專利名稱：動力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛動力轉(zhuǎn)向裝置中的位置傳感器和扭矩傳感器的配置。
背景技術(shù)：
日本專利局在2007年公布的JP2007-240496A中提出了一種非接觸型扭矩傳感 器，該非接觸型扭矩傳感器檢測由車輛的駕駛員輸入到車輛動力轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向輪操作扭 矩。一旦感測到轉(zhuǎn)向輪操作扭矩，動力轉(zhuǎn)向裝置就將電動機的助力補充到轉(zhuǎn)向輪操作扭矩， 由此以小的轉(zhuǎn)向輪操作扭矩的輸入來實現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。扭矩傳感器包括磁力產(chǎn)生部，其在殼體中與扭桿的一端一起旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)磁路，其 與扭桿的另一端一起旋轉(zhuǎn)；固定磁路，其被固定到殼體；以及磁力傳感元件，其檢測通入固 定磁路的磁通量的密度。當(dāng)扭桿響應(yīng)于輸入扭矩而扭轉(zhuǎn)變形時，磁力產(chǎn)生部和旋轉(zhuǎn)磁路的相對轉(zhuǎn)動位置發(fā) 生變化。結(jié)果，從磁力產(chǎn)生部經(jīng)由旋轉(zhuǎn)磁路到達固定磁路的磁通量的密度發(fā)生變化并且磁 力傳感元件輸出表現(xiàn)磁通量變化的信號。此外，某些電動助力轉(zhuǎn)向裝置包括旋轉(zhuǎn)位置傳感器，其從電動機的旋轉(zhuǎn)位置檢測 車輛的轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角；以及位置傳感器，其檢測車輛的轉(zhuǎn)向輪的中立位置以使轉(zhuǎn)向角的 測量零點與該轉(zhuǎn)向輪的中立位置一致。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到動力轉(zhuǎn)向裝置的小型化和簡單化，優(yōu)選地將扭矩傳感器和位置傳感器容納 在公共殼體中，并且使用于從這些傳感器輸出信號的電路板一體化。然而，當(dāng)位置傳感器由磁非接觸型(magnetic non-contacttype)傳感器構(gòu)成時， 位置傳感器和扭矩傳感器必須配置在分開的位置以防止扭矩傳感器的磁路與位置傳感器 的磁路之間的磁干涉。因此難以共用公共電路板或者使殼體小型化。因此，本發(fā)明的目的是能夠使扭矩傳感器與位置傳感器臨近配置而不會產(chǎn)生磁干涉。為了實現(xiàn)上述目的，該發(fā)明提供一種車輛用動力轉(zhuǎn)向裝置，該車輛用動力轉(zhuǎn)向裝 置包括輸入軸；扭矩傳感器，其磁檢測輸入到輸入軸中的旋轉(zhuǎn)扭矩；以及位置傳感器，其 檢測輸入軸的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置。位置傳感器包括磁體；第一磁路形成構(gòu)件，其在輸入軸的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置形成磁 體的第一磁回路(magnetic loop)；磁力傳感元件，其被配置在第一磁回路中；以及第二磁 路形成構(gòu)件，其在輸入軸的非基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置形成磁體的第二磁回路。本發(fā)明的細(xì)節(jié)以及其它的特征和優(yōu)點在說明書的剩余部分中闡述并且示出在附 圖中。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向裝置的縱截面圖。3
圖2是動力轉(zhuǎn)向裝置的主要部分的放大縱截面圖。圖3是動力轉(zhuǎn)向裝置的控制系統(tǒng)的示意圖。圖4是包括扭矩傳感器的動力轉(zhuǎn)向裝置的分解立體圖。圖5A和圖5B分別是處于分解狀態(tài)和裝配狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)磁路的立體圖。圖6是旋轉(zhuǎn)磁路和磁環(huán)的俯視圖。圖7與圖2類似，但示出了本發(fā)明的另一實施方式。
具體實施例方式參照附圖中的圖1，車輛用動力轉(zhuǎn)向裝置1包括輸入軸11，其根據(jù)由車輛的駕駛 員進行的轉(zhuǎn)向輪的操作而旋轉(zhuǎn)；輸出軸12，其將轉(zhuǎn)向力傳遞到車輛的轉(zhuǎn)向輪；以及扭桿21， 其連接輸入軸11和輸出軸12。輸出軸12經(jīng)由固定到輸出軸12的下端的小齒輪軸向地驅(qū) 動齒條軸，由此將轉(zhuǎn)向力傳遞到轉(zhuǎn)向輪。蝸輪9被固定到輸出軸12。與蝸輪9嚙合的蝸桿由圖3中示出的電動機6驅(qū)動而 旋轉(zhuǎn)，由此，將電動機6的扭矩補充到輸入到輸入軸11的轉(zhuǎn)向輪操作扭矩，并且總的扭矩作 為轉(zhuǎn)向力從輸出軸12輸出。參照圖3，電動機6的操作由控制器3控制?？刂破?由微型計算機構(gòu)成，該微型計算機包括中央處理器(CPU)、只讀存儲器 (ROM)、隨機存取存儲器(RAM)以及輸入/輸出接口(I/O接口)。該控制器3可以由多個微 型計算機構(gòu)成。數(shù)據(jù)作為信號從扭矩傳感器2、位置傳感器5和作為旋轉(zhuǎn)角傳感器的旋轉(zhuǎn)角檢測 電動機4被輸入到控制器3中，其中，扭矩傳感器2檢測輸入到輸入軸11的轉(zhuǎn)向輪操作扭 矩，旋轉(zhuǎn)角傳感器檢測電動機6的旋轉(zhuǎn)角度，位置傳感器5檢測輸入軸11的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置。 控制器3基于由上述輸入信號所表示的車輛行駛條件和表示如車輛速度等車輛行駛條件 的信號控制電動機6的操作。位置傳感器5檢測輸入軸11的作為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置的中立位置，該基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置用 作由旋轉(zhuǎn)角檢測電動機4檢測的輸出軸12的旋轉(zhuǎn)角的測量用零點，或者換句話說，用作轉(zhuǎn) 向角的零點?？刂破?基于從旋轉(zhuǎn)角檢測電動機4和位置傳感器5輸入的信號計算轉(zhuǎn)向輪 從輸入軸11的中立位置起的旋轉(zhuǎn)角。再次參照圖1，輸入軸11經(jīng)由滾柱軸承37由殼體30支撐。輸出軸12經(jīng)由滾柱軸 承38由固定到殼體30的另一殼體支撐。輸入軸11的下端經(jīng)由滾柱軸承39連接到輸出軸 12的上端，使得輸入軸11和輸出軸12被支撐以在相同的轉(zhuǎn)動軸線上相對地轉(zhuǎn)動。在輸入軸11上滑動的防塵圈(dust seal) 36被設(shè)置于殼體30中從而將殼體30 保持在密封狀態(tài)。輸入軸11形成為圓筒狀。扭桿21被容納于輸入軸11的內(nèi)部。扭桿21 的上端經(jīng)由銷觀被連接到輸入軸11，并且扭桿21的下端經(jīng)由細(xì)齒(serration)四被連接 到輸出軸12。這樣，通過由扭桿21連接輸入軸11和輸出軸12，輸入到輸入軸11的轉(zhuǎn)向輪操作 扭矩經(jīng)由扭桿21被傳遞到輸出軸12，而扭桿21承受對應(yīng)于轉(zhuǎn)向輪操作扭矩的扭轉(zhuǎn)變形。扭矩傳感器2包括磁力產(chǎn)生部22，其與輸入軸11 一起旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)磁路25，其與輸 出軸12—起旋轉(zhuǎn)；固定磁路31，其被固定于殼體30;磁力傳感元件48，其檢測通入到固定磁路31的磁通量的密度；電路板47和端子41至43。參照圖4，磁力產(chǎn)生部22包括經(jīng)由背面磁軛(back yoke) M被固定到輸入軸11的 磁環(huán)23。參照圖6，磁環(huán)23由6個由硬磁材料制成的弧狀磁體形成。每個弧狀磁體具有被 磁化為N極的端部和被磁化為S極的另一個端部?；畲朋w被配置成使得磁體的N極和相 鄰磁體的S極彼此抵接。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，磁環(huán)23具有6個N極和6個S極，這些N極和S極以等角度間隔被 交替地繞圓周布置。背面磁軛M是由軟磁材料形成的圓筒形構(gòu)件，并且被壓配合到輸入軸11的外周 面。磁環(huán)23被事先固定到背面磁軛M的下端的外周。背面磁軛M起到將磁環(huán)23固定到輸入軸11的固定構(gòu)件的作用和在相鄰的N極 和S極之間傳送磁通量的磁軛的作用。通過使背面磁軛M接觸磁環(huán)23的上表面，磁環(huán)23 的磁通量被集中在磁環(huán)23的下表面。也能夠提供與背面磁軛M分離的固定構(gòu)件以將磁環(huán)23固定到輸入軸11使得背 面磁軛M僅起到傳送磁體之間的磁通量的作用。參照圖5A和圖5B，旋轉(zhuǎn)磁路25包括用于接收由磁環(huán)23產(chǎn)生的磁通量的第一軟磁 構(gòu)件沈和第二軟磁構(gòu)件27、以及裝配構(gòu)件77，該裝配構(gòu)件77將第一軟磁構(gòu)件沈和第二軟 磁構(gòu)件27 —體化為一件。第一軟磁構(gòu)件沈包括第一磁環(huán)73、6個分別從第一磁環(huán)73向下突出的第一磁柱 72、以及第一磁端部71，該第一磁端部71通過向內(nèi)彎曲各第一磁拄72的下端部以面對磁環(huán) 23的下端面而形成。第二軟磁構(gòu)件27包括第二磁環(huán)83、6個分別從第二磁環(huán)83向上突出的第二磁柱 82、以及第二磁端部81，該第二磁端部81通過向內(nèi)彎曲各第二磁拄82的上端部以面對磁環(huán) 23的下端面而形成。第一軟磁構(gòu)件沈和第二軟磁構(gòu)件27事先通過壓制成型分別地被形成。第一磁環(huán)73和第二磁環(huán)83沿著輸入軸11的轉(zhuǎn)動軸線0的方向被彼此移開使得 第一磁端部71和第二磁端部81以等角度間隔交替地配置在與扭桿21的轉(zhuǎn)動軸線垂直的 同一個平面中。再次參照圖4，固定磁路31包括第一磁收集環(huán)32、第二磁收集環(huán)33、第一磁收集磁 軛；34以及第二磁收集磁軛35。參照圖2，第一磁收集環(huán)32和第二磁收集環(huán)33通過立樁(staking)被固定到殼體 30的內(nèi)周面。第一磁收集環(huán)32具有面對第一軟磁構(gòu)件沈的第一磁柱72的內(nèi)周面。第二 磁收集環(huán)33具有面對第二軟磁構(gòu)件27的第二磁柱82的內(nèi)周面。第一磁收集磁軛34、第二磁收集磁軛35、磁力傳感元件48以及電路板47經(jīng)由樹 脂成型體45被固定到傳感器保持件40。傳感器保持件40由樹脂材料形成并且經(jīng)由螺栓被 固定到金屬殼體30。磁隙96形成在第一磁收集磁軛34和第二磁收集磁軛35之間，并且磁力傳感元件 48被設(shè)置于磁隙96中?；魻栐挥米鞔帕鞲性?8。本來，霍爾元件響應(yīng)于通過元件的磁通量的密度而輸出電壓信號。磁力傳感元件48經(jīng)由電路板47和端子41至43將與形成在第一磁收 集磁軛34和第二磁收集磁軛35之間的間隙96中的磁場的大小和方向?qū)?yīng)的信號輸出到 控制器3。優(yōu)選地設(shè)置具有將霍爾元件產(chǎn)生的信號放大的電路、補償溫度變化的電路或者噪 聲過濾的電路的磁力傳感元件48。當(dāng)動力轉(zhuǎn)向裝置1處于沒有扭矩施加到扭桿21的中立位置時，第一軟磁構(gòu)件沈 的第一磁端部71和第二軟磁構(gòu)件27的第二磁端部81均勻地(evenly)面對磁環(huán)23的N 極和S極，由此在N極和S極之間產(chǎn)生磁短路(magnetic short circuit)。在這種狀態(tài)下， 磁環(huán)23的磁通量不被傳送到旋轉(zhuǎn)磁路25和固定磁路31。當(dāng)車輛的駕駛員操作轉(zhuǎn)向輪時，沿一個方向的扭矩被輸入到扭桿21并且扭桿21 承受根據(jù)輸入扭矩的方向的扭轉(zhuǎn)變形。假如旋轉(zhuǎn)磁路25由于扭桿21的扭轉(zhuǎn)變形而已經(jīng)相對于磁環(huán)23沿圖6中的順時 針方向轉(zhuǎn)動，第一磁端部71的面對N極的總面積增加并且第二磁端部81的面對S極的總 面積增加。結(jié)果，由磁環(huán)23產(chǎn)生的磁通量經(jīng)由旋轉(zhuǎn)磁路25被傳送到固定磁路31，并且磁力傳 感元件48響應(yīng)于形成于磁隙96中的磁場的大小和方向而輸出信號。在該狀態(tài)下通過旋轉(zhuǎn)磁路25和固定磁路31形成的磁路從磁環(huán)23的N極開始，接 著通過第一磁端部71、第一磁柱72、第一磁環(huán)73、第一磁收集環(huán)32、第一磁收集磁軛34、第 二磁收集磁軛35、第二磁收集環(huán)33、第二磁環(huán)83、第二磁柱82、第二磁端部81再到達磁環(huán) 23的S極。當(dāng)車輛的駕駛員操作轉(zhuǎn)向輪以沿相反的方向?qū)⑴ぞ剌斎氲脚U21時，旋轉(zhuǎn)磁路 25相對于磁環(huán)23沿圖6中的逆時針方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該操作，第二磁端部81的面對N極的 總面積增加并且第一磁端部71的面對S極的總面積增加。結(jié)果，由磁環(huán)23產(chǎn)生的磁通量經(jīng)由旋轉(zhuǎn)磁路25被傳送到固定磁路31，并且磁力傳 感元件48響應(yīng)于形成于磁隙96中的磁場的大小和方向而輸出信號。在該狀態(tài)下通過旋轉(zhuǎn)磁路25和固定磁路31形成的磁路從磁環(huán)23的N極開始，接 著通過第二磁端部81、第二磁柱82、第二磁環(huán)83、第二磁收集環(huán)33、第二磁收集磁軛35、第 一磁收集磁軛34、第一磁收集環(huán)32、第一磁環(huán)73、第一磁柱72、第一磁端部71再到達磁環(huán) 23的S極。扭桿21響應(yīng)于輸入扭矩而扭轉(zhuǎn)變形。由于第一磁端部71的N極面對面積和S極 面對面積之間的差以及第二磁端部81的S極面對面積和N極面對面積之間的差增大，形成 于磁隙96中的磁場的大小增大并且來自磁力傳感元件48的輸出信號變得更顯著。應(yīng)當(dāng)注意，磁環(huán)23的磁極數(shù)量能夠在2個以上的范圍內(nèi)被任意設(shè)定。假設(shè)第一軟 磁構(gòu)件沈面對磁環(huán)23的面積與第二軟磁環(huán)27面對磁環(huán)23的面積相同，通過增加磁環(huán)23 的磁極數(shù)量而使傳送到磁力傳感元件48的磁通量的密度增大。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，扭矩傳感器2無需接觸輸入軸11即可從伴隨扭桿21的扭轉(zhuǎn)變形 的磁通量的密度變化來檢測扭桿21的扭轉(zhuǎn)角。上述扭矩傳感器2與美國專利商標(biāo)局于2009年10月1日公布的US 2009/0241692 中公開的扭矩傳感器相同。接著，將說明位置傳感器5的結(jié)構(gòu)。6
再次參照圖2，位置傳感器5沿著殼體30中的轉(zhuǎn)動軸線0與扭矩傳感器2排列布置。位置傳感器5包括磁體52以及磁力傳感元件56，該磁力傳感元件56對響應(yīng)于輸 入軸11的旋轉(zhuǎn)位置而從磁體52通入的磁通量作出響應(yīng)。位置傳感器5無需接觸輸入軸11 即可檢測輸入軸11的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置，該基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置與中立位置對應(yīng)。磁體52經(jīng)由由樹脂制成的磁體保持構(gòu)件66被固定到輸入軸11。由鐵磁材料制成的棒狀磁體構(gòu)成磁體52。磁體52以形成N極的端部指向徑向并 且形成S極的另一端部指向轉(zhuǎn)動軸線0的狀態(tài)被裝配到磁體保持構(gòu)件66。磁力傳感元件56被固定到電路板47并且經(jīng)由電路板47和傳感器保持件40被殼 體30支撐?；魻栭_關(guān)被用作磁力傳感元件56?；魻栭_關(guān)根據(jù)通過霍爾開關(guān)的磁通量的密度相 對于基準(zhǔn)密度的大小而經(jīng)由電路板47和端子44選擇性地將ON信號和OFF信號輸出到控 制器3。磁阻元件或根據(jù)磁通量的密度輸出電壓信號的霍爾元件也可以被用作磁力傳感 元件56。位置傳感器5對在輸入軸11位于基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置的狀態(tài)下由磁體52產(chǎn)生的并且經(jīng) 由磁回路M被通入到磁力傳感元件56的磁通量作出響應(yīng)。磁回路M由磁體52、磁體側(cè)磁軛67、傳感器側(cè)第一磁軛68和傳感器側(cè)第二磁軛69 形成，該傳感器側(cè)第一磁軛68和傳感器側(cè)第二磁軛69經(jīng)由樹脂成型體45被傳感器保持體 40支撐。當(dāng)輸入軸11位于與轉(zhuǎn)向角的零點對應(yīng)的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置時，磁體52和磁體側(cè)磁軛 67在作為傳感器側(cè)第一磁軛68和傳感器側(cè)第二磁軛69的延長線的直線上布置。磁體側(cè)磁軛67在轉(zhuǎn)動軸線0的方向上介于磁體52和扭矩傳感器2之間。磁體側(cè)磁軛67被形成為由軟磁材料制成并且被彎曲成L-形狀的帶狀板。磁體側(cè) 磁軛67具有接觸磁體52的S極的基部67a和在徑向上被暴露于磁體保持構(gòu)件66的外側(cè) 的端部67b。在輸入軸11的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置形成磁回路M，該磁回路M經(jīng)過形成于磁體側(cè)磁軛67 的端部67b和傳感器側(cè)第一磁軛68的端部之間的窄的間隙和形成于磁體52的N極和傳感 器側(cè)第二磁軛69的端部之間的窄的間隙。
磁體側(cè)磁軛67的端部67b被布置在轉(zhuǎn)動軸線0的方向上與磁體52的N極相距預(yù) 定距離的位置處。以如下的方式確定該預(yù)定距離使得從磁體52的N極放射的磁通量在磁 體52和磁體側(cè)磁軛67的端部67b之間產(chǎn)生短路以在輸入軸11位于非基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置的狀 態(tài)下形成磁回路N。這里的非基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置表示輸入軸11的除了基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置以外的任何 旋轉(zhuǎn)位置。形成在磁體側(cè)磁軛67的端部67b和傳感器側(cè)第一磁軛68的端部之間的間隙以及 形成在磁體52的N極和傳感器側(cè)第二磁軛69的端部之間的間隙被設(shè)定成比該預(yù)定距離短。磁體側(cè)磁軛67與磁體52 —起被固定到由樹脂制成的磁體保持構(gòu)件66。由樹脂形 成磁體保持構(gòu)件66和由軟磁材料形成帶狀板的磁體側(cè)磁軛67在減輕動力轉(zhuǎn)向裝置1的重量方面是優(yōu)選的。然而，由軟磁材料形成磁體保持構(gòu)件66仍是可以的。傳感器側(cè)第一磁軛68和傳感器側(cè)第二磁軛69分別由棒狀構(gòu)件構(gòu)成，該棒狀構(gòu)件 經(jīng)由樹脂成型體45沿徑向被固定到傳感器保持件40。傳感器側(cè)第一磁軛68和傳感器側(cè)第 二磁軛69構(gòu)成固定磁路。傳感器側(cè)第二磁軛69的內(nèi)端部從樹脂成型體45向磁體保持構(gòu)件66突出，而傳感 器側(cè)第二磁軛69的外端部面對傳感器保持件40中的磁力傳感元件56。傳感器側(cè)第一磁軛68被彎曲成J形狀，使得傳感器側(cè)第一磁軛68的內(nèi)端部從樹 脂成型體45向磁體保持構(gòu)件66突出，而傳感器側(cè)第一磁軛68的外端部在傳感器側(cè)第二磁 軛69的相對側(cè)面對傳感器保持件40中的磁力傳感元件56。當(dāng)輸入軸11位于基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置時，磁體52的N極面對傳感器側(cè)第二磁軛69的內(nèi) 端部，并且磁體側(cè)磁軛67的端部67b面對傳感器側(cè)第一磁軛68的內(nèi)端部，從而形成磁回路 M0通過磁回路M形成的磁通量使磁力傳感元件56將ON信號輸出到控制器3。由于由磁體 52產(chǎn)生的磁通量被集中在磁回路M中，從位置傳感器5向扭矩傳感器2泄漏的磁通量被抑 制為小。另一方面，當(dāng)輸入軸11不位于基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置或者在非基準(zhǔn)位置時，磁體52和磁體 側(cè)磁軛67形成磁回路N。從磁體52的N極放射的磁通量經(jīng)由磁回路N到達磁體52的S 極。在這種狀態(tài)中，傳感器側(cè)第一磁軛68和傳感器側(cè)第二磁軛69位于在圓周方向上從磁 體側(cè)磁軛67的端部67b和磁體52的N極移位的位置。因此，磁通量不能被傳送到傳感器側(cè)第一磁軛68和傳感器側(cè)第二磁軛69。結(jié)果， 磁通量不能通過磁力傳感元件56并且磁力傳感元件56將OFF信號輸出到控制器3。仍在這一狀態(tài)下，由于磁通量被集中在磁回路N中，從位置傳感器5向扭矩傳感器 2泄漏的磁通量被抑制為小。根據(jù)上述的動力轉(zhuǎn)向裝置1，在任何時間從位置傳感器5向扭矩傳感器2泄漏的磁 通量都被抑制為小。結(jié)果，扭矩傳感器2和位置傳感器5能夠位于靠近彼此的位置而不會 不利地影響這些傳感器的檢測精度。通過使扭矩傳感器2和位置傳感器5位于彼此靠近的 位置，扭矩傳感器2和位置傳感器5能夠共用公共電路板47。結(jié)果，能夠使傳感器保持件 40緊湊并且在小型化動力轉(zhuǎn)向裝置1方面獲得更好的效果。參照圖7，將說明本發(fā)明的另一實施方式。在該實施方式中，磁體側(cè)磁軛67被形成為由軟磁材料制成并且被彎曲成U形的帶 狀板。磁體側(cè)磁軛67的中央部67c接觸磁體52的S極，磁體側(cè)磁軛67的上端部67d和下 端部67e在徑向上與磁體52平行地延伸，磁體側(cè)磁軛67的各端部暴露于磁體保持構(gòu)件66 的外側(cè)。本動力轉(zhuǎn)向裝置的除了磁體側(cè)磁軛67以外的結(jié)構(gòu)與根據(jù)第一實施方式的動力轉(zhuǎn) 向裝置1的結(jié)構(gòu)相同。在輸入軸11位于基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置的狀態(tài)下，磁體52的N極面對傳感器側(cè)第一磁軛 68的內(nèi)端部，而磁體側(cè)磁軛67的上端部67d面對傳感器側(cè)第二磁軛69的內(nèi)端部。結(jié)果，磁 體52、磁體側(cè)磁軛67、傳感器側(cè)第二磁軛69和傳感器側(cè)第一磁軛68形成通過磁力傳感元 件56的磁回路M。因此磁力傳感元件56將ON信號輸出到控制器3。在輸入軸11不位于基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置的狀態(tài)下，在磁體52的N極和磁體側(cè)磁軛67的 上端部67d之間以及在磁體52的N極和磁體側(cè)磁軛67的下端部67e之間形成短路，由此形成磁回路N。在該狀態(tài)下，由于傳感器側(cè)第一磁軛68在圓周方向上從磁體52的N極移位并且 傳感器側(cè)第二磁軛69在圓周方向上從磁體側(cè)磁軛67的上端部67d移位，磁通量未通入到 傳感器側(cè)第一磁軛68和傳感器側(cè)第二磁軛69。因此，未形成通過磁力傳感元件56的磁通 量，因此，磁力傳感元件56將OFF信號輸出到控制器3。也根據(jù)該實施方式，在輸入軸11位于基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置的狀態(tài)下，形成磁回路M，并且 在輸入軸11位于非基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置的狀態(tài)下，形成磁回路N。當(dāng)操作動力轉(zhuǎn)向裝置時，從位置 傳感器5向扭矩傳感器2泄漏的磁通量在任何時間均被抑制為小。在日本的申請日為2009年10月21日的特愿2009-242166的內(nèi)容通過引用包含 于此。盡管已經(jīng)參照某些實施方式對本發(fā)明進行了說明，然而本發(fā)明不限于上述實施方 式。在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對上述實施方式進行變型和變化。例如，在上述實施方式中，磁體52被裝配到磁體保持構(gòu)件66，然而，磁體52也可以 裝配到樹脂成型體45。同樣也在該情況下，在磁體保持構(gòu)件66中設(shè)置磁軛67防止由磁體 52產(chǎn)生的磁通量泄漏到扭矩傳感器2。對于位置傳感器5，多個磁體52可以裝配到輸入軸11并且磁力傳感元件56也可 以被配置成在輸入軸11的多個旋轉(zhuǎn)位置中輸出ON信號。本發(fā)明的要求排他性權(quán)益或特權(quán)的具體方案如權(quán)利要求書所限定。
權(quán)利要求
1.一種車輛用動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，該動力轉(zhuǎn)向裝置包括輸入軸(11)；扭矩傳感器O)，其磁檢測被輸入到所述輸入軸(11)中的輸入扭矩；位置傳感器(5)，其檢測所述輸入軸(11)的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置，該位置傳感器包括磁體(52)；第一磁路形成構(gòu)件(67，68，69)，其在所述輸入軸(11)的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置形成所述磁體 (52)的第一磁回路(M)；磁力傳感元件(56)，其被布置于所述第一磁回路(M)中；第二磁路形成構(gòu)件(67)，其在所述輸入軸(11)的除了所述基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置以外的任意 旋轉(zhuǎn)位置形成所述磁體(5 的第二磁回路(N)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，僅在所述輸入軸(11)的基 準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置形成所述第一磁回路(M)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，所述動力轉(zhuǎn)向裝置還包括 殼體(30)，所述殼體支撐所述輸入軸(11)以使所述輸入軸能夠自由旋轉(zhuǎn)，其中，所述磁體 (52)被固定到所述輸入軸(11)并且所述磁力傳感元件(56)被固定到所述殼體(30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，所述扭矩傳感器( 包括 磁力傳感元件(48)，所述動力轉(zhuǎn)向裝置(1)還包括由所述位置傳感器(5)的磁力傳感元 件(56)和所述扭矩傳感器O)的磁力傳感元件0 共用的用于輸出信號的公共電路板 07)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，所述動力轉(zhuǎn)向裝置(1)還包 括傳感器保持件(40)，其被固定到所述殼體(30)以容納所述位置傳感器( 的磁力傳感元 件(56)、所述扭矩傳感器O)的磁力傳感元件G8)和所述公共電路板07)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，所述動力轉(zhuǎn)向裝置(1)還包 括磁體保持構(gòu)件(66)，所述磁體保持構(gòu)件(66)由樹脂制成并且將所述磁體(5 固定到所 述輸入軸(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，所述第二磁路形成構(gòu)件(67) 被固定到所述磁體保持構(gòu)件(66)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，所述扭矩傳感器( 和所述 位置傳感器( 沿著所述輸入軸(11)排列配置，所述磁體(5 由相對于所述輸入軸(11) 沿徑向配置的棒狀磁體構(gòu)成，并且所述第二磁路形成構(gòu)件(67)包括位于所述棒狀磁體和 所述扭矩傳感器( 之間的磁體側(cè)磁軛，以經(jīng)由預(yù)定間隙在所述磁體(5 的N極和S極之 間產(chǎn)生短路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，所述第一磁路形成構(gòu)件(67， 68,69)包括傳感器側(cè)第一磁軛(68)，其在所述輸入軸(11)的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置以比所述預(yù)定 間隙小的間隙面對所述磁體側(cè)磁軛；傳感器側(cè)第二磁軛(69)，其在所述輸入軸(11)的基準(zhǔn) 旋轉(zhuǎn)位置以比所述預(yù)定間隙小的間隙面對所述磁體(5 的N極或S極。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，所述動力轉(zhuǎn) 向裝置(1)還包括輸出軸(12)，其被聯(lián)接到車輛的轉(zhuǎn)向輪；以及扭桿(21)，其連接所述輸 入軸(11)和所述輸出軸(12)，并且根據(jù)輸入到所述輸入軸(11)的輸入扭矩能扭轉(zhuǎn)變形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛用動力轉(zhuǎn)向裝置(1)，該動力轉(zhuǎn)向裝置(1)包括輸入軸(11)；扭矩傳感器(2)，其磁檢測被輸入到輸入軸(11)中的輸入扭矩；位置傳感器(5)，其檢測輸入軸(11)的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置。該位置傳感器(5)包括磁體(52)；第一磁路形成構(gòu)件(67、68、69)，其在輸入軸(11)的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置形成磁體(52)的第一磁回路M；以及磁力傳感元件(56)，其被布置于第一磁回路M中。通過為位置傳感器(5)設(shè)置第二磁路形成構(gòu)件(67)，在輸入軸(11)的除了基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置以外的任意旋轉(zhuǎn)位置形成磁體(52)的第二磁回路N，防止磁體(52)的磁通量被泄漏到扭矩傳感器(2)。
文檔編號G01L3/00GK102039930SQ20101050558
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者前原秀雄 申請人:萱場工業(yè)株式會社