相對(duì)角度檢測(cè)裝置及相對(duì)角度檢測(cè)裝置的制造方法

專(zhuān)利名稱(chēng)：相對(duì)角度檢測(cè)裝置及相對(duì)角度檢測(cè)裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相對(duì)角度檢測(cè)裝置及相對(duì)角度檢測(cè)裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
過(guò)去，提出了提高在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中使用的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置(相對(duì)角度檢測(cè)裝置)的制造成品率的技術(shù)。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)器以如下方式構(gòu)成。即，轉(zhuǎn)矩檢測(cè)器具有第I軸及第2軸，它們通過(guò)聯(lián)結(jié)軸被同軸連接；永磁鐵，其被固定于第I軸或者聯(lián)結(jié)軸的一端；一對(duì)傳感器磁軛，其被固定于第2軸或者聯(lián)結(jié)軸的另一端,與永磁鐵一起形成磁回路；一對(duì)聚磁磁軛，其與永磁鐵及傳感器磁軛一起形成磁回路；以及磁通檢測(cè)器，其檢測(cè)傳感器磁軛及聚磁磁軛感應(yīng)到的磁通，該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)器根據(jù)磁通檢測(cè)器的輸出，檢測(cè)施加給所述第I軸及第2軸中的任意一方的轉(zhuǎn)矩，關(guān)于一對(duì)傳感器磁軛，從平板部件中分別沖裁出一對(duì)帶狀的傳感器磁軛部件，一對(duì)帶狀的傳感器磁軛部件分別被彎曲成環(huán)狀。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)2009-168727號(hào)公報(bào)與磁鐵一起形成磁回路的磁軛等軟磁性體所使用的材料通常價(jià)格較高，因而期望用于制造軟磁性體的材料量較少，以便得到低價(jià)的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在 于，提供一種具有降低了制造中使用的材料量的軟磁性體的裝置?；谏鲜瞿康?，本發(fā)明提供一種檢測(cè)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的相對(duì)角度的相對(duì)角度檢測(cè)裝置，其特征在于，該相對(duì)角度檢測(cè)裝置具備硬磁性體，其設(shè)于所述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸；軟磁性體，其以處于由所述硬磁性體形成的磁場(chǎng)內(nèi)的方式設(shè)于所述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，與該硬磁性體一起形成磁回路；以及檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述磁回路的磁通密度，所述軟磁性體是使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料注射成型的。其中，優(yōu)選作為所述軟磁性體的材料的磁性粉末含有鎳。并且，也優(yōu)選作為所述軟磁性體的材料的磁性粉末含有40%以上的鎳。并且，優(yōu)選所述軟磁性體具有圓板狀的圓環(huán)部，在其內(nèi)側(cè)形成有比所述硬磁性體的外形大的孔；以及突起部，其形成為從該圓環(huán)部的該硬磁性體側(cè)的部位向所述一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的軸向突出，所述突起部的外側(cè)的部位與所述硬磁性體的距離隨著從末端部側(cè)接近所述圓環(huán)部而變大，并且該突起部的內(nèi)側(cè)的部位與所述硬磁性體的距離從該末端部側(cè)到該圓環(huán)部是大致相同的。并且，根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種相對(duì)角度檢測(cè)裝置的制造方法，該相對(duì)角度檢測(cè)裝置具備硬磁性體，其設(shè)于被同軸配置的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸；軟磁性體，其以處于由該硬磁性體形成的磁場(chǎng)內(nèi)的方式設(shè)于該兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，與該硬磁性體一起形成磁回路；以及檢測(cè)單元，其檢測(cè)該磁回路的磁通密度，其特征在于，使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料，通過(guò)注射成型來(lái)制造所述軟磁性體。根據(jù)本發(fā)明，能夠降低用于制造軟磁性體的材料量，能夠提供低價(jià)的裝置。


圖1是實(shí)施方式中的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的外觀圖。圖2是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。圖3是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的剖面圖。圖4是圖3中的X部的放大圖。圖5是實(shí)施方式中的相對(duì)角度檢測(cè)部的主要部件的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。圖6是從圖3中的Y方向觀察相對(duì)角度檢測(cè)部的圖。圖7是示出轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部的輸出部輸出的第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)及第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)與操縱轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖。圖8是轉(zhuǎn)向裝置的E⑶的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明10. . . E⑶，20...轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置，21...相對(duì)角度檢測(cè)部，22...磁鐵，30...磁軛，
40...磁傳感器，50...轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部，60...托架，100...電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式(實(shí)施方式)。圖1是實(shí)施方式中的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置100的外觀圖。圖2是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置100的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。圖3是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置100的剖面圖。另外，在圖2中省略后述的E⑶10的護(hù)罩15的圖示。本實(shí)施方式中的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置(下面稱(chēng)為“轉(zhuǎn)向裝置”)100是立柱輔助式的裝置，是應(yīng)用于右手規(guī)格的例如汽車(chē)等交通工具的裝置。轉(zhuǎn)向裝置100具備轉(zhuǎn)向軸101，其與轉(zhuǎn)向輪(未圖示)聯(lián)結(jié)；以及轉(zhuǎn)向柱105，其覆蓋該轉(zhuǎn)向軸101的旋轉(zhuǎn)半徑方向的周?chē)?。并且，轉(zhuǎn)向裝置100具備齒輪箱110，其收納后述的蝸輪150和蝸齒161 ;以及托架106，其將轉(zhuǎn)向柱105和齒輪箱110直接或者間接地固定于交通工具的主體框架上。并且，轉(zhuǎn)向裝置100具備電動(dòng)機(jī)160，其提供對(duì)駕駛員施加給轉(zhuǎn)向輪的操縱力進(jìn)行輔助的力；作為控制裝置的一例的電子控制單元(下面有時(shí)也稱(chēng)為“ECU”)10，其控制電動(dòng)機(jī)160的動(dòng)作；以及轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20，其檢測(cè)駕駛員的操縱轉(zhuǎn)矩T。轉(zhuǎn)向軸101具有第I旋轉(zhuǎn)軸120，其上端與轉(zhuǎn)向輪(未圖示)聯(lián)結(jié)；以及第2旋轉(zhuǎn)軸130，其通過(guò)扭力桿140與該第I旋轉(zhuǎn)軸120同軸聯(lián)結(jié)。蝸輪150通過(guò)例如壓入等固定于第2旋轉(zhuǎn)軸130。該蝸輪150與蝸齒161嚙合，蝸齒161與被固定于齒輪箱110的電動(dòng)機(jī)160的輸出軸聯(lián)結(jié)。 齒輪箱110具有 第I部件111，其可旋轉(zhuǎn)地支撐第I旋轉(zhuǎn)軸120 ;以及第2部件112，其可旋轉(zhuǎn)地支撐第2旋轉(zhuǎn)軸130，并且通過(guò)例如螺栓等與第I部件111接合。第I部件111具有電動(dòng)機(jī)安裝部111a，其是安裝電動(dòng)機(jī)160的部位；以及ECU安裝部111b，其是安裝E⑶10的部位。
在以上這樣構(gòu)成的轉(zhuǎn)向裝置100中，轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20根據(jù)第I旋轉(zhuǎn)軸120和第2旋轉(zhuǎn)軸130的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)操縱轉(zhuǎn)矩T，ECUlO根據(jù)檢測(cè)到的操縱轉(zhuǎn)矩T控制電動(dòng)機(jī)160的驅(qū)動(dòng)，將其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力通過(guò)蝸齒161、蝸輪150傳遞給第2旋轉(zhuǎn)軸130。由此，電動(dòng)機(jī)160產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩對(duì)駕駛員施加給轉(zhuǎn)向輪的操縱力進(jìn)行輔助。下面，對(duì)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20進(jìn)行詳細(xì)敘述。轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20具有相對(duì)角度檢測(cè)部21，其檢測(cè)第I旋轉(zhuǎn)軸120和第2旋轉(zhuǎn)軸130的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度；以及轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部50，其根據(jù)相對(duì)角度檢測(cè)部21檢測(cè)到的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)操縱轉(zhuǎn)矩T。首先，對(duì)相對(duì)角度檢測(cè)部21進(jìn)行說(shuō)明。圖4是圖3中的X部的放大圖。圖5是實(shí)施方式中的相對(duì)角度檢測(cè)部21的主要部件的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。圖6是從圖3中 的Y方向觀察相對(duì)角度檢測(cè)部21的圖。另外，在圖6中省略了托架60。相對(duì)角度檢測(cè)部21具有作為硬磁性體的一例的磁鐵22，其安裝于第I旋轉(zhuǎn)軸120 ;以及作為軟磁性體的一例的磁軛30，其配置于磁鐵22形成的磁場(chǎng)內(nèi)，與磁鐵22 —起形成磁回路。并且，相對(duì)角度檢測(cè)部21具有磁傳感器40，其檢測(cè)由磁鐵22和磁軛30形成的磁回路中的磁通密度；以及支撐磁軛30的托架60。磁鐵22為圓筒狀，如圖5所示，在第I旋轉(zhuǎn)軸120的周向上交替地配置有N極和S極，并且沿著周向進(jìn)行了磁化。該磁鐵22通過(guò)軸環(huán)23被安裝于第I旋轉(zhuǎn)軸120。S卩，磁鐵22固定于軸環(huán)23，軸環(huán)23固定于第I旋轉(zhuǎn)軸120。并且，磁鐵22與第I旋轉(zhuǎn)軸120 —起旋轉(zhuǎn)。另外，磁鐵22在第I旋轉(zhuǎn)軸120的軸向上的長(zhǎng)度比磁軛30的長(zhǎng)度長(zhǎng)。磁軛30具有第I磁軛31和第2磁軛32。第I磁軛31具有圓板狀的第I圓環(huán)部31a，在其內(nèi)側(cè)形成有直徑比磁鐵22的外徑大的孔；以及多個(gè)第I突起部31b，其形成為從該第I圓環(huán)部31a起在第I旋轉(zhuǎn)軸120的軸向上(下面有時(shí)也簡(jiǎn)稱(chēng)為“軸向”)延伸。第I突起部31b在磁鐵22的周向上沿著該磁鐵22的外周面彎曲。第2磁軛32具有圓板狀的第2圓環(huán)部32a，在其內(nèi)側(cè)形成有直徑比磁鐵22的外徑大的孔；以及多個(gè)第2突起部32b，其形成為從該第2圓環(huán)部32a起在軸向上延伸。第2突起部32b在磁鐵22的周向上沿著該磁鐵22的外周面彎曲。第I磁軛31的第I突起部31b以及第2磁軛32的第2突起部32b形成為數(shù)量與磁鐵22的N極及S極相同。S卩，例如在磁鐵22的N極及S極均是12個(gè)的情況下，則也形成有12個(gè)第I突起部31b，形成有12個(gè)第2突起部32b。并且，該第I突起部31b及第2突起部32b在第I旋轉(zhuǎn)軸120的旋轉(zhuǎn)半徑方向上如圖4、圖6所示，以與磁鐵22的外周面相對(duì)的方式配置于比該外周面稍微靠外側(cè)的位置，該第I突起部31b及第2突起部32b與磁鐵22相對(duì)的面，在沿與第I旋轉(zhuǎn)軸120的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向觀察時(shí)為長(zhǎng)方形。第I突起部31b和第2突起部32b在第I旋轉(zhuǎn)軸120的周向上交替配置。并且，在本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20中，配置成在扭力桿140沒(méi)有被施加操縱轉(zhuǎn)矩T的狀態(tài)下，即在扭力桿140沒(méi)有產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的中立狀態(tài)時(shí)，如圖6所示，在第I旋轉(zhuǎn)軸120的周向上，在沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向觀察時(shí)磁鐵22的N極與S極的分界線(xiàn)和第I磁軛31的第I突起部31b的周向上的中心一致。
第2磁軛32的第2突起部32b被配置成在中立狀態(tài)時(shí)，在第I旋轉(zhuǎn)軸120的周向上，如圖6所示，沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向觀察時(shí)，磁鐵22的S極與N極的分界線(xiàn)和第2突起部32b的周向上的中心一致。并且，在對(duì)扭力桿140施加操縱轉(zhuǎn)矩T、使得扭力桿140產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、而且第I突起部31b與磁鐵22的N極或者S極相對(duì)的情況下，第2突起部32b與下述磁極相對(duì)，上述磁極的極性和第I突起部31b所相對(duì)的磁極不同。托架60具有薄壁圓筒狀的軸向部位61，其沿第2旋轉(zhuǎn)軸130的軸向延伸；以及圓板狀的半徑方向部位62，其從軸向部位61沿第2旋轉(zhuǎn)軸130的旋轉(zhuǎn)半徑方向延伸。并且，托架60的軸向部位61被壓入、焊接、鉚接或者旋合固定于第2旋轉(zhuǎn)軸130，由此，軸向部位61被固定于第2旋轉(zhuǎn)軸130。從而磁軛30被固定于第2旋轉(zhuǎn)軸130。磁傳感器40通過(guò)后述的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部50的檢測(cè)用基板50a固定于齒輪箱110，并且在軸向上配置于第I磁軛31的第I圓環(huán)部31a和第2磁軛32的第2圓環(huán)部32a之間。磁傳感器40是檢測(cè)第I磁軛31與第2磁軛32之間的磁通密度并將檢測(cè)到的磁通密度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(例如電壓信號(hào))進(jìn)行輸出的傳感器，可以列舉出磁性電阻元件、霍爾1C、霍爾元件
等下面，對(duì)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部50進(jìn)行說(shuō)明。轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部50具備存儲(chǔ)部51 (參照?qǐng)D8)，其存儲(chǔ)中立狀態(tài)時(shí)的磁傳感器40的輸出值即基準(zhǔn)值，該中立狀態(tài)指轉(zhuǎn)向輪沒(méi)有被施加操縱轉(zhuǎn)矩T、扭力桿140沒(méi)有產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)；以及輸出部52 (參照?qǐng)D8)，其根據(jù)在該存儲(chǔ)部51中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)值和磁傳感器40的輸出值，輸出與操縱轉(zhuǎn)矩T 對(duì)應(yīng)的電信號(hào)(在本實(shí)施方式中為電壓信號(hào))即轉(zhuǎn)矩信號(hào)。輸出部52計(jì)算從磁傳感器40取得的值與在存儲(chǔ)部51中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)值之差，并且輸出作為與通過(guò)計(jì)算得到的值對(duì)應(yīng)的值且是具有相關(guān)關(guān)系的兩個(gè)電壓信號(hào)即第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl、第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2。圖7是示出轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部50的輸出部52輸出的第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl及第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2與操縱轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系的圖。在圖7中，橫軸表不操縱轉(zhuǎn)矩T,縱軸表不第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl的第I電壓Vl和第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2的第2電壓V2。在橫軸上，將操縱轉(zhuǎn)矩T為零的狀態(tài)、換言之扭力桿140的扭轉(zhuǎn)量為零的狀態(tài)作為中點(diǎn)，將右方向的操縱轉(zhuǎn)矩T設(shè)為正，將左方向的操縱轉(zhuǎn)矩T設(shè)為負(fù)。并且，如圖7所示，本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部50的輸出部52以如下方式輸出第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl和第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2，所述方式為 第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl示出的第I電壓Vl以及第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2示出的第2電壓V2在最大電壓VHi和最小電壓VLo之間變化。另外，最大電壓VHi被設(shè)定為比轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部50能夠輸出為第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl、第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2的輸出上限值略低，最小電壓VLo被設(shè)定為比轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部50能夠輸出為第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl、第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2的輸出下限值略高。如圖7中的實(shí)線(xiàn)所示，第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl具有電壓隨著操縱轉(zhuǎn)矩T朝向右方向的大小增加(扭力桿140向右方向的旋轉(zhuǎn)量增加)而上升的特性。即，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪向右方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl的第I電壓Vl上升。另一方面，如圖7中的虛線(xiàn)所示，第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2的第2電壓V2具有與第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl相反的特性(負(fù)的相關(guān)關(guān)系)，具有電壓隨著操縱轉(zhuǎn)矩T朝向右方向的大小增加而降低的特性。即，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪向右方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2的第2電壓V2降低。
并且構(gòu)成為在中點(diǎn)處，第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl的第I電壓Vl和第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2的第2電壓V2成為相同的電壓(下面有時(shí)也稱(chēng)為“中點(diǎn)電壓Vc”)。中點(diǎn)電壓Vc例如是最大電壓VHi與最小電壓VLo的中間電壓(Vc =CVHi +VLo)/2)。另外還具有這樣的特性即第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl的變化相對(duì)于操縱轉(zhuǎn)矩T的變化的比例和第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2的變化相對(duì)于操縱轉(zhuǎn)矩T的變化的比例(絕對(duì)值)相同，將表示相同操縱轉(zhuǎn)矩T的第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl的第I電壓Vl和第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2的第2電壓V2進(jìn)行合計(jì)得到的合計(jì)電壓始終為預(yù)先設(shè)定的預(yù)定電壓(2Vc )。轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部50由圖2、圖3示出的安裝有算術(shù)邏輯運(yùn)算電路的檢測(cè)用基板50a構(gòu)成。輸出部52通過(guò)與檢測(cè)用基板50a連接的導(dǎo)線(xiàn)50b輸出第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl、第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2。導(dǎo)線(xiàn)50b與E⑶10的后述的控制基板12連接。并且，檢測(cè)用基板50a通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)50b被供給電源電壓和接地電壓。下面，對(duì)E⑶10進(jìn)行詳細(xì)敘述。圖8是轉(zhuǎn)向裝置100的E⑶10的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。來(lái)自上述的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20的輸出信號(hào)、由車(chē)速傳感器(未圖示)檢測(cè)到的車(chē)速被轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)的車(chē)速信號(hào)V等被輸入到ECU10。并且，E⑶10具有轉(zhuǎn)換部215，其將來(lái)自轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩信號(hào)Td ；目標(biāo)電流計(jì)算部220，其根據(jù)從轉(zhuǎn)換部215輸出的轉(zhuǎn)矩信號(hào)Td計(jì)算出目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)矩，并計(jì)算出電動(dòng)機(jī)160供給該目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)矩所需要的目標(biāo)電流；以及控制部230，其根據(jù)目標(biāo)電流計(jì)算部220計(jì)算出的目標(biāo)電流進(jìn)行反饋控制等。轉(zhuǎn)換部215根據(jù)從轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20輸出的第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl和第2轉(zhuǎn)矩信號(hào)T2，診斷轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20是否產(chǎn)生異常，并且在沒(méi)有產(chǎn)生異常的情況下，將第I轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tl轉(zhuǎn)換為與操縱轉(zhuǎn)矩T對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)即轉(zhuǎn)矩信號(hào)Td，并向目標(biāo)電流計(jì)算部220輸出轉(zhuǎn)換得到的轉(zhuǎn)矩信號(hào)Td。目標(biāo)電流計(jì)算部220具備基礎(chǔ)電流計(jì)算部(未圖示)，其設(shè)定目標(biāo)電流并計(jì)算出作為基準(zhǔn)的基礎(chǔ)電流；慣性補(bǔ)償電流計(jì)算部(未圖示)，其計(jì)算出用于抵消電動(dòng)機(jī)160的慣性力矩的電流；以及阻尼補(bǔ)償電流計(jì)算部(未圖示)，其計(jì)算出限制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)的電流。并且，目標(biāo)電流計(jì)算部220具備目標(biāo)電流確定部(未圖示)，其根據(jù)來(lái)自基礎(chǔ)電流計(jì)算部、慣性補(bǔ)償電流計(jì)算部、阻尼補(bǔ)償電流計(jì)算部等的輸出來(lái)確定目標(biāo)電流；以及相位補(bǔ)償部(未圖示)，其進(jìn)行轉(zhuǎn)矩信號(hào)Td的相位補(bǔ)償。并且，目標(biāo)電流計(jì)算部220根據(jù)從轉(zhuǎn)換部215輸出的轉(zhuǎn)矩信號(hào)Td計(jì)算出目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)矩，并計(jì)算出電動(dòng)機(jī)160供給該目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)矩所需要的目標(biāo)電流?？刂撇?30具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部(未圖示)，其控制電動(dòng)機(jī)160的動(dòng)作；電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部(未圖示)，其使電動(dòng)機(jī)160進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；以及電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)部(未圖示)，其檢測(cè)實(shí)際流向電動(dòng)機(jī)160的實(shí)際電流Im (未圖示)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部具有反饋(F/B)控制部(未圖示)，其根據(jù)由目標(biāo)電流計(jì)算部220最終確定的目標(biāo)電流與由電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)部檢測(cè)到的供給到電動(dòng)機(jī)160的實(shí)際電流Im的偏差，進(jìn)行反饋控制；以及PWM信號(hào)生成部(未圖示)，其生成用于對(duì)電動(dòng)機(jī)160進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)的PWM (脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部是所謂的逆變器，其具備6個(gè)獨(dú)立的晶體管(FET)(未圖示)作為開(kāi)關(guān)元件，對(duì)從6個(gè)中選擇的2個(gè)晶體管的柵極進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使這些晶體管進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，由此控制電動(dòng)機(jī)160的驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)部根據(jù)在與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部連接的分流器電阻(未圖示)的兩端產(chǎn)生的電壓，檢測(cè)流向電動(dòng)機(jī)160的實(shí)際電流Im的值，并將檢測(cè)到的實(shí)際電流Im轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)Ims (未圖不)進(jìn)行輸出。上述的E⑶10的轉(zhuǎn)換部215、目標(biāo)電流計(jì)算部220及控制部230由安裝了電子部件的E⑶用基板11 (參照?qǐng)D2、圖3)構(gòu)成。E⑶用基板11具備控制基板12 (參照?qǐng)D2)，其安裝了構(gòu)成目標(biāo)電流計(jì)算部220、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部、電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)部等的微電腦及其周?chē)O(shè)備；以及功率基板13 (參照?qǐng)D2)，其安裝了構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部的對(duì)電動(dòng)機(jī)160進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的晶體管等。在控制基板12形成有插入孔12a(參照?qǐng)D2)，用于插入轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部50的導(dǎo)線(xiàn)50b。在功率基板13上安裝有電動(dòng)機(jī)端子18，該電動(dòng)機(jī)端子18被插入電動(dòng)機(jī)160，并與電動(dòng)機(jī)160的繞線(xiàn)端子(未圖示)電連接。并且，E⑶10具備框體14 (參照?qǐng)D2)，用于將控制基板12安裝在齒輪箱110的第I部件111上；以及護(hù)罩15 (參照?qǐng)D1)，其覆蓋控制基板12、功率基板13及框體14等?？蝮w14具有利用絕緣性樹(shù)脂來(lái)嵌入成型的、由多個(gè)導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成的布線(xiàn)圖案，將控制基板12和功率基板13電連接。在該框體14安裝有連接器16，該連接器16用于連接搭載于汽車(chē)等交通工具的電池、與搭載于該交通工具的各種設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)(CAN)等(參照?qǐng)D1、圖2)。下面，對(duì)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20的磁軛30進(jìn)行詳細(xì)敘述。磁軛30是混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料的注射成型體。即，磁軛30是使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材 料注射成型的。磁性粉末是具有40重量％以上的Ni (鎳)而剩余組分為Fe (鐵)的Fe-Ni合金。磁軛30是與金屬制的托架60—起注射成型的。即，磁軛30和托架60是通過(guò)如下所述的雙色成型而一體成型的，即向插入模具內(nèi)的托架60的周?chē)⑷胛椿旌?分散)磁性粉末的合成樹(shù)脂，同時(shí)在磁軛30的部位注入混合(分散)了磁性粉末的合成樹(shù)脂。由此，第I磁軛31、第2磁軛32及托架60以成為一個(gè)部件的狀態(tài)被固定于第2旋轉(zhuǎn)軸130。在使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料的注射成型中，例如與對(duì)鋼板進(jìn)行沖壓加工的情況相比，能夠利用成型模來(lái)成型更復(fù)雜的形狀，因而磁軛30的形狀的自由度增大。因此，通過(guò)進(jìn)行注射成型，能夠形成更復(fù)雜的形狀，而且不需實(shí)施沖壓加工或者切削加工。換言之，通過(guò)進(jìn)行注射成型，能夠降低在沖壓加工或者切削加工中所需要的料頭量，而且能夠形成形狀更加復(fù)雜的產(chǎn)品。并且，通過(guò)進(jìn)行注射成型，能夠容易且大批量地生產(chǎn)磁軛30。因此，像本實(shí)施方式的磁軛30這樣，通過(guò)注射成型磁軛30，與利用注射成型以外的方法制造相同形狀的產(chǎn)品時(shí)相比，能夠減少制造磁軛30所需要的材料量。S卩，能夠降低包括Ni (鎳)等在內(nèi)的高價(jià)材料的量。由此，能夠低價(jià)地制造相對(duì)角度檢測(cè)部21乃至轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20。并且，在本實(shí)施方式的磁軛30中，通過(guò)注射成型使得磁軛30的形狀的自由度增大，鑒于此，可以設(shè)為用于實(shí)現(xiàn)效率良好的磁回路的以下形狀。S卩，形成為從磁軛30的第I磁軛31的第I圓環(huán)部31a沿軸向延伸的第I突起部31b的外周側(cè)的部位31c與磁鐵22的距離，隨著從末端部側(cè)接近基端部側(cè)即第I圓環(huán)部31a而變大。另一方面，第I突起部31b的內(nèi)周側(cè)的部位31d與磁鐵22的距離從末端部側(cè)到基端部側(cè)是大致相同的。同樣，形成為從磁軛30的第2磁軛32的第2圓環(huán)部32a沿軸向延伸的第2突起部32b的外周側(cè)的部位32c與磁鐵22的距離，隨著從末端部側(cè)接近基端部側(cè)即第2圓環(huán)部32a而逐漸變大。另一方面，第2突起部32b的內(nèi)周側(cè)的部位32d與磁鐵22的距離從末端部側(cè)到基端部側(cè)是大致相同的。在以上這樣形成的磁軛30中，第I突起部31b (第2突起部32b)的外周側(cè)的部位31c (32c)與磁鐵22的距離隨著從末端部側(cè)接近第I圓環(huán)部31a(第2圓環(huán)部32a)而變大，因而從第I突起部31b (第2突起部32b)朝向第I圓環(huán)部31a (第2圓環(huán)部32a)的磁力線(xiàn)、從第I圓環(huán)部31a (第2圓環(huán)部32a)朝向第I突起部31b (第2突起部32b)的磁力線(xiàn)容易通過(guò)。并且，第I突起部31b (第2突起部32b)的內(nèi)周側(cè)的部位31d (32d)與磁鐵22的距離從末端部側(cè)到基端部側(cè)是大致相同的，因而例如與從末端部側(cè)到基端部側(cè)逐漸遠(yuǎn)離磁鐵22并朝向外側(cè)的形狀的產(chǎn)品相比，第I突起部31b (第2突起部32b)與磁鐵22相對(duì)的區(qū)域比較大。因此，出入于磁鐵22與磁軛30之間的磁力線(xiàn)的量增多。通過(guò)以上敘述，根據(jù)本實(shí)施方式的磁軛30，與不使用本實(shí)施方式的磁軛30的情況相比，能夠進(jìn)一步增大由磁鐵22和磁軛30形成的磁回路中的磁通密度，能夠進(jìn)一步增大由磁傳感器40檢測(cè)到的磁通密度。其結(jié)果是，轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20能夠更高精度地檢測(cè)操縱轉(zhuǎn)矩T。換言之，如果第I突起部31b (第2突起部32b)的外周側(cè)的部位31c (32c)與磁鐵22的距離隨著從末端部側(cè)接近第I圓環(huán)部31a (第2圓環(huán)部32a)而變大、以及/或者第I突起部31b (第2突起部32b)的內(nèi)周側(cè)的部位31d (32d)與磁鐵22的距離從末端部側(cè)到基端部側(cè)是大致相同的，則與非上述方式的形狀相比，即使是使第I突起部31b (第2突起部32b)以及/或者第I圓環(huán)部31a (第2圓環(huán)部32a)的壁厚變薄時(shí)，也能夠使磁回路中的磁通密度相同。由此，能夠減小磁軛30的大小，而且不會(huì)降低轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20的檢測(cè)精度。結(jié)果是，能夠得到低價(jià)而且車(chē)輛搭載性能良好的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20。并且，作為本實(shí)施方式的磁軛30的材料而采用的磁性粉末中含有Ni (鎳)，因而保持力降低，能夠減小磁滯。如果磁性粉末中的Ni (鎳)的含有率為40重量％以上，則減小磁滯的效果顯著地顯現(xiàn)出來(lái)，因而Ni (鎳)的含有率可以在40重量％以上。通過(guò)減小磁滯，能夠進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20的檢測(cè)精度。另外，在上述的實(shí)施方式中，對(duì)使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料來(lái)注射成型磁軛30的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但不特別地限定于磁軛30，也可以使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料來(lái)注射成型其它軟磁性部件。例如，轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置20在磁軛30的第I磁軛31及第2磁軛32的各自外側(cè)具備一對(duì)感應(yīng)部件，所述一對(duì)感應(yīng)部件配置成分別與第I磁軛31和第2磁軛32接近，分別從第I磁軛31和第2磁軛32感應(yīng)磁通，在這種情況下，也可以使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料來(lái)注射成型這一對(duì)感應(yīng)部件。通過(guò)進(jìn)行注射成型，能夠減少制造一對(duì)感應(yīng)部件所需要的材料量，同時(shí)能夠增大形狀的自由度。并且，在上述的實(shí)施方式中，對(duì)通過(guò)雙色成型來(lái)一體成型磁軛30和金屬制的托架60的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此。例如，也可以是，先使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料來(lái)注射成型磁軛30，然后在將該磁軛30和托架60設(shè)置在模具內(nèi)的狀態(tài)下注入未混合(分散)磁性粉末的合成樹(shù)脂，使它們成為一體。相反，也可以最后注射成型磁軛30。S卩，也可以是，在將具有磁軛30的形狀的模具和托架60設(shè)置在模具內(nèi)的狀態(tài)下注入未混合(分散)磁性粉末的合成樹(shù)脂，然后取出具有磁軛30的形狀的模具，然后向磁軛30的部位注入混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂 的材料。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的相對(duì)角度的相對(duì)角度檢測(cè)裝置，其特征在于，該相對(duì)角度檢測(cè)裝置具備 硬磁性體，其設(shè)于所述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸； 軟磁性體，其以處于由所述硬磁性體形成的磁場(chǎng)內(nèi)的方式設(shè)于所述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，與該硬磁性體一起形成磁回路；以及 檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述磁回路的磁通密度， 所述軟磁性體是使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料注射成型的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)角度檢測(cè)裝置，其特征在于，作為所述軟磁性體的材料的磁性粉末含有鎳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)角度檢測(cè)裝置，其特征在于，作為所述軟磁性體的材料的磁性粉末含有40%以上的鎳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的相對(duì)角度檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述軟磁性體具有圓板狀的圓環(huán)部，在其內(nèi)側(cè)形成有比所述硬磁性體的外形大的孔；以及突起部，其形成為從該圓環(huán)部的該硬磁性體側(cè)的部位向所述一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的軸向突出， 所述突起部的外側(cè)的部位與所述硬磁性體的距離隨著從末端部側(cè)接近所述圓環(huán)部而變大，并且該突起部的內(nèi)側(cè)的部位與所述硬磁性體的距離從該末端部側(cè)到該圓環(huán)部是大致相同的。
5.一種相對(duì)角度檢測(cè)裝置的制造方法，該相對(duì)角度檢測(cè)裝置具備硬磁性體，其設(shè)于被同軸配置的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸；軟磁性體，其以處于由該硬磁性體形成的磁場(chǎng)內(nèi)的方式設(shè)于該兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，與該硬磁性體一起形成磁回路；以及檢測(cè)單元，其檢測(cè)該磁回路的磁通密度，該相對(duì)角度檢測(cè)裝置檢測(cè)該兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的相對(duì)角度，所述制造方法的特征在于， 使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料，通過(guò)注射成型來(lái)制造所述軟磁性體。
全文摘要
本發(fā)明提供相對(duì)角度檢測(cè)裝置及相對(duì)角度檢測(cè)裝置的制造方法，提供具有降低了制造中使用的材料量的軟磁性體的裝置。檢測(cè)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的相對(duì)角度的相對(duì)角度檢測(cè)裝置具備磁鐵(22)，其設(shè)于作為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的第1旋轉(zhuǎn)軸(120)；磁軛(30)，其以處于由磁鐵(22)形成的磁場(chǎng)內(nèi)的方式設(shè)于作為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的第2旋轉(zhuǎn)軸(130)，與磁鐵(22)一起形成磁回路；以及磁傳感器(40)，其檢測(cè)磁回路的磁通密度，磁軛(30)是使用混合了磁性粉末和合成樹(shù)脂的材料注射成型的。
文檔編號(hào)G01L3/10GK103048073SQ20121020026
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者武藤寬之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社昭和