專利名稱：轉(zhuǎn)矩傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)自磁鐵導(dǎo)出的磁通密度來(lái)檢測(cè)作用于扭桿的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳 感器。
背景技術(shù)：
以往，作為設(shè)置于車輛的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)矩傳感器，可采用通過(guò)磁力來(lái)檢測(cè)作用于 能旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的非接觸式的構(gòu)造。日本特許廳2007年發(fā)行的JP2007-240496A及JP2007-292550A中公開的轉(zhuǎn)矩傳 感器均包括能夠旋轉(zhuǎn)地收容在殼體內(nèi)的扭桿、連結(jié)在該扭桿的兩端的第一、第二轉(zhuǎn)軸、固定 于第一轉(zhuǎn)軸的作為磁產(chǎn)生部的多極磁鐵、固定于第二轉(zhuǎn)軸的作為旋轉(zhuǎn)磁路部的多極磁軛、 固定于殼體的固定磁路部、及用于檢測(cè)被引導(dǎo)到固定磁路部的磁通密度的磁傳感器。在作用于扭桿的轉(zhuǎn)矩使扭桿扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，磁產(chǎn)生部與旋轉(zhuǎn)磁路部在旋轉(zhuǎn)方向上的 相對(duì)位置發(fā)生變化，自磁產(chǎn)生部經(jīng)由旋轉(zhuǎn)磁路部被引導(dǎo)到固定磁路部的磁通密度隨之發(fā)生 變化。磁傳感器輸出基于磁通密度的信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)檢測(cè)作用于扭桿的轉(zhuǎn)矩。磁產(chǎn)生部由固定于第一轉(zhuǎn)軸的作為軛鐵的后部磁軛、及借助粘接劑固定于該后部 磁軛的作為多極磁鐵的環(huán)形磁鐵構(gòu)成。但是，在以往的轉(zhuǎn)矩傳感器中，在構(gòu)成磁產(chǎn)生部的環(huán)形磁鐵和后部磁軛的粘接劑 剝離的情況下，環(huán)形磁鐵相對(duì)于固定有后部磁軛的第一轉(zhuǎn)軸的固定位置發(fā)生錯(cuò)位，存在轉(zhuǎn) 矩傳感器的輸出產(chǎn)生誤差這樣的問(wèn)題點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)而做成的，其目的在于在轉(zhuǎn)矩傳感器中即使在粘接劑 被剝離的情況下、環(huán)形磁鐵相對(duì)于后部磁軛的固定位置也不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)位。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供用于對(duì)作用于互相同軸狀地配置的第一轉(zhuǎn)軸10 與第二轉(zhuǎn)軸20之間的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測(cè)的轉(zhuǎn)矩傳感器50。轉(zhuǎn)矩傳感器50包括將上述第一轉(zhuǎn) 軸10和上述第二轉(zhuǎn)軸20連結(jié)起來(lái)的扭桿51，固定于上述第一轉(zhuǎn)軸10的磁產(chǎn)生部60，及固 定于上述第二轉(zhuǎn)軸20、根據(jù)自上述磁產(chǎn)生部60引導(dǎo)的磁通密度來(lái)檢測(cè)作用于上述扭桿51 的轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)磁路部69 ；上述磁產(chǎn)生部60包括與上述第一轉(zhuǎn)軸10 —同旋轉(zhuǎn)的后部磁軛 61、接合于上述后部磁軛61的環(huán)形磁鐵63、及介于上述后部磁軛61與上述環(huán)形磁鐵63之 間而將兩者接合起來(lái)的粘接劑64，上述粘接劑64包括可插入到上述后部磁軛61和上述環(huán) 形磁鐵63中的至少任一方中的止轉(zhuǎn)凸部64c。本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及其他特征、優(yōu)點(diǎn)在說(shuō)明書的以下記載中進(jìn)行說(shuō)明，并表示于 附圖中。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的助力轉(zhuǎn)向裝置的剖視圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的助力轉(zhuǎn)向裝置的分解立體圖。圖3A和圖3B是本發(fā)明的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)磁路部的分解立體圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器的剖視圖。圖5A和圖5B是本發(fā)明的實(shí)施方式的磁產(chǎn)生部的剖視圖。圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式的磁產(chǎn)生部的分解剖視圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式的磁產(chǎn)生部的俯視圖。圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器的剖視圖。圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出特性圖。圖10是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的磁產(chǎn)生部的分解剖視圖。圖11是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式的磁產(chǎn)生部的分解剖視圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的車輛的助力轉(zhuǎn)向裝置。在助力轉(zhuǎn)向裝置1中，作為輸入軸的第一轉(zhuǎn)軸10和作為輸出軸的第二轉(zhuǎn)軸20與 方向盤連動(dòng)地旋轉(zhuǎn)，與形成在第二轉(zhuǎn)軸20下端的小齒輪嚙合的齒條軸沿軸線方向移動(dòng)，從 而能夠使車輪轉(zhuǎn)向。助力轉(zhuǎn)向裝置1包括連結(jié)于第二轉(zhuǎn)軸20的渦輪9、與渦輪9嚙合的蝸桿19、驅(qū)動(dòng) 蝸桿19旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)來(lái)作為輔助地付與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的輔助機(jī)構(gòu)。在助力轉(zhuǎn)向裝置1中，電動(dòng) 機(jī)對(duì)第二轉(zhuǎn)軸20付與轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩。助力轉(zhuǎn)向裝置1包括檢測(cè)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器50。在助力轉(zhuǎn)向裝置1中，控制 器根據(jù)由轉(zhuǎn)矩傳感器50檢測(cè)出的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的輸出。下面，說(shuō)明轉(zhuǎn)矩傳感器50的構(gòu)造。第一轉(zhuǎn)軸10借助滾動(dòng)軸承7能夠旋轉(zhuǎn)地支承于殼體30。第二轉(zhuǎn)軸20借助滾動(dòng)軸 承8能夠旋轉(zhuǎn)地支承于未圖示的殼體。在第一轉(zhuǎn)軸10的下端部與第二轉(zhuǎn)軸20之間安裝有 滑動(dòng)軸承3。由此，第一轉(zhuǎn)軸10與第二轉(zhuǎn)軸20能夠互相相對(duì)旋轉(zhuǎn)地支承在同一個(gè)軸上。利用安裝于殼體30與第一轉(zhuǎn)軸10之間的防塵密封圈6來(lái)密封殼體30與第一轉(zhuǎn) 軸10之間。第一轉(zhuǎn)軸10形成為圓筒狀。在第一轉(zhuǎn)軸10的內(nèi)周收入有扭桿51。扭桿51的上端部借助銷5連結(jié)于第一轉(zhuǎn)軸10。扭桿51的下端部借助花鍵4連結(jié) 于第二轉(zhuǎn)軸20。扭桿51能將輸入到第一轉(zhuǎn)軸10的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳遞到第二轉(zhuǎn)軸20，并能與該 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩相應(yīng)地扭轉(zhuǎn)變形。參照?qǐng)D2，轉(zhuǎn)矩傳感器50包括能夠旋轉(zhuǎn)地收容在殼體30內(nèi)的扭桿51、與第一轉(zhuǎn)軸 10 一同旋轉(zhuǎn)的磁產(chǎn)生部60、與第二轉(zhuǎn)軸20 —同旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁路部69、固定設(shè)置于殼體30 的固定磁路部90、及用于檢測(cè)被引導(dǎo)到固定磁路部90的磁通密度的磁傳感器98。轉(zhuǎn)矩傳 感器50根據(jù)磁傳感器98的輸出來(lái)檢測(cè)作用于扭桿51的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。磁產(chǎn)生部60包括固定于第一轉(zhuǎn)軸10的后部磁軛61、及固定于后部磁軛61的圓環(huán) 狀的環(huán)形磁鐵63。后部磁軛61通過(guò)壓入而固定于第一轉(zhuǎn)軸10。在將磁產(chǎn)生部60固定于第一轉(zhuǎn)軸 10時(shí)，首先，進(jìn)行軸線方向?qū)ξ还ば?，在沿第一轉(zhuǎn)軸10的軸線方向設(shè)定的軸線方向安裝附 近部位將后部磁軛61能夠滑動(dòng)地輕輕壓入。其次，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)方向?qū)ξ还ば颍谳p輕壓入后部磁軛61的狀態(tài)下計(jì)測(cè)被引導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)磁路部69的磁力的磁通密度而導(dǎo)出磁產(chǎn)生部60的 旋轉(zhuǎn)方向中立位置。然后，進(jìn)行固定工序，將配置在旋轉(zhuǎn)方向中立位置的后部磁軛61更強(qiáng) 有力地壓入固定于第一轉(zhuǎn)軸10。由此，能夠正確地導(dǎo)出磁產(chǎn)生部60的旋轉(zhuǎn)方向中立位置， 將后部磁軛61固定于第一轉(zhuǎn)軸10。并不限定于此，也可以將后部磁軛61與第一轉(zhuǎn)軸10形成為一體。環(huán)形磁鐵63是用于沿第一轉(zhuǎn)軸10及扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0方向產(chǎn)生磁力的圓環(huán) 狀的永久磁鐵。環(huán)形磁鐵63是通過(guò)朝向第一轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)軸線0方向?qū)⒂泊判泽w磁化而 形成的多極磁鐵。參照?qǐng)D5B，在環(huán)形磁鐵63的上端面及下端面分別沿圓周方向等間隔地形成有12 個(gè)磁極。在環(huán)形磁鐵63的上端面及下端面，6個(gè)N極和6個(gè)S極交替排列。后部磁軛61利用軟磁性體形成為圓筒狀，其與環(huán)形磁鐵63的上端面、即磁極面抵 接。后部磁軛61起到將環(huán)形磁鐵63連結(jié)于第一轉(zhuǎn)軸10的支承構(gòu)件的作用、以及將環(huán)形磁 鐵63的相鄰的磁極連結(jié)起來(lái)引導(dǎo)磁通的軛鐵的作用。由此，后部磁軛61使磁力集中于環(huán) 形磁鐵63的下端面、即磁極面。也可以將把環(huán)形磁鐵63連結(jié)于第一轉(zhuǎn)軸10的支承構(gòu)件與后部磁軛分離地設(shè)置， 將后部磁軛安裝在該支承構(gòu)件與環(huán)形磁鐵63之間。參照?qǐng)D2，旋轉(zhuǎn)磁路部69包括引導(dǎo)自環(huán)形磁鐵63引出的磁通的第一軟磁性環(huán)70 及第二軟磁性環(huán)80、固定于第二轉(zhuǎn)軸20的組裝構(gòu)件77、及將第一軟磁性環(huán)70及第二軟磁 性環(huán)80固定于該組裝構(gòu)件77的樹脂模制件87。圖3A是表示將第一軟磁性環(huán)70、第二軟磁性環(huán)80和組裝構(gòu)件77分解后的狀態(tài)的 旋轉(zhuǎn)磁路部69的立體圖。圖3B是表示將第一軟磁性環(huán)70、第二軟磁性環(huán)80和組裝構(gòu)件 77組裝起來(lái)的狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)磁路部69的立體圖。第一軟磁性環(huán)70包括與環(huán)形磁鐵63的下端面、即磁極面相面對(duì)的6個(gè)第一磁路 前端部71，第二軟磁性環(huán)80包括與環(huán)形磁鐵63的下端面、即磁極面相面對(duì)的6個(gè)第二磁 路前端部81、自第一磁路前端部71和第二磁路前端部81彎折而向互相分開的方向延伸的 6個(gè)第一磁路柱部72及第二磁路柱部82、及將第一磁路柱部72和第二磁路柱部82連結(jié)而 以環(huán)狀延伸的一對(duì)第一磁路環(huán)部73及第二磁路環(huán)部83。第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán) 80分別利用沖壓加工形成。第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán)80并不限定于沖壓加工，也 可以利用鑄造、燒結(jié)等形成。第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán)80是相同形狀的通用零件。第一軟磁性環(huán)70 和第二軟磁性環(huán)80將通用零件的組裝方向翻轉(zhuǎn)地設(shè)置。第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán) 80并不限定于此，也可以是互不相同的形狀。第一磁路前端部71和第二磁路前端部81在與扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0正交的同一 個(gè)平面上，各自具有均等間隔地沿圓周方向排列。第一磁路前端部71和第二磁路前端部81 在扭桿51未被施加轉(zhuǎn)矩的中立狀態(tài)下，沿扭桿51的徑向延伸的各自的中心線指向環(huán)形磁 鐵63的N極和S極的邊界地配置。第一磁路柱部72和第二磁路柱部82分別形成為平板狀，沿扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0
方向設(shè)置。在利用鑄造、燒結(jié)等形成第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán)80的情況下，第一磁路
6柱部72和第二磁路柱部82也可以是在扭桿51的徑向上具有厚度的塊狀。第一磁路柱部72以空開規(guī)定間隙地包圍環(huán)形磁鐵63的外周面的方式配置。第一 磁路柱部72設(shè)置為不會(huì)使環(huán)形磁鐵63的磁通短路。第二磁路柱部82沿著旋轉(zhuǎn)軸線0向與第一磁路柱部72相反的方向延伸設(shè)置。這樣，通過(guò)使第一磁路柱部72和第二磁路柱部82向互相分開的方向延伸，第一磁 路環(huán)部73和第二磁路環(huán)部83在扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0方向上充分地分離開，能夠防止在兩 者之間發(fā)生磁短路。第一磁路環(huán)部73和第二磁路環(huán)部83配置在與扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0正交的平面 上。第一磁路環(huán)部73和第二磁路環(huán)部83形成為在與扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0相同的軸線上 延伸的圓環(huán)狀。第一磁路環(huán)部73和第二磁路環(huán)部83在扭桿51的半徑方向上具有恒定的寬度。第一磁路環(huán)部73和第二磁路環(huán)部83形成為在整周上連接的圓環(huán)狀，但并不限定 于此，也可以是在圓環(huán)狀的一個(gè)部位形成有狹縫的C字形環(huán)狀。第一磁路環(huán)部73配置在環(huán)形磁鐵63的下表面、即磁極面的上方。第二磁路環(huán)部 83配置在環(huán)形磁鐵63的下方。即，環(huán)形磁鐵63在扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0方向上配置在第一 磁路環(huán)部73與第二磁路環(huán)部83之間。由此，能夠同時(shí)縮短第一磁路柱部72和第二磁路柱部82的旋轉(zhuǎn)軸線方向上的長(zhǎng) 度、及使第一磁路環(huán)部73和第二磁路環(huán)部83互相分開而在兩者之間不會(huì)發(fā)生磁短路。通 過(guò)縮短第一磁路柱部72和第二磁路柱部82的旋轉(zhuǎn)軸線方向上的長(zhǎng)度，能夠利用沖壓加工 形成第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán)80，從而能謀求制品的成本降低。由于利用沖壓加工形成第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán)80，因此，與利用鑄造、 燒結(jié)形成的方式相比能夠降低材料使用量。由于利用沖壓加工形成第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán)80，因此，與利用鑄造、 燒結(jié)形成的方式相比能夠不用增加各部的板厚。因此，第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán)80 的磁路截面積變小，但通過(guò)采用高密度材料，能夠謀求提高磁滯特性。轉(zhuǎn)矩傳感器50中，以第一軟磁性環(huán)70的第一磁路柱部72包圍環(huán)形磁鐵63的方 式將第一磁路柱部72配置在環(huán)形磁鐵63的側(cè)方。由此，能夠抑制由第一軟磁性環(huán)70的安 裝空間導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)軸線方向上的長(zhǎng)度增大。因此，能夠謀求助力轉(zhuǎn)向裝置的小型輕量化。以上，說(shuō)明了第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán)80的形狀，但第一軟磁性環(huán)70并 不限定為如圖1所示地包圍環(huán)形磁鐵63的形狀。例如，也可以將第一軟磁性環(huán)70形成為 平板狀而省略第一磁路柱部72，第一磁路前端部71形成為自第一磁路環(huán)部73突出。在這 種情況下，僅是第二軟磁性環(huán)80的第二磁路柱部82起到在第一磁路環(huán)部73與第二磁路環(huán) 部83之間的扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線方向上形成空間的功能，防止第一磁路環(huán)部73與第二磁路 環(huán)部83的短路。同樣，也可以將第二軟磁性環(huán)80形成為平板狀而省略第二磁路柱部82，第二磁路 前端部81形成為自第二磁路環(huán)部83突出。在這種情況下，僅是第一軟磁性環(huán)70的第一磁 路柱部72起到在第一磁路環(huán)部73與第二磁路環(huán)部83之間的扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線方向上形 成空間的功能，防止第一磁路環(huán)部73與第二磁路環(huán)部83的短路。在將組裝構(gòu)件77、第一軟磁性環(huán)70和第二軟磁性環(huán)80配置于模具的狀態(tài)下，使熔化的熱塑性樹脂流入到該模具，進(jìn)行冷卻而使熱塑性樹脂固化，從而形成樹脂模制件87。 作為形成樹脂模制件87的樹脂，并不限定于熱塑性樹脂，也可以采用熱固性樹脂、反應(yīng)固 性樹脂。固定磁路部90包括設(shè)置在第一磁路環(huán)部73外周的第一聚磁環(huán)91、設(shè)置在第二磁 路環(huán)部83外周的第二聚磁環(huán)92、連接于第一聚磁環(huán)91的第一聚磁磁軛93、及連接于第二 聚磁環(huán)92的第二聚磁磁軛94。第一聚磁磁軛93設(shè)置為與第一聚磁環(huán)91的外周抵接，第二聚磁磁軛94設(shè)置為與 第二聚磁環(huán)92的外周抵接。在第一聚磁磁軛93與第二聚磁磁軛94之間形成有一對(duì)空隙、 即磁隙96，在該磁隙96中安裝有磁傳感器98。第一聚磁磁軛93和第二聚磁磁軛94形成為分別與第一聚磁環(huán)91和第二聚磁環(huán) 92的外周面接合的塊狀，其包括形成磁隙96的一對(duì)聚磁凸部93a及聚磁凸部94a。聚磁凸 部93a的端面和聚磁凸部94a的端面形成為互相平行相對(duì)的平面狀。用于檢測(cè)磁力的磁傳感器98采用霍爾元件?；魻栐⒒谕ㄟ^(guò)其中的磁通密 度而得到的的電壓作為信號(hào)輸出。磁傳感器98通過(guò)信號(hào)線97輸出基于磁隙96的磁場(chǎng)大小和方向的電壓。磁傳感 器98也可以采用包括將霍爾元件的信號(hào)放大的電路、進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)碾娐贰⒒蛘咴肼暈V波 器的電路等的設(shè)備。磁傳感器98借助傳感器支架39安裝于殼體30。磁傳感器98的信號(hào)線97通過(guò)連 接于圖1所示的傳感器支架39的配線連接于控制器。接著，對(duì)轉(zhuǎn)矩傳感器50檢測(cè)作用于扭桿51的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的作用進(jìn)行說(shuō)明。在未對(duì)扭桿51施加轉(zhuǎn)矩的中立狀態(tài)下，第一軟磁性環(huán)70的第一磁路前端部71和 第二軟磁性環(huán)80的第二磁路前端部81分別以相同的面積與環(huán)形磁鐵63的N極和S極相 面對(duì)。此時(shí)，N極與S極磁短路，因此，磁通不會(huì)被引導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)磁路部69和固定磁路部90。在由駕駛員對(duì)車輛轉(zhuǎn)向輪的操作而對(duì)扭桿51施加指定方向的轉(zhuǎn)矩的情況下，扭 桿51與該轉(zhuǎn)矩方向相應(yīng)地扭轉(zhuǎn)變形。在扭桿51扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，第一磁路前端部71與S極相 面對(duì)的面積比第一磁路前端部71與N極相面對(duì)的面積大。另一方面，第二磁路前端部81 與N極相面對(duì)的面積比第二磁路前端部81與S極相面對(duì)的面積大。來(lái)自環(huán)形磁鐵63的磁 通被引導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)磁路部69和固定磁路部90。磁傳感器98輸出基于磁場(chǎng)的強(qiáng)度及方向的信 號(hào)。旋轉(zhuǎn)磁路部69和固定磁路部90中的引導(dǎo)有該磁通的磁路徑為自N極起依次經(jīng)由第一 磁路前端部71、第一磁路柱部72、第一磁路環(huán)部73、第一聚磁環(huán)91、第一聚磁磁軛93、第二 聚磁磁軛94、第二聚磁環(huán)92、第二磁路環(huán)部83、第二磁路柱部82及第二磁路前端部81而朝 向S極的路徑。在由駕駛員對(duì)車輛轉(zhuǎn)向輪的操作而對(duì)扭桿51施加相反方向的轉(zhuǎn)矩的情況下，扭 桿51與該轉(zhuǎn)矩方向相應(yīng)地向相反方向扭轉(zhuǎn)變形。在扭桿51扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，第一磁路前端部 71與N極相面對(duì)的面積比第一磁路前端部71與S極相面對(duì)的面積大。另一方面，第二磁 路前端部81與S極相面對(duì)的面積比第二磁路前端部81與N極相面對(duì)的面積大。來(lái)自環(huán)形 磁鐵63的磁通以與上述磁路徑相反的磁路徑被引導(dǎo)。磁傳感器98輸出基于磁場(chǎng)的強(qiáng)度及 方向的信號(hào)。旋轉(zhuǎn)磁路部69和固定磁路部90中的引導(dǎo)有該磁通的磁路徑為自N極起依次 經(jīng)由第二磁路前端部81、第二磁路柱部82、第二磁路環(huán)部83、第二聚磁環(huán)92、第二聚磁磁軛94、第一聚磁磁軛93、第一聚磁環(huán)91、第一磁路環(huán)部73、第一磁路柱部72及第一磁路前端部 71而朝向S極的路徑。扭桿51與施加的轉(zhuǎn)矩相應(yīng)地扭轉(zhuǎn)變形。在第一磁路前端部71及第二磁路前端部 81與環(huán)形磁鐵63的N極及S極相面對(duì)的面積差變大時(shí)，被引導(dǎo)到磁傳感器98的磁通密度 變大，磁傳感器98輸出基于轉(zhuǎn)矩的信號(hào)。形成在環(huán)形磁鐵63的一端面的磁極數(shù)在2個(gè)以上的范圍內(nèi)任意地設(shè)定。在與環(huán) 形磁鐵63相面對(duì)第一軟磁性環(huán)70及第二軟磁性環(huán)80的面積相同的情況下，通過(guò)增加磁極 數(shù)，能夠提高被引導(dǎo)到磁傳感器98的磁通密度。圖4是將磁產(chǎn)生部60放大后的轉(zhuǎn)矩傳感器50的剖視圖。環(huán)形磁鐵63利用磁力 吸附于后部磁軛61，并且，利用粘接劑64接合于后部磁軛61。粘接劑64以液體狀態(tài)涂敷在后部磁軛61與環(huán)形磁鐵63之間。粘接劑64在涂敷 之后固化，將后部磁軛61和環(huán)形磁鐵63接合起來(lái)。圖5A是磁產(chǎn)生部60的剖視圖。圖5B是磁產(chǎn)生部60的俯視圖。圖6是將構(gòu)成磁 產(chǎn)生部60的環(huán)形磁鐵63、粘接劑64及后部磁軛61分解后的剖視圖。圖7是后部磁軛61 的俯視圖。參照?qǐng)D6，后部磁軛61形成為圓環(huán)狀。后部磁軛61包括與扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0 正交的環(huán)狀的安裝端面61a、及與扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0在同軸地延伸的圓筒狀的安裝外周 面 61b。例如利用燒結(jié)金屬形成環(huán)形磁鐵63。環(huán)形磁鐵63形成為圓環(huán)狀。環(huán)形磁鐵63的 截面形狀為四邊形。粘接劑64在后部磁軛61與環(huán)形磁鐵63之間以圓環(huán)狀成型。粘接劑64包括與扭 桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0正交的圓盤部64a、及與扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0平行地延伸的圓筒部64b。 粘接劑64并不限定于以連續(xù)為圓環(huán)狀的形狀，也可以是其厚度與設(shè)置在后部磁軛61和環(huán) 形磁鐵63之間的間隙相應(yīng)地發(fā)生變化的、局部間斷的形狀。參照?qǐng)D7，在后部磁軛61中形成有由開口于安裝端面61a的多個(gè)孔構(gòu)成的止轉(zhuǎn)凹 部61c。在本實(shí)施方式中，止轉(zhuǎn)凹部61c由12個(gè)孔形成。止轉(zhuǎn)凹部61c的各個(gè)孔形成為與扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0平行地延伸的截面圓形的 孔。止轉(zhuǎn)凹部61c的孔具有規(guī)定的深度Li。止轉(zhuǎn)凹部61c的孔并不限定于該形狀，也可以 是槽狀。參照?qǐng)D5B，止轉(zhuǎn)凹部61c的各個(gè)孔沿以扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0為中心的圓周方向排 列地配置在環(huán)形磁鐵63的N極與S極的邊界部。在圓環(huán)狀的環(huán)形磁鐵63中，6個(gè)N極和6 個(gè)S極以帶有等間隔地交替排列的方式配置。止轉(zhuǎn)凹部61c的各個(gè)孔帶有規(guī)定的等間隔地 沿扭桿51的旋轉(zhuǎn)圓周方向排列。參照?qǐng)D6，粘接劑64包括由進(jìn)入到止轉(zhuǎn)凹部61c中的多個(gè)突起構(gòu)成的止轉(zhuǎn)凸部 64c。相對(duì)于上述止轉(zhuǎn)凹部61c形成為孔狀，止轉(zhuǎn)凸部64c通過(guò)被填充于止轉(zhuǎn)凹部61c的粘 接劑64形成為突起狀。在本實(shí)施方式中，止轉(zhuǎn)凸部64c的各個(gè)突起形成有12個(gè)。止轉(zhuǎn)凸 部64c的各個(gè)突起形成為與扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0平行地延伸的圓柱狀。參照?qǐng)D4，止轉(zhuǎn)凸 部64c的突起具有規(guī)定的突出量Li。參照?qǐng)D4，在環(huán)形磁鐵63的下表面與第一軟磁性環(huán)70的第一磁路前端部71之間、及環(huán)形磁鐵63的下表面與第二軟磁性環(huán)80的第二磁路前端部81之間形成有作為間隙的 空隙85?？障?5在扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0方向上具有規(guī)定的間隙L2。止轉(zhuǎn)凹部61c的孔形成為其深度Ll大于空隙85的間隙L2。S卩，被設(shè)定為L(zhǎng)l > L2的關(guān)系。粘接劑64被設(shè)定為其對(duì)環(huán)形磁鐵63的粘接力大于其對(duì)后部磁軛61的粘接力。由 此，在由長(zhǎng)時(shí)間劣化等導(dǎo)致粘接劑64的粘接力降低的情況下，粘接劑64對(duì)于后部磁軛61 的粘接部比粘接劑64對(duì)于環(huán)形磁鐵63的粘接部先剝離。在粘接劑64相對(duì)于后部磁軛61比粘接劑64相對(duì)于環(huán)形磁鐵63先剝離時(shí)，后部 磁軛61的止轉(zhuǎn)凹部61c的孔和進(jìn)入到止轉(zhuǎn)凹部61c中固化后的粘接劑64的止轉(zhuǎn)凸部64c 的突起起到能夠卡定環(huán)形磁鐵63相對(duì)于后部磁軛61轉(zhuǎn)動(dòng)的止轉(zhuǎn)的功能。在環(huán)形磁鐵脫落時(shí)止轉(zhuǎn)凸部64c卡定環(huán)形磁鐵63相對(duì)于后部磁軛61轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài) 下，在止轉(zhuǎn)凸部64c與止轉(zhuǎn)凹部61c的孔之間剪切止轉(zhuǎn)凸部64c的突起所需要的力被設(shè)定 得大于在環(huán)形磁鐵63與第一軟磁性環(huán)70的第一磁路前端部71之間、及環(huán)形磁鐵63與第 二軟磁性環(huán)80的第二磁路前端部81之間產(chǎn)生的摩擦力。為了降低該摩擦力，也可以在環(huán) 形磁鐵63的下表面、第一軟磁性環(huán)70的第一磁路前端部71及第二軟磁性環(huán)80的第二磁 路前端部81上涂敷潤(rùn)滑劑。圖8是表示由沖撞、長(zhǎng)時(shí)間劣化等導(dǎo)致粘接劑64與后部磁軛61的粘接部剝離、環(huán) 形磁鐵63自后部磁軛61脫落的環(huán)形磁鐵脫落狀態(tài)的剖視圖。在環(huán)形磁鐵63脫落的狀態(tài) 下，環(huán)形磁鐵63利用磁力和重力抵接于第一軟磁性環(huán)70的第一磁路前端部71及第二軟磁 性環(huán)80的第二磁路前端部81。因此，環(huán)形磁鐵63被限制了在軸線方向上進(jìn)一步移位。因 此，止轉(zhuǎn)凸部64c的突起自止轉(zhuǎn)凹部61c的孔脫出空隙85的間隙L2的量。但是，止轉(zhuǎn)凸部 64c的突起不會(huì)自止轉(zhuǎn)凹部61c的孔完全脫出。止轉(zhuǎn)凸部64c的突起的前端部仍然卡合于 止轉(zhuǎn)凹部61c的孔。在環(huán)形磁鐵63脫落的狀態(tài)下，利用轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩使第一轉(zhuǎn)軸10和第二轉(zhuǎn)軸20相對(duì)旋 轉(zhuǎn)時(shí)，環(huán)形磁鐵63借助粘接劑64的與后部磁軛61的止轉(zhuǎn)凹部61c卡合的止轉(zhuǎn)凸部64c的 前端部與第一轉(zhuǎn)軸10—同轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，環(huán)形磁鐵63的下表面與第一軟磁性環(huán)70的第一磁 路前端部71及第二軟磁性環(huán)80的第二磁路前端部81滑動(dòng)連接。圖9的坐標(biāo)圖表示磁傳感器98的輸出特性。在圖9中，橫軸是扭桿51的扭轉(zhuǎn)角、 即磁產(chǎn)生部60相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁路部69的旋轉(zhuǎn)方向上的位置，縱軸是磁傳感器98的輸出。在 圖9中，實(shí)線表示轉(zhuǎn)矩傳感器50正常時(shí)的輸出特性，虛線表示環(huán)形磁鐵63脫落時(shí)的輸出特 性。在環(huán)形磁鐵63脫落時(shí)，環(huán)形磁鐵63借助止轉(zhuǎn)凸部64c與第一轉(zhuǎn)軸10 —同轉(zhuǎn)動(dòng)。 此時(shí)，環(huán)形磁鐵63的下表面與第一軟磁性環(huán)70的第一磁路前端部71及第二軟磁性環(huán)80 的第二磁路前端部81滑動(dòng)連接。由此，與環(huán)形磁鐵63未脫落時(shí)相比，磁傳感器98的輸出 增大。但是，中點(diǎn)輸出、即方向盤處于使車輛直線行進(jìn)的中點(diǎn)時(shí)的輸出幾乎沒(méi)有偏離，扭桿 51與扭轉(zhuǎn)角相應(yīng)地增減。助力轉(zhuǎn)向裝置1中，雖然在環(huán)形磁鐵63脫落時(shí)轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩與正常時(shí)相比增大一 些，但是能夠避免在左右轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生差別、或者轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩隨意產(chǎn)生自轉(zhuǎn) 向。因而，即使在環(huán)形磁鐵63脫落時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器50的輸出也幾乎不會(huì)產(chǎn)生誤差，能起到故障安全功能。此時(shí)，駕駛員能夠根據(jù)轉(zhuǎn)向輔助轉(zhuǎn)矩增大一些、即用于操作轉(zhuǎn)向輪的所需要的力 變小，知曉助力轉(zhuǎn)向裝置1產(chǎn)生了異常的狀況。另外，環(huán)形磁鐵63具有在扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0方向上產(chǎn)生磁力的多個(gè)磁極。各 磁極排列設(shè)置于作為扭桿51的中心的旋轉(zhuǎn)軸線0的圓周方向上的環(huán)形磁鐵63，多個(gè)止轉(zhuǎn)凹 部61c的各個(gè)孔以在扭桿51的旋轉(zhuǎn)軸線0方向上與相鄰的各磁極的邊界部相排列的方式配置。由此，止轉(zhuǎn)凹部61c的孔使環(huán)形磁鐵63的磁路截面積減小，但由于止轉(zhuǎn)凹部61c 的各個(gè)孔與各磁極邊界部的磁通密度較低的部位相面對(duì)地配置，因此，能由止轉(zhuǎn)凹部61c 的孔導(dǎo)抑制引導(dǎo)到磁傳感器98的磁通密度減小。因而，能夠維持轉(zhuǎn)矩傳感器50的檢測(cè)精度。采用以上實(shí)施方式，起到如下所示的效果。用于將后部磁軛61和環(huán)形磁鐵63接合的粘接劑64包括止轉(zhuǎn)凸部64c，在粘接劑 64相對(duì)于后部磁軛61的粘接部剝離的情況下，該止轉(zhuǎn)凸部64c與形成于后部磁軛61的安 裝端面61c卡合而卡定后部磁軛61與環(huán)形磁鐵63的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。由此，在環(huán)形磁鐵63自后部磁軛61分離脫落時(shí)，環(huán)形磁鐵63借助粘接劑64的與 止轉(zhuǎn)凹部61c卡合的止轉(zhuǎn)凸部64c的前端部與第一轉(zhuǎn)軸10 —同旋轉(zhuǎn)。因而，能夠防止在環(huán) 形磁鐵63相對(duì)于后部磁軛61的固定位置產(chǎn)生錯(cuò)位。接著，說(shuō)明圖10所示的另一實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，對(duì)與上述實(shí)施方式相同 的構(gòu)造標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，適當(dāng)省略重復(fù)的說(shuō)明。該實(shí)施方式的環(huán)形磁鐵63包括由開口于其上表面的多個(gè)孔構(gòu)成的止轉(zhuǎn)凹部63c。 在本實(shí)施方式中，止轉(zhuǎn)凹部63c的孔形成有12個(gè)。粘接劑64包括由能進(jìn)入到止轉(zhuǎn)凹部63c中的多個(gè)突起構(gòu)成的止轉(zhuǎn)凸部64d。在本 實(shí)施方式中，止轉(zhuǎn)凸部64d的突起形成有12個(gè)。粘接劑64被設(shè)定為其對(duì)后部磁軛61的粘接力大于其對(duì)環(huán)形磁鐵63的粘接力。由 此，在由長(zhǎng)時(shí)間劣化等導(dǎo)致粘接劑64的粘接力降低的情況下，粘接劑64對(duì)于環(huán)形磁鐵63 的粘接部比粘接劑64對(duì)于后部磁軛61的粘接部先剝離。在粘接劑64相對(duì)于環(huán)形磁鐵63比粘接劑64相對(duì)于后部磁軛61先剝離時(shí)，環(huán)形 磁鐵63的止轉(zhuǎn)凹部63c的孔和進(jìn)入到止轉(zhuǎn)凹部63c中固化后的粘接劑64的止轉(zhuǎn)凸部64d 的突起起到卡定環(huán)形磁鐵63相對(duì)于后部磁軛61轉(zhuǎn)動(dòng)的、止轉(zhuǎn)的功能。接著，說(shuō)明圖11所示的另一實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，對(duì)與上述實(shí)施方式相同 的構(gòu)造標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，適當(dāng)省略重復(fù)的說(shuō)明。該實(shí)施方式的后部磁軛61包括由開口于安裝端面61a的多個(gè)孔構(gòu)成的止轉(zhuǎn)凹部 61c。在本實(shí)施方式中，止轉(zhuǎn)凹部61c的孔形成有12個(gè)。環(huán)形磁鐵63包括由開口于其上表面的多個(gè)孔構(gòu)成的止轉(zhuǎn)凹部63c。在本實(shí)施方式 中，止轉(zhuǎn)凹部63c的孔形成有12個(gè)。粘接劑64包括由能進(jìn)入到止轉(zhuǎn)凹部61c的孔中的多個(gè)突起構(gòu)成的止轉(zhuǎn)凸部64c、 及由能進(jìn)入到止轉(zhuǎn)凹部63c的孔中的多個(gè)突起構(gòu)成的止轉(zhuǎn)凸部64d。在本實(shí)施方式中，止轉(zhuǎn) 凸部64c的突起及止轉(zhuǎn)凸部64d的突起各自形成有12個(gè)。
粘接劑64被設(shè)定為其對(duì)后部磁軛61的粘接力與其對(duì)環(huán)形磁鐵63的粘接力相等。在這種情況下，即使粘接劑64相對(duì)于后部磁軛61和環(huán)形磁鐵63這兩者剝離，后 部磁軛61的止轉(zhuǎn)凹部61c的孔、進(jìn)入到止轉(zhuǎn)凹部61c中固化的粘接劑64的止轉(zhuǎn)凸部64c 的突起、環(huán)形磁鐵63的止轉(zhuǎn)凹部63c的孔、進(jìn)入到止轉(zhuǎn)凹部63c中固化的粘接劑64的止轉(zhuǎn) 凸部64d的突起起到卡定環(huán)形磁鐵63相對(duì)于后部磁軛61的轉(zhuǎn)動(dòng)的、止轉(zhuǎn)的功能。以上，通過(guò)特定的實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例。本領(lǐng)域 技術(shù)人員能夠在權(quán)利要求書的技術(shù)范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)施例施加各種修改或變更。例如，本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩傳感器50并不限定于車輛的助力轉(zhuǎn)向裝置，其能夠廣泛地應(yīng) 用于檢測(cè)作用于與扭桿51連結(jié)的兩個(gè)軸之間的轉(zhuǎn)矩。另外，在上述實(shí)施方式中，止轉(zhuǎn)凹部61c由12個(gè)孔構(gòu)成，但也可以由一個(gè)或者任意 的多個(gè)孔構(gòu)成止轉(zhuǎn)凹部61c。同樣，在上述實(shí)施方式中，止轉(zhuǎn)凸部64c由12個(gè)突起構(gòu)成，但也可以由一個(gè)或者任 意的多個(gè)突起構(gòu)成止轉(zhuǎn)凸部64c。本發(fā)明的實(shí)施例所包含的排他性質(zhì)或者特長(zhǎng)如后述權(quán)利要求所述。
權(quán)利要求
一種轉(zhuǎn)矩傳感器，該轉(zhuǎn)矩傳感器(50)用于對(duì)作用于互相同軸配置的第一轉(zhuǎn)軸(10)與第二轉(zhuǎn)軸(20)之間的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，包括扭桿(51)，其將上述第一轉(zhuǎn)軸(10)和上述第二轉(zhuǎn)軸(20)連結(jié)起來(lái)；磁產(chǎn)生部(60)，其固定于上述第一轉(zhuǎn)軸(10)；旋轉(zhuǎn)磁路部(69)，其固定于上述第二轉(zhuǎn)軸(20)，能根據(jù)自上述磁產(chǎn)生部(60)引導(dǎo)的磁通密度來(lái)檢測(cè)作用于上述扭桿(51)的轉(zhuǎn)矩；上述磁產(chǎn)生部(60)包括后部磁軛(61)，其與上述第一轉(zhuǎn)軸(10)一同旋轉(zhuǎn)；環(huán)形磁鐵(63)，其接合于上述后部磁軛(61)；粘接劑(64)，其介于上述后部磁軛(61)與上述環(huán)形磁鐵(63)之間而將兩者接合起來(lái)；上述粘接劑(64)包括可插入到上述后部磁軛(61)和上述環(huán)形磁鐵(63)中的至少任一方中的止轉(zhuǎn)凸部(64c)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述后部磁軛(61)和上述環(huán)形磁鐵(63)中的至少任一方包括可供上述止轉(zhuǎn)凸部 (64c)插入的止轉(zhuǎn)凹部(61c)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，相對(duì)于上述止轉(zhuǎn)凹部(61c)形成為孔狀，上述止轉(zhuǎn)凸部(64c)由能填充于上述止轉(zhuǎn)凹 部(61c)的上述粘接劑(64)形成為突起狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于， 上述環(huán)形磁鐵(63)具有沿旋轉(zhuǎn)軸方向產(chǎn)生磁力的多個(gè)磁極； 各個(gè)上述磁極沿上述扭桿(51)的圓周方向排列地設(shè)置；多個(gè)上述止轉(zhuǎn)凹部(61c)的孔沿扭桿(51)的旋轉(zhuǎn)軸線方向延伸設(shè)置在相鄰的各個(gè)上 述磁極的邊界部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述止轉(zhuǎn)凸部(64c)相對(duì)于上述止轉(zhuǎn)凹部(61c)的卡合長(zhǎng)度長(zhǎng)于在上述粘接劑(64) 剝離的情況下上述環(huán)形磁鐵(63)脫落而移動(dòng)的位移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于， 上述止轉(zhuǎn)凸部(64c)與上述后部磁軛(61)相面對(duì)地形成；上述粘接劑(64)對(duì)上述環(huán)形磁鐵(63)的粘接力大于上述粘接劑(64)對(duì)上述后部磁 軛(61)的粘接力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于， 上述止轉(zhuǎn)凸部(64d)與上述環(huán)形磁鐵(63)相面對(duì)地形成；上述粘接劑(64)對(duì)上述環(huán)形磁鐵(63)的粘接力小于上述粘接劑(64)對(duì)上述后部磁 軛(61)的粘接力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述止轉(zhuǎn)凸部(64c、64d)與上述后部磁軛(61)及上述環(huán)形磁鐵(63)這兩者相面對(duì)地 形成；上述粘接劑(64)對(duì)上述環(huán)形磁鐵(63)的粘接力與上述粘接劑(64)對(duì)上述后部磁軛 (61)的粘接力相等。
全文摘要
本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)矩傳感器。該轉(zhuǎn)矩傳感器(50)用于根據(jù)自磁產(chǎn)生部(60)被引導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)磁路部(69)的磁通密度對(duì)作用于扭桿(51)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測(cè)，其中，磁產(chǎn)生部(60)包括后部磁軛(61)，其與第一轉(zhuǎn)軸(10)一同旋轉(zhuǎn)；環(huán)形磁鐵(63)，其接合于該后部磁軛(61)；粘接劑(64)，其介于后部磁軛(61)與環(huán)形磁鐵(63)之間而將兩者接合起來(lái)；粘接劑(64)包括止轉(zhuǎn)凸部(64c)，在粘接劑(64)對(duì)于后部磁軛(61)的粘接部剝離的情況下，該止轉(zhuǎn)凸部(64c)與形成于后部磁軛(61)的止轉(zhuǎn)凹部(61c)卡合，將后部磁軛(61)與上述環(huán)形磁鐵(63)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)卡定。
文檔編號(hào)B62D6/10GK101943619SQ201010212609
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者前原秀雄 申請(qǐng)人:萱場(chǎng)工業(yè)株式會(huì)社