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1、(10)申请公布号 CN 103085874 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103085874 A *CN103085874A* (21)申请号 201210441319.9 (22)申请日 2012.11.07 2011-244583 2011.11.08 JP B62D 6/10(2006.01) B62D 5/04(2006.01) (71)申请人 株式会社捷太格特 地址 日本大阪府 (72)发明人 青木要 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 王轶 李伟 (54) 发明名称 转矩检测装置及电动动力转向装置 (57) 摘要 本发明。
2、提供转矩检测装置及电动动力转向装 置, 该转矩检测装置 (17) 包含 : 扭杆 (16) , 其将第 一轴 (14) 及第二轴 (15) 连结 ; 磁铁 (25) , 其固定 于第一轴 (14) ; 以及磁轭 (26) , 其固定于第二轴 (15) 并在轴向上对置配置。各磁轭 (26) 包含 : 轭 环 (40) ; 多个齿 (41) , 其在轭环 (40) 沿周向排列。 轭环 (40) 包括 : 延伸部 (40A) , 其从齿 (41) 的根部 (41A) 向径向外侧延伸 ; 折弯部 (40B) , 其从延伸 部 (40A) 的径向外侧端部向轴向折弯。 在轴向X1, 一对磁轭 (26) 的。
3、外围尺寸Q大于等于磁铁 (25) 的 长度 G。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图8页 (10)申请公布号 CN 103085874 A CN 103085874 A *CN103085874A* 1/1 页 2 1. 一种转矩检测装置, 其特征在于, 所述转矩检测装置包含 : 弹性构件, 其将第一轴及第二轴连结成能够相对旋转, 并根据扭转转矩被输入到所述 第一轴和所述第二轴之间而扭转 ; 磁铁, 其为相对于所述第一轴呈同轴状固定的环状, 且。
4、在周向被交替磁化为 N 极和 S 极 ; 一对磁轭, 该一对磁轭形成为相对于所述第二轴呈同轴状固定并且非接触地包围所述 磁铁的环状, 该一对磁轭在轴向被对置配置 ; 一对集磁环, 该一对集磁环为分别包围所述一对磁轭的环状, 且对产生于所述一对磁 轭的磁通进行引导收集 ; 以及 磁传感器, 其配置在所述一对集磁环之间, 且对由所述集磁环收集的磁通的密度进行 检测, 所述一对磁轭分别包含 : 环状的轭环 ; 多个爪, 该多个爪从所述轭环向轴向延伸并在 周向以等间隔排列, 所述轭环包括 : 延伸部, 其从所述爪的根部向径向外侧延伸 ; 折弯部, 其从所述延伸部 的径向外侧端部向轴向折弯, 在所述一对。
5、磁轭中, 彼此的爪的顶端部分在周向交替配置, 且在轴向上, 所述一对磁轭 的外围尺寸大于等于所述磁铁的长度。 2. 根据权利要求 1 所述的转矩检测装置, 其特征在于, 所述折弯部向所述爪突出的方向折弯。 3. 根据权利要求 1 所述的转矩检测装置, 其特征在于, 所述折弯部向与所述爪突出的方向相反的方向折弯。 4. 一种电动动力转向装置, 其特征在于, 所述电动动力转向装置包含 : 权利要求 13 中任意一项所述的转矩检测装置, 其检测方向盘的转向操纵转矩 ; 电动机, 其产生用于辅助方向盘的转向操纵力的驱动力 ; 以及 控制部, 其根据所述转矩检测装置检测得出的转向操纵转矩控制所述电动机。。
6、 权 利 要 求 书 CN 103085874 A 2 1/7 页 3 转矩检测装置及电动动力转向装置 技术领域 0001 本发明涉及对方向盘的转向操纵转矩进行检测的转矩检测装置及包含该转矩检 测装置的电动动力转向装置。 背景技术 0002 US2006/0137474 所公开的转矩传感器由以下构成 : 在同一轴上连结有输入轴与 输出轴的扭杆 ; 安装于输入轴的端部的环状的磁铁 ; 安装于输出轴的端部的一组环状的磁 轭 ; 以接近于一组磁轭的外周的方式配置的一组集磁环 ; 以及磁传感器等。在各磁轭上在 整周以等间隔设置有与磁铁的 N 极和 S 极相同数量的爪。一组集磁环对磁轭从磁铁所感应 到的。
7、磁通进行收集。磁传感器插入到一组集磁环之间, 且对由集磁环所收集的磁通产生的 磁通密度进行检测。 0003 当通过对方向盘进行转向操纵而在输入轴和与输出轴之间输入转矩 (转向操纵转 矩) 时, 通过扭杆被扭转, 使得磁铁与磁轭的周向上的相对位置产生偏移。转矩传感器能够 通过根据该相对位置的偏移而在磁轭上产生变化的磁通密度, 对在输入轴和输出轴之间被 输入的转向操纵转矩进行检测。 0004 在 US2006/0137474 所公开的转矩传感器中, 在各磁轭设置有爪的部分形成为当 从磁轭的周向观察时在向磁轭的径向内侧延伸之后呈大致直角弯曲并沿磁轭的轴向延伸 的L字状 (参照US2006/01374。
8、74的图5) 。 并且, 在一组磁轭中, 彼此的爪的顶端部分在周向 交替配置。 在转矩传感器中, 虽然希望将磁通所流经的爪沿轴向延伸并增大爪, 以便提高转 矩的检测能力及检测精度, 但是若轴向上的爪的尺寸 (以下, 在该说明书中有时称为 “有效 长度” ) 过大, 则爪的顶端过于接近对方侧的磁轭。 这样, 一组磁轭在彼此接近的部分可能干 涉。 另外, 由于在该部分磁通从磁轭容易不经意地泄露, 因此磁传感器不易对磁轭的磁通密 度 (集磁环所收集的磁通密度) 进行高精度地检测。也就是说, 转矩传感器不易对转矩进行 高精度地检测。 0005 另外, 总是期望转矩传感器的小型化。 发明内容 0006 。
9、本发明提供一种能够防止一对磁轭的干涉且实现转矩检测能力及检测精度的提 高的转矩检测装置及包含该转矩检测装置的电动动力转向装置。另外, 提供一种能够实现 小型化的转矩检测装置及包含该转矩检测装置的电动动力转向装置。 0007 根据本发明的实施例的特点, 轭环包括 : 延伸部, 其从爪的根部向径向外侧延伸 ; 折弯部, 其从延伸部的径向外侧端部向轴向折弯, 在一对磁轭中, 彼此的爪的顶端部分在周 向交替配置, 且在轴向上, 一对磁轭的外围尺寸大于等于所述磁铁的长度。 0008 在各磁轭中, 将爪的有效长度增加了折弯部的量。这样, 在转矩检测装置中, 能够 使转矩的检测能力及检测精度提高。 并且, 。
10、在轴向上, 一对磁轭的外围尺寸大于等于磁铁的 长度, 因此能够将磁铁减小到一对磁轭的外围尺寸 (全长) 以下, 从而能够相应地实现转矩 说 明 书 CN 103085874 A 3 2/7 页 4 检测装置的小型化。 0009 结合附图, 基于以下对实施方式的描述, 本发明的上述和其它目的、 特征和优点是 显而易见的, 其中, 使用相同的数字表示相同的元件, 其中, 附图说明 0010 图 1 是示出具备本发明的一实施方式所涉及的转矩检测装置的电动动力转向装 置的简要结构的示意图。 0011 图 2 是转矩检测装置的分解立体图。 0012 图 3 是转矩检测装置的剖视图。 0013 图 4 是。
11、从径向外侧观察一对磁轭的侧视图。 0014 图 5 是磁轭单元的立体图。 0015 图6A是示出转矩检测装置的扭杆16从转向操纵中立状态沿一个方向被扭转的状 态的示意图。 0016 图 6B 是示出转向操纵中立状态的示意图。 0017 图 6C 是示出转矩检测装置的扭杆 16 从转向操纵中立状态沿与图 6A 相反的方向 被扭转的状态的示意图。 0018 图 7A 是一个磁轭的轴向剖视图。 0019 图 7B 是现有技术的磁轭的剖视图。 0020 图 8A 是在现有技术的转矩检测装置中从径向外侧观察磁铁及一对磁轭的示意性 的图。 0021 图 8B 是在本发明所涉及的转矩检测装置中从径向外侧观察。
12、磁铁及一对磁轭的示 意性的图。 0022 图 9 是使本发明所涉及的转矩检测装置的爪与现有技术的转矩检测装置的爪重 合而示出的图。 0023 图 10 是用于对在转矩检测装置中根据扭杆被扭转而爪和磁铁的一极重叠的部分 的面积变化的情况进行说明的曲线图。 0024 图 11 是从通过磁轭的圆心位置且沿轴向的平坦面的位置观察本发明的其它实施 方式所涉及的磁轭的侧视图。 具体实施方式 0025 以下, 结合附图对本发明的实施方式进行说明。 0026 图 1 是示出具备本发明的一实施方式所涉及的转矩检测装置 17 的电动动力转向 装置 1 的简要结构的示意图。电动动力转向装置 1 具有 : 与方向盘 。
13、2 连结的转向轴 3 ; 经由 万向接头 4 与转向轴 3 连结的中间轴 5 ; 经由万向接头 6 与该中间轴 5 连结的小齿轮轴 7 ; 以及形成有与设置于小齿轮轴 7 的顶端部的小齿轮 8 啮合的齿条 9 且沿车辆的左右方向延 伸的齿条轴 10。 0027 齿条轴10以能够沿轴向移动的方式支承于筒状的罩壳11。 在齿条轴10的两端部 分别连结有拉杆 12, 且各拉杆 12 经由对应的转向节臂 (未图示) 与对应的转向轮 13 连结。 当方向盘 2 被转向操纵进而转向轴 3 被旋转时, 该旋转经由中间轴 5 等被传递到小齿轮 8, 说 明 书 CN 103085874 A 4 3/7 页 5。
14、 进而通过小齿轮 8 以及齿条 9 转换为沿车辆的左右方向的齿条轴 10 的直线运动。这样, 达 成转向轮 13 的转向。 0028 转向轴 3 具有 : 与方向盘 2 连接的作为第一轴的第一转向操纵轴 14 ; 以及与万向 接头4连接的作为第二轴的第二转向操纵轴15。 这些第一以及第二转向操纵轴14、 15经由 作为弹性构件的扭杆 16 在同轴上被互相连结。第一以及第二转向操纵轴 14、 15 能够互相 传递转矩, 且在规定范围内形成为能够相对旋转。并且, 当通过对方向盘 2 进行转向操纵, 而与方向盘2的转向操纵转矩相应的扭转转矩被输入到第一以及第二转向操纵轴14、 15之 间时, 扭杆 。
15、16 被扭转, 此时, 第一以及第二转向操纵轴 14、 15 相对旋转。 0029 电动动力转向装置 1 具备 : 对方向盘 2 上所负载的转向操纵转矩进行检测的转矩 检测装置 17 ; 对车速进行检测的车速传感器 18 ; 转向操纵辅助用的电动机 19 ; 以及包含微 型计算机的作为控制部的 ECU20, 所述微型计算机根据检测得出的车速和转向操纵转矩而 对电动机 19 进行驱动控制。 0030 在矩检测装置 17 中, 根据基于由扭杆 16 的扭转引起的第一转向操纵轴 14 与第二 转向操纵轴 15 的相对旋转位移量的磁通密度的变化, 对传递到第一以及第二转向操纵轴 14、 15 的转向操。
16、纵转矩进行检测。当 ECU20 对转向操纵辅助用的电动机 19 进行驱动时, 电 动机 19 的输出旋转 (驱动力) 由涡轮机构等减速机构 21 减速进而传递到第二转向操纵轴 15。进而, 传递到第二转向操纵轴 15 的动力经由中间轴 5 等传递到包含小齿轮轴 7、 齿条 轴 10、 拉杆 12 以及转向节臂等的转向机构 22, 由此通过电动机 19 的驱动力来辅助驾驶员 的转向操纵力。 0031 图 2 是转矩检测装置 17 的分解立体图。图 3 是转矩检测装置 17 的剖视图。如图 2 及图 3 所示, 扭杆 16 的一端 16A 使用销等 (未图示) 来与第一转向操纵轴 14 结合, 扭。
17、杆 16 的另一端 16B 使用销等 (未图示) 来与第二转向操纵轴 15 结合。 0032 转矩检测装置 17 具备 : 所述的扭杆 16 ; 磁铁 25 ; 软磁体制的一对磁轭 26 ; 对来自 磁轭 26 的磁通进行感应的一对集磁环 28 ; 以及作为磁传感器的一对霍耳集成电路 30。这 里, 当表示一对磁轭 26、 一对集磁环 28 以及一对霍耳集成电路 30 的各自的一方时, 在符号 的末尾标注 “A” , 且当表示另一方时, 在符号的末尾标注 “B” 。在图 2 中, 用磁轭 26A 表示上 侧的磁轭 26 且用磁轭 26B 表示下侧的磁轭 26 来加以区分。另外, 将用集磁环 2。
18、8A 表示上 侧的集磁环 28 且用集磁环 28B 表示下侧的集磁环 28 来加以区分。另外, 用霍耳集成电路 30A 表示左侧的霍耳集成电路 30 且用霍耳集成电路 30B 表示右侧的霍耳集成电路 30 来加 以区分。而且, 在图 2 及图 3 中, 上下的方向一致。 0033 磁铁 25 为相对于第一转向操纵轴 14 的一端以能够一体旋转的方式固定的环状 (具体而言, 圆管状) , 且在多个周向位置被交替磁化为 N 极和 S 极。作为磁铁 25 例如能够 采用铁氧体磁铁。由于磁铁 25 相对于第一转向操纵轴 14 呈同轴状固定, 因此磁铁 25 的轴 线与第一转向操纵轴 14 的轴线互相一。
19、致。 0034 一对磁轭 26, 以能够绕磁铁 25 旋转的状态固定于第二转向操纵轴 15 的一端。一 对磁轭 26 分别形成为环状。具体而言, 一对磁轭 26 分别一体地具有 : 互相分隔并对置的环 状的轭环 40 ; 以及一个一个设置于轭环 40 的内周缘的多个周向位置的多个爪 41。 0035 轭环 40 一体地包含 : 从爪 41 的根部 41A 向径向外侧延伸的矩形薄板状的延伸部 40A ; 以及从构成轭环 40 的外部轮廓的环状的折弯部 40B。一个一个延伸部 40A 在轭环 40 说 明 书 CN 103085874 A 5 4/7 页 6 的轴向较薄。整个延伸部 40A 在周向。
20、以等间隔排列, 相应地, 多个爪 41 从延伸部 40A 沿该 轴向突出 (延伸设置) 并在周向以等间隔排列。一个一个爪 41 为在轭环 40 的径向较薄的板 状。另外, 在折弯部 40B 中, 虽然在轴向具有一定程度的宽度, 但是径向上的壁厚较薄。在 折弯部 40B 的轴向上的一端缘 (在磁轭 26A 的情况下为上端缘, 在磁轭 26B 的情况下为下端 缘) 连接有延伸部 40A。 0036 参照图 3, 当从周向观察上侧的磁轭 26A 的轭环 40(图 3 的左侧部分) 时, 爪 41 呈 向下方突出的状态, 折弯部 40B 从延伸部 40A 的径向外侧端部向轴向 (该爪 41 突出的向下。
21、 的方向) 折弯, 其中, 该延伸部 40A 从该爪 41 的根部 41A 向径向外侧端部延伸。另外, 当从 周向观察下侧的磁轭 26B 的轭环 40 (图 3 的右侧部分) 时, 爪 41 呈向上方突出的状态, 折弯 部 40B 从延伸部 40A 的径向外侧端部向轴向 (该爪 41 突出的向上的方向) 折弯, 其中, 该延 伸部 40A 从该爪 41 的根部 41A 向径向外侧端部延伸。因此, 在磁轭 26A 设置有爪 41 的部 分, 具有 J 字形状 (在轴向折弯部 40B 比爪 41 还短的情况) 或 U 字形状 (在轴向折弯部 40B 与爪 41 长度相同的情况) 的截面。 0037。
22、 图 4 是从径向外侧观察一对磁轭 26 的侧视图。参照图 4, 从磁轭 26 的径向外侧 观察, 在各磁轭 26 的爪 41 中, 一个一个爪 41 具有尺寸相等的相同形状。具体而言, 在一个 爪 41 中, 当将位于离根部 41A 最远的端部即在宽度方向 (磁轭 26 的周向) 位于中央的部分 设为顶端 41B 时, 各爪 41 从该径向观察具有宽度朝向顶端 41B 侧变窄且被倒圆角的曲线轮 廓 R。 0038 在图 4 中, 轮廓 R 形成为抛物线 (圆锥曲线) , 即形成为大致 U 字形状。如果爪 41 具有抛物线轮廓R, 则由于轮廓R容易再现, 因此能够比较简单地形成。 取而代之, 。
23、轮廓R可 以通过使曲率半径不同的多条曲线连续而构成。在这种情况下, 通过由多条曲线构成爪 41 的轮廓 R, 从而能够形成具有符合设计要求的复杂的曲线形状的轮廓 R 的爪 41。 0039 图 5 是磁轭单元 33 的立体图。与一对磁轭 26 相关联, 在转矩检测装置 17 设置有 图 5 所示的圆管状的合成树脂部件 32。一对磁轭 26 以在轴向隔开规定间隙地呈同轴状对 置配置, 并且各爪 41 的顶端部分 (顶端 41B 侧的部分) 在周向交替配置的方式定位的状态 (也参照图 4) , 被铸模于合成树脂部件 32。在一对磁轭 26 中, 爪 41 的各自的内周面在与合 成树脂部件 32 的。
24、内周面 32A 大致共面的状态下, 从该内周面 32A 露出。在一对磁轭 26 中, 轭环 40 的折弯部 40B 的外周面在与合成树脂部件 32 的外周面 32B 大致共面的状态下, 从 该外周面 32B 露出。 0040 以下, 将一对磁轭 26 与保持一对磁轭 26 的合成树脂部件 32 的组合称为磁轭单元 33。磁轭单元 33 形成为圆管状。如图 3 所示, 在完成组装的转矩检测装置 17 中, 磁轭单元 33(换言之, 一对磁轭 26) 相对于第二转向操纵轴 15 呈同轴状固定, 并且与第一转向操纵 轴 14 也形成为同轴状, 且从径向外侧非接触地包围磁铁 25。因此, 磁轭单元 3。
25、3 与磁铁 25 形成为同轴状。而且, 在这种状态下的磁轭 26(磁轭单元 33) 、 第一转向操纵轴 14、 第二转 向操纵轴 15 以及磁铁 25 的各自的轴向一致, 将该轴向统称为 “轴向 X1” 。 0041 并且, 在定位于磁轭单元 33 的一对磁轭 26 中, 在轴向 X1, 一对磁轭 26 的外围尺 寸 Q 即、 将彼此的延伸部 40A 的厚度 T 与彼此的轭环 40 的延伸部 40A 的间隔 K 相加的值 Q (=K+T+T) 大于等于磁铁的长度 G。因此, 在轴向 X1, 磁铁 25 位于一对磁轭 26 的内侧。 0042 参照图 2, 一对集磁环 28 为采用软磁体而形成的。
26、环状的部件, 且从径向外侧包围 说 明 书 CN 103085874 A 6 5/7 页 7 一对磁轭26, 并以能够绕一对磁轭26相对旋转的方式配置, 且分别相对于一对磁轭26磁耦 合。具体而言, 上侧的集磁环 28A 相对于上侧的磁轭 26A 的折弯部 40B 沿整周从径向外侧 非接触地对置, 下侧的集磁环 28B 相对于下侧的磁轭 26B 的折弯部 40B 沿整周从径向外侧 非接触地对置 (参照图 3) 。此时, 一对磁轭 26 与一对集磁环 28 形成为同轴状。 0043 一对集磁环 28 在周向上的一处具有在轴向 X1 分隔地对置的平板状的集磁板 35、 36。 一对集磁环28能够将。
27、产生于一对磁轭26的磁通引导至集磁板35、 36, 进而收集到集磁 板 35、 36 之间。霍耳集成电路 30 被插入到形成在集磁板 35、 36 之间的气隙 37 内 (也参照 图 3) 。关于霍耳集成电路 30 的功能以后进行说明。 0044 这种转矩检测装置17构成为 : 随着转向操纵方向盘2而扭杆16被扭转, 进而磁铁 25 以及一对磁轭 26 相对旋转从而一对磁轭 26 之间的磁通密度产生变化。 0045 从图 6A 至图 6C 是用于对转矩检测装置 17 的动作进行说明的示意图, 图 6A 示出 扭杆16从转向操纵中立状态沿一个方向被扭转的状态, 图6B是示出转向操纵中立状态, 图。
28、 6C 示出扭杆 16 从转向操纵中立状态沿与图 6A 相反的方向被扭转的状态。 0046 图 6B 是示出方向盘 2 不被转向操纵的状态 (转向操纵中立状态) 。在这种情况下, 不在第一以及第二转向操纵轴 14、 15 施加转向操纵转矩。在一对磁轭 26 中, 各爪 41 的顶 端 41B 配置为 : 其指向磁铁 25 的 N 极 (在图 6 的磁铁 25 中用点涂满的部分) 及 S 极 (在图 6 的磁铁 25 中不带点的部分) 的边界。在这种状态下, 在各磁轭 26 的爪 41 中, 由于从磁铁 25 的 N 极及 S 极输入输出相同数量的磁力线, 因此在磁轭 26A 以及磁轭 26B 。
29、的各自的内部 磁力线闭合。因此, 在磁轭 26A 以及磁轭 26B 之间磁通未泄露, 而是磁轭 26A 和磁轭 26B 之 间的磁通密度保持为零而未产生变化。 0047 另一方面, 当通过对方向盘 2 进行转向操纵而扭转转矩被输入到第一转向操纵轴 14 和第二转向操纵轴 15 之间进而扭杆 16(参照图 3) 被扭转时, 固定于第一转向操纵轴 14 的磁铁 25 与固定于第二转向操纵轴 15 的一对磁轭 26 的相对位置在周向产生变化。这样, 如图 6A 及图 6C 所示, 由于各磁轭 26 的爪 41 的顶端 41B 变得与磁铁 25 的 N 极以及 S 极的 边界不一致, 因此在各磁轭 2。
30、6 中具有 N 或 S 的极性的磁力线增加。此时, 在磁轭 26A 以及 磁轭 26B 中, 由于具有极性互相相反的极性的磁力线增加, 因此在磁轭 26A 和磁轭 26B 之间 产生磁通密度 (磁通密度的变化) 。该磁通密度大致与扭杆 16 的扭转量成比例, 且根据扭杆 16 的扭转方向而极性颠倒。 0048 参照图 3, 这样, 当磁轭 26A 和磁轭 26B 之间产生磁通密度时, 一对集磁环 28 将产 生于一对磁轭 26 的磁通引导至集磁板 35、 36, 进而收集到集磁板 35、 36 之间。因此, 即使 在形成于集磁板 35、 36 之间的气隙 37 内也与磁轭 26A 和磁轭 26。
31、B 之间相同产生磁通密度。 插入到气隙 37 内的霍耳集成电路 30 能够对由通过一对集磁环 28 收集到气隙 37 内的磁通 (原本产生于一对磁轭 26 的磁通) 产生的磁通密度进行检测, 进而作为电信号取出。 0049 ECU20(参照图 1) 基于来自霍耳集成电路 30 的电信号计算扭杆 16 的扭转量换言 之计算输入到转向轴 3 的转向操纵转矩。 0050 图 7A 是从通过一个磁轭 26 的圆心位置沿轴向的平坦面的位置观察该磁轭 26 的 侧视图, 并由剖面示出一部分, 图 7B 是现有技术的磁轭 26 的剖视图。 0051 参照图 7A, 在本发明中, 在一对磁轭 26 的各个磁轭。
32、中, 将爪 41 的有效长度 Y(轴 向 X1 的最大长度) 增加了折弯部 40B 的量。具体而言, 一对磁轭 26 的各个磁轭上的设置爪 说 明 书 CN 103085874 A 7 6/7 页 8 41 的部分, 一旦在折弯部 40B 从对方侧的磁轭 26(应该位于图 7A 中示出的磁轭 26 的上方 的磁轭 26) 离开后, 便经由延伸部 40A 而后在爪 41 朝向对方侧的磁轭 26 延伸。因此, 与图 7B所示的现有技术那样未设置折弯部40B的情况相比, 能够将爪41的有效长度Y增大折弯 部 40B 的量。这样, 由于在各爪 41 取出较多磁通, 因此在转矩检测装置 17 中能够提高。
33、转矩 的检测能力以及检测精度。 0052 另外, 参照图3, 在具有折弯部40B的情况下, 在磁轭26中与集磁环28在径向对置 的部分构成折弯部40B, 从而能够确保磁轭26与集磁环28的对置面积较大, 因此, 磁通有效 地从磁轭 26 被交接到集磁环 28。这样, 能够提高转矩检测装置 17 的转矩检测能力及检测 精度。 0053 这里, 在有效长度 Y(参照图 7A) 增大的爪 41 中, 由于经由延伸部 40A 与折弯部 40B连结的根部侧 (根部41A侧) 增大, 因此并非顶端41B侧的部分向对方侧的磁轭26接近。 因此, 一对磁轭 26 不会互相干涉, 进而磁通也不易从一对磁轭 26。
34、 之间泄露。 0054 如上所述, 能够防止一对磁轭 26 的干涉, 且实现检测能力及检测精度的提高。并 且, 由于在轴向 X1, 一对磁轭 26 的外围尺寸 Q 大于等于磁铁 25 的长度 G, 因此能够将磁铁 25 减小到一对磁轭 26 的外围尺寸 Q(全长) 以下。能够相应地实现转矩检测装置 17 的小 型化。 0055 图 8A 是针对现有技术的转矩检测装置 17, 从径向外侧观察磁铁 25 及一对磁轭 26 的周向上的一部分的示意性的图, 图 8B 是针对本发明所涉及的转矩检测装置 17 从径向外 侧观察磁铁 25 及一对磁轭 26 的周向上的一部分的示意性的图。图 9 是使本发明所。
35、涉及的 转矩检测装置 17 的爪 41、 与现有技术的转矩检测装置 17 的爪 41 重合而示出的图。 0056 将现有技术的头端细的等边梯形状的爪 41(参照图 8A) 、 与本发明的爪 41(参照 图 8B) 进行比较。在这些爪 41 中, 轴向 X1 的长度相等, 且根部 41A 的周向 (磁轭 26 的周向) 的最大宽度 W 也相等 (参照图 9) 。 0057 在本发明中, 由于磁轭 26 的爪 41 从磁轭 26 的径向观察具有朝向顶端侧宽度变窄 且被倒圆角的曲线轮廓 R, 因此形成为朝向顶端 41B 侧凸出且弯曲的形状。因此, 在本发明 的爪 41 中没有存在于现有技术的梯形状的。
36、爪 41 的顶端 41B 侧的两个角 C。这样, 在本发明 中, 与现有技术相比, 能够将爪 41 的顶端 41B 侧与对方侧的磁轭 26 的轭环 40 的间隙 S (用 虚线包围的部分) 确保增大两个角 C 的量。 0058 由于在本发明的呈凸出且弯曲的形状的爪 41 中没有尖角, 因此磁轭 26 的磁通不 易泄露。进而, 由于在呈凸出且弯曲的形状的爪 41 中爪 41 的顶端 41B 侧与对方侧的磁轭 26 的轭环 40 的间隙 S 比较大, 这样, 即使在该爪 41 与对方侧的磁轭 26 之间磁通也不易泄 露。因此, 在霍耳集成电路 30(参照图 3) 中, 经由集磁环 28 能够对磁轭。
37、 26 的磁通进行高 精度地检测。其结果是, 能够提高转矩检测装置 17 的转矩检测能力及检测精度。 0059 图 10 是用于对在转矩检测装置 17 中根据扭杆 16 的扭转情况而爪 41 和磁铁 25 的一极重叠的部分的面积变化的情况进行说明的曲线图。另外, 在形成为这种凸出且弯曲 的形状的本发明的爪 41 的情况下, 当在所述的转向操纵中立状态下 (参照图 6B 及图 8B) 扭 杆 16 被扭转时, 参照图 10, 磁铁 25 的 N 极或 S 极与爪 41(从径向观察) 重合的面积根据扭 杆 16 的扭转量 (换言之, 磁铁 25 与磁轭 26 的相对旋转量) 而变化。 0060 这。
38、里, 由于本发明的爪 41 形成为凸出且弯曲的形状, 因此, 在从根部 41A 至顶端 说 明 书 CN 103085874 A 8 7/7 页 9 41B 前方的区域 (参照图 9 中带有剖面线的部分) 与现有技术的爪 41 相比宽度变大。因此, 本发明的爪 41 的情况下的 N 极或 S 极与爪 41 重合的面积以比现有技术的爪 41 的情况大 的状态变化。另外, 与现有技术的爪 41 的情况相比, 本发明的爪 41 的情况的该面积的变化 更呈直线状, 且变化的斜率更大 (尤其, 图线的拐点处的开始上升附近与上升结束附近的区 域) 。因此, 在采用本发明的爪 41 的转矩检测装置 17 中。
39、, 磁通 (换言之转矩) 的检测效率也 被提高。 0061 另外, 参照图 4, 在各磁轭 26 中, 优选一个爪 41 的根部 41A 的周向上的最大宽度 W 为在周向相邻的爪41彼此间的间距P的一半值以下。 在这种情况下, 由于在一对磁轭26中 在周向交替配置的彼此的爪 41 中的相邻的爪 41 之间能够确保足够的间隙, 因此能够防止 磁通从相邻的爪 41 之间泄露, 由此, 能够实现转矩检测能力及检测精度的进一步的提高。 0062 另外, 参照图 3, 在该转矩检测装置 17 中, 由于霍耳集成电路 30 在由集磁环 28 将 在一对磁轭 26 中产生的磁通的密度平均化后的状态下对该磁通。
40、进行检测, 因此能够不偏 移地对磁轭 26 的磁通密度进行检测。其结果是, 能够实现转矩检测能力及检测精度的进一 步的提高。并且, 由于这样实现转矩检测装置 17 的方向盘 2 的转向操纵转矩的检测能力及 检测精度的提高, 因此在电动动力转向装置 1 中, 能够高精度地实现由电动机 19 对方向盘 2 的转向操纵转矩进行的辅助。 0063 本发明并不限定于上述实施方式, 而是例如, 在上述实施方式中, 虽然作为磁传感 器采用了两个霍耳集成电路 30(参照图 2) , 但是也可以采用一个霍耳集成电路 30。另外, 作为磁传感器可以采用磁阻元件 (MR 元件) 来代替霍耳集成电路 30。另外, 磁。
41、铁 25 的极数 能够任意地设定为 : 12 极、 16 极、 18 极、 24 极。 0064 图11是从通过磁轭26的圆心位置且沿轴向的平坦面的位置观察其它实施方式所 涉及的磁轭 26 的侧视图。在上述实施方式的各磁轭 26 的轭环 40 中, 虽然折弯部 40B 沿轴 向X1从延伸部40A的径向外侧端部向爪41突出的方向折弯 (参照图7) , 但是如图11所示, 也可以向与爪 41 突出的方向相反的方向折弯。在这种情况下, 在各磁轭 26 中设置有爪 41 的部分从周向观察呈曲柄形状。 0065 而且, 参照图 3, 具有下列情况 : 一对集磁环 38 在轴向 X1 的间隔形成为定值, 。
42、且这 些集磁环38构成相对位置已定的集磁环组件50。 在这种情况下, 在轴向X1上, 如果一对磁 轭 26 的延伸部 40A 的间隔 K 比集磁环组件 50 的最大长度 P 还大, 那么将折弯部 40B 向爪 41 突出的方向折弯, 从而能够使折弯部 40B 相对于对应的集磁环 38 从径向内侧对置。另 一方面, 如果该间隔 K 比集磁环组件 50 的最大长度 P 还小, 那么将折弯部 40B 向与爪 41 突 出的方向相反的方向折弯 (参照图 11) , 从而能够使折弯部 40B 相对于对应的集磁环 38 从 径向内侧对置。这样, 通过改变折弯部 40B 的折弯方向, 而能够使用共用的集磁环。
43、组件 50。 在本实施方式中, 虽然对包含集磁环的转矩检测装置适用于汽车的电动动力转向装置的例 子进行了说明, 但是本发明的转矩检测装置也能够适用于电动动力转向装置以外的其它的 装置或机器。 说 明 书 CN 103085874 A 9 1/8 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103085874 A 10 2/8 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103085874 A 11 3/8 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103085874 A 12 4/8 页 13 图 5 图 6A 说 明 书 附 图 CN 103085874 A 13 5/8 页 14 图 6B 图 6C 说 明 书 附 图 CN 103085874 A 14 6/8 页 15 图 7A 图 7B 图 8A 图 8B 说 明 书 附 图 CN 103085874 A 15 7/8 页 16 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 103085874 A 16 8/8 页 17 图 11 说 明 书 附 图 CN 103085874 A 17 。