CN106979836A - 用于转向系统的磁性扭力感应装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于转向系统的磁性扭力感应装置，包含有一磁性单元、一集磁单元，以及一磁性感测组件，磁性单元具有一磁性环，集磁单元具有一内集磁环及一外集磁环，内集磁环具有多个内集磁部，外集磁环具有多个外集磁部，外集磁环的外集磁部与内集磁环的内集磁部之间呈交错排列，而且，内集磁环的内集磁部的内侧面与磁性环之间保持有一预定间隔且同时与外集磁环的外集磁部的内侧面之间为相互齐平的状态，磁性感测组件设在内、外集磁环的外侧面，用以感测内、外集磁环在相对磁性环转动时所产生的磁场变化。由此，本发明的用于转向系统的磁性扭力感应装置可以提供良好的线性度。

Description

用于转向系统的磁性扭力感应装置
技术领域
本发明与扭力传感器有关，特别是指一种具有良好线性表现的用于转向系统的磁性扭力感应装置。
背景技术
就传感器而言，按照输出量与输入量之间的关系可以得到传感器的静态特性，静态特性的主要指针有线性度、磁滞性、重复性、灵敏度、准确度和再现性等，至于传感器的动态特性指的是输入量随着时间变化所产生的响应特性，通常是采用传递函数等自动控制的模型来描述。
在静态特性当中所提到的线性度(Linearity)是代表传感器的实际测量曲线与理想曲线之间的差异程度，差异程度越低表示传感器的线性度越好。有鉴于此，本发明的申请人提供了一种可以在线性度方面具有良好表现的用于转向系统的磁性扭力感应装置。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于转向系统的磁性扭力感应装置，其具有良好的线性度表现。
为了达成上述目的，本发明所提供的用于转向系统的磁性扭力感应装置包含有一外壳、一磁性单元、一集磁单元，以及一磁性感测组件。该磁性单元具有一固设在该外壳内的固定托架与一设在该固定托架的磁性环；该集磁单元具有一可转动地设在该外壳内的活动托架、一固设在该活动托架的内集磁环，以及一固设在该活动托架的外集磁环，使得该内、外集磁环能随着该活动托架转动，此外，该内集磁环具有多个呈间隔排列的内集磁部，该外集磁环具有多个呈间隔排列的外集磁部，该内集磁环的内集磁部与该外集磁环的外集磁部之间呈交错排列，而且，该内集磁环的内集磁部具有一面对该磁性环的第一侧面与一背对该磁性环的第二侧面，该外集磁环的外集磁部具有一面对该磁性环的第三侧面与一背对该磁性环的第四侧面，其中，该内集磁环的内集磁部的第一侧面与该磁性环之间具有一预定间隔，且该内集磁环的内集磁部的第一侧面齐平于该外集磁环的外集磁部的第三侧面；该磁性感测单元具有一设在该外壳的安装座与一设在该安装座内的磁性感测组件，该磁性感测组件对应于该内集磁环的内集磁部的第二侧面与该外集磁环的外集磁部的第四侧面，用以感测该内、外集磁环在相对于该磁性环转动时所产生的磁场变化。由此，本发明的用于转向系统的磁性扭力感应装置可以产生良好的线性表现。
有关本发明所提供的用于转向系统的磁性扭力感应装置的详细构造、特点、组装或使用方式，将在后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本发明领域中技术人员应能了解，该等详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅是用于说明本发明，并非用以限制本发明的专利申请范围。
附图说明
图1为本发明的外观立体图。
图2为本发明的立体分解图。
图3为本发明的平面图。
图4为图3沿4-4剖线的剖视图。
图5为图4的局部放大图。
图6为图3沿6-6剖线的剖视图。
【符号说明】
10扭力传感器 20外壳
21第一半壳体 22第二半壳体
23第一中心孔 24第二中心孔
25轴孔 30磁性单元
31固定托架 32第一固定环座
322嵌卡槽 324环槽
33第二固定环座 332嵌卡部
34磁铁 35内拘束环
36外拘束环 37垫片
38磁性环 40集磁单元
41活动托架 42轴部
43环部 44第一承接面
45第二承接面 452内定位槽
454外定位槽 46内集磁环
48外集磁环 49外集磁部
P1第一侧面 P2第二侧面
P3第三侧面 P4第四侧面
G预定间隔
具体实施方式
请先参阅图1及图2，本发明的用于转向系统的磁性扭力感应装置10包含有一外壳20、一磁性单元30、一集磁单元40，以及一磁性感测单元50。
外壳20具有一第一半壳体21与一对接于第一半壳体21的第二半壳体22，其中的第一半壳体21具有一第一中心孔23，第二半壳体22具有一第二中心孔24，第一、第二中心孔23、24相互连通而形成一轴孔25(如图3所示)。
磁性单元30具有一固定托架31，固定托架31具有一第一固定环座32与一第二固定环座33，第一固定环座32朝第二半壳体22的一侧面具有多个呈间隔排列的嵌卡槽322，第一固定环座32背对于第二半壳体22的一侧面具有一环槽324，第二固定环座33设在第二半壳体22的第二中心孔24内，而且，第二固定环座33的周缘具有多数个嵌卡部332，第二固定环座33通过嵌卡部332卡接于第一固定环座32的嵌卡槽322内，使第一、第二固定环座32、33能组装固定在一起。此外，磁性单元30更具有一磁性环38，在本实施例中，磁性环38是由多个永久磁铁34串接而成，相邻两个永久磁铁34之间相互吸引，磁性环38被局限在一内拘束环35与一外拘束环36之间且连同内、外拘束环35、36及一垫片37一起安装在第一固定环座32的环槽324内。在此需要补充说明的是，磁性环38不一定要使用多个永久磁铁34，也可以使用单一磁性结构直接充磁而成，这样也能达到相同的效果。
集磁单元40具有一活动托架41，活动托架41具有一轴部42与一环部43，活动托架41的轴部42可转动地安装在第一半壳体21的第一中心孔23内且同轴对应于外壳20的轴孔25，用以供一主轴(图中未示)进行组装，活动托架41的环部43连接于活动托架41的轴部42的外周面且具有一第一承接面44与一背对于第一承接面44的第二承接面45，如图2及图4所示，活动托架41的环部43的第一承接面44抵接于磁性环38，活动托架41的环部43的第二承接面45具有多个呈间隔排列的内定位槽452与多个呈间隔排列的外定位槽454，内、外定位槽452、454之间呈交错排列且具有相反的开口方向。
此外，如图2、4及5所示，集磁单元40更具有一内集磁环46与一外集磁环48，内集磁环46套设在活动托架41的轴部42且具有多个呈间隔排列的内集磁部47，内集磁部47嵌设在活动托架41的内定位槽452内，外集磁环48环绕于内集磁环46的周围且具有多个呈间隔排列的外集磁部49，外集磁部49嵌设在活动托架41的外定位槽454内，由此，内集磁环46的内集磁部47与外集磁环48的外集磁部49之间呈交错排列，使得内、外集磁环48、49在跟着活动托架41一起转动的过程中可以产生磁场变化。
再如图5所示，内集磁环46的内集磁部47具有一面对磁性环38的第一侧面P1与一背对磁性环38的第二侧面P2，内集磁环46的内集磁部47的第一侧面P1与磁性环38之间具有一预定间隔G，此一预定间隔G介于0.2mm～0.8mm之间，其中又以0.2～0.6mm之间为最佳范围，测试结果如下表所示。
预定间隔(mm) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
线性度(％) 0.442 0.547 0.667 0.848 0.994 1.15 1.31
另外，如图5所示，外集磁环48的外集磁部49具有一面对磁性环38的第三侧面P3与一背对磁性环38的第四侧面P4，外集磁环48的外集磁部49的第三侧面P3齐平于内集磁环46的内集磁部47的第一侧面P1，外集磁环48的外集磁部49的第四侧面P4齐平于内集磁环46的内集磁部47的第二侧面P2。
如图2、5及6所示，磁性感测单元50具有一安装座51、一第一支撑件54、一第二支撑件55，以及一磁性感测组件56。安装座51具有一第一盖板52与一第二盖板53，第一盖板52固设在外壳20的第一半壳体21，第二盖板53对接于第一盖板52；第一支撑件54锁设在第一盖板52朝第二盖板53的一侧面，第二支撑件55锁设在第二盖板53朝第一盖板52的一侧面；磁性感测组件56(在此以霍尔组件为例)锁设在安装座51的第一、第二盖板52、53之间且被第一、第二支撑件54、55夹持定位住，使得磁性感测组件56的所在位置可以对应于内集磁环46的内集磁部47的第二侧面P2与外集磁环48的外集磁部49的第四侧面P4，用以感测内、外集磁环47、48在相对于磁性环38转动时所产生的磁场变化。
由上述可知，本发明的用于转向系统的磁性扭力感应装置10不需要额外的固定组件就能够让内、外集磁环48与磁性环38之间稳定地保持在固定的间隔，使得本发明的用于转向系统的磁性扭力感应装置10可以透过此一固定间隔在线性度方面有良好的表现，进而达到本发明的目的。

Claims (9)

1.一种用于转向系统的磁性扭力感应装置，其特征在于，包含有：
一外壳；
一磁性单元，具有一设在该外壳内的固定托架与一设在该固定托架的磁性环；
一集磁单元，具有一可转动地设在该外壳内的活动托架、一设在该活动托架的内集磁环，以及一设在该活动托架的外集磁环，该内集磁环具有多个呈间隔排列的内集磁部，该外集磁环具有多个呈间隔排列的外集磁部，该内集磁环的内集磁部与该外集磁环的外集磁部之间呈交错排列，该内集磁环的内集磁部具有一面对该磁性环的第一侧面与一背对该磁性环的第二侧面，该外集磁环的外集磁部具有一面对该磁性环的第三侧面与一背对该磁性环的第四侧面，该内集磁环的内集磁部的第一侧面与该磁性环之间具有一预定间隔，且该内集磁环的内集磁部的第一侧面齐平于该外集磁环的外集磁部的第三侧面；以及
一磁性感测单元，具有一安装座与一磁性感测组件，该安装座设在该外壳，该磁性感测组件设在该安装座内且对应于该内集磁环的内集磁部的第二侧面与该外集磁环的外集磁部的第四侧面，用以感测该内、外集磁环在相对于该磁性环转动时所产生的磁场变化。
2.如权利要求1所述的用于转向系统的磁性扭力感应装置，其特征在于，其中该预定间隔介于0.2mm～0.8mm之间。
3.如权利要求2所述的用于转向系统的磁性扭力感应装置，其特征在于，其中该预定间隔介于0.2mm～0.6mm之间。
4.如权利要求1所述的用于转向系统的磁性扭力感应装置，其特征在于，其中该内集磁环的内集磁部的第二侧面齐平于该外集磁环的外集磁部的第四侧面。
5.如权利要求1所述的用于转向系统的磁性扭力感应装置，其特征在于，其中该活动托架具有一轴部与一环部，该轴部同轴对应于该外壳的轴孔，该环部连接在该轴部的外周面且具有一第一承接面与一背对于该第一承接面的第二承接面，该环部的第一承接面抵接于该磁性环，该环部的第二承接面具有多个呈间隔排列的内定位槽与多个呈间隔排列的外定位槽，该多个内定位槽与该多个外定位槽之间呈交错排列且具有相反的开口方向，该内集磁环的内集磁部设在该内定位槽内，该外集磁环的外集磁部设在该外定位槽内。
6.如权利要求1所述的用于转向系统的磁性扭力感应装置，其特征在于，其中该固定托架具有一第一固定环座与一第二固定环座，该第一固定环座具有至少一嵌卡槽与一环槽，该第二固定环座具有至少一嵌卡部，该嵌卡部卡接于该第一固定环座的嵌卡槽内，该磁性环设在该第一固定环座的环槽内。
7.如权利要求1所述的用于转向系统的磁性扭力感应装置，其特征在于，其中该安装座具有一第一盖板、一对接于该第一盖板的第二盖板、一设在该第一盖板的第一支撑件，以及一设在该第二盖板的第二支撑件，该磁性感测组件设在该安装座的第一、二盖板之间且被定位在该第一、第二支撑件之间。
8.如权利要求1所述的用于转向系统的磁性扭力感应装置，其特征在于，其中该磁性环是由多个永久磁铁串接而成，相邻二该磁铁之间相互吸引。
9.如权利要求1所述的用于转向系统的磁性扭力感应装置，其特征在于，其中该磁性环由单一磁性结构直接充磁所形成。
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