转矩转向角传感器制造技术

本发明专利技术提供一种除了转向转矩外还能够机械地检测转向角的绝对值，并且能够抑制成本增加及大型化的转矩转向角传感器。转矩转向角传感器(2)具备：与由扭杆(113)连结的第一旋转部件(111)以及第二旋转部件(112)中的第一旋转部件一同旋转的环形磁铁(31)、与环形磁铁的磁极的相对位置同扭杆的扭曲对应地变化的多个磁轭(41、42)、能够检测第一集磁环(51)以及第二集磁环(52)之间的磁场的强度的第一磁检测元件(61)、接受来自环形磁铁的磁场的第二磁检测元件(62)、在第二磁检测元件产生与环形磁铁不同的方向的磁场的滑动磁铁(32)、以及伴随着第一旋转部件的旋转而使滑动磁铁相对于第二磁检测元件移动的滑动机构(7)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够检测车辆的方向盘的转向转矩以及转向角的转矩转向角传感器。
技术介绍
以往，在车辆的电动动力转向装置设置有能够检测转向转矩的转矩传感器。在上述转矩传感器中，存在除了检测转向转矩外，还能够检测转向角的传感器(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，作为第一实施方式而被记载的转矩传感器具有：连结转向轴的输入轴与输出轴的扭杆、固定于转向轴的输入轴的传感器磁轭组件、收集传感器磁轭组件的磁通的集磁磁轭组件、与转向轴的输出轴一同旋转的环状的永久磁铁、配置于构成集磁磁轭组件的第一集磁磁轭构成部与第二集磁磁轭构成部之间的第一磁检测器、以及与永久磁铁的外周面对置配置的第二磁检测器。由第一磁检测器检测的磁场强度与扭杆的扭曲角对应地变化，从而该转矩传感器能够检测转向转矩。另外，由第二磁检测器检测出的磁场强度伴随着永久磁铁的旋转而变化，由此能够检测相邻的N极与S极之间的旋转角，从而能够累计该旋转角，由此运算出转向角。另外，在专利文献1中，作为第二实施方式而被记载的转矩传感器的永久磁铁的外周面被并行磁化为两极，从而第二磁检测器能够检测磁场的朝向。由此，与第一实施方式的传感器相比，能够更加简单地计算出转向角。另外，在专利文献1中，作为第三实施方式而被记载的转矩传感器除了第一实施方式的转矩传感器的各构成要素外，还具有固定于永久磁铁的下表面的第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮、固定于第二齿轮的两极磁铁、以及与两极磁铁对置配置的第三磁检测器。第一齿轮以及第二齿轮均由正齿轮构成，它们的齿数不同。该转矩传感器通过由第二磁检测器检测的磁场强度与由第三磁检测器检测的磁场强度的组合，即便在转向轴旋转多圈的情况下，也能够检测转向角的绝对值(绝对角度)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-190632号公报专利文献1的第一实施方式或者第二实施方式的转矩传感器不是机械地检测转向角的绝对角度，若不是在例如基于车辆的点火开关的操作而起动后，车辆的前进状态持续规定时间，由此检测出方向盘的中立位置后，则无法正确地求得绝对角度。另一方面，专利文献1的第三实施方式的转矩传感器能够机械地检测转向角的绝对值，但为了检测转向角而使用两个磁检测器(第二磁检测器以及第三磁检测器)，因此导致成本增加。另外，第二齿轮与固定于环状的永久磁铁的第一齿轮在径向上啮合，因此导致转矩传感器向转向轴的径向的大型化。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种除了转向转矩外，还能够机械地检测转向角的绝对值，并且能够抑制成本的增加以及大型化的转矩转向角传感器。本专利技术以解决上述课题为目的，提供一种转矩转向角传感器，其配置于电动动力转向装置的第一旋转部件与第二旋转部件的连结部，并检测方向盘的转向角以及转向转矩，其中，上述电动动力转向装置具有由与方向盘的转向转矩对应地产生扭转角度的扭杆连结的上述第一旋转部件与上述第二旋转部件，具备：环状的环形磁铁，其沿着以上述第一旋转部件以及上述第二旋转部件的旋转轴线为中心的周向形成有极性不同的多个磁极，并与上述第一旋转部件一同旋转；多个磁路形成部件，其形成上述环形磁铁的磁通的磁路，上述多个磁路形成部件与上述环形磁铁的上述多个磁极的相对位置关系同上述扭杆的扭曲对应地变化；一对集磁环，其收集上述多个磁路形成部件的磁通；第一磁检测元件，其能够检测上述一对集磁环之间的磁场的强度；第二磁检测元件，其配置为在接受来自上述环形磁铁的磁场的位置固定于非旋转部件，该非旋转部件不因上述第一旋转部件的旋转而旋转；滑动磁铁，其在上述第二磁检测元件产生与上述环形磁铁不同的方向的磁场；以及滑动机构，其伴随着上述第一旋转部件的旋转而使上述滑动磁铁在相对于上述第二磁检测元件接近及远离的方向上移动，上述第二磁检测元件能够检测从上述环形磁铁接受的磁场的强度以及从上述滑动磁铁接受的磁场的强度。本专利技术的效果如下。根据本专利技术的转矩转向角传感器，能够机械地检测转向角的绝对值，并且能够抑制成本的增加以及大型化。附图说明图1是表示应用了本专利技术的第一实施方式的转矩转向角传感器的电动动力转向装置1的示意图。图2是表示转矩转向角传感器的外观立体图。图3是沿着转向轴的旋转轴线O的转矩转向角传感器的剖视图。图4(a)以及图4(b)是表示用于检测转向转矩的转矩检测部的结构的立体图。图5是转矩检测部的分解立体图。图6是表示用于检测转向角的转向角检测部的结构的立体图。图7(a)是表示沿着旋转轴线O从上方观察环形磁铁以及第二磁检测元件的状态的示意图，图7(b)是表示由第二磁检测元件检测的X方向以及Y方向的磁场的强度的变化的图表。图8(a)是表示在使方向盘向一个方向以一定速度旋转的情况下由第二磁检测元件检测出的Z方向的磁场的强度的时间变化的图表。图8(b)是表示在与图8(a)的图表共通的时间轴中，由转矩转向角运算部求得的转向角度(绝对值)的时间变化的图表。图9(a)是与第二磁检测元件一同表示第二实施方式的转矩转向角传感器的转矩检测部的结构的立体图。图9(b)是表示第一磁轭的立体图。图9(c)是表示第二磁轭的立体图。图中：1—电动动力转向装置，10—方向盘，11—转向轴，111—第一旋转部件，112—第二旋转部件，113—扭杆，2—转矩转向角传感器，31—环形磁铁，32—滑动磁铁，40—保持部件，41—第一磁轭(磁路形成部件)，42—第二磁轭(磁路形成部件)，411、421—对置片，411a、421a—对置面，412、422—传递部，413、423—交接部，413a、423a—前端面，51—第一集磁环，52—第二集磁环，511、521—环状部，511a、512a—内周面，512、522—连结部，513、523—对置部，61—第一磁检测元件，62—第二磁检测元件，7—滑动机构，70—滑动驱动部件(环状部件)，700—啮合部，71—滑块(支承部件)，72—引导部件。具体实施方式[第一实施方式]以下，参照图1至图8对本专利技术的第一实施方式进行说明。图1是表示应用了本专利技术的第一实施方式的转矩转向角传感器的电动动力转向装置1的示意图。该电动动力转向装置1具有：连结于方向盘10的转向轴11、经由万向接头12连结于转向轴11的中间轴13、经由万向接头14连结于中间轴13的齿轮轴15、形成有与齿轮轴15的齿轮齿150啮合的齿条齿160的齿条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转矩转向角传感器，其配置于电动动力转向装置的第一旋转部件与第二旋转部件的连结部，并检测方向盘的转向角以及转向转矩，其中，上述电动动力转向装置具有由与方向盘的转向转矩对应地产生扭转角度的扭杆连结的上述第一旋转部件与上述第二旋转部件，上述转矩转向角传感器的特征在于，具备：环状的环形磁铁，其沿着以上述第一旋转部件以及上述第二旋转部件的旋转轴线为中心的周向形成有极性不同的多个磁极，并与上述第一旋转部件一同旋转；多个磁路形成部件，其形成上述环形磁铁的磁通的磁路，上述多个磁路形成部件与上述环形磁铁的上述多个磁极的相对位置关系同上述扭杆的扭曲对应地变化；一对集磁环，其收集上述多个磁路形成部件的磁通；第一磁检测元件，其能够检测上述一对集磁环之间的磁场的强度；第二磁检测元件，其配置为在接受来自上述环形磁铁的磁场的位置固定于非旋转部件，该非旋转部件不因上述第一旋转部件的旋转而旋转；滑动磁铁，其在上述第二磁检测元件产生与上述环形磁铁不同的方向的磁场；以及滑动机构，其伴随着上述第一旋转部件的旋转而使上述滑动磁铁在相对于上述第二磁检测元件接近及远离的方向上移动，上述第二磁检测元件能够检测从上述环形磁铁接受的磁场的强度以及从上述滑动磁铁接受的磁场的强度。...

【技术特征摘要】
2014.11.19 JP 2014-2342261.一种转矩转向角传感器，其配置于电动动力转向装置的第一旋转部件
与第二旋转部件的连结部，并检测方向盘的转向角以及转向转矩，其中，上述
电动动力转向装置具有由与方向盘的转向转矩对应地产生扭转角度的扭杆连
结的上述第一旋转部件与上述第二旋转部件，
上述转矩转向角传感器的特征在于，具备：
环状的环形磁铁，其沿着以上述第一旋转部件以及上述第二旋转部件的旋
转轴线为中心的周向形成有极性不同的多个磁极，并与上述第一旋转部件一同
旋转；
多个磁路形成部件，其形成上述环形磁铁的磁通的磁路，上述多个磁路形
成部件与上述环形磁铁的上述多个磁极的相对位置关系同上述扭杆的扭曲对
应地变化；
一对集磁环，其收集上述多个磁路形成部件的磁通；
第一磁检测元件，其能够检测上述一对集磁环之间的磁场的强度；
第二磁检测元件，其配置为在接受来自上述环形磁铁的磁场的位置固定于
非旋转部件，该非旋转部件不因上述第一旋转部件的旋转而旋转；
滑动磁铁，其在上述第二磁检测元件产生与上述环形磁铁不同的方向的磁
场；以及
滑动机构，其伴随着上述第一旋转部件的旋转而使上述滑动磁铁在相对于
上述第二磁检测元件接近及远离的方向上移动，
上述第二磁检测元件能够检测从上述环形磁铁接受的磁场的强度以及从
上述滑动磁铁接受的磁场的强度。
2.根据权利要求1所述的转矩转向角传感器，其特征在于，
上述第二磁检测元件与上述环形磁铁的外周面对置地配置，并能够检测上
述环形磁铁的周向以及径向的磁场的强度。
3.根据权利要求1或2所述的转矩转向角传感器，其特征在于，
上述滑动机构使上述滑动磁铁在与上述旋转轴线平行的方向上移动。
4.根据权利要求3所述的转矩转向角传感器，其特征在于，
上述滑动机构具有：
支承上述滑动磁铁的支承部件；
与上述第一旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田幸雄，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP