[發(fā)明專(zhuān)利]轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)位傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110276055.1
• 申請(qǐng)日: 2011-09-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102401710A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 真田隆宏;奧山健;池田幸雄;寺坂元壽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社捷太格特
• 主分類(lèi)號(hào): G01L3/10
• 分類(lèi)號(hào): G01L3/10;G01D5/12;B62D6/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉;王軼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及兼具轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)位傳感器(index?sensor)的功能的小型的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)位傳感器。

背景技術(shù)

車(chē)輛的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置具有：駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作的轉(zhuǎn)向盤(pán)；依靠轉(zhuǎn)向盤(pán)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的輸入軸；依靠輸入軸的旋轉(zhuǎn)而被施加轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩)的連接軸(扭桿)；依靠施加在連接軸上的轉(zhuǎn)矩而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的輸出軸；對(duì)施加在連接軸的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測(cè)的轉(zhuǎn)矩傳感器；以及根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)出的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩而被驅(qū)動(dòng)的操作輔助用電動(dòng)機(jī)。通過(guò)向與輸出軸連接的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)傳遞操作輔助用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)向操作進(jìn)行輔助。

另外，在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，對(duì)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)，還可以通過(guò)轉(zhuǎn)向角傳感器對(duì)伴隨轉(zhuǎn)向操作而發(fā)生變化的轉(zhuǎn)向用車(chē)輪方向(轉(zhuǎn)向角)進(jìn)行檢測(cè)。

在日本特開(kāi)2007-269281中記載了將轉(zhuǎn)矩傳感器與轉(zhuǎn)向角傳感器做成一體型的技術(shù)。在日本特開(kāi)2007-269281中，關(guān)于轉(zhuǎn)矩傳感器，記載了下述內(nèi)容，即具有：圓筒磁鐵，其被設(shè)置在輸入軸，且由N極及S極在周向上交替地并列設(shè)置的多極磁鐵構(gòu)成；一對(duì)具有磁性材料特性的軛環(huán)(yoke?ring)，設(shè)置在輸出軸上且被配置在圓筒磁鐵的磁場(chǎng)內(nèi)而形成磁路；一對(duì)具有磁性材料特性的集磁環(huán)，其與軛環(huán)進(jìn)行磁耦合而引導(dǎo)來(lái)自軛環(huán)的磁力線，從而使磁力線聚集；以及磁檢測(cè)元件(磁傳感器)，其對(duì)集磁環(huán)所引導(dǎo)的磁力線進(jìn)行檢測(cè)，并基于磁檢測(cè)元件的輸出，檢測(cè)出施加在連接軸的轉(zhuǎn)矩。另外，關(guān)于轉(zhuǎn)向角傳感器，記載了下述內(nèi)容，即，具有：一對(duì)齒輪，與輸出軸的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)地繞與輸出軸平行的兩個(gè)軸上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且齒數(shù)互不相同；以及多個(gè)磁檢測(cè)元件，對(duì)各個(gè)齒輪的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè)；并基于通過(guò)各磁檢測(cè)元件檢測(cè)出的各個(gè)旋轉(zhuǎn)角度的組合，進(jìn)行轉(zhuǎn)向角的檢測(cè)。將日本特開(kāi)2007-269281中記載的轉(zhuǎn)向角傳感器稱(chēng)之為機(jī)械式轉(zhuǎn)向角傳感器。

除了如同日本特開(kāi)2007-269281中的機(jī)械式轉(zhuǎn)向角傳感器之外，作為其它方式，存在一種轉(zhuǎn)位(index)式轉(zhuǎn)向角傳感器，其對(duì)輸出軸的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定基準(zhǔn)位置，通過(guò)檢測(cè)(轉(zhuǎn)位檢測(cè))輸出軸是否位于旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)位置，從而檢測(cè)出輸出軸的轉(zhuǎn)速并用于轉(zhuǎn)向角的檢測(cè)。例如，在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，具有操作輔助用電動(dòng)機(jī)，雖然可以根據(jù)操作輔助用電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角得到輸出軸的相對(duì)角度，但在使用了轉(zhuǎn)位式轉(zhuǎn)向角傳感器的情況下，可以基于輸出軸的相對(duì)角度(從該操作輔助用電動(dòng)機(jī)得到)和輸出軸的轉(zhuǎn)速(通過(guò)檢測(cè)輸出軸是否位于旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)位置而檢測(cè)出)，得到輸出軸的絕對(duì)角，由此進(jìn)行轉(zhuǎn)向角的檢測(cè)。

本發(fā)明的發(fā)明人，著眼于轉(zhuǎn)位式轉(zhuǎn)向角傳感器的技術(shù)，想到了在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置上一并設(shè)置轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)位式轉(zhuǎn)向角傳感器用轉(zhuǎn)位傳感器。

但是，單單將轉(zhuǎn)矩傳感器與轉(zhuǎn)位傳感器一并設(shè)置的方法，只不過(guò)是將兩個(gè)傳感器并列設(shè)置而已，存在不僅部件數(shù)增加，還無(wú)法小型化的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)位傳感器，使其能夠兼具轉(zhuǎn)矩傳感器與轉(zhuǎn)位傳感器的功能，并且有助于部件數(shù)的縮減以及小型化。

本發(fā)明的第一實(shí)施方式為一種轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)位傳感器，其具有：轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部，其通過(guò)磁檢測(cè)方向相反地配置的一對(duì)磁檢測(cè)元件，對(duì)連接軸所受的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測(cè)，該連接軸將因轉(zhuǎn)向操作而旋轉(zhuǎn)的第一軸與第二軸進(jìn)行連接；以及旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)位置檢測(cè)部，其通過(guò)所述轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部的所述一對(duì)磁檢測(cè)元件，對(duì)所述連接軸的旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)位置進(jìn)行檢測(cè)；其中，所述旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)位置檢測(cè)部具有：一對(duì)磁鐵，以同極性的磁極對(duì)置的方式設(shè)置在所述第二軸的周向上；第一磁性元件，其位于所述一對(duì)磁鐵與所述一對(duì)磁檢測(cè)元件之間，且設(shè)置成與所述第二軸一體旋轉(zhuǎn)，用于在所述旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)位置上形成所述一對(duì)磁鐵的磁力線用磁路；及第二磁性元件，其設(shè)置在所述一對(duì)磁檢測(cè)元件之間，用于使來(lái)自所述第一磁性元件的磁力線均勻地流經(jīng)所述一對(duì)磁檢測(cè)元件。

優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部具有：轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用磁鐵，設(shè)置在所述第一軸上，且為N極與S極在周向上以規(guī)定的間距交替配置的圓筒狀的磁鐵；上下一對(duì)磁軛，設(shè)置在所述第二軸上，并且以覆蓋所述轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用磁鐵的周?chē)姆绞竭M(jìn)行設(shè)置，對(duì)應(yīng)所述連接軸的轉(zhuǎn)矩導(dǎo)入來(lái)自轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用磁鐵的磁力線；上下一對(duì)集磁環(huán)，隔著間隔而固定設(shè)置在所述上下一對(duì)磁軛的外周上，并且導(dǎo)入來(lái)自上下一對(duì)磁軛的磁力線；以及上下一對(duì)鄰接部，以?shī)A持一對(duì)磁檢測(cè)元件的方式設(shè)置，從而將導(dǎo)入到所述上下一對(duì)集磁環(huán)的磁力線分別聚磁到所述一對(duì)磁檢測(cè)元件內(nèi)；其中，所述一對(duì)磁檢測(cè)元件并列地配置在所述上下一對(duì)集磁環(huán)之間的外周周向上。