CN111051836B - 转矩检测装置和磁传感器模块 - Google Patents

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Abstract

转矩检测装置(10)的扭杆(13)将施加到输入轴(11)与输出轴(12)之间的转矩变换为扭转位移。一组磁轭(31、32)由软磁性体形成,被固定于输出轴(12),在轴向上彼此对置,在被固定于输入轴(11)的多极磁铁(14)的磁场内形成磁回路。一组磁通引导构件(51、52)由软磁性体形成,主体(60)与一组磁轭(31、32)对置,引导磁回路的磁通。磁传感器(71、72)设置于延伸连接部(61、62),检测由磁通引导构件(51、52)引导的磁通。磁通引导构件(51、52)构成为在主体(60)中的向延伸连接部(71、72)的分支部位,磁通引导构件(51、52)与磁轭(31、32)之间的每单位面积的磁导率相比于周端部而言大。

Description

转矩检测装置和磁传感器模块
关联申请的相互参照
本申请基于2017年9月1日申请的专利申请号2017-168730号和2018年7月20日申请的专利申请号2018-136685号,在此引用其其记载内容。
技术领域
本公开涉及一种转矩检测装置和用于转矩检测装置的磁传感器模块。
背景技术
以往已知如下的转矩检测装置:该转矩检测装置用磁传感器检测因多极磁铁与磁轭的相对旋转所产生的磁通的变化,基于磁传感器的输出信号检测施加到扭杆的转矩。另外,在这种转矩检测装置中,已知使用了将磁轭的磁通聚集并引导到磁传感器的磁通引导构件的结构。例如在专利文献1所公开的结构中,相当于磁通引导构件的聚磁环形成为从多极磁铁(或磁轭)的中心轴至聚磁环的内缘部的距离在将多极磁铁(或磁轭)的中心轴与磁传感器连接的方向上最大。由此,在转矩固定的状态下,在多极磁铁与磁轭同步地旋转时在磁回路中产生的磁通的周期性变动得以抑制。以下,在本说明书中,将因该磁通的周期性变动所产生的噪声称为“振摆回转噪声”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-237727号公报
发明内容
在这种转矩检测装置中,由于磁传感器的输出电压被放大器放大后传输到控制装置,因此重要的是通过增大信号、且减小噪声来提高SN比。但是,在专利文献1的结构中,在磁传感器附近的部位,磁通引导构件与磁轭的轴向的对置面积相对变小,根据实施方式,磁通引导构件与磁轭的对置面积为0。因此,在远离磁传感器的部分使磁通引导构件与磁轭对置来将磁通聚集的情况下,与在磁传感器附近聚集的情况相比磁阻变高,因此聚集到传感器的磁通量减少。因而,在振摆回转噪声变小的同时信号也变小,因此存在无法预计SN比的提高的问题。
本公开的目的在于提供一种提高由磁传感器检测的磁通的SN比的转矩检测装置以及用于该转矩检测装置的磁传感器模块。
本公开的转矩检测装置具备扭杆、多极磁铁、一组磁轭、一个以上的磁通引导构件以及一个以上的磁传感器。扭杆将第1轴与第2轴连结于同轴上,将施加到第1轴与第2轴之间的转矩变换为扭转位移。多极磁铁被固定于第1轴或扭杆的一端侧,N极与S极在周向上交替地配置。一组磁轭由软磁性体形成,在多极磁铁的径外侧被固定于第2轴或扭杆的另一端侧,在轴向上彼此对置,在多极磁铁的磁场内形成磁回路。
磁通引导构件由软磁性体形成,主体与至少一方的磁轭对置,引导磁回路的磁通。磁传感器设置于所述磁通引导构件的主体或从该主体分支的延伸连接部,检测由磁通引导构件引导的磁通。在此,在磁轭的轴向的投影中,在磁传感器为一个的情况下,将连接磁传感器与磁轭的中心轴的虚拟直线设为基准线,在磁传感器为多个的情况下,将连接多个磁传感器的中间位置与磁轭的中心轴的虚拟直线设为基准线。另外,将隔着基准线、且与磁通引导构件的主体和磁轭的对置范围中的磁轭的周向两端对应的部位定义为磁通引导构件的主体的周端部。
在本公开的第1方式中,磁通引导构件构成为在主体中的磁传感器的设置部位或向延伸连接部的分支部位,“磁通引导构件与磁轭之间的每单位面积的磁导率”相比于周端部而言大。此外,与第1方式的磁通引导构件对应的参照标记相当于从作为总标记的“51、52”排除第2方式的“560、570”后的标记。由此,由磁传感器检测的信号变大,因此能够提高SN比。
优选的是,从磁通引导构件的主体中的磁传感器的设置部位或向延伸连接部的分支部位至磁轭的中心轴的距离,比从周端部至磁轭的中心轴的距离短。例如优选的是,磁通引导构件中磁轭的中心轴侧的边是与基准线正交的直线。特别是,磁通引导构件的主体形成为长方形带状,由此能够使磁通引导构件为小型。另外,例如在通过冲压对金属板材料进行冲裁来制造磁通引导构件的情况下,能够通过磁通引导构件的形状设计来提高成品率。
另外,在转矩检测装置具备配置成相对于基准线呈对称的两个磁传感器的结构中,认为磁通从磁通引导构件的基准线侧朝向两个磁传感器分支,由此被传播到磁传感器的噪声降低。其结果,能够进一步提高由磁传感器检测的磁通的SN比。
本公开还作为用于上述的转矩检测装置、且磁通引导构件和磁传感器构成为一体的磁传感器模块提供。例如,磁传感器模块通过被一体地树脂模制而构成。该磁传感器模块能够作为构成转矩检测装置的部件独立地制造销售,在使用于转矩检测装置时起到提高SN比的效果。
在本公开的第2方式中,转矩检测装置具备两个磁传感器。另外,磁通引导构件中磁轭的中心轴侧的边是与基准线正交的直线,两个磁传感器配置成相对于基准线呈对称。磁通引导构件构成为在主体中的磁传感器的设置部位或向延伸连接部的分支部位,磁通引导构件与磁轭之间的每单位面积的磁导率相比于基准线上的部位而言小。在第2方式中,由磁传感器检测的信号相比于第1方式而言小。但是,通过磁通从磁通引导构件的基准线侧朝向两个磁传感器分支所引起的噪声降低效果更大的情况下,能够谋求SN比的提高。特别是,磁通引导构件的主体形成为长方形带状,由此能够使磁通引导构件为小型。
附图说明
关于本公开的上述目的及其它目的、特征、优点,通过参照附图并下述的详细描述,会变得更明确。在该图中,
图1是基于各实施方式(磁传感器模块是第1实施方式)的转矩检测装置的分解立体图,
图2是应用各实施方式的转矩检测装置的电动动力转向装置的概略结构图,
图3A是第1实施方式的磁传感器模块的平面图,
图3B是同上的磁传感器模块的侧视图,
图4是第1实施方式的磁传感器模块的轴向截面图,
图5A是第1实施方式中的离基准线的距离与磁导率的相关图,
图5B是说明基于第1实施方式的振摆回转变动的降低的图,
图6是说明基于第1实施方式的磁通引导构件的制造成品率提高的图,
图7是第2实施方式的磁传感器模块的平面图,
图8A是第3实施方式的磁传感器模块的平面图,
图8B是同上的磁传感器模块的侧视图,
图9A是第4实施方式的磁传感器模块的平面图,
图9B是同上的磁传感器模块的侧视图,
图10是第4实施方式的磁传感器模块的轴向截面图,
图11是第5实施方式的磁传感器模块的轴向截面图,
图12是第6实施方式的磁传感器模块的轴向截面图,
图13A是第7实施方式的磁传感器模块和磁轭的平面图,
图13B是同上的磁传感器模块和磁轭的侧视图,
图14是第7实施方式的磁传感器模块和磁轭的轴向截面图,
图15A是第8实施方式的磁传感器模块的平面图,
图15B是同上的磁传感器模块的侧视图,
图16是第9实施方式的磁传感器模块的平面图,
图17A是第10实施方式的磁传感器模块的平面图,
图17B是同上的磁传感器模块的侧视图,
图18是第10实施方式中的离基准线的距离与磁导率的相关图,
图19是第11实施方式的磁传感器模块的平面图,
图20是第12实施方式的磁传感器模块的平面图,
图21A是第13实施方式的磁传感器模块的平面图,
图21B是同上的磁传感器模块的轴向截面图,
图22A是第14实施方式的磁传感器模块的平面图,
图22B是同上的磁传感器模块的轴向截面图,
图23是表示第1实施方式的直线状磁通引导构件的优选的主体的长度的图,
图24是表示直线状磁通引导构件中的放射范围磁极数与振摆回转噪声的关系的图,
图25是表示第3实施方式的圆弧状磁通引导构件的优选的主体的长度的图,
图26是表示圆弧状磁通引导构件中的放射范围磁极数与振摆回转噪声的关系的图,
图27A是表示多极磁铁的磁极数为12极的情况下的放射范围磁极数与振摆回转噪声的关系的图,
图27B是表示多极磁铁的磁极数为20极的情况下的放射范围磁极数与振摆回转噪声的关系的图,
图28A是表示其它实施方式的磁通引导构件的形态的图,
图28B是表示其它实施方式的磁通引导构件的形态的图,
图29A是表示其它实施方式的磁通引导构件的形态的图,
图29B是表示其它实施方式的磁通引导构件的形态的图,
图30是表示其它实施方式的磁通引导构件的形态的图,
图31是表示其它实施方式的磁通引导构件的形态的图,
图32A是其它实施方式的磁轭的平面图,
图32B是同上的磁轭的局部立体图,
图33是表示从磁轭的爪向环的磁通的流动的参考图。
具体实施方式
下面,基于附图来说明转矩检测装置的多个实施方式。在多个实施方式中,对实质上相同的结构附加相同的标记来省略说明。
另外,将以下的第1~第14实施方式总括起来称为“本实施方式”。本实施方式的转矩检测装置应用于用于辅助车辆的转向操作的电动动力转向装置。
首先参照图2来说明应用各实施方式的转矩检测装置的电动动力转向装置的概略结构。此外,图2所示的电动动力转向装置90是转向柱助力式,但是也能够同样地应用于齿条助力式电动动力转向装置。在连接于方向盘93的转向轴94设置有用于检测转向转矩的转矩检测装置10。在转向轴94的顶端设置有小齿轮96,小齿轮96与齿条轴97啮合。一对车轮98经由拉杆等以能够旋转的方式连结于齿条轴97的两端。转向轴94的旋转运动通过小齿轮96变换为齿条轴97的直线运动,从而一对车轮98被转向。
转矩检测装置10设置于构成转向轴94的输入轴11与输出轴12之间,检测施加到转向轴94的转向转矩来输出到ECU 91。ECU 91根据检测出的转向转矩控制马达92的输出。马达92所产生的转向助力转矩经由减速齿轮95被减速后传递到转向轴94。
在此,转矩检测装置10具备两个磁传感器71、72、且输出两个值trq1、trq2来作为转向转矩的方式对应于第1~第10实施方式等。通过设为将用于ECU 91的控制的转矩信息进行冗余输出的结构,即使由于磁传感器、运算电路的故障而不能使用一方的转矩信息,ECU 91也能够使用另一方的转矩信息来继续进行马达92的驱动。因此,这样的冗余结构在要求高的可靠性的电动动力转向装置90中特别有效。但是,也可以如第11、第12实施方式那样将转矩检测装置10设为具备一个磁传感器71的结构。
接着,参照图1、图2来说明转矩检测装置10的整体结构。如图2所示,转矩检测装置10包括扭杆13、多极磁铁14、一组磁轭31、32、一个以上的磁通引导构件51、52以及一个以上的磁传感器71、72等。另外,将包括一个以上的磁通引导构件51、52和一个以上的磁传感器71、72的单元表示为磁传感器模块50。
在此,在示意性地示出结构构件的形状的图2中,使用“50”来作为统括各实施方式的磁传感器模块的标记,使用“51、52”来作为统括各实施方式的磁通引导构件的标记。另一方面,在具体示出第1实施方式的磁通引导构件的形状的图1中,使用第1实施方式的磁传感器模块的标记“501”和第1实施方式的磁通引导构件的标记“511、521”。这样,在各实施方式中,磁通引导构件51、52的具体的形状、磁传感器71、72的数量不同。但是,在该部分的说明中,不提及图1中的磁通引导构件511、521的详细的形状,仅参照转矩检测装置10的整体结构。
如图1、图2所示,扭杆13的一端侧通过固定销15被固定于作为“第1轴”的输入轴11,扭杆13的另一端侧通过固定销15被固定于作为“第2轴”的输出轴12,扭杆13将输入轴11与输出轴12连结于中心轴O的同轴上。扭杆13是棒状的弹性构件,将施加到转向轴94的转向转矩变换为扭转位移。多极磁铁14固定于输入轴11,N极与S极在周向上交替地配置。在本实施方式中,N极与S极各8极、总计16极按22.5°间隔配置。
一组磁轭31、32由软磁性体形成为环状,在多极磁铁14的径外侧被固定于输出轴12,在轴向上隔着间隙彼此对置。在一组磁轭31、32各自中,与多极磁铁14的N极及S极相同数量的爪33、34沿着环的内缘在整周上等间隔地设置。一方的磁轭31的爪33与另一方的磁轭32的爪34以在周向上错开的方式交替地配置。通过这样,一组磁轭31、32在多极磁铁14所产生的磁场内形成磁回路。
当扭转位移施加到扭杆13时,随着多极磁铁14与一组磁轭31、32的相对旋转而穿过磁回路的磁通发生变化,通过检测该磁通来得到旋转角度的信息。其检测原理记载在专利文献1(日本特开2012-237727号公报)的图5、图6等。
扭杆13、多极磁铁14以及一组磁轭31、32以同轴方式构成,因此也可以以它们中的任一个为基准来定义中心轴O。在本说明书中,以关注与磁通引导构件51、52的对置关系的磁轭31、32为基准,基本上记载为“磁轭31、32的中心轴O”。
另外,在实施方式的说明中,将扭杆13、多极磁铁14、一组磁轭31、32等的轴向和径向仅称为“轴向”和“径向”。另外,附图说明中的平面图是指从轴向的第1轴11侧观察的图,侧视图是指从径向观察的图。“在平面视图中”的含义与“在轴向的投影中”相同。
磁通引导构件51、52由软磁性体形成,主体60在轴向或径向上与一组磁轭31、32中的至少一方的磁轭对置,将磁回路的磁通引导到磁传感器71、72。在除了第14实施方式以外的很多实施方式中,具备一组磁通引导构件51、52。
以下,为了便于说明,将在图1、图2中配置于第1轴11侧的磁轭31和磁通引导构件51称为“上侧的磁轭31”和“上侧的磁通引导构件51”。另外,将配置于第2轴12侧的磁轭32和磁通引导构件52称为“下侧的磁轭32”和“下侧的磁通引导构件52”。上侧的磁通引导构件51与上侧的磁轭31对置,下侧的磁通引导构件52与下侧的磁轭32对置。在除了第13实施方式以外的很多实施方式中,一组磁轭31、32配置成在轴向上呈对称,在轴向上彼此对置。
如图1所示,第1实施方式的一组磁通引导构件511、521具有从主体60分支的两组延伸连接部61、62。详细地说,延伸连接部61、62从主体60向磁轭31、32的径向外侧延伸。两个磁传感器71、72分别配置于延伸连接部61、62之间。延伸连接部61、62以在延伸连接部61、62之间配置有磁传感器71、72的部分处间隙最小的方式在轴向上具有高低差。例如在磁通引导构件51、52被冲压成形的情况下,能够通过折弯金属板等来形成延伸连接部61、62的高低差。
磁传感器71、72通过检测从一组磁轭31、32通过磁通引导构件51、52引导的磁通来变换为电压信号,并经由引线73、74输出到外部的ECU 91。例如磁传感器71、72由将霍尔元件、磁阻元件等进行树脂模制而成的大致长方体的IC封装体构成。
在以上的结构的转矩检测装置中,在施加到扭杆13的转矩固定的状态下,在多极磁铁14与磁轭31、32同步地旋转时,穿过磁回路的磁通周期性地变动。该磁通的周期性变动有可能相对于从磁传感器71、72向ECU 91的输出信号成为“振摆回转噪声”。
在此,参照作为表示从磁轭的爪向环的磁通的流动的参考图的图33,说明振摆回转噪声。根据与面对成为磁通源的多极磁铁14的磁轭31、32的爪33、34的距离,在磁轭31、32的环部分产生磁通密度之差。也就是说,在接近爪33、34的部分,磁通密度高,在远离爪33、34的部分,磁通密度小。
因此,在多极磁铁14与磁轭31、32同步地旋转的情况下,在配置于磁轭31、32的环间的特定位置的磁传感器中,探测出随着旋转所产生的磁通的变动。进一步地,随着旋转,从爪33、34彼此之间泄漏的漏磁通增加,磁通的变动变大。其作为振摆回转噪声被磁传感器所检测。这样,如果与由磁传感器检测的信号相比振摆回转噪声相对变大,则SN比下降。
针对该噪声,在专利文献1的以往技术中,决定聚磁环(即,本实施方式的磁通引导构件)的形状使得在将中心轴O与磁传感器连接的方向上从中心轴O至聚磁环的内缘部的距离最大。例如,聚磁环形成为将中心轴O与磁传感器连接的方向成为长径的椭圆弧状。通过这样使磁传感器远离多极磁铁,想要抑制磁通变动对磁传感器的影响。
但是,在专利文献1的结构中,在磁传感器附近的部位,磁通引导构件与磁轭的轴向的对置面积相对变小,根据实施方式,磁通引导构件与磁轭的对置面积为0。因此,在远离磁传感器的部分使磁通引导构件与磁轭对置来将磁通聚集的情况下,与在磁传感器附近聚集的情况相比磁阻变高,因此聚集到传感器的磁通量减少。因而,在振摆回转噪声变小的同时信号也变小,因此存在无法预计SN比的提高的问题。
因此,本实施方式基本上其目的在于,通过越是磁传感器附近的部位则越增大信号且抑制振摆回转噪声,提高由磁传感器检测的磁通的SN比。但是,例外地,第10实施方式是不增大信号而仅通过噪声的抑制效果来提高SN比。
另外,在一部分实施方式中,作为进一步的目的,谋求磁传感器模块50的小型化和组装性的提高。相比于例如专利文献1所公开的半环状的聚磁环为需要使扭杆13、多极磁铁14穿过其中的环状的聚磁环而言,在能够从径向进行组装的方面组装性优异。在一部分实施方式中,不仅能够从径向进行组装,还使磁传感器模块50小型化,提高制造成品率,并且谋求部件管理的空间降低、组装性的进一步提高。
接着,参照图3A~图22B,针对每个实施方式说明磁传感器模块50的详细的结构。关于以下的第1~第9实施方式,对于磁传感器模块的标记在接着“50”之后的第3位附加实施方式的编号,对于一组磁通引导构件的标记在接着“51”、“52”之后的第3位附加实施方式的编号。关于第10~第14实施方式,对于磁传感器模块的标记在接着“55”之后的第3位按顺序附加“0”~“4”。另外,关于第10~第13实施方式,对于一组磁通引导构件的标记在接着“56”、“57”之后的第3位按顺序附加“0”~“3”。关于第14实施方式,将仅有单侧的磁通引导构件的标记设为“564”。
对于各实施方式的磁传感器模块的结构,作为原则,通过平面图、侧视图、轴向截面图的三个图来示出。但是,在某一个图与前述的实施方式实质上相同的情况下,适当引用前述的图。另外,在说明书中,例如“在平面视图中”是“观察平面图时”的意思。在第1实施方式中,图3A是平面图,图3B是侧视图,图4是轴向截面图。“平面图”严格来讲是在上侧的磁通引导构件51的上部切割了多极磁铁14和磁轭31、32的爪33、34的径向截面图,但是从磁通引导构件51的视点记为“平面图”。另外,在径向截面视图中实际看到环的仅是下侧的磁轭32,但是为了便于说明,将上侧的磁轭31包括在内地将标记附加为“31、32”。
在各平面图中,记载穿过中心轴O且沿左右方向延伸的“基准线X”。在图3A等具备两个磁传感器71、72的结构的图中,基准线X被定义为将两个磁传感器71、72的中间位置与中心轴O连接的虚拟直线。换言之,两个磁传感器71、72配置成相对于基准线X呈对称。在图19等具备一个磁传感器71的结构的图中,基准线X被定义为将一个磁传感器71与中心轴O连接的虚拟直线。另外,各平面图是扭杆13未被施加扭转位移的中立状态的图。在中立状态下,磁极(在图3A的例子中是S极)的中心线与基准线X一致。
侧视图是沿着基准线X从径向外侧观察磁传感器模块50的图。双点划线表示爪33、34的外形。在侧视图中,省略扭杆13、多极磁铁14的图示。轴向截面图是用包括中心轴O和基准线X的平面的截面图。在轴向截面图中省略扭杆13的图示,将多极磁铁14仅示出外形线。
(第1实施方式)
参照图3A、图3B、图4来说明第1实施方式。在第1实施方式的磁传感器模块501中,在平面视图中,磁通引导构件511、521的主体形成为相对于基准线X呈对称的长方形带状。磁通引导构件511、521的中心轴O侧的边是在磁轭31、32的内部与基准线X正交的直线。
磁通引导构件511、521具有从主体60向径向外侧延伸的延伸设置部61、62,将“主体60中的向延伸连接部61、62的分支部位”记为S部。“向延伸连接部61、62的分支部位”实质上是指磁传感器71、72的附近。此外,“S部”是与多极磁铁14的S极相同的记号,但是它们的区别是不言自明的,不会发生混淆。
另外,将隔着基准线X、且对应于磁通引导构件511、521的主体60与磁轭31、32的对置范围中的磁轭31、32的周向两端的部位定义为“主体60的周端部63、64”,在图中用虚线阴影表示。周端部63、64是“对应于”“主体60与磁轭31、32的对置范围中的周向两端”的部位,也可以是周端部63、64本身不直接包括在与磁轭31、32的对置范围中。例如,周端部63、64只要在直接的对置范围的外侧、即远离基准线X的一侧对应于“直接的对置范围中的周向两端”即可。从S部至中心轴O的距离ds比从周端部63、64至中心轴O的距离de短。
在侧面视图和轴向截面视图中,磁通引导构件511、521在轴向的内侧以固定的间隙与磁轭31、32的环状面对置,其对置面积在靠近磁传感器71、72的中间部65相对大,随着去向周端部63、64而变小。在作为向延伸设置部61、62的分支部位的S部,对置面积相比于周端部63、64而言大,因此磁通引导构件511、521与磁轭31、32之间的每单位面积的磁导率大。
在此,“每单位面积”的用意在于明确地记载使按每个部位比较磁导率的范围的面积相同。在以下的实施方式的说明中,省略每次的“每单位面积”的记载,将“磁导率”解释为是指“每单位面积的磁导率”。
两个磁传感器71、72分别配置于延伸连接部61、62之间。延伸连接部61、62以在延伸连接部61、62之间配置有磁传感器71、72的部分处间隙最小的方式在轴向上被折弯,具有高低差。这样的延伸连接部61、62的结构在以下的第2~第7、第9~第11实施方式中共同。
接着参照图5A、图5B、图6,说明除了第10实施方式以外的各实施方式的磁传感器模块50的作用效果。首先,说明信号变大的原因。在图5A中,关于磁通引导构件51、52与磁轭31、32之间的磁导率,示出离基准线X的距离或旋转角度与磁导率的相关图。使用材料的导磁率μ、对置面积A、间隙长度L,用式(1)表示磁导率P。
P=μ(A/L)···(1)
在此,当以磁通引导构件51、52由单一的软磁性材质形成为前提时,磁通引导构件51、52与磁轭31、32的对置面积A越大或者间隙长度L越短,则磁导率P越大。
在第1实施方式等中,磁通引导构件51、52与磁轭31、32的间隙固定,但是对置面积随着从中间部65去向周端部63、64而变小。另一方面,在后述的第3实施方式等中,磁通引导构件51、52与磁轭31、32的对置面积固定,但是间隙随着从中间部65去向周端部63、64而变大。因而,在任一个实施方式中,中间部65的磁导率都大于周端部63、64的磁导率。其相关特性可以是图5A中如P1那样的直线、如P2那样的无拐点的单纯的曲线、如P3那样的S型曲线或者阶梯状的折线等任何特性。
另外,在日本专利第5090162号公报和美国专利US7,644,635号说明书中,公开了“磁通引导构件与磁轭之间的磁导率独立于相对半径和角度位置而决定”的结构。这意味着具有与离基准线X的距离无关地磁导率固定的特性。将该特性作为比较例,在图5A中用虚线表示。本实施方式的特性在磁导率根据离基准线X的距离或旋转角度而发生变化这一点上明显不同于比较例的特性。
而且,在除了第10实施方式以外的各实施方式中,磁传感器71、72设置于中间部65附近的主体60、或从主体60分支的延伸设置部61、62。在此,“设置”包括磁传感器71、72以非接触方式配置于接近延伸连接部61、62的位置的方式,未必是指磁传感器71、72与延伸设置部61、62接触。磁通引导构件51、52的主体60中的磁传感器71、72的设置部位或向延伸连接部61、62的分支部位实质上是指“磁传感器71、72的附近”。而且,磁通引导构件51、52构成为在主体60中的磁传感器71、72的设置部位或向延伸连接部61、62的分支部位,“磁通引导构件51、52与磁轭31、32之间的每单位面积的磁导率”相比于周端部63、64而言大。由此,能够增大磁传感器71、72的信号。
接着,说明振摆回转噪声降低的原因。在专利文献1等以往技术的转矩检测装置中,聚磁环的形状形成为沿着磁轭的环的圆环状、半圆状、半椭圆状等。在这些形状中,从聚磁环的广范围的部分向磁传感器部分将磁通聚集,因此信号在某一程度上变大,与此同时,导致各部位的磁通变动也聚集,其结果,产生大的振摆回转变动。另一方面,在除了第10实施方式以外的各实施方式中,构成为在远离磁传感器71、72的周端部63、64,磁轭31、32与磁通引导构件51、52之间的磁导率下降。
在第1实施方式的图3A中,特别是在磁导率大的S部,磁通流过磁轭31、32与磁通引导构件511、521之间。然后,流入磁通引导构件511、521的磁通如用虚线箭头B所示那样朝向周端部63、64以扩展泄漏的方式流去。这是因为,与以往技术的转矩检测装置的聚磁环不同地,在磁通引导构件511、521的周端部63、64中,处于磁通密度低而磁阻小的状态。由此,产生穿过延伸设置部61、62而流向磁传感器71、72侧的磁通的变动得以抑制、即磁通被平滑化的效果。
例如,在多极磁铁14的磁极位于两个磁轭31、32的爪33、34之间的中立状态、即未被施加转矩的状态下,以往技术的聚磁环不仅将磁通聚集,还产生大的振摆回转噪声。与此相对,第1实施方式的磁通引导构件511、521成为抑制所聚集的磁通的变动的构造,因此如图5B所示那样振摆回转噪声的变动变小。除此以外,在具备两个磁传感器71、72的结构中,从磁轭31、32引导的磁通从基准线X侧朝向两个磁传感器71、72分支,逐渐朝向周端部63、64扩展。通过该作用,能够降低被传播的振摆回转噪声。
此外,针对磁传感器71、72的信号,也在对于被聚集的磁通量而言贡献度最高的磁传感器71、72的附近,磁通引导构件511、521与磁轭31、32之间的磁导率大而磁通被聚集,因此对于信号的下降的影响小。根据以上,在除了第10实施方式以外的各实施方式中,相对于以往技术,能够得到大的信号(S)且抑制振摆回转噪声(N)。因此,能够提高由磁传感器71、72检测的磁通的SN比。
接着,参照图6,说明通过使用第1实施方式的磁通引导构件511、521所产生的制造成品率提高。例如在通过冲压对金属板材料进行冲裁来得到两片磁通引导构件511、521的情况下,以使延伸设置部61、62面对面的方式排列主体60,以使凹凸相互嵌合的方式进行布局。由于与延伸设置部61、62相反侧的边是直线,因此为了得到两片磁通引导构件511、521而使用的材料的宽度为W1。
为了比较,用双点划线表示第3实施方式中的圆弧状的磁通引导构件513、523。在该方式中,为了得到两片磁通引导构件513、523而需要使用宽度W3的材料,浪费大。与此相对,在第1实施方式中能够最小限度地抑制材料的浪费,制造成品率提高。另外,磁通引导构件511、521在基准线X方向的宽度小,因此能够在图3A所示的宽度Win的空间如空心箭头IN那样滑动来组装到转矩检测装置10。因而,与例如组装半环状的磁通引导构件的情况相比,能够进一步提高组装性。
(第2实施方式)
关于第2实施方式的磁传感器模块502,侧视图和轴向截面图引用第1实施方式的图3B和图4。在图7的平面图中,将下侧的磁通引导构件包括在内地,将磁通引导构件的标记记为“512,522”。
如图7所示,在第2实施方式的磁传感器模块502中,在平面视图中,磁通引导构件512、522的主体形成为以相对于基准线X呈对称的同心圆弧为对边的带状。该同心圆弧以在基准线X上位于对于中心轴O而言的与磁传感器71、72相反的一侧的点Q为中心,曲率小于以中心轴O为中心的圆弧。与第1实施方式同样地,从主体60中的作为向延伸设置部61、62的分支部位的S部至中心轴O的距离ds比从周端部63、64至中心轴O的距离de短。
磁通引导构件512、522在轴向的内侧以固定的间隙与磁轭31、32对置。其对置面积在靠近磁传感器71、72的中间部65相对大,随着去向周端部63、64而变小。在向延伸设置部61、62的分支部位,对置面积相比于周端部63、64而言大,因此磁通引导构件512、522与磁轭31、32之间的磁导率大。因而,第2实施方式与第1实施方式同样地起到SN比提高效果。此外,磁通引导构件的中心轴O侧的边是直线的第1实施方式被解释为第2实施方式的点Q存在于无穷远、且圆弧的曲率无穷小的特殊的方式。
(第3实施方式)
关于第3实施方式的磁传感器模块503,轴向截面图引用第1实施方式的图4。如图8A、图8B所示,在第3实施方式的磁传感器模块503中,在平面视图中,磁通引导构件513的主体形成为将以中心轴O为中心的同心圆弧作为对边的带状。磁通引导构件513、523在轴向的内侧与磁轭31、32对置,其对置面积在磁轭31、32的周向上固定。
在侧面视图中,磁通引导构件513、523与磁轭31、32的轴向的间隙为从靠近磁传感器71、72的中间部65处的间隙gc至周端部63、64处的间隙ge,随着去向周端部63、64而变大。在向延伸设置部61、62的分支部位,间隙相比于周端部63、64而言小,因此磁通引导构件513、523与磁轭31、32之间的磁导率大。因而,第3实施方式与第1实施方式同样地起到SN比提高效果。
(第4实施方式)
如图9A、图9B、图10所示,在第4实施方式的磁传感器模块504中,磁通引导构件514、524的主体在平面视图中位于磁轭31、32的外形的径向外侧、且形成为相对于基准线X呈对称的长方形带状。磁通引导构件514、524的中心轴O侧的边是与基准线X正交的直线。因而,第4实施方式与第1实施方式同样地起到小型化、成品率提高的效果。
在侧面视图和轴向截面视图中,磁通引导构件514、524在径向上与磁轭31、32的侧面对置。对置部分的轴向的高度固定。磁通引导构件514、524与磁轭31、32的径向的间隙随着从靠近磁传感器71、72的中间部65去向周端部63、64而变大。在向延伸设置部61、62的分支部位,间隙相比于周端部63、64而言小,因此磁通引导构件514、524与磁轭31、32之间的磁导率大。因而,第4实施方式与第1实施方式同样地起到SN比提高效果。
(第5、第6实施方式)
图11、图12中示出第5、第6实施方式的磁传感器模块505、506的轴向截面图。第5、第6实施方式是涉及磁通引导构件与磁轭的对置结构的其它变化。第5、第6实施方式的磁通引导构件515、525、516、526的主体的平面视图形状可以是如第1、第4实施方式那样的长方形带状和如第2实施方式那样的以圆弧为对边的带状中的任一个。
第1实施方式的磁通引导构件511、521等在轴向的内侧与磁轭31、32的环状面对置,与此相对,如图11所示,第5实施方式的磁通引导构件515、525配置于轴向的外侧,在轴向的外侧与磁轭31、32的环状面对置。另外,如图12所示,第6实施方式的磁通引导构件516、526在轴向的外侧和径向上,与磁轭31、32的环状面及侧面对置。这样,各实施方式的磁通引导构件只要在轴向、径向、或将这两个方向适当组合来与磁轭31、32对置即可。
(第7实施方式)
如图13A、图13B、图14所示,在第7实施方式的磁传感器模块507中,磁通引导构件517、527的主体在平面视图中位于磁轭31、32的外形的径向外侧、且形成为将以中心轴O为中心的同心圆弧作为对边的带状。
在侧面视图和轴向截面视图中,在磁轭31、32的周缘部形成有确保轴向高度的壁部35。此外,也可以代替壁部35的形成而单纯地使磁轭31、32的板厚变厚。磁通引导构件517、527在径向上与磁轭31、32的侧面对置,其径向的间隙固定。另外,磁通引导构件517、527的主体的轴向高度随着从靠近磁传感器71、72的中间部65去向周端部63、64而变小。因而,磁通引导构件517、527与磁轭31、32的对置面积随着从中间部65去向周端部63、64而变小。在向延伸设置部61、62的分支部位(S部),对置面积相比于周端部63、64而言大,因此磁通引导构件517、527与磁轭31、32之间的磁导率大。因而,第7实施方式与第1实施方式同样地起到SN比提高效果。
(第8实施方式)
关于第8实施方式的磁传感器模块508,省略轴向截面图。如图15A、图15B所示,在第8实施方式的磁传感器模块508中,磁通引导构件518、528仅由长方形带状的主体构成,不具有延伸设置部61、62。在磁通引导构件518、528中,在以在轴向上相互接近的方式被折弯的传感器保持部66、67之间配置磁传感器71、72。在该方式中,主体60中的磁传感器71、72的设置部位实质上相当于“磁传感器71、72的附近”。第8实施方式与第1实施方式同样地起到SN比提高效果,除此以外,还能够使磁传感器模块508更小型。
(第9实施方式)
关于第9实施方式的磁传感器模块509,省略侧视图和轴向截面图。在图16的平面图中,将下侧的磁通引导构件包括在内地,将磁通引导构件的标记记为“519、529”。如图16所示,在第9实施方式的磁传感器模块509中,磁通引导构件519、529分别形成被分割形成于基准线X的一侧和另一侧。在除此以外的方面,第9实施方式与第1实施方式同样。在第9实施方式中,除了第1实施方式的效果以外,通过省略中间部65来进一步提高磁通引导构件的制造成品率。此外,在第9实施方式中,以如下结构为前提:两个磁传感器71、72或四个以上的偶数个磁传感器配置成相对于基准线X呈对称。
(第10实施方式)
关于第10实施方式的磁传感器模块550,轴向截面图引用第1实施方式的图4。如图17A、图17B所示,在第10实施方式的磁传感器模块550中,磁通引导构件560、570相对于第1实施方式的磁通引导构件511、521而言,在延伸设置部61、62设置于周端部63、64附近这一点上不同。也就是说,在第10实施方式中,作为向延伸连接部61、62的分支部位的S部处的磁通引导构件560、570与磁轭31、32的对置面积相比于中间部65而言小。此外,也可以如第8实施方式那样不设置延伸连接部而磁传感器71、72直接设置于主体60。
如与图5A对应的图18所示,在第10实施方式中,在离基准线X的距离或旋转角度与磁导率的相关图中,磁传感器71、72配置于周端部63、64的附近。因而,第10实施方式的磁通引导构件560、570构成为在主体60中的作为向延伸连接部61、62的分支部位的S部,磁通引导构件560、570与磁轭31、32之间的磁导率相比于基准线X上的部位而言小。另外,不同于“磁通引导构件与磁轭之间的磁导率独立于相对半径和角度位置而决定”、即与离基准线X的距离无关地磁导率固定的比较例的特性,在这一点上,第10实施方式与第1实施方式共同。
如果从提高SN比的观点考虑,则第10实施方式不起到如第1实施方式那样增大信号的效果。但是,从磁轭31、32引导的磁通如虚线箭头M所示那样从基准线X侧朝向两个磁传感器71、72分支。由此,能够降低被传播的振摆回转噪声。因此,在第10实施方式中,也提高由磁传感器71、72检测的磁通的SN比。此外,在这样的特性上,第10实施方式与第9实施方式同样地以两个以上的偶数个磁传感器配置成相对于基准线X呈对称的结构为前提。
(第11、第12实施方式)
对于具备两个磁传感器71、72的上述第1~第10实施方式,也可以将磁传感器模块设为一个磁传感器配置于基准线X上的结构。在此,将对于第1和第8实施方式将磁传感器变更为一个的实施方式作为第11和第12实施方式来进行说明。
关于第11实施方式的磁传感器模块551,省略侧视图和轴向截面图。在图19的平面图中,将下侧的磁通引导构件包括在内地,将磁通引导构件的标记记为“561、571”。如图19所示,磁通引导构件561、571相对于第1实施方式的磁通引导构件511、521而言,在形成有与一个磁传感器71对应的一个延伸设置部61这一点上不同。
关于第12实施方式的磁传感器模块552,省略侧视图和轴向截面图。在图20的平面图中,将下侧的磁通引导构件包括在内地,将磁通引导构件的标记记为“562、572”。如图20所示,磁通引导构件562、572相对于第8实施方式的磁通引导构件518、528而言,在形成有与一个磁传感器71对应的一个传感器保持部66这一点上不同。
这样,除了以具备两个磁传感器71、72为前提的第9、第10实施方式以外,应用于各实施方式的磁传感器模块的磁传感器的数量既可以是一个也可以是两个,或者也可以是三个以上。具体地说,只要根据应用的磁传感器的数量来调整磁通引导构件的延伸设置部或传感器保持部的数量即可。
(第13实施方式)
在上述实施方式中,磁传感器71、72均配置成大致长方体的IC封装体的宽阔的面与轴方向正交(所谓的横向)。与此相对,图21A、图21B所示的第13实施方式的磁传感器模块553配置成大致长方体的IC封装体的宽阔的面与轴方向平行(所谓的纵向)。此外,在图21A中,省略周端部63、64的标记和阴影的记载。
例如,磁通引导构件563、573的主体与第4实施方式同样地,在平面视图中位于磁轭31、32的外形的径向外侧、且形成为相对于基准线X呈对称的长方形带状,在径向上与磁轭31、32对置。从上侧的磁通引导构件563向下弯曲地延伸的延伸设置部611保持磁传感器71的径向外侧。从下侧的磁通引导构件573向上弯曲地延伸的延伸设置部612保持磁传感器71的径向内侧。第13实施方式例如在想要将引线73的取出方向设为轴向的情况等下有效。此外,第13实施方式还能够应用于磁传感器为一个的结构。
(第14实施方式)
在上述实施方式中,均设置与一组磁轭分别对置的一组磁通引导构件。与此相对,在图22A、图22B所示的第14实施方式的磁传感器模块554中,磁通引导构件仅设置于一方的磁轭侧,未设置于另一方的磁轭侧。例如,磁通引导构件564配置于一组磁轭31、32的轴向上的中间,上端部与上侧的磁轭31对置。磁传感器71配置于磁通引导构件564的下端部与下侧的磁轭32之间。即,磁传感器71的下表面不经由磁通引导构件而从下侧的磁轭32直接被传递磁通。这样,磁通引导构件未必以与一组磁轭分别对置的方式设置一组。此外,第14实施方式还能够应用于磁传感器为一个的结构。
[磁通引导构件的主体长度与振摆回转噪声的关系]
在上述的参照图5B的说明中说明了:流入磁通引导构件511、521的磁通从中间部65朝向周端部63、64以扩展泄漏的方式流去,由此振摆回转噪声降低。接着,关于使振摆回转噪声降低最优化的磁通引导构件的主体长度的条件,参照图23~图27B来进行说明。关于多极磁铁14的磁极数,首先设想16极的情况。在此,在具有两个磁传感器71、72、且在磁通引导构件51、52的主体60的靠中间部65的位置设置有延伸设置部61、62的方式中,关注与多极磁铁14的磁极数的对应关系,探讨主体60的长度的最优条件。
作为磁通引导构件51、52的主体60的形状,设想第1实施方式的“长边方向的边与基准线X正交的长方形带状的磁通引导构件511、521”和第3实施方式的“以同心圆弧为对边的带状的磁通引导构件513、523”。主体60均配置成相对于基准线X呈对称。以下,将第1实施方式的磁通引导构件511、521的形状简单地表示为“直线状”,将第3实施方式的磁通引导构件513、523的形状简单地表示为“圆弧状”。
图23中示出与第1实施方式的图3A对应的平面图。在此,在磁轭31、32的轴向的投影中,将由连接多极磁铁14的中心轴O与两个周端部63、64的任意的点M1、M2的两条直线OM1、OM2划分的周向的范围定义为“磁通放射范围”。在图23中,将位于磁通引导构件511、521侧的基准线X上的S极称为“基准磁极”,将与基准磁极的两侧邻接的两个N极称为“基准邻接磁极”。在图23所示的例子中,直线OM1、OM2穿过基准邻接磁极的中心。因而,包括在磁通放射范围内的多极磁铁14的磁极数为2极。此外,在图中,关于直线OM1、OM2,在“OM1”、“OM2”之上记载横杠来表示。
这样,利用“包括在磁通放射范围内的多极磁铁的磁极数”(以下为“放射范围磁极数”)来表现直线状的磁通引导构件511、521的主体60的与基准线X正交的方向的长度。而且,在图24中示出通过模拟来求出的放射范围磁极数与振摆回转噪声的关系。振摆回转噪声随着放射范围磁极数从1极增加而降低,约2.0极时最小,随着从2极增加为3极而增加。
而且,在将振摆回转噪声的容许阈值设定为Th1的情况下,在放射范围磁极数为1.2极~2.8极的范围内振摆回转噪声低于容许阈值Th1。因而,磁通引导构件511、521的主体60的长度优选以放射范围磁极数包含在1.2极~2.8极的范围内的方式设定。
并且,在将振摆回转噪声的容许阈值设定为比Th1低的Th2的情况下,在放射范围磁极数为1.5极~2.5极的范围内振摆回转噪声低于容许阈值Th2。因而,在放射范围磁极数为1.5极~2.5极的范围内,振摆回转噪声的降低效果更大。特别是在放射范围磁极数为2.0极的情况下,振摆回转噪声的降低效果最大。
图25中示出与第3实施方式的图8A对应的平面图。用语、图示的附注引用与图23有关的事项。在图25所示的例子中,与图23同样地,直线OM1、OM2穿过基准邻接磁极的中心,包括在磁通放射范围内的多极磁铁14的磁极数为2极。另外,利用放射范围磁极数来表现圆弧状的磁通引导构件513、523的主体60的圆周方向的长度,在图26中示出通过模拟来求出的放射范围磁极数与振摆回转噪声的关系。
振摆回转噪声在放射范围磁极数为2.5极以上的范围内最大,在放射范围磁极数小于2.5极的范围内,随着放射范围磁极数减少而单调减少。因此,磁通引导构件513、523的主体60的圆周方向的长度优选以放射范围磁极数小于2.5极的方式设定。
接着,在图27A、图27B中,关于多极磁铁的磁极数为16极以外的情况,示出直线状的磁通引导构件511、521时的模拟结果。如图27A所示,在多极磁铁的磁极数为12极的情况下,在虚线所示的放射范围磁极数为约2.0极以上的范围内振摆回转噪声下降。但是,这是因为磁通引导构件511、521与磁轭31、32之间的距离远,不再受到磁铁磁通的影响。另一方面,在放射范围磁极数为1.5极~2.0极的范围内,随着放射范围磁极数的增加而振摆回转噪声急剧下降的趋势与磁极数16极的情况一致。
另外,如图27B所示,在多极磁铁的磁极数为20极的情况下,在使用同等尺寸的磁传感器71、72的前提下,在放射范围磁极数为2.5极以下的范围内磁通引导构件511、521的形状不再成立。但是,如果设想使用更小尺寸的磁传感器,则认为如虚线所示,在放射范围磁极数为2.0极~2.5极的范围内,与磁极数16极的情况同样地,随着放射范围磁极数接近2.0极而振摆回转噪声下降。
因而,多极磁铁的磁极数不限于16极,在12极或20极的情况下,关于直线状的磁通引导构件511、521的主体60的长度,也优选使放射范围磁极数包含在1.5极~2.5极的范围内。
(其它实施方式)
(a)在上述第1实施方式中,磁通引导构件511、521的主体60形成为在平面视图中相对于基准线X呈对称的长方形带状。另外,在图3A等中,将“长方形带状”图示为理想地四边由直线构成的形状。但是,长方形带状只要是整体的外观呈大致长方形即可。
例如,图28A所示的磁传感器模块555A的磁通引导构件565A在构成主体60的周端部63、64的短边形成有朝向基准线X凹陷的V型切割部。图28B所示的磁传感器模块555B的磁通引导构件565B形成为主体60的延伸连接部61、62侧的长边比磁轭31、32的中心轴O侧的长边短的梯形形状。
相反地,图29A所示的磁传感器模块555C的磁通引导构件565C形成为主体60的延伸连接部61、62侧的长边比磁轭31、32的中心轴O侧的长边长的梯形形状。图29B所示的磁传感器模块555D的磁通引导构件565D在主体60的磁轭31、32的中心轴O侧的长边形成有沿着基准线X朝向延伸连接部61、62侧凹陷的V型切割部。
另外,将如图30所示的磁传感器模块556的磁通引导构件566那样主体60的大致长方形的长边形成为波浪状的形状也解释为包括在“长方形带状”。波浪的数量、凹凸的大小不限于图示的例子,波浪的形也可以是三角齿状、锯齿状。原本现实中用肉眼看起来呈直线的面在微观上也被认为是波状面。另外,同样地,关于如上述第3实施方式那样的圆弧状的主体,圆弧的对边也可以形成为波浪状。
(b)另外,上述第2、第3实施方式的磁通引导构件512、513的主体60形成为圆弧状,与此相对,也可以如图31所示的磁传感器模块557的磁通引导构件567那样主体60形成为成为多边形的一部分的形状。在图31所示的例子中,由主要的直线部的两端向径向内侧折弯的三个直线部构成主体60,但是在其它例子中,也可以由V字状的两个直线部或四个以上的直线部构成主体60。
(c)在上述实施方式的图1等中,一组磁轭31、32是固定宽度的环状,爪33、34形成为从磁轭31、32的内周沿轴向折弯。与此相对,图32A、图32B所示的一组磁轭36、37在邻接的爪38、39彼此之间的部分被切掉环的内侧而环的宽度变窄。换言之,爪38、39形成为从环向径内方向突出之后沿轴向折弯。由此,能够扩大爪38、39部分的磁回路的面积,增大被聚集到磁轭36、37的磁通。
(d)上述实施方式的磁通引导构件51、52以由单一的软磁性材质形成为前提,根据与磁轭31、32的对置面积或间隙的差来改变因部位而不同的磁导率。除此以外,根据式(1),通过将导磁率μ不同的两种以上的材质贴合来构成磁通引导构件,理论上也能够改变因部位而不同的磁导率。
(e)在上述实施方式中,多极磁铁14被固定于输入轴11,一组磁轭31、32被固定于输出轴12,但是也可以相反地,多极磁铁14被固定于输出轴12,一组磁轭31、32被固定于输入轴11。另外,也可以是:多极磁铁14被固定于扭杆13的一端侧,一组磁轭31、32被固定于扭杆13的另一端侧。
(f)本公开的转矩检测装置不限于应用于电动动力转向装置,能够应用于检测轴转矩的各种装置。
以上,本公开不限定于这样的实施方式,在不脱离其宗旨的范围内能够以各种方式实施。
依据实施方式描述了本公开。然而,本公开不限定于该实施方式和构造。本公开还包括各种变形例和均等的范围内的变形。另外,各种组合和方式以及在这些组合和方式中仅包含一个要素、或其以上或者其以下的其它组合和方式也包括在本公开的范畴和思想范围内。

Claims (14)

1.一种转矩检测装置,其特征在于,具备:
扭杆(13),将第1轴(11)与第2轴(12)连结于同轴上,将施加到所述第1轴与所述第2轴之间的转矩变换为扭转位移;
多极磁铁(14),被固定于所述第1轴或所述扭杆的一端侧,N极与S极在周向上交替地配置;
一组磁轭(31、32),由软磁性体形成,在所述多极磁铁的径外侧被固定于所述第2轴或所述扭杆的另一端侧,在轴向上彼此对置,在所述多极磁铁的磁场内形成磁回路;
一个以上的磁通引导构件(51、52),由软磁性体形成,该磁通引导构件的主体(60)与至少一方的所述磁轭对置,引导所述磁回路的磁通;以及
一个以上的磁传感器(71、72),设置于所述磁通引导构件的主体或从该主体分支的延伸连接部(61、62),检测由所述磁通引导构件引导的磁通,
在所述磁轭的轴向的投影中,
在所述磁传感器为一个的情况下,将连接所述磁传感器与所述磁轭的中心轴的虚拟直线设为基准线(X),在所述磁传感器为多个的情况下,将连接多个所述磁传感器的中间位置与所述磁轭的中心轴的虚拟直线设为基准线(X),
将隔着所述基准线、且与所述磁通引导构件的主体和所述磁轭的对置范围中的所述磁轭的周向两端对应的部位定义为所述磁通引导构件的主体的周端部(63、64)时,
所述磁通引导构件构成为,在主体中的所述磁传感器的设置部位或向所述延伸连接部所分支的分支部位,与所述周端部相比,所述磁通引导构件与所述磁轭之间的每单位面积的磁导率更大,
所述磁通引导构件的主体是长边方向的边与所述基准线正交的长方形带状。
2.根据权利要求1所述的转矩检测装置,其特征在于,
具备与所述一组磁轭的各磁轭分别对置的一组所述磁通引导构件。
3.根据权利要求2所述的转矩检测装置,其特征在于,
各所述磁通引导构件具有从主体向所述磁轭的径向外侧延伸的所述延伸连接部,
所述磁传感器配置于一组所述磁通引导构件的所述延伸连接部之间。
4.根据权利要求3所述的转矩检测装置,其特征在于,
一组所述磁通引导构件的所述延伸连接部以在一组所述磁通引导构件的所述延伸连接部之间配置有所述磁传感器的部分处间隙最小的方式,在所述磁轭的轴向上具有高低差。
5.根据权利要求3所述的转矩检测装置,其特征在于,
所述磁通引导构件的主体相对于所述基准线对称地配置,
在所述磁轭的轴向的投影中,
当将由连接所述多极磁铁的中心轴与所述磁通引导构件的主体的两侧的所述周端部的两条直线划分出的周向范围定义为磁通放射范围时,包含在所述磁通放射范围内的所述多极磁铁的磁极数包含在1.2~2.8极的范围内。
6.根据权利要求1所述的转矩检测装置,其特征在于,
从所述磁通引导构件的主体中的所述磁传感器的设置部位或向所述延伸连接部所分支的分支部位至所述磁轭的中心轴的距离,比从所述周端部至所述磁轭的中心轴的距离短。
7.根据权利要求6所述的转矩检测装置,其特征在于,
在所述磁轭的轴向的投影中,
所述磁通引导构件中所述磁轭的中心轴侧的边是与所述基准线正交的直线。
8.一种转矩检测装置,其特征在于,具备:
扭杆(13),将第1轴(11)与第2轴(12)连结于同轴上,将施加到所述第1轴与所述第2轴之间的转矩变换为扭转位移;
多极磁铁(14),被固定于所述第1轴或所述扭杆的一端侧,N极与S极在周向上交替地配置;
一组磁轭(31、32),由软磁性体形成,在所述多极磁铁的径外侧被固定于所述第2轴或所述扭杆的另一端侧,在轴向上彼此对置,在所述多极磁铁的磁场内形成磁回路;
一组磁通引导构件(51、52),由软磁性体形成,该磁通引导构件的主体(60)分别与所述一组磁轭对置,引导所述磁回路的磁通;以及
一个以上的磁传感器(71、72),设置于从所述一组磁通引导构件的主体分支且从所述主体向所述磁轭的径向外侧延伸的延伸连接部(61、62)之间,检测由所述磁通引导构件引导的磁通,
在所述磁轭的轴向的投影中,
在所述磁传感器为一个的情况下,将连接所述磁传感器与所述磁轭的中心轴的虚拟直线设为基准线(X),在所述磁传感器为多个的情况下,将连接多个所述磁传感器的中间位置与所述磁轭的中心轴的虚拟直线设为基准线(X),
将隔着所述基准线、且与所述磁通引导构件的主体和所述磁轭的对置范围中的所述磁轭的周向两端对应的部位定义为所述磁通引导构件的主体的周端部(63、64)时,
所述磁通引导构件构成为,在主体中的所述磁传感器的设置部位或向所述延伸连接部所分支的分支部位,与所述周端部相比,所述磁通引导构件与所述磁轭之间的每单位面积的磁导率更大,
在所述磁轭的轴向的投影中,
所述磁通引导构件的主体是相对于所述基准线对称地配置、且将沿着所述磁轭在周向上延伸的同心圆弧作为对边的带状,
当将由连接所述多极磁铁的中心轴与所述磁通引导构件的主体的两侧的所述周端部的两条直线划分出的周向范围定义为磁通放射范围时,包含在所述磁通放射范围内的所述多极磁铁的磁极数小于2.5极。
9.根据权利要求8所述的转矩检测装置,其特征在于,
一组所述磁通引导构件的所述延伸连接部以在一组所述磁通引导构件的所述延伸连接部之间配置有所述磁传感器的部分处间隙最小的方式,在所述磁轭的轴向上具有高低差。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的转矩检测装置,其特征在于,
具备相对于所述基准线对称地配置的两个所述磁传感器。
11.根据权利要求1~9中任一项所述的转矩检测装置,其特征在于,
所述磁通引导构件至少在所述磁轭的轴向上与所述磁轭对置。
12.根据权利要求1~9中任一项所述的转矩检测装置,其特征在于,
所述磁通引导构件至少在所述磁轭的径向上与所述磁轭对置。
13.一种磁传感器模块,用于根据权利要求1~9中的任一项所述的转矩检测装置,
所述磁通引导构件和所述磁传感器构成为一体。
14.一种转矩检测装置,其特征在于,具备:
扭杆(13),将第1轴(11)与第2轴(12)连结于同轴上,将施加到所述第1轴与所述第2轴之间的转矩变换为扭转位移;
多极磁铁(14),被固定于所述第1轴或所述扭杆的一端侧,N极与S极在周向上交替地配置;
一组磁轭(31、32),由软磁性体形成,在所述多极磁铁的径外侧被固定于所述第2轴或所述扭杆的另一端侧,在轴向上彼此对置,在所述多极磁铁的磁场内形成磁回路;
一个以上的磁通引导构件(560、570),由软磁性体形成,该磁通引导构件的主体(60)与至少一方的所述磁轭对置,引导所述磁回路的磁通;以及
两个磁传感器(71、72),设置于所述磁通引导构件的主体或从该主体分支的延伸连接部(61、62),检测由所述磁通引导构件引导的磁通,
在所述磁轭的轴向的投影中,
将连接两个所述磁传感器的中间位置与所述磁轭的中心轴的虚拟直线设为基准线(X)时,
两个所述磁传感器相对于所述基准线对称地配置,
所述磁通引导构件构成为,在主体中的所述磁传感器的设置部位或向所述延伸连接部所分支的分支部位,与所述基准轴上的部位相比,所述磁通引导构件与所述磁轭之间的每单位面积的磁导率更小,
所述磁通引导构件的主体是长边方向的边与所述基准线正交的长方形带状,
所述磁通引导构件中所述磁轭的中心轴侧的边是与所述基准线正交的直线。
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