CN108344533B - 扭矩检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种扭矩检测装置。在第一轭(121)的内边缘和第二轭(122)的内边缘上设置有与磁体(11)相对的爪部(151、152)。在第一轭(121)的外边缘和第二轭(122)的外边缘上设置有沿轴向方向延伸的壁部(161、162)。壁部(161)的远端部(161a)与另一壁部(162)的另一远端部(162a)在轴向方向上彼此间隔开并且设置成彼此相对。在远端部(161a、162a)之间沿轴向方向设置有磁传感器(13)。在远端部(161a、162a)上设置有相对于轴线方向倾斜的端面,并且远端部(161a、162a)之间的在径向内侧的距离(d3)被制得比远端部(161a、162a)之间的在径向外侧的距离(d2)短。

Description

扭矩检测装置
技术领域
本发明涉及用于检测扭转扭矩的扭矩检测装置。
背景技术
通常,已知的是,用于检测扭转扭矩(轴扭矩)的扭矩检测装置(扭矩传感器)已经被用在电动助力转向装置等中。
在日本专利申请特开公报No.2013-101038中公开的扭矩传感器中,例如,当连接输入轴和输出轴的扭力杆被扭转时,一对轭相对于多极磁体沿周向方向相对地移位。
此时,磁传感器检测轭之间的磁通量密度,并且扭转扭矩基于磁通量密度的变化而被检测到。
磁力线具有依循磁性体的形状穿过具有高磁导率的位置的特性并且还具有在磁性体中直线地行进的特性。
因此,在磁性体是弯曲的情况下,磁力线依循磁性体的形状通过,然而,由于磁力线的直线性,磁性体的内侧部的磁通量密度与磁性体的外侧部的磁通量密度之间不同。
更具体地,当磁力线穿过弯曲的磁性体时,磁力线由于磁力线的直线性而在磁性体的外侧部比在磁性体的内侧部易于聚集。
因而,当将磁传感器设置在弯曲部分处并且检测弯曲部分处的磁通量密度时,磁性体的外侧处的磁通量密度倾向于较高。
因此,当将磁传感器设置在弯曲部分处时,存在下述问题:当磁传感器的位置相对于磁性体向外或向内偏离时,由磁传感器检测到的磁通量密度是不同的。
出于该原因,为了提高磁通量密度的检测精度,需要将扭矩检测装置组装成使得磁传感器精确地设置在相同的位置处。
发明内容
本发明已经鉴于上面阐述的问题而做出,并且本发明的目的在于提供一种便于磁传感器的布置的扭矩检测装置。
在根据第一方面的扭矩检测装置中,扭矩检测装置用于基于同轴地连接第一轴和第二轴的弹性构件的扭转移位来检测第一轴与第二轴之间的扭转扭矩,扭矩检测装置包括:磁体,该磁体固定至第一轴;一对磁轭,所述一对磁轭被固定成处于在轴向方向上彼此间隔开的状态;以及磁传感器,该磁传感器检测所述一对磁轭之间的磁通量密度。
所述一对磁轭包括对置部和壁部,其中,对置部设置成与磁体相对并且对置部在弹性构件扭转地移位时相对于磁体沿周向方向移位,壁部设置在对置部的径向外侧,壁部设置成从一个磁轭侧向另一磁轭侧延伸,并且壁部设置成彼此相对且磁传感器设置于壁部之间。
所述一对磁轭的壁部的远端部彼此相对,并且磁传感器设置在远端部之间,并且远端部之间的在径向内侧的距离比远端部之间的在径向外侧的距离短。
磁力线具有依循磁轭的形状穿过具有高磁导率的位置的特性,并且还具有在磁轭中直线地行进的特性。
因此,在壁部定位在对置部的径向外侧并且沿轴向方向朝向另一磁轭侧延伸的情况下,磁轭的在径向内侧处的磁通量密度倾向于变得比磁轭的在径向外侧处的磁通量密度小。
也就是说,由于磁力线倾向于从对置部向前直线地行进并且磁力线更易于在壁部的在径向方向上的外侧聚集,因此当检测设置成朝向另一磁轭侧延伸的壁部的远端部之间的磁通量密度时,在内侧的磁通量密度倾向于比在外侧的磁通量密度小。
因此,远端部之间的在径向内侧的距离被制得比远端部之间的在径向外侧的距离短,使得检测到的磁通量密度被平均。
也就是说,随着远端部之间的距离减小,磁通量密度倾向于增大,而随着该距离增大,磁通量密度倾向于变小,使得检测到的磁通量密度被平均。
由此,即使发生磁传感器的沿径向方向的位置偏离,检测到的磁通量密度也变得相同。
因此,即使发生磁传感器的沿径向方向的位置偏离,磁通量密度也可以以相同的方式被检测,因而磁传感器的布置变得容易。
附图说明
在附图中:
图1示出了转向系统的示意性构型图;
图2示出了扭矩检测装置的分解立体图;
图3A、图3B和图3C示出了扭矩检测装置的平面图;
图4示出了扭矩检测装置的沿着图3B中的线A-A截取的截面图;
图5示出了磁力线的示意图;
图6示出了根据另一实施方式的扭矩检测装置的截面图;
图7示出了根据另一实施方式的扭矩检测装置的截面图;
图8示出了根据另一实施方式的扭矩检测装置的截面图;以及图9示出了根据另一实施方式的扭矩检测装置的截面图。
具体实施方式
在下文中将参照附图对本发明的实施方式进行描述。
应当指出的是,在以下实施方式中,彼此相同或相似的部件被赋予相同的附图标记,除非另外指明,并且将不对彼此相同或相似的部件的重复的结构和特征进行描述以避免冗余的说明。
将参照附图对根据实施方式的扭矩检测装置10进行描述。
如图1中所示,扭矩检测装置10例如被用在转向系统100中,转向系统100设置有用于辅助车辆的转向操作的电动助力转向装置20。
方向盘30连接至转向轴40。
如图2中所示,转向轴40包括输入轴41、扭力杆42和输出轴43,其中,输入轴41作为第一轴而连接至方向盘30,扭力杆42连接至输入轴41,输出轴43作为第二轴而经由扭力杆42连接至输入轴41。
扭力杆42的一个端侧部借助于固定销44固定至输入轴41并且扭力杆42的另一端侧部借助于固定销44固定至输出轴43,并且扭力杆42同轴地连接输入轴41和输出轴43。
扭力杆42是棒状的弹性构件,并且扭力杆42根据施加至转向轴40的扭转扭矩而扭转地移位以蓄积弹力。
如图1中所示,在输入轴41与输出轴43之间设置有用于检测施加至扭力杆42(即,施加至转向轴40)的扭转扭矩的扭矩检测装置10。
在输出轴43的远端部处设置有小齿轮50,并且小齿轮50与齿条轴51接合。
一对轮52经由拉杆等(未示出)而连接至齿条轴51的两个端部。
因此,当驾驶员使方向盘30旋转(转向)时,连接至方向盘30的转向轴40旋转。
当转向轴40旋转时,齿条轴51借助于小齿轮50沿横向方向线性地移动。
然后,所述一对轮52根据齿条轴51的位移量而转向。
电动助力转向装置20包括马达21、减速齿轮22、控制装置23等,其中,马达21输出用于辅助由驾驶员引起的方向盘30的转向的辅助扭矩。
减速齿轮22降低马达21的旋转并且将马达21的旋转传递至转向轴40。
在本实施方式中,尽管电动助力转向装置20是柱辅助型,但是电动助力转向装置20可以是将马达21的旋转传递至小齿轮50的小齿轮辅助型或者可以是将马达21的旋转传递至齿条轴51的齿条辅助型。
控制装置23接收来自扭矩检测装置10的指示扭转扭矩的电压信号,并且控制装置23根据所获取的电压信号来控制马达21的驱动。
在以下的描述中,当简称为轴向方向时,该轴向方向表示转向轴40(包括输入轴41、扭力杆42和输出轴43,这在下文中同样适用)的轴向方向。
另外,当简称为径向方向时,该径向方向表示转向轴40的径向方向,并且当简称为周向方向时,该周向方向表示转向轴40的周向方向。
此外,在附图中,转向轴40的轴向方向由箭头Z表示,径向方向由箭头X表示,并且周向方向由箭头Y表示。
如图2中所示,扭矩检测装置10包括磁体11、一对磁轭12、磁传感器13等,其中,磁体11固定至输入轴41,所述一对磁轭12固定至输出轴43,磁传感器13检测所述一对磁轭12之间的磁通量密度。
磁体11由硬磁性体形成为呈筒形形状。磁体11同轴地固定至输入轴41。
磁体11中的N极和S极在周向方向上被交替地磁化。在本实施方式中,N极和S极的数目为8对,总计16极。磁体11的磁极的数目不限于16极,而是可以为偶数。
所述一对磁轭12被设置处于在轴向方向上彼此间隔开的状态。
应当指出的是,磁轭12之间的空间布置通过对所述一对磁轭12进行树脂模制或者借助于设置在磁轭12之间的间隔件等而被固定。
在此,磁轭12中的设置在输入轴41侧的一个磁轭表示为第一轭121,并且磁轭12中的设置在输出轴侧的另一磁轭表示为第二轭122。
第一轭121和第二轭122两者均由软磁性体形成为呈环形并且在磁体11的径向外侧固定至输出轴43。
具体地,第一轭121包括环形环部141、爪部151和壁部161,其中,爪部151作为对置部而设置成沿着轴向方向延伸,壁部161设置在爪部151的径向外侧。
类似地,第二轭122也包括环形环部142、爪部152和壁部162,其中,爪部152作为对置部而设置成沿着轴向方向延伸,壁部162设置在爪部152的径向外侧。
首先,将对环部141、142进行描述。
如图3A、图3B和图3C中所示,每个环部141、142的内径均大于磁体11的外径。因此,环部141、142与磁体11间隔开并且环部141、142彼此不接触。
图4是扭矩检测装置的沿着图3B中的线A-A截取的截面图。
如图4中所示,第一轭121的环部141的外径与第二轭122的环部142的外径相同。
此外,第一轭121的环部141的内径与第二轭122的环部142的内径相同。
如图4中所示,环部141、142形成为呈薄板形状并且设置成沿与轴向方向正交的方向延伸。
另外,第一轭121的环部141与磁体11的在轴向方向上的在输入轴41侧的端部对准。
另一方面,第二轭122的环部142与磁体11的在轴向方向上的在输出轴43侧的另一端部对准。
因此,从第一轭121的环部141至第二轭122的环部142的在轴向方向上的距离d1与磁体11的高度大致相同。
应当指出的是,只要爪部151、152与磁体11彼此相对,环部141、142之间的距离d1就可以比磁体11的高度长或短。
接下来,将对爪部151、152进行描述。
如图3中所示,爪部151、152以与磁体11的极对的数目相同的数目(在本实施方式中为8)进行设置。
爪部151、152沿着环部141、142的内边缘等间隔地设置。也就是说,多个爪部151、152是根据磁体11的磁极距设置的。
第一轭121的爪部151和第二轭122的爪部152在周向方向上交替地设置同时在周向方向上错开。应当指出的是,爪部151、152的数目可以与磁体11的极对的数目不同。
爪部151、152设置成与磁体11的外周缘相对。如图3B中所示,当扭力杆42没有发生扭转移位时,即,当没有扭转扭矩被施加至转向轴40时,每个爪部151、152的中央部均与磁体11的N极和S极的边界彼此重合。
应当指出的是,磁体11与磁轭12彼此不接触。
如图2和图4中所示,第一轭121的爪部151设置成从第一轭121沿轴向方向朝向第二轭122侧延伸。
类似地,第二轭122的爪部152设置成从第二轭122沿轴向方向朝向第一轭121侧延伸。
爪部151、152立置成与环部141、142正交,并且爪部151、152的远端部侧部的在周向方向上的宽度形成为比根部窄。
此外,爪部151、152设置在距磁体11的外周缘的一定距离处。
如图3中所示,第一轭121的爪部151沿着环部141的内边缘在周向方向上以45度的间隔设置。这同样适用于第二轭122的爪部152。
第一轭121相对于第二轭122定位成使得爪部151、152以22.5度的间隔交替地设置。
爪部151、152之间沿周向方向具有间隙以不与相邻的爪部151、152接触。另外,爪部151、152彼此间隔开以不与另一磁轭12接触。
接下来,将对壁部161、162进行描述。
如图4中所示,第一轭121的壁部161的远端部161a与第二轭122的壁部162的远端部162a在轴向方向上间隔开。
另外,第一轭121的壁部161的远端部161a和第二轭122的壁部162的远端部162a设置成在轴向方向上彼此相对。
具体地,第一轭121的壁部161形成为从第一轭121的环部141的外边缘沿轴向方向朝向第二轭122侧延伸。
第一轭121的壁部161设置成与环部141正交。此外,如由图3B中的虚线所示,第一轭121的壁部161沿着环部141的整个圆周设置。
第二轭122的壁部162以类似的方式构造。也就是说,如图4中所示,第二轭122的壁部162形成为从第二轭122的环部142的外边缘沿轴向方向朝向第一轭121侧延伸。
然而,第二轭122的壁部162设置成使得第二轭122的壁部162的远端部162a不与第一轭121接触。
第二轭122的壁部162设置成与环部142正交。第二轭122的壁部162沿着环部142的整个圆周设置。
第一轭121的壁部161的在轴向方向上的长度和第二轭122的壁部162的在轴向方向上的长度形成为相同的长度。
在本实施方式中,壁部161、162形成为比环部141、142之间的距离d1的一半短。
另外,环部141、142的外径形成为相同的,并且环部141、142被同轴地固定。
为此,壁部161、162的远端部161a、162a设置成彼此相对。
第一轭121的壁部161与第二轭122的壁部162之间的在轴向方向上的距离d2、d3(在径向外侧的距离d2和在径向内侧的距离d3)比磁轭12之间的任何距离都短。
例如,距离d2和d3比从壁部161、162至爪部151、152的在径向方向上的距离d4短。
另外,距离d2和d3比相邻的爪部151、152之间的在周向方向上的距离短。
因此,第一轭121的壁部161的远端部161a与第二轭122的壁部162的远端部162a之间的磁通量密度在磁轭12相对于磁体11的相对位置沿周向方向发生移位时增大。
也就是说,磁通量可以被抑制从磁轭12的除了壁部161、162以外的部分泄漏。
在第一轭121的壁部161与第二轭122的壁部162之间设置有至少一个磁传感器13。
磁传感器13输出具有与检测到的磁通量密度对应的电压的电压信号。例如,霍尔元件、磁阻元件等被用作磁传感器13。
磁传感器13沿轴向方向设置在第一轭121的壁部161的远端部161a与第二轭122的壁部162的远端部162a之间。
也就是说,第一轭121的壁部161与第二轭122的壁部162彼此相对,且磁传感器13设置于第一轭121的壁部161与第二轭122的壁部162之间。
本实施方式中的磁传感器13设置在环部141、142之间的在轴向方向上的中央部处。磁传感器13设置成检测轴向方向上的磁通量密度。
也就是说,磁传感器13检测第一轭121的壁部161的远端部161a与第二轭122的壁部162的远端部162a之间的在轴向方向上的磁通量密度。
在此,将对由磁传感器13进行的扭转扭矩的检测进行描述。
首先,将对没有扭转扭矩被施加在输入轴41与输出轴43之间的情况、即扭力杆42没有被扭转使得扭力杆42处于中立位置的情况进行描述。
在这种情况下,如图3B中所示,爪部151、152的中央部设置成分别与磁体11的N极和S极之间的边界重合。
此时,相同数目的磁力线从磁体11的N极离开并进入爪部151、152以及从爪部151、152离开并进入S极。
由此,磁力线分别被封闭在第一轭121和第二轭122内部。
因此,磁通量不被泄漏在第一轭121与第二轭122之间,并且由磁传感器13检测到的磁通量密度变为零。
当扭转扭矩被施加在输入轴41与输出轴43之间并且扭力杆42发生扭转移位时,磁体11与所述一对磁轭12之间的相对位置沿周向方向发生移位。
由此,如图3A和图3C中所示,设置在磁轭12中的爪部151、152的中央部与磁体11的N极和S极之间的边界彼此不重合,使得在磁轭12中的具有N极或S极的极性的磁力线增加。
在这种情况下,由于第一轭121和第二轭122中的具有相反极性的磁力线增加,因此第一轭121与第二轭122之间的磁通量密度增大。
更具体地,对应于第一轭121的壁部161与第二轭122的壁部162之间的在轴向方向上的距离的磁通量密度在磁轭12相对于磁体11的相对位置沿周向方向发生移位时增大。
由磁传感器13检测到的磁通量密度与扭力杆42的扭转位移量大致成比例,并且该磁通量密度的极性根据扭力杆42的扭转方向而被反转。
磁传感器13检测该磁通量密度并且将该磁通量密度输出为电压信号。电压信号的电压与磁通量密度——即,与扭转位移量——大致成比例。
另外,由于扭转扭矩与扭转位移量成比例,因此电压信号的电压也与扭转扭矩成比例。因此,扭矩检测装置10可以输出与扭转扭矩对应的电压信号。
同时,磁力线具有依循第一轭121(或第二轭122)的形状穿过具有最大磁导率的路径的特性,并且还具有在第一轭121(或第二轭122)内部尽可能地直线地行进而不相互交叉的特性。
因此,在壁部161、162定位在爪部151、152的径向外侧并且设置成沿轴向方向向另一磁轭侧延伸的情况下,壁部161、162的在径向内侧的磁通量密度倾向于比壁部161、162的在外侧的磁通量密度小。
也就是说,如图5中所示,来自第一轭121的爪部151的磁力线H1以从径向内侧指向外侧的方式直线地穿过环部141。
由于为磁性体的壁部161立置成在环部141的端部(外边缘)与环部141正交,因此已直线地行进的磁力线H1依循第一轭121的形状弯曲以使磁阻最小化(使磁导率变为最大)。也就是说,磁力线H1沿着壁部161弯曲。
然而,由于磁力线H1具有直线性,因此磁力线以沿径向方向向外伸的方式弯曲并且变得易于在壁部161中的在径向方向上的外侧聚集。也就是说,磁力线H1在许多情况下沿着壁部161的在径向方向上的外侧弯曲。
应当指出的是,在一些情况下,磁力线H1中的一些磁力线H1可以直线地行进并且泄漏至磁轭12的外部。
此外,尽管也存在穿过径向内侧的磁力线H1,但是与径向外侧相比,数目减少(磁通量密度减小)。
因此,当检测远端部161a、162a之间的磁通量密度时,径向内侧的磁通量密度倾向于比外侧的磁通量密度小。
另外,远端部161a、162a之间的在径向内侧的距离d3被制得比在径向外侧的距离d2短,使得检测到的磁通量密度被平均。
将在下面对此进行详细地描述。
如图4中所示,壁部161、162的远端部161a、162a分别设置有端面,并且位于一个远端部161a处的端面相对于位于另一远端部162a处的端面是倾斜的。
在本实施方式中,设置有相对于壁部161、162的内壁表面161b、162b倾斜的端面。也就是说,在壁部161、162的远端部161a、162a处设置有相对于轴向方向倾斜的端面。
端面设置成使得端面相对于壁部161、162的在径向方向上的内壁表面161b、162b的角度θ为锐角。
换言之,远端部161a、162a的端面设置成使得端面的径向内侧部设置成比径向外侧部更靠近另一磁轭侧。
换言之,远端部161a的端面设置成使得远端部161a的端面的径向内侧部比径向外侧部更靠近第二轭122(使得距第二轭122的距离变短)。
类似地,远端部162a的端面设置成使得远端部162a的端面的径向内侧部比径向外侧部更靠近第一轭121(使得距第一轭121的距离变短)。
由此,远端部161a、162a之间的在径向内侧的距离d3被制得比在径向外侧的距离d2短。
随着远端部161a、162a之间的距离减小,磁阻减小并且检测到的磁通量密度倾向于增大,而随着该距离增大,磁阻增大并且磁通量密度倾向于减小。
也就是说,随着远端部161a、162a之间的距离减小,磁通量的泄漏减少并且检测到的磁通量密度倾向于变大,而随着该距离增大,磁通量的泄漏增加并且磁通量密度倾向于变小。
因此,在磁力线H1在壁部161、162的在径向方向上的外侧部比在内侧部更易于聚集的情形下,当远端部161a、162a之间的在径向外侧的距离d2比在径向内侧的距离d3大时,在远端部161a、162a之间检测到的磁通量密度被平均。
由此,即使发生磁传感器13的沿径向方向的位置偏离,检测到的磁通量密度也变得相同。
利用以上构型,获得以下效果。
远端部161a、162a之间的在远端部161a、162a的径向内侧的距离d3被制得比在径向外侧的距离d2短,并且由设置在远端部161a、162a之间的磁传感器13检测到的磁通量密度被平均。
也就是说,随着远端部161a、162a之间的距离减小,磁阻减小并且检测到的磁通量密度倾向于增大,而随着该距离增大,检测到的磁通量密度倾向于减小。
因此,即使在磁力线H1在壁部161、162的在径向方向上的外侧部比在内侧部更易于聚集的情况下,由磁传感器13检测到的磁通量密度也被平均。
由此,即使发生磁传感器13的沿径向方向的位置偏离,检测到的磁通量密度也变得相同。
因此,即使发生磁传感器13的沿径向方向的位置偏离,磁通量密度也可以以相同的方式被检测,因而磁传感器13的布置变得容易。
此外,由于磁通量密度可以以相同的方式被检测,因此检测精度得以提高并且因此扭转扭矩的检测精度可以得到提高。
另外,由于不需要设置比如用于对磁通量密度进行平均的集磁环的构件,因此可以减少部件的数目。
壁部161、162的远端部161a、162a分别具有端面,并且位于一个远端部161a处的端面相对于位于另一远端部162a处的端面是倾斜的。
因此,与在远端部161a、162a处形成有阶梯部以便以阶梯式的方式缩短在径向方向上的内侧的距离的情况相比,可以进一步缩短该距离并且容易对磁通量密度进行平均。
此外,这些端面可以通过沿相对于壁部161、162的壁表面161b、162b的倾斜方向对远端部161a、162a进行切割而形成。
因此,容易将远端部161a、162a之间的在径向内侧的距离d3制得比在径向外侧的距离d2短。
此外,壁部161、162可以通过形成相对于壁表面161b、162b倾斜的端面而沿着轴向方向设置,并且因而与壁部161、162设置成沿径向方向向外扩展的情形相比,可以减小壁部161、162的尺寸。
壁部161、162设置在环部141、142的径向外侧的端部(外边缘)上。磁力线H1具有在远端部处聚集的特性。
因此,穿过环部141、142的磁力线H1可以在壁部161、162的远端部161a、162a处集聚。这使得磁传感器13更容易检测磁通量密度。
[其他实施方式]
本发明不限于以上实施方式,并且例如可以以如下方式实现。
尽管在壁部161、162中的各个壁部的位于两侧的远端部161a、162a处分别设置有相对于轴向方向倾斜的端面,但是也可以使用端面中的任一个端面。
如图6中所示,例如,在远端部161a处设置相对于轴向方向倾斜的端面,并且可以在另一远端部162a处设置与轴向方向正交的另一端面。
同样地在这种情况下,在径向外侧的距离d2可以制得比在径向内侧的距离d3长。
尽管在壁部161、162的远端部161a、162a处设置有为在平面上为同一平面的端面,但是远端部161a、162a的构型可以改变,只要在径向外侧的距离d2比在径向内侧的距离d3长即可。
例如,距离可以通过设置高度差而阶梯式地增大。
此外,远端部161a、162a的构型可以是例如弯曲表面。
尽管壁部161、162设置成与环部141、142正交,但是壁部161、162可以不与环部141、142正交。
更具体地,设置在所述一对磁轭12上的壁部161、162中的至少一个壁部可以相对于轴向方向倾斜地形成,使得所述至少一个壁部的远端部定位在该壁部的基端部的径向外侧。
例如,如图7中所示,壁部161、162可以相对于环部141、142倾斜地设置。
壁部161、162相对于轴向方向倾斜地形成,使得壁部161、162的远端部161a、162a分别定位在壁部161、162的基端部(连接至环部141、142的部分)的径向外侧。
应当指出的是,在远端部161a、162a上分别设置有与壁部161、162的壁表面161b、162b正交的端面。
据此,如果将远端部161a、162a之间的在径向内侧的距离d3制得比径向外侧的距离d2短,壁部161、162可以相对于环部141、142倾斜地形成并且因而不需要对壁部161、162的远端部161a、162a进行加工。
此外,壁部161、162的远端部161a、162a设置成相对于壁部161、162的基端部定位在径向外侧。
因此,与例如壁部161、162沿着与径向方向正交的方向(即,轴向方向)设置的情况相比,具有直线性的磁力线倾向于依循磁轭12的形状通过并且可以减少磁通量的泄漏。
也就是说,通过倾斜地设置壁部161、162,与壁部161、162沿着与径向方向正交的方向(即,轴向方向)设置的情况相比,可以使磁阻减小。
应当指出的是,例如,如图8中所示,壁部161、162相对于环部141、142倾斜地设置,并且可以进一步地在壁部161、162的远端部161a、162a处设置相对于壁部161、162的壁表面161b、162b倾斜的端面。
以此方式,远端部161a、162a之间的在径向方向上的内侧的距离d3可以进一步比距离d2短。
此外,可以使壁部中的仅一个壁部相对于环部141、142倾斜地设置。
尽管壁部161形成在第一轭121的外边缘上,但是壁部161可以不形成在该外边缘上。类似地,尽管壁部162形成在第二轭122的外边缘上,但是壁部162可以不形成在该外边缘上。
环部141、142可以设置成沿相对于轴向方向的倾斜方向延伸。
磁体11的磁化方向可以改变。在这种情况下,爪部151、152的形状可以根据磁体11的磁化方向而被任意地改变。
例如,如图9中所示,在磁体11沿轴向方向被磁化的情况下,爪部151、152可以从环部141、142的内边缘朝向轴中央部延伸。
在这种情况下,第一轭121的爪部151和第二轭122的爪部152设置在周向方向上的相同位置处。
尽管壁部161、162沿着环部141、142的整个圆周设置,但是壁部161、162可以不沿着该整个圆周设置。
例如,壁部161、162可以设置成在平面图(未示出)中呈弧形形状以将磁传感器13沿轴向方向夹置在壁部161、162之间。

Claims (6)

1.一种扭矩检测装置(10),所述扭矩检测装置(10)用于基于同轴地连接第一轴(41)和第二轴(43)的弹性构件(42)的扭转移位来检测所述第一轴与所述第二轴之间的扭转扭矩,所述扭矩检测装置包括:
磁体(11),所述磁体固定至所述第一轴;
一对磁轭(12、121、122),所述一对磁轭被固定成处于在轴向方向上彼此间隔开的状态;以及
磁传感器(13),所述磁传感器检测所述一对磁轭之间的磁通量密度;其中,
所述一对磁轭包括对置部(151、152)和壁部(161、162),所述对置部设置成与所述磁体相对并且所述对置部在所述弹性构件扭转地移位时相对于所述磁体沿周向方向移位,并且所述壁部设置在所述对置部的径向外侧,所述壁部设置成从一个磁轭侧向另一磁轭侧延伸,并且所述壁部设置成彼此相对且所述磁传感器设置于所述壁部之间;其中,
所述一对磁轭的所述壁部的远端部彼此相对,并且所述磁传感器设置在所述远端部之间;以及
所述远端部之间的在径向内侧的距离比所述远端部之间的在径向外侧的距离短。
2.根据权利要求1所述的扭矩检测装置,其中,
在所述一对磁轭的所述壁部的各自的远端部上均设置有端面,并且位于一个远端部处的端面相对于位于另一远端部处的端面是倾斜的。
3.根据权利要求2所述的扭矩检测装置,其中,
所述一对磁轭的所述壁部的所述远端部中的一个远端部的端面与所述轴向方向正交。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的扭矩检测装置,其中,
设置在所述一对磁轭上的所述壁部中的至少一个壁部相对于所述轴向方向倾斜地形成,使得所述至少一个壁部的远端部定位在该壁部的基端部的径向外侧。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的扭矩检测装置,其中,
所述磁轭包括环部(141、142),所述环部形成为呈环形形状并围绕所述磁体的外周缘,并且所述磁轭形成有所述对置部和所述壁部;以及
所述壁部中的每个壁部均设置在相应的环部的径向外侧的端部处。
6.根据权利要求4所述的扭矩检测装置,其中,
所述磁轭包括环部(141、142),所述环部形成为呈环形形状并围绕所述磁体的外周缘,并且所述磁轭形成有所述对置部和所述壁部;以及
所述壁部中的每个壁部均设置在相应的环部的径向外侧的端部处。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6670230B2 (ja) * 2016-12-22 2020-03-18 株式会社Soken トルク検出装置
KR102582282B1 (ko) * 2018-08-23 2023-09-26 에이치엘만도 주식회사 조향장치의 동력 전달부재
CN110254503B (zh) * 2019-06-27 2022-02-01 许小健 一种新农业耕种一体机用导向辅助结构

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7021160B2 (en) * 2003-06-10 2006-04-04 Delphi Technologies, Inc. Apparatus for sensing position and/or torque
JP2011089890A (ja) 2009-10-22 2011-05-06 Jtekt Corp トルク検出装置
JP5480758B2 (ja) * 2010-09-13 2014-04-23 日立金属株式会社 トルクインデックスセンサ
DE102012104076A1 (de) * 2011-05-13 2012-11-15 Denso Corp. Drehmomentsensor
JP5843100B2 (ja) * 2011-11-08 2016-01-13 株式会社ジェイテクト トルク検出装置および電動パワーステアリング装置
US8776619B2 (en) * 2011-11-18 2014-07-15 Bourns, Inc. Small angle sensor for measuring steering shaft torque
JP6160214B2 (ja) * 2013-05-07 2017-07-12 株式会社ジェイテクト トルク検出装置および同装置を備える電動パワーステアリング装置

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