傳感器單元和包括該傳感器單元的磁收集器模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本公開涉及傳感器單元和包括該傳感器單元的磁收集器模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]已知包括霍爾集成電路(HallIC)的傳感器單元，其中，霍爾集成電路具有用于感測磁通量的感測元件。例如，JP5067676B2(對應(yīng)于US 2011/0221432 Al)公開了一種具有兩個霍爾集成電路的傳感器單元?；魻柤呻娐分械囊粋€霍爾集成電路布置在傳感器單元的電路板的前表面處，并且霍爾集成電路中的另一霍爾集成電路布置在電路板的后表面處。
[0003]在JP5067676B2(對應(yīng)于US 2011/0221432 Al)中，由于霍爾集成電路分別安裝至電路板的前表面和后表面，因此，需要執(zhí)行兩次回流工藝。
[0004]在兩個集成電路如小外形封裝(SOP)式集成電路一一所述兩個集成電路中的每個集成電路在該集成電路的兩個側(cè)部中的每個側(cè)部處均具有端子一一布置成在電路板的共用表面上彼此相鄰的情況下，在集成電路之間將存在引腳至引腳短路的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開是根據(jù)以上觀點做出的。本公開的目的在于提供一種有效地限制引腳至引腳短路的傳感器單元。本公開的另一目的在于提供一種包括這種傳感器單元的磁收集器模塊。
[0006]根據(jù)本公開，提供了一種包括電路板和多個磁傳感器的傳感器單元。所述多個磁傳感器中的每個磁傳感器均包括磁感測元件、包封部、主級端子組以及次級端子組。磁感測元件感測磁場。包封部包封磁感測元件。主級端子組包括從包封部的主級端子形成部突出的多個端子。主級端子形成部為包封部的一個側(cè)部。次級端子組包括從包封部的次級端子形成部突出的多個端子。次級端子形成部為包封部的與該包封部的主級端子形成部相反的相反側(cè)部。電路板具有安裝所述多個磁傳感器的共用表面。沿共同的方向定向且并排地設(shè)置的所述多個磁傳感器中的相鄰兩個磁傳感器設(shè)置成使得所述多個磁傳感器中的所述相鄰兩個磁傳感器中的一個磁傳感器的次級端子組與所述多個磁傳感器中的所述相鄰兩個磁傳感器中的另一磁傳感器的主級端子組相對。所述多個磁傳感器中的每個磁傳感器的主級端子組的所述多個端子包括用于輸出基于磁傳感器的磁感測元件的測得值產(chǎn)生的輸出信號的主級輸出端子。所述多個磁傳感器中的每個磁傳感器的次級端子組的所述多個端子包括用于輸出該輸出信號的次級輸出端子。主級輸出端子和次級輸出端子布置成關(guān)于居中定位在所述多個磁傳感器中的每個磁傳感器中的主級端子形成部與次級端子形成部之間的中心線彼此不對稱。
[0007]根據(jù)本公開，還提供了一種包括傳感器單元、一對磁收集環(huán)、屏蔽構(gòu)件以及保持構(gòu)件的磁收集器模塊。所述一對磁收集環(huán)中的每個磁收集環(huán)均包括一個或更多個磁收集部。所述多個磁傳感器中的每個磁傳感器均保持在所述一對磁收集環(huán)中的一個磁收集環(huán)的所述一個或更多個磁收集部中的對應(yīng)的一個磁收集部與所述一對磁收集環(huán)中的另一磁收集環(huán)的所述一個或更多個磁收集部中的對應(yīng)的一個磁收集部之間。屏蔽構(gòu)件屏蔽從外側(cè)施加的磁力。保持構(gòu)件保持所述一對磁收集環(huán)以及傳感器單元。
【附圖說明】
[0008]文中描述的附圖僅出于說明的目的，并且不意在以任何方式限制本公開的范圍。
[0009]圖1是示出了根據(jù)本公開的實施方式的電動轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0010]圖2是根據(jù)本公開的實施方式的扭矩傳感器的立體分解圖；
[0011]圖3是用于描述根據(jù)本公開的實施方式的多極磁體、磁軛以及磁收集器模塊之間的位置關(guān)系的分解立體圖；
[0012]圖4是根據(jù)本公開的實施方式的磁收集器模塊的立體圖；
[0013]圖5是根據(jù)本公開的實施方式的磁收集器模塊的側(cè)視圖；
[0014]圖6是沿圖5中的箭頭VI的方向截取的視圖；
[0015]圖7是根據(jù)本公開的實施方式的磁收集器模塊的分解立體圖；
[0016]圖8是用于描述根據(jù)本公開的實施方式的磁收集部與傳感器單元之間的位置關(guān)系的平面圖；
[0017]圖9是示出了根據(jù)本公開的實施方式的傳感器單元和電路板保持構(gòu)件的分解立體圖；
[0018]圖10是示出了傳感器單元的安裝本實施方式的磁傳感器的側(cè)部的平面圖；
[0019]圖11是示出了根據(jù)本公開的實施方式的傳感器單元的沒有安裝磁傳感器的相反側(cè)部的平面圖；
[0020]圖12是示出了根據(jù)本公開的實施方式的磁傳感器的平面圖；
[0021]圖13是示出了根據(jù)本公開的實施方式的電路的框圖；
[0022]圖14A和圖14B是用于描述根據(jù)本公開的實施方式的主信號和副信號的曲線圖；以及
[0023]圖15是示出了比較性示例情況的磁傳感器的平面圖。
【具體實施方式】
[0024]將參照附圖對根據(jù)本公開的傳感器單元和利用該傳感器單元的磁通量收集模塊進(jìn)行描述。
[0025]圖1至圖13示出了根據(jù)本公開的實施方式的傳感器單元和利用該傳感單元的磁通量收集模塊。
[0026]如圖1中所示，利用了磁通量收集模塊(參見圖4)的扭矩傳感器10被應(yīng)用于電動轉(zhuǎn)向裝置80，電動轉(zhuǎn)向裝置80輔助車輛駕駛員的轉(zhuǎn)向操作以使車輛的方向盤轉(zhuǎn)向。
[0027]圖1示出了包括電動轉(zhuǎn)向裝置80的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)90的整體結(jié)構(gòu)。方向盤91連接至轉(zhuǎn)向軸92。
[0028]轉(zhuǎn)向軸92包括用作第一軸的輸入軸11和用作第二軸的輸出軸12。輸入軸11連接至方向盤91。對施加至轉(zhuǎn)向軸92的扭矩進(jìn)行感測的扭矩傳感器10設(shè)置在輸入軸11與輸出軸12之間。在輸出軸12的與輸入軸11相反的端部處安裝有小齒輪96。小齒輪96與齒條軸97嚙合。兩個驅(qū)動輪98通過例如系桿分別可旋轉(zhuǎn)地連接至齒條軸97的兩個相反的端部。
[0029]因此，當(dāng)車輛的駕駛員旋轉(zhuǎn)方向盤91時，連接至方向盤91的轉(zhuǎn)向軸92旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向軸92的旋轉(zhuǎn)通過小齒輪96轉(zhuǎn)換成齒條軸97的線性運動，使得輪98轉(zhuǎn)向了與齒條軸97的移位量對應(yīng)的角度。
[0030]電動轉(zhuǎn)向裝置80包括電動馬達(dá)81、減速齒輪82以及控制裝置(下文中稱為E⑶)85。在圖1中，馬達(dá)81與E⑶85彼此分開。替代性地，馬達(dá)81與E⑶85可一體地形成。
[0031]減速齒輪82使從馬達(dá)81傳遞的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度減小并將減小的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)輸出至轉(zhuǎn)向軸92。也就是說，本實施方式的電動轉(zhuǎn)向裝置80被稱為柱輔助動力轉(zhuǎn)向裝置。替代性地，電動轉(zhuǎn)向裝置80可形成為將馬達(dá)81的旋轉(zhuǎn)傳遞至齒條軸97的齒條輔助動力轉(zhuǎn)向裝置。
[0032]E⑶85接收從傳感器單元40輸出的輸出信號。E⑶85基于以該輸出信號為基礎(chǔ)計算的輪轉(zhuǎn)向扭矩來驅(qū)動馬達(dá)8UE⑶85基于輸出信號感測傳感器單元40的異常。稍后將對ECU 85的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。
[0033]如圖2和圖3中所示，扭矩傳感器1包括輸入軸11、輸出軸12、扭桿13、多極磁體15、磁軛16以及磁收集器模塊20。在圖2中，為了簡明起見，省略了稍后將描述的軛保持構(gòu)件19、磁收集環(huán)保持構(gòu)件25以及電路板持構(gòu)件31。
[0034]扭桿13的一個端部通過銷14固定至輸入軸11，并且扭桿13的另一端部通過另一銷14固定至輸出軸12。扭桿13連接在輸入軸11與輸出軸12之間，使得輸入軸11、扭桿13以及輸出軸12沿著旋轉(zhuǎn)軸線O同軸地布置。扭桿13為構(gòu)造成棒形式的彈性構(gòu)件。扭桿13將施加至轉(zhuǎn)向軸92的轉(zhuǎn)向扭矩轉(zhuǎn)換成扭桿13中的扭轉(zhuǎn)位移。
[0035]多極磁體15構(gòu)造成圓筒形管狀形式并且固定至輸入軸11。多極磁體15被磁化成具有多個N極和多個S極，所述多個N極和所述多個S極沿周向方向一個接著另一個交替地設(shè)置。在本實施方式中，N極的總數(shù)是十二個，并且S極的總數(shù)是十二個。因此，在本實施方式中，多極磁體15的所有磁極的總數(shù)是二十四個。然而，磁極的總數(shù)不限于該數(shù)目并且可被改變成任何適當(dāng)?shù)臄?shù)目。
[0036]磁軛16通過由非磁性材料如樹脂制成的軛保持構(gòu)件19保持。磁軛16在通過多極磁體15產(chǎn)生的磁場中形成磁路。在本實施方式中，磁軛16注塑模制到軛保持構(gòu)件19中。
[0037]磁軛16包括第一軛17和第二軛18。第一軛17布置在輸入軸11側(cè)，并且第二軛18布置在輸出軸12側(cè)。第一軛17和第二軛18中的每一者均由軟磁性材料制成并且構(gòu)造成環(huán)形式。第一軛17和第二軛18布置在多極磁體15的徑向外側(cè)并且固定至輸出軸12。
[0038]第一軛17包括環(huán)部171和齒175。齒175沿著環(huán)部171的整個內(nèi)周緣一個接著另一個等間隔地布置。第二軛18包括環(huán)部181和齒185。齒185沿著環(huán)部181的整個內(nèi)周緣一個接著另一個等間隔地布置。
[0039 ]齒175、185的總數(shù)等于多極磁體15的極對的總數(shù)(本實施方式中為十二個)。齒175和齒185在圓周方向上一個接著另一個交替地設(shè)置，并且第一軛17與第二軛18彼此相對，同時在第一軛17與第二軛18之間設(shè)有氣隙。
[0040]在扭桿13中沒有產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)位移的狀態(tài)下，即在轉(zhuǎn)向扭矩沒有施加至轉(zhuǎn)向軸92的狀態(tài)下，齒175、185中的每個齒的中央均與位于多極磁體15的N極中的對應(yīng)一個N極與S極中的對應(yīng)一個S極之間的邊界一致。
[0041]如圖3至圖7中所示，磁收集器模塊20包括一對磁收集環(huán)(下文中稱為第一磁收集環(huán)和第二磁收集環(huán))21和22、磁收集環(huán)保持構(gòu)件25、屏蔽構(gòu)件26和27、電路板保持構(gòu)件31以及傳感器單元40。
[0042]磁收集環(huán)21、22位于磁軛16的徑向外側(cè)并且收集來自磁軛16的磁通量。第一磁收集環(huán)21布置在輸入軸11側(cè)，并且第二磁收集環(huán)22布置在輸出軸12側(cè)。第一磁收集環(huán)21和第二磁收集環(huán)22例如通過將第一磁收集環(huán)21和第二磁收集環(huán)22注塑模制到磁收集環(huán)保持構(gòu)件25中而由磁收集環(huán)保持構(gòu)件25保持。
[0043]第一磁收集環(huán)21由軟磁性材料制成并且包括環(huán)部211和兩個磁收集部215。環(huán)部211通常構(gòu)造成環(huán)形式(更具體地為C形形式)。磁收集部215從環(huán)部211徑向向外突出。與第一磁收集環(huán)21類似，第二磁收集環(huán)22由軟磁性材料制成并且包括環(huán)部221和兩個磁收集部225。環(huán)部221通常構(gòu)造成環(huán)形式(更具體地為C形形式)。磁收集部225從環(huán)部221徑向向外突出。在本實施方式中，第一磁收集環(huán)21與第二磁收集環(huán)22大致相同地構(gòu)造。
[0044]第一磁收集環(huán)21的磁收集部215中的一個磁收集部的相對表面與第二磁收集環(huán)22的磁收集部225中的一個磁收集部的相對表面相對且大致平行，并且第一磁收集環(huán)21的磁收集部215中的另一磁收集部的相對表面與第二磁收集環(huán)22的磁收集部225中的另一磁收集部的相對表面相對且大致平行。稍后將描述的磁傳感器(具體地為主磁傳感器和副磁傳感器)50、60中的每一者均布置在磁收集部215、225中