本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)矩傳感器，更具體地，涉及用于檢測(cè)施加到包括輸入軸和輸出軸的軸的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器。

背景技術(shù)：

通常，與路面接觸的車輛車輪在車輛行駛或停駛期間根據(jù)方向盤的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。換句話講，當(dāng)方向盤向左或向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，車輛車輪在與方向盤的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上旋轉(zhuǎn)。然而，可能存在的問題是，因?yàn)檐囕v車輪與路面接觸，所以方向盤和車輛車輪的旋轉(zhuǎn)量由于車輛車輪和路面之間產(chǎn)生的摩擦而變得互不相同。為此原因，駕駛員需要很大的力量來(lái)操縱方向盤。

車輛包括作為轉(zhuǎn)向力輔助裝置的動(dòng)力轉(zhuǎn)向(PS)系統(tǒng)。在動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，使用電動(dòng)機(jī)的EPS方案的覆蓋范圍正推廣到現(xiàn)實(shí)生活中使用的乘用車中。

出于動(dòng)力輔助的目的，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)置有轉(zhuǎn)矩傳感器，該轉(zhuǎn)矩傳感器測(cè)量與方向盤連接的輸入軸側(cè)和與車輛車輪連接的輸出軸側(cè)之間的旋轉(zhuǎn)角度偏差，以檢測(cè)輸入軸和輸出軸之間的轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

轉(zhuǎn)矩傳感器被主要?jiǎng)澐殖山佑|型和非接觸型。因?yàn)榻佑|型牽涉到產(chǎn)生噪聲并且耐久性降低的問題，所以非接觸型是近來(lái)優(yōu)選的。另外，非接觸型轉(zhuǎn)矩傳感器被大致分類為磁阻檢測(cè)型、磁變形監(jiān)測(cè)型、電容檢測(cè)型和光學(xué)檢測(cè)型。

同時(shí)，設(shè)置在電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的傳統(tǒng)磁阻檢測(cè)型轉(zhuǎn)矩傳感器包括輸入軸和輸出軸，輸入軸的上端與駕駛員所操縱的方向盤聯(lián)接，輸出軸的上端通過扭力桿與輸入軸的下端聯(lián)接。輸出軸的下端連接到車輛車輪。包括扭力桿的輸入軸的下端和輸出軸的上端被外殼覆蓋，在外殼中容納有如上所述的轉(zhuǎn)矩傳感器和動(dòng)力裝置。在這種情況下，輸入軸包括磁極性以規(guī)則間隔交替布置的永磁體。另外，輸出軸設(shè)置有具有齒輪結(jié)構(gòu)的檢測(cè)環(huán)，該齒輪結(jié)構(gòu)的極性的數(shù)量對(duì)應(yīng)于永磁體的極性的數(shù)量并且該齒輪結(jié)構(gòu)由鐵磁物質(zhì)制成，鐵磁物質(zhì)可產(chǎn)生因輸入軸中包括的永磁體所造成的磁感應(yīng)。檢測(cè)環(huán)被構(gòu)造成，使得用于檢測(cè)磁性的傳感器連接到檢測(cè)環(huán)。在這種情況下，設(shè)置在輸入軸處的永磁體和設(shè)置在輸出軸處的具有齒輪結(jié)構(gòu)的檢測(cè)環(huán)之間的相對(duì)扭轉(zhuǎn)造成永磁體和檢測(cè)環(huán)彼此面對(duì)的區(qū)域改變。因此，檢測(cè)環(huán)中的磁通量改變并且由傳感器來(lái)檢測(cè)磁通量的變化，使得可檢測(cè)輸出軸相對(duì)于輸入軸的扭轉(zhuǎn)角度。

然而，傳統(tǒng)的非接觸型轉(zhuǎn)矩傳感器遭遇的問題是，需要過量的構(gòu)成元件并且組裝過程是復(fù)雜的，從而導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤操作的概率和制造成本增加，并且暴露出由于過量的構(gòu)成元件而導(dǎo)致的與轉(zhuǎn)矩傳感器的耐用期關(guān)聯(lián)的問題。

另外，傳統(tǒng)類型的轉(zhuǎn)矩傳感器牽涉到的問題是，永磁體和與永磁體對(duì)應(yīng)的兩個(gè)齒圈彼此交錯(cuò)，從而導(dǎo)致漏磁通量增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

因此，本發(fā)明致力于解決以上提到的現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，并且本發(fā)明的目的是提供可被制造為具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，可提高靈敏度和檢測(cè)可靠性并且可降低制造成本的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置。

技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，一方面，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)矩傳感器裝置，該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置設(shè)置在輸入軸和輸出軸之間，并且被配置成通過所述輸入軸和所述輸出軸之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位移來(lái)檢測(cè)所述輸入軸和所述輸出軸之間的轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置包括：外殼，該外殼被配置成容納所述輸入軸的端部和所述輸出軸的端部并且被固定就位，以能夠執(zhí)行相對(duì)于所述輸入軸和所述輸出軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)；磁體單元，該磁體單元以與所述輸入軸和所述輸出軸中的一個(gè)的一端連接這樣的方式能旋轉(zhuǎn)地容納在所述外殼中；收集器單元，該收集器單元以與所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的一端至少部分連接這樣的方式能旋轉(zhuǎn)地容納在所述外殼中，所述收集器單元被配置成與所述磁體單元一起形成磁路；以及感測(cè)單元，該感測(cè)單元包括轉(zhuǎn)矩傳感器，所述轉(zhuǎn)矩傳感器設(shè)置在所述收集器單元的外周緣處并且被配置成檢測(cè)由所述收集器單元集中的磁場(chǎng)，其中，所述收集器單元包括下收集器，所述下收集器包括環(huán)狀下收集器環(huán)，所述下收集器環(huán)沿周緣徑向設(shè)置在所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的一端處。

另一方面，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)矩傳感器裝置，該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置設(shè)置在輸入軸和輸出軸之間，并且被配置成通過所述輸入軸和所述輸出軸之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位移來(lái)檢測(cè)所述輸入軸和所述輸出軸之間的轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置包括：外殼，該外殼被配置成容納所述輸入軸的端部和所述輸出軸的端部并且被固定就位，以能夠執(zhí)行相對(duì)于所述輸入軸和所述輸出軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)；磁體單元，該磁體單元包括磁體環(huán)，所述磁體環(huán)以與所述輸入軸和所述輸出軸中的一個(gè)的一端連接這樣的方式能旋轉(zhuǎn)地容納在所述外殼中；收集器單元，該收集器單元以與所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的一端至少部分連接這樣的方式能旋轉(zhuǎn)地容納在所述外殼中，所述收集器單元被配置成與所述磁體單元一起形成磁路；以及感測(cè)單元，該感測(cè)單元包括轉(zhuǎn)矩傳感器，所述轉(zhuǎn)矩傳感器設(shè)置在所述收集器單元的外周緣處并且被配置成檢測(cè)由所述收集器單元集中的磁場(chǎng)。所述收集器單元可包括：下收集器，該下收集器能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置成與所述磁體環(huán)相對(duì)；以及固定收集器，該固定收集器以按分隔方式設(shè)置在所述下收集器處這樣的方式固定就位于所述外殼，并且所述轉(zhuǎn)矩傳感器設(shè)置在所述固定收集器的端部側(cè)。所述下收集器可包括：環(huán)狀下收集器環(huán)，所述下收集器環(huán)沿周緣徑向設(shè)置在所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的一端處；以及下收集器齒陣列，所述下收集器齒陣列由多個(gè)下收集器齒構(gòu)成，所述下收集器齒被形成為以彼此以相等的角間隔沿周緣分隔開這樣的方式，從所述下收集器環(huán)的內(nèi)周緣端部徑向延伸。所述下收集器齒陣列可形成在所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的徑向方向上。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，所述固定收集器可包括：下固定收集器，該上固定收集器以分隔方式設(shè)置在所述下收集器環(huán)上，從而面對(duì)所述下收集器環(huán)；以及上固定收集器，，該上固定收集器被設(shè)置成與所述下收集器齒陣列的至少一部分相對(duì)，其中，所述磁體環(huán)插在所述上固定收集器和所述下收集器齒陣列的所述至少一部分之間。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，所述上固定收集器可包括：弧形形狀的上固定板，該上固定板被設(shè)置成與所述下收集器齒陣列的所述至少一部分相對(duì)；以及上固定端子，該上固定端子被形成為從所述上固定板的端部延伸。所述下固定收集器可包括：弧形形狀的下固定板，該下固定板被設(shè)置成與所述下收集器環(huán)的至少一部分相對(duì)；以及下固定端子，該下固定端子被形成為從所述下固定板的端部延伸。所述轉(zhuǎn)矩傳感器可設(shè)置在所述上固定端子和所述下固定端子之間。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，所述上固定板的徑向長(zhǎng)度可大于所述下固定板的徑向長(zhǎng)度。

另一方面，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)矩傳感器裝置，該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置設(shè)置在輸入軸和輸出軸之間，并且被配置成通過所述輸入軸和所述輸出軸之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位移來(lái)檢測(cè)所述輸入軸和所述輸出軸之間的轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置包括：外殼，該外殼被配置成容納所述輸入軸的端部和所述輸出軸的端部并且被固定就位，以能夠執(zhí)行相對(duì)于所述輸入軸和所述輸出軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)；磁體單元，該外殼包括磁體塊，所述磁體塊以與所述輸入軸和所述輸出軸中的一個(gè)的一端連接這樣的方式能旋轉(zhuǎn)地容納在所述外殼中；收集器單元，該收集器單元以與所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的一端至少部分連接這樣的方式能旋轉(zhuǎn)地容納在所述外殼中，所述收集器單元被配置成與所述磁體單元一起形成磁路；以及感測(cè)單元，該感測(cè)單元包括轉(zhuǎn)矩傳感器，所述轉(zhuǎn)矩傳感器設(shè)置在所述收集器單元的外周緣處并且被配置成檢測(cè)由所述收集器單元集中的磁場(chǎng)。所述收集器單元可包括：下收集器，該下收集器能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置成與所述磁體塊相對(duì)；以及固定收集器，該固定收集器以按分隔方式設(shè)置在所述下收集器處這樣的方式固定就位于所述外殼，并且包括設(shè)置在其端部處的所述轉(zhuǎn)矩傳感器。所述下收集器可包括：環(huán)狀下收集器環(huán)，所述下收集器環(huán)沿周緣徑向設(shè)置在所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的一端處；以及下收集器齒陣列，所述下收集器齒陣列由多個(gè)下收集器齒構(gòu)成，所述下收集器齒被形成為以彼此以相等的角間隔沿周緣分隔開這樣的方式，從所述下收集器環(huán)的內(nèi)周緣端部徑向延伸。所述下收集器齒陣列可形成在所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的徑向方向上。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，所述固定收集器可包括：下固定收集器，該下固定收集器以分隔方式設(shè)置在所述下收集器環(huán)上，從而面對(duì)所述下收集器環(huán)；以及上固定收集器，該上固定收集器被設(shè)置成與所述下收集器齒陣列的至少一部分相對(duì)，其中，所述磁體環(huán)插在所述上固定收集器和所述下收集器齒陣列的所述至少一部分之間。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，所述上固定收集器可包括：弧形形狀的上固定板，該上固定板被設(shè)置成與所述下收集器齒陣列的所述至少一部分相對(duì)；以及上固定端子，該上固定端子被形成為從所述上固定板的端部延伸。所述下固定收集器可包括：弧形形狀的下固定板，該下固定板被設(shè)置成與所述下收集器環(huán)的至少一部分相對(duì)；以及下固定端子，該下固定端子被形成為從所述下固定板的端部延伸。所述轉(zhuǎn)矩傳感器可設(shè)置在所述上固定端子和所述下固定端子之間。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，所述上固定板的徑向長(zhǎng)度可大于所述下固定板的徑向長(zhǎng)度。

又一方面，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)矩傳感器裝置，該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置設(shè)置在輸入軸和輸出軸之間，并且被配置成通過所述輸入軸和所述輸出軸之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位移來(lái)檢測(cè)所述輸入軸和所述輸出軸之間的轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置包括：外殼，該外殼被配置成容納所述輸入軸的端部和所述輸出軸的端部并且被固定就位，以能夠執(zhí)行相對(duì)于所述輸入軸和所述輸出軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)；磁體單元，該磁體單元包括磁體環(huán)，所述磁體環(huán)以與所述輸入軸和所述輸出軸中的一個(gè)的一端連接這樣的方式能旋轉(zhuǎn)地容納在所述外殼中；收集器單元，該收集器單元以與所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的一端至少部分連接這樣的方式能旋轉(zhuǎn)地容納在所述外殼中，所述收集器單元被配置成與所述磁體單元一起形成磁路；以及感測(cè)單元，該感測(cè)單元包括轉(zhuǎn)矩傳感器，所述轉(zhuǎn)矩傳感器設(shè)置在所述收集器單元的外周緣處并且被配置成檢測(cè)由所述收集器單元集中的磁場(chǎng)。所述收集器單元可包括：上收集器，該上收集器被設(shè)置成向著所述輸入軸和所述輸出軸中的一個(gè)取向；下收集器，該下收集器被設(shè)置成與所述上收集器分隔開；以及固定收集器，該固定收集器固定就位于所述外殼從而按分隔方式設(shè)置在所述上收集器和所述下收集器的外周緣處，其中，所述轉(zhuǎn)矩傳感器插在所述固定收集器的端部之間。所述上收集器可包括：環(huán)狀上收集器環(huán)，所述上收集器環(huán)沿周緣徑向設(shè)置在所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的一端處；以及上收集器齒陣列，所述上收集器齒陣列由多個(gè)上收集器齒構(gòu)成，所述上收集器齒被形成為以彼此以相等的角間隔沿周緣分隔開這樣的方式，從所述上收集器環(huán)的內(nèi)周緣端部向下延伸。所述下收集器可包括：環(huán)狀下收集器環(huán)，所述下收集器環(huán)沿周緣徑向設(shè)置在所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個(gè)的一端處；以及下收集器齒陣列，所述下收集器齒陣列由多個(gè)下收集器齒構(gòu)成，所述下收集器齒被形成為以彼此以相等的角間隔沿周緣分隔開這樣的方式，從所述下收集器環(huán)的內(nèi)周緣端部徑向延伸。所述上收集器齒陣列和所述下收集器齒陣列中的一個(gè)可形成在所述輸入軸和所述輸出軸的軸向縱向方向上，并且所述上收集器齒陣列和所述下收集器齒陣列中的另一個(gè)可形成在所述輸入軸和所述輸出軸的徑向方向上。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，所述上收集器齒陣列可在所述輸出軸的縱向方向上形成在所述輸出軸處。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，所述磁體環(huán)可被設(shè)置成一對(duì)，并且這兩個(gè)磁體環(huán)的在所述輸入軸和所述輸出軸的軸向縱向方向上的長(zhǎng)度可互不相同。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，這兩個(gè)磁體環(huán)中的在所述輸入軸和所述輸出軸的軸向縱向方向上具有較大長(zhǎng)度的磁體環(huán)可設(shè)置在所述上收集器齒陣列處，并且所述上收集器齒陣列的在所述輸出軸的縱向方向上的長(zhǎng)度可大于這兩個(gè)磁體環(huán)中的在所述輸入軸和所述輸出軸的軸向縱向方向上具有較大長(zhǎng)度的磁體環(huán)的軸向長(zhǎng)度。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，這兩個(gè)磁體環(huán)中的在所述輸入軸和所述輸出軸的軸向縱向方向上具有較小長(zhǎng)度的磁體環(huán)可設(shè)置在所述下收集器齒陣列處，并且所述下收集器齒陣列的在所述輸出軸的徑向方向上的長(zhǎng)度可大于這兩個(gè)磁體環(huán)中的在所述輸入軸和所述輸出軸的徑向方向上具有較小長(zhǎng)度的磁體環(huán)的徑向長(zhǎng)度。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，所述磁體環(huán)可包括：上磁體環(huán)，該上磁體環(huán)被設(shè)置成對(duì)應(yīng)于所述上收集器；以及下磁體環(huán)，該下磁體環(huán)被設(shè)置成面對(duì)所述下收集器。所述上磁體環(huán)和所述下磁體環(huán)中的每個(gè)的N極和S極可在周緣方向上交替布置，并且關(guān)于在所述輸入軸和所述輸出軸的縱向方向上形成的橫截面，所述上磁體環(huán)的寬高比(ARu)可小于所述下磁體環(huán)的寬高比(AB1)。

在該轉(zhuǎn)矩傳感器裝置中，所述上磁體環(huán)的磁力線可在周緣方向上形成在所述上磁體環(huán)的周緣表面上，所述上磁體環(huán)與所述輸入軸和所述輸出軸的縱向方向平行，并且所述下磁體環(huán)的磁力線可在所述輸入軸和所述輸出軸的縱向方向上形成在所述下磁體環(huán)的周緣表面上，所述下磁體環(huán)與所述輸入軸和所述輸出軸的縱向方向垂直。

有益效果

如上構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置具有以下的有益效果。

第一，本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置采取以下結(jié)構(gòu)：收集器單元的收集器被垂直設(shè)置，使得泄露的磁通量的量可最小并且傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器的磁通量的量可增大，由此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的更準(zhǔn)確檢測(cè)。

第二，本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置可通過利用其中設(shè)置單個(gè)下收集器的結(jié)構(gòu)在提高和保持裝置性能的同時(shí)顯著減少所消耗的材料量，從而簡(jiǎn)化產(chǎn)品制造過程并且大幅降低制造成本。

第三，本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置可通過利用除了磁體環(huán)結(jié)構(gòu)外的分隔開的磁體塊結(jié)構(gòu)在提高和保持裝置性能的同時(shí)顯著減少所消耗的材料量，從而簡(jiǎn)化產(chǎn)品制造過程并且大幅降低制造成本。

附圖說(shuō)明

根據(jù)下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，將清楚本發(fā)明的以上和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置的示意性分解立體圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置的收集器單元的部分分解立體圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置的部分組裝視圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置的示意性分解立體圖；

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置的收集器單元的部分分解立體圖；

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置的示意性分解立體圖；

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置的收集器單元的部分分解立體圖；以及

圖8是收集器單元的部分剖視圖。

具體實(shí)施方式

下文中，將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置10的構(gòu)造和操作。

本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置10包括外殼100、磁體單元200、收集器單元300和感測(cè)單元400。本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置10設(shè)置在輸入軸2和輸出軸3之間，并且通過輸入軸2和輸出軸3之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位移來(lái)檢測(cè)輸入軸2和輸出軸3之間的轉(zhuǎn)矩。

首先，下文中，將參照?qǐng)D1至圖3來(lái)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。

外殼100容納輸入軸2的端部和輸出軸3的端部，并且被固定就位，從而能夠執(zhí)行相對(duì)于輸入軸2和輸出軸3的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

外殼100包括外殼蓋110和外殼底座120。外殼蓋110與外殼底座120接合，以限定容納其他構(gòu)成元件的內(nèi)部空間。

外殼蓋110設(shè)置在輸入軸處，并且外殼底座120設(shè)置在輸出軸3處以面對(duì)外殼蓋110。外殼蓋110包括形成在其外周緣處的外殼蓋安裝部分(未示出)，并且外殼底座120包括形成在其外周緣處的外殼蓋安裝部分(未示出)，以形成相互接合結(jié)構(gòu)。

外殼蓋110和外殼底座120分別包括穿通開口113和穿通開口(未示出)，使得輸入軸2和輸出軸3以及用于將輸入軸2和輸出軸3直接互連的扭力桿5可貫穿地設(shè)置在其中。

磁體單元200包括磁體環(huán)220，磁體環(huán)220可按與輸入軸2和輸出軸3中的一個(gè)的一端連接這樣的方式旋轉(zhuǎn)地容納在外殼100中。

換句話講，磁體單元200與輸入軸和輸出軸中的任一個(gè)連接，即，在這個(gè)實(shí)施方式中，與輸入軸2連接，使得磁體單元200與輸入軸2一起旋轉(zhuǎn)，以形成磁體單元200設(shè)置在外殼100內(nèi)以執(zhí)行相對(duì)于外殼100的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。

磁體單元200可按各種方式配置，但在這個(gè)實(shí)施方式中包括磁體環(huán)220。

雖然在這個(gè)實(shí)施方式中未示出，但磁體單元可包括磁體支架，以采取磁體支架將磁體環(huán)220支撐于輸入軸側(cè)的配置。雖然在附圖中未清楚示出，但本發(fā)明的磁體環(huán)220形成其中N極和S極或S極和N極被排列或布置成被磁化以在輸入軸2和輸出軸3的縱向方向上形成磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)。

磁體環(huán)可被設(shè)置成多個(gè)，但在這個(gè)實(shí)施方式中，被設(shè)置成單個(gè)。磁體環(huán)220被配置成使得N極和S極交替地布置。磁體環(huán)220被磁化，使得在輸入軸和輸出軸的縱向方向上形成磁場(chǎng)。

收集器單元300以至少部分固定安裝于輸入軸和輸出軸中的另一個(gè)的一端(即，在這個(gè)實(shí)施方式中，輸出軸3側(cè))這樣的方式被容納在外殼中，使得可相對(duì)于外殼100執(zhí)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

另外，收集器單元300至少部分設(shè)置在輸入軸2和輸出軸3的徑向方向上的磁體環(huán)220的外側(cè)，使得收集器單元300形成在磁體單元200的磁體環(huán)220處形成的磁場(chǎng)的磁路，或者收集器單元300將磁場(chǎng)集中以將磁場(chǎng)傳遞到感測(cè)單元400來(lái)實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的檢測(cè)功能。

感測(cè)單元400被實(shí)現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩傳感器，轉(zhuǎn)矩傳感器設(shè)置在收集器單元300的外周緣處并且檢測(cè)收集器單元300所集中的磁場(chǎng)。感測(cè)單元400被實(shí)現(xiàn)為諸如霍爾傳感器的非接觸型傳感器。如有必要，則感測(cè)單元400還可包括單獨(dú)的傳感器。

在這個(gè)實(shí)施方式中，感測(cè)單元被實(shí)現(xiàn)為單個(gè)轉(zhuǎn)矩傳感器，但可采取以下構(gòu)造：設(shè)置兩個(gè)轉(zhuǎn)矩傳感器，以提高靈敏度的準(zhǔn)確性，并且當(dāng)轉(zhuǎn)矩傳感器中的一個(gè)失效時(shí)，通過從另一個(gè)輸出的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)防故障功能。

同時(shí)，本發(fā)明的收集器單元300包括下收集器320和固定收集器330。

下收集器320連接到輸出軸，以與輸出軸一起旋轉(zhuǎn)。

下收集器套筒(未示出)和下收集器支架(未示出)可設(shè)置在下收集器320和輸出軸3之間。下收集器套筒的一端連接到輸出軸3。可在防止下收集器套筒和輸出軸3之間有相對(duì)旋轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)，按諸如焊接、塑料卡扣裝配和壓緊的各種聯(lián)接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)下收集器套筒和輸出軸3之間的連接。

另外，可根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，按各種方式來(lái)修改下收集器套筒，諸如被實(shí)現(xiàn)為鋼結(jié)構(gòu)或合成樹脂結(jié)構(gòu)。

另外，下收集器支架連接到下收集器套筒的外周緣。下收集器支架是將下收集器套筒和下收集器互連的構(gòu)成元件，并且最終實(shí)現(xiàn)了防止輸入軸和下收集器320之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)的連接功能。

下收集器320由諸如導(dǎo)磁合金、硅鋼板或不銹鋼板的磁性材料制成?？稍谛纬深A(yù)定結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)，按各種方式來(lái)改變下收集器320的材料和制造方法，諸如被沖壓加工或被澆鑄。

下收集器320包括下收集器環(huán)321和下收集器齒陣列323。

下收集器環(huán)321具有在輸出軸3的旋轉(zhuǎn)方向上形成的預(yù)定環(huán)狀形狀。下收集器齒陣列323由多個(gè)下收集器齒構(gòu)成，這些齒從下收集器環(huán)321的內(nèi)周緣表面向內(nèi)徑向形成，以在與輸出軸垂直的平面上沿周緣彼此以相等的角間隔分隔開。

同時(shí)，固定收集器330以在上收集器310和下收集器320的外周緣處以分隔方式設(shè)置這樣的方式被固定就位于外殼100，使得被實(shí)現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩傳感器的感測(cè)單元400設(shè)置在固定收集器330的相應(yīng)端部之間。

固定收集器330包括上固定收集器340和下固定收集器350。

上固定收集器340包括上固定板341和上固定端子343。

上固定板341在上收集器310的外周緣處形成為弧形形狀，并且上固定端子343被形成為從上固定板341的外周緣端向著轉(zhuǎn)矩傳感器400延伸。上固定板341可采取以下配置：當(dāng)從與輸入軸和輸出軸垂直的平面看時(shí)，上固定板341重疊在磁體環(huán)220上，更優(yōu)選地，上固定板341的內(nèi)弧形表面和外弧形表面之間的距離大于磁體環(huán)220的內(nèi)周緣表面和外周緣表面之間的距離，由此使從磁體環(huán)220泄露的磁通量最少。

上固定端子343被形成為從上固定板341的外周緣端向著轉(zhuǎn)矩傳感器400延伸。上固定端子343具有預(yù)定彎曲形狀，使得上固定端子343的端部靠近轉(zhuǎn)矩傳感器400，使氣隙減小，由此增加集中的磁通量傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器400的能力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的更準(zhǔn)確檢測(cè)。

上固定板341和上固定端子343彼此一體地形成。上固定板341的一端設(shè)置成接近磁體環(huán)220，并且上固定端子343的一端設(shè)置成接近轉(zhuǎn)矩傳感器400，以與上收集器310相對(duì)。

下固定收集器350包括下固定板351和下固定端子353。下固定收集器350的整個(gè)結(jié)構(gòu)與上固定收集器340的整個(gè)結(jié)構(gòu)相同，但如有必要，可采取與上固定收集器340的構(gòu)造略有不同的構(gòu)造。

下固定板351在下收集器320的外周緣處形成為弧形形狀。下固定板351可采取以下構(gòu)造：當(dāng)從與輸入軸和輸出軸垂直的平面看時(shí)，下固定板351重疊在下收集器320的下收集器環(huán)321上，更優(yōu)選地，下固定板351的內(nèi)弧形表面和外弧形表面之間的距離大于下收集器環(huán)321的內(nèi)周緣表面和外周緣表面之間的距離，由此使從下收集器環(huán)泄露的磁通量最少。

下固定端子353被形成為從下固定板351的外周緣端向著轉(zhuǎn)矩傳感器400延伸。下固定端子353具有預(yù)定彎曲形狀，使得下固定端子353的端部靠近轉(zhuǎn)矩傳感器400，使氣隙減小，由此增加集中的磁通量傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器400的能力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的更準(zhǔn)確檢測(cè)。

下固定板351和下固定端子353彼此一體地形成。下固定板351的一端設(shè)置成接近下收集器320，并且下固定端子353的一端設(shè)置成接近轉(zhuǎn)矩傳感器400，與下收集器320相對(duì)。

上固定收集器的上固定板和下固定收集器的下固定板在徑向?qū)挾确矫婊ゲ幌嗤?，并且固定收集器可采取上固定板的長(zhǎng)度大于下固定板的長(zhǎng)度的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的特征在于單個(gè)磁體環(huán)、與磁體環(huán)對(duì)應(yīng)的單個(gè)下收集器以及固定收集器結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明可降低制造成本并且提高或保持轉(zhuǎn)矩感測(cè)性能。

另外，在輸入軸和輸出軸的軸向方向上將磁體環(huán)磁化的情況下，當(dāng)在輸入軸和輸出軸之間沒有扭轉(zhuǎn)時(shí)，下收集器所收集的磁場(chǎng)的N極和S極以50∶50的比率布置，從而形成磁中性狀態(tài)(參見圖3)。

另一方面，當(dāng)在輸入軸和輸出軸之間存在扭力時(shí)，下收集器所收集的磁場(chǎng)的N極和S極以超出50∶50的比率布置，從而形成非均勻的磁狀態(tài)。另外，下收集器齒陣列造成N極和S極的對(duì)應(yīng)區(qū)域改變，以形成磁路，與區(qū)域改變成正比的磁力是由固定收集器引起的并且通過該磁路返回到磁體環(huán)220的上部部分，此時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器可檢測(cè)磁場(chǎng)的改變，以感測(cè)所產(chǎn)生的給定量的扭力。

同時(shí)，本發(fā)明可采取除了如圖1至圖3中示出的一個(gè)實(shí)施方式中描述的磁體環(huán)外的另一個(gè)結(jié)構(gòu)，即，被實(shí)現(xiàn)為包括磁體塊的磁體單元的結(jié)構(gòu)。下文中，將參照?qǐng)D4和圖5描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式。使用相同的參考標(biāo)號(hào)和名稱來(lái)指代相同的元件，因此將省略重復(fù)描述。

不同于以上提到的被實(shí)現(xiàn)為磁體環(huán)的實(shí)施方式，磁體單元200包括磁體塊220，磁體塊220能以與輸入軸2和輸出軸3中的一個(gè)的一端連接這樣的方式旋轉(zhuǎn)容納在外殼100中。

換句話講，磁體單元200與輸入軸和輸出軸中的任一個(gè)連接，即，在這個(gè)實(shí)施方式中，與輸入軸2連接，使得磁體單元200與輸入軸2一起旋轉(zhuǎn)，以形成磁體單元200設(shè)置在外殼100內(nèi)以執(zhí)行相對(duì)于外殼100的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。磁體單元200可按各種方式配置，但在這個(gè)實(shí)施方式中包括磁體塊220。

雖然在這個(gè)實(shí)施方式中未示出，但磁體單元可包括磁體支架，以采取磁體支架將磁體塊220支撐于輸入軸側(cè)的配置。本發(fā)明的磁體塊220形成以下結(jié)構(gòu)：不同極性布置在輸入軸2和輸出軸3的周緣方向上，即，N極和S極或S極和N極被排列或布置成在周緣方向上被磁化。

磁體塊可被設(shè)置成多個(gè)，并且采取以下結(jié)構(gòu)：多個(gè)磁體塊被布置成在輸入軸和輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向上以相等的角間隔沿周緣彼此分隔開。多個(gè)磁體塊可采取以下結(jié)構(gòu)：它們被布置成彼此等距離地分隔開，但在以上實(shí)施方式中，磁體環(huán)的數(shù)量被設(shè)置成單個(gè)。雖然在附圖中沒有清楚示出，但磁體塊220中的每個(gè)被構(gòu)造成，使得N極和S極被布置成在豎直方向上(即，在輸入軸和輸出軸的縱向方向上)磁化，以致磁體塊220在輸入軸和輸出軸的縱向方向上形成磁場(chǎng)。

收集器單元300以至少部分固定安裝于輸入軸和輸出軸中的另一個(gè)的一端(即，在這個(gè)實(shí)施方式中，輸出軸3側(cè))這樣的方式被容納在外殼中，使得可相對(duì)于外殼100執(zhí)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

另外，收集器單元300至少部分設(shè)置在輸入軸2和輸出軸3的徑向方向上的磁體塊220的外側(cè)，使得收集器單元300形成磁體單元200的磁體塊220處形成的磁場(chǎng)的磁路，或者收集器單元300將磁場(chǎng)集中以將磁場(chǎng)傳遞到感測(cè)單元400來(lái)實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的檢測(cè)功能。

感測(cè)單元400被實(shí)現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩傳感器，轉(zhuǎn)矩傳感器設(shè)置在收集器單元300的外周緣處并且檢測(cè)收集器單元300所集中的磁場(chǎng)。如有必要，則感測(cè)單元400還可包括單獨(dú)的傳感器。

在這個(gè)實(shí)施方式中，感測(cè)單元被實(shí)現(xiàn)為單個(gè)轉(zhuǎn)矩傳感器，但可采取以下構(gòu)造：設(shè)置兩個(gè)轉(zhuǎn)矩傳感器，以提高靈敏度的準(zhǔn)確性，并且當(dāng)轉(zhuǎn)矩傳感器中的一個(gè)失效時(shí)，通過從另一個(gè)輸出的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)防故障功能。

同時(shí)，本發(fā)明的收集器單元300包括下收集器320和固定收集器330。

下收集器320連接到輸出軸，以與輸出軸一起旋轉(zhuǎn)。

下收集器套筒(未示出)和下收集器支架(未示出)可設(shè)置在下收集器320和輸出軸3之間。下收集器套筒的一端連接到輸出軸3?？稍诜乐瓜率占魈淄埠洼敵鲚S3之間有相對(duì)旋轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)，按諸如焊接、塑料卡扣裝配和壓緊的各種聯(lián)接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)下收集器套筒和輸出軸3之間的連接。

另外，可根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，按各種方式來(lái)修改下收集器套筒，諸如被實(shí)現(xiàn)為鋼結(jié)構(gòu)或合成樹脂結(jié)構(gòu)。

另外，下收集器支架連接到下收集器套筒的外周緣。下收集器支架是將下收集器套筒和下收集器互連的構(gòu)成元件，并且最終實(shí)現(xiàn)了防止輸入軸和下收集器320之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)的連接功能。

下收集器320由諸如導(dǎo)磁合金、硅鋼板或不銹鋼板的磁性材料制成。可在形成預(yù)定結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)，按各種方式來(lái)改變下收集器320的材料和制造方法，諸如被沖壓加工或被澆鑄。

下收集器320包括下收集器環(huán)321和下收集器齒陣列323。

下收集器環(huán)321具有在輸出軸3的旋轉(zhuǎn)方向上形成的預(yù)定環(huán)狀形狀。下收集器齒陣列323由多個(gè)下收集器齒構(gòu)成，這些齒從下收集器環(huán)321的內(nèi)周緣表面向內(nèi)徑向形成，以在與輸出軸垂直的平面上沿周緣彼此以相等的角間隔分隔開。

同時(shí)，固定收集器330以在上收集器310和下收集器320的外周緣處以分隔方式設(shè)置這樣的方式被固定就位于外殼100，使得感測(cè)單元400設(shè)置在固定收集器330的相應(yīng)端部之間。

固定收集器330包括上固定收集器340和下固定收集器350。

上固定收集器340包括上固定板341和上固定端子343。

上固定板341在上收集器310的外周緣處形成為弧形形狀，并且上固定端子343被形成為從上固定板341的外周緣端向著轉(zhuǎn)矩傳感器400延伸。上固定板341可采取以下配置：當(dāng)從與輸入軸和輸出軸垂直的平面看時(shí)，上固定板341重疊在磁體環(huán)220上，更優(yōu)選地，上固定板341的內(nèi)弧形表面和外弧形表面之間的距離大于磁體環(huán)220的內(nèi)周緣表面和外周緣表面之間的距離，由此使從磁體環(huán)220泄露的磁通量最少。

上固定端子343被形成為從上固定板341的外周緣端向著轉(zhuǎn)矩傳感器400延伸。上固定端子343具有預(yù)定彎曲形狀，使得上固定端子343的端部靠近轉(zhuǎn)矩傳感器400，使氣隙減小，由此增加集中的磁通量傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器400的能力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的更準(zhǔn)確檢測(cè)。

上固定板341和上固定端子343彼此一體地形成。上固定板341的一端設(shè)置成接近磁體塊220，并且上固定端子343的一端設(shè)置成接近轉(zhuǎn)矩傳感器400，以與上收集器310相對(duì)。

下固定收集器350包括下固定板351和下固定端子353。下固定收集器350的整個(gè)結(jié)構(gòu)與上固定收集器340的整個(gè)結(jié)構(gòu)相同，但如有必要，可采取與上固定收集器340的構(gòu)造略有不同的構(gòu)造。

下固定板351在下收集器320的外周緣處形成為弧形形狀。下固定板351可采取以下構(gòu)造：當(dāng)從與輸入軸和輸出軸垂直的平面看時(shí)，下固定板351重疊在下收集器320的下收集器環(huán)321上，更優(yōu)選地，下固定板351的內(nèi)弧形表面和外弧形表面之間的距離大于下收集器環(huán)321的內(nèi)周緣表面和外周緣表面之間的距離，由此使從下收集器環(huán)泄露的磁通量最少。

下固定端子353被形成為從下固定板351的外周緣端向著轉(zhuǎn)矩傳感器400延伸。下固定端子353具有預(yù)定彎曲形狀，使得下固定端子353的端部靠近轉(zhuǎn)矩傳感器400，使氣隙減小，由此增加集中的磁通量傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器400的能力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的更準(zhǔn)確檢測(cè)。

下固定板351和下固定端子353彼此一體地形成。下固定板351的一端設(shè)置成接近下收集器320，并且下固定端子353的一端設(shè)置成接近轉(zhuǎn)矩傳感器400，與下收集器320相對(duì)。

上固定收集器的上固定板和下固定收集器的下固定板在徑向?qū)挾确矫婊ゲ幌嗤?，并且固定收集器可采取上固定板的長(zhǎng)度大于下固定板的長(zhǎng)度的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的特征在于單個(gè)磁體環(huán)、與磁體環(huán)對(duì)應(yīng)的單個(gè)下收集器以及固定收集器結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明可降低制造成本并且提高或保持轉(zhuǎn)矩感測(cè)性能。

另外，在輸入軸和輸出軸的軸向方向上將磁體塊磁化的情況下，當(dāng)在輸入軸和輸出軸之間沒有扭力時(shí)，下收集器所收集的磁場(chǎng)的N極和S極以50∶50的比率布置，從而形成磁中性狀態(tài)。

另一方面，當(dāng)在輸入軸和輸出軸之間存在扭力時(shí)，下收集器所收集的磁場(chǎng)的N極和S極以超出50∶50的比率布置，從而形成非均勻的磁狀態(tài)。另外，下收集器齒陣列造成N極和S極的對(duì)應(yīng)區(qū)域改變，以形成磁路，與區(qū)域改變成正比的磁力是由固定收集器引起的并且通過該磁路返回到磁體塊220的上部部分，此時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器可檢測(cè)磁場(chǎng)的改變，以感測(cè)所產(chǎn)生的給定量的扭力。

另外，同時(shí)，在以上提到的實(shí)施方式中，本發(fā)明的收集器單元采取以下結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)包括下收集器，下收集器包括在徑向中心方向上延伸的下收集器齒陣列和包括下收集器齒陣列的下收集器環(huán)，但收集器單元還可包括上收集器。類似于以上提到的情況，使用相同的參考標(biāo)號(hào)和名稱來(lái)指代相同的、基本上相同的或等效的元件，因此將省略重復(fù)描述。

參照?qǐng)D6至圖8，根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置10包括外殼100、磁體單元200、收集器單元300和感測(cè)單元400。本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器裝置10設(shè)置在輸入軸2和輸出軸3之間，并且通過輸入軸2和輸出軸3的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位移來(lái)檢測(cè)輸入軸2和輸出軸3之間的轉(zhuǎn)矩。

在該實(shí)施方式中，磁體單元200包括磁體環(huán)220，磁體環(huán)220按與輸入軸2和輸出軸3中的一個(gè)的一端連接這樣的方式能旋轉(zhuǎn)地容納在外殼100中。

換句話講，磁體單元200與輸入軸和輸出軸中的任一個(gè)連接，即，在這個(gè)實(shí)施方式中，與輸入軸2連接，使得磁體單元200與輸入軸2一起旋轉(zhuǎn)，以形成磁體單元200設(shè)置在外殼100內(nèi)以能夠執(zhí)行相對(duì)于外殼100的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。

磁體單元200可按各種方式配置，但在這個(gè)實(shí)施方式中包括磁體環(huán)220。

雖然在這個(gè)實(shí)施方式中未示出，但磁體單元可包括磁體支架，以采取磁體支架將磁體環(huán)220支撐于輸入軸側(cè)的配置。本發(fā)明的磁體環(huán)220形成以下結(jié)構(gòu)：不同極性布置在輸入軸2和輸出軸3的周緣方向上，即，N極和S極或S極和N極被排列或布置成在周緣方向上被磁化。

在這個(gè)實(shí)施方式中，磁體環(huán)被設(shè)置成多個(gè)。更具體地，磁體環(huán)被設(shè)置成一對(duì)。磁體環(huán)220包括上磁體環(huán)2210和下磁體環(huán)2220。上磁體環(huán)2210被設(shè)置成對(duì)應(yīng)于隨后將描述的收集器單元的上收集器310，并且下磁體環(huán)2220被設(shè)置成面對(duì)下收集器320。上磁體環(huán)2210和下磁體環(huán)2220中的每個(gè)的N極和S極交替布置在周緣方向上，并且相對(duì)于輸入軸2和輸出軸3的縱向方向上形成的橫截面，上磁體環(huán)2210的寬高比(ARu)小于下磁體環(huán)2220的寬高比(AR1)。

換句話講，如圖8所示，上磁體環(huán)2210的寬高比(AR1＝d1/t1)小于下磁體環(huán)2220的寬高比(AR2＝d2/t2)。

依據(jù)這種構(gòu)造，上磁體2210和下磁體2220形成如圖8所示的磁力線。上磁體2210的磁力線在周緣方向上形成在上磁體2210的周緣表面上(更具體地，上磁體2210的外周緣表面上)，該上磁體與輸入軸2和輸出軸3的縱向方向平行，以與沿著周緣相鄰的另一個(gè)極性形成磁力線，并且下磁體2220的磁力線在輸入軸和輸出軸的縱向方向上形成在下磁體環(huán)的周緣表面上，該下磁體環(huán)與輸入軸2和輸出軸3的縱向方向垂直，同時(shí)與沿著周緣相鄰的另一個(gè)極性形成磁力線。

換句話講，上磁體環(huán)2210主要形成其內(nèi)周緣表面和外周緣表面上的其他極性之間的磁場(chǎng)，下磁體環(huán)2220主要在向著輸入軸和輸出軸取向的表面上形成磁場(chǎng)。

收集器單元300以至少部分固定安裝于輸入軸和輸出軸中的另一個(gè)的一端(即，在這個(gè)實(shí)施方式中，輸出軸3側(cè))這樣的方式被容納在外殼中，使得可相對(duì)于外殼100執(zhí)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

另外，收集器單元300至少部分設(shè)置在輸入軸2和輸出軸3的徑向方向上的磁體環(huán)220的外側(cè)，使得收集器單元300形成在磁體單元200的磁體環(huán)220處形成的磁場(chǎng)的磁路，或者收集器單元300將磁場(chǎng)集中將磁場(chǎng)傳遞到感測(cè)單元400來(lái)實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的檢測(cè)功能。

感測(cè)單元400被實(shí)現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩傳感器，轉(zhuǎn)矩傳感器設(shè)置在收集器單元300的外周緣處并且檢測(cè)收集器單元300所集中的磁場(chǎng)。如有必要，則感測(cè)單元400還可包括單獨(dú)的傳感器。

在這個(gè)實(shí)施方式中，感測(cè)單元被實(shí)現(xiàn)為單個(gè)轉(zhuǎn)矩傳感器，但可采取以下構(gòu)造：設(shè)置兩個(gè)轉(zhuǎn)矩傳感器，以提高靈敏度的準(zhǔn)確性，并且當(dāng)轉(zhuǎn)矩傳感器中的一個(gè)失效時(shí)，通過從另一個(gè)輸出的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)防故障功能。

同時(shí)，本發(fā)明的收集器單元300包括上收集器310、下收集器320和固定收集器330。

上收集器310被設(shè)置成向著輸入軸和輸出軸中的任一個(gè)取向，下收集器320被設(shè)置成與上收集器310分隔開。固定收集器330以在上收集器310和下收集器320的外周緣處以分隔方式設(shè)置這樣的方式被固定就位于外殼100，使得被實(shí)現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩傳感器的感測(cè)單元400設(shè)置在固定收集器330的相應(yīng)端部之間。

上收集器310包括上收集器環(huán)311和上收集器齒陣列313。

上收集器環(huán)311具有在輸入軸2和輸出軸3中的另一個(gè)處(即，在這個(gè)實(shí)施方式中，輸入軸2的外周緣上)形成的預(yù)定環(huán)狀形狀。上收集器齒陣列313由多個(gè)上收集器齒構(gòu)成，這些齒從上收集器環(huán)311的內(nèi)周緣表面向下延伸地形成，以在輸入軸2的縱向方向上沿周緣彼此以相等的角間隔分隔開。

另外，下收集器320連接到輸出軸，以與輸出軸一起旋轉(zhuǎn)。

下收集器套筒(未示出)和下收集器支架(未示出)可設(shè)置在下收集器320和輸出軸3之間。以上提到的上收集器可采取與下收集器320的構(gòu)造相同的構(gòu)造。下收集器套筒的一端連接到輸出軸3。可在防止下收集器套筒和輸出軸3之間有相對(duì)旋轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)，按諸如焊接、塑料卡扣裝配和壓緊的各種聯(lián)接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)下收集器套筒和輸出軸3之間的連接。

另外，可根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，按各種方式來(lái)修改下收集器套筒，諸如被實(shí)現(xiàn)為鋼結(jié)構(gòu)或合成樹脂結(jié)構(gòu)。

另外，下收集器支架連接到下收集器套筒的外周緣。下收集器支架是將下收集器套筒和下收集器互連的構(gòu)成元件，并且最終實(shí)現(xiàn)了防止輸入軸和下收集器320之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)的連接功能。

下收集器320包括下收集器環(huán)321和下收集器齒陣列323。

下收集器環(huán)321具有在輸出軸3的旋轉(zhuǎn)方向上形成的預(yù)定環(huán)狀形狀。下收集器齒陣列323由多個(gè)下收集器齒構(gòu)成，這些齒從下收集器環(huán)321的內(nèi)周緣表面向內(nèi)徑向形成，以在與輸出軸垂直的平面上沿周緣彼此以相等的角間隔分隔開。

換句話講，上收集器齒陣列和下收集器齒陣列建立了垂直布置關(guān)系。

同時(shí)，在這個(gè)實(shí)施方式中，磁體環(huán)被設(shè)置成多個(gè)。更具體地，磁體環(huán)被設(shè)置成一對(duì)。磁體環(huán)220包括上磁體環(huán)2210和下磁體環(huán)2220。上磁體環(huán)2210和下磁體環(huán)2220在輸入軸和輸出軸的縱向方向上的長(zhǎng)度互不相同。也就是說(shuō)，上磁體環(huán)2210在輸入軸和輸出軸的縱向方向上的長(zhǎng)度(t1)大于下磁體環(huán)2220在輸入軸和輸出軸的縱向方向上的長(zhǎng)度(t2)。

在這種情況下，下收集器齒陣列323的與輸入軸和輸出軸的縱向方向垂直的徑向長(zhǎng)度(12)大于下磁體環(huán)2220的與輸入軸和輸出軸的縱向方向垂直的徑向方向(d2)，使得可促成收集由下磁體環(huán)2220產(chǎn)生的磁場(chǎng)。

同時(shí)，固定收集器330以在上收集器310和下收集器320的外周緣處以分隔方式設(shè)置這樣的方式被固定就位于外殼100，使得被實(shí)現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩傳感器的感測(cè)單元400設(shè)置在固定收集器330的相應(yīng)端部之間。

固定收集器330包括上固定收集器340和下固定收集器350。

上固定收集器340包括上固定板341和上固定端子343。

上固定板341在上收集器310的外周緣處形成為弧形形狀，并且上固定端子343被形成為從上固定板341的外周緣端向著轉(zhuǎn)矩傳感器400延伸。上固定板341可采取以下配置：當(dāng)從與輸入軸和輸出軸垂直的平面看時(shí)，上固定板341重疊在上收集器310的上收集器環(huán)311上，更優(yōu)選地，上固定板341的內(nèi)弧形表面和外弧形表面之間的距離大于上收集器環(huán)311的內(nèi)周緣表面和外周緣表面之間的距離，由此使從上收集器環(huán)311泄露的磁通量最少。

上固定端子343具有預(yù)定彎曲形狀，使得上固定端子343的端部靠近轉(zhuǎn)矩傳感器400，使氣隙減小，由此增加集中的磁通量傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器400的能力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的更準(zhǔn)確檢測(cè)。

上固定板341和上固定端子343彼此一體地形成。上固定板341的一端設(shè)置成接近上收集器310，并且上固定端子343的一端設(shè)置成接近轉(zhuǎn)矩傳感器400，以與上收集器310相對(duì)。

下固定收集器350包括下固定板351和下固定端子353。下固定收集器350的整個(gè)結(jié)構(gòu)與上固定收集器340的整個(gè)結(jié)構(gòu)相同，但如有必要，可采取與上固定收集器340的構(gòu)造略有不同的構(gòu)造。

下固定板351在下收集器320的外周緣處形成為弧形形狀。下固定板351可采取以下構(gòu)造：當(dāng)從與輸入軸和輸出軸垂直的平面看時(shí)，下固定板351重疊在下收集器320的下收集器環(huán)321上，更優(yōu)選地，下固定板351的內(nèi)弧形表面和外弧形表面之間的距離大于下收集器環(huán)321的內(nèi)周緣表面和外周緣表面之間的距離，由此使從下收集器環(huán)泄露的磁通量最少。

下固定端子353被形成為從下固定板351的外周緣端向著轉(zhuǎn)矩傳感器400延伸。下固定端子353具有預(yù)定彎曲形狀，使得下固定端子353的端部靠近轉(zhuǎn)矩傳感器400，使氣隙減小，由此增加集中的磁通量傳遞到轉(zhuǎn)矩傳感器400的能力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的更準(zhǔn)確檢測(cè)。

下固定板351和下固定端子353彼此一體地形成。下固定板351的一端設(shè)置成接近下收集器320，并且下固定端子353的一端設(shè)置成接近轉(zhuǎn)矩傳感器400，與下收集器320相對(duì)。

如上所述，可在通過非接觸型轉(zhuǎn)矩傳感器來(lái)檢測(cè)施加到軸的轉(zhuǎn)矩的范圍內(nèi)，按各種方式來(lái)修改本發(fā)明。

工業(yè)適用性

本發(fā)明可用于各種工業(yè)領(lǐng)域和技術(shù)領(lǐng)域，諸如，在通過非接觸型轉(zhuǎn)矩傳感器來(lái)檢測(cè)施加到軸的轉(zhuǎn)矩的范圍內(nèi)，被實(shí)現(xiàn)為除了用于機(jī)動(dòng)車輛的方向盤軸外的用于電動(dòng)自行車或電動(dòng)摩托車的轉(zhuǎn)矩傳感器。