CN102374914B - 定子组件和扭矩测量设备 - Google Patents

定子组件和扭矩测量设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种定子组件和扭矩测量设备。该定子组件包括：定子保持器；第一定子，第一定子包括与定子保持器的上端接触的第一主体、从第一主体延伸以设置在定子保持器内的多个第一齿、和从第一主体延伸以联接到定子保持器的第一外部的第一联接缘；以及第二定子，第二定子包括与定子保持器的下端接触的第二主体、从第二主体延伸以在定子保持器内与第一齿交替对准的多个第二齿、和从第二主体延伸以联接到定子保持器的第二外部的第二联接缘。该扭矩测量设备包括外壳、磁体、上述定子组件以及传感器。利用上述定子组件，能够将定子容易地联接到定子保持器，在上述扭矩测量设备中，定子通过其弯曲部分等直接联接到定子保持器，从而降低了制造成本。

Description

定子组件和扭矩测量设备
分案申请
本申请是申请号为200880113157.8的中国专利申请的分案申请，上述申请的申请日为2008年9月10日，发明名称为“定子组件和扭矩测量设备”。
技术领域
本发明涉及一种定子组件和扭矩测量设备。
背景技术
因为大摩擦阻力施加到作为转向轮的前轮，所以动力转向系统提供了助力转向力，以允许驾驶员平滑地操纵转向手柄。助力转向力通过在使转向手柄转向时测量施加到扭转杆上的扭矩来确定。
为测量转向轮的扭矩，已开发且使用了多种扭矩测量设备。其中已主要使用采用磁场的扭矩测量设备，这是因为它具有零件数量和价格方面的优点。
在采用磁场的扭矩测量设备中，磁体联接到作为输入轴的转向手柄，固定定子的定子保持器的一侧通过扭转杆联接到输入轴，且定子保持器的另一侧联接到前轮的输出轴。
因此，当通过在转向手柄上施加外力而旋转转向手柄时，通过根据联接到输入轴的磁体的旋转角度和联接到定子保持器以与输出轴一起旋转的定子的旋转角度之间的差异检测磁场，来测量出扭矩。助力转向力基于测量到的扭矩确定，且根据助力转向力驱动马达。
发明内容
技术问题
本发明提供了定子组件和扭矩测量设备。
本发明还提供了其中定子能够牢固地联接到定子保持器的定子组件、和采用所述定子组件的扭矩测量设备。
本发明提供了其中定子能够容易地联接到定子保持器的定子组件、和采用所述定子组件的扭矩测量设备。
技术解决方案
根据本发明，一种定子组件包括：定子保持器；第一定子，所述第一定子包括与定子保持器的上端接触的第一主体、和从第一主体延伸以设置在定子保持器内的多个第一齿；第二定子，所述第二定子包括与定子保持器的下端接触的第二主体、和从第二主体延伸以在定子保持器内与第一齿交替对准的多个第二齿；和熔焊材料，所述熔焊材料熔焊到定子保持器和第一主体与第二主体。
根据本发明，一种定子组件包括：定子保持器；第一定子，所述第一定子包括与定子保持器的上端接触的第一主体、从第一主体延伸以设置在定子保持器内的多个第一齿、和从第一主体延伸以联接到定子保持器的第一外部的第一联接缘；和第二定子，所述第二定子包括与定子保持器的下端接触的第二主体，从第二主体延伸以在定子保持器内与第一齿交替对准的多个第二齿，和从第二主体延伸以联接到定子保持器的第二外部的第二联接缘。
根据本发明，一种扭矩测量设备包括：外壳；设置在外壳内的磁体，所述磁体联接到通过外力旋转的输入轴以被旋转；设置在外壳内以围绕磁体的定子组件，所述定子组件联接到输出轴，所述输出轴通过扭转杆连接到输入轴以被旋转；和传感器，所述传感器检测在磁体和定子组件之间生成的磁场的变化。定子组件包括：定子保持器；第一定子，所述第一定子包括与定子保持器的上端接触的第一主体，和从第一主体延伸以设置在定子保持器内的多个第一齿；第二定子，所述第二定子包括与定子保持器的下端接触的第二主体、和从第二主体延伸以在定子保持器内与第一齿交替对准的多个第二齿；和熔焊材料，所述熔焊材料熔焊到定子保持器和第一主体与第二主体。
根据本发明，一种扭矩测量设备包括：外壳；设置在外壳内的磁体，所述磁体联接到通过外力旋转的输入轴以被旋转；设置在外壳内以围绕磁体的定子组件，所述定子组件联接到输出轴，所述输出轴通过扭转杆连接到输入轴以被旋转；和传感器，所述传感器检测在磁体和定子组件之间生成的磁场的变化。定子组件包括：定子保持器；第一定子，所述第一定子包括与定子保持器的上端接触的第一主体、从第一主体延伸以设置在定子保持器内的多个第一齿、和从第一主体延伸以联接到定子保持器的第一外侧的第一联接缘；和第二定子，所述第二定子包括与定子保持器的下端接触的第二主体、从第二主体延伸以在定子保持器内与第一齿交替对准的多个第二齿、和从第二主体延伸以联接到定子保持器的第二外侧的第二联接缘。
有益效果
根据本发明，能够提供定子组件和扭矩测量设备。
根据本发明，能够提供其中定子牢固地联接到定子保持器的定子组件、和采用所述定子组件的扭矩测量设备。
根据本发明，能够提供其中定子容易地联接到定子保持器的定子组件、和采用所述定子组件的扭矩测量设备。
附图说明
图1和图2是示出根据第一实施例的定子组件和扭矩测量设备的视图；
图3是示出根据第二实施例的定子组件和扭矩测量设备的视图；
图4是示出根据第三实施例的定子组件和扭矩测量设备的视图；
图5是示出根据第四实施例的定子组件和扭矩测量设备的视图；
图6是示出根据第五实施例的定子组件和扭矩测量设备的视图；
图7是示出根据第六实施例的定子组件和扭矩测量设备的视图；
图8是示出根据第七实施例的定子组件和扭矩测量设备的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述根据实施例的定子组件和扭矩测量设备。
在下文中，关于适用于车辆的动力转向系统的定子组件和扭矩测量设备的细节将根据实施例给出。
第一实施例
图1是示出根据第一实施例的定子组件和扭矩测量设备的透视图。
如在图1中示出，准备带有预定内部空间的外壳110。外壳110包括上外壳111和下外壳115，其中上外壳111设置在虚拟竖直线的上部处，且下外壳115设置在虚拟竖直线的下部处。上外壳111在其中心部分形成有通孔112，且下外壳115在其中心部分形成有对应于通孔112的通孔(未示出)。
在下文中，面向虚拟竖直线的上部的表面将称为顶表面，且面向虚拟竖直线的下部的表面将称为底表面。
具有圆柱形形状的定子保持器210安装在下外壳115上，且定子310联接到定子保持器210的上端和下端。
定子310在其内侧设置有具有环形形状的磁体120，所述磁体120具有多个径向对准的磁极。磁体120在其内侧设置有磁体保持器130。磁体120具有与磁体保持器130的圆柱形外周向表面联接的内周向表面，且磁体120的外周向表面以预定的间隔面向将在后文中描述的定子310的齿313。
作为穿过上外壳111的通孔112的转向轴的输入轴(未示出)配合在磁体保持器130的内周向表面内，且与作为转向轮的车辆前轮链接的输出轴(未示出)配合在定子保持器210内。
详细地讲，定子保持器210形成有连接部分211，所述连接部分211具有径向向内延伸的环形形状。连接部分211形成有插入孔212。与车辆前轮(作为转向轮)链接的输出轴(未示出)插入到插入孔212内，同时穿过下外壳115的通孔。转向手柄联接到输入轴，且输入轴通过扭转杆(未示出)联接到输出轴。
因此，当通过将外力施加到转向手柄而旋转转向手柄时，输入轴被旋转，且磁体保持器130和磁体120类似于输入轴被旋转。然后，输出轴通过扭转杆接收到输入轴的旋转力以旋转，且定子保持器210和定子310类似于输出轴旋转。
然而，因为输出轴联接到与道路接触的前轮，所以由于道路和前轮之间的摩擦阻力在扭转杆内产生了扭矩。因为扭转杆的扭矩使磁体120以与定子310不同的旋转角度旋转，而磁体120和定子310之间的磁场由于磁体120和定子之间的旋转角度的差异而变化。
由于磁场120和定子310生成的磁场通过支承在下外壳115的电路板141上的传感器140检测。因此，控制器(未示出)接收到由传感器140检测到的磁场的强度，且将接收到的磁场的强度与预设值进行比较以测量扭矩。然后，控制器基于测量到的扭矩确定车辆转向所要求的助力转向力，且驱动马达以提供助力转向力。
未描述的附图标号150表示收集器，以将磁场集中，使得传感器140能够有效地检测到磁场的强度。
同时，为严格地测量磁场，联接到定子保持器210的定子310必须不在定子保持器210上移动。
在根据本实施例的扭矩测量设备中，定子310牢靠地直接联接到定子保持器210。这将在后文中参考图1和图2描述。图2是示出了在图1中示出的定子310和定子保持器210的透视图。
如在图2中示出，定子保持器210具有圆柱形形状，且在其下端设置有连接部分211和插入孔212。输出轴插入到插入孔212内。
定子310包括体311，所述体311具有环形形状且具有多个齿313，所述齿313从体311的内周向表面弯曲且相互分开预定的间隔。定子310的体311与定子保持器210的上端和下端接触。齿313设置在定子保持器210内以与定子保持器210的内周向表面接触。
联接到定子保持器210的上部的定子310的齿313与联接到定子保持器210的下部的定子310的齿313交替对准。
联接到定子保持器210的下部的定子310的齿313穿过形成在连接部分211内的连通孔211a，使得齿313设置在定子保持器210内侧。齿313面向磁体120的外周向表面。
为将定子310联接到定子保持器210，能够通过热或超声波熔焊的多个突出213以预定间隔形成在定子保持器210的上端和下端上。突出213与定子310的每个齿313的两侧表面接触。详细地讲，将定子310插入到定子保持器210而使得突出213接触定子310的每个齿313的两侧表面之后，通过热或超声波将突出213熔焊。因此，因为熔焊的突出213的部分覆盖了齿313，所以定子310被牢固地熔焊到定子保持器210。
多个分隔槽215形成在定子保持器210的内周向表面上以引导齿313，使得齿313设置有预定的间隔。相对照地，替代分隔槽215，突出导向件(未示出)可形成在定子保持器210的内周向表面上。
第二实施例至第七实施例
图3至图8是示出根据第二实施例至第七实施例的定子组件的定子和定子保持器的透视图。在后文中，仅描述第一实施例与第二实施例至第七实施例之间的差异以避免重复。
如在图3中示出，在根据第二实施例的扭矩测量设备中，定子320具有体321，所述体321上形成有联接孔321a，且定子保持器220在其上端和下端上形成有多个突出223，所述突出223插入到联接孔321a内且通过热或超声波熔焊。突出223通过热或超声波熔焊，且突出223的熔焊的部分覆盖了体321，使得体321熔焊到定子保持器220。
如在图4中示出，在根据第三实施例的扭矩测量设备中，突出部分230a从定子保持器230的上端和下端的外周表面突出。
突出230a具有环形形状。突出230a包括与定子保持器230相同的材料，且与定子保持器230整体地形成。换言之，当注塑定子保持器230时，将突出部分230a与定子保持器一起注塑成型。
定子330的体331安装在定子保持器230的上端和下端上，且定子330的体331的外周向表面与突出部分230a的内周向表面接触。另外，突出部分230a的高度大于定子330的体331的厚度。
将热或超声波施加到突出部分230a以便熔焊突出部分230a。因此，突出部分230a的熔焊的部分覆盖了定子330的体321，使得体321与定子保持器230熔焊在一起。
如在图5中示出，根据第四实施例的扭矩测量设备包括定子340，与定子保持器240的上端和下端接触的体341，从每个体341的内周向表面弯曲的多个齿343，和从体341的外周向表面弯曲以面向定子保持器240的外周向表面的联接缘345。联接缘345包括多个压紧部分(caulking part)345a，使得联接缘345联接到定子保持器240的外周向表面。因此，定子340牢固地联接到定子保持器240。
如在图6中示出，在根据第五实施例的扭矩测量设备中，定子保持器250包括形成在定子保持器250的上端和下端的外周表面上的突出缘255。
类似于根据第四实施例的定子340，定子350包括体351、齿353和联接缘355。体351与定子保持器250的突出缘255以及上端和下端接触。另外，联接缘355面向突出缘255的外周向表面，且包括多个压紧部分355a以联接到突出缘255。
在此实施例中，联接缘355的宽度大于突出缘255的厚度。
如在图7中示出，根据第六实施例的扭矩测量设备包括定子保持器260，所述定子保持器260具有与根据第五实施例的定子保持器250相同的结构。
定子360包括：体361，所述体361与定子保持器260的突出缘265以及上端和下端接触；从每个体361的内周向表面弯曲的多个齿363；和从体361的外周表面突出的多个联接突出367。联接突出367弯曲以联接到突出缘265，使得定子360联接到定子保持器260。
在此情况中，联接突出367可以通过部分地将图5中示出的联接缘345沿体341的外周向分开而形成。
如在图8中示出，在根据第七实施例的扭矩测量设备中，定子保持器270具有圆柱形形状，且定子370具有通过粘合剂固定到定子保持器270的上端和下端的体371。
另外，在根据另一个实施例的扭矩测量设备中，当注塑成型定子保持器270时，具有根据第七实施例的形状的定子370可以与定子保持器370整体地形成。
如上所述，在根据实施例的扭矩测量设备中，定子通过熔焊的定子的突出、熔焊的定子的部分、定子的压紧部分或定子的弯曲部分直接联接到定子保持器。因此，不要求将定子联接到定子保持器的另外的部分，使得制造成本降低。
虽然本发明已参考其多个图示的实施例描述，但应理解的是本领域的技术人员可构思本公开的原理的精神和范围内的多个其他的修改和实施例。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内的主题组合布置的部件和/或布置中可进行多种变化和修改。除部件和/或布置中的变化和修改外，替代使用对于本领域一般技术人员也将显见。
工业应用性
本发明适合用于扭矩测量设备。

Claims (4)

1.一种定子组件，包括：
定子保持器；
第一定子，所述第一定子包括与所述定子保持器的上端接触的第一主体、从所述第一主体延伸以设置在所述定子保持器内的多个第一齿、和从所述第一主体延伸以联接到所述定子保持器的第一外部的第一联接缘；和
第二定子，所述第二定子包括与所述定子保持器的下端接触的第二主体、从所述第二主体延伸以在所述定子保持器内与所述第一齿交替对准的多个第二齿、和从所述第二主体延伸以联接到所述定子保持器的第二外部的第二联接缘，
其中所述定子保持器具有圆柱形形状，所述第一齿与所述定子保持器的内周向表面接触，所述第一联接缘与所述定子保持器的外周向表面接触，所述第二齿与所述定子保持器的内周向表面接触，且所述第二联接缘与所述定子保持器的外周向表面接触，
其中所述定子保持器的上端具有径向向外突出的第一突出缘，所述定子保持器的下端具有径向向外突出的第二突出缘，所述第一联接缘是被压紧的以联接到所述第一突出缘，且所述第二联接缘是被压紧的以联接到所述第二突出缘。
2.一种定子组件，包括：
定子保持器；
第一定子，所述第一定子包括与所述定子保持器的上端接触的第一主体、从所述第一主体延伸以设置在所述定子保持器内的多个第一齿、和从所述第一主体延伸以联接到所述定子保持器的第一外部的第一联接缘；和
第二定子，所述第二定子包括与所述定子保持器的下端接触的第二主体、从所述第二主体延伸以在所述定子保持器内与所述第一齿交替对准的多个第二齿、和从所述第二主体延伸以联接到所述定子保持器的第二外部的第二联接缘，
其中所述定子保持器具有圆柱形形状，所述第一齿与所述定子保持器的内周向表面接触，所述第一联接缘与所述定子保持器的外周向表面接触，所述第二齿与所述定子保持器的内周向表面接触，且所述第二联接缘与所述定子保持器的外周向表面接触，
其中所述定子保持器的上端具有径向向外突出的第一突出缘，所述定子保持器的下端具有径向向外突出的第二突出缘，所述第一联接缘被弯曲以联接到所述第一突出缘，且所述第二联接缘被弯曲以联接到所述第二突出缘。
3.一种定子组件，包括：
定子保持器；
第一定子，所述第一定子包括与所述定子保持器的上端接触的第一主体、和从所述第一主体延伸以设置在所述定子保持器内的多个第一齿；
第二定子，所述第二定子包括与所述定子保持器的下端接触的第二主体、和从所述第二主体延伸以在所述定子保持器内与所述第一齿交替对准的多个第二齿；以及
以预定间隔形成在所述定子保持器的上端和下端上的多个突出，其中所述多个突出与所述第一定子的每个齿的两侧表面接触，其中所述多个突出覆盖了所述多个第一齿，
其中所述定子保持器具有圆柱形形状，且所述第一齿及第二齿与所述定子保持器的内周向表面接触，并且
其中所述定子保持器在其内周向表面处设置有槽，且所述第一齿和第二齿插入到所述槽内，
其中所述多个突出被熔焊到所述定子保持器以及所述多个第一齿和多个第二齿。
4.根据权利要求3所述的定子组件，其中所述多个突出被通过热或超声波熔焊。
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