轉矩角度傳感器的制造方法
【專利摘要】公開了一種轉矩角度傳感器，該轉矩角度傳感器為連接至第一軸和第二軸的轉矩角度傳感器，其包括：第一殼體；聯接至第一殼體的第二殼體；聯接至第二殼體的第三殼體；設置在第一殼體與第二殼體之間并且連接至第一軸和第二軸的轉矩傳感器模塊；以及設置在第二殼體與第三殼體之間的角度傳感器模塊，其中，第二殼體包括形成在其外圓周表面上的第一固定部分，并且第一固定部分關于縱軸線旋轉對稱。
【專利說明】
轉矩角度傳感器
技術領域
[0001 ]本發明涉及用于轉向系統的轉矩角度傳感器(TAS)。
【背景技術】
[0002]通常，由分離的動力進行輔助轉向的輔助轉向系統被用作保證車輛的轉向穩定性的系統。作為輔助轉向系統，采用了液壓的系統被使用，但是近來使用了具有較少動力損耗和極好精確性的電子動力轉向(EPS)系統。
[0003]EPS系統保證了轉向穩定性并且根據由速度傳感器、轉矩傳感器、角度傳感器等檢測的行駛條件和駕駛員操作信息通過驅動電子控制單元中的電機來提供快速回復力，從而實現駕駛員安全駕駛車輛。
[0004]速度傳感器檢測被駕駛車輛的行駛速度，轉矩傳感器檢測施加至轉向軸的轉矩并且輸出與所檢測的轉矩成比例的電信號，并且角度傳感器為用于輸出與轉向軸的旋轉角度成比例的電信號的裝置。
[0005]近來，傳感器中的轉矩角度傳感器(TAS)已經被提出并且已經被越來越多地使用，轉矩角度傳感器(TAS)為其中檢測關于駕駛員的方向盤操作的信息的角度傳感器和轉矩傳感器被配置成一個傳感器的裝置。
[0006]轉矩傳感器根據轉子與定子之間的扭轉差來檢測磁場并且將磁場傳送至電子控制裝置。
[0007]當駕駛員旋轉方向盤時，附接至方向盤的主齒輪根據所述旋轉而旋轉以生成旋轉角度差。在該情況下，磁性元件識別附接至與主齒輪嚙合的子齒輪的磁體的磁場，并且角度傳感器將信號傳送至電子控制裝置。
[0008]然而，TAS具有其中TAS不能被分成轉矩傳感器和角度傳感器的結構，并且因此轉矩傳感器、角度傳感器和TAS在不同的生產線上裝配。因此，存在增加人員和制造成本的問題。
【發明內容】
[0009]技術問題
[0010]本發明涉及提供能夠通過減少部件的數目來降低制造成本的轉矩角度傳感器(TAS)。
[0011]技術解決方案
[0012]本發明的一個方面提供了一種與第一軸和第二軸連接的轉矩角度傳感器(TAS)，該TAS包括:第一殼體;與第一殼體聯接的第二殼體;與第二殼體聯接的第三殼體;設置在第一殼體與第二殼體之間并且與第一軸和第二軸連接的轉矩傳感器模塊；以及設置在第二殼體與第三殼體之間的角度傳感器模塊，其中，第二殼體包括形成在第二殼體的外圓周表面上的第一固定單元，并且第一固定單元關于縱軸旋轉對稱。
[0013]本發明的另一方面提供了一種與第一軸和第二軸連接的TAS，該TAS包括:第一殼體;與第一殼體聯接的第二殼體;與第二殼體聯接的第三殼體;設置在第一殼體與第二殼體之間并且與第一軸和第二軸連接的轉矩傳感器模塊；以及設置在第二殼體與第三殼體之間的角度傳感器模塊，其中，第二殼體包括形成在第二殼體的外圓周表面上待被聯接至第一殼體的第一固定單元以及聯接至第三殼體的第二固定單元。
[0014]在本發明的TAS中，轉矩傳感器模塊可以包括設置在第一殼體與第二殼體之間的第一印刷電路板，并且角度傳感器模塊可以包括設置在第二殼體與第三殼體之間的第二印刷電路板。
[0015]在本發明的TAS中，第一固定單元可以包括螺孔。
[0016]在本發明的TAS中，轉矩傳感器模塊可以包括:與第一軸連接的轉子單元;與第二軸連接并且包括被設置成沿軸向分離的第一定子環和第二定子環以及保持器的定子單元；轉矩磁性元件，其檢測在轉子單元與定子單元之間生成的磁場;與轉矩磁性元件電連接的第一印刷電路板;以及設置在轉矩磁性元件與定子單元之間的收集器單元。
[0017]在本發明的TAS中，收集器單元可以包括設置在第一定子環側的第一收集器以及設置在第二定子環側的第二收集器，并且第一收集器可以安裝在第一殼體上，并且第二收集器可以安裝在第二殼體上。
[0018]在本發明的TAS中，角度傳感器模塊可以包括:與第二軸一體地轉動的主齒輪;與主齒輪嚙合并且聯接的至少一個子齒輪;與子齒輪一體地轉動的角度磁體;角度磁性元件，其檢測角度磁體的轉動；以及與角度磁性元件電連接的第二印刷電路板。
[0019]在本發明的TAS中，第三殼體可以包括基座單元，子齒輪可轉動地安裝在基座單元上。
[0020]在本發明的TAS中，轉矩角度傳感器可以包括與第一印刷電路板和第二印刷電路板電連接的連接器。連接器可以包括:連接器外殼;與第一印刷電路板連接的第一引線；與第二印刷電路板連接的第二引線；與第一引線連接的第一接口；以及與第二引線連接的第二接口。
[0021]本發明的又一方面提供了一種與第一軸和第二軸連接的轉矩傳感器，該轉矩傳感器包括:第一殼體;與第一殼體聯接的第二殼體;與第一軸聯接并且設置在第一殼體與第二殼體之間的定子單元;聯接至第二軸并且設置成能夠與定子單元一起旋轉的轉子單元;轉矩磁性元件，其檢測在定子單元與轉子單元之間生成的磁場;設置在定子單元與轉矩磁性元件之間的收集器單元；以及與轉矩磁性元件電連接的第一印刷電路板，其中，第二殼體包括形成在第二殼體的外圓周表面上待與第一殼體聯接的第一固定單元。
[0022]在本發明的轉矩傳感器中，第一固定單元可以關于縱軸旋轉對稱。
[0023]在本發明的轉矩傳感器中，第二殼體可以包括形成在第二殼體的外圓周表面上的第二固定單元。
[0024]本發明的又一方面提供了一種與第一軸或第二軸連接的角度傳感器，該角度傳感器包括:第二殼體;與第二殼體聯接的第三殼體;主齒輪，其連同第一軸或第二軸中的任一軸一起轉動并且設置在第二殼體與第三殼體之間；與主齒輪嚙合并且聯接的至少一個子齒輪;與子齒輪一體地轉動的角度磁體；角度磁性元件，其檢測角度磁體的轉動；以及與角度磁性元件電連接的第二印刷電路板，其中，第二殼體包括從第二殼體的外圓周表面突出的第一固定單元。
[0025]在本發明的角度傳感器中，第一固定單元可以與第三殼體聯接并且可以關于縱軸旋轉對稱。
[0026]在本發明的角度傳感器中，第二殼體可以包括從第二殼體的外圓周表面突出的第二固定單元，并且第二固定單元可以與第三殼體聯接。
[0027]有益效果
[0028]根據本發明，轉矩傳感器、角度傳感器和轉矩角度傳感器(TAS)可以在一條線上制造，從而降低了制造成本。
【附圖說明】
[0029]圖1是根據本發明的實施方式的轉矩角度傳感器(TAS)的分解立體圖。
[0030]圖2是示出了其中根據本發明的實施方式的TAS聯接至轉向輸入軸和轉向輸出軸的狀態的概念圖。
[0031]圖3是根據本發明的另一實施方式的TAS的分解立體圖。
[0032]圖4A和圖4B是示出了根據本發明的另一實施方式的第二殼體的一個表面和另一表面的平面圖。
[0033]圖5是根據本發明的實施方式的轉矩傳感器的分解立體圖。
[0034]圖6是根據本發明的實施方式的轉矩傳感器的后視圖。
[0035]圖7是根據本發明的實施方式的角度傳感器的分解立體圖。
[0036]圖8A至圖SC是示出了其中根據本發明的實施方式的轉矩傳感器和角度傳感器聯接的過程的概念視圖。
【具體實施方式】
[0037]雖然本發明可以具有各種修改和替選形式，但是在附圖中通過示例的方式示出了本發明的特定實施方式并且將在本文中詳細描述本發明的特定實施方式。
[0038]然而，應當理解，不旨在將本發明限制于所公開的特定形式，并且相反地，本發明覆蓋落入本發明的精神和范圍內的所有修改、等同內容和替選內容。
[0039]在本發明中，還應當理解，當在本說明書中使用術語“包括”、“包含”、“包括……的”和/或“包含……的”時，其指示存在所述的特征、整體、步驟、操作、元件、和/或部件，但是不排除存在或添加一個或更多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、和/或部件。
[0040]在下文中，將參照附圖詳細描述本發明的實施方式。相同的附圖標記將用于描述相同或相似的部件，并且將省略其冗余的描述。
[0041]圖1是根據本發明的實施方式的轉矩角度傳感器(TAS)的分解立體圖，以及圖2是示出了其中根據本發明的實施方式的TAS聯接至轉向輸入軸和轉向輸出軸的狀態的概念視圖。
[0042]參照圖1和圖2，TAS包括殼體、轉矩傳感器模塊和角度傳感器模塊。
[0043]殼體包括第一殼體110、第二殼體120和第三殼體130。轉矩傳感器模塊設置在第一殼體110與第二殼體120之間，并且角度傳感器模塊設置在第二殼體120與第三殼體130之間。
[0044]第二殼體120包括與第一殼體110聯接的第一固定單元121以及與第三殼體130的第二緊固單元132聯接的第二固定單元122。因此，第二殼體120可以是當轉矩傳感器被單獨裝配時的轉矩傳感器的下殼體，并且第二殼體120可以是當角度傳感器被裝配時的角度傳感器的上殼體。
[0045]轉矩傳感器模塊包括:與第一軸Pl連接的轉子單元200;與第二軸P2連接的定子單元300 ；測量轉子單元200與定子單元300之間生成的磁場的磁性元件360 ；以及設置在磁性元件360與定子單元300之間的收集器單元340。
[0046]在本說明書中限定的第一軸Pl和第二軸P2中的任一軸可以是與車輛的方向盤連接的轉向輸入軸，并且另一軸可以是與車輛的輪子連接的輸出軸。轉矩傳感器模塊檢測根據第一軸Pl與第二軸P2之間的扭轉生成的磁場。
[0047]轉子單元200包括與第一軸Pl聯接的轉子芯210以及附接至轉子芯210的外圓周表面的轉子磁體220。轉子磁體220可以被制造為圓柱形磁體。轉子單元200可以可旋轉地設置在定子單元300中。
[0048]定子單元300包括第一定子環310、第二定子環320和保持器330。第一定子環310和第二定子環320設置成沿軸向方向彼此分離并且包括沿相反方向彎曲的彎曲件(未示出)。保持器330被擠壓并且固定第一定子環310和第二定子環320。在保持器330的一端處形成突出單元331以與第二軸P2聯接。
[0049]收集器單元340包括設置成與第一定子環310相鄰的第一收集器341以及設置成與第二定子環320相鄰的第二收集器342。第一收集器341和第二收集器342的端部向外彎曲，并且磁性元件360介于其之間。
[0050]轉矩磁性元件360測量通過轉子單元200與定子單元300的相對旋轉而生成的磁場。轉矩磁性元件360可以是各向異性磁阻集成電路(AMR IC)與霍爾集成電路(霍爾IC)中的一者。轉矩磁性元件360可以與第一印刷電路板350電連接。
[0051]角度傳感器模塊包括:連同第一軸Pl或第二軸P2—起轉動的主齒輪410;以及與主齒輪410嚙合并且聯接的第一子齒輪420和第二子齒輪430。
[0052]主齒輪410被插入并且固定到保持器330的突出單元331中以與第二軸P2—體地轉動。子齒輪420和子齒輪430根據主齒輪410的轉動而轉動。角度磁體450被分別安裝在第一子齒輪420和第二子齒輪430上。第一子齒輪420和第二子齒輪430的直徑可以彼此不同。
[0053]角度磁性元件460檢測角度磁體450的相對轉動。角度磁性元件460可以是AMRIC和霍爾IC中的任一者。角度磁性元件460可以電連接至第二印刷電路板470。
[0054]連接器500包括連接器外殼510、與第一印刷電路板350連接的第一引線521、與第二印刷電路板470連接的第二引線531、與第一引線521連接的第一接口 520、以及與第二引線531連接的第二接口 530。第一接口 520和第二接口 530包括多個接觸銷。
[0055]第一引線521和第二引線531分別與第一印刷電路板350和第二印刷電路板470連接，并且因此轉矩傳感器模塊和角度傳感器模塊的輸出可以彼此不同。
[0056]圖3是根據本發明的另一實施方式的TAS的分解立體圖，以及圖4A和圖4B是示出了根據本發明的另一實施方式的第二殼體的一個表面和另一表面的平面圖。
[0057]圖3中的TAS的結構與上述相同，因此下文中將省略更詳細地描述，并且將詳細描述結構的特定部分。
[0058]在本發明的TAS中，第一殼體至第三殼體110、120和130可以使用形成在第二殼體120的外圓周表面上的第一固定單元121來固定。例如，插入第三殼體130的第一緊固單元131中的螺栓(未示出)穿過第一固定單元121以與第一殼體110聯接，并且因此可以固定第一殼體至第三殼體。
[0059]參照圖4A，收集器固定單元123被設置在第二殼體120的一個表面上。收集器固定單元123可以是收集器342被插入其中的成對的突出件，或者收集器固定單元123可以是收集器342被附接至其的平表面。
[0060]如圖4B中所示，基座單元124設置在第二殼體120的另一表面上，使得子齒輪被可轉動地支承。基座單元124可以是被子齒輪插入其中的凹槽。
[0061 ]多個第一固定單元121從第二殼體120的外圓周表面突出。第一固定單元121被設置成當旋轉180°時相對于縱軸LI對稱。因此，第二殼體120可以用作轉矩傳感器的下殼體并且可以用作角度傳感器的上殼體。第一固定單元121可以包括螺栓被緊固其中的螺孔。
[0062]圖5是根據本發明的實施方式的轉矩傳感器的分解立體圖，圖6是根據本發明的實施方式的轉矩傳感器的后視圖，以及圖7是根據本發明的實施方式的角度傳感器的分解立體圖。
[0063]參照圖5，轉矩傳感器包括:第一殼體110;聯接至第一殼體110的第二殼體120;定子單元300;設置成連同定子單元300—起旋轉的轉子單元200;檢測在定子單元300與轉子單元200之間生成的磁場的轉矩磁性元件360;設置在定子單元300與轉矩磁性元件360之間的收集器單元340;以及與轉矩磁性元件360電連接的第一印刷電路板350。以該結構配置的轉矩傳感器具有與上述TAS的轉矩傳感器模塊相同的結構，并且因此在下文中將省略詳細描述。
[0064]多個第一固定單元121和第二固定單元122從第二殼體120的外圓周表面突出。第一固定單元121具有待被旋擰并且與第一殼體110聯接的螺孔。第二固定單元122從第二殼體120的外圓周表面突出，并且當與第一殼體110聯接時用作對準標記。可替選地，如以上圖4A和圖4B中所述，第二殼體120可以僅具有設置成彼此旋轉對稱的第一固定單元121。
[0065]參照圖7，角度傳感器包括:第二殼體120;與第二殼體120聯接的第三殼體130;設置在第二殼體120與第三殼體130之間的主齒輪410;與主齒輪410嚙合并且聯接的子齒輪420和430;連同子齒輪420和430—起一體地轉動的角度磁體450;檢測角度磁體的旋轉的角度磁性元件460;以及與角度磁性元件電連接的第二印刷電路板470。以該結構配置的角度傳感器具有與上述TAS的角度傳感器模塊相同的結構，并且因此在下文中將省略詳細描述。
[0066]角度傳感器的第二殼體120被制造成與圖5中描述的轉矩傳感器的第二殼體120相同。即，第二殼體120可以用作轉矩傳感器的下殼體并且可以用作角度傳感器的上殼體。
[0067]因此，部件的數目減少并且制造成本降低，并且轉矩傳感器、角度傳感器和TAS可以在一個裝配線上裝配。當裝配TAS時，轉矩角度傳感器不與轉矩傳感器的下殼體和角度傳感器的上殼體中的任一者聯接，并且因此TAS被簡單地制造。
[0068]圖8A至圖SC是示出了其中根據本發明的實施方式的轉矩傳感器和角度傳感器聯接的過程的概念圖。
[0069]如圖8A和圖SB中所示，一個第二殼體120可以用作轉矩傳感器的下殼體并且用作角度傳感器的上殼體。即，轉矩傳感器I可以通過將轉矩傳感器模塊設置在第一上殼體110與第一下殼體120之間來制造，并且角度傳感器2可以通過將角度傳感器模塊設置在第二上殼體120與第二下殼體130之間來制造。
[0070]此外，如圖SC中所示，TAS3可以通過聯接轉矩傳感器I和角度傳感器2來制造。當制造TAS時，TAS可以被制造成使得轉矩傳感器的第一下殼體120和角度傳感器的第一上殼體120中的任何一個被省略，TAS也可以被制造成使得轉矩傳感器的第一下殼體120和角度傳感器的第二上殼體120彼此附接。
[0071]TAS 3可以通過一個連接器500將引線351(與轉矩傳感器連接)與引線471(與角度傳感器連接)連接。因此，轉矩傳感器的輸出和角度傳感器的輸出可以彼此不同。例如，當轉矩傳感器和角度傳感器被單獨制造時，連接器可以使用4插頭連接器，并且當制造TAS時，連接器可以使用8插頭連接器。
【主權項】
1.一種與第一軸和第二軸連接的轉矩角度傳感器(TAS)，所述TAS包括: 第一殼體； 與所述第一殼體聯接的第二殼體； 與所述第二殼體聯接的第三殼體； 設置在所述第一殼體與所述第二殼體之間并且與所述第一軸和所述第二軸連接的轉矩傳感器模塊；以及 設置在所述第二殼體與所述第三殼體之間的角度傳感器模塊， 其中，所述第二殼體包括形成在所述第二殼體的外圓周表面上的第一固定單元，并且所述第一固定單元關于縱軸旋轉對稱。2.—種與第一軸和第二軸連接的轉矩角度傳感器(TAS)，所述TAS包括: 第一殼體； 與所述第一殼體聯接的第二殼體； 與所述第二殼體聯接的第三殼體； 設置在所述第一殼體與所述第二殼體之間并且與所述第一軸和所述第二軸連接的轉矩傳感器模塊；以及 設置在所述第二殼體與所述第三殼體之間的角度傳感器模塊， 其中，所述第二殼體包括形成在所述第二殼體的外圓周表面上待被聯接至所述第一殼體的第一固定單元以及聯接至所述第三殼體的第二固定單元。3.根據權利要求1或2所述的TAS，其中，所述轉矩傳感器模塊包括設置在所述第一殼體與所述第二殼體之間的第一印刷電路板，并且所述角度傳感器模塊包括設置在所述第二殼體與所述第三殼體之間的第二印刷電路板。4.根據權利要求1或2所述的TAS，其中，所述第一固定單元包括螺孔。5.根據權利要求1或2所述的TAS，其中，所述轉矩傳感器模塊包括: 與所述第一軸連接的轉子單元； 與所述第二軸連接并且固定第一定子環和第二定子環的定子單元； 轉矩磁性元件，其檢測在所述轉子單元與所述定子單元之間生成的磁場； 與所述轉矩磁性元件電連接的第一印刷電路板；以及 設置在所述轉矩磁性元件與所述定子單元之間的收集器單元。6.根據權利要求5所述的TAS，其中，所述收集器單元包括設置在所述第一定子環側的第一收集器以及設置在所述第二定子環側的第二收集器， 其中，所述第一收集器設置在所述第一殼體中，并且所述第二收集器設置在所述第二殼體中。7.根據權利要求1或2所述的TAS，其中，所述角度傳感器模塊包括: 與所述第二軸一體地轉動的主齒輪； 與所述主齒輪嚙合并且聯接的至少一個子齒輪； 與所述子齒輪一體地轉動的角度磁體； 角度磁性元件，其檢測所述角度磁體的轉動；以及 與所述角度磁性元件電連接的第二印刷電路板。8.根據權利要求7所述的TAS，其中，所述第二殼體包括基座單元，所述子齒輪可旋轉地設置在所述基座單元中。9.根據權利要求3所述的TAS，包括與所述第一印刷電路板和所述第二印刷電路板電連接的連接器， 其中，所述連接器包括: 連接器外殼； 與所述第一印刷電路板連接的第一引線； 與所述第二印刷電路板連接的第二引線； 與所述第一引線連接的第一接口 ；以及 與所述第二引線連接的第二接口。10.—種與第一軸和第二軸連接的轉矩傳感器，所述轉矩傳感器包括: 第一殼體； 與所述第一殼體聯接的第二殼體； 與所述第一軸聯接并且設置在所述第一殼體與所述第二殼體之間的定子單元； 與所述第二軸聯接的轉子單元； 轉矩磁性元件，其檢測在所述定子單元與所述轉子單元之間生成的磁場； 設置在所述定子單元與所述轉矩磁性元件之間的收集器單元；以及 與所述轉矩磁性元件電連接的第一印刷電路板， 其中，所述第二殼體包括形成在所述第二殼體的外圓周表面上并且與所述第一殼體聯接的第一固定單元。11.根據權利要求10所述的轉矩傳感器，其中，所述第一固定單元關于縱軸旋轉對稱。12.根據權利要求10所述的轉矩傳感器，其中，所述第二殼體包括形成在所述第二殼體的所述外圓周表面上的第二固定單元。13.—種與第一軸或第二軸連接的角度傳感器，所述角度傳感器包括: 第二殼體； 與所述第二殼體聯接的第三殼體； 主齒輪，所述主齒輪連同所述第一軸或所述第二軸中的任一軸一起轉動并且設置在所述第二殼體與所述第三殼體之間； 與所述主齒輪嚙合并且聯接的至少一個子齒輪； 連同所述子齒輪一起一體地轉動的角度磁體； 角度磁性元件，其檢測所述角度磁體的轉動；以及 與所述角度磁性元件電連接的第二印刷電路板， 其中，所述第二殼體包括從所述第二殼體的外圓周表面突出的第一固定單元。14.根據權利要求13所述的角度傳感器，其中，所述第一固定單元與所述第三殼體聯接并且關于縱軸旋轉對稱。15.根據權利要求13所述的角度傳感器，其中，所述第二殼體包括從所述第二殼體的所述外圓周表面突出的第二固定單元，并且所述第二固定單元與所述第三殼體聯接。
【文檔編號】G01L3/10GK105849519SQ201480071081
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月12日
【發明人】崔鎬敏
【申請人】Lg伊諾特有限公司