扭矩傳感器及使用該扭矩傳感器的動力轉(zhuǎn)向裝置制造方法
【專利摘要】一種扭矩傳感器，即使在磁性部件和磁軛部件的相對軸向位置變化的情況下，也能夠進(jìn)行合適的扭矩檢測。該扭矩傳感器檢測在通過扭桿（2）可相對旋轉(zhuǎn)地連接的輸入軸（1）和第一輸出軸（3）之間產(chǎn)生的扭矩，其包括：磁性部件（20），其與第一輸出軸可一體旋轉(zhuǎn)地設(shè)置且在周向上交替地配置有不同的磁極；第一、第二磁軛部件（31、32），其與輸入軸（1）可一體旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，且由配置于所述兩軸（1、3）的旋轉(zhuǎn)軸Z的一端側(cè)的第一、第二爪部（41、42）及配置于另一端側(cè)的第一、第二圓環(huán)部（43、44）構(gòu)成；磁力計（60），其收納配置于所述兩圓環(huán)部之間，檢測在通過該兩圓環(huán)部的磁性部件中產(chǎn)生的磁通量；其中，所述兩爪部在同一圓周上與磁性部件對置。
【專利說明】扭矩傳感器及使用該扭矩傳感器的動力轉(zhuǎn)向裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如適用于車輛的動力轉(zhuǎn)向裝置且用來檢測駕駛員的轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器及使用該扭矩傳感器的動力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，作為適用于汽車的動力轉(zhuǎn)向裝置的現(xiàn)有扭矩傳感器，以下專利文獻(xiàn)I記載的扭矩傳感器是公知的。
[0003]大致說明如下。該扭矩傳感器具備:磁性部件，其與由經(jīng)由扭桿可相對旋轉(zhuǎn)地連接的兩個軸部件構(gòu)成的轉(zhuǎn)向軸中的一個軸部件的外周結(jié)合，在周向上具有多個磁極；第一、第二磁軛部件，其為由在所述兩個軸中的另一個軸部件的外周上經(jīng)由規(guī)定的支架被連接的軟磁性體構(gòu)成的一對環(huán)狀部件，具有分別向徑向內(nèi)側(cè)延伸的多個爪部，被配置成在軸向上相互對置；一對第一、第二集磁部件，其在這些各磁軛部件的周向的一部分范圍內(nèi)，以在該磁軛部件之間(在軸向上)相互對置的姿態(tài)被設(shè)置，以在兩者之間產(chǎn)生磁場；磁力計，其收納配置在形成于這些兩集磁部件之間的氣隙內(nèi)，用于檢測通過該集磁部件之間的磁通量；該扭矩傳感器根據(jù)由磁力計檢測到的磁通量(磁通密度)的變化，檢測向轉(zhuǎn)向軸輸入的扭矩。
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2004 - 309463號公報
[0006]但是，所述現(xiàn)有扭矩傳感器構(gòu)成為各磁軛部件的爪部彼此配置于不同的軸向位置，因此，在磁性部件和磁軛部件的相對軸向位置變化的情況下，在該兩者之間的氣隙中產(chǎn)生差異。該結(jié)果是，扭矩傳感器的輸出特性大幅變化，有可能不能進(jìn)行合適的扭矩檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是鑒于該技術(shù)課題而提出的，其提供一種扭矩傳感器，即使在磁性部件和磁軛部件的相對軸向位置變化的情況下，也能夠進(jìn)行合適的扭矩檢測。
[0008]本發(fā)明提供一種扭矩傳感器，其特征在于，具備:磁性部件，其在該第一軸部件上被設(shè)置為與由通過扭桿被連接的第一軸部件及第二軸部件構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)部件中的所述第一軸部件一體旋轉(zhuǎn)，并且在所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上沿周向交替地配置有不同的磁極；第一磁軛部件，其由磁性材料構(gòu)成，具有多個第一爪部和將各該第一爪部彼此連接的第一圓環(huán)部，在該第二軸部件上被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個該第一爪部被配置為在所述旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上且在該旋轉(zhuǎn)軸的徑向上與所述磁性部件對置；第二磁軛部件，其由磁性材料構(gòu)成，具有多個第二爪部和第二圓環(huán)部，在該第二軸部件上被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個該第二爪部被配置為在所述旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上且在各所述第一爪部的周向之間交替地排列，并且在該旋轉(zhuǎn)軸的徑向上與所述磁性部件對置，該第二圓環(huán)部被配置為與所述第一圓環(huán)部分開對置且將各所述第二爪部彼此連接；磁力計，其具有檢測所述第一圓環(huán)部和所述第二圓環(huán)部間的磁場變化的霍爾元件，該磁場隨著因所述扭桿的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的所述第一爪部及第二爪部與所述磁性部件的相對角度的變化而變化。[0009]需要說明的是，對所述第一爪部及第二爪部而言，除如上所述那樣兩者構(gòu)成為在同一圓周上排列的結(jié)構(gòu)以外，也可以構(gòu)成為以使各所述第二爪部向與所述磁性部件接近的一側(cè)偏離的姿態(tài)在各所述第一爪部的周向之間交替地排列。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，由于第一爪部和第二爪部構(gòu)成為在同一圓周上與磁性部件對置，因此，即使在磁性部件和磁軛部件的相對軸向位置變化的情況下，也能夠進(jìn)行合適的扭矩檢測。
[0011]而且，如上所述，通過使配置于第一磁軛部件的徑向外側(cè)的第二磁軛部件的第二爪部相對于磁性部件相對接近配置，能夠調(diào)節(jié)第一磁軛部件的磁阻和由于配置在該第一磁軛部件的徑向外側(cè)而相應(yīng)地增大的第二磁軛部件的磁阻。由此，謀求各磁軛部件接受的磁場特性的均勻化，有利于提高扭矩傳感器的檢測精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是表示本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0013]圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的扭矩傳感器等的圖，是圖1所示的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)附近)的縱剖面圖；
[0014]圖3是圖2所示的扭矩傳感器的立體圖；
[0015]圖4是圖3所示的扭矩傳感器的分解立體圖；
[0016]圖5是沿圖2的A —A線的剖面圖；
[0017]圖6是圖5所示的扭矩傳感器附近的主要部分放大圖；
[0018]圖7是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向軸的旋轉(zhuǎn)角-磁力計的輸出變動的關(guān)系的曲線圖；
[0019]圖8是表不本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁軛部件和永久磁鐵在軸向上的位置偏移-磁力計的輸出變動的關(guān)系的曲線圖；
[0020]圖9是表不本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁軛部件和永久磁鐵在軸向上的位置偏移-磁力計的輸出變動的關(guān)系的曲線圖；
[0021]圖10是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的第一變形例的扭矩傳感器等的圖，是與圖6相當(dāng)?shù)膱D；
[0022]圖11是表示所述第一變形例的磁軛部件和永久磁鐵的相對角度-磁力計輸出的關(guān)系的曲線圖；
[0023]圖12是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的第二變形例的扭矩傳感器等的圖，(a)是與圖2的A — A線剖面相當(dāng)?shù)呐ぞ貍鞲衅鞯臋M剖面圖，(b)是沿該圖(a)的B — B線的剖面圖；
[0024]圖13是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的扭矩傳感器等的圖，是圖1所示的扭矩傳感器的立體圖；
[0025]圖14是所述第二實(shí)施方式的圖，是圖13所示的扭矩傳感器的分解立體圖；
[0026]圖15是所述第二實(shí)施方式的圖，(a)是與圖2的A — A線剖面相當(dāng)?shù)呐ぞ貍鞲衅鞯臋M剖面圖，(b)是沿該圖(a)的C 一 C線的剖面圖；
[0027]圖16是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的扭矩傳感器等的圖，是圖1所示的扭矩傳感器的立體圖；
[0028]圖17是所述第三實(shí)施方式的圖，是圖16所示的扭矩傳感器的分解立體圖；[0029]圖18是所述第三實(shí)施方式的圖，(a)是與圖2的A — A線剖面相當(dāng)?shù)呐ぞ貍鞲衅鞯臋M剖面圖，(b)是沿該圖(a)的D — D線的剖面圖。
[0030]符號說明
[0031]I 輸入軸(第一軸部件)
[0032]2 扭桿
[0033]3 第一輸出軸(第二軸部件)
[0034]20磁性部件
[0035]31第一磁軛部件
[0036]32第二磁軛部件
[0037]41第一爪部
[0038]42第二爪部
[0039]43第一圓環(huán)部
[0040]44第二圓環(huán)部
[0041]60磁力計
[0042]TS扭矩傳感器
[0043]Z 旋轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸)
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的扭矩傳感器及使用該扭矩傳感器的動力轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)施方式等。在下述的實(shí)施方式等中，以將該扭矩傳感器等應(yīng)用于汽車的齒輪齒條式電動動力轉(zhuǎn)向裝置為例進(jìn)行說明。
[0045]圖1?圖9表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的扭矩傳感器等，如圖1所示，作為該扭矩傳感器的適用對象的電動動力轉(zhuǎn)向裝置構(gòu)成為，由一端側(cè)與方向盤SW連接的輸入軸I (相當(dāng)于本發(fā)明的第二軸部件)和一端側(cè)與所述輸入軸I經(jīng)由扭桿2可相對旋轉(zhuǎn)地連接的第一輸出軸3 (相當(dāng)于本發(fā)明的第一軸部件)構(gòu)成的轉(zhuǎn)向軸，經(jīng)由設(shè)于車寬方向一側(cè)的第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)RPl與未圖示的轉(zhuǎn)向輪連接，并且，與基于配置在所述轉(zhuǎn)向軸外周的扭矩傳感器TS的輸出信號由ECU4驅(qū)動控制的電動機(jī)M，經(jīng)由蝸輪蝸桿副等規(guī)定的減速機(jī)構(gòu)5連接的第二輸出軸6，經(jīng)由設(shè)于車寬方向另一側(cè)的第二齒輪齒條機(jī)構(gòu)RP2與所述未圖示的轉(zhuǎn)向輪連接。
[0046]在此,所述第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)RPl由設(shè)于第一輸出軸3的另一端側(cè)的小齒輪3a和在各端經(jīng)由轉(zhuǎn)向橫拉桿7、7分別與所述轉(zhuǎn)向輪連接的齒條桿8的一端側(cè)設(shè)置的未圖示的第一齒條構(gòu)成，第二齒輪齒條機(jī)構(gòu)RP2由與第二輸出軸6的前端部連接的第二小齒輪6a和在所述齒條桿8的另一端側(cè)設(shè)置的未圖示的第二齒條構(gòu)成。
[0047]根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，扭桿2基于自方向盤SW輸入到輸入軸I的轉(zhuǎn)向扭矩而扭轉(zhuǎn)變形，基于在伴隨該扭轉(zhuǎn)變形而該扭桿2復(fù)原時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的第一輸出軸3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，經(jīng)由所述第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)RPl轉(zhuǎn)換為齒條桿8的直線運(yùn)動，并且，基于根據(jù)所述轉(zhuǎn)向扭矩產(chǎn)生于電動機(jī)M的轉(zhuǎn)向輔助扭矩進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的第二輸出軸6的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，經(jīng)由所述第二齒輪齒條機(jī)構(gòu)RP2轉(zhuǎn)換為齒條桿8的直線運(yùn)動，由此獲得所述電動機(jī)M的轉(zhuǎn)向輔助，同時所述轉(zhuǎn)向輪的方向被變更。
[0048]特別是如圖2所示，所述轉(zhuǎn)向軸構(gòu)成為輸入軸I的另一端側(cè)和第二輸出軸3的整體被收納于收納所述第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)RPl的第一齒輪外殼10內(nèi)部，該第一齒輪外殼10為用多個配置在周向上的螺栓9緊固的一對外殼構(gòu)成部件構(gòu)成，該一對外殼構(gòu)成部件為收納第一輸出軸3整體的大致圓筒狀的外殼主體11和以閉塞該外殼主體11的上端部即一端側(cè)開口部的方式設(shè)置的外殼罩12。
[0049]所述外殼主體11構(gòu)成為一端側(cè)為擴(kuò)徑成臺階狀的大徑部Ila而另一端側(cè)為比第二輸出軸3的外徑大若干程度的直徑比較小的小徑部11b，在將收納于所述大徑部Ila內(nèi)的輸入軸I的另一端部和第二輸出軸3的一端部對合而成的兩軸1、3的連接部的外周區(qū)域配置有所述扭矩傳感器TS。另外，在所述外殼主體11的小徑部Ilb的兩端部配置有一對軸承BR1、BR2，由該一對軸承BR1、BR2旋轉(zhuǎn)自如地支承第二輸出軸3。另一方面，在外殼罩12上，在形成于軸向中間部的中間細(xì)部12a的內(nèi)周配置有軸承BR3，由該軸承BR3旋轉(zhuǎn)自如地支承輸入軸I。
[0050]如圖2?圖6所示，所述扭矩傳感器TS構(gòu)成為大致圓筒狀，其主要包括:磁性部件
20,其通過安裝固定于第一輸出軸3的一端部外周而與該第一輸出軸3可一體旋轉(zhuǎn)；一對第一、第二磁軛部件31、32，其均由軟磁性體構(gòu)成為大致圓筒狀，通過均被安裝固定于輸入軸I的另一端部外周而與該輸入軸I可一體旋轉(zhuǎn)，一端側(cè)(圖6中的下端部側(cè))在所述磁性部件20的徑向上與該磁性部件20對置且相互分離(不直接連接)；形成為大致圓環(huán)狀的一對第一、第二集磁環(huán)51、52，其在這些磁軛部件31、32的另一端側(cè)(圖6中的上端部側(cè))被收納配置于形成在該兩磁軛部件31、32之間的徑向間隙Cl，將向該兩磁軛部件31、32的另一端側(cè)泄漏的所述磁性部件20產(chǎn)生的磁場(磁通量)聚集在規(guī)定的范圍；一對磁力計60、60，其隔著規(guī)定的間隙即氣隙C2收納配置在這兩個集磁環(huán)51、52之間，檢測通過該兩集磁環(huán)51、52之間的所述磁通量。
[0051]所述磁性部件20包括:永久磁鐵21，其由磁性材料形成為圓環(huán)狀，沿周向交替配置有多個(在本實(shí)施方式中各八極，共十六極)不同的磁極(N極、S極);套筒23，其由規(guī)定的金屬材料形成為大致圓筒狀，一端側(cè)經(jīng)由用規(guī)定的樹脂材料構(gòu)成的絕緣部22與所述永久磁鐵21的內(nèi)周部連結(jié)為絕緣狀態(tài)；這些永久磁鐵21和套筒2均由所述樹脂材料一體地模型成型，將在第一輸出軸3的一端部外周擴(kuò)徑形成為臺階狀的大徑部3b上外嵌的套筒23的前端，沿周向進(jìn)行激光焊接，由此經(jīng)由該套筒23固定于第一輸出軸3的外周。
[0052]所述第一磁軛部件31由多個第一爪部41和第一圓環(huán)部43構(gòu)成，該多個第一爪部形成為一端側(cè)直徑比較大而另一端側(cè)直徑比較小的縱剖面為曲柄狀的形狀，在一端側(cè)向徑向外側(cè)擴(kuò)徑而縱剖面大致呈倒L形，且在磁性部件20的外周區(qū)域，以隔開規(guī)定的周向間隔的方式在所述轉(zhuǎn)向軸(旋轉(zhuǎn)軸Z)的同心圓上排列；該第一圓環(huán)部43在另一端側(cè)沿所述旋轉(zhuǎn)軸
[0053]Z的周向形成為連續(xù)的圓環(huán)狀，通過與各所述第一爪部41的基部連接而將各該第一爪部41彼此相互連接。
[0054]所述第二磁軛部件32由多個第二爪部42和第二圓環(huán)部44構(gòu)成，該多個第二爪部42形成為一端側(cè)直徑比較小而另一端側(cè)直徑比較大的縱剖面為曲柄狀的形狀，在一端側(cè)向徑向內(nèi)側(cè)縮徑而縱剖面大致呈倒L形，且在磁性部件20的外周區(qū)域，以隔開規(guī)定的周向間隔的方式形成為在所述旋轉(zhuǎn)軸Z的同心圓上且在各所述第一爪部41的周向之間，與各該第一爪部41在同一圓周上交替地排列；第二圓環(huán)部44在另一端側(cè)沿所述旋轉(zhuǎn)軸Z的周向形成為連續(xù)的圓環(huán)狀，通過與各所述第二爪部42的基部連接而將各該第二爪部42彼此相互連接。
[0055]而且，對該第一磁軛部件31和第二磁軛部件32而言，鄰接的各所述爪部41、42彼此經(jīng)由由與所述磁性部件20同樣的樹脂材料構(gòu)成的絕緣部33相連接，并且，經(jīng)由該絕緣部33在第一圓環(huán)部43的內(nèi)周側(cè)連接有由規(guī)定的金屬材料形成為大致圓筒狀的套筒34，經(jīng)由該套筒34固定于輸入軸I的外周，使得各所述第一爪部41和各所述第二爪部42在同一圓周上交替地整齊排列，并且，在第一圓環(huán)部43的外周側(cè)以分開對置的方式配置有第二圓環(huán)部44。作為這時的具體的固定方法，與所述磁性部件20同樣，通過將于在輸入軸I的另一端部外周擴(kuò)徑形成為臺階狀的大徑部Ia上外嵌的套筒34的前端，沿周向進(jìn)行激光焊接，經(jīng)由所述套筒34固定于第一輸出軸3的外周。
[0056]另外，所述第一、第二爪部41、42由第一、第二軸向延伸部41a、42a和第一、第二徑向延伸部41b、42b構(gòu)成，該第一、第二軸向延伸部41a、42a分別沿所述旋轉(zhuǎn)軸Z的軸向延伸且在徑向上與永久磁鐵21對置，該第一、第二徑向延伸部41b、42b從各該軸向延伸部41a、42a以曲折的方式沿所述旋轉(zhuǎn)軸Z的徑向延伸。而且，所述兩軸向延伸部41a、42a設(shè)定為至少比永久磁鐵21的軸向長度LI長的軸向長度L2，由該兩軸向延伸部41a、42a從徑向外側(cè)完全地包圍永久磁鐵21。
[0057]另外，所述第一、第二爪部41、42構(gòu)成為，對與永久磁鐵21之間的氣隙而言，相對于各所述徑向延伸部41b，42b和永久磁鐵21的軸向離開量C3，各所述軸向延伸部41a、42a和永久磁鐵21的徑向離開量即氣隙C4足夠小。
[0058]所述第一、第二集磁環(huán)51、52均構(gòu)成為周向有端的圓弧狀,且以超過180度的周向范圍包圍所述旋轉(zhuǎn)軸Z，并且，將第一集磁環(huán)51設(shè)在內(nèi)周側(cè)，而將第二集磁環(huán)52設(shè)在外周偵牝使該兩集磁環(huán)51，52在徑向上彼此重合，所述一對磁力計60、60收納配置于由對置而形成在周向的一部分的后述的第一、第二平坦部51a、52a形成的徑向間隙C5內(nèi)。
[0059]即，所述第一集磁環(huán)51形成為包圍320度左右的周向大范圍的大致圓環(huán)狀，并且，在沿周向被切斷而成的第一缺口部51b的相反側(cè)(成為點(diǎn)對稱的位置)設(shè)置有第一平坦部51a，該第一平坦部51a向徑向外側(cè)突出而形成為該位置的規(guī)定的周向范圍的橫截面大致呈矩形狀，另一方面，所述第二集磁環(huán)52形成為包圍比所述第一集磁環(huán)51窄的290度左右的周向范圍的大致圓環(huán)狀，并且，在沿周向被切斷而成的第二缺口部52b的相反側(cè)(成為點(diǎn)對稱的位置)設(shè)置有第二平坦部52a，該第二平坦部52a向徑向內(nèi)側(cè)擠壓而形成為使該位置的規(guī)定的周向范圍呈平坦?fàn)睢?br> [0060]在此，如上所述，第一、第二集磁環(huán)51、52彼此形成為，配置于內(nèi)周側(cè)的第一集磁環(huán)51的第一缺口部51b的周向范圍變窄，而配置于外周側(cè)的第二集磁環(huán)52的第二缺口部52b的周向范圍變寬，從而這兩個集磁環(huán)51、52的周長大致相等，由此該兩集磁環(huán)51、52間的磁阻被均勻化。
[0061 ] 而且，所述第一、第二集磁環(huán)51，52經(jīng)由與所述磁性部件20及所述兩磁軛部件31、32同樣的樹脂材料構(gòu)成的絕緣部53相互連接，并且經(jīng)由所述絕緣部53通過規(guī)定的固定方法(例如螺栓的緊固)被安裝固定于外殼主體11的大徑部11a，使得至少其軸向區(qū)域X的一部分在所述兩圓環(huán)部43、44內(nèi)與該兩圓環(huán)部43、44在徑向上重合。
[0062]這時，所述第一、第二集磁環(huán)51、52構(gòu)成為，對它們分別與各個永久磁鐵21之間的關(guān)系而言，相對于各該集磁環(huán)51、52和各所述圓環(huán)部43、44的徑向離開量即氣隙C6，各該集磁環(huán)51、52和永久磁鐵21的軸向離開量充分大,且相對于各該集磁環(huán)51、52和各所述徑向延伸部41b、42b的軸向離開量C7，所述氣隙C6充分小。
[0063]所述一對磁力計60、60由均收納配置在所述第一、第二集磁環(huán)51、52之間的徑向間隙C5內(nèi)的霍爾IC即檢測部61和連接端子62構(gòu)成，該檢測部61由被收納于該間隙C5內(nèi)部的霍爾元件檢測通過該兩集磁環(huán)51、52 (所述兩平坦部51a、52a)之間的磁場(磁通量)，該連接端子62用于將該檢測部61與配置于所述扭矩傳感器TS上方的控制基板63 (參照圖2)連接。S卩，該磁力計60、60本身分別通過經(jīng)由各所述連接端子62、62與控制基板63連接而被固定，在所述徑向間隙C5內(nèi)，以隔開所述規(guī)定的氣隙C2的方式收納配置在與各所述集磁環(huán)51、52 (各所述平坦部51a、52a)之間。該兩磁力計60、60利用所述霍爾元件的霍爾效果，由各所述檢測部61、61檢測通過所述兩集磁環(huán)51、52間的磁通密度，根據(jù)該磁通密度而變化的來自各所述檢測部61、61的輸出信號用于控制基板63的扭矩運(yùn)算。
[0064]需要說明的是，如圖2所示，所述控制基板63經(jīng)由板對板連接器64與E⑶4(參照圖1)連接，該板對板連接器64通過貫穿形成于外殼主體11的大徑部Ila側(cè)的窗孔Ilc被引入到該外殼主體11內(nèi)。
[0065]下面，基于圖1?圖6對本實(shí)施方式的所述扭矩傳感器TS的作用及與之相伴的效果進(jìn)行說明。
[0066]根據(jù)如上所述構(gòu)成的扭矩傳感器TS，在所述兩軸1、3之間未作用轉(zhuǎn)向扭矩而所述轉(zhuǎn)向軸處于中立狀態(tài)時，永久磁鐵21的各極邊界位于第一、第二爪部41、42的周向正中間位置，該永久磁鐵21對各所述爪部41、42形成的磁阻相等。其結(jié)果是，由于在該永久磁鐵21中產(chǎn)生的磁場不會在第一、第二爪部42之間短路而向各所述圓環(huán)部43、44泄漏，因此，各所述磁力計60、60檢測不到該磁場的磁通量。
[0067]接著,在方向盤SW被轉(zhuǎn)向而對輸入軸I (所述兩軸1、3之間)作用了轉(zhuǎn)向扭矩的情況下，永久磁鐵21的各極邊界向第一、第二爪部41、42的周向一方側(cè)偏離，永久磁鐵21對于各所述爪部41、42產(chǎn)生的磁阻中所述極邊界所偏離的周向一側(cè)的磁阻變大。由此，產(chǎn)生于該永久磁鐵21的磁場向各所述圓環(huán)部43、44泄漏，渡過各該圓環(huán)部43、44流向鄰接的磁極。其結(jié)果是，在各所述集磁環(huán)51、52之間，磁通量從一側(cè)向另一側(cè)通過，各所述磁力計60、60檢測到該磁通密度，基于利用各該磁力計60、60的輸出信號運(yùn)算的轉(zhuǎn)向扭矩，ECU4運(yùn)算電動機(jī)M的轉(zhuǎn)向輔助扭矩。這時，利用通過各所述集磁環(huán)51、52之間的磁通量的方向,轉(zhuǎn)向方向及基于該轉(zhuǎn)向方向被賦予的所述轉(zhuǎn)向輔助扭矩的賦予方向被特定。
[0068]在此，在本實(shí)施方式中，由于相對于各所述集磁環(huán)51、52和各所述徑向延伸部4lb、42b的軸向離開量C7，各所述集磁環(huán)51、52和各所述圓環(huán)部43、44的氣隙C6變得足夠小(成為“C6〈〈C7”的關(guān)系)，因此，能夠抑制所述永久磁鐵21的磁場對各所述集磁環(huán)51、52產(chǎn)生的直接影響。由此，如圖7所示，在本實(shí)施方式的構(gòu)成(相當(dāng)于圖7中的Gl當(dāng))中，與以成為“C6 > C7”的關(guān)系的方式構(gòu)成的情況(相當(dāng)于圖7中的G2)相比，能夠極力抑制因所述磁場的直接影響而產(chǎn)生的輸出變動，能夠提高自各所述圓環(huán)部43、44向各所述集磁環(huán)51、52傳遞的磁通量的檢測精度。
[0069]另外，對于各所述爪部41、42和永久磁鐵21的氣隙的關(guān)系而言，也相對于各所述徑向延伸部41b、42b和永久磁鐵21的軸向離開量C3，各所述軸向延伸部41a、42a和永久磁鐵21的氣隙C4變得足夠小(成為“C3?C4”的關(guān)系)，因此，即使在產(chǎn)生了各所述磁軛部件31,32的軸向上的位置偏移的情況下，也可以抑制所述永久磁鐵21的磁場因基于該位置偏移的磁阻的變化而直接向各所述徑向延伸部41b、42b泄漏的、所謂所述永久磁鐵21的磁場對各該徑向延伸部41b、42b的直接影響。由此，如圖8所示，在成為“C3?C4”關(guān)系的本實(shí)施方式的構(gòu)成(相當(dāng)于7圖中的G3)中，與以成為“C3〈〈C4”關(guān)系的方式構(gòu)成的情況0?當(dāng)于圖7中的G4)相比，也能夠極力抑制因所述磁場的直接影響而產(chǎn)生的輸出變動，可以進(jìn)行與扭桿2的扭轉(zhuǎn)量相應(yīng)的合適的扭矩檢測。
[0070]此外，對于各所述爪部41、42和永久磁鐵的重合量的關(guān)系而言，由于各所述軸向延伸部41a、42a的軸向長度L2比永久磁鐵21的軸向長度LI長(成為“LI < L2”的關(guān)系)，因此，即使該兩者21、41a (42a)的相對軸向位置產(chǎn)生了一些偏移，也能夠維持該兩者21、41a (42a)的規(guī)定重合量，使得該兩者21、41a (42a)的規(guī)定重合量的維持變得容易。由此，如圖9所示，在成為“LI < L2”關(guān)系的本實(shí)施方式的構(gòu)成(相當(dāng)于圖7中的G5)中，與以成為“LI > L2”關(guān)系的方式構(gòu)成的情況(相當(dāng)于圖7中的G6)相比，也能夠有效地抑制該兩者
21、41a (42a)的相對軸向位置變化時的各所述磁力計60、60的輸出特性的變化。
[0071]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的所述動力轉(zhuǎn)向裝置(扭矩傳感器TS)，第一磁軛部件31中第一爪部41的第一軸向延伸部41a和第二磁軛部件41中第二爪部42的第二軸向延伸部42a在所述旋轉(zhuǎn)軸Z的同心圓上與永久磁鐵21對置，因此，即使在永久磁鐵21和所述兩磁軛部件31、32 (所述兩軸向延伸部41a、42a)的相對軸向位置變化的情況下，也不必?fù)?dān)心各所述磁力計60、60的輸出特性因該相對位置變化而變化，能夠用各該磁力計60、60進(jìn)行合適的扭矩檢測。
[0072]另外，所述扭矩傳感器TS構(gòu)成為使所述兩爪部41、42偏向軸向一側(cè)而使所述兩圓環(huán)部43、44偏向另一側(cè)，以使第一、第二磁軛部件31、32向軸向延伸，因此，即使在使各所述爪部41、42 (各所述軸向延伸部41a、42a)和永久磁鐵21的重合量增大，或者所述兩圓環(huán)部43,44彼此的重合量增大的情況下，也不必?fù)?dān)心隨之該兩磁軛部件31、32在徑向上變大，也有助于扭矩傳感器TS在徑向上的小型化。
[0073]另外，在所述扭矩傳感器TS中，所述兩集磁環(huán)51、52形成為在周向上呈有端狀(圓弧狀)，因此，不必?fù)?dān)心由各所述圓環(huán)部43、44被傳遞的磁場(磁通量)滯留在各該集磁環(huán)51、52的有限的范圍內(nèi)而形成閉環(huán)狀以在各該集磁環(huán)51、52內(nèi)循環(huán)。由此，能夠用各所述磁力計60、60高效地檢測所述磁通量的變化。
[0074]并且，這時，所述第一、第二集磁環(huán)51、52構(gòu)成為包圍超過180度的周向范圍，因此，即使該兩集磁環(huán)51、52產(chǎn)生了徑向的位置偏移，也能夠抑制該位置偏移導(dǎo)致的各所述磁力計60、60的檢測誤差。
[0075]圖10和圖11表示本發(fā)明所述第一實(shí)施方式的第一變形例的扭矩傳感器等，是變更了所述第一實(shí)施方式的各所述爪部41、42的構(gòu)成的例子。
[0076]即，在本變形例中，相對于沿外周側(cè)配置且周向長度比較長的第二磁軛部件32的第二徑向延伸部42b的徑向長度L3，配置于內(nèi)周側(cè)且周向長度比較短的第一磁軛部件31的第一徑向延伸部41b的徑向長度L4長(成為“L3 < L4”的關(guān)系)，由此在所述兩磁軛部件31、32之間，所述兩軸向延伸部41a、42a向徑向外側(cè)偏離。
[0077]這樣，內(nèi)周側(cè)配置有圓環(huán)部的所述第一磁軛部件31的第一徑向延伸部41b相對較長，由此，可以謀求調(diào)節(jié)第一磁軛部件31的磁阻和由于配置在該第一磁軛部件31的徑向外側(cè)而相應(yīng)地增大的第二磁軛部件32的磁阻。
[0078]具體而言，如圖11所示，在該變形例的構(gòu)成(相當(dāng)于圖7中的G7)中，相對于各所述磁力計60、60的輸出特性變得合適，在所述兩磁軛部件31、32的徑向延伸部41b、42b具有彼此相等的徑向長度的情況(相當(dāng)于圖7中的G8)及第二徑向延伸部42b被設(shè)定為較長的情況(相當(dāng)于圖7中的G9)中，所述輸出特性發(fā)生偏離。
[0079]如上所述，在本變形例中，可以謀求所述兩磁軛部件31、32之間的磁阻調(diào)節(jié)的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了該兩磁軛部件31、32接受的磁場特性的均勻化，有助于提高所述扭矩傳感器TS的檢測精度。
[0080]圖12表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的第二變形例的扭矩傳感器等，是在所述第一實(shí)施方式中變更了第一爪部41的徑向位置的例子。
[0081]即，在本變形例中，通過配置于內(nèi)周側(cè)使得周向長度比第二磁軛部件32長的第一磁軛部件31的第一徑向延伸部41b相對地變長，從而相對于所述第一實(shí)施方式，該第一軸向延伸部41a向徑向外側(cè)偏移配置。換言之，相對于第二軸向延伸部42a和永久磁鐵21的氣隙C8，第一軸向延伸部41a和永久磁鐵21的氣隙C9變大(成為“C8〈C9”的關(guān)系)。
[0082]這樣，除所述第一變形例以外，通過將圓環(huán)部配置于外周側(cè)的所述第二磁軛部件32的第二軸向延伸部42a與永久磁鐵21相對接近配置，與所述第一變形例同樣，也能夠調(diào)節(jié)第一磁軛部件31的磁阻和由于配置在該第一磁軛部件31的徑向外側(cè)而相應(yīng)地增大的第二磁軛部件32的磁阻，有助于提高所述扭矩傳感器TS的檢測精度。
[0083]圖13?圖15表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的扭矩傳感器等，是變更了所述第一實(shí)施方式中第一磁軛部件31的第一爪部41的徑向位置的例子。
[0084]S卩，在本實(shí)施方式中，相對于所述第一實(shí)施方式，所述第一磁軛部件31的第一徑向延伸部41b的徑向長度縮短，由此，第一軸向延伸部41a配置于永久磁鐵21的內(nèi)周側(cè)。
[0085]這樣，通過將圓環(huán)部配置于內(nèi)周側(cè)的所述第一磁軛部件31的第一軸向延伸部41a配置于永久磁鐵21的內(nèi)周側(cè)，而將圓環(huán)部配置于外周側(cè)的第二磁軛部件32的第二軸向延伸部42a配置于永久磁鐵21的外周側(cè)，能夠利用該兩軸向延伸部41a、42a和永久磁鐵21的對置面積，謀求調(diào)節(jié)第一磁軛部件31的磁阻和由于配置在該第一磁軛部件31的徑向外側(cè)而相應(yīng)地增大的第二磁軛部件32的磁阻。S卩，由于與配置于外周側(cè)的情況相應(yīng)地其周向長度(距離)變長，因此第二磁軛部件32的磁阻增大，而通過將第一軸向延伸部41a配置于內(nèi)周側(cè)，該第一軸向延伸部41a的周向長度變小，基于與相應(yīng)地縮小的該第一軸向延伸部41a的對置面積，第一磁軛部件31的磁阻也變大，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)兩磁軛部件31、32的磁阻的調(diào)節(jié)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)兩磁軛部件31、32接受的磁場特性的均勻化，提高扭矩傳感器TS的檢測精度。
[0086]圖16?圖18表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的扭矩傳感器等，是變更了所述第一實(shí)施方式中第一、第二磁軛部件31、32的第一、第二圓環(huán)部43、44的結(jié)構(gòu)的例子。
[0087]即，在本實(shí)施方式的所述第一、第二磁軛部件31、32中，第一、第二圓環(huán)部43、44在第一、第二徑向延伸部41b，42b的延長線上沿所述旋轉(zhuǎn)軸Z的徑向延伸，該兩圓環(huán)部43、44在軸向上對置。而且，在形成于該兩圓環(huán)部43、44之間的軸向間隙ClO內(nèi)，以相互對置的方式收納配置有大致形成為矩形板狀的與所述第一、第二集磁環(huán)51、52相當(dāng)?shù)囊粚Φ谝?、第二集磁部?4、55，所述一對磁力計60、60分別經(jīng)由所述規(guī)定的氣隙C2收納配置在這兩個集磁部件54、55之間。
[0088]需要說明的是，關(guān)于例如所述磁性部件20及所述第一、第二爪部41、42的構(gòu)成等，尤其是未提及的其它結(jié)構(gòu)，基本上和所述第一實(shí)施方式是一樣的，在附圖中也表示與所述第一實(shí)施方式同樣的符號，由此省略具體的說明。
[0089]根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，通過本實(shí)施方式，當(dāng)然基本上也能夠起到與所述第一實(shí)施方式同樣的作用效果，尤其是在本實(shí)施方式中，將第一、第二圓環(huán)部43、44沿所述旋轉(zhuǎn)軸Z的徑向延伸，使該兩圓環(huán)部43、44在旋轉(zhuǎn)軸Z的軸向上重合，因此，可獲得實(shí)現(xiàn)了兩磁軛部件31、32的軸向上的尺寸小型化，進(jìn)而扭矩傳感器TS的軸向上的尺寸小型化的優(yōu)點(diǎn)。
[0090]本發(fā)明不限于所述實(shí)施方式等的構(gòu)成，例如對于與本發(fā)明的特征沒有直接關(guān)系的所述外殼10及所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)RP1、RP2的具體的結(jié)構(gòu)而言自不必多說，對于成為本發(fā)明特征的所述磁性部件20及各所述磁軛部件31、32、各所述集磁環(huán)51、52 (各所述集磁部件54、55)的結(jié)構(gòu)的具體形狀，只要是得到所述作用效果的方式，可以根據(jù)適用的扭矩傳感器等或搭載的車輛的規(guī)格等可自由地變更。
[0091]例如，在所述實(shí)施方式等中，例示了在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)獨(dú)立的所謂雙小齒輪式動力轉(zhuǎn)向裝置中應(yīng)用所述扭矩傳感器TS的例子，但是，作為應(yīng)用該扭矩傳感器TS的本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向裝置，只要是將第二輸出軸6廢止而在第一輸出軸3上經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)5連接電動機(jī)M而成的所謂的單一小齒輪式動力轉(zhuǎn)向裝置等基于該扭矩傳感器TS的扭矩檢測被控制的動力轉(zhuǎn)向裝置，在任何動力轉(zhuǎn)向裝置中均可應(yīng)用。
[0092]下面，對根據(jù)所述實(shí)施方式等掌握的權(quán)利要求書中所記載的以外的技術(shù)思想進(jìn)行說明。
[0093](a)本發(fā)明第四方面記載的扭矩傳感器，其特征在于，
[0094]所述磁力計配置于所述第一集磁環(huán)和所述第二集磁環(huán)間。
[0095]通過該結(jié)構(gòu)，能夠高效地檢測第一集磁環(huán)和第二集磁環(huán)之間產(chǎn)生的磁場。
[0096](b)本發(fā)明第五方面記載的扭矩傳感器，其特征在于，
[0097]所述第一集磁環(huán)配置于比所述磁性部件接近所述第一圓環(huán)部的位置。
[0098]通過該結(jié)構(gòu)，謀求抑制磁性部件的磁場對第一集磁環(huán)的直接的影響，有利于提高該第一集磁環(huán)的第一圓環(huán)部接受的磁場的檢測精度。
[0099](C)本發(fā)明第四方面記載的扭矩傳感器，其特征在于，
[0100]所述第一磁軛部件通過使所述第一圓環(huán)部相對于所述第一爪部形成為小徑，在所述第一圓環(huán)部和所述第一爪部之間具有從所述第一圓環(huán)部側(cè)朝向所述第一爪部側(cè)延伸到所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向外側(cè)的第一徑向延伸部，
[0101]另一方面，所述第二磁軛部件通過使所述第二圓環(huán)部相對于所述第二爪部形成為大徑，在所述第二圓環(huán)部和所述第二爪部之間具有從所述第一圓環(huán)部側(cè)朝向所述第二爪部側(cè)延伸到所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向內(nèi)側(cè)的第二徑向延伸部，
[0102]所述第一爪部及第二爪部比所述第一徑向延伸部及第二徑向延伸部接近所述磁性部件而配置。
[0103]通過該結(jié)構(gòu)，謀求抑制磁性部件的磁場對各所述徑向延伸部的直接的影響，有利于檢測與扭桿的扭轉(zhuǎn)量相對應(yīng)的適當(dāng)?shù)呐ぞ?。[0104](d)本發(fā)明第四方面記載的扭矩傳感器，其特征在于，
[0105]所述第一爪部及第二爪部均被設(shè)定為各自的軸向長度比所述磁性部件的軸向長度長。
[0106]通過該結(jié)構(gòu)，容易維持磁性部件和磁軛部件的重合量，因此，能夠更加有效地抑制該兩者的相對軸向位置發(fā)生了變化時的輸出特性的變化。
[0107](e)本發(fā)明第三方面記載的扭矩傳感器，其特征在于，
[0108]所述第一磁軛部件通過使所述第一圓環(huán)部相對于所述第一爪部形成為小徑，在所述第一圓環(huán)部和所述第一爪部之間具有從所述第一圓環(huán)部側(cè)朝向所述第一爪部側(cè)延伸到所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向外側(cè)的第一徑向延伸部，
[0109]另一方面，所述第二磁軛部件通過使所述第二圓環(huán)部相對于所述第二爪部形成為大徑，在所述第二圓環(huán)部和所述第二爪部之間具有從所述第一圓環(huán)部側(cè)朝向所述第二爪部側(cè)延伸到所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向內(nèi)側(cè)的第二徑向延伸部，
[0110]所述第一徑向延伸部設(shè)定為比所述第二徑向延伸部長。
[0111]如上所述，通過將在第二磁軛部件的徑向內(nèi)側(cè)配置有圓環(huán)部的第一磁軛部件的第一徑向延伸部相對較長地設(shè)定，能夠謀求調(diào)整第一磁軛部件的磁阻和由于配置在該第一磁軛部件的徑向外側(cè)而相應(yīng)地增大的第二磁軛部件的磁阻。由此，能夠謀求各磁軛部件接受的磁場特性的均勻化，有利于提高扭矩傳感器的檢測精度。
[0112](f)本發(fā)明第五方面記載的扭矩傳感器，其特征在于，
[0113]所述第一爪部及第二爪部均相對于所述磁性部件配置于所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向一側(cè)。
[0114]這樣，通過將所述兩爪部配置于磁性部件的徑向一側(cè)，能夠謀求該爪部的徑向尺寸的小型化。
[0115](g)本發(fā)明第五方面記載的扭矩傳感器，其特征在于，
[0116]所述第一圓環(huán)部和所述第二圓環(huán)部在所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向上相互重合，
[0117]所述第一爪部相對于所述磁性部件配置于所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向內(nèi)側(cè)，而所述第二爪部相對于所述磁性部件配置于所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向外側(cè)。
[0118]如上所述，通過將圓環(huán)部被配置于內(nèi)周側(cè)的第一磁軛部件的第一爪部配置于磁性部件的內(nèi)周側(cè)，而將圓環(huán)部被配置于外周側(cè)的第二磁軛部件的第二爪部配置于磁性部件的外周側(cè)，能夠保持該第一、第二爪部和磁性部件的對置面積，謀求調(diào)節(jié)第一磁軛部件的磁阻和由于配置在該第一磁軛部件的徑向外側(cè)而相應(yīng)地增大的第二磁軛部件32的磁阻。由此，能夠謀求各磁軛部件接受磁場特性的均勻化，有利于提高扭矩傳感器的檢測精度。
[0119](h)本發(fā)明第六方面記載的動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，
[0120]所述第一圓環(huán)部及第二圓環(huán)部均相對于所述第一爪部及第二爪部配置于所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向一側(cè)。
[0121]這樣，通過將所述兩圓環(huán)部沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向一側(cè)延伸，能夠謀求該兩磁軛部件的徑向尺寸的小型化。
[0122](i)如所述(h)記載的動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，
[0123]所述第一圓環(huán)部和所述第二圓環(huán)部在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向相互重合。
[0124]這樣，通過使所述兩圓環(huán)部在旋轉(zhuǎn)軸的軸向上重合，能夠謀求兩磁軛部件的軸向尺寸的小型化，進(jìn)而有利于扭矩傳感器的軸向尺寸的小型化。[0125]( j )如所述(i )記載的動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，具備:
[0126]第一集磁環(huán)，其配置于所述第一圓環(huán)部和所述第二圓環(huán)部之間，并且，由磁性材料形成為在所述旋轉(zhuǎn)軸的周向包圍大于180度的范圍的圓弧狀，接受在所述第一圓環(huán)部中產(chǎn)生的磁場而使內(nèi)部產(chǎn)生磁場；
[0127]第二集磁環(huán)，其配置于所述集磁環(huán)和所述第二圓環(huán)部之間，并且，由磁性材料形成為在所述旋轉(zhuǎn)軸的周向包圍大于180度的范圍的圓弧狀，接受在所述第二圓環(huán)部中產(chǎn)生的磁場而使內(nèi)部產(chǎn)生磁場；
[0128]所述磁力計檢測在所述第一集磁環(huán)和所述第二集磁環(huán)之間產(chǎn)生的磁場變化。
[0129]這樣，通過將各所述集磁環(huán)形成為將其周向的一部分切開而成的圓弧狀，能夠?qū)⒃诟骷怒h(huán)中產(chǎn)生的磁場停留在被限制的范圍內(nèi)，由磁力計高效地檢測該磁場變化。
[0130]這時，所述兩個集磁環(huán)構(gòu)成為包圍超過180度的周向范圍的結(jié)構(gòu)，因此，對于該兩個集磁環(huán)也能夠抑制徑向上的位置偏移導(dǎo)致的磁力計的檢測誤差。
[0131](k)如所述(j)記載的動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，
[0132]所述磁力計配置于所述第一集磁環(huán)和所述第二集磁環(huán)之間。
[0133]通過該結(jié)構(gòu)，能夠高效地檢測在第一集磁環(huán)和第二集磁環(huán)之間產(chǎn)生的磁場。
[0134](I)如所述(k)記載的動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，
[0135]所述第一集磁環(huán)配置于比所述磁性部件接近所述第一圓環(huán)部的位置。
[0136]通過該結(jié)構(gòu)，抑制了第一集磁環(huán)的磁場對磁性部件的直接影響，有利于提高由該第一集磁環(huán)的第一圓環(huán)部接受的磁場的檢測精度。
[0137](m)如所述(j)記載的動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，
[0138]所述第一磁軛部件通過使所述第一圓環(huán)部相對于所述第一爪部形成為小徑，在所述第一圓環(huán)部和所述第一爪部之間具有從所述第一圓環(huán)部側(cè)朝向所述第一爪部側(cè)延伸到所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向外側(cè)的第一徑向延伸部，
[0139]另一方面，所述第二磁軛部件通過使所述第二圓環(huán)部相對于所述第二爪部形成為大徑，在所述第二圓環(huán)部和所述第二爪部之間具有從所述第一圓環(huán)部側(cè)朝向所述第二爪部側(cè)延伸到所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向內(nèi)側(cè)的第二徑向延伸部，
[0140]所述第一爪部及第二爪部配置為比所述第一徑向延伸部及第二徑向延伸部接近所述磁性部件。
[0141]通過該結(jié)構(gòu)，抑制了各所述徑向延伸部的磁場對磁性部件的直接影響，有利于與扭桿的扭轉(zhuǎn)量對應(yīng)的合適的扭矩檢測。
【權(quán)利要求】
1.一種扭矩傳感器，其特征在于，檢測在旋轉(zhuǎn)部件中產(chǎn)生的扭矩，該旋轉(zhuǎn)部件由通過扭桿被連接的第一軸部件及第二軸部件構(gòu)成，其特征在于，包括: 磁性部件，其在該第一軸部件上被設(shè)置為與所述第一軸部件一體旋轉(zhuǎn)，并且在所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上沿周向交替地配置有不同的磁極； 第一磁軛部件，其由磁性材料構(gòu)成，具有多個第一爪部和將各該第一爪部彼此連接的第一圓環(huán)部，在該第二軸部件上被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個該第一爪部被配置為在所述旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上且在該旋轉(zhuǎn)軸的徑向上與所述磁性部件對置； 第二磁軛部件，其由磁性材料構(gòu)成，具有多個第二爪部和第二圓環(huán)部，在該第二軸部件上被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個該第二爪部被配置為在所述旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上且在各所述第一爪部的周向之間交替地排列，并且在該旋轉(zhuǎn)軸的徑向上與所述磁性部件對置，該第二圓環(huán)部被配置為與所述第一圓環(huán)部分開對置且將各所述第二爪部彼此連接；磁力計，其具有檢測所述第一圓環(huán)部和所述第二圓環(huán)部之間的磁場變化的霍爾元件，該磁場隨著因所述扭桿的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的所述第一爪部及第二爪部與所述磁性部件的相對角度的變化而變化； 該扭矩傳感器基于所述磁力計的輸出信號檢測在所述旋轉(zhuǎn)部件中產(chǎn)生的扭矩。
2.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于， 所述第一圓環(huán)部及第二圓環(huán)部均相對于所述第一爪部及第二爪部配置于所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向一側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的扭矩傳感器，其特征在于， 所述第一圓環(huán)部和所述第二圓環(huán)部被配置為在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向上相互重合。
4.如權(quán)利要求3所述的扭矩傳感器，其特征在于，包括: 第一集磁環(huán)，其配置于所述第一圓環(huán)部和所述第二圓環(huán)部之間，并且，由磁性材料形成為在所述旋轉(zhuǎn)軸的周向上包圍大于180度的范圍的圓弧狀，接受在所述第一圓環(huán)部中產(chǎn)生的磁場而在內(nèi)部產(chǎn)生磁場； 第二集磁環(huán)，其配置于所述第一集磁環(huán)和所述第二圓環(huán)部之間，由磁性材料形成為在所述旋轉(zhuǎn)軸的周向包圍大于180度的范圍的圓弧狀，且接受在所述第二圓環(huán)部中產(chǎn)生的磁場而在內(nèi)部產(chǎn)生磁場； 所述磁力計檢測在所述第一集磁環(huán)和所述第二集磁環(huán)之間產(chǎn)生的磁場變化。
5.一種扭矩傳感器，其特征在于，檢測在旋轉(zhuǎn)部件中產(chǎn)生的扭矩，該旋轉(zhuǎn)部件由通過扭桿被連接的第一軸部件及第二軸部件構(gòu)成，其特征在于，包括: 磁性部件，其在該第一軸部件上被設(shè)置為與所述第一軸部件一體旋轉(zhuǎn)，并且在所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上沿周向交替地配置有不同的磁極； 第一磁軛部件，其由磁性材料構(gòu)成，具有多個第一爪部和將各該第一爪部彼此連接的第一圓環(huán)部，在該第二軸部件上被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個該第一爪部被配置為在所述旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上且在該旋轉(zhuǎn)軸的徑向上與所述磁性部件對置； 第二磁軛部件，其由磁性材料構(gòu)成，具有多個第二爪部和第二圓環(huán)部，在該第二軸部件上被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個該第二爪部被配置為在所述旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上，以相對于各所述第一爪部向與所述磁性部件接近的一側(cè)偏移的姿態(tài)，在各所述第一爪部的周向之間交替地排列而在所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向上與所述磁性部件對置，該第二圓環(huán)部被配置為與所述第一圓環(huán)部分開對置且將各所述第二爪部彼此連接； 磁力計，其具有檢測所述第一圓環(huán)部和所述第二圓環(huán)部之間的磁場變化的霍爾元件，該磁場隨著因所述扭桿的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的所述第一爪部及第二爪部與所述磁性部件的相對角度的變化而變化， 該扭矩傳感器基于所述磁力計的輸出信號檢測在所述旋轉(zhuǎn)部件中產(chǎn)生的扭矩。
6.一種動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，包括: 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其包括:由伴隨方向盤的轉(zhuǎn)向操作而旋轉(zhuǎn)的輸入軸和通過經(jīng)由扭桿連接于該輸入軸而傳遞有所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)的輸出軸構(gòu)成的轉(zhuǎn)向軸、將所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向操作的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)； 扭矩傳感器，其檢測在所述轉(zhuǎn)向軸中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩； 電動機(jī)，其基于所述扭矩傳感器的輸出信號對所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)賦予轉(zhuǎn)向力； 該動力轉(zhuǎn)向裝置的特征在于，所述扭矩傳感器包括: 磁性部件，其在所述輸入軸和輸出軸中的一方上被設(shè)置為與該軸一體旋轉(zhuǎn)，并且在所述轉(zhuǎn)向軸的旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上沿周向交替地配置有不同的磁極； 第一磁軛部件，其由磁 性材料構(gòu)成，具有多個第一爪部和將各該第一爪部彼此連接的第一圓環(huán)部，在所述輸入軸和輸出軸中的的另一方上被設(shè)置為與該軸一體旋轉(zhuǎn)，多個該第一爪部被配置為在所述旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上且在該旋轉(zhuǎn)軸的徑向上與所述磁性部件對置；第二磁軛部件，其由磁性材料構(gòu)成，具有多個第二爪部和第二圓環(huán)部，在所述輸入軸和輸出軸中的另一方上被設(shè)置為與該軸一體旋轉(zhuǎn)，多個該第二爪部被配置為在所述旋轉(zhuǎn)軸的同心圓上且在各所述第一爪部的周向之間交替地排列，并且在該旋轉(zhuǎn)軸的徑向上與所述磁性部件對置，該第二圓環(huán)部被配置為與所述第一圓環(huán)部分開對置且將各所述第二爪部彼此連接； 磁力計，其具有檢測所述第一圓環(huán)部和所述第二圓環(huán)部之間的磁場變化的霍爾元件，該磁場隨著因所述扭桿的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的所述第一爪部及第二爪部與所述磁性部件的相對角度的變化而變化。
【文檔編號】G01L3/10GK103674369SQ201310070278
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月14日
【發(fā)明者】吉田治, 丸山辰義, 白窪清隆, 椎野高太郎, 木村誠 申請人:日立汽車系統(tǒng)轉(zhuǎn)向器株式會社