扭矩傳感器的制造方法
【專利摘要】扭矩傳感器TS1由固定于第一輸出軸3的磁性部件21、以包圍該磁性部件21的外周側(cè)的方式固定于輸出軸1的一對(duì)第一、第二磁軛部件31,32、檢測(cè)通過該兩磁軛部件31,32之間的磁通的磁力計(jì)60構(gòu)成，其中，磁性部件21由套筒23和圓環(huán)狀的永久磁鐵21構(gòu)成。套筒23具有：多個(gè)支承部26，其由金屬材料形成為大致圓筒狀，在其軸向端緣沿徑向延伸；卡合突起27，其在該各支承部26的周向之間沿軸向延伸。永久磁鐵21，其在內(nèi)周面被切開形成有向軸向貫通的多個(gè)卡合槽24。該永久磁鐵21與套筒23利用以橫跨該二者21,23的方式設(shè)置的樹脂制填充材料22結(jié)合。
【專利說明】扭矩傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適用于例如車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置且檢測(cè)駕駛員的轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]作為適用于例如汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的現(xiàn)有扭矩傳感器，以下專利文獻(xiàn)I記載的扭矩傳感器是公知的。
[0003]大致說明如下。該扭矩傳感器具備:磁性部件，在周向上具有多個(gè)磁極，其與由經(jīng)由扭桿可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地連接的兩個(gè)軸部件構(gòu)成的轉(zhuǎn)向軸中的一個(gè)軸部件的外周結(jié)合；第一、第二磁軛部件，其為經(jīng)由規(guī)定的支架與所述兩個(gè)軸中的另一個(gè)軸部件的外周連接的由軟磁性體構(gòu)成的一對(duì)環(huán)狀部件，各自具有向徑向內(nèi)側(cè)延伸的多個(gè)爪部，被配置成在軸向上相互對(duì)置；一對(duì)第一、第二集磁部件，在各所述磁軛部件的周向的一部分范圍內(nèi)，該一對(duì)第一、第二集磁部件以在該磁軛部件之間(在軸向上)相互對(duì)置的方式被設(shè)置，在兩者之間產(chǎn)生磁場(chǎng)；磁力計(jì)，其收納配置在形成于這些兩集磁部件之間的氣隙內(nèi)，檢測(cè)通過該集磁部件之間的磁通量；該扭矩傳感器根據(jù)由磁力計(jì)檢測(cè)到的磁通量(磁通密度)的變化，檢測(cè)向轉(zhuǎn)向軸輸入的扭矩。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2004 - 309463號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008]但是，在所述扭矩傳感器中，所述磁性部件由作為磁環(huán)的圓環(huán)狀磁體和用于將該磁體固定于轉(zhuǎn)向軸的作為磁體保持件的套筒構(gòu)成，該磁體和套筒經(jīng)由規(guī)定的樹脂材料結(jié)入口 ο
[0009]然而，所述樹脂材料經(jīng)不起溫度變化，受老化的影響也大，因此存在例如由于比金屬材料的線膨脹系數(shù)大的線膨脹系數(shù)引起的熱膨脹或者冷卻時(shí)的收縮導(dǎo)致的破損而不能穩(wěn)定地固定磁體的問題。
[0010]本發(fā)明鑒于上述技術(shù)課題而提出，提供一種能夠穩(wěn)定地維持磁體的固定狀態(tài)的扭矩傳感器。
[0011]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0012]本發(fā)明的扭矩傳感器的特征在于，檢測(cè)在旋轉(zhuǎn)部件中產(chǎn)生的扭矩，該旋轉(zhuǎn)部件由金屬材料形成的通過扭桿被連接的第一軸部件和第二軸部件構(gòu)成，該扭矩傳感器包括:金屬材料形成的套筒，其由以包圍所述第一軸部件的方式形成為圓環(huán)狀或圓弧狀的套筒主體、設(shè)置于所述套筒主體將該套筒主體固定于所述第一軸部件的固定部、設(shè)置于所述套筒主體且具有使用狀態(tài)下面向鉛直方向上側(cè)的支承面的軸向位置限制部、設(shè)置于所述套筒主體且向所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的徑向位置限制部構(gòu)成；磁體，其由樹脂材料和磁性材料的復(fù)合材料形成為包圍所述第一軸部件的圓環(huán)狀，并且沿周向交替配置有不同的磁極，該磁體被配置在所述支承面上而限制所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸向位置，并且被所述徑向位置限制部限制該磁體的徑向位置；填充材料，其以與所述磁體和所述徑向位置限制部二者緊貼的方式設(shè)置，由楊氏模量比所述磁體小的樹脂材料形成；第一磁軛部件，其由磁性材料形成，具有多個(gè)第一爪部和將各該第一爪部彼此連接的第一圓環(huán)部，在該第二軸部件上該第一磁軛部件被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個(gè)該第一爪部被配置為與所述磁體相對(duì)；第二磁軛部件，其由磁性材料形成，具有多個(gè)第二爪部和將各該第二爪部彼此連接的第二圓環(huán)部，在該第二軸部件上該第二磁軛部件被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個(gè)該第二爪部被配置為以在各所述第一爪部的周向之間交替地排列的方式與所述磁體相對(duì)；磁力計(jì)，其具有霍爾元件，該霍爾元件檢測(cè)在所述第一磁軛部件和所述第二磁軛部件產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化；該扭矩傳感器基于所述磁力計(jì)的輸出信號(hào)檢測(cè)在所述旋轉(zhuǎn)部件中產(chǎn)生的扭矩。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠利用由金屬材料形成的套筒的支承面和徑向位置限制部抑制磁體的軸向及徑向的位置偏移，其結(jié)果，能夠謀求穩(wěn)定地維持該磁體相對(duì)于第一軸部件的固定狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是表示本發(fā)明的扭矩傳感器的適用對(duì)象即動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0016]圖2是表示本發(fā)明扭矩傳感器的第一實(shí)施方式，是圖1所示的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)附近)的縱截面圖；
[0017]圖3是圖2所示的扭矩傳感器的立體圖；
[0018]圖4是圖3所示的扭矩傳感器的分解立體圖；
[0019]圖5是沿圖2的A — A線的剖面圖；
[0020]圖6是圖5(a)所示的扭矩傳感器附近的主要部分放大圖；
[0021]圖7是表示本發(fā)明扭矩傳感器的第一實(shí)施方式，是如圖6所示的磁性部件的分解立體圖。
[0022]圖8是表示如圖7所示的永久磁鐵與套筒的組裝體的立體圖。
[0023]圖9是從B方向看向圖8的向視圖。
[0024]圖10是表示在如圖7所示的組裝體內(nèi)填充填充材料而成的如圖6所示的磁性部件的立體圖。
[0025]圖11是如圖6所示的磁性部件附近的主要部分放大圖。
[0026]圖12是如圖7所示的組裝體的主要部分放大俯視圖。
[0027]圖13是表示本發(fā)明扭矩傳感器第一實(shí)施方式第一變形例的圖，是與圖11的主要部分放大圖相當(dāng)?shù)膱D。
[0028]圖14是表示本發(fā)明扭矩傳感器第一實(shí)施方式的第二變形例的圖，是與圖11的主要部分放大圖相當(dāng)?shù)膱D。
[0029]圖15是表示本發(fā)明扭矩傳感器第一實(shí)施方式的第三變形例的圖，是與圖11相當(dāng)?shù)拇判圆考闹饕糠址糯笃拭鎴D。
[0030]圖16是表示本發(fā)明扭矩傳感器第一實(shí)施方式的第四變形例的圖，是與圖11相當(dāng)?shù)拇判圆考闹饕糠址糯笃拭鎴D。
[0031]圖17表示本發(fā)明扭矩傳感器的第二實(shí)施方式，是圖1所示的轉(zhuǎn)向系(第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)附近)的縱截面圖。
[0032]圖18是表示如圖17所示的磁性部件的視圖，(a)是分解立體圖，(b)是表示(a)所示的永久磁鐵和套筒的組裝體的立體圖。
[0033]圖19是表示如圖17所示的磁性部件的剖面圖，(a)是如圖17所示的磁性部件附近的主要部分放大圖，(b)是(a)的C-C線剖面圖。
[0034]圖20是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式第一變形例的磁性部件的視圖，(a)是分解立體圖，(b)是表示(a)所示的永久磁鐵和套筒的組裝體的立體圖。
[0035]圖21是同變形例的磁性部件的剖面圖，(a)是與如圖(17)所示的磁性部件附近的主要部分相當(dāng)?shù)姆糯髨D，(b)是(a)的D-D線剖面圖。
[0036]圖22是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式第二變形例的磁性部件的視圖，(a)是分解立體圖，(b)是(a)所示的永久磁鐵和套筒的組裝體的立體圖。
[0037]圖23是同變形例的磁性部件的剖面圖，(a)是與如圖17所示的磁性部件附近的主要部分相當(dāng)?shù)姆糯髨D，(b)是(a)的E-E線剖面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的扭矩傳感器的實(shí)施方式等。需要說明的是，在下述的實(shí)施方式等中，以將該扭矩傳感器應(yīng)用于汽車的齒輪齒條式電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置為例進(jìn)行說明。
[0039](第一實(shí)施方式)
[0040]圖1?圖12表示本發(fā)明扭矩傳感器的第一實(shí)施方式，首先，如圖1所示，本發(fā)明的作為扭矩傳感器的適用對(duì)象的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置構(gòu)成為，由一端側(cè)與方向盤SW連接的輸入軸I (相當(dāng)于本發(fā)明的第二軸部件)和一端側(cè)經(jīng)由扭桿2與所述輸入軸I可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地連接的第一輸出軸3 (相當(dāng)于本發(fā)明的第一軸部件)構(gòu)成的轉(zhuǎn)向軸經(jīng)由設(shè)于車寬方向一側(cè)的第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)RPl與未圖示的轉(zhuǎn)向輪連接，并且，第二輸出軸6經(jīng)由設(shè)于車寬方向另一側(cè)的第二齒輪齒條機(jī)構(gòu)RP2與所述未圖示的轉(zhuǎn)向輪連接，其中第二輸出軸6經(jīng)由例如蝸輪蝸桿副等規(guī)定的減速機(jī)構(gòu)5與基于配置在所述轉(zhuǎn)向軸外周的扭矩傳感器TS的輸出信號(hào)被ECU4驅(qū)動(dòng)控制的電動(dòng)機(jī)M連接。需要說明的是，構(gòu)成所述轉(zhuǎn)向軸的兩軸1，3利用規(guī)定的磁性金屬材料形成。
[0041]在此，所述第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)RPl由設(shè)于第一輸出軸3的另一端側(cè)的小齒輪3a和在各端經(jīng)由轉(zhuǎn)向橫拉桿7，7分別與未圖示的所述轉(zhuǎn)向輪連接的齒條桿8的一端側(cè)設(shè)置的未圖示的第一齒條構(gòu)成，第二齒輪齒條機(jī)構(gòu)RP2由與第二輸出軸6的前端部連接的第二小齒輪6a和在所述齒條桿8的另一端側(cè)設(shè)置的未圖示的第二齒條構(gòu)成。
[0042]由于具備如上所述的結(jié)構(gòu)，扭桿2基于自方向盤SW輸入到輸入軸I的轉(zhuǎn)向扭矩而發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，基于伴隨該扭轉(zhuǎn)變形而該扭桿2復(fù)原時(shí)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩旋轉(zhuǎn)的第一輸出軸3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由所述第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)RPl轉(zhuǎn)換為齒條桿8的直線運(yùn)動(dòng)，并且，基于根據(jù)所述轉(zhuǎn)向扭矩產(chǎn)生于電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)向輔助扭矩旋轉(zhuǎn)的第二輸出軸6的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由所述第二齒輪齒條機(jī)構(gòu)RP2轉(zhuǎn)換為齒條桿8的直線運(yùn)動(dòng)，由此獲得所述電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)向輔助，并且所述轉(zhuǎn)向輪的方向被變更。
[0043]特別是如圖2所示，所述轉(zhuǎn)向軸構(gòu)成為輸入軸I的另一端側(cè)和第二輸出軸3的整體被收納于收納所述第一齒輪齒條機(jī)構(gòu)RPl的第一齒輪外殼10內(nèi)部，該第一齒輪外殼10由使用多個(gè)配置在周向上的螺栓9緊固的一對(duì)外殼構(gòu)成部件，即收納第一輸出軸3整體的大致圓筒狀的外殼主體11和以閉塞該外殼主體11的上端部即一端側(cè)開口部的方式設(shè)置的外殼罩12構(gòu)成。
[0044]所述外殼主體11中一端側(cè)構(gòu)成為以臺(tái)階狀擴(kuò)徑的大徑部11a，另一端側(cè)構(gòu)成為比第二輸出軸3的外徑大若干程度的直徑比較小的小徑部11b，在將收納于所述大徑部Ila內(nèi)的輸入軸I的另一端部和第二輸出軸3的一端部對(duì)合而成的兩軸1，3的連接部的外周區(qū)域配置有所述扭矩傳感器TS。另外，在所述外殼主體11的小徑部Ilb的兩端部配置有一對(duì)軸承BRl，BR2，由該一對(duì)軸承BRl，BR2旋轉(zhuǎn)自如地支承第二輸出軸3。另一方面，在外殼罩12上，在形成于軸向中間部的中間細(xì)部12a的內(nèi)周也配置有軸承BR3，由該軸承BR3旋轉(zhuǎn)自如地支承輸入軸I。
[0045]如圖2?圖6所示，所述扭矩傳感器TS主要包括:磁性部件20，其構(gòu)成為大致圓筒狀，通過安裝固定于第一輸出軸3的一端部外周而與該第一輸出軸3可一體旋轉(zhuǎn)；一對(duì)第一、第二磁軛部件31，32，均由軟磁性體構(gòu)成為大致圓筒狀，通過被安裝固定于輸入軸I的另一端部外周而與該輸入軸I可一體旋轉(zhuǎn)，一端側(cè)(圖6中的下端部側(cè))在所述磁性部件20的徑向上與該磁性部件20對(duì)置且相互分離(不直接連接)；形成為大致圓環(huán)狀的一對(duì)第一、第二集磁環(huán)51，52，其在這些磁軛部件31，32的另一端側(cè)(圖6中的上端部側(cè))被收納配置于形成在該兩磁軛部件31，32之間的徑向間隙間，將向該兩磁軛部件31，32的另一端側(cè)泄漏的所述磁性部件20產(chǎn)生的磁場(chǎng)(磁通量)聚集在規(guī)定的范圍內(nèi)；一對(duì)磁力計(jì)60，60，隔著規(guī)定的間隙即氣隙收納配置在這兩個(gè)集磁環(huán)51，52之間，檢測(cè)通過該兩集磁環(huán)51，52之間的所述磁通量。
[0046]如圖7、圖10及圖11所示，所述磁性部件20由樹脂材料和磁性材料的復(fù)合材料形成為圓環(huán)狀的磁體即永久磁鐵21以及由金屬材料形成為大致圓筒狀且將永久磁鐵21向第一輸出軸3固定的套筒23利用在該二者21，21之間填充的由樹脂材料構(gòu)成的填充材料22 —體地塑模成型，通過對(duì)外嵌于大徑部3b的套筒23的固定部即錐狀前端部23a沿周向進(jìn)行激光焊接，經(jīng)由該套筒23，將磁性部件20固定于第一輸出軸3的外周，其中大徑部30b在第一輸出軸3的一端部外周擴(kuò)徑形成為臺(tái)階狀。
[0047]更具體而言，所述永久磁鐵21沿周向交替配置有多個(gè)(在本實(shí)施方式中各八極，共十六極)不同的磁極(N極、S極)，其外周面21a構(gòu)成為平坦?fàn)睿谄鋬?nèi)周面21b上的周向90度等間隔的位置，切開形成有四個(gè)卡合槽24，該卡合槽24沿軸向貫通，形成為截面呈大致矩形凹狀。
[0048]需要說明的是，該永久磁鐵21的內(nèi)徑設(shè)定為至少比該永久磁鐵21的冷收縮量大，從而能夠避免在該永久磁鐵21冷收縮時(shí)，基于因與該第一輸出軸3壓接而產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力所產(chǎn)生的該永久磁鐵21的磁場(chǎng)特性的變化。
[0049]所述套筒23例如由不銹鋼或鋁這樣的非磁性金屬材料成型為薄壁狀，由設(shè)置成與所述大徑部3b可嵌合的圓筒狀套筒主體25、具有四個(gè)從該套筒主體25的基端(與永久磁鐵21接近側(cè)的端部)沿徑向彼此獨(dú)立地延伸而支承永久磁鐵21的支承面26a的作為軸向位置限制部的凸緣部即支承部26、四個(gè)在該各支承部26的周向間沿軸向延伸且通過與各永久磁鐵的各卡合槽24卡合來限制永久磁鐵21的徑向位置偏移的徑向位置限制部即卡合突起27構(gòu)成。
[0050]在此，所述各支承部26分別設(shè)定為沿周向具有較大的周向?qū)挾?，設(shè)定成與永久磁鐵21具有同等的徑向?qū)挾龋眠@樣的規(guī)定的尺寸結(jié)構(gòu)，能夠穩(wěn)定地支承永久磁鐵21。
[0051]所述各卡合突起27在各支承部26的周向間大致中間位置，以與鄰接的支承部26之間具有規(guī)定的周向間隙Cl (參照?qǐng)D12)的方式配置，并且以從套筒主體25的基端向徑向外側(cè)偏離的方式立設(shè)為縱截面呈大致L形，由通過從該套筒主體25的基端向徑向外側(cè)水平狀地延伸而支承后述卡合部29使其可彈性變形的彈性基部28以及從該彈性基部28的前端呈彎曲狀地立設(shè)且通過嵌插于各卡合槽24而與該各卡合槽24卡合的卡合部29構(gòu)成。需要說明的是，該各卡合突起27通過如前所述由薄壁的金屬材料形成，能夠以所述彈性基部28的基端部為支點(diǎn)比較容易地彈性變形。
[0052]另外，如圖12所示，作為所述各卡合突起27與所述各卡合槽24的尺寸關(guān)系，在徑向上該二者24，27之間形成有規(guī)定的徑向間隙C2。即，該徑向間隙C2設(shè)定為至少比永久磁鐵21的冷收縮量大，由此，能夠避免在永久磁鐵21冷收縮時(shí)，基于與卡合突起27壓接而產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力所產(chǎn)生的磁場(chǎng)特性的變化。需要說明的是，此時(shí)，該各卡合突起27因?yàn)槿缟纤鼍哂辛己玫膹椥蕴匦?，所以即使在上述徑向間隙C2較小，由于永久磁鐵21的冷收縮而在該各卡合突起27上作用有按壓力的情況下，該按壓力由于上述彈性特性而被降低，從而能夠謀求抑制在永久磁鐵21中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力。
[0053]并且，在周向上，在所述各卡合突起27與所述各卡合槽24之間也形成有一對(duì)周向間隙C3，C3。即，該周向間隙C3，C3也設(shè)定為比永久磁鐵21的冷收縮量大，由此，與上述徑向間隙C2的情況同樣地，能夠避免基于永久磁鐵21的內(nèi)部應(yīng)力所產(chǎn)生的磁場(chǎng)特性的變化。
[0054]另外，在本實(shí)施方式中，因?yàn)閷?duì)具有十六個(gè)磁極的永久磁鐵21沿周向等間隔地配置有四個(gè)卡合突起27，即在N，S四個(gè)磁極間配置一個(gè)卡合突起27，所以能夠謀求使永久磁鐵21中各卡合突起27的影響均勻化，從而還能夠避免磁場(chǎng)不平衡的問題。
[0055]所述填充材料22由楊氏模量比永久磁鐵21小的規(guī)定樹脂材料形成，如圖10、圖11所示，其被填充(形成)為縱截面呈3形，由內(nèi)周覆蓋部22a、上方覆蓋部22b及下方覆蓋部22b構(gòu)成，從而覆蓋永久磁鐵21的內(nèi)周面?zhèn)燃吧舷卤砻鎮(zhèn)鹊拇笾抡w。該填充材料22以包含所述兩周向間隙Cl，C3而橫跨永久磁鐵21和卡合突起27的方式填充該二者21，27之間的凹凸，并且設(shè)置成與該二者21，27緊貼。
[0056]具體而言，在從如圖7所示的狀態(tài)以使各卡合部29與各卡合槽24卡合的方式將永久磁鐵21載置在套筒主體25的支承部26上之后，將該組裝體21a(參照?qǐng)D8)設(shè)置在未圖示的成型模具內(nèi)，在向該成型模具內(nèi)填充填充材料22之后，將其冷卻固化，從而如圖10所示成型為所述組裝體21a被填充材料22包圍而成的所述磁性部件20。需要說明的是，在使用該填充材料22塑模成型的磁性部件20頂部的填充材料22的正面以與各卡合槽24對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置的四個(gè)凹部30在所述成型模內(nèi)通過經(jīng)由所述各卡合槽24定位固定所述組裝體21a而形成。
[0057]如圖2?圖6所示，所述第一磁軛部件31由多個(gè)第一爪部41和第一圓環(huán)部43構(gòu)成，該第一爪部41形成為一端側(cè)直徑較大而另一端側(cè)直徑較小的縱截面為曲柄狀的形狀，在一端側(cè)向徑向外側(cè)擴(kuò)徑而縱截面大致呈倒L形，且在磁性部件20的外周區(qū)域，多個(gè)第一爪部41以隔開規(guī)定周向間隔的方式排列在所述轉(zhuǎn)向軸(旋轉(zhuǎn)軸Z)的同心圓上；該第一圓環(huán)部43在另一端側(cè)沿所述旋轉(zhuǎn)軸Z的周向形成為連續(xù)的圓環(huán)狀，通過與各所述第一爪部41的基部連接而將各該第一爪部41彼此相互連接。
[0058]所述第二磁軛部件32由多個(gè)第二爪部42和第二圓環(huán)部44構(gòu)成，該第二爪部42形成為一端側(cè)直徑較小而另一端側(cè)直徑較大的縱截面為曲柄狀的形狀，在一端側(cè)向徑向內(nèi)側(cè)縮徑而縱截面大致呈倒L形，且在磁性部件20的外周區(qū)域，在所述旋轉(zhuǎn)軸Z的同心圓上且各所述第一爪部41的周向之間，以隔開規(guī)定周向間隔的方式在與各該第一爪部41同一圓周上交替地排列；第二圓環(huán)部44在另一端側(cè)沿所述旋轉(zhuǎn)軸Z的周向形成為連續(xù)的圓環(huán)狀，通過與各所述第二爪部42的基部連接而將各該第二爪部42彼此相互連接。
[0059]而且，該第一磁軛部件31和第二磁軛部件32使鄰接的各所述爪部41，42彼此經(jīng)由由與所述磁性部件20相同的樹脂材料構(gòu)成的絕緣部33相結(jié)合，并且，經(jīng)由該絕緣部33在第一圓環(huán)部43的內(nèi)周側(cè)結(jié)合由規(guī)定的金屬材料形成為大致圓筒狀的套筒34，并經(jīng)由該套筒34固定于輸入軸I的外周，從而使得各所述第一爪部41和各所述第二爪部42在同一圓周上交替地整齊排列，并且，在第一圓環(huán)部43的外周側(cè)以分開對(duì)置的方式配置有第二圓環(huán)部44。作為此時(shí)具體的固定方法，與所述磁性部件20同樣，通過對(duì)套筒34的前端部34a沿周向進(jìn)行激光焊接，經(jīng)由所述套筒34固定于第一輸出軸3的外周，其中套筒34的前端部34a外嵌于在輸入軸I的另一端部外周擴(kuò)徑形成為臺(tái)階狀的大徑部la。
[0060]另外，所述第一、第二爪部41，42分別由第一、第二軸向延伸部41a，42a和第一、第二徑向延伸部41b，42b構(gòu)成，該第一、第二軸向延伸部41a，42a分別沿所述旋轉(zhuǎn)軸Z的軸向延伸且在徑向上與永久磁鐵21對(duì)置，該第一、第二徑向延伸部41b，42b從各該軸向延伸部41a, 42a以彎曲的方式沿所述旋轉(zhuǎn)軸Z的徑向延伸。而且，所述兩軸向延伸部41a, 42a設(shè)定為至少比永久磁鐵21的軸向長(zhǎng)度長(zhǎng)的軸向長(zhǎng)度，由該兩軸向延伸部41a，42a從徑向外側(cè)完全地包圍永久磁鐵21。
[0061]所述第一、第二集磁環(huán)51，52均構(gòu)成為周向有端的圓弧狀，以在超過180度的周向范圍包圍所述旋轉(zhuǎn)軸Z，并且，將第一集磁環(huán)51設(shè)在內(nèi)周側(cè)，而將第二集磁環(huán)52設(shè)在外周偵牝使該兩集磁環(huán)51，52在徑向上彼此重合，所述一對(duì)磁力計(jì)60，60收納配置于由在周向的一部分對(duì)置而形成的后述的第一、第二平坦部51a、52a形成的徑向間隙內(nèi)。
[0062]即，所述第一集磁環(huán)51形成為包圍320度左右的周向大范圍的大致圓環(huán)狀，并且，在沿周向被切斷而成的第一缺口部51b的相反側(cè)(點(diǎn)對(duì)稱的位置)設(shè)置有第一平坦部51a，該第一平坦部51a向徑向外側(cè)突出而形成為該位置的規(guī)定周向范圍的橫截面大致呈矩形狀，另一方面，所述第二集磁環(huán)52形成為包圍比所述第一集磁環(huán)51的包圍范圍窄的290度左右的周向范圍的大致圓環(huán)狀，并且，在沿周向被切斷而成的第二缺口部52b的相反側(cè)(點(diǎn)對(duì)稱的位置)設(shè)置有第二平坦部52a，該第二平坦部52a向徑向內(nèi)側(cè)擠壓而形成為使該位置的規(guī)定周向范圍呈平坦?fàn)睢?br> [0063]在此，如上所述，第一、第二集磁環(huán)51，52彼此形成為，配置于內(nèi)周側(cè)的第一集磁環(huán)51的第一缺口部51b的周向范圍變窄，而配置于外周側(cè)的第二集磁環(huán)52的第二缺口部52b的周向范圍變寬，從而這兩個(gè)集磁環(huán)51，52的周長(zhǎng)大致相等，由此該兩集磁環(huán)51，52間的磁阻被均勻化。
[0064]而且，所述第一、第二集磁環(huán)51，52經(jīng)由與所述磁性部件20及所述兩磁軛部件31，32相同的樹脂材料構(gòu)成的絕緣部53相互連接，并且經(jīng)由所述絕緣部53通過規(guī)定的固定方法(例如螺栓的緊固)被安裝固定于外殼主體11的大徑部11a，使得至少其軸向區(qū)域的一部分在所述兩圓環(huán)部43，44內(nèi)與該兩圓環(huán)部43，44在徑向上重合。
[0065]所述一對(duì)磁力計(jì)60，60均收納配置在所述第一、第二集磁環(huán)51，52之間的徑向間隙內(nèi)，由霍爾IC即檢測(cè)部61和連接端子62構(gòu)成，該檢測(cè)部61由被收納于該間隙內(nèi)部的霍爾元件檢測(cè)通過該兩集磁環(huán)51，52(所述兩平坦部51a、52a)之間的磁場(chǎng)(磁通)，該連接端子62用于將該檢測(cè)部61與配置于所述扭矩傳感器TS上方的控制基板63 (參照?qǐng)D2)連接。即，該磁力計(jì)60，60本身分別通過經(jīng)由各所述連接端子62，62與控制基板63連接而被固定，在所述兩集磁環(huán)51，52之間的徑向間隙內(nèi)，以隔開所述規(guī)定的氣隙的方式收納配置在各所述集磁環(huán)51，52 (各所述平坦部51a、52a)之間。該兩磁力計(jì)60，60利用所述霍爾元件的霍爾效果，由各所述檢測(cè)部61，61檢測(cè)通過所述兩集磁環(huán)51，52間的磁通密度，根據(jù)隨著該磁通密度變化的來自各所述檢測(cè)部61，61的輸出信號(hào)計(jì)算控制基板63的扭矩。
[0066]需要說明的是，如圖2所示，所述控制基板63經(jīng)由板對(duì)板(board to board)連接器64與ECU4(參照?qǐng)D1)連接，該板對(duì)板連接器64通過貫穿形成于外殼主體11的大徑部Ila側(cè)的窗孔Ilc被引入到該外殼主體11內(nèi)。
[0067]下面，基于圖1?圖6對(duì)本實(shí)施方式的所述扭矩傳感器TSl的作用及與之相伴的效果進(jìn)行說明。
[0068]在所述扭矩傳感器TSl中，當(dāng)在輸入軸I (所述兩軸1，3之間)上未作用轉(zhuǎn)向扭矩而所述轉(zhuǎn)向軸處于中立狀態(tài)時(shí)，永久磁鐵21的各極邊界位于第一、第二爪部41，42的周向正中間位置，該永久磁鐵21對(duì)各所述爪部41，42形成的磁阻相等。其結(jié)果是，由于在該永久磁鐵21中產(chǎn)生的磁場(chǎng)不會(huì)在第一、第二爪部42之間短路而向各所述圓環(huán)部43，44泄漏，因此，各所述磁力計(jì)60，60檢測(cè)不到該磁場(chǎng)的磁通量。
[0069]接著，在方向盤SW被轉(zhuǎn)向而對(duì)輸入軸I (所述兩軸1，3之間)作用了轉(zhuǎn)向扭矩的情況下，永久磁鐵21的各極邊界向第一、第二爪部41，42的周向一側(cè)偏離，永久磁鐵21對(duì)各所述爪部41，42產(chǎn)生的磁阻中所述極邊界所偏離的周向一側(cè)的磁阻變大。由此，產(chǎn)生于該永久磁鐵21的磁場(chǎng)向各所述圓環(huán)部43、44泄漏，經(jīng)過各該圓環(huán)部43、44流向鄰接的磁極。其結(jié)果是，在各所述集磁環(huán)51，52之間，磁通量從一側(cè)向另一側(cè)通過，各所述磁力計(jì)60，60檢測(cè)到該磁通密度，基于利用各該磁力計(jì)60，60的輸出信號(hào)運(yùn)算的轉(zhuǎn)向扭矩，ECU4運(yùn)算電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)向輔助扭矩。這時(shí)，基于通過各所述集磁環(huán)51，52之間的磁通量的方向，確定轉(zhuǎn)向方向及基于該轉(zhuǎn)向方向被賦予的所述轉(zhuǎn)向輔助扭矩的賦予方向。
[0070]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的扭矩傳感器TS1，利用由金屬材料構(gòu)成的套筒23的支承部26及卡合突起27以及第一磁軛部件31的爪部41 (徑向延伸部41b)，即使填充材料22老化或隨著溫度變化而破損，也能夠限制永久磁鐵21的軸向、徑向乃至周向(旋轉(zhuǎn)位置)的位置偏移。
[0071 ] 即，在本實(shí)施方式中，通過將永久磁鐵21載置在各支承部26上而使該各支承部26作為防止永久磁鐵21向鉛直下方移動(dòng)的止動(dòng)部發(fā)揮作用，其結(jié)果，能夠抑制填充材料22劣化等而導(dǎo)致的永久磁鐵21向鉛直下方側(cè)的移動(dòng)。
[0072]并且，此時(shí)，因?yàn)樗龈髦С胁?6設(shè)置成相對(duì)于套筒主體25向徑向外側(cè)延伸，所以能夠?qū)⑤d置其上的永久磁鐵21的外徑設(shè)定成較大，從而也能提高扭矩傳感器TSl的靈敏度。
[0073]并且，通過使各卡合突起27與各卡合槽24卡合，利用該兩者24，27的卡合，限制該二者24，27之間的徑向相對(duì)移動(dòng)，限制該兩者24，27之間的周向相對(duì)移動(dòng)(相對(duì)旋轉(zhuǎn))，其結(jié)果，能夠限制填充材料22劣化等而引起的永久磁鐵21向周向和徑向兩個(gè)方向的移動(dòng)。
[0074]需要說明的是，此時(shí)，在套筒23側(cè)設(shè)置有各卡合突起27，在永久磁鐵21側(cè)設(shè)置有各卡合槽24，從而與在永久磁鐵21側(cè)配置卡合突起的情況相比，能夠抑制該卡合突起的破損，也能提高扭矩傳感器TSl的耐久性。
[0075]除此之外，通過在磁性部件20的鉛直上方以與該磁性部件20較接近的方式配置第一磁軛部件31，從而能夠使該第一磁軛部件31的徑向延伸部41b作為防止永久磁鐵21向鉛直上方移動(dòng)的止動(dòng)部發(fā)揮作用，其結(jié)果，能夠限制填充材料22在劣化等而引起的永久磁鐵21向鉛直上方側(cè)的移動(dòng)。
[0076]另外，通過利用填充材料22進(jìn)行永久磁鐵21與套筒23的連接，能夠利用該填充材料22吸收所述二者21，23之間的楊氏模量的差，不僅如此，尤其是在本實(shí)施方式中，通過作為該填充材料22使用楊氏模量比永久磁鐵21小的樹脂材料，并且使該填充材料22構(gòu)成為以橫跨永久磁鐵21和套筒23的方式包含該二者21，23地進(jìn)行填充，能夠利用該填充材料22隨溫度變化的膨脹或收縮，提高永久磁鐵21與套筒23的結(jié)合力。
[0077]具體而言，填充材料22填充在永久磁鐵21與套筒23之間形成的間隙，例如所述徑向間隙C2及所述各周向間隙Cl，C3，從而在高溫時(shí)填充材料22在所述各間隙Cl，C2, C3內(nèi)膨脹的程度比永久磁鐵21更大，使該填充材料22以在所述二者21，23之間突出的方式與該二者21，23更加緊貼，其結(jié)果，能夠提高永久磁鐵21與套筒23之間的結(jié)合力。
[0078]另一方面，在低溫時(shí)，通過填充材料22的收縮程度比永久磁鐵21更小，從外側(cè)覆蓋永久磁鐵21的所述各覆蓋部22a，22，22c與該二者21，23更緊貼，從而從外側(cè)按壓永久磁鐵21和套筒23，其結(jié)果，即使在低溫時(shí)，也能夠提高該永久磁鐵21和套筒23的結(jié)合力。特別是，利用所述上方覆蓋部22b與下方覆蓋部22c的冷收縮，以?shī)A入所述二者21，23的方式施加作用，所以能夠更穩(wěn)定地維持永久磁鐵21的軸向位置。
[0079]另外，在本實(shí)施方式中，通過將各卡合槽24配置在永久磁鐵21的內(nèi)周部，并且將第一、第二磁軛部件31，32的各爪部41，42配置在永久磁鐵21的外周側(cè)，還能夠利用各卡合槽24抑制磁場(chǎng)特性變化的不良情況。
[0080]并且，通過使用非磁性材料形成套筒23，套筒23不會(huì)被永久磁鐵21的磁場(chǎng)磁化，通過設(shè)置該套筒23，也不必?fù)?dān)心磁場(chǎng)特性變化。
[0081]除此之外，在本實(shí)施方式中，因?yàn)楣潭ㄓ写判圆考?0(永久磁鐵21)的第一輸出軸3使用磁性材料形成，所以在永久磁鐵21的內(nèi)周側(cè)也配置有磁性體，從而還能夠提高該永久磁鐵21的磁導(dǎo)率。另一方面，因?yàn)橛糜谂ぞ貦z測(cè)的第一、第二爪部41，42配置在相對(duì)于磁性體即第一輸出軸3較遠(yuǎn)地分開的永久磁鐵21的外周側(cè)，所以能夠?qū)⒁虻谝惠敵鲚S3由磁性材料形成而對(duì)扭矩檢測(cè)精度產(chǎn)生的影響降低到最小。
[0082]圖13表示本發(fā)明扭矩傳感器的所述第一實(shí)施方式的第一變形例，擴(kuò)大了所述各卡合突起27的徑向偏移量。
[0083]即，在本變形例中，所述各卡合槽24從下方呈方孔狀穿設(shè)永久磁鐵21的徑向中間部，從而永久磁鐵21的內(nèi)外周面21a, 21b均形成為平坦?fàn)睢?br> [0084]因此，在本變形例的情況下，也同樣地不會(huì)因?yàn)樗龈骺ê喜?4及與其卡合的所述各卡合突起27面向永久磁鐵21的外周面21a而與第一、第二磁軛部件31，32的爪部41，42對(duì)置，所以盡管在加工作業(yè)效率方面不如所述第一實(shí)施方式，但是能夠得到與該第一實(shí)施方式相同的作用效果。
[0085]另外，特別是在本實(shí)施方式中，通過使所述各卡合槽24形成為袋狀，能夠提高所述徑向間隙C2及周向間隙C3內(nèi)的所述熱膨脹效果，從而能夠進(jìn)一步謀求提高高溫時(shí)永久磁鐵21與套筒23的結(jié)合力。
[0086]圖14表示本發(fā)明扭矩傳感器的所述第一實(shí)施方式的第二變形例，所述各卡合突起27在徑向上的偏移量比所述第一變形例更加擴(kuò)大。
[0087]即，在本變形例中，在所述永久磁鐵21的外周面21a穿設(shè)有所述各卡合槽24，使所述各彈性基部28延長(zhǎng)，從而構(gòu)成為所述各卡合部29從永久磁鐵21的內(nèi)周側(cè)向該各卡合槽24內(nèi)嵌插。
[0088]因此，在本變形例的情況下，也同樣地能夠消除所述各卡合槽24及與其卡合的所述各卡合突起27面向永久磁鐵21的外周面21a而與第一、第二磁軛部件31，32的爪部41，42相對(duì)所帶來的對(duì)磁場(chǎng)的影響，能夠得到與所述第一實(shí)施方式相同的作用效果。
[0089]圖15表示本發(fā)明扭矩傳感器的第一實(shí)施方式的第三變形例，改變了所述第一實(shí)施方式的填充材料22的結(jié)構(gòu)。
[0090]S卩，相對(duì)于利用所述填充材料22覆蓋永久磁鐵21的內(nèi)周側(cè)的所述第一實(shí)施方式，在本實(shí)施方式中，利用填充材料22覆蓋永久磁鐵21的外周側(cè)，該填充材料22由上方覆蓋部22b、下方覆蓋部22c及外周覆蓋部22d構(gòu)成。
[0091]這樣，即使在利用填充材料22覆蓋永久磁鐵21的外周側(cè)的情況下，也能夠得到與所述第一實(shí)施方向相同的作用效果。
[0092]圖16表示本發(fā)明扭矩傳感器第一實(shí)施方式的第四變形例，改變了所述第一實(shí)施方式的填充材料22的結(jié)構(gòu)。
[0093]S卩，在本實(shí)施方式中，廢棄了所述第一實(shí)施方式的填充材料22的上方覆蓋部22b，取而代之，在永久磁鐵21的內(nèi)周面21b切開形成沿周向連續(xù)的周向槽21c，通過包含該周向槽21c在內(nèi)填充填充材料22而作為內(nèi)周覆蓋部22a構(gòu)成。
[0094]利用所述結(jié)構(gòu)，在穩(wěn)定地保持永久磁鐵21的這方面，能夠得到與所述第一實(shí)施方式相同的作用效果，在隨溫度變化的填充材料22的膨脹或收縮的觀點(diǎn)來看，還能夠在高溫時(shí)使所述周向槽21c內(nèi)的填充材料22熱膨脹而提高所述永久磁鐵21與套筒23的結(jié)合力，另一方面，在低溫時(shí)，能夠提高填充于所述周向槽21c內(nèi)的槽內(nèi)充填部22e與下方覆蓋部22c的冷收縮作用所帶來的所述永久磁鐵21與套筒23的結(jié)合力。
[0095]〔第二實(shí)施方式〕
[0096]圖17?圖19表示本發(fā)明扭矩傳感器的第二實(shí)施方式。需要說明的是，在本實(shí)施方式中，扭矩傳感器及使用該扭矩傳感器的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的基本結(jié)構(gòu)與所述第一實(shí)施方式相同，對(duì)與所述第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號(hào)并省略其具體說明。
[0097]作為本實(shí)施方式的扭矩傳感器的適用對(duì)象的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置與所述第一實(shí)施方式不同，所述軸承BRl由滾珠軸承構(gòu)成，并且，該軸承BRl利用螺紋連接于外殼主體11的大徑部Ila的內(nèi)周的鎖緊螺母14固定，在該鎖緊螺母14的內(nèi)周側(cè)收納配置有本實(shí)施方式的扭矩傳感器TS2。
[0098]并且，所述扭矩傳感器TS2與所述第一實(shí)施方式的扭矩傳感器TSl相反地，所述套筒23的支承部26及卡合突起27均從套筒主體25的基端向徑向內(nèi)側(cè)延伸，構(gòu)成為所述永久磁鐵21的直徑比套筒主體25的直徑小。
[0099]即，本實(shí)施方式的支承部26構(gòu)成為向徑向內(nèi)側(cè)縮徑成臺(tái)階狀，從套筒主體25的基端向徑向內(nèi)側(cè)延伸，由與大徑部3b的端面抵接的第一支承部71、從該第一支承部71向鉛直方向上側(cè)立設(shè)的基部72、從該基部72的前端向徑向內(nèi)側(cè)延伸且直接支承永久磁鐵21的作為凸緣的第二支承部73構(gòu)成，在構(gòu)成于所述第二支承部73的上表面的平坦?fàn)畹闹С忻?3a上載置有永久磁鐵21。
[0100]因此，根據(jù)本實(shí)施方式，使所述套筒23的支承部26構(gòu)成為從套筒主體25的基端向徑向內(nèi)側(cè)延伸，從而能夠?qū)崿F(xiàn)扭矩傳感器TS2的徑向尺寸的小型化，能夠提高向所述動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置等該扭矩傳感器TS2的適用對(duì)象的搭載性及該適用對(duì)象自身的小型化等。
[0101]另外，所述支承部26以利用基部72使永久磁鐵21的支承部(第二支承部73)使底部從套筒主體25提高的方式構(gòu)成，通過底部提高，可以使所述樹脂材料22的下方覆蓋部22c也進(jìn)入永久磁鐵21與套筒主體25之間的第二支承部73的下側(cè)。這樣，通過在軸向上使樹脂材料22的一部分與第二支承部73卡合，能夠更穩(wěn)固地使永久磁鐵21與套筒23結(jié)合，從而也能夠謀求提尚永久磁鐵21的保持性。
[0102]圖20、圖21表示本發(fā)明扭矩傳感器的所述第二實(shí)施方式的第一變形例，廢棄了所述第二實(shí)施方式的各卡合突起27，使該各卡合突起27的功能包含在各支承部26中。
[0103]即，在本變形例中，在所述各支承部26中基部72與第二支承部73 —體構(gòu)成，并且，該第二支承部73形成為向基端側(cè)逐漸擴(kuò)徑的大致圓錐形。并且，伴隨該第二支承部72的構(gòu)成，在所述永久磁鐵21的下端部?jī)?nèi)周緣切開形成有各卡合槽24，該各卡合槽24形成為比各第二支承部72的高度尺寸淺且構(gòu)成為能夠與該各第二支承部26卡合。
[0104]這樣，通過使所述各第二支承部73構(gòu)成為圓錐狀，能夠使用由該各第二支承部73的外側(cè)面構(gòu)成的各支承面73a，限制永久磁鐵21相對(duì)于套筒23的軸向(鉛直下方)及徑向的相對(duì)移動(dòng)，并且，能夠利用該第二支承部73的周向側(cè)面，限制永久磁鐵21相對(duì)于套筒23的周向相對(duì)移動(dòng)。由此，能夠謀求簡(jiǎn)化套筒23的結(jié)構(gòu)，在第二實(shí)施方式的作用效果的基礎(chǔ)上，還能實(shí)現(xiàn)扭矩傳感器TS2的生產(chǎn)性提高及成本降低。
[0105]并且，通過使所述各第二支承部73形成為圓錐狀，在填充材料22劣化等時(shí)，能夠利用該圓錐狀的支承面73a對(duì)永久磁鐵21進(jìn)行定心(調(diào)芯)，從而也能夠確保該永久磁鐵21的同軸性。
[0106]圖22、圖23表示本發(fā)明扭矩傳感器的所述第二實(shí)施方式的第二變形例，廢棄了所述第二實(shí)施方式的各卡合突起27，使該各卡合突起27的功能包含在各支承部26中。
[0107]即，在本變形例中，使與所述各卡合突起27 —體化而成支承部26通過與凹狀的卡合槽24卡合而構(gòu)成，該卡合槽24在永久磁鐵21的下端面的徑向中間部沿周向以圓弧狀切口而形成。
[0108]這樣，在永久磁鐵21的下端面設(shè)置所述凹狀的各卡合槽24，使該各卡合槽24與各第二支承部73卡合，也能夠利用配置在該下端側(cè)的第二支承部73的支承面73a，限制永久磁鐵21相對(duì)于套筒23的鉛直下方側(cè)的相對(duì)移動(dòng)，并且能夠通過該第二支承部73與凹狀卡合槽24內(nèi)的卡合，限制永久磁鐵21相對(duì)于套筒23的徑向及周向的相對(duì)移動(dòng)。因此，根據(jù)本變形例，也能夠與所述第一變形例同樣地實(shí)現(xiàn)套筒23的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)扭矩傳感器TS2的生產(chǎn)性提高及成本降低。
[0109]本發(fā)明不限于所述實(shí)施方式等的結(jié)構(gòu)，例如與本發(fā)明特征無(wú)直接關(guān)系的所述各磁軛部件31，32及所述各集磁環(huán)51，52等的具體結(jié)構(gòu)自不用說，成為本發(fā)明特征的所述永久磁鐵21及所述套筒23這樣的具體結(jié)構(gòu)只要能夠起到所述本發(fā)明作用效果，能夠采用各種方式，可以根據(jù)適用扭傳感器的規(guī)格等自由變更。
[0110]符號(hào)說明
[0111]I輸入軸(第一軸部件)
[0112]2 扭桿
[0113]3第一輸出軸(第二軸部件)
[0114]20磁性部件
[0115]21永久磁鐵(磁體)
[0116]22填充材料
[0117]23 套筒
[0118]23a錐狀前端部(固定部)
[0119]25套筒主體
[0120]26支承部(軸向位置限制部)
[0121]26a支承面
[0122]27卡合突起(徑方向位置限制部)
[0123]31第一磁軛部件
[0124]32第二磁軛部件
[0125]41第一爪部
[0126]42第二爪部
[0127]43第一圓環(huán)部
[0128]44第二圓環(huán)部
[0129]60磁力計(jì)
[0130]TSl, TS2扭矩傳感器
[0131]Z旋轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸)
【權(quán)利要求】
1.一種扭矩傳感器，其特征在于，檢測(cè)在旋轉(zhuǎn)部件中產(chǎn)生的扭矩，該旋轉(zhuǎn)部件由金屬材料形成的通過扭桿被連接的第一軸部件和第二軸部件構(gòu)成，該扭矩傳感器包括: 金屬材料形成的套筒，其由以包圍所述第一軸部件的方式形成為圓環(huán)狀或圓弧狀的套筒主體、設(shè)置于所述套筒主體將該套筒主體固定于所述第一軸部件的固定部、設(shè)置于所述套筒主體且具有使用狀態(tài)下面向鉛直方向上側(cè)的支承面的軸向位置限制部、設(shè)置于所述套筒主體且向所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的徑向位置限制部構(gòu)成； 磁體，其由樹脂材料和磁性材料的復(fù)合材料形成為包圍所述第一軸部件的圓環(huán)狀，并且沿周向交替配置有不同的磁極，該磁體被配置在所述支承面上而限制所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸向位置，并且被所述徑向位置限制部限制該磁體的徑向位置； 填充材料，其以與所述磁體和所述徑向位置限制部二者緊貼的方式設(shè)置，由楊氏模量比所述磁體小的樹脂材料形成； 第一磁軛部件，其由磁性材料形成，具有多個(gè)第一爪部和將各該第一爪部彼此連接的第一圓環(huán)部，在該第二軸部件上該第一磁軛部件被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個(gè)該第一爪部被配置為與所述磁體對(duì)置； 第二磁軛部件，其由磁性材料形成，具有多個(gè)第二爪部和將各該第二爪部彼此連接的第二圓環(huán)部，在該第二軸部件上該第二磁軛部件被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個(gè)該第二爪部被配置為以在各所述第一爪部的周向之間交替地排列的方式與所述磁體對(duì)置； 磁力計(jì)，其具有霍爾元件，該霍爾元件檢測(cè)在所述第一磁軛部件和所述第二磁軛部件之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化； 該扭矩傳感器基于所述磁力計(jì)的輸出信號(hào)檢測(cè)在所述旋轉(zhuǎn)部件中產(chǎn)生的扭矩。
2.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述軸向位置限制部由所述套筒主體的向徑向內(nèi)側(cè)或徑向外側(cè)延伸的凸緣部構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述凸緣部向所述套筒主體的徑向內(nèi)側(cè)延伸。
4.如權(quán)利要求3所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述軸向位置限制部具有基部，該基部設(shè)置成從所述套筒主體向鉛直方向上側(cè)延伸； 所述支承面向比所述基部靠近徑向內(nèi)側(cè)的位置延伸； 所述填充材料填充在所述墊圈主體與所述磁體之間。
5.如權(quán)利要求2所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述凸緣部向所述套筒主體的徑向外側(cè)延伸。
6.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述磁體具有向其表面開口的凹狀的卡合部， 所述徑向位置限制部與所述卡合部卡合， 所述樹脂材料包圍所述徑向位置限制部并且填充在所述卡合部?jī)?nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述卡合部設(shè)置在所述磁體的內(nèi)周偵U， 在所述徑向位置限制部與所述卡合部之間設(shè)置有規(guī)定的徑向間隙， 所述徑向間隙設(shè)定為即使在伴隨所述磁體的冷卻而收縮時(shí)也不產(chǎn)生來自所述徑向位置限制部的按壓所導(dǎo)致的內(nèi)部應(yīng)力的程度。
8.如權(quán)利要求7所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述徑向位置限制部具有彈性特性。
9.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述填充材料填充在形成于所述套筒與所述磁體之間的間隙內(nèi)，具有比所述磁體的線膨脹系數(shù)大的線膨脹系數(shù)。
10.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述徑向位置限制部配置在所述磁體的徑向內(nèi)側(cè)， 所述填充材料設(shè)置在所述磁體與所述徑向位置限制部的徑向內(nèi)側(cè)。
11.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述填充材料具有大致3形的截面，在與該3形的截面之間夾持所述套筒與所述磁體。
12.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述套筒由非磁性材料形成。
13.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述凸緣部在所述徑向位置限制部的周向兩側(cè)以規(guī)定距離分開配置， 所述填充材料以沿周向橫跨所述徑向位置限制部的方式填充在設(shè)置于該徑向位置限制部的周向兩側(cè)的所述凸緣部之間。
14.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述徑向位置限制部在周向上等間隔地設(shè)置有多個(gè)。
15.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述第一磁軛部件或所述第二磁軛部件以限制所述磁體向鉛直方向上側(cè)的移動(dòng)的方式配置。
16.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述第一軸部件由磁性材料構(gòu)成， 所述第一爪部和所述第二爪部配置在所述磁體的外周側(cè)。
17.—種扭矩傳感器，其特征在于，檢測(cè)在旋轉(zhuǎn)部件中產(chǎn)生的扭矩，該旋轉(zhuǎn)部件由金屬材料形成的通過扭桿被連接的第一軸部件和第二軸部件構(gòu)成，該扭矩傳感器包括: 磁體，其由樹脂材料和磁性材料的復(fù)合材料以包圍所述第一軸部件的方式形成為圓環(huán)狀，并且沿周向交替配置有不同的磁極； 金屬材料形成的套筒，其由以包圍所述第一軸部件的方式形成為圓環(huán)狀或圓弧狀的套筒主體、設(shè)置于所述套筒主體將該套筒主體固定于所述第一軸部件的固定部、限制所述磁體的軸向及徑向位置的位置限制部構(gòu)成； 第一磁軛部件，其由磁性材料形成，具有多個(gè)第一爪部和將各該第一爪部彼此連接的第一圓環(huán)部，在該第二軸部件上該第一磁軛部件被設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個(gè)該第一爪部被配置為與所述磁體對(duì)置； 第二磁軛部件，其由磁性材料形成，具有多個(gè)第二爪部和將各該第二爪部彼此連接的第二圓環(huán)部，在該第二軸部件上該被第二磁軛部件設(shè)置為與所述第二軸部件一體旋轉(zhuǎn)，多個(gè)該第二爪部被配置為以在各所述第一爪部的周向之間交替地排列的方式與所述磁體對(duì)置； 填充材料，其以與所述磁體和所述套筒的二者緊貼的方式設(shè)置，由楊氏模量比所述磁體小的樹脂材料形成； 磁力計(jì)，其具有霍爾元件，該霍爾元件檢測(cè)在所述第一磁軛部件和所述第二磁軛部件之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化； 該扭矩傳感器基于所述磁力計(jì)的輸出信號(hào)檢測(cè)在所述旋轉(zhuǎn)部件中產(chǎn)生的扭矩。
18.如權(quán)利要求17所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述位置限制部設(shè)置于所述套筒主體且具有與所述磁體抵接的抵接面， 所述抵接面由向軸向一側(cè)擴(kuò)徑的錐面構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求17所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述磁鐵具有向其鉛直方向下側(cè)開口的凹狀的卡合部， 所述位置限制部與所述卡合部卡合。
【文檔編號(hào)】B62D5/04GK104520686SQ201380041408
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月18日
【發(fā)明者】吉田治, 丸山辰義 申請(qǐng)人:日立汽車系統(tǒng)轉(zhuǎn)向器株式會(huì)社