CN108225633B - 用于检测力矩值的设备 - Google Patents

Abstract

一种力矩检测设备包括：第一轴；第二轴；弹性构件，该弹性构件同轴地连接第一轴和第二轴；以及磁体，该磁体附接至第一轴；一对磁轭，该一对磁轭由第一磁轭和第二磁轭构成，第一磁轭和第二磁轭以固定的方式安装在第二轴上；以及磁传感器。每个磁轭包括相对部分和壁部。相对部分与磁体相对并且在弹性构件受到扭转位移时相对于磁体周向地移位。第一磁轭和第二磁轭的壁部在径向方向上分开并且在径向方向上位于相对部分的外侧。第一磁轭和第二磁轭的壁部延伸成彼此相对。磁传感器位于壁部之间。

Description

用于检测力矩值的设备

技术领域

本发明涉及用于检测力矩值的设备，特别地涉及用于检测扭转力矩的值的设备。

背景技术

已知由诸如电动助力转向装置等装置使用的力矩检测装置(即力矩传感器)，以检测在轴上产生的扭转力矩。例如，这由专利公布JPA 2011-89890A举例示出。

在该公布提供的结构中，设置了相互连接输入轴和输出轴的扭力杆以及与多极磁体相对的一对轭铁。当扭力杆扭转时，所述一对轭铁相对于多极磁体在其周向方向上移位。在这种已知结构中还存在磁传感器，其允许磁传感器检测在轭铁之间产生的磁通量的密度。磁传感器能够基于磁通量密度的变化来检测扭转力矩的值。

由专利公布JPA 2011-89890 A提供的力矩传感器还设置有围绕磁传感器的磁屏蔽件以便屏蔽磁噪声。通过该屏蔽结构，从磁传感器的外部直接到达磁传感器的磁噪声被抑制，这对提高磁通量的检测精度是有效的。

然而，对于由上述公布公开的屏蔽结构，仍然存在与其复杂结构和制造有关的缺陷。即，由于需要磁屏蔽件来减少来自外部的磁噪声的影响，所以力矩传感器的结构变得复杂并且组装步骤的数量增加。

发明内容

考虑到上述缺点，因此期望提供一种力矩检测设备，该力矩检测设备在其结构上更简单并且还能够减少来自该设备外部的磁噪声。

考虑到上述情况，示例性实施方式提供了一种用于检测力矩的设备(即，力矩检测设备)，该设备包括：第一轴41；第二轴42；弹性构件42，弹性构件43同轴地连接第一轴和第二轴，使得第一轴和第二轴与其间的弹性构件线性连接，并且弹性构件提供用于检测力矩的扭转位移。在由线性连接的第一轴和第二轴以及弹性构件构成的该结构中，提供沿着第一轴和第二轴的纵向方向的轴向方向、垂直于轴向方向的径向方向以及围绕第一轴和第二轴的周向方向。该设备还包括磁体11，该磁体附接至第一轴；一对磁轭12，该一对磁轭由第一磁轭121和第二磁轭122 构成，第一磁轭和第二磁轭以固定的方式安装在第二轴上，第一磁轭和第二磁轭在轴向方向上彼此分开；以及磁传感器，该磁传感器检测在第一磁轭与第二磁轭之间产生的磁通量。第一磁轭和第二磁轭中的每一者包括：相对部分151、152，该相对部分定位成与磁体相对并且在弹性构件受到扭转位移时相对于磁体在周向方向上移位；以及壁部161、162，第一磁轭和第二磁轭的壁部在径向方向上分开并且定位成在径向方向上位于相对部分的外侧，第一磁轭和第二磁轭中的每一者的壁部朝向第一磁轭和第二磁轭中的另一者的壁部延伸，磁传感器位于第一磁轭与第二磁轭的壁部之间。

在上述设备构造中，磁轭(即第一磁轭和第二磁轭)的壁部防止磁噪声从设备外部冲击到磁传感器上，从而防止或抑制这种噪声对磁传感器的影响。此外，在第一磁轭和第二磁轭中，这种轭铁中的一者的壁朝向另一者延伸。这种延伸构造增强了对于这种外部噪声的阻碍，同时还维持了更简单的防噪声结构。

附图说明

图1是概略出根据本发明实施方式的转向系统的示意图；

图2是安装在转向系统中的力矩检测设备的分解立体图。

图3A、3B和3C是力矩检测设备的平面图；

图4是被截取以示出力矩检测设备的端面的局部剖视图。

图5是示出根据第二实施方式的力矩检测设备的平面图。

图6是示出根据第二实施方式的力矩检测设备的立体图

图7是被截取以示出根据第二实施方式的力矩检测设备的端面的局部剖视图。

图8是被截取以示出根据示例的力矩检测设备的端面的局部剖视图。

图9是被截取以示出根据另一示例的力矩检测设备的端面的局部剖视图。

图10是被截取以示出根据另一示例的力矩检测设备的端面的局部剖视图；以及

图11是被截取以示出根据另一示例的力矩检测设备的端面的局部剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图描述根据本发明的用于检测力矩的设备的各种实施方式。为了简化说明起见，与贯穿下文的实施方式的部件具有相同或相似的结构或功能的部件将被赋予相同的附图标记。

[第一实施方式]

参照图1至图4，现在将描述根据第一实施方式的用于检测力矩的设备。

图1示出了用于检测在电动助力转向设备中产生的力矩的设备 10。用于检测力矩的设备10现在将被简称为力矩检测设备。

如图1中的示例所示，力矩检测设备10设置在车辆的转向系统 100中，其中，电动助力转向设备20也设置在转向系统中，以辅助驾驶员的转向操作。

方向盘30与转向轴40连接。如图2中所示，转向轴40配备有用作与方向盘30连接的第一轴的输入轴41、与输入轴连接的扭力杆 42以及用作经由扭力杆42与输入轴相连的第二轴的输出轴43。

扭力杆42沿着其自身具有两个端部，其中一个端部通过固定销 44固定至输入轴41，并且另一个端部通过另一固定销44固定至输出轴43，使得输入轴41和输出轴43两者分别在两个轴的轴向方向上同轴地连接。扭力杆42是棒状的弹性构件，所以扭力杆42根据施加到转向轴40的扭转力矩而扭转一定的扭转位移，并且将弹力存储在其中。如图1中所示，力矩检测设备10设置在输入轴41与输出轴43之间，由此使得力矩检测设备10能够检测施加到扭力杆42(即，转向轴40) 的力矩。

输出轴43具有布置有小齿轮50的一个端部，并且小齿轮50构造成与齿条轴51啮合。齿条轴51具有两个端部，两个端部中的每一者通过使用拉杆或必要的构件分别与车辆右侧和左侧的车轮52联接。当驾驶员转动方向盘30时，与方向盘30连接的转向轴40转动，从而使得齿条轴51由于小齿轮50的运行而在左右方向上线性移动。结果，根据齿条轴51中产生的位移量，车轮52转向。

电动助力转向设备20设置有电动马达21、减速器22、控制器23 和其他必要的部件。电动马达21构造成提供辅助力矩以辅助由驾驶员转动的方向盘30的转向操作。减速器22构造成减小马达21的转数以向转向轴40提供减速的旋转。在本实施方式中可以采用的转向辅助系统不限于如上所述的柱式类型的辅助系统，并且还可以采用其他类型的辅助系统。其他类型的辅助系统包括小齿轮类型辅助系统和齿条类型辅助系统，在小齿轮类型辅助系统中，马达21的旋转传递到小齿轮 50，而在齿条类型的辅助系统中，马达21的旋转传递到齿条轴51。

控制器23设置有诸如CPU的计算机和电子驱动器，控制器23 接收来自力矩检测设备10的指示扭转力矩量的电压信号，并且根据接收到的电压信号控制马达21的驱动。

顺带地，在当前和后续的实施方式中可以如下所述地定义三定向方向。如图2中所示，轴向方向Z是指沿着转向轴40的纵向方向(其对输入轴41和输出轴43以及扭力杆42的纵向方向也适用)的方向。径向方向X是指在转向轴40的截面中径向延伸的方向。此外，周向方向Y是指围绕转向轴40周向延伸的方向。

如图2中所示，力矩检测设备10设置有固定至输入轴41的磁体 11、固定至输出轴43的单对磁轭12、磁传感器13和其他必要的部件。磁传感器13配置成检测在成对磁轭12之间产生的磁通量的密度。

磁体11由硬磁性材料构成并且形成为圆筒状。磁体11在轴向方向Z上同轴地固定至输入轴41。硬磁性材料被磁化成N磁极和S磁极，其中，这种N磁极和S磁极在周向方向Y上交替排列。在本实施方式中，N磁极和S磁极中的每一者的数量是8，因此共计16个磁极。磁体11的磁极数量不限于16个，还可以是其他偶数。

单对磁轭12布置成轭铁接着轭铁在轴向方向Z上彼此分开。通过树脂模制成对的磁轭12或者为成对的磁轭12提供间隔件，可以实现磁轭12分开且固定的布置。在该实施方式中，磁轭12由第一磁轭 121和第二磁轭122构成，其中，第一磁轭121定位成邻近输入轴41，并且第二磁轭122定位成邻近输出轴43。由软磁性材料制成的第一磁轭121和第二磁轭122均成形为环状体，并固定至磁体11的径向外侧上的输出轴43。

实际上，第一磁轭121除了爪部151(作为相对部分)和壁部161 之外，还具有圆筒状的环状体141。爪部151设置成沿轴向方向Z延伸，而壁部161布置成在径向方向X上位于爪部151的外侧。类似于第一磁轭121，第二磁轭122除了爪部152(作为相对部分)和壁部161之外还具有圆筒状的环状体142。爪部152设置成沿轴向方向Z延伸，而壁部162布置成在径向方向X上位于爪部152的外侧。

爪部151和152(作为相对部分)具有与磁体11的磁极对的数量相同的数量(在本实施方式中，该数量是八个)。爪部151和152分别以相等的距离节距沿着环状体141和142的内边缘定位。具体地，根据构成磁体11的磁极的每个节距布置多个爪部151和多个爪部152。第一磁轭121具有爪部151，并且第二磁轭122具有爪部152，其中，在环状体的周向方向上，两种类型的爪部151和152彼此交替地偏移。可替代地，也可以使爪部151和152的数量与磁体11的磁极数量不同。

更具体地，爪部151和152布置成与磁体11的外表面相对。如图 3B中所示，当扭力杆42没有受到其扭转位移时，爪部151中的每一者的周向中心和爪部152中的每一者的周向中心设定成在周向方向Y上与磁体11的彼此相邻的N磁极和S磁极之间的边界位置在位置上一致。磁体11和磁轭12彼此分开(即，未接触)。

在第一磁轭121与第二磁轭122之间设置的间隔中布置有一个或更多个磁传感器13。磁传感器13被配置成检测穿过间隔的磁通量；生成取决于通过的磁通量的密度的电压信号；以及输出所生成的电压信号。例如，可以采用霍尔元件或磁阻元件作为磁传感器13。

现在将描述磁传感器13如何检测扭转力矩。

首先，对在输入轴41和输出轴43之间没有施加扭转力矩，即扭力杆42不扭转并且位于其中立位置的情况进行描述。如图3B中所示，在该中立位置，各个爪部151和152的周向中心CT分别在周向方向Y 上与磁体11的彼此相邻的N磁极和S磁极的边界BD在位置上一致。在该中立位置中，当集中于在周向Y方向上彼此相邻的一对单个爪部 151和单个爪部152时，使从N磁极和S磁极产生的相同数量的磁力线穿过两个彼此相邻的爪部151和152。因此，在第一磁轭121和第二磁轭122中的每一者内，磁力线闭合以形成回路。这不允许磁通量泄漏到设置在第一磁轭121与第二磁轭122之间的间隔中，该泄漏导致由磁传感器13检测到的磁通量密度变为零。

当方向盘转动时，在输入轴41与输出轴43之间施加扭转力矩，从而在扭力杆42处产生扭转位移。这将导致磁体11与成对磁轭12之间在周向方向Y上的相对位移。因此，如图3A和3C中所示，爪部151 和152的周向中心与磁体11的N磁极和S磁极的边界在周向方向Y上彼此偏移(参照图3A和图3C中示出的偏移)，从而导致对应于每个磁体元件的N磁极或S磁极的磁力线在磁轭12中增加或减少。

在这种情况下，在第一磁轭121和第二磁轭122中，具有彼此相反的磁极的磁力线(磁通量)增加，从而产生对应于第一磁轭121与第二磁轭122之间的增加的磁力线的磁密度。由磁传感器13检测到的磁密度大致与扭力杆42的扭转位移量成比例，并且检测到的磁密度的极性根据扭力杆42的扭转方向反转。因此，磁传感器13能够感测这种磁密度并以电压信号的形式输出所感测到的磁密度。电压信号的幅值——即，电压——大致与感测到的磁密度——即，扭转位移量——成比例。由于扭转力矩与扭转位移量成比例，因此所输出的电压信号也与扭转力矩成比例。以这种方式，力矩检测设备10能够根据扭转力矩的量输出电压信号。

顺带地，通常，在力矩检测设备中所采用的磁传感器可能受到外部磁噪声的影响。这种噪声例如是由于安装在车辆上的电子装置的开和关的转换操作而产生的噪声、由高压传输线路产生的噪声以及由道路或周围道路产生的噪声。为了抑制这种各种类型的外部磁噪声的影响，可以采用布置在磁传感器周围的磁屏蔽件，以使传感器屏蔽外部磁噪声。然而，如果真正采用这样的屏蔽构造，增加了部件的数量并且使得力矩检测设备的结构复杂。还假设了另一个缺点使得制造步骤的数量也不得不增加。

考虑到上述关于屏蔽结构的缺点，根据本实施方式的力矩检测设备10采用磁性地覆盖磁传感器13的磁轭12。即，磁轭12还用作抑制外部噪音对磁传感器13产生磁性影响的屏蔽构件。下面将详细描述磁轭12的构造和磁传感器13的布置。

如图3A至图3C中所示，环状体141和142具有大于磁体11的外径的内径，从而使得环状体141和142在空间上与磁体分离，从而实现了环状体与磁体之间的非接触布置。如图4中所示，第一磁轭121 具有环状体141，环状体141的外径设定为在径向方向X上大于第二磁轭122的环状体142的外径。同时，第一磁轭121的环状体141和第二磁轭122的环状体142两者均构造成具有相同的内径。图4示出沿着图3B中所示的A-A切割线截取的部分的截面。

如图4中所示，当观察沿着图3B所示的A-A线截取的部分时，环状体141和142中的每一者形成为沿着垂直于轴向方向Z的平面方向延伸的薄板部分。第一磁轭121的环状体141在轴向方向Z上与磁体11的定位成与输入轴41紧邻的一端齐平。另一方面，第二磁轭122的环状体142在轴向方向Z上与磁体11的定位成与输出轴43紧邻的一端齐平。根据该构造，两个环状体141和142之间的距离d1在轴向方向Z上与磁体11的高度大致相同。

如图1和图4中所示，第一磁轭121的与环状体141成一体的爪部151构造成从环状体141沿轴向方向Z形成并朝向第二磁轭122延伸。类似地，第一磁轭122的与环状体142成一体的爪部152构造成从环状体122沿轴向方向Z形成并朝向第一磁轭121延伸。爪部151 和152分别从环状体141和142垂直地形成，并且各个爪部151和152 成形为具有周向宽度比其根部更窄的顶部。另外，爪部151和152定位成在径向方向X上与磁体11的外表面间隔开。

如图3A至图3C中所示，第一磁轭121的爪部151在周向方向Y 上沿着环状体141的内边缘以45度的间隔布置。这种定位方式对第二磁轭122的爪部152也适用。第一磁轭121和第二磁轭122以协调的方式定位，使得它们的爪部151和152在周向方向Y上轭铁接着轭铁地以间隔22.5度的方式交替布置并且对齐以在两个彼此相邻的爪部 151和152之间形成间隔(即，两个爪部151和152之间不接触)。此外，第一磁轭121和第二磁轭122中的一者的爪部151(152)与第一磁轭121和第二磁轭122中的另一者不接触。

如图4中典型地示出，第一磁轭121的壁部161和第二磁轭122 的壁部162也在径向方向X上彼此分开。具体而言，第一磁轭121的壁部161形成为从第一磁轭的环状体141的外边缘沿轴向方向Z朝向第二磁轭122延伸。壁部161垂直于环状体141。如图3B中的虚线所示，第一磁轭121的壁部161形成为沿环状体141的整个圆周连续的环状部分。

另外，虽然未示出，但在壁部161与壁部162之间形成的间隔内填充有树脂材料，以便以固定的方式容纳磁传感器13。

同时，如图4中所示，第二磁轭122的壁部162形成为从第二磁轭122的环状体142的外边缘沿轴向方向Z朝向第一磁轭121延伸。在该第二磁轭122中，壁部162具有与第一磁轭121分开的端部并且垂直于环状体142。具体而言，第一磁轭121的壁部161与第二磁轭 122的壁部162相互平行，其中，第一磁轭121的壁部161和第二磁轭 122的壁部162都沿着轴向方向Z定位。如图3B中的点划线所示，第二磁轭162的壁部162形成为沿着环状体142的整个圆周连续的环状部分。

第一磁轭的壁部161和121第二磁轭122的壁部162每个壁部均具有轴向长度，该轴向长度的轴向位置范围在轴向方向Z上彼此偏移。在本实施方式中，偏移量设定为长于环状体141与142之间的距离d1 的一半，并且还短于距离d1(参照图4)。该偏移量使得壁部161和162 可以至少在两个磁轭12在轴向方向Z上的轴向中心处重叠(即，壁部 161和162在轴向方向Z上位置偏移，同时壁部161和162的轴向部分在径向方向X上部分重叠，但是壁部161和162在径向方向X上彼此分开)。

此外，如图4中所示，在径向方向X上，在第一磁轭121的壁部 161与第二磁轭122的壁部162之间形成有距离d2。该径向距离d2设定为在第一磁轭121与第二磁轭122之间测量的所有其他分开距离中最短。

实际上，距离d2设定为短于在第二磁轭122的壁部162的顶端与第一磁轭121的环状体141之间的在轴向方向Z上的所采取的距离 d3。此外，距离d2设定为短于从第一磁轭121的壁部161到爪部151 和152的在轴向方向Z上的距离d4。此外，距离d2还设定为短于从第二磁轭122的壁部162到爪部151和152的在径向方向X上距离d5。距离d2还设定为短于彼此相邻的爪部151和152之间在周向方向Y上的距离。

因此，当磁轭12的位置相对于磁体11在周向方向Y上移位时，在第一磁轭121的壁部161与第二磁轭122的壁部162之间的磁通量的密度在周向方向Y上发生变化。也就是说，能够防止磁通量从磁轭 12的壁部161和162以外的部分处泄漏。

磁传感器13布置成在径向方向X上位于第一磁轭121的壁部161 与第二磁轭122的壁部162之间。具体而言，第一磁轭121的壁部161 和第二磁轭122的壁部162彼此相对，并且磁传感器13设置在其间。磁传感器13设置成感测其分量沿着径向方向X产生的磁通量的密度，即在第一磁轭121壁部161与第二磁轭122的壁部162之间产生的在径向方向X上的磁通量的密度。如图4中所示，从详细的角度来看，磁传感器13在径向方向X上位于第一磁轭121的壁部161与爪部151 之间，且在径向方向X上位于第二磁轭122的壁部162的外侧。因此，第一磁轭121的环状体141至少包含磁传感器13在径向方向X上的位置。

磁传感器13可以设置在从第一磁轭121的壁部161的端部到第二磁轭122的壁部162的端部的径向范围内。也就是说，磁传感器13 可以位于壁部161和162重叠的轴向范围内(即，在壁部161和162 在轴向方向Z上位置偏移的轴向范围AR内：参照图4)。举例来说，磁传感器13位于环状体141和142之间在轴向方向Z上的轴向中心 AR_cent处。还可以理解的是，磁传感器13布置在从上轴向侧面和下轴向侧面突出的壁部161与壁部162之间，并在径向方向X上交替地定位。

以这种方式，磁传感器的两个轴向侧面分别面对壁部161和162。由于壁部161和162分别沿环状体141和142的径向外周环绕，所以磁传感器13在垂直于轴向方向Z的所有方向上被壁部161和162覆盖 (例如，在垂直于轴向和径向方向的方向上)。此外，磁传感器13具有在轴向方向Z上面向第一磁轭121的环状体141的侧面。

现在将描述由上述结构获得的操作和优点。

磁传感器13的两个径向侧面向壁部161和162(即被壁部161和 162覆盖)，使得径向冲击的外部噪声被壁部161和162磁性屏蔽(吸收)。因此，由磁传感器13感测到的磁通量磁场避免直接受到这种径向冲击的外部噪声的影响。此外，磁传感器13的轴向一侧13U(参照图4)被第一磁轭121的环状体141覆盖(即面向第一磁轭121的环状体141)，由此从第一磁轭侧沿轴向方向Z冲击的外部磁噪声被环状体 141磁性屏蔽。因此，这可以防止这种轴向冲击的外部噪声对磁传感器 13的感测动作造成直接影响。

壁部161和162在径向方向X上彼此分开，并且第一磁轭121的壁部161和第二磁轭122的壁部162中的一者形成为朝向另一磁轭延伸。因此，可以以更容易的方式将壁部161和162提供给磁轭。举例来说，使用压力加工或任何其他工艺弯曲金属板来容易地为磁轭提供壁部161和162。另一种加工工艺是分别沿着环状体141和142的外边缘焊接壁部161和162，由此也容易地提供壁部161和162的布置。另外，可以通过使第一磁轭121在轴向方向Z上覆盖在第二磁轭122上来组装磁轭12。当与不存在对应于根据本实施方式的壁部161和162 的壁部的情况对比时，用于组装的工时与现有技术相比几乎没有变化。根据上述各种结构意义，可以使力矩检测设备10具有更简单的结构。

由于壁部161和162彼此平行，所以即使将磁传感器13布置在轴向方向Z上的偏移位置，磁传感器13也能够以较高的精度检测磁通量。

此外，壁部161和162构造成分别沿着环状体141和142的整个外周边缘连续。由于这种构造，磁传感器13还在与轴向方向Z垂直的方向上(例如，这种方向包括垂直于径向方向X的方向分量)被壁161 和162覆盖。因此，沿垂直于轴向方向Z的所有方向冲击的外部磁噪声可以被壁部161和162磁性屏蔽，因此抑制了这种外部噪声对应该由磁传感器13感测到的磁通量的影响。

此外，如图4中所示，在轴向方向Z上，磁传感器13定位成比壁部161的前端161_t距离环状体141更近。因此，与将磁传感器13布置在前端161_t或其附近的情况相比，能够更有效地抑制外部磁噪声的影响。

[第二实施方式]

参照图5至图7，现在将描述根据第二实施方式的力矩检测设备。

为了避免重复的解释，在第二实施方式中，与在第一实施方式中说明的部件相同或功能相似的部件被赋予相同的附图标记。在根据第二实施方式的力矩检测设备10A中，爪部151和152的形状改变。在图5中，为了简化说明，省略了壁部161和162的描绘。

如图5中所示，第一磁轭121具有从环状体141的径向边缘朝向径向内侧(朝向磁体11)延伸的爪部151。然后，如图6和图7中所示，延伸的爪部151弯曲成沿轴向方向Z朝向磁轭122延伸。具体地，爪部151中的每一者具有延伸部分151a和相对部分151b，延伸部分 151a从环状体141的径向内边缘的每个周向部分沿径向方向X向内延伸，相对部分151b从延伸部分151a延伸以便在轴向方向Z上与磁体 11相对。

如图5和图6中所示，延伸部分151a中的每一者具有在径向方向X上的长度，其中，该长度短于从环状体141的径向内边缘到磁体 11的距离。因此，爪部151在磁体11之前弯曲。

如图6和图7中所示，相对部分151b形成为从延伸部分151a的径向内侧沿轴向方向Z朝向第二磁轭122延伸。相对部分151b中的每一者(即，爪部151)在轴向方向Z上的长度设定为长于设置在环状体 141与环状体142之间的距离d1，这使得与磁体11相对的区域的尺寸更大。该结构也适用于第二磁轭122的爪部152。

如图5中所示，爪部151以与第一实施方式类似的方式在周向方向Y上沿着环状体141以45度的间隔排列。第二磁轭122的爪部152 也构造成类似于第一磁轭121的爪部。总体上，第一磁轭121的爪部 151和第二磁轭122的爪部152——轭铁接着轭铁——以周向间隔22.5 度的方式交替布置。因此，如图5和图6中所示，在彼此相邻的爪部 151和152之间设置有特别的间隙，以避免它们在周向方向Y上彼此接触。此外，如图7中所示，在爪部151和152中的每一者与对应的磁轭12之间设置有间隔，以避免它们的彼此接触。

此外，在径向方向X上，环状体141的各个爪部151与环状体142 的径向内端部之间的距离d6设定为长于第一磁轭121的壁部161与第二磁轭122的壁部162之间的距离d2。类似地，尽管在图6中未示出，在爪部152与环状体141的径向内端部之间设置有距离d6，并且该距离d6设定为长于距离d2。彼此相邻的爪部151和152之间的周向距离也长于距离d2。

当磁轭12相对于磁体11在周向方向Y上移位时，在第一磁轭121 的壁部161与第二磁轭122的壁部162之间产生在径向方向X上的磁通量，使得可以由磁传感器13感测到所产生的磁通量。因此，可以防止或抑制来自磁轭12的壁部161和162以外的部分的磁通。

除了第一实施方式中提供的优点之外，前述构造如下所述是有利的。

爪部151和152的轴向长度长于设置在环状体141与142之间的距离d1。因此，与这种轴向长度短于距离d1的情况相比，爪部151 和152可以具有较大的与磁体11相对的区域。因此，可以使壁部161 与162之间产生的磁通量的密度更大，由此可以更可靠和更精确地感测磁通量。

[其他实施方式]

本发明不一定限于上述实施方式，而是可以以各种其他模式进行修改。在下面的实施方式中，为了简化描述，与前述实施方式中描述的部件相同或相似的部件被赋予相同的附图标记。

第一变型是壁部相对于环状体141和142的角度。在前述实施方式中，该角度是90度或其左右，但是如图8和9中所示，该角度可以改变，使得壁部161和162可以分别相对于环状体141和142倾斜(即，小于90度)。在该变型中，优选地，位于径向外侧的壁部161在轴向方向上Z覆盖磁传感器13的长度。该轴向覆盖构造覆盖磁传感器13 的下侧，该下侧与输出轴43相对。这可以防止或降低来自输出轴侧的外部磁噪声的影响。

另一变型涉及壁部161在第一磁轭121的位置。壁部161不限于布置在第一磁轭121的径向最外端处，而是可以位于第一磁轭121的任何位置处，只要壁部161位于磁传感器13的径向外侧即可。

另一变型是关于另一壁部162。类似于前述部分，壁部162不限于布置在第二磁轭122的径向最外端处，而是可以位于比磁传感器13 在径向上靠内的径向范围内的任何位置处。

作为另一种变型，环状体141和142可以相对于轴向方向Z倾斜地布置。

图10中示出了另一变型，其中，突起172以固定的方式布置在第二磁轭122处，使得突起172从第二磁轭122的壁部162径向向外突出。优选地，当观察图10所示的截面时，突起172定位成在轴向方向Z上与壁部161的端部相比更靠近输出轴43。还优选地，突起172 的端部到达超过磁传感器13的径向位置，如图10中所示，突起172 并且可以在径向方向上覆盖磁传感器13。即，优选地，突起172定位成与设置在壁部161与162两者之间的开口相对。因此，可以防止或抑制外部磁噪声从外轴侧沿轴向方向Z冲击磁传感器13。

举例来说，可以改变磁体11处的磁化方向，使得爪部151和152 的形状可以根据磁化方向任意改变。例如，如图11中所示，当磁体在轴向方向上进行磁化时，爪部151和152被允许从轭铁内端部朝向轴中心线延伸。在这种情况下，第一磁轭121的爪部和第二磁轭122的爪部152布置在周向方向Y上相同的位置。

由软磁材料制成的磁屏蔽构件可以布置成屏蔽外部磁噪声。例如，环状磁屏蔽构件可以布置在壁部162外侧的径向位置处，使得壁部161与162之间的间隔被覆盖，即，磁传感器13在径向方向X上被覆盖。这提高了对于从外轴侧沿轴向方向Z冲击到磁传感器13上的外部磁噪声的抑制。

可以额外地提供收集来自第一磁轭121的磁通量的磁性收集构件和收集来自第二磁轭122的磁通量的另一磁性收集构件。这种收集部分由软磁材料制成。例如，环状磁性收集构件可以布置在从第一磁轭 121的壁部161向内偏移的径向位置处。类似地，环状磁性收集构件还可以布置在从第二磁轭122的壁部162向外偏移的径向位置处。在这种情况下，磁传感器13定位成感测在两个磁性收集构件之间产生的磁通量。

此外，壁部161和162不限于壁部161和162分别布置在环状体 141和142的整个外周的情况。例如，壁部161和162设置为在从顶部沿轴向方向Z观察时呈拱状壁部，并且布置成允许磁传感器13在径向方向X上仍然存在于它们之间。

作为另一种变型，与第二磁轭122的环状体142相比，第一磁轭 121的壁部161可以沿着轴向方向Z朝向输出轴43延伸的更远。因此，壁部161可以具有作为其端部部分的弯曲部分，并且该弯曲部分在轴向方向Z上磁性地覆盖磁传感器13，因此抑制来自输出轴侧的沿轴向方向Z的外部磁噪声的影响。

作为另一种修改，第一磁轭121和第二磁轭122的形状可以相互交换。具体地，第二磁轭122的环状体142的外径设定为大于第一磁轭121的环状体141的外径，并且第二磁轭122的壁部162在径向方向X上位于第一磁轭121的壁部161的外侧。

Claims (8)

1.一种用于检测力矩的设备，包括：

第一轴(41)；

第二轴(43)；

弹性构件(42)，所述弹性构件同轴地连接所述第一轴和所述第二轴，使得所述第一轴和所述第二轴由位于其间的所述弹性构件直线地连接，并且所述弹性构件提供用于检测所述力矩的扭转位移，直线地连接的所述第一轴和所述第二轴以及所述弹性构件具有沿着所述第一轴和所述第二轴的纵向方向的轴向方向、垂直于所述轴向方向的径向方向以及围绕所述第一轴和所述第二轴的周向方向；

磁体(11)，所述磁体附接至所述第一轴；

一对磁轭，所述一对磁轭由第一磁轭(121)和第二磁轭(122)构成，所述第一磁轭和所述第二磁轭以固定的方式安装到所述第二轴上，所述第一磁轭和所述第二磁轭在所述轴向方向上彼此分开；以及

磁传感器，所述磁传感器检测在所述第一磁轭与所述第二磁轭之间产生的磁通量，

其中，所述第一磁轭和所述第二磁轭中的每一者包括：

相对部分(151、152)，所述相对部分定位成与所述磁体相对，并且所述相对部分在所述弹性构件受到扭转位移时相对于所述磁体在所述周向方向上移位；以及

壁部(161、162)，所述第一磁轭和所述第二磁轭的所述壁部在所述径向方向上分开并且在所述径向方向上位于所述相对部分的外侧，所述第一磁轭和所述第二磁轭中的一者的所述壁部朝向所述第一磁轭和所述第二磁轭中的另一者的所述壁部延伸，所述磁传感器位于所述第一磁轭和所述第二磁轭的所述壁部之间。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述第一磁轭和所述第二磁轭的所述壁部彼此平行，并且

所述磁传感器配置成检测在所述第一磁轭和所述第二磁轭的所述壁部之间产生的所述磁通量。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，

所述磁体在所述径向方向上具有径向外表面；

所述第一磁轭和所述第二磁轭形成为具有围绕所述磁体的所述径向外表面的环状体(141、142)且具有所述相对部分和所述壁部两者；并且

所述壁部形成为沿着所述环状体的整个圆周连续。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其中，

所述第一磁轭和所述第二磁轭的所述壁部包括一个壁部，所述一个壁部在所述径向方向上位于另一壁部的外侧；

所述一个壁部在所述径向方向上与所述磁传感器位置重叠，并且所述一个壁部定位成相对于所述轴向方向倾斜，从而避免所述磁传感器在所述轴向方向上位置重叠。

5.根据权利要求1或2所述的设备，其中，

所述第一磁轭和所述第二磁轭的所述壁部包括一个壁部，所述一个壁部在所述径向方向上位于另一壁部的内侧；

所述一个壁部具有在所述径向方向上向外突出的突出部；并且

所述突出部突出成使得在所述轴向方向上与所述磁传感器位置重叠。

6.根据权利要求3所述的设备，其中，

所述第一磁轭和所述第二磁轭的所述壁部包括一个壁部，所述一个壁部在所述径向方向上位于另一壁部的外侧；

所述一个壁部在所述径向方向上与所述磁传感器位置重叠，并且所述一个壁部定位成相对于所述轴向方向倾斜，从而避免所述磁传感器在所述轴向方向上位置重叠。

7.根据权利要求3所述的设备，其中，

所述第一磁轭和所述第二磁轭的所述壁部包括一个壁部，所述一个壁部在所述径向方向上位于另一壁部的内侧；

所述一个壁部具有在所述径向方向上向外突出的突出部；并且

所述突出部突出成在所述轴向方向上与所述磁传感器位置重叠。

8.根据权利要求4所述的设备，其中，

所述第一磁轭和所述第二磁轭的所述壁部包括一个壁部，所述一个壁部在所述径向方向上位于另一壁部的内侧；

所述一个壁部具有在所述径向方向上向外突出的突出部；并且

所述突出部突出成在所述轴向方向上与所述磁传感器位置重叠。

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