２の収容室３３Ｂは水密性が確保された水密区画として設けられているため、従動歯車５２，５３の有無にかかわらず基板６１の水濡れを抑制することができる。

【0071】

・第１～第３の実施の形態では、磁気ヨーク４２のホルダ４５に主動歯車４６を一体成形したが、主動歯車４６と磁気ヨーク４２とをそれぞれ別部品として設けてもよい。また、この構成を第３の実施の形態で採用する場合、たとえばセンサ装置２４にトルク検出機能のみを持たせることが要求されるとき、主動歯車４６が割愛された別部品としての磁気ヨーク４２のみをピニオンシャフト１３に設けるようにしてもよい。また、第１～第３の実施の形態において、センサ装置２４に角度検出機能のみを持たせることが要求されるとき、別部品としての主動歯車４６のみをピニオンシャフト１３に設けるようにしてもよい。

【0072】

・第１～第３の実施の形態では、ピニオンシャフト１３の回転角度θｐａを検出するための構成として主動歯車４６に噛み合う２つの従動歯車５２，５３を設けたが、センサ装置２４として単一の従動歯車５２または従動歯車５３を有する構成を採用してもよい。このようにしても、ピニオンシャフト１３の３６０°以内の回転角度θｐａを検出することができる。また、センサ装置２４として、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。このようにしても、ピニオンシャフト１３の３６０°を超える多回転にわたる回転角度θｐａを検出することができる。

【0073】

・第１～第３の実施の形態では、センサ装置２４を車両の操舵装置の一例として電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に適用する例を挙げたが、ステアバイワイヤ方式の操舵装置にセンサ装置２４を適用することも可能である。また、センサ装置２４は、車載用途に限らない。

【符号の説明】

【0074】

１３…ピニオンシャフト（検出対象であるシャフト）
１４…転舵シャフト
１６…転舵輪
２４…センサ装置
３１Ａ…第１のハウジング部材
３１Ｂ…第２のハウジング部材
３３Ａ…第１の収容室
３３Ｂ…第２の収容室
３５…隔壁
３６…連通口
３７…凹部
３７ａ…段差凹部
３８…孔
４６…主動歯車
５２，５３…従動歯車
５６，５７…磁気センサ（検出器）
６１…基板
７３…閉塞部
７３ｂ…突部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】