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公開番号2024148776
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023062206
出願日2023-04-06
発明の名称位置検出装置
出願人株式会社プロテリアル
代理人弁理士法人平田国際特許事務所
主分類G01B 7/00 20060101AFI20241010BHJP(測定;試験)
要約【課題】高い精度でラックシャフトの位置を検出することが可能な位置検出装置を提供する。
【解決手段】軸方向の一部にピニオンギヤ151と噛み合うラック歯部130を有するラックシャフト13の位置を検出するストロークセンサ1は、ラックシャフト13の外周に配置されてラックシャフト13と共に容量性負荷を形成する静電容量部材2と、ラックシャフト13と静電容量部材2との間の静電容量に基づいてラックシャフト13の位置を演算する演算部4とを備える。静電容量部材2は、ラック歯部130の少なくとも一部に対向して配置され、ラックシャフト13の位置に応じて静電容量が変化する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
軸方向の一部にピニオンギヤと噛み合うラック歯部を有するラックシャフトの位置を検出する位置検出装置であって、
前記ラックシャフトの外周に配置されて前記ラックシャフトと共に容量性負荷を形成する静電容量部材と、前記ラックシャフトと前記静電容量部材との間の静電容量に基づいて前記ラックシャフトの位置を演算する演算部とを備え、
前記静電容量部材は、前記ラック歯部の少なくとも一部に対向して配置され、前記ラックシャフトの位置に応じて前記静電容量が変化する、
位置検出装置。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
前記ラック歯部に前記軸方向に沿って所定の間隔で複数のラック歯が形成されており、
前記静電容量部材は、前記ラックシャフトの移動時に前記軸方向における前記複数のラック歯のピッチに応じた周期で前記静電容量が変化するように配置されている、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記静電容量部材は、前記ラック歯部の軸方向一端部の外周を覆うように配置され、
前記軸方向における前記静電容量部材の長さが前記ラックシャフトの移動範囲における一方の移動端から他方の移動端までの距離以上である、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記演算部は、前記ピニオンギヤを回転駆動する電動モータの回転角と前記静電容量とに基づいて前記ラックシャフトの位置を演算する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の位置検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックシャフトの位置を検出する位置検出装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、車両のステアリング装置におけるラックシャフトの位置を検出するための装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載の検出ユニットは、電動パワーステアリング装置のラックシャフトの軸方向の位置を検出するものであり、直流電源と、永久磁石と、永久磁石とラックシャフトとの間に配置された第１乃至第４の磁気抵抗素子からなる素子群と、ラックシャフトの位置を演算する演算部とを備えている。素子群は、第１及び第２の磁気抵抗素が直列接続された直列回路と、第３及び第４の磁気抵抗素が直列接続された直列回路とが並列に接続され、ブリッジ回路を構成している。演算部には、第１の磁気抵抗素子と第２の磁気抵抗素子との間に接続された第１端子の電位、及び第３の磁気抵抗素子と第４の磁気抵抗素子との間に接続された第２端子の電位が入力される。ラックシャフトにおける素子群との対向面には、ラックシャフトの軸方向に対して傾斜した方向に延びる複数の溝が形成されている。
【０００４】
上記のように構成された検出ユニットにおいて、ラックシャフトに噛み合うピニオンギヤシャフトの回転によってラックシャフトが軸方向に移動して第１乃至第４の磁気抵抗素子と複数の溝との相対位置が変化すると、第１乃至第４の磁気抵抗素子の電気抵抗のバランスが変化して、第１端子及び第２端子の電位が変化する。演算部は、この電位の変化に基づいてラックシャフトの位置を演算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開２０２１／２１０１２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された検出ユニットでは、例えば車両の走行に伴う振動等によってラックシャフトが車両前後方向に動いたり中心軸線回りに回動したりすると、第１乃至第４の磁気抵抗素子と複数の溝との相対位置が変化し、ラックシャフトの検出位置に誤差が発生してしまう。そこで、本発明は、高い精度でラックシャフトの位置を検出することが可能な位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、軸方向の一部にピニオンギヤと噛み合うラック歯部を有するラックシャフトの位置を検出する位置検出装置であって、前記ラックシャフトの外周に配置されて前記ラックシャフトと共に容量性負荷を形成する静電容量部材と、前記ラックシャフトと前記静電容量部材との間の静電容量に基づいて前記ラックシャフトの位置を演算する演算部とを備え、前記静電容量部材は、前記ラック歯部の少なくとも一部に対向して配置され、前記ラックシャフトの位置に応じて前記静電容量が変化する、位置検出装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る位置検出装置によれば、高い精度でラックシャフトの位置を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置としてのストロークセンサを備えたステアバイワイヤ式のステアリング装置が搭載された車両の模式図である。
ラックシャフトの一部及び静電容量部材を示す斜視図である。
複数のラック歯の歯筋及びラックシャフトの軸方向に対して垂直な方向から見たラックシャフト及び静電容量部材を示す構成図である。
図３のＡ－Ａ線におけるラックシャフトの断面を、静電容量部材、ハウジング、及び保持部材と共に示す断面図である。
（ａ）及び（ｂ）は、複数のラック歯の歯筋方向から見たラック歯部を、中心軸線に沿った断面における静電容量部材と共に示す説明図である。
（ａ）は、ラックシャフトの位置と静電容量との関係の一例を示すグラフである。（ｂ）は、ラックシャフトの位置と静電容量との関係の一例を示すグラフである。
第２の実施の形態の静電容量部材及びラックシャフトの一部を示す斜視図である。
複数のラック歯の歯筋及びラックシャフトの軸方向に対して垂直な方向から見たラックシャフト及び静電容量部材を示す構成図である。
ラックシャフトの位置と静電容量部材との関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置としてのストロークセンサ１を備えたステアバイワイヤ式のステアリング装置１０が搭載された車両の模式図である。この図１では、ステアリング装置１０を車両前後方向の後方側から見た状態を示しており、図面右側が車幅方向の右側にあたり、図面左側が車幅方向の左側にあたる。
（【００１１】以降は省略されています）

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