專利名稱:扭矩檢測裝置及電動助力轉向裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種扭矩檢測裝置,其特別適合用于車輛的電動助力轉向 裝置等上,具有用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸、固定設在第l軸 上的永久磁鐵、經由軸套壓入固定在第2軸上且配置在永久磁鐵的磁場內 形成磁路的多個軟磁性體、檢測軟磁性體感應的磁通的檢測器,多個軟磁 性體,利用合成樹脂模制形成一體化,在對第1軸或第2軸施加扭矩時,該扭矩檢測裝置基于檢測器的輸出,檢測扭矩。此外,本發明涉及一種扭矩檢測裝置,特別適合用于車輛的電動助力轉向裝置等,具有用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸、固定設在第l軸上的永久磁鐵、固定在第2軸上且配置在永久磁鐵的磁場內形成磁路的多個軟 磁性體、檢測在軟磁性體發生的磁通的檢測器,在對第1軸及第2軸施加扭矩時,基于檢測器的輸出,檢測扭矩。此外,本發明涉及扭矩檢測裝置、及具有該扭矩檢測裝置的電動助力轉 向裝置,特別適合用于車輛的電動助力轉向裝置等,扭矩檢測裝置具有用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸、固定設在第1軸上的永久磁鐵、固定在第 2軸上且配置在永久磁鐵的磁場內形成磁路的多個軟磁性體、與軟磁性體磁 耦合來感應來自軟磁性體的磁通的多個輔助軟磁性體、檢測輔助軟磁性體感 應的磁通的檢測器,在對第1軸或第2軸施加扭矩時,基于檢測器的輸出,檢測扭矩。
技術背景在車輛的轉向裝置中,有驅動電機輔助操縱轉向,減輕駕駛者的負擔 的電動助力轉向裝置。電動助力轉向裝置,具有連接在操縱轉向部件(方 向盤、手柄)上的輸入軸、通過小齒輪及齒條等連接在轉向車輪上的輸出 軸、連結輸入軸及輸出軸的連結軸,扭矩檢測裝置,通過在連結軸產生的扭轉角度,檢測施加給輸入軸的轉向扭矩,基于檢測的轉向扭矩,驅動控 制與輸出軸連動的轉向輔助用的電機。在如此的電動助力轉向裝置中,以 往,使用采用線圈檢測旋轉位置的磁檢測式分解器,或檢測光的透過的光 學式編碼器的檢測裝置等。此外,在特開2003-14卯62號公報中,提出了一種扭矩傳感器,如圖 1A的分解立體圖、圖1B的縱剖面圖及圖1C的橫剖面圖所示,具有通過 扭桿3同軸連結的輸入軸1及輸出軸2、固定設在輸入軸1上的環狀的24 極的永久磁鐵5、由固定在輸出軸2上且配置在永久磁鐵5的磁場內形成 磁路的多個軟磁性體4a、 4b構成的磁軛4、磁耦合在磁軛4a、 4b上的感 應來自磁軛4a、 4b的磁通的2個集磁環8、 8、檢測集磁環8、 8感應的磁 通的2個磁傳感器6、 6 (霍爾IC),在對輸入軸l施加扭矩時,該扭矩傳 感器基于磁傳感器6、 6的輸出檢測扭矩。此外,本申請人,在特開2005-98821號公報中提出了一種扭矩傳感器, 其利用上述的扭矩傳感器,如圖1A 圖1C所示,由合成樹脂一體地模制 磁軛4a、 4b,由合成樹脂一體地模制集磁環8、 8和磁傳感器6、 6。在上述扭矩傳感器中,利用合成樹脂一體模制的磁軛4a、 4b,經由未 圖示的軸套,壓入固定在輸出軸2上,但是,軸套是磁性體(S43C)。因 此,存在有軸套影響上述磁路的顧慮;及在將輸出軸壓入軸套時產生切屑, 該切屑影響磁路的顧慮的問題。此外,在上述扭矩傳感器中,在利用合成樹脂模制集磁環8、 8、磁傳 感器6、 6及電路基板時,分2次成型。即,在第l次成型中,利用具有 柔性的合成樹脂(例如熱熔)模制電子部件即磁傳感器6、 6及電路基板, 在第2次成型中,利用具有剛性的合成樹脂(例如PBT)模制集磁環8、 8。 如此,緩和具有剛性的合成樹脂對電子部件的不良影響。但是,存在問題,即,第1次成型中使用的合成樹脂,不能保證與電 路基板的機械的密合性,如果幾次加熱,反復伸縮,合成樹脂就會從電路 基板等上剝離,如圖2所示,在合成樹脂和電路基板19的之間產生間隙 30。此外,在上述的扭矩傳感器中,需要用于與電動助力轉向裝置的控制 部連接的電氣配線及連接器部件,存在導致部件成本上升及部件個數增加的問題。 發明內容本發明是鑒于以上的事實而提出的,其目的在于提供一種阿太工夫將 磁軛壓入固定在輸出軸上的軸套對磁路無影響的扭矩檢測裝置。此外,本發明的目的在于提供一種即使在將磁軛壓入固定在輸出軸的 軸套中壓入輸出軸時產生切屑,該切屑也不影響磁路的扭矩檢測裝置。此外,本發明的目的在于提供一種模制使用的合成樹脂能夠保證與電 子部件的機械的密合性、合成樹脂不會從電子部件剝離、無產生間隙的顧 慮的扭矩檢測裝置。此外,本發明的目的在于提供一種不需要用于與外部連接的電氣配線 及連接器部件的、能夠謀求降低部件成本及削減部件個數的扭矩檢測裝 置。此外,本發明的目的在于提供一種不需要用于與扭矩檢測裝置連接的 電氣配線及連接器部件的、能夠謀求降低部件成本及削減部件個數的電動 助力轉向裝置。本發明的扭矩檢測裝置,具有用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸、 固定設在該第l軸上的永久磁鐵、經由軸套壓入固定在所述第2軸上且配 置在所述永久磁鐵的磁場內形成磁路的多個軟磁性體、和檢測該軟磁性體 感應的磁通的檢測器,所述多個軟磁性體,利用合成樹脂模制,形成一體 化,在對所述第l軸或第2軸施加扭矩時,基于所述檢測器的輸出,檢測 所述扭矩,如此構成的扭矩檢測裝置,其特征在于所述軸套是非磁性體。本發明的扭矩檢測裝置,其特征在于所述軸套的材質比所述第2軸 的材質軟。本發明的扭矩檢測裝置,具有用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸、 固定設在該第1軸上的永久磁鐵、固定在所述第2軸上且配置在所述永久 磁鐵的磁場內形成磁路的多個軟磁性體、和檢測在該軟磁性體中產生的磁 通的檢測器及與該檢測器連接的電路基板,所述檢測器及電路基板,利用 合成樹脂模制,在對所述第1軸或第2軸施加扭矩時,基于所述檢測器的 輸出,檢測所述扭矩,如此構成的扭矩檢測裝置,其特征在于在所述電路基板上設置1個或多個貫通孔,在該貫通孔內填充所述合成樹脂。在該扭矩檢測裝置中,第1軸及第2軸,用連結軸同軸連結,永久磁 鐵,固定設在該第l軸上。多個軟磁性體,固定在第2軸上,配置在永久 磁鐵的磁場內,形成磁電路,檢測器檢測在軟磁性體中產生的磁通。電路 基板與檢測器連接,利用合成樹脂膜壓檢測器及電路基板,在對第l軸或 第2軸施加扭矩時,基于檢測器的輸出,檢測扭矩。在電路基板上設置l 個或多個貫通孔,在該貫通孔內填充所述合成樹脂。本發明的扭矩檢測裝置,具有,用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸、固定設在該第1軸上的永久磁鐵、固定在所述第2軸上且配置在所述永久磁鐵的磁場內形成磁電路的多個軟磁性體、磁耦合在該軟磁性體上感應來 自該軟磁性體的磁通的多個輔助軟磁性體、和檢測該輔助軟磁性體感應的 磁通的檢測器,及與該檢測器連接的電路基板,所述檢測器及電路基板,利用合成樹脂模制,在對所述第1軸或第2軸施加扭矩時,基于所述檢測器的輸出,檢測所述扭矩,如此構成的扭矩檢測裝置,其特征在于在所 述電路基板上設置1個或多個貫通孔,在該貫通孔內填充所述合成樹脂。 在該扭矩檢測裝置中,第1軸及第2軸,用連結軸同軸連結,永久磁 鐵,固定設在該第l軸上。多個軟磁性體,固定在第2軸上,配置在永久磁鐵的磁場內,形成磁電路,多個輔助軟磁性體,磁耦合在該軟磁性體上, 感應來自軟磁性體的磁通,檢測器檢測輔助軟磁性體感應的磁通。電路基 板與檢測器連接,檢測器及電路基板,利用合成樹脂膜壓,在對第l軸或第2軸施加扭矩時,基于檢測器的輸出,檢測扭矩。在電路基板上設置l個或多個貫通孔,在該貫通孔內填充所述合成樹脂。本發明的扭矩檢測裝置,具有用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸、分別同軸地固定設在該第1軸及第2軸上磁耦合永久磁鐵及多個軟磁性體、磁耦合在該軟磁性體上的多個輔助軟磁性體、檢測該輔助軟磁性體感 應的磁通的1個或多個檢測器、和模制所述輔助軟磁性體及檢測器而成的 合成樹脂制的模制體,基于所述檢測器的輸出,檢測施加給所述第l軸或第2軸的扭矩,其特征在于所述檢測器,具有用于與外部連接的多個銷,該銷,從所述模制體突出設置。本發明的電動助力轉向裝置,其特征在于具有輔助轉向的電機、如權利要求5所述的扭矩檢測裝置、收納在筐體內且基于所述扭矩檢測裝 置檢測的扭矩驅動控制所述電機的驅動控制部,所述筐體,具有從該筐體 突出設置的設有多個貫通孔的電路基板,所述驅動控制部,通過分別在所 述貫通孔內插入從所述扭矩檢測裝置的模制體突出設置的多個銷,與所述 扭矩檢測裝置連接。根據本發明的扭矩檢測裝置,能夠實現一種將磁軛壓入固定在輸出軸 上的軸套對磁路無影響的扭矩檢測裝置。根據本發明的扭矩檢測裝置,能夠實現一種即使在將磁軛壓入固定在 輸出軸的軸套中壓入輸出軸時產生切屑,該切屑也不影響磁路的扭矩檢測 裝置。根據本發明的扭矩檢測裝置,能夠實現一種模制使用的合成樹脂能夠 保證與電子部件的機械的密合性的、合成樹脂不會從電子部件剝離、無產 生間隙的顧慮的扭矩檢測裝置。根據本發明的扭矩檢測裝置,能夠實現一種不需要用于與外部連接的 電氣配線及連接器部件的、能夠謀求降低部件成本及削減部件個數的扭矩 檢測裝置。根據本發明的扭矩檢測裝置,能夠實現一種不需要用于與扭矩檢測裝置連接的電氣配線及連接器部件的、能夠謀求降低部件成本及削減部件個數的電動助力轉向裝置。此外,能夠在電動助力轉向裝置的驅動控制部的電路基板上一元化管理扭矩檢測裝置的檢測器的電路構成。本發明的其他目的及構成通過下述的實施方式的說明將更加清楚。
圖1A 圖1C是表示以往的扭矩檢測裝置的構成的說明圖。 圖2是表示以往的扭矩檢測裝置的問題點的說明圖。 圖3A 圖3C是表示本發明的扭矩檢測裝置的實施方式1的構成的說 明圖。圖4是表示本發明的扭矩檢測裝置的磁軛及集磁環的分解立體圖。 圖5是表示將本發明的扭矩檢測裝置安裝在電動助力轉向裝置上的構 成例的縱剖面圖。圖6A和圖6B是表示圖5所示的扭矩檢測裝置的壓入磁軛及軸套的 固定狀態的說明圖。圖7 A 圖7C是表示本發明的扭矩檢測裝置的實施方式2的構成的 說明圖。圖8是表示本發明的扭矩檢測裝置的磁軛及集磁環的分解立體圖。 圖9是放大表示圖7 B和圖7C的電路基板周邊的放大剖面圖。 圖10A 圖10C是模式表示本發明的扭矩檢測裝置的實施方式3的構 成的說明圖。圖11是表示本發明的扭矩檢測裝置的磁軛及集磁環的分解立體圖。 圖12是表示本發明的電動助力轉向裝置的實施方式3的構成的縱剖 面圖。圖13是表示電子控制裝置殼體的外觀例的立體圖。圖14是模式表示扭矩檢測裝置及電子控制裝置殼體的連接狀態的說明圖。圖15A 圖15D是表示本發明的電動助力轉向裝置及扭矩檢測裝置 的工作的說明圖。
具體實施方式
以下,參照附圖,說明本發明的實施方式。 (實施方式1)圖3A 圖3C是表示本發明的扭矩檢測裝置的實施方式1的構成的說 明圖。圖3A是分解立體圖,圖3B是縱剖面圖,圖3C是圖3B的A-A,面 的橫剖面體。該扭矩檢測裝置,經由細徑的扭桿3 (連結軸)同軸狀地連 結輸入軸1 (第1軸)和輸出軸(第2軸)。輸入軸1及輸出軸2,分別經 由銷9連結在扭桿3上。在輸入軸1上同軸地固定設置圓筒形狀的(24極)永久磁鐵5,該永 久磁鐵5在圓周方向按等間隔磁化24極(N、 S極各12極)。在輸出軸2 上,經由后述的軸套25 (圖5),同軸地壓入固定圓筒形狀的軛鐵4,該軛 鐵4在半徑方向設置適當的間隙地圍住永久磁鐵5。軛鐵4,如圖4所示,在板狀的環上具有按等間隔圓周設置向與其板面垂直的方向延伸的12個等腰三角形狀的爪10的兩個磁軛4a、 4b (軟磁性體)。關于兩個磁軛4a、 4b,以各自的爪IO在圓周方向按適當的間隔錯開 地對向的狀態,由合成樹脂構成的模制體24模制成圓筒形狀。但是,磁 軛4a、 4b的與永久磁鐵5對向的面,從模制體24露出。此外,磁軛4a、 4b,以不施加扭矩的中立狀態,各自的爪10的前端 以指向永久磁鐵5的N極及S極的交界的方式配置。該扭矩檢測裝置,還具有分別與磁軛4a、 4b磁耦合而分別感應來自 磁軛4a、 4b的磁通的兩個集磁環8、 8。如圖4所示,集磁環8、 8平行地 配置,具有比其它部分相互接近的平板狀的部分,在該接近的部分的間隙 內插入兩個霍爾IC6。集磁環8、 8及霍爾IC6,以上述狀態,利用由合成樹脂構成的模制體 28,模制形成一體化。但是,磁軛4a、 4b和集磁環8、 8的對向的面,從 模制體24露出。模制磁軛4a、 4b的模制體24和永久磁鐵5的開口部,例如用合成樹 脂制的密封部件40密封,防止鐵屑、鐵粉等塵埃的侵入。模制磁軛4a、 4b的模制體24和模制集磁環8、 8的模制體28的幵口 部,例如用合成樹脂制的密封部件38密封,下部開口部用合成樹脂制的 密封部件39密封防止鐵屑、鐵粉等塵埃的侵入。圖5是表示將上述構成的扭矩檢測裝置安裝在電動助力轉向裝置上的 構成例的縱剖面圖。該電動助力轉向裝置,在未圖示的轉向(手柄)上連 結輸入軸l,在輸入軸l的中空部,可活動地嵌合扭桿3的上半部,扭桿 3的上端部通過銷9a連結在輸入軸1上。在輸出軸2的中空部可活動地嵌 合扭桿3的下半部,扭桿3的下端部通過銷9b連結在輸出軸2上,在輸 出軸2的中空部的上部可活動地嵌合輸入軸1的下部。輸出軸2,連結在 未圖示的轉向機構上。輸入軸1,通過軸承13轉動自如地支持在電動助力轉向裝置的外殼 17上,輸出軸2,通過軸承ll、 12轉動自如地支持在的外殼17上。在輸出軸2上固定設置蝸輪15,在蝸輪15上嚙合與未圖示的轉向輔 助電機的電機軸連結的蝸桿14。在輸入軸1上同軸固定設置永久磁鐵5。此外,通過模制體24模制形成一體,構成軛鐵4的兩個磁軛4a、 4b,在半徑方向設置適當間隙地圍住 永久磁鐵5,軛鐵4,通過軸套25,同軸壓入固定在輸出軸2上。軸套25,如圖6A的俯視圖及圖6B的縱剖面圖所示,是在一方的端 部具有凸部的圓筒形狀的非磁性體,以滾花加工的外周部從另一端部到凸 部,與軛鐵4的內周部接觸地被壓入固定的狀態,從一方的端部將輸出軸 2壓入固定在內周部。軸套25的材質比輸出軸2軟,在壓入輸出軸2時,即使產生切屑, 也只從軸套25產生。從軸套25產生的切屑,由于是非磁性體的,因此對 磁軛4a、 4b等的磁路無磁影響。在磁軛4a、 4b的周圍配設兩個分別與磁軛4a、 4b磁耦合的、相互等 間隔平行配置的集磁環8、 8。在集磁環8、 8的相互接近的平板狀的部分 間插入兩個霍爾IC6。集磁環8、 8及兩個霍爾IC6,利用模制體28模制成一體,模制體28 固定在電動助力轉向裝置的外殼17上。霍爾IC6的各引線7被軟釬焊在 基板16上,基板16供給使霍爾IC6工作的電源,得到經過霍爾IC6檢測 的輸出。模制體24和永久磁鐵5的開口部,用密封部件40密封,模制體24 和模制體28的上部開口部被密封部件38密封,下部開口部被密封部件39 密封,分別防止鐵屑、鐵粉等塵埃的侵入。(實施方式2)圖7A 圖7C是表示本發明的扭矩檢測裝置的實施方式2的構成的說 明圖。圖7A是分解立體圖,圖7B是縱剖面圖,圖7C是圖7B的A-A'面 的橫剖面體。該扭矩檢測裝置,經由細徑的扭桿3 (連結軸),同軸狀地連 結輸入軸1 (第1軸)和輸出軸(第2軸)。輸入軸1及輸出軸2,分別經 由銷9與扭桿3連結。在輸入軸1上,同軸地固定設置的圓筒形狀的(24極)永久磁鐵5, 該永久磁鐵5在圓周方向按等間隔磁化24極(N、 S極各12極)。在輸出 軸2上同軸地壓入固定圓筒形狀的軛鐵4,該軛鐵4在半徑方向設置適當的間隙地圍住永久磁鐵5。軛鐵4,如圖8所示,在板狀的環上具有按等 間隔圓周設置向與其板面垂直的方向延伸的12個等腰三角形狀的爪10的兩個磁軛4a、 4b (軟磁性體)。關于兩個磁軛4a、 4b,以各自的爪10在 圓周方向按適當的間隔錯開地對向的狀態,利用由合成樹脂構成的模制體 24模制成圓筒形狀。但是,磁軛4a、 4b的與永久磁鐵5對向的面,從模 制體24露出。此外,磁軛4a、 4b,以不施加扭矩的中立狀態,各自的爪10的前端, 以指向永久磁鐵5的N極及S極的交界的方式配置。該扭矩檢測裝置,此外,具有分別與磁軛4a、 4b磁耦合而分別感應 來自磁軛4a、 4b的磁通的兩個集磁環8、 8 (輔助軟磁性體)。集磁環8、 8,如圖8所示,平行地配置,具有比其它部分相互接近的平板狀的部分, 在該接近的部分的間隙內插入1個或多個霍爾IC6 (檢測器)。集磁環8、 8及霍爾IC6,和形成與霍爾IC6連接的電子電路的電路基 板19a(電子部件)一同,以上述狀態,利用由合成樹脂構成的模制體28a、 28b模制。霍爾IC6,通過多根引線7,與電路基板19a連接,電路基板 19a,通過軟線21與外部的未圖示的控制裝置連結。但是,磁軛4a、 4b和集磁環8、 8的相互對向的面,從模制體24、 28b 露出。此外,在利用合成樹脂模制時,分2次成型,在第l次成型中,利 用由具有柔性的合成樹脂(例如熱熔化)構成的模制體28a,模制霍爾IC6、 6及電路基板19a的電子部件,在第2次成型中,利用由具有剛性的合成 樹脂(例如PBT)構成的模制體28b模制集磁環8、 8。在電路基板19a上,如圖9的放大橫剖面圖所示,設置多個貫通孔48, 電路基板19a的表側及背側的模制體28a,通過在貫通孔48內充填合成樹 脂,機械地連接。由此,即使反復加熱伸縮,模制體28a也不會從電路基 板19a上剝離,在模制體28a和電路基板19a的之間也不會產生間隙。(實施方式3)圖10A 圖10C是模式表示本發明的扭矩檢測裝置的實施方式3的構 成的說明圖。圖IOA是分解立體圖,圖IOB是縱剖面圖,圖IOC是圖10B 的A-A,面的橫剖面體。該扭矩檢測裝置,經由細徑的扭桿3 (連結軸),同軸狀地連結輸入軸1 (第1軸)和輸出軸(第2軸)。輸入軸1及輸出軸 2,分別經由定位銷9連結在扭桿3上。在輸入軸1上同軸地固定設置圓筒形狀的(24極)永久磁鐵5,該永 久磁鐵5在圓周方向按等間隔磁化24極(N、 S極各12極)。在輸出軸2上同軸地壓入固定圓筒形狀的軛鐵4,該軛鐵4在半徑方 向設置適當的間隙地圍住永久磁鐵5。軛鐵4,如圖11所示,在板狀的環 上具有按等間隔圓周設置向與其板面垂直的方向延伸的12個等腰三角形 狀的爪10的兩個磁軛4a、 4b (軟磁性體)。關于兩個磁軛4a、 4b,以各自的爪IO在圓周方向按適當的間隔錯開 地對向的狀態,利用由合成樹脂構成的模制體24模制成圓筒形狀。但是, 與磁軛4a、 4b的永久磁鐵5對向的面,從模制體24露出。此外,磁軛4a、 4b,以不施加扭矩的中立狀態,各自的爪10的前端, 以指向永久磁鐵5的N極及S極的交界的方式配置。該扭矩檢測裝置,此外,具有分別與磁軛4a、 4b磁耦合而分別感應 來自磁軛4a、 4b的磁通的兩個集磁環8、 8 (輔助軟磁性體)。集磁環8、 8,如圖11所示,平行地配置,具有比其它部分相互接近的平板狀的部分, 在該接近的部分的間隙內插入2個霍爾IC6 (霍爾元件,檢測器)。集磁環8、 8及霍爾IC6,以上述狀態,利用由合成樹脂構成的模制體 28a、 28b模制形成一體化。但是,磁軛4a、 4b和集磁環8、 8的相互對向 的面,從模制體24、 28露出。霍爾IC6,具有多個用于與外部電路連接的銷27,多個銷27,以一方 向排列的狀態從模制體28突出。圖12是表示具有如此構成的扭矩檢測裝置的本發明的電動助力轉向 裝置的實施方式3的構成的縱剖面圖。該電動助力轉向裝置,將輸入軸l 連結在未圖示的轉向(手柄)上,在輸入軸l的中空部,可活動地嵌合扭 桿3的上半部,扭桿3的上端部,通過定位銷9a連結在輸入軸1上。在 輸出軸2的中空部,可活動地嵌合扭桿3的下半部,扭桿3的下端部,通 過定位銷9b連結在輸出軸2上,在輸出軸2的中空部的上部,可活動地 嵌合輸入軸l的下部。輸出軸2,與未圖示的轉向機構連結。輸入軸l,通過軸承B,轉動自如地支持在電動助力轉向裝置的外殼17上,輸出軸2,通過軸承ll、 12,轉動自如地支持在的外殼17上。在輸出軸2上,固定設置蝸輪15,在蝸輪15上嚙合與未圖示的轉向 輔助電機的電機軸連結的蝸桿14。在輸入軸1上同軸地固定設置永久磁鐵5,在輸出軸2上同軸壓入固 定兩個磁軛4a、 4b,該兩個磁軛4a、 4b徑向設置適當間隙地圍住永久磁 鐵5。在磁軛4a、 4b的周圍配設兩個分別與磁軛4a、 4b磁耦合的相互等 間隔平行配置的集磁環8、 8。在集磁環8、 8的相互接近的平板狀的部分 間插入兩個霍爾IC6。磁軛4a、 4b利用模制體24模制成一體,集磁環8、 8及兩個霍爾IC6 利用模制體28模制成一體,模制體28固定在電動助力轉向裝置的外殼17 上。多個用于與霍爾IC6的外部連接的銷27,以一方向排列的狀態,從模 制體28突出,分別與從電子控制裝置殼體20 (筐體)突出設置的印刷基 板18 (PCB、玻璃環氧基板等)連接。在電子控制裝置殼體20中收納電動助力轉向裝置的驅動控制部、和 有關霍爾IC6的電路(耐噪聲電容器等)。電子控制裝置殼體20固定在外 殼17上或未圖示的車體側。圖13是表示電子控制裝置殼體20的外觀的立體圖。電子控制裝置殼體20為長方體形狀,從縱向的1端面突設有印刷基 板18 (電路基板),在印刷基板18上以一方向排列的狀態設置6個通孔 29 (貫通孔)。扭矩檢測裝置及電子控制裝置殼體20,通過分別使霍爾IC6的各銷 27插入對應的通孔29,如圖M的模式說明圖所示,軟釬焊被插入的各銷 27及通孔29,進行連接。由此,連接霍爾IC6和有關霍爾IC6的電路及電動助力轉向裝置的驅動控制部。以下,說明在實施方式1 實施方式3中說明的電動助力轉向裝置及 扭矩檢測裝置的工作。如果不進行轉向操作而不對輸入軸1施加扭矩時, 磁軛4a、 4b的各爪10,如圖15B所示,由于與永久磁鐵5的N極及S極 對向的面積相等,從N極進入的磁通和向S極引出的磁通相等,因此在磁 軛4a及磁軛4b之間不產生磁通L在進行轉向操作而對輸入軸1施加一方向的扭矩時,扭桿3產生扭轉,磁軛4a、 4b的各爪10及永久磁鐵5的相對位置變化。此時,例如,如圖 15A所示,與磁軛4a的各爪10對向的面積,永久磁鐵5的N極大于S極, 從N極進入的磁通大于向S極引出的磁通。此外,與磁軛4b的各爪10 對向的面積,永久磁鐵5的N極小于S極,從N極進入的磁通小于向S 極引出的磁通。結果,產生從磁軛4a向磁軛4b的磁通,與各爪10對向 的N極和S極的面積的差越大,該磁通密度越增大。另外,在進行轉向操作而對輸入軸1施加另一方向的扭矩時,扭桿3 向與上述相反的方向產生扭轉,磁軛4a、 4b的各爪10及永久磁鐵5的相 對位置變化。此時,例如,如圖15C所示,與磁軛4a的各爪IO對向的面 積,永久磁鐵5的N極小于S極,從N極進入的磁通小于向S極引出的 磁通。此外,與磁軛4b的各爪IO對向的面積,永久磁鐵5的N極大于S 極,從N極進入的磁通一方大于向S極引出的磁通。結果,產生從磁軛 4b向磁軛4a的磁通,與各爪IO對向的N極和S極的面積的差越大,該 磁通密度越增大。如果與扭桿3的扭轉角即電角一180 180度(機械角一15 15度) 對應地圖示在上述的磁軛4a及磁軛4b間的間隙中產生的磁通密度的變 化,就成為圖15D所示的正弦波狀。實際使用的范圍,根據扭桿3的剛性, 不超過一90 90度。根據上述的磁軛4a及磁軛4b間的間隙的磁通密度,在磁軛4a、 4b 產生的磁通分別被集磁環8、 8感應,感應的磁通集中在集磁環8、 8的相 互接近的部分,由霍爾IC6、 6檢測。霍爾IC6、 6能夠通過集磁環8、 8, 檢測在磁軛4a、 4b的全周產生的平均磁通密度。由此,霍爾IC6、 6,能夠分別根據在集磁環8、 8產生的磁通來檢測 磁通密度,即能夠根據施加給輸入軸1的扭矩來檢測磁通密度。即,能夠 基于檢測的磁通密度,得知施加給轉向的扭矩。尤其,通過使霍爾IC6、 6 的檢測方向相反,求出它們的輸出的差,能夠抵消擺動、霍爾IC6、 6的 溫度特性及軸向的檢測靈敏度等的各種影響,能夠提高檢測精度。另外,在上述的實施方式2中,即使除去集磁環8、 8,霍爾IC6、 6 直接檢測磁軛4a、 4b產生的磁通,也能夠同樣檢測扭矩。另外,在上述的實施方式3中,電子控制裝置殼體20內的驅動控制部,基于霍爾IC6檢測的磁通密度,即施加給轉向的扭矩,控制未圖示的 轉向輔助用的電機,降低扭矩。電機,對未圖示的轉向機構賦予操縱轉向 力,由此,減輕要施加給轉向的操縱轉向力。
權利要求
1.一種扭矩檢測裝置,具有用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸,固定設在該第1軸上的永久磁鐵,多個軟磁性體,其固定在所述第2軸上,并配置在所述永久磁鐵的磁場內,形成磁路,和檢測在該軟磁性體中產生的磁通的檢測器及與該檢測器連接的電路基板;其中,所述檢測器及電路基板利用合成樹脂模制成型;在對所述第1軸或第2軸施加扭矩時,基于所述檢測器的輸出,檢測所述扭矩;在所述電路基板上設置1個或多個貫通孔,在該貫通孔內填充所述合成樹脂。
2. —種扭矩檢測裝置, 具有用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸, 固定設在該第1軸上的永久磁鐵,多個軟磁性體,其固定在所述第2軸上,并配置在所述永久磁鐵的 磁場內,形成磁電路,多個輔助軟磁性體,其與該軟磁性體磁耦合,感應來自該軟磁性體 的磁通,和檢測該輔助軟磁性體感應的磁通的檢測器及與該檢測器連接的電 路基板;其中,所述檢測器及電路基板,利用合成樹脂模制成型; 在對所述第1軸或第2軸施加扭矩時,基于所述檢測器的輸出,檢測 所述扭矩;在所述電路基板上設置1個或多個貫通孔,在該貫通孔內填充所述合 成樹脂。
3. —種扭矩檢測裝置, 具有用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸,磁耦合的永久磁鐵及多個軟磁性體,其分別同軸地固定設在該第1 軸及第2軸上,多個輔助軟磁性體,其與該軟磁性體磁耦合, l個或多個檢測器,其檢測該輔助軟磁性體感應的磁通,和 合成樹脂制的模制體,其用于模制成型所述輔助軟磁性體及檢測器;其中,基于所述檢測器的輸出,檢測施加給所述第1軸或第2軸的扭矩;所述檢測器,具有用于與外部連接的多個銷,該銷被從所述模制體突 出設置。
4. 一種電動助力轉向裝置, 具有輔助轉向的電機,權利要求3所述的扭矩檢測裝置,和驅動控制部,其收納在筐體內,基于所述扭矩檢測裝置檢測的扭矩, 驅動控制所述電機;其中,所述筐體,具有從該筐體突出設置的設有多個貫通孔的電路基板;所述驅動控制部,通過分別在所述貫通孔內插入從所述扭矩檢測裝 置的模制體突出設置的多個銷,而與所述扭矩檢測裝置連接。全文摘要
本發明提供一種扭矩檢測裝置及電動助力轉向裝置,該扭矩檢測裝置具有用連結軸同軸連結的第1軸及第2軸、固定設在第1軸上的永久磁鐵、經由軸套壓入固定在第2軸上且配置在永久磁鐵的磁場內形成磁路的多個軟磁性體、檢測軟磁性體感應的磁通的檢測器,多個軟磁性體利用由合成樹脂構成的模制體模制形成一體化,在對第1軸或第2軸施加扭矩時,該扭矩檢測裝置基于檢測器的輸出,檢測扭矩。軸套為非磁性體。
文檔編號G01L3/10GK101334324SQ20081013362
公開日2008年12月31日 申請日期2005年7月29日 優先權日2004年7月29日
發明者中根直樹, 和泉武士, 德本欣智, 石原繁晴, 辻本泰介 申請人:株式會社捷太格特;株式會社電裝