[發明專利]扭矩傳感器及使用該扭矩傳感器的動力轉向裝置

有效

• 申請號: 201310070278.1
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103674369B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 吉田治;丸山辰義;白窪清隆;椎野高太郎;木村誠
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統轉向器株式會社
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10;B62D6/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 岳雪蘭

技術領域

本發明涉及例如適用于車輛的動力轉向裝置且用來檢測駕駛員的轉向扭矩的扭矩傳感器及使用該扭矩傳感器的動力轉向裝置。

背景技術

例如，作為適用于汽車的動力轉向裝置的現有扭矩傳感器，以下專利文獻1記載的扭矩傳感器是公知的。

大致說明如下。該扭矩傳感器具備：磁性部件，其與由經由扭桿可相對旋轉地連接的兩個軸部件構成的轉向軸中的一個軸部件的外周結合，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由規定的支架被連接的軟磁性體構成的一對環狀部件，具有分別向徑向內側延伸的多個爪部，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，以在該磁軛部件之間（在軸向上）相互對置的姿態被設置，以在兩者之間產生磁場；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，用于檢測通過該集磁部件之間的磁通量；該扭矩傳感器根據由磁力計檢測到的磁通量（磁通密度）的變化，檢測向轉向軸輸入的扭矩。

專利文獻

專利文獻1：（日本）特開2004－309463號公報

但是，所述現有扭矩傳感器構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生差異。該結果是，扭矩傳感器的輸出特性大幅變化，有可能不能進行合適的扭矩檢測。

發明內容

本發明是鑒于該技術課題而提出的，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，也能夠進行合適的扭矩檢測。

本發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置為與由通過扭桿被連接的第一軸部件及第二軸部件構成的旋轉部件中的所述第一軸部件一體旋轉，并且在所述旋轉部件的旋轉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部，在該第二軸部件上被設置為與所述第二軸部件一體旋轉，多個該第一爪部被配置為在所述旋轉軸的同心圓上且在該旋轉軸的徑向上與所述磁性部件對置；第二磁軛部件，其由磁性材料構成，具有多個第二爪部和第二圓環部，在該第二軸部件上被設置為與所述第二軸部件一體旋轉，多個該第二爪部被配置為在所述旋轉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，并且在該旋轉軸的徑向上與所述磁性部件對置，該第二圓環部被配置為與所述第一圓環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部和所述第二圓環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而產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。

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成為在同一圓周上排列的結構以外，也可以構成為以使各所述第二爪部向與所述磁性部件接近的一側偏離的姿態在各所述第一爪部的周向之間交替地排列。

根據本發明，由于第一爪部和第二爪部構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，也能夠進行合適的扭矩檢測。

而且，如上所述，通過使配置于第一磁軛部件的徑向外側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，能夠調節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而相應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。

附圖說明

圖1是表示本發明的動力轉向裝置結構的示意圖；

圖2是表示本發明第一實施方式的扭矩傳感器等的圖，是圖1所示的轉向系統（第一齒輪齒條機構附近）的縱剖面圖；

圖3是圖2所示的扭矩傳感器的立體圖；

圖4是圖3所示的扭矩傳感器的分解立體圖；

圖5是沿圖2的A－A線的剖面圖；

圖6是圖5所示的扭矩傳感器附近的主要部分放大圖；

圖7是表示本發明第一實施方式的轉向軸的旋轉角-磁力計的輸出變動的關系的曲線圖；

圖8是表示本發明第一實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系的曲線圖；

圖9是表示本發明第一實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系的曲線圖；

圖10是表示本發明第一實施方式的第一變形例的扭矩傳感器等的圖，是與圖6相當的圖；