一种旋转检测器，包括： 第一旋转体和第二旋转体，所述第一旋转体相对于所述第二旋转体以可旋转的方式同轴定位； 滑块，与所述第一旋转体和所述第二旋转体中一个旋转体同轴定位，并且当其通过滑动导引装置连接到所述一个旋转体时，限制其相对于所述一个旋转体的旋转，而允许其轴向位移； 可动侧磁体，同轴固定在所述滑块上；以及 固定侧磁体，同轴固定在另一个旋转体上，并且其轴向位移被限制； 其中所述可动侧磁体和所述固定侧磁体被磁化，使得当所述可动侧磁体和所述固侧磁体中一个磁体的旋转位置相对于另一个磁体的旋转位置改变时，沿轴向作用在所述可动侧磁体和所述固定侧磁体两者上的磁力改变；以及 还包括检测装置，用于从所述滑块的轴向位置检测所述第一旋转体和所述第二旋转体之间的旋转位移量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及旋转检测器和扭矩传感器，其通过永久磁铁的磁力将旋转 位移转换成轴向位移来检测旋转体的旋转位移量。
技术介绍
例如， 一般将电动自行车构造成电动机输出根据骑乘者踩踏板的力而 变化，以用扭矩传感器检测踩踏板力的大小。作为附装在上述类型的电动机自行车的传统扭矩传感器，例如，在JP-A 2006-35927、 JP-A-2000-153795、 JP-A-2000-1146i6、 JP-A-2000-53069和JP-A-H 10-250673 (下文 分别简称为专利文献l、 2、 3和4)。专利文献1中公开的扭矩传感器包括可以与踏板曲轴一起旋转的第一 旋转体和可以与用于驱动后轮的链轮一起旋转的第二旋转体。踏板曲轴和 链轮同轴定位，并被构造使得一个可以相对于另一旋转，并且通过用于动 力传递的压縮螺旋弹簧互接。导引销被安置到第一旋转体中。可动环通过导引销附装到第一旋转 体。可动环形成为圆筒形状，并在由第一旋转体上的导引销支撑，以能够 相对于第一旋转体轴向运动，并且与第一旋转体一起绕轴旋转。可动环通 过装配到导引销的弹簧被沿着远离第一旋转体的方向驱动。圆柱形的定子 同心紧固到第二旋转体，并位于可动环的内圆表面内。凸轮形成在可动环的内圆表面上，而凸轮随动件形成在定子的外圆表面上，以与凸轮进行接 触。凸轮被形成为在其从可动环的一个轴端朝向另一个轴端时沿旋转方向 从前侧倾斜延伸到后侧。换而言之，在第一旋转体逆着动力传递压縮螺旋 弹簧的弹性力而相对于第二旋转体旋转时，可动环沿轴向运动。在这样扭 矩传感器的情况下，用检测器检测已经沿轴向运动的可动环的位置，从检测的位置计算踩踏板力的大小。专利文献2公开的扭矩传感器包括踏板曲轴侧上的第一行星轮机构和 后轮驱动链轮侧的第二行星轮机构。第一行星轮机构的太阳轮设置在踏板 曲轴上，而第二行星轮机构的太阳轮设置在后轮驱动链轮侧的旋转轴上。 这些周边齿轮互连。第一行星轮机构的行星轮支架紧固在车身框架侧，第 二行星轮机构的行星轮支架连接到检测齿轮。检测齿轮与有电位计制成的 旋转检测传感器的输入齿轮接合。在上述扭矩传感器下，检测齿轮旋转，踏板曲轴和后轮驱动链轮之间 存在旋转相差。在此扭矩传感器下，用旋转检测传感器检测检测齿轮的旋 转角，以从检测的旋转角计算踩踏板力的大小。专利文献3中公开的扭矩传感器使用这样的构造，其包括磁致伸縮 体，骑乘者的踩踏板力被施加到其；以及磁致伸縮检测线圈，围绕磁致伸 缩体设置，以检测与踩踏板力的大小对应的磁致伸縮体的磁导率的变化。专利文献4和5中公开的扭矩传感器包括气缸，踏板曲轴穿过气缸；以及检测线圈，气缸穿过检测线圈。气缸在其一端连接到踏板曲轴； 在其另一端连接到链轮侧，并且被构造成根据踩踏板力的大小而扭曲。气缸的外圆表面设置有磁性膜，该磁性膜具有大量成对非平行狭缝 (从俯视图中观察)(专利文献4)以及大量的成对非平行突出带(专利 文献5)，使得当扭曲时改变磁导率。检测线圈被构造检测当狭缝和突出 带扭曲时发生的磁导率的变化。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题专利文献1公开的扭矩传感器使用这样的构造，其中使用凸轮和凸轮 随动件将旋转转换成轴向位移。因此，具有这样的问题，由于下述原因， 其径向尺寸不能减小。在这种类型的扭矩传感器下，通过凸轮相对于圆周方向的倾斜角(此 倾斜角在下文中简称为斜角)确定当可动环相对于定子旋转时旋转角与可 动环的轴向位移的比率。该比率必须被设定到适当值，使得骑乘者没有异常感觉，并且传感器可以可靠地检测位移。换而言之，在骑乘者下压踏板后到压縮螺旋弹簧被压縮和后轮驱动链 轮开始旋转时，旋转角越大，则骑乘者得到的异常感觉越强烈。因此，可 动环相对于定子的旋转角被设定得尽可能小。换而言之，为了用传感器以高精度检测第一旋转体的轴向位移量，可 动环的位移被设定为与传感器的变形相当。为了在不改变上述比率的情况下减小可动环和定子的直径，必须增大凸轮的斜角，如图25和26所示。例如，如果具有相对大直径和斜角A的 旋转体(如图25所示)在不改变上述比率的情况下被改变成具有更小的 直径，则斜角增加到比角A大的角B，如图26所示。当斜角增大时，在凸轮抵压在凸轮随动件发生的表面压力变得过量， 并且摩擦力增大使得操作练不平稳，这不仅损害扭矩传感器的必要功能， 并且因为其部件容易磨损而降低扭矩传感器的耐用性。换而言之，专利文 献1中所述的扭矩检测器不能够以更小的直径形成，因为斜角不能够如上 所述增大。为了上述原因，使用专利文献1中所述的扭矩传感器不可避免地导致 扭矩传感器的大尺寸。专利文献2中所述的扭矩传感器具有下述问题结构复杂和制造成本 增大，因为使用多个行星轮机构，以检测踏板曲轴和后轮驱动链轮之间的 旋转相差。专利文献3-5中所述的扭矩传感器具有这样的问题电动力消耗增大以及因此减小行驶距离，因为它们的线圈必须一直被激励，以检测磁导率 的变化。专利文献3-5中所述的扭矩传感器还具有下面问题因为它们用于以较小的信噪比检测磁导率的非常小的变化，所以它们容易受到外部磁噪的 影响，并且它们不能够一直精确地检测扭矩。因为用于改变磁导率的大量狭缝和突出带的形状复杂，难以以高产量生产专利文献4和5中所述的扭矩传感器。此外，用于形成扭矩传感器中 的这些狭缝和突出带的磁性材料相当昂贵。因此，专利文献4和5中所述的扭矩传感器具有增大制造成本的问题。作出本专利技术，以解决上述问题。因此，本专利技术的目的在于提供旋转传 感器和扭矩传感器，其径向尺寸紧凑，并且可以用简单的构造精确地检测 两个部件之间的相对旋转。解决问题的方案为了实现上述目的，根据本专利技术的一种旋转检测器包括第一旋转体 和第二旋转体，第一旋转体相对于第二旋转体以可旋转的方式同轴定位； 滑块，与第一旋转体和第二旋转体中一个旋转体同轴定位，并且当其通过 滑动导引装置连接到一个旋转体时，限制其相对于一个旋转体的旋转，而 允许其轴向位移；可动侧磁体，同轴固定在滑块上；以及固定侧磁体，同 轴固定燕另一个旋转体上，并且其轴向位移被限制；其中可动侧磁体和固 定侧磁体被磁化，使得当可动侧磁体和固侧磁体中一个磁体的旋转位置相 对于另一个磁体的旋转位置改变时，作用在可动侧磁体和固定侧磁体两者 上的磁力沿轴向改变；以及还包括检测装置，用于从滑块的轴向位置检测 第一旋转体和第二旋转体之间的旋转位移量。本专利技术的效果根据本专利技术，当可动侧磁体的旋转位置相对于固定侧磁体的旋转位置 改变时，滑块通过磁力沿轴向移位，并且通过检测装置检测第一和第二旋 转体之间的旋转位移量。检测装置可以是用于检测线性运动构件的位置的 任何普通传感器。因此，根据本专利技术，可以通过磁力将可动侧磁体与固定侧磁体之间的 相对旋转转换成轴向位移。因此，与使用凸轮和凸轮随动件进行机械转换 的装置相对，可以在没有表面压力限制的情况下设定更大的倾斜角。因 此，与使用凸轮和凸轮随动件的上述装置相对，本专利技术可以提供较小径向 尺寸的旋转检测器。具体而言，在使用本专利技术的旋转检测器检测骑乘者作用在具有电动动 力单元的自行车上的踩踏板力的情况下，骑乘者可以与操作普通自行车时 相同的感觉操作自行车，并且可以高精度地检测骑乘者踩踏板力，同时减 小旋转检测器的径向尺寸。上述可能性的原因是如上所述可以设定较本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：日野阳至，中村和人，室田圭子，白泽秀树，田中普，渡边恒，
申请(专利权)人：雅马哈发动机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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