專利名稱：扭矩傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于動力轉(zhuǎn)向裝置的扭矩傳感器。
背景技術(shù)：
圖21至圖24示出了傳統(tǒng)技術(shù)中扭矩傳感器100的結(jié)構(gòu)(如專利文件1所示)。圖21是在扭矩傳感器附近的透視圖。圖22是圖9的部分放大圖。圖23和圖24是用于說明動作(action)的示意圖。
專利號3094049在圖21中，扭矩傳感器100設(shè)置在第一軸101和第二軸102之間。在第一軸101上設(shè)置有用于輸出磁通的磁發(fā)生部分103。磁發(fā)生部分103具有多個繞第一軸101的圓周方向設(shè)置的磁鐵104。磁鐵104向第一軸101的軸心方向(箭頭方向)磁化，并且相鄰的磁鐵104的磁化方向相反，因此，如圖10所示，當(dāng)從第二軸102一側(cè)看磁發(fā)生部分103時，互不相同的磁極相鄰。也就是說，S極和N極交替排列。
如圖21所示，第二軸102設(shè)置有外環(huán)105和內(nèi)環(huán)106，并且如圖22所示，由外環(huán)105延伸出多個外磁路部件107，同時由內(nèi)環(huán)106延伸出多個內(nèi)磁路部件108。如圖22所示，在外環(huán)105和內(nèi)環(huán)106之間具有間隙109，并且在間隙109中設(shè)置有磁性傳感器110。
以下對其動作進(jìn)行描述。假設(shè)驅(qū)動器沒有使轉(zhuǎn)向輪(steeringwheel)轉(zhuǎn)向。此時，由于第一軸101沒有相對于第二軸102旋轉(zhuǎn)，如圖23所示，所以每個外磁路部件107面對著磁鐵104的N極和S極的面積大小相同，并且每個內(nèi)磁路部件108面對著磁鐵104的的N極和S極的面積大小也相同。在這種情況下，磁通未被引導(dǎo)至外磁路部件107和內(nèi)磁路部件108上，并且由磁鐵104的N極輸出的磁通輸入至磁鐵104的S極。因此，磁通傳感器110無法探測到磁通。
接下來，假設(shè)驅(qū)動器已經(jīng)使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。在這種情況下，第一軸101相對于第二軸102旋轉(zhuǎn)，并如圖24所示，例如外磁路部件107向S極一側(cè)移動，同時內(nèi)磁路部件108向N極一側(cè)移動。在這種情況下，因?yàn)橛纱盆F104的N極輸出的磁通經(jīng)過內(nèi)磁路部件108、內(nèi)環(huán)106、磁傳感器110、外環(huán)105和外磁路部件107到達(dá)磁鐵104的S極，所以基于被磁性傳感器110探測到的磁通量，可探測第一軸101相對于第二軸102的旋轉(zhuǎn)量，即，轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向扭矩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題然而，在以上描述的專利文件1中，并未描述將外環(huán)105和內(nèi)環(huán)106安裝到第二軸102上的方法。如果通過壓配的方法(press fitting)將外環(huán)105和內(nèi)環(huán)106安裝到第二軸102上，會出現(xiàn)以下問題。
因?yàn)橥猸h(huán)105和內(nèi)環(huán)106由磁體制成，當(dāng)外環(huán)105和內(nèi)環(huán)106設(shè)置在第二軸102上時所產(chǎn)生的應(yīng)力(stress)保持在外環(huán)105和內(nèi)環(huán)106上，在這種情況下，由于磁導(dǎo)率的降低或保持力(retentiveness)的增加，有可能使得起到磁性傳感器作用的傳感器的輸出減少、或增強(qiáng)磁滯現(xiàn)象。
而且，在外環(huán)105和內(nèi)環(huán)106通過樹脂模制的情況下，當(dāng)外環(huán)105和內(nèi)環(huán)106壓配在第二軸102上時有可能導(dǎo)致樹脂裂縫。
另外，在以上描述的專利文件1中，并沒有描述外環(huán)105和內(nèi)環(huán)106的定位方法。
本發(fā)明針對于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，目的在于提供一種可將磁體容易地定位并固定在其中的扭矩傳感器，而且在將磁體壓配到軸上時，可防止在樹脂或磁體上施加過大的力，由此使得樹脂不會被損壞，而且也最大限度地減小了作用在磁體上的應(yīng)力。
解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明的扭矩傳感器包括箱體，在此箱體內(nèi)，磁軛部分由第一磁軛和第二磁軛構(gòu)成，第一磁軛和第二磁軛用于引導(dǎo)由圍繞第一軸設(shè)置的磁發(fā)生部分在軸心方向上產(chǎn)生的磁通，所述磁軛部分設(shè)置在第二軸的圓周方向上，所述第一軸和第二軸處于所述箱體中并通過扭力桿同軸連接，以及設(shè)置在所述第一軸上的磁發(fā)生部分圍繞所述第一軸的外圓周、并在第一軸的軸心方向上輸出磁通，其中，多個包括第一磁軛和第二磁軛的磁軛部分設(shè)置在所述第二軸上，所述第一磁軛和第二磁軛用于引導(dǎo)由所述磁發(fā)生部分輸出的磁通；并且磁性傳感器通過探測所述第一磁軛和第二磁軛之間的磁性間隙中的磁通，而磁性地探測所述第一軸和第二軸之間的扭矩，其中要壓配于所述第二軸上的環(huán)狀壓配部件和磁軛部分通過樹脂模制，以形成在中央部分具有插口的環(huán)狀磁軛組件；而且所述壓配部件通過所述樹脂模制為其一部分暴露于所述樹脂的外面，由此使得其暴露出的部分成為壓力接受部分；并且當(dāng)將所述磁軛組件并入所述第二軸時，用裝配夾具擠壓所述壓力接受部分本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，壓配部件的一部分作為壓力接受部分暴露在樹脂的外面。因此，通過擠壓壓力接受部分將壓配部件壓配在第二軸上，扭矩傳感器被安裝在第二軸上。此時，不僅壓配所產(chǎn)生的力不會直接作用到第一磁軛和第二磁軛上，因此減小了第一磁軛和第二磁軛受損的幾率，而且因?yàn)閼?yīng)力很小，所以可抑制傳感器輸出的減少或磁滯現(xiàn)象的增強(qiáng)。另外，因?yàn)闆]有過大的力作用在樹脂上，所以樹脂被損壞的幾率很小。


圖1是示出了扭矩傳感器原理的圖；圖2是扭矩傳感器的分解透視圖；圖3是第一磁軛、第一磁性環(huán)、第二磁軛、第二磁性環(huán)和套筒的分解透視圖；圖4是第一磁軛、第一磁性環(huán)、第二磁軛、第二磁性環(huán)和套筒處于裝配狀態(tài)的透視圖；圖5是磁軛組件的平面圖；圖6是圖5沿VI-VI方向的剖視圖；圖7是圖5沿VII-VII方向的剖視圖；圖8是圖5沿VIII-VIII方向的剖視圖；圖9是輸出軸的俯視圖；圖10是輸入軸的仰視圖；圖11是裝配夾具的透視圖；圖12是裝配夾具的仰視圖；圖13是利用裝配夾具將磁軛組件并入到輸出軸的過程狀態(tài)的透視圖；圖14是非磁化磁體并入到輸入軸的過程狀態(tài)的透視圖；圖15是當(dāng)磁發(fā)生部分設(shè)置在輸入軸上時的透視圖；圖16是當(dāng)磁發(fā)生部分設(shè)置在輸入軸上時輸入軸的仰視圖；圖17是將磁軛組件并入到輸出軸時的俯視圖；圖18是用于說明動作的示意圖；圖19是用于說明動作的示意圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案將扭矩傳感器應(yīng)用于電動轉(zhuǎn)向裝置時的縱向剖視圖；圖21是扭矩傳感器的透視圖；圖22是扭矩傳感器的部分放大透視圖；圖23是用于說明動作的示意圖；圖24是用于說明動作的示意圖。
在附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下扭矩傳感器1輸入軸2輸出軸3磁發(fā)生部分4后軛 5磁鐵部分 6第一磁軛 7第二磁軛 8磁軛部分 9豎直部分 10
橫跨部分11豎直部分12橫跨部分13第一磁性環(huán) 14第二磁性環(huán) 15第一磁收集環(huán)17第二磁收集環(huán)18第一磁收集軛19第二磁收集軛20凸塊21凸塊22凸塊23凸塊24磁性傳感器 25磁性傳感器 26磁軛組件31插口31a 壓配口 31b凸肩32凹口33凹面34裝配夾具41小直徑孔42中等直徑孔 43制動接受部分44制動部分45夾具體 46直徑較小部分47直徑較大部分48輸出軸定位部分 49擠壓部分50裝配推入部分51退槽凹面52定位面 53制動表面55制動接受表面56電動轉(zhuǎn)向裝置60軸承61軸承62銷 63鋸齒64桿狀插口65磁探測裝置安裝口66磁探測裝置 67扭矩傳感器 100 第一軸 101第二軸 102 磁發(fā)生部分 103磁鐵104 外環(huán)105內(nèi)環(huán)106 外磁路部件 107內(nèi)磁路部件 108 間隙109磁性傳感器 110 套筒(壓配部件) R壓力接受部分R1防止樹脂裂縫部分R2樹脂S 箱體H
扭力桿T具體實(shí)施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的扭矩傳感器的原理。圖2示出了根據(jù)此實(shí)施方案的扭矩傳感器的分解透視圖。圖1和圖2表明了當(dāng)本發(fā)明的扭矩傳感器1應(yīng)用于電動轉(zhuǎn)向裝置，以探測輸入軸2和輸出軸3之間的扭矩時的應(yīng)用實(shí)例。輸入軸2和輸出軸3存放在箱體H內(nèi)。在這種情況下，如權(quán)利要求1中所描述的第一軸與輸入軸相對應(yīng)以及第二軸與輸出軸相對應(yīng)。
對于輸入軸2，轉(zhuǎn)向扭矩由轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生。輸出軸3向被轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)一側(cè)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向幫助力。輸入軸2和輸出軸3通過扭力桿T(如圖2所示)相互連接。
在輸入桿2上設(shè)置有磁發(fā)生部分4。磁發(fā)生部分4具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，在環(huán)狀磁體構(gòu)成的后軛5上設(shè)置有環(huán)狀磁鐵部分6。磁鐵部分6在輸入軸2的圓周方向上、向輸入軸2的軸心方向被磁化，磁化使N極和S極交替排列。
在輸出軸3上設(shè)置有由第一磁軛7和第二磁軛8構(gòu)成的磁軛部分9。多個磁軛部分9以朝向圓周的方向設(shè)置在輸出軸3的外圓周上。第一磁軛7由豎直部分10和與豎直部分10垂直的橫跨部分11構(gòu)成，并彎曲為L形。第一磁軛7的豎直部分10沿軸向設(shè)置，并且第一磁軛7的一端與磁鐵部分6相對。而且，第一磁軛7的橫跨部分11設(shè)置在徑向上，并且第一磁軛7的另一端在輸出軸3的徑向上面朝向外。
同樣，第二磁軛8由豎直部分12和與豎直部分12垂直的橫跨部分13構(gòu)成，并彎曲為L形。第二磁軛8的豎直部分12沿軸向設(shè)置，并且第二磁軛8的一端與磁鐵部分6相對。而且，第二磁軛8的橫跨部分13設(shè)置在徑向上，并且第二磁軛8的另一端在輸出軸的徑向上面朝向外。第一磁軛7的另一端和第二磁軛8的另一端在輸出軸3的軸心方向上相互分開。
每一個磁軛部分9的第一磁軛7的另一端通過第一磁性環(huán)14相互連接，同時每一個磁軛部分9的第二磁軛8的另一端通過第二磁性環(huán)15相互連接。
在圖2中，第一磁軛7、第二磁軛8、第一磁性環(huán)14和第二磁性環(huán)15被構(gòu)成為由樹脂S模制的單個磁軛組裝元件31。
此外，第一磁收集環(huán)17與第一磁性環(huán)14相對，設(shè)置在箱體H上。第一磁收集環(huán)17由板材彎曲為環(huán)狀而成形。第一磁收集環(huán)17通過例如裝配的方法設(shè)置在箱體H的內(nèi)表面上。第一磁收集環(huán)17在軸心方向的寬度比第一磁性環(huán)14在軸心方向的寬度大。
同樣，第二磁收集環(huán)18與第二磁性環(huán)15相對，設(shè)置在箱體H上。第二磁收集環(huán)18由板材彎曲為環(huán)狀而成形。第二磁收集環(huán)18通過例如裝配的方法設(shè)置在箱體H的內(nèi)表面上。第二磁收集環(huán)18在軸心方向的寬度比第二磁性環(huán)15在軸心方向的寬度大。
在第一磁收集環(huán)17上設(shè)置有第一磁收集軛19，同時在第二磁收集環(huán)18上設(shè)置有第二磁收集軛20。在第一磁收集軛19和第二磁收集軛20上以相互對著的方式設(shè)置有兩對凸塊21、22、23、24。在每對凸塊21、22、23、24之間形成磁性間隙，并且在磁性間隙內(nèi)設(shè)置磁性傳感器25、26。
圖3為磁軛組件31的分解透視圖。圖4示出了在磁軛組件31的元件在用樹脂S模制之前的排列狀態(tài)的透視圖。圖5示出了俯視圖。圖6示出了圖5中沿VI-VI方向的剖視圖。圖7示出了圖5中沿VII-VII方向的剖視圖。圖8示出了圖5中沿VIII-VIII方向的剖視圖。
如圖3所示，在構(gòu)成磁軛組件31時，第一磁軛7和第一磁性環(huán)14放置在第二磁軛8和第二磁性環(huán)15之下，此外，套筒R放置在第一磁軛7和第一磁性環(huán)14之下。套筒R相當(dāng)于在權(quán)利要求1中描述的環(huán)狀壓配部件。
接下來，如圖4所示，第一磁軛7插入到第二磁性環(huán)15當(dāng)中。
隨后，如圖4所示的排列狀態(tài)，利用樹脂模，第一磁軛7和第一磁性環(huán)14、第二磁軛8和第二磁性環(huán)15以及套筒R被樹脂S模制，由此完成了如圖2所示的磁軛組件31。
如此，因?yàn)橹蛔裾諛渲５男螤?，所以第一磁?、第二磁軛8、第一磁性環(huán)14、第二磁性環(huán)15和套筒R可通過樹脂澆模制成一個部件，并放置在適當(dāng)?shù)奈恢?，而不需要其它例如用于定位的間隔裝置的額外部件。
如圖2和圖6-8所示，磁軛組件31為在中央部位具有插口31a的環(huán)形。磁軛組件31在底面具有壓配口31b。而且，同樣如圖6至圖8所示，套筒R的壓配口31b的外圓周部分暴露在樹脂S的外面，以此形成防止樹脂裂縫部分R2。此外，同樣如圖7和圖8所示，套筒R的上端與樹脂S的凸肩32相接觸。
如圖5所示，在從磁軛組件31的頂端觀看時，第二磁軛8放置在第一磁軛7的徑向之外，而且第一磁軛7和第二磁軛8在圓周方向上交替放置。
此外，如圖2和圖5所示，在圓周方向上，在第一磁軛7之間交替設(shè)置有凹口33和凹面34。如圖5所示，在圓周方向上，三個凹口33和三個凹面34分別交替形成。
凹口33是由磁軛組件31的插口31a的內(nèi)圓周通過部分開槽形成的部分。如圖7和圖8所示，通過設(shè)置凹口33，套筒R的上端的一部分暴露出來，并形成為壓力接受部分R1。另外，如圖2和圖5所示，由于具有凹面34和凹口33，各個第一磁軛7的上部暴露出來。
通過裝配夾具(稍后描述)插入磁軛組件31的插口31a，從上面施壓而將磁軛組件31壓配并入到輸出軸3。
下面描述用于將磁軛組件31和輸出軸3合并到一起的裝配夾具41的形狀。因?yàn)檠b配夾具41的形狀要被形成為，與磁軛組件31和輸出軸3的形狀相適應(yīng)，所以在描述裝配夾具41的形狀之前，先描述輸出軸3的形狀。
如圖2所示，輸出軸3成形為桿狀，并且如圖2和圖9所示，其在上部具有小直徑孔42、中等直徑孔43和制動接受部分44。如圖2所示，小直徑孔42為這樣的孔，即扭力桿T的下部可插入小直徑孔42中而與鋸齒相連接。扭力桿T插入并穿過輸入軸2，并且在輸入軸2的頂部通過銷與其相連接。制動接受部分44成形為凹形。
如圖9所示，當(dāng)從輸出軸3的軸向頂端向制動接受部分44看去時，制動接受部分44成形為基本為三角形的米球(rice-ball)形狀，其頂點(diǎn)成形為弧形。由此，輸入軸2的制動部分45(圖2和圖10所示)被裝配到制動接受部分44上。
如圖2所示，輸入軸2的制動部分45比制動接受部分44小從而裝配在制動接受部分44內(nèi)，以將輸入軸2和輸出軸3之間的相對角度調(diào)節(jié)至預(yù)先確定的角度。
如圖11所示，裝配夾具41包括用于插入到磁軛組件31中的管狀夾具體46。夾具體46在下部具有直徑較小部分47，并且在上部具有直徑較大部分48。直徑較小部分47插入磁軛組件31的插口31a中。在直徑較小部分47下側(cè)，輸出軸定位部分49被形成為向下突出。如圖12所示，當(dāng)從裝配夾具41從軸心方向向上仰視時，輸出軸定位部分49成形為頂點(diǎn)為弧形的、基本為米球的形狀。由此，如圖13所示，裝配夾具41被成形為，當(dāng)磁軛組件31壓配在輸出軸3上時，夾具體46的直徑較小部分47從上面插入磁軛組件31的插口31a中，因此輸出軸定位部分49可裝配在輸出軸3的制動接受部分44上。通過將輸出軸定位部分49裝配在輸出軸3的制動接受部分44上，完成了在裝配夾具41的圓周方向相對于輸出軸3的定位。
通過直徑較小部分47在直徑方向上擴(kuò)展，形成裝配夾具41的擠壓部分50和裝配推入部分51。當(dāng)裝配夾具41的直徑較小部分47插入磁軛組件31的插口31a中時，擠壓部分50成為與磁軛組件31的壓力接受部分R1相接觸的部分。此外，當(dāng)裝配夾具41的直徑較小部分47插入磁軛組件31的插口31a中時，裝配推入部分51裝配到磁軛組件31的凹面34。當(dāng)裝配夾具41的直徑較小部分47插入磁軛組件31的插口31a中時，擠壓部分50和裝配推入部分51之間的部分成為退槽凹面(escape concave)52，并且退槽凹面52被裝配到第一磁軛7的頂端；而且裝配推入部分51的側(cè)面為定位面53。由于定位面53與第一磁軛7的上部相接觸，所以完成了裝配夾具41和磁軛組件31之間的定位。
然后，在將磁軛組件31并入到輸出軸3中的情況下，首先從如圖13所示的狀態(tài)，將套筒R的壓配口31b放置在輸出軸3上。然后將裝配夾具41從上面插入磁軛組件31的插口31a中。此時，裝配夾具41的裝配推入部分51被裝配到磁軛組件31的凹面34，退槽凹面52被裝配到第一磁軛7的頂端，并且定位面53與第一磁軛7上部的側(cè)面相接觸，由此完成了裝配夾具41和磁軛組件31之間的定位。而且，裝配夾具41的擠壓部分50與磁軛組件31的壓力接受部分R1相接觸。
然后，由此狀態(tài)，在使裝配夾具41向周向旋轉(zhuǎn)的同時，對其進(jìn)行向下擠壓，從而將使裝配夾具41的輸出軸定位部分49裝配到輸出軸3的制動接受部分44。然后，向下用力按壓裝配夾具41，裝配夾具41的擠壓部分50向下壓磁軛組件31的壓力接受部分R1，這樣就將磁軛組件31的套筒R壓配在輸出軸3上。因此，磁軛組件31被并入到輸出軸3的圓周方向上的適當(dāng)位置。
此外，如圖2和圖10所示，由于置于輸入軸2下側(cè)的制動部分45成形為基本為三角形米球的特有形狀，因此制動部分45的制動表面55可在磁發(fā)生部分4被磁化時作為參照基準(zhǔn)。也就是說，如圖14所示，在輸入軸2上安裝有未被磁化的環(huán)狀磁體，然后，如圖15所示，磁體被磁化，從而形成磁發(fā)生部分4。在這種情況下，例如如圖16中長短交替的虛線所示，磁發(fā)生部分4被磁化成使得S極與N極間的分界線位于制動部分45的制動表面55的延長線上，或磁發(fā)生部分4被磁化成使得S極與N極間的分界線位于制動表面55的二等分線上。因此，可以將制動表面55作為參照基準(zhǔn)，從而確定磁發(fā)生部分4的圓周位置。
另一方面，如圖2和圖9所示，由于置于輸出軸3上的制動接受部分44成形為基本為三角形米球的特有形狀，制動接受部分44的制動接受表面56可作為磁軛組件31的定位參照。也就是說，例如如圖17中長短交替的虛線所示，磁軛組件31被設(shè)置成，使得第二磁軛8位于制動接受表面56的延長線上，或者磁軛組件31被設(shè)置成，使得第二磁軛8位于制動接受表面56的二等分線上。
順便提及，如上所述，套筒R端部的一部分在磁軛組件31的插口31a的徑向上，向內(nèi)延伸形成壓力接受部分R1。此外，通過裝配夾具41對壓力接受部分R1的擠壓，將磁軛組件31安裝于輸出軸3。因此，壓配所產(chǎn)生的力幾乎不作用在樹脂S、第一磁軛7、第二磁軛8、第一磁性環(huán)14和第二磁性環(huán)15上。因此，壓配力幾乎不會在第一磁軛7、第二磁軛8、第一磁性環(huán)14和第二磁性環(huán)15上形成應(yīng)力。由于磁導(dǎo)率的降低或保持力的增加，不但作為磁性傳感器使用的傳感器的輸出量減小的機(jī)率、或磁滯現(xiàn)象增強(qiáng)的機(jī)率降低，而且樹脂S被損壞的幾率也降低了。
此外，如圖6至圖8所示，套筒R的下底側(cè)上，即壓配側(cè)的作為防止樹脂裂縫部分R2的外圓周上，沒有樹脂S。因此，當(dāng)將套筒R壓配在輸出軸3上時，即使套筒R在直徑方向上擴(kuò)張，樹脂S被損壞的幾率也很小，并且在套筒R直徑方向上的擴(kuò)張力作為應(yīng)力保持在樹脂S上的幾率也很小。
下面，將描述利用扭矩傳感器1探測轉(zhuǎn)向扭矩的動作。如圖18所示，在轉(zhuǎn)向輪未被轉(zhuǎn)向的狀態(tài)下，第一磁軛7和第二磁軛8的每一端的中心都位于N極和S極的分界線上，并且這些端在磁鐵部分6的N極和S極的上方延伸，所以每一端所面對的N極和S極的面積相同。
如圖18所示，在此狀態(tài)下，由N極輸出的磁通未被第一磁軛7和第二磁軛8引導(dǎo)，而輸入至磁鐵部分6的S極。因此，如圖1和圖2所示的磁性傳感器25、26無法探測到磁通。
接下來，假設(shè)驅(qū)動器使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。在這種情況下，如圖19所示，因?yàn)檩斎胼S2相對于輸出軸3旋轉(zhuǎn)，第一磁軛7的一端的中心移動至N極側(cè)，且第一磁軛7的一端面對磁鐵部分6的N極的面積變得大于面對磁鐵部分6的S極的面積。此外，第二磁軛8的一端的中心移動至S極側(cè)，且第二磁軛8的一端面對磁鐵部分6的S極的面積變得大于面對磁鐵部分6的N極的面積。因此，被磁性傳感器25、26探測到的磁通量將改變。所以，基于被磁性傳感器25、26探測到的磁通量，可探測旋轉(zhuǎn)輸入軸2的轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向扭矩。
這樣，由于第一磁軛7和第二磁軛8彎曲成L形，由磁發(fā)生部分4輸出的磁通可被引導(dǎo)至輸出軸3的外圓周側(cè)，并且在輸出軸3的外圓周面能夠設(shè)置具有磁性傳感器25、26的磁探測裝置，從而使得輸入軸2和輸出軸3在軸向上的長度較短。
在以上如圖1和圖2所示的實(shí)施方案中，可除去第一磁收集環(huán)17、第二磁收集環(huán)18、第一磁收集軛19和第二磁收集軛20，在第一磁性環(huán)14和第二磁性環(huán)15之間的間隔可作為磁性間隙，并且磁性傳感器25、26可設(shè)置在此磁性間隙內(nèi)。
然而，當(dāng)以如圖1和圖2所示的上述實(shí)施方案構(gòu)建時，以下的工作效應(yīng)將顯露出來。當(dāng)不設(shè)置第一磁收集環(huán)17和第二磁收集環(huán)18，而在第一磁性環(huán)14和第二磁性環(huán)15之間具有磁性間隙、以利用磁性傳感器25、26探測磁性間隙中的磁通時，如果第一磁性環(huán)14和第二磁性環(huán)15相互裝配的精度不高，當(dāng)輸入軸2和輸出軸3的旋轉(zhuǎn)時，由于在第一磁性環(huán)14和第二磁性環(huán)15之間的間隙寬度的改變，從而使磁性間隙的間隔改變，因此磁通的探測將受到影響。也就是說，由于第一磁性環(huán)14和第二磁性環(huán)15裝配誤差的影響，輸出軸3相對于輸入軸2的旋轉(zhuǎn)的磁性探測將很難保證精度。
另一方面，在如圖1和圖2所示的以上實(shí)施方案中，在第一磁性環(huán)14和第二磁性環(huán)15之外，第一磁收集環(huán)17和第二磁收集環(huán)18分別設(shè)置在箱體H內(nèi)，第一磁收集軛19和第二磁收集軛20設(shè)置在第一磁收集環(huán)17和第二磁收集環(huán)18上，并且在第一磁收集軛19和第二磁收集軛20上設(shè)置了兩對凸塊21-24，從而在此兩對凸塊21-24之間的間隔作為磁性間隙，并且第一磁收集環(huán)17和第二磁收集環(huán)18被安裝并固定在箱體H上。因此，磁性間隙的間隔不受輸入軸2和輸出軸3的旋轉(zhuǎn)的影響，而是不變的。也就是說，在如圖1所示的以上實(shí)施方案中，在轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向力誤差減小的情況下可進(jìn)行探測，而不受輸入軸2和輸出軸3的旋轉(zhuǎn)的影響。
圖20示出了并入了扭矩傳感器1的電動轉(zhuǎn)向裝置60的縱向剖視圖。相同元件的標(biāo)號與圖1至圖19中所給出的相同，并省略了它們的描述。
輸入軸2和輸出軸3通過軸承61、62可旋轉(zhuǎn)地支撐在箱體H內(nèi)。輸入軸2成形為圓柱形，并且扭力桿T裝在其內(nèi)部。扭力桿T通過銷63在上端與輸入軸2相連接。
扭力桿T的底側(cè)通過鋸齒64與輸出軸3相連接。
磁發(fā)生部分4在中央部分形成有桿狀插口65，并安裝在輸入軸2上。在箱體H內(nèi)，形成有磁探測裝置安裝口66，并且在磁探測裝置安裝口66中安裝有磁探測裝置67。磁探測裝置67設(shè)置有磁性傳感器25、26，并且為了計算基于由磁性傳感器25、26輸出的磁通量，并入了計算部分或類似部分。
在磁探測裝置安裝口66中，第一磁收集軛19安裝在第一磁收集環(huán)17上。并且，第二磁收集軛20安裝在第二磁收集環(huán)18上。在第一磁收集軛19和第二磁收集軛20上，凸塊21、22、23、24(如圖1所示)被設(shè)置成互相面對。在互相面對的凸塊21、22、23、24之間設(shè)置有磁性傳感器25、26。
在以上敘述中，已經(jīng)描述了為了探測轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向扭矩，而將扭矩傳感器1應(yīng)用于電動轉(zhuǎn)向裝置60的實(shí)例，但此扭矩傳感器并不僅限于應(yīng)用在電動轉(zhuǎn)向裝置60上，而是可廣泛地應(yīng)用于探測對兩軸之間的扭矩。
此外，在以上敘述中，雖然壓力接受部分R1成形在磁軛組件31的插口31a的內(nèi)部，但此壓力接受部分還可設(shè)置在磁軛組件31的外圓周面上。
權(quán)利要求
1.一種扭矩傳感器，包括箱體、容納于所述箱體中并通過扭力桿同軸連接的第一軸和第二軸、以及設(shè)置于所述第一軸的磁發(fā)生部分，所述磁發(fā)生部分圍繞所述第一軸的外圓周、并在所述第一軸的軸心方向上輸出磁通，其中，多個包括第一磁軛和第二磁軛的磁軛部分設(shè)置在所述第二軸上，所述第一磁軛和第二磁軛用于引導(dǎo)由所述磁發(fā)生部分輸出的磁通；并且磁性傳感器通過探測所述第一磁軛和第二磁軛之間的磁性間隙中的磁通，而磁性地探測所述第一軸和第二軸之間的扭矩，其中要壓配于所述第二軸上的環(huán)狀壓配部件和磁軛部分通過樹脂模制，以形成在中央部分具有插口的環(huán)狀磁軛組件；而且所述壓配部件通過所述樹脂模制為其一部分暴露于所述樹脂的外面，由此使得其暴露出的部分成為壓力接受部分；并且當(dāng)將所述磁軛組件并入所述第二軸時，用裝配夾具擠壓所述壓力接受部分。
2.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其中所述壓配部件的末端部分在具有凹口的所述組件的插口的內(nèi)圓周上暴露出所述樹脂的一部分；所述壓配部件的所述末端部分成為所述壓力接受部分；以及所述裝配夾具插入所述插口中從而擠壓所述壓力接受部分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的扭矩傳感器，其中所述第一磁軛和第二磁軛中的每一個都具有與所述磁發(fā)生部分相對的一端，而且所述第一磁軛和第二磁軛分別在中間被彎曲為L形，并在垂直于所述第二軸的軸心方向上延伸，而且所述第一磁軛和第二磁軛的另一端在軸心方向相互分離地設(shè)置于所述第二軸的外圓周側(cè)；每個所述磁軛部分的所述第一磁軛的所述另一端通過第一磁性環(huán)相互連接；并且每個所述磁軛部分的所述第二磁軛的所述另一端通過第二磁性環(huán)相互連接。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的扭矩傳感器，其中在所述壓配部件的壓配口附近的外圓周暴露在所述樹脂的外面，從而形成防止樹脂裂縫部分；并且當(dāng)所述壓配部件壓配于所述第二軸時，所述防止樹脂裂縫部分防止樹脂產(chǎn)生裂縫。
全文摘要
提供了一種扭矩傳感器，在其中可容易地定位并固定磁體，而且當(dāng)將磁體壓配于軸上時，可防止在樹脂或磁體上施加過大的力，由此，樹脂不會被損壞，而且也最大限度地減小了作用在磁體上的應(yīng)力。扭矩傳感器的特征在于被壓配在軸上的壓配部件R由樹脂S模制成，其一部分暴露在樹脂S的外面，由此使得該暴露的部分成為壓力接受部分R1；并且當(dāng)將磁軛組件31并入軸3時，裝配夾具對壓力接受部分R1進(jìn)行擠壓。
文檔編號G01L3/10GK101063635SQ20071010170
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者前原秀雄 申請人:萱場工業(yè)株式會社