特許 7514247 ステアリングコラムのねじれを検出することが特に意図された位置センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-02

(45)【発行日】2024-07-10

(54)【発明の名称】ステアリングコラムのねじれを検出することが特に意図された位置センサ

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20240703BHJP

   G01B 7/00 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

G01B7/00 101H

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021549647

(86)(22)【出願日】2020-02-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-07

(86)【国際出願番号】 FR2020050351

(87)【国際公開番号】W WO2020174170

(87)【国際公開日】2020-09-03

【審査請求日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】1901904

(32)【優先日】2019-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】501377391

【氏名又は名称】ムービング マグネット テクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】フラション，ディディエ

【審査官】久保田 信也

(56)【参考文献】

【文献】再公表特許第２００８／０４４６８９（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１２７３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０２００６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２１４６４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００８４２１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１５２７０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｇ０１Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングコラムのねじれを検出することが意図された位置センサであって、
複数の磁石を備える第１の着磁磁気ロータ構造体（１００）と、
軸方向を向きかつ互いにかみ合うティース（２１２、２５２）が延在する２つのリング（２１０、２５０）を備える第２のステータ構造体（２００）と、
少なくとも１つの感磁素子（３０１、３０２）が中に配置された少なくとも１つのエアギャップを定める２つの磁束コレクション部材（５０、６０）からなる第３の静止コレクタ構造体（３００）と、
を含み、
前記２つの磁束コレクション部材（５０、６０）および前記２つのリング（２１０、２５０）が、それらの間において、前記第３の静止コレクタ構造体（３００）に対する前記第２のステータ構造体（２００）の相対的な半径方向および角度方向の位置とは無関係に、磁気パーミアンスを定めており、
前記２つの磁束コレクション部材（５０、６０）がそれぞれ、角度方向コレクションセクタ（３１０、３５０）を備える、位置センサにおいて、
前記２つの磁束コレクション部材（５０、６０）の各々が、少なくとも１つの二次コレクションゾーン（３１３、３３３、３６３、３５７、３５８）を有する少なくとも１つの延伸部（３１２、３５３、３５４）の続く少なくとも１つの一次コレクションゾーン（３１１、３５１）を有し、
前記二次コレクションゾーン（３１３、３３３、３６３、３５７、３５８）が、前記エアギャップの２つの極を形成する平坦な延在部（３５９、３６０、３１６、３１７）において終端し、
前記エアギャップの横断中央平面（Ｐ）が、前記延伸部（３１２、３５３、３５４）のうちの少なくとも１つと交わり、
第１の前記磁束コレクション部材（５０）の前記一次コレクションゾーン（３１１）および第２の前記磁束コレクション部材（６０）の前記二次コレクションゾーン（３５７、３５８、３６３）が垂直でないか、または、第２の前記磁束コレクション部材（６０）の前記一次コレクションゾーン（３５１）および第１の前記磁束コレクション部材（５０）の前記二次コレクションゾーン（３１３、３３３）が垂直でなく、
前記一次コレクションゾーン（３１１、３５１）は、干渉磁束を集め、前記二次コレクションゾーン（３１３、３３３、３６３、３５７、３５８）によって集められる方向とは反対方向で、当該干渉磁束を前記エアギャップ内へもたらす、
ということを特徴とする、位置センサ。

【請求項2】

前記横断中央平面（Ｐ）が、前記一次コレクションゾーン（３１１、３５１）の平面に対して平行であることを特徴とする、請求項１に記載の位置センサ。

【請求項3】

前記延伸部（３１２、３５３、３５４）が、軸方向に、かつ前記一次コレクションゾーン（３１１）の平面に対して垂直に、前記横断中央平面（Ｐ）を越えて延在することを特徴とする、請求項２に記載の位置センサ。

【請求項4】

前記延伸部（３１２、３５３、３５４）には、前記一次コレクションゾーン（３１１）の平面に対して平行な二次コレクションゾーン（３１３）を形成する平坦な部分が続いていることを特徴とする、請求項３に記載の位置センサ。

【請求項5】

前記二次コレクションゾーン（３１３、３５７、３５８）が、平行六面体形状を有することを特徴とする、請求項４に記載の位置センサ。

【請求項6】

前記二次コレクションゾーン（３１３）の２つの側面には、前記角度方向コレクションセクタ（３１０、）の方向を向き、かつ前記エアギャップの極を形成する平坦な延在部（３１６、３１７）を呈するタブ（３１４、３１５）が延在することを特徴とする、請求項５に記載の位置センサ。

【請求項7】

前記一次コレクションゾーン（３５１）には、前記延伸部（３１２）の両側において延在する二次コレクションゾーン（３５７、３５８）が延在することを特徴とする、請求項３に記載の位置センサ。

【請求項8】

前記二次コレクションゾーン（３５７、３５８）のうちの少なくとも１つが、前記一次コレクションゾーン（３１１、３５１）に対して平行な接表面（３５５、３５６）を有する反転領域を定めていることを特徴とする、請求項７に記載の位置センサ。

【請求項9】

前記横断中央平面（Ｐ）が、前記一次コレクションゾーン（３５１）と前記接表面（３５５、３５６）との間に広がっていることを特徴とする、請求項８に記載の位置センサ。

【請求項10】

前記接表面（３５５、３５６）が、前記エアギャップの方向と、前記エアギャップの第２の極を形成する延在部（３５９、３６０）において終端する前記一次コレクションゾーン（３５１）の方向と、に延在することを特徴とする、請求項９に記載の位置センサ。

【請求項11】

前記第３の静止コレクタ構造体（３００）が、２つの二次コレクションゾーン（３３３、３６３）を備え、
第１の前記二次コレクションゾーン（３３３）が、前記一次コレクションゾーン（３１１）の平面に対して平行な平面内に配置され、
第１の前記二次コレクションゾーン（３３３）が、前記二次コレクションゾーン（３１３）を介して前記一次コレクションゾーン（３１１）に磁気的に結合されており、
第１の前記二次コレクションゾーン（３３３）の１つの前端部が、前記エアギャップの複数の極の一方を定め、
前記エアギャップの前記横断中央平面（Ｐ）が、この第１の二次コレクションゾーン（３３３）と前記一次コレクションゾーン（３１１）との間に位置し、
第２の前記二次コレクションゾーン（３６３）が、前記一次コレクションゾーン（３５１）の平面に対して平行な平面内に配置され、
第２の前記二次コレクションゾーン（３６３）が、複数の平坦な延在部（３５９、３６０）によって前記一次コレクションゾーン（３５１）に磁気的に結合されており、
第２の前記二次コレクションゾーン（３６３）の１つの前端部が、前記エアギャップの前記複数の極の他方を定めており、
前記エアギャップの前記横断中央平面（Ｐ）が、この第１の二次コレクションゾーン（３６３）と前記一次コレクションゾーン（３５１）との間に位置する、
ということを特徴とする、請求項１に記載の位置センサ。

【請求項12】

前記二次コレクションゾーン（３１３、３３３、３６３、３５７、３５８）の総面積が、前記一次コレクションゾーン（３１１、３５１、３１２、３５３、３５４）の総面積に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の位置センサ。

【請求項13】

ステアリングコラムの絶対位置を検出するための装置において、
複数の磁石を備える第１の着磁磁気ロータ構造体（１００）と、
軸方向を向きかつ互いにかみ合うティース（２１２、２５２）が延在する２つのリング（２１０、２５０）を備える第２のステータ構造体（２００）と、
少なくとも１つの感磁素子（３０１、３０２）が中に配置された少なくとも１つのエアギャップを定める２つの磁束コレクション部材（５０、６０）からなる第３の静止コレクタ構造体（３００）と、
からなる前記ステアリングコラムのねじれに対するセンサをさらに備え、
前記２つの磁束コレクション部材（５０、６０）および前記２つのリング（２１０、２５０）が、それらの間において、前記第３の静止コレクタ構造体（３００）に対する前記第２のステータ構造体（２００）の相対的な半径方向および角度方向の位置とは無関係に、磁気パーミアンスを定めており、
前記２つの磁束コレクション部材（５０、６０）がそれぞれ、角度方向コレクションセクタ（３１０、３５０）を備え、
前記２つの磁束コレクション部材（５０、６０）の各々が、少なくとも１つの二次コレクションゾーン（３１３、３３３、３６３、３５７、３５８）を有する少なくとも１つの延伸部（３１２、３５３、３５４）の続く少なくとも１つの一次コレクションゾーン（３１１、３５１）を有し、
前記二次コレクションゾーン（３１３、３３３、３６３、３５７、３５８）が、前記エアギャップの２つの極を形成する平坦な延在部（３５９、３６０、３１６、３１７）において終端し、
前記エアギャップの横断中央平面（Ｐ）が、前記延伸部（３１２、３５３、３５４）のうちの少なくとも１つと交わり、
第１の前記磁束コレクション部材（５０）の前記一次コレクションゾーン（３１１）および第２の前記磁束コレクション部材（６０）の前記二次コレクションゾーン（３５７、３５８、３６３）が垂直でないか、または、第２の前記磁束コレクション部材（６０）の前記一次コレクションゾーン（３５１）および第１の前記磁束コレクション部材（５０）の前記二次コレクションゾーン（３１３、３３３）が垂直でなく、
前記一次コレクションゾーン（３１１、３５１）は、干渉磁束を集め、前記二次コレクションゾーン（３１３、３３３、３６３、３５７、３５８）によって集められる方向とは反対方向で、当該干渉磁束を前記エアギャップ内へもたらす、
ということを特徴とする、装置。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

〔発明の分野〕
本発明は、位置センサの分野に関する。本発明はより詳細には、本出願を限定するものではないが、ステアリングコラムのねじれを測定することが特に意図された位置センサに関する。

【0002】

〔従来技術〕
かかるセンサの一般原理は、本出願人による欧州特許第ＥＰ１７７４２７２号に記載されている。

【0003】

この位置センサは、ステアリングコラムのねじれを検出することが特に意図されたものであり、複数の磁石を備える第１の磁気ロータ構造体と、軸方向を向きかつ互いにかみ合うティースが延在する２つのリングを備える第２のステータ構造体と、少なくとも１つの感磁素子が中に配置された少なくとも１つのエアギャップを定める２つの磁束コレクション部材からなる第３の静止コレクタ構造体と、からなる。

【0004】

当該複数の磁束コレクション部材および当該複数のステータリングは、それらの間において、前記第２のステータ構造体および前記第３のコレクタ構造体の相対的な半径方向および角度方向の位置とは無関係に、磁気パーミアンス（magnetic permeance）を定めている。

【0005】

従来のセンサと比較して、かかるセンサは、ステータ部とホールプローブを備える部分との間の磁気シグナル損失を低減し、信頼性のある測定の実行に適したシグナル対ノイズ比を改善し、その機械的ストローク［図１４Ｅ］上における当該センサの磁束の調節を増進し、かつ、当該ステータ部およびホールプローブを備える当該部分の相対的な位置決め公差に対するロバスト性を提供することを可能にする。

【0006】

〔従来技術の欠点〕
しかしながら、これらの改善は、ホールプローブによって検出される有用な場を乱す、外部の磁場および電磁場に対する感度を調節するものではない。

【0007】

特に、当該センサが磁気的な集まりまたは電磁放射源を含む環境に配置されたとき、それは当該センサによって供給されるシグナルを歪める外乱を受けてしまう。

【0008】

〔本発明により提供される解決策〕
これらの欠点に対処するため、本発明の目的は、当業者ならば行うであろうように外部の干渉場に対する磁気シールドを作り出すのではなく、測定エアギャップに関して特定の方法で配置された、それぞれ一次コレクションゾーンおよび二次コレクションゾーンと呼ばれる、この干渉場を集めるための２つのゾーンを、各磁束コレクタ構造体上に作り出すことである。

【0009】

本発明の原理は事実、集められた場を測定エアギャップ内にもたらすことにあるが、異なる２つの流れの方向において、最終的に干渉場の全成分が打ち消し合うことを可能にする。この観点から、限定的ではないものの好ましくは、このエアギャップ内における有用な磁束を最大化しつつ、これら２つのゾーンの相対的な位置決めをするために、二次コレクションゾーンによって集めるのと同量の干渉場を一次コレクションゾーンによって集めることと、エアギャップにおいて２つの場を互いに対して反転させることと、が求められる。

【0010】

より詳細には、エアギャップを定める（画定する）横断中央平面の一方の側に一次コレクションゾーン、および、エアギャップを定める横断中央平面の他方の側に二次コレクションゾーンを配置することにより、集められたエアギャップを横切る磁場の方向を反転する２つの磁束コレクタ構造体を組み合わせることによって、磁場反転ゾーンが作り出される。第１のコレクタ構造体の一次および二次コレクションゾーンによって集められた磁束は、種々の図においてより良く理解されるであろうように、第２の構造体の一次および二次コレクションゾーンによって集められた磁束と協働して、打ち消し合うか、または最小化される。

【0011】

本発明は、その最も一般的な意味において、ステアリングコラムのねじれを検出することが特に意図された位置センサに関する。当該位置センサは、複数の磁石を備える第１の着磁磁気ロータ構造体と、軸方向を向きかつ互いにかみ合うティースが延在する２つのリングを備える第２のステータ構造体と、少なくとも１つの感磁素子が中に配置された少なくとも１つのエアギャップを定める２つの磁束コレクション部材からなる第３の静止コレクタ構造体と、からなり、前記複数の磁束コレクション部材および前記複数のティース付きリングが、それらの間において、前記第３のコレクタ構造体に対する前記第２のステータ構造体の相対的な半径方向および角度方向の位置とは無関係に、磁気パーミアンスを定めており、前記複数のコレクション部材がそれぞれ、角度方向コレクションセクタを備える。当該位置センサは、各コレクション部材が、少なくとも１つの二次コレクションゾーンを有する少なくとも１つの延伸部の続く少なくとも１つの一次コレクションゾーンを有し、前記複数の二次コレクションゾーンが、前記エアギャップの２つの極を形成する複数の平坦な延在部において終端し、前記エアギャップの横断中央平面が、前記複数の延伸部のうちの少なくとも１つと交わる、ということを特徴とする。

【0012】

本発明はまた、単独で、または任意の技術的に考え得る組み合わせにおいて採用される、以下の特徴を有するセンサに関する：
‐前記中央平面が、前記複数の一次コレクションゾーンの複数の平面に対して平行である。

【0013】

‐前記複数の一次コレクションゾーンが、前記複数の二次コレクションゾーンに対して平行である。

【0014】

‐前記延伸部が、軸方向に、かつ前記一次コレクションゾーンの平面に対して垂直に、前記横断中央平面を越えて延在する。

【0015】

‐前記延伸部には、前記一次コレクションゾーンの平面に対して平行な二次コレクションゾーンを形成する平坦な部分が続いている。

【0016】

‐前記二次コレクションゾーンが、平行六面体形状を有する。

【0017】

‐前記二次コレクションゾーンの２つの側面には、前記角度方向コレクションセクタの方向を向き、かつ前記エアギャップの極を形成する平坦な延在部を呈するタブが延在する。

【0018】

‐前記複数の一次コレクションゾーンのうちの１つには、前記延伸部の両側において延在する少なくとも１つの二次コレクションゾーンが延在する。

【0019】

‐前記二次コレクションゾーンのうちの少なくとも１つが、前記複数の一次コレクションゾーンに対して平行な複数の接表面を有する反転領域を定めている。

【0020】

‐前記横断中央平面が、前記一次コレクションゾーンと前記複数の接表面との間に広がっている。

【0021】

‐前記複数の接表面が、前記エアギャップの方向と、前記複数のエアギャップの第２の極を形成する延在部において終端する前記一次コレクションゾーンの方向と、に延在する。

【0022】

‐前記第３のコレクタ構造体が、２つの二次コレクションゾーンを備え、第１の前記二次コレクションゾーンが、前記一次コレクションゾーンの平面に対して平行な平面内に配置され、第１の前記二次コレクションゾーンが、前記二次コレクションゾーンを介して前記一次コレクションゾーンに磁気的に結合されており、第１の前記二次コレクションゾーンの１つの前端部が、前記エアギャップの複数の極の一方を定め、前記エアギャップの前記横断中央平面が、この第１の二次コレクションゾーンと前記一次コレクションゾーンとの間に位置し、第２の前記二次コレクションゾーンが、前記一次コレクションゾーンの平面に対して平行な平面内に配置され、第２の前記二次コレクションゾーンが、複数の平坦な延在部によって前記一次コレクションゾーンに磁気的に結合されており、第２の前記二次コレクションゾーンの１つの前端部が、前記エアギャップの前記複数の極の他方を定めており、前記エアギャップの前記横断中央平面が、この第１の二次コレクションゾーンと前記一次コレクションゾーンとの間に位置する。

【0023】

‐前記二次コレクションゾーンの総面積が、前記一次コレクションゾーンの総面積に等しい。

【0024】

本発明はまた、ステアリングコラムの絶対位置を検出するための装置に関する。当該装置は、複数の磁石を備える第１の着磁磁気ロータ構造体と、軸方向を向きかつ互いにかみ合うティースが延在する２つのリングを備える第２のステータ構造体と、少なくとも１つの感磁素子が中に配置された少なくとも１つのエアギャップを定める２つの磁束コレクション部材からなる第３の静止コレクタ構造体と、からなる前記コラムのねじれに対するセンサをさらに備え、前記複数の磁束コレクション部材および前記複数のティース付きリングが、それらの間において、前記第３のコレクタ構造体に対する前記第２のステータ構造体の相対的な半径方向および角度方向の位置とは無関係に、磁気パーミアンスを定めており、前記複数のコレクション部材がそれぞれ、角度方向コレクションセクタを備え、各コレクション部材が、少なくとも１つの二次コレクションゾーンを有する少なくとも１つの延伸部の続く少なくとも１つの一次コレクションゾーンを有し、前記複数の二次コレクションゾーンが、前記エアギャップの２つの極を形成する複数の平坦な延在部において終端し、前記エアギャップの横断中央平面が、前記複数の延伸部のうちの少なくとも１つと交わる、ということを特徴とする。

【0025】

〔本発明の非限定的な実施例の詳細な説明〕
最適化された角度センサの種々の特性は、以下の図の説明を通じて、より明確に現れるだろう：
［図１Ａ］
［図１Ｂ］図１Ａおよび図１Ｂは、本発明による角度センサの第１の実施形態の２つの斜視図を示し、
［図２Ａ］
［図２Ｂ］図２Ａおよび図２Ｂは、本発明による角度センサの第２の実施形態の２つの斜視図を示し、
［図３］図３は、本発明による角度センサの第３の実施形態の斜視図を示し、
［図４］図４は、本発明による角度センサの第４の実施形態の斜視図を示し、
［図５］図５は、本発明による角度センサの第５の実施形態の斜視図を示し、
［図６］図６は、本発明による角度センサの第６の実施形態の斜視図を示し、
［図７］図７は、本発明による角度センサの第７の実施形態の斜視図を示し、
［図８Ａ］
［図８Ｂ］図８Ａおよび図８Ｂは、本発明による角度センサの第８の実施形態の２つの斜視図を示し、
［図９］図９は、本発明による角度センサの第９の実施形態の斜視図を示し、
［図１０］図１０は、本発明による角度センサの第１０の実施形態の斜視図を示し、
［図１１］図１１は、本発明による角度センサの第１１の実施形態の斜視図を示し、
［図１２］図１２は、ステアリングコラムの絶対位置を検出するための装置に結合された、本発明による角度センサの第１２の実施形態の斜視図を示し、
［図１３］図１３は、本発明による角度センサの別の実施形態の斜視図を示し、
［図１４Ａ］
［図１４Ｂ］
［図１４Ｃ］
［図１４Ｄ］
［図１４Ｅ］図１４Ａ～図１４Ｅは、一次コレクションゾーンと二次コレクションゾーンとの間の機械的および磁気的接続の実施形態の斜視図を示し、
［図１５］図１５は、軸方向に直交する平面に沿った断面図を示す。

【0026】

当該複数の図を通じて、コレクションゾーンは、センサの軸に対して略垂直であるアクティブなコレクション表面を有する、と考えられる。しかしながら、それらの向きは異なるものであり得る。側面は、これらのコレクション表面と比較して、より小さな役割を演ずる。同様に、要素およびその機能をより良く理解するために、干渉場が略軸方向を向いているか、または図９の場合には、オルソラジアル方向（orthoradial）を向いている、と単純化のために考えられなければならない。しかしながら、この場の向きはセンサの性能には影響せず、コレクションゾーンは強磁性であり、鉄－空気境界面において、その表面に対して垂直に力線を曲げる。

【0027】

〔第１の実施形態の説明〕
図１Ａおよび図１Ｂは、ステアリングコラムに取り付けられトーションシャフトの約８度のストロークにわたる測定を実行することを意図した角度センサの第１の実施形態の斜視図を示す。以下に記載されている寸法は目安であり、異なる仕様に応じて変更することができる。

【0028】

センサは、３つの構造体からなる：
ステアリングコラムのシャフトによって駆動される、着磁ロータ構造体（１００）と、
２つのティース付きリング（２１０、２５０）によって形成されたステータ構造体（２００）と、
２つの感磁プローブ（３０１、３０２）を備え、かつ２つのコレクション部材（５０、６０）によって形成された、磁束コレクタ構造体（３００）と、である。

【0029】

着磁ロータ構造体（１００）は、限定的ではないものの好ましくは、内径３４．８ミリメートルで、かつ外径３７．８ミリメートルのリングを形成するために半径方向に磁化された、Ｎ対の磁極（１１０）を有する高さ７ミリメートルの管状磁石を形成する、互い違いの磁石からなり、磁石と同じ高さで、かつ内径３１ミリメートルの円筒状ヨーク（１２０）上に据え付けられている。

【0030】

ステータ構造体（２００）は、互いに対向して取り付けられ、かつ当該磁石の磁極ピッチに対応する角度だけ角度方向にずれた、２つのティース付きリング（２１０、２５０）を備える。

【0031】

これらのティース付きリング（２１０、２５０）の各々は、７ミリメートルの高さの円筒形部分の形状とすると、内径３９．２ミリメートル、かつ外径４９ミリメートルの円形リング（２１１、２５１）から構成されており、Ｍ個のティース（２１２、２５２）が延在し、第１の着磁ロータ構造体（１００）を構成する磁石の外面と協働できるように軸方向を向いている。

【0032】

ティース（２１２、２５２）は、１つの部分について、先端における２３度から根元における２６度まで増加する、センサの軸から見た角度幅を示しており、その結果、ティースの根元を通る磁束の通過セクション（断面）を増大させており、この場合、使用されるシート金属の厚さは０．８ミリメートルである。

【0033】

２つのステータ（２１０、２５０）は、２つのリング（２１１、２５１）間のステータ間距離が９．７５ミリメートルに達するように、４．２５ミリメートルの距離にわたって互いにかみ合っている。

【0034】

コレクタ構造体（３００）を構成し、かつ０．７ミリメートルのエアギャップを通じて対向する、角度方向コレクションセクタ（３１０、３５０）を備えるコレクション部材（５０、６０）に、これらの円形リング（２１１、２５１）は、着磁構造体（１００）から来る磁束を伝えることができる。

【0035】

加えて、角度方向コレクションセクタ（３１０、３５０）は、記載した実施例では約１００°の弧にわたり、ティース付きリング（２１０、２５０）の一部を覆うように、寸法決めされている。

【0036】

この寸法決めは、コレクタ構造体（３００）が半径から０．５ミリメートル未満のままである限りにおいて、当該コレクタ構造体（３００）に対するステータ構造体（２００）の半径方向のずれに対する非感受性（insensitivity）をもたらす。

【0037】

幅４．５ミリメートルの１つまたは２つの枝部―または延伸部―（３１２、３５３、３５４）は、角度方向コレクションセクタ（３１０、３５０）から延在する。ステータ（２１０、２５０）の外面に対して半径方向に位置し、かつ、２つの感磁プローブ（３０１、３０２）が中に配置されてプリント回路（図示せず）によって保たれている、高さ１．７５ミリメートルの２つのエアギャップ内において磁束を閉じることを、当該１つまたは２つの枝部―または延伸部―（３１２、３５３、３５４）は可能にする。

【0038】

角度方向セクタ（３１０、３５０）は、センサの主要なコレクションゾーンを、すなわち、センサに有用な磁束であって、複数の磁石（１００）によって生み出される磁束を集めるためのゾーンを形成している。

【0039】

このシナリオでは、角度方向セクタ（３１０、３５０）は、干渉の流れが軸方向成分を有すると考えられる場合、この干渉磁束を集める一次コレクションゾーン（３１１、３５１）を形成している。

【0040】

この特定の場合において、プローブ（３０１、３０２）の感度を増大させるために、ティース付きリング（２１０、２５０）の外側において収集（コレクション）が実行され、これは内部収集の場合よりも高いセンサを必要とするが、しかし、センサの感度に関して約２０％をセーブする。

【0041】

延伸部（３１２、３５３、３５４）は、感磁プローブ（３０１、３０２）が中に配置されたエアギャップの方へ、角度方向コレクションセクタ（３１０、３５０）のそれぞれにより集められた磁束をもたらす、磁束のコンセントレータを構成している。したがって、有用な磁束および干渉磁束は、測定エアギャップにもたらされる。

【0042】

第１の角度方向コレクションセクタ（３１０）については、延伸部（３１２）は軸方向に延在し、かつ角度方向セクタ（３１０）の平面に対して垂直である、ブレードの形状を有する。この平面は前記セクタの中央平面であるとみなされる。この延伸部（３１２）は、エアギャップおよび感磁センサ（３０１、３０２）を通過する仮想的な横断中央平面（Ｐ）を越えて延在する。この平面（Ｐ）は、ここでは、角度方向セクタ（３１０）の平面に対して平行である。

【0043】

この延伸部（３１２）には、角度方向セクタ（３１０）の平面に対して平行な二次コレクションゾーン（３１３）を形成する平坦な部分が続いている。この二次コレクションゾーン（３１３）は矩形形状を有するが、この形状は限定的なものではない。当該二次コレクションゾーン（３１３）の矩形形状は、センサの半径方向に対応する軸と、ステータ構造体（２００）の接線方向に対して平行な他方の軸と、を有する側面を備える。

【0044】

両側面上において、この二次コレクションゾーン（３１３）には、２つのタブ（３１４、３１５）のそれぞれが延在する。当該２つのタブ（３１４、３１５）は、角度方向セクタ（３１０）の方向を向いており、かつ、横断平面内において、それぞれ平坦な延在部（３１６、３１７）を有する。当該平坦な延在部（３１６、３１７）は、測定エアギャップの第１の極を形成する。これらの延在部（３１６、３１７）はまた、すべての実施形態と同様に、干渉磁束の一部を集める追加のコレクションゾーンを構成している。

【0045】

エアギャップの仮想的な横断中央平面（Ｐ）は、二次コレクションゾーン（３１３）と一次コレクションゾーン（３１１）との間に位置し、かつ延伸部（３１２）と交わる。

【0046】

第２の角度方向コレクションセクタ（３５０）については、２つの延伸部（３５３、３５４）は、対向する角度方向セクタ（３１０）の延伸部（３１２）の両側に延在する。

【0047】

これら２つの延伸部（３５３、３５４）の各々は、反転ゾーンの接表面（３５５、３５６）が二次コレクションゾーン（３５７、３５８）を定める当該反転ゾーンまで、軸方向に延在するブレードの形状を有する。本発明の精神の中では、当該反転はコレクションゾーンの湾曲形状によって達成することができる。しかし、上述したように、エアギャップの中央平面（Ｐ）に対する一次および二次コレクションゾーンの相対的な位置決めによって、それはより一般的に達成される。それは、磁束が強制的に反対方向にエアギャップを流れるようにする。

【0048】

２つの感磁プローブ（３０１、３０２）を含むエアギャップを通過する仮想的な横断中央平面（Ｐ）は、一次コレクションゾーン（３５１）と二次コレクションゾーン（３５７、３５８）との間に延在し、延伸部（３５３、３５４）のそれぞれと交わる。

【0049】

延伸部（３５３、３５４）は、反転した後、エアギャップおよび角度方向コレクションセクタ（３５０）の方へ続いており、横断平面内において、それぞれ延在部（３５９、３６０）で終わり、エアギャップの第２の極を形成する。これらの延在部（３５９、３６０）は、干渉磁束の一部を集める二次コレクションゾーンを構成している。

【0050】

したがって、一次コレクションゾーン（３１１）、および、場合によっては延伸部（３１２）によって集められた干渉磁束であって、しかし第１の部材（５０）の延在部（３１６、３１７）を有する二次コレクションゾーン（３１３）によってもまた集められた当該干渉磁束は、干渉場の初めの向きに対して、追加のコレクション表面に与えられた反転形状によって、エアギャップ内において反転される。第２の部材（６０）の延在部（３５９、３６０）を有する二次コレクタ（３５７、３５８）によって集められた干渉磁束は、干渉場の初めの向きと同じ方向を、エアギャップ内において向いている。したがって、エアギャップ内における干渉場の２つの対向する循環の方向は、測定エアギャップ内において、この場を最小化するか、または打ち消し合いさえすることに役立つ。

【0051】

同様に、そして対称的に、一次コレクション表面（３５０）、および、場合によっては第２のコレクション部材（６０）の延伸部（３５３、３５４）によって集められた干渉磁束は、主要なコレクション表面における干渉場の初めの向きに対して、第２のコレクション表面に与えられる反転形状によって、エアギャップ内において反転される。第１のコレクション部材（５０）の二次コレクタ（３１３）によって集められた干渉磁束は、干渉場の初めの向きと同じ方向を、エアギャップ内において向いている。したがって、エアギャップ内における干渉場の２つの対向する循環の方向は、測定エアギャップ内において、この場を最小化するか、または打ち消し合いさえすることに役立つ。

【0052】

一次コレクションゾーン（３１１）のコレクション表面、および場合によっては延伸部（３１２）のコレクション表面の総和は、二次コレクションゾーン（３５７、３５８）のコレクション表面と等しくないが、これはちょうど、一次コレクションゾーン（３５１）のコレクション表面、および場合によっては延伸部（３５３、３５４）のコレクション表面の総和が、追加のコレクションゾーン（３１３）のコレクション表面と等しくないのと同様であり、エアギャップにおける外部の干渉場を完全には打ち消さないという結果となる。それにもかかわらず、この解決策は、測定された干渉場の成分を最小化するために、依然として有効である。これらの表面を等しくすることを目的として、例えば、二次コレクションゾーンの幅を容易に調整することが可能である。以下に説明する変形実施形態は、一次および二次コレクション表面を等しくしようとする手段を示すことによって、性能を改善する。

【0053】

〔他の実施形態の説明〕
図２Ａおよび図２Ｂは、２つの二次コレクションゾーン（３３３、３６３）の追加により、上述の第１の実施例とは異なっている、変形実施形態の斜視図を示す。

【0054】

第１の二次コレクションゾーン（３３３）は、この実施例では、角度方向セクタ（３１０）の平面に対して平行な平面内に配置された、軟質強磁性材料の矩形シートによって形成され、二次コレクションゾーン（３１３）によってそれに磁気的に結合されており、その前端部がエアギャップの一方の極を定めている。エアギャップの仮想的な横断中央平面（Ｐ）は、この第１の二次コレクションゾーン（３３３）と角度方向セクタ（３１０）との間に位置する。

【0055】

この第１の二次コレクションゾーン（３３３）の表面は、一次コレクションゾーン（３５１）の表面、および延伸部（３５３、３５４）の表面にほぼ等しい。実際、外部の干渉場と比較して、一次コレクションゾーン（３５１）および延伸部（３５３、３５４）は、ここでは上から下へと向く方向に外部の場を集めて、プローブ（３０１、３０２）にもたらすのに役立ち、一方、二次コレクションゾーン（３３３）は、下から上へと向く方向に外部の磁場を集めて、プローブ（３０１、３０２）にもたらす。したがって、前記ゾーン（３５１、３５３、３５４および３３３）を等しくすることは、記載の循環（回路）の方向の両方に等しい磁束を集めることによって、外部の干渉磁場成分を最小化することを可能にする。

【0056】

第２の二次コレクションゾーン（３６３）は、この実施例では、一次コレクションゾーン（３５１）の平面に対して平行な平面内に配置された軟質強磁性材料の矩形シートによって形成され、平坦な延在部（３５９、３６０）を介してそれに磁気的に結合されており、その前端部の各々がエアギャップの他方の面を定めている。エアギャップの仮想的な横断中央平面（Ｐ）は、この第２の二次コレクションゾーン（３６３）と一次コレクションゾーン（３５１）との間に位置する。

【0057】

この二次コレクションゾーン（３６３）の表面、および二次コレクションゾーン（３５７、３５８）の表面は、一次コレクションゾーン（３１１、３１２）の表面、および二次コレクションゾーン（３１３）の表面にほぼ等しい。実際、外部の干渉場と比較して、一次コレクションゾーン（３１１）、延伸部（３１２）および二次コレクションゾーン（３３３）は、ここでは下から上へと向く方向に外部の場を集めて、プローブ（３０１、３０２）にもたらすのに役立ち、一方、二次コレクションゾーン（３６３）および二次コレクションゾーン（３５７、３５８）は、上から下への方向に外部の磁場をプローブ（３０１、３０２）にもたらす。したがって、前記ゾーン（３６３、３５７、３５８および３１０、３１２）を等しくすることは、外部の干渉磁場成分を最小化することを可能にする。

【0058】

図３は、代替実施形態の斜視図を示すが、これは、センサの直径をよりコンパクトにさせるために、一次コレクションゾーン（３１１、３５１）に張り出すように２つの二次コレクションゾーン（３３３、３６３）を配置する点において、図２Ａおよび図２Ｂの実施形態と異なっている。

【0059】

第１の二次コレクションゾーン（３３３）は、この実施例では、一次コレクションゾーン（３５０）の真上に配置され、かつ一次コレクションゾーン（３１１）の平面に対して平行な平面内に位置する軟質強磁性材料で作られたシートによって形成され、二次コレクションゾーン（３１３）を介してそれに磁気的に結合されており、その前端部がエアギャップの一方の極を定めている。エアギャップの中央平面（図示せず）は、この第１の二次コレクションゾーン（３３３）と一次コレクションゾーン（３１１）との間に位置する。

【0060】

第２の二次コレクションゾーン（３６３）は、この実施例では、一次コレクションゾーン（３１１）に沿って配置され、かつ一次コレクションゾーン（３５１）の平面に対して平行な平面内に位置する軟質強磁性材料のシートによって形成され、平坦な延在部（３５９、３６０）を通じてそれに磁気的に結合されており、その前端部の各々がエアギャップの他方の極を定めている。エアギャップの中央平面（図示せず）は、この第１の二次コレクションゾーン（３６３）と一次コレクションゾーン（３５１）との間に位置する。

【0061】

図４は、本発明によるセンサの第４の実施形態を示す。図１Ａおよび図１Ｂに示す実施形態と比較して、二次コレクションゾーン（３５７、３５８）、すなわち角度方向コレクションゾーン（３５０）の延伸部は、２つの二次コレクションゾーン（３６５、３６６）を形成する強磁性シートによって相互接続され、二次コレクションゾーン（３１６、３１７）、すなわち角度方向コレクションセクタ（３１０）の延伸部は、２つの二次コレクションゾーン（３７５、３７６）を形成する強磁性シートによって相互接続されている。この実施形態は特に、図１Ａおよび１Ｂの実施形態と比較して、二次コレクションゾーン全体の表面積を増大させ、かつ情報の冗長性を生み出すために、第３の感磁プローブ（３０３）を配置することを可能にする。プローブ（３０１、３０２、３０３）におけるエアギャップの複数の横断中央平面（図示せず）は、一方では一次コレクションゾーン（３１１、３５１）、他方では二次コレクションゾーン（３５７、３５８、３６５、３６６、３７５、３７６）の間に位置している。当該複数の中央平面はこのことが必須ではないものの、好ましくは同一平面上にあり、起こり得る生産上の理由により、平面は互いに対して軸方向にずれることができる。同様に、一方では二次コレクションゾーン（３６５、３６６）を、他方では二次コレクションゾーン（３７５、３７６）を作り出す強磁性シートは、このことが本発明に必須ではないものの、好ましくはそれぞれコレクタ（５０、６０）の一体部分である。実際、それらは別個の取り付けられたシートであり得る。

【0062】

図５は、図２Ａおよび図２Ｂに示されたものと類似の変形実施形態であるが、二次コレクションゾーン（３３３、３６３）が、それぞれコレクション部材（５０、６０）の一体部分のシートであるという点において、および、前記二次コレクションゾーン（３３３、３６３）の全体的な形状が、異なるコレクション表面を生み出す図２Ａおよび図２Ｂに示されたものとは異なるものであるという点において、相異がある。この最後の特徴は、これらの二次コレクションゾーン（３３３、３６３）を定めるため、本発明によって許容される自由を示している。

【0063】

図６は、一次コレクションゾーン（３１１）に、図５に示された変形例と同様の方法で、二次コレクションゾーン（３３３）が延在する変形実施形態を示す。しかしながら、一次コレクションゾーン（３５１）には、前記二次コレクションゾーン（３５７、３５８）のコレクション表面を増大させることができるように、オルソラジアル方向に開く２つの二次コレクションゾーン（３５７、３５８）が延在する。

【0064】

図７は、一次コレクションゾーン（３１１）に、２つの二次コレクションゾーン（３１３Ａ、３１３Ｂ）を定める２つの延伸部（３１２Ａ、３１２Ｂ）がここでは延在するという点を除いて、図１Ａおよび図１Ｂに示されたものと類似の変形実施形態を示す。

【0065】

図８Ａおよび８Ｂにおいて、使用される２つのプローブ（３００、３０１）は、同一の半径上に配置されており、第２のプローブ（３０１）は、複数の磁石の第１のプローブ（３００）よりも半径方向に遠く離れている。この目的のために、一次コレクションゾーン（３１１）には、第１のプローブ（３００）の上方において半径方向に延在する二次コレクションゾーン（３５８）が、延伸部（３１２）を越えて延在する。

【0066】

図９は、示された他の実施形態に対して９０°のプローブの感度の軸を示すように当該プローブが向いた一実施形態を示す。当該感度の軸はオルソラジアル方向であり、センサの回転軸に対して垂直である。この非限定的な実施例では、角度方向セクタ（３１０、３５０）は、軸方向に延在する延伸部（３１２、３５３）を有する。当該延伸部（３１２、３５３）は、オルソラジアル方向を向き、かつプローブ（３００）が中に配置された測定エアギャップを定める、２つの平坦な延在部（３１６、３５９）において終端する。この実施形態では、角度方向セクタ（３１０、３５０）は、磁束の一次コレクションゾーンであるが、一次コレクションゾーンであることは特に意図されていない。実際、この構成において、プローブ（３００）は干渉場のオルソラジアル方向成分に対して感度が高く、角度方向セクタ（３１０、３５０）はそれらのエッジによって干渉磁束を集めることに関与するだけである。

【0067】

干渉磁束を集め、二次コレクションゾーンを形成する２つの平坦な延在部（３１６、３５９）によって集められるものとは反対の方向に当該干渉磁束を測定エアギャップ内にもたらすために、延伸部（３１２、３５３）は一次コレクション表面（３１１、３５１）を有する。

【0068】

図１０は、延伸部（３１２、３５３、３５４）に、末端（終端）が湾曲した二次コレクションゾーン（３１３、３５７、３５８）が続いているという点を除き、図１Ａおよび図１Ｂに示されたものと類似の変形実施形態を示す。二次コレクションゾーン（３５７、３５８）の端部は、下方へ、そして複数の磁石の中心の方へ湾曲する一方、二次コレクションゾーン（３１３）の端部は回転軸に対して平行に延在し、上方に湾曲する。両者は互いに近接する。このバリエーションは、追加の磁束収集（コレクション）の調節（修正）を可能にする。

【0069】

本発明の意味の範囲内において、上記で提示されたさまざまな変形例はほんの数例の実施の仕方にすぎない、ということが理解される。もちろん、本発明の範囲から逸脱することなく、形状、大きさ、および相対的な位置決めの観点において、示されたさまざまな変形例を、少なくとも部分的に組み合わせることによって、さらなる変形例を考えることが可能である。したがって、干渉磁束に関して有用な磁束の反転を有する２つのエアギャップのうちの１つのエアギャップのみを有することを考え、次いで、干渉磁束の成分を打ち消すために、２つのプローブによって読み取られる２つのシグナルの代数的な合成を実行することも可能である。この最後のものの変形例を図１１に示す。コレクション部材（５０、６０）の最も右側の延伸部（３１２、３５４）は、従来技術の延伸部と同一であり、磁束の反転は、上述の教示にしたがい、最も左側に位置する延伸部からのみ起こる。

【0070】

図１２は、本発明により定められるような位置センサと絶対位置検出装置との結合を示す。この非限定的な実施例では、図１Ａ、図１Ｂにおいて定められるような位置センサは、文献ＷＯ２０１２０８４２８８に記載されたものに類似の装置と結合している。後者の装置は、磁気的なバーニア（vernier）による測定原理を用いて、ステアリングコラムの複数回転にわたって、その絶対位置を決定するためのものである。バーニア型装置は特に、ティース付きメインホイール（１０００）を備え、好ましくは、着磁構造体（１００）に固定される。したがって、ステアリングコラムの回転は、メインホイール（１０００）の回転を引き起こし、それは次いで、着磁遊星ホイール（１００１、１００２）の回転を引き起こし、それは感磁プローブ（１００３、１００４）におけるシグナルの発生をもたらす。このように、ステアリングコラムの複数回転にわたってステアリングコラムの絶対角度方向位置を得ることが可能である。

【0071】

もちろん、任意の絶対位置検出装置とともに、本発明による位置センサの任意の変形例を使用することが想定でき、図１２のこの実施例は、その実施形態においていかなる点でも限定的なものではない。

【0072】

図１３は、コレクション部材のうちの１つだけがプローブ（３００、３０１）の横断平面（図示せず）と交わる実施形態を示す。実際、部材（６０）および一次コレクションゾーン（３５１）の延伸部（３５３、３５４）のみが、この平面と交わり、部材（５０）および一次コレクションゾーン（３１１）の延伸部（３１２）は、前記一次コレクションゾーン（３１１）と同一平面上にある。

【0073】

図１４Ａは、一次コレクションゾーン（３１１、３５１）と二次コレクションゾーン（３１３、３６３）との間の機械的および磁気的接続の実施形態を示す。この実施形態では、この接続が、延伸部（３１２、３５３）のエリアにおける相補的な櫛形状（３１２１、３１２２；３５３１、３５３２）の協働により、確実にされる。かかるアセンブリは、いわゆる軸方向の「積み重ね（stacking）」法を用いて、コレクタアセンブリを取り付けることを可能にする。

【0074】

図１４Ｂは、一次コレクションゾーン（３１１、３５１）と二次コレクションゾーン（３１３、３６３）との間の機械的および磁気的接続の代替実施形態を示す。この実施形態では、二次コレクションゾーン（３１３、３６３）はその端部に、クリッピングによる接続を達成するために、延伸部（３１２、３５３）の平坦な端部（３１２１、３５３２）と協働するＵ字形の曲がり部分（３１２２、３１５１）を有する。かかるアセンブリは、追加のコレクタが半径方向の移動によって取り付けられることを可能にする。

【0075】

図１４Ｃは、一次コレクションゾーン（３１１、３５１）と二次コレクションゾーン（３１３、３６３）との間の機械的および磁気的接続の代替実施形態を示す。この実施形態では、二次コレクションゾーン（３１３、３６３）はその端部に、クリッピングによる接続を達成するために、延伸部（３１２、３５３）の平坦な端部（３１２１、３５３２）と協働するＵ字形の曲がり部分（３１２２、３１５１）を有する。この実施形態は、Ｕ字形の曲がり部分が軸方向を向いている点において、図１４Ｂに示された先の実施形態と異なっている。かかるアセンブリは、いわゆる軸方向の「積み重ね」法を用いて、コレクタアセンブリを取り付けることを可能にする。

【0076】

図１４Ｄは、一次コレクションゾーン（３１１、３５１）と二次コレクションゾーン（３１３、３６３）との間の機械的および磁気的接続の代替実施形態を示す。この変形例では、一次および二次コレクションゾーンは、延伸部（３１２、３５３）においてシートを曲げることによって、単一部品として製造される。この場合には、コレクタ間における磁気的および機械的接続が理想的である。

【0077】

図１４Ｅは、一次コレクションゾーン（３１１、３５１）と二次コレクションゾーン（３１３、３６３）との間の機械的および磁気的接続の代替実施形態を示す。この実施形態では、二次コレクションゾーン（３１３、３６３）は延伸部（３１２、３５３）の平坦な端部（３１２１、３５３２）と協働する平坦な端部（３１２２、３１５１）を有し、コレクタ間の接続は接触表面における溶接によって確実にされる。この変形例では、追加のコレクタが、測定エアギャップにおいて主要コレクタ上に重ねられる。

【0078】

図１５は、軸方向に直交する平面に沿った断面図を示す。この図は、着磁磁気ロータ構造体（１００）から来る磁束（１１１）の経路と、一次（３１０）および二次（３６３）コレクションゾーンによってそれぞれ集められた干渉磁束（１１１、１１２）の経路と、を描写している。この図は、プローブ（３０１）を通過する干渉場（１１１、１１２）の対照を際立たせており、それは前記プローブ（３０１）における２つの磁束コレクション部材（５０、６０）の機械的結合による。プローブによって感知される干渉場の打ち消しは、一次（３１０）および二次（３６３）コレクションゾーンの寸法決めによって達成される。

【図面の簡単な説明】

【0079】

【図1A】本発明による角度センサの第１の実施形態の２つの斜視図を示す。

【図1B】本発明による角度センサの第１の実施形態の２つの斜視図を示す。

【図2A】本発明による角度センサの第２の実施形態の２つの斜視図を示す。

【図2B】本発明による角度センサの第２の実施形態の２つの斜視図を示す。

【図3】本発明による角度センサの第３の実施形態の斜視図を示す。

【図4】本発明による角度センサの第４の実施形態の斜視図を示す。

【図5】本発明による角度センサの第５の実施形態の斜視図を示す。

【図6】本発明による角度センサの第６の実施形態の斜視図を示す。

【図7】本発明による角度センサの第７の実施形態の斜視図を示す。

【図8A】本発明による角度センサの第８の実施形態の２つの斜視図を示す。

【図8B】本発明による角度センサの第８の実施形態の２つの斜視図を示す。

【図9】本発明による角度センサの第９の実施形態の斜視図を示す。

【図10】本発明による角度センサの第１０の実施形態の斜視図を示す。

【図11】本発明による角度センサの第１１の実施形態の斜視図を示す。

【図12】ステアリングコラムの絶対位置を検出するための装置に結合された、本発明による角度センサの第１２の実施形態の斜視図を示す。

【図13】本発明による角度センサの別の実施形態の斜視図を示す。

【図14A】一次コレクションゾーンと二次コレクションゾーンとの間の機械的および磁気的接続の実施形態の斜視図を示す。

【図14B】一次コレクションゾーンと二次コレクションゾーンとの間の機械的および磁気的接続の実施形態の斜視図を示す。

【図14C】一次コレクションゾーンと二次コレクションゾーンとの間の機械的および磁気的接続の実施形態の斜視図を示す。

【図14D】一次コレクションゾーンと二次コレクションゾーンとの間の機械的および磁気的接続の実施形態の斜視図を示す。

【図14E】一次コレクションゾーンと二次コレクションゾーンとの間の機械的および磁気的接続の実施形態の斜視図を示す。

【図15】軸方向に直交する平面に沿った断面図を示す。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【図14E】

【図15】