CN111497928A - 传感器 - Google Patents

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Abstract

一种传感器，包括安装在轴(13)上的永磁体(48)、磁轭(42、43)、集磁环(44、45)、电路板(61)和轴所插入穿过的传感器壳体(31)。传感器壳体具有箱形容纳室(33)，该箱形容纳室(33)经由在穿过轴的轴向方向的方向上敞开的开口(33a)容纳至少电路板。在容纳室中设置有将容纳室的在轴的轴向方向上彼此面向的两个壁表面连接的加强构件(91)。

Description

传感器
技术领域
本发明涉及传感器。
背景技术
日本专利No.5090162(JP 5090162 B)公开了一种对转向轴的扭转进行检测的传感器。JP 5090162 B中公开的传感器具有转子结构、定子结构和集电器结构。转子结构包括磁体。定子结构具有在轴向方向上彼此面向的两个定子环。集电器结构具有两个集电器，所述两个集电器的两个表面限定测量间隙，其中，该测量间隙中设置有霍尔探头。
当转向轴扭转地变形时，磁体与定子环之间在旋转方向上的相对位置改变。从磁体通过定子环引导到集电器之间的测量间隙中的磁通密度相应地改变。霍尔探头安装在电路板上。霍尔探头对引导到集电器之间的测量间隙中的磁通密度进行检测。传感器基于由霍尔探头检测到的磁通密度的变化来检测转向轴的扭转。
发明内容
假设在JP 5090162 B中公开的传感器的各部件容纳在传感器壳体中。在这种情况下，例如，可以在传感器壳体中形成开口，并且定子环、集电器和其上安装有霍尔探头的电路板可以通过该开口安装在传感器壳体中。然而，在传感器壳体中形成开口会降低传感器壳体的刚度。
本发明提供了一种即使在传感器壳体具有开口的情况下仍能够确保传感器壳体具有足够的刚度的传感器。
本发明的一个方面是一种传感器，包括：永磁体，该永磁体安装在受传感器检测的轴上使得永磁体能够随轴旋转；磁轭，该磁轭构造成使得磁轭的相对于永磁体的旋转位置根据轴的扭转而改变；集磁环，该集磁环构造成围绕磁轭并收集来自磁轭的磁通；电路板，该电路板上安装有对由集磁环收集的磁通进行检测的磁传感器；以及传感器壳体，轴插入穿过该传感器壳体，传感器壳体容纳永磁体、磁轭、集磁环和电路板。传感器壳体具有容纳室，该容纳室经由在横过轴的轴向方向的方向上敞开的开口容纳至少电路板。容纳室具有箱形状。在容纳室中设置有将容纳室的在轴的轴向方向上彼此面向的两个壁表面连接的加强构件。
传感器壳体有时具有公共开口，电路板和其他部件通过该公共开口安装在传感器壳体中。由于电路板和其他部件通过开口容纳并安装在传感器壳体中，因此开口可能需要是加宽的。随着开口变得越来越宽，传感器壳体的刚度可能降低，并且传感器壳体需要被加强。对此，根据上述构型，加强构件设置在传感器壳体的容纳室中。因此，传感器壳体不太可能变形。因此，即使当传感器壳体具有开口时，传感器壳体仍具有足够的刚度。
在上述传感器中，集磁环可以包括在轴的轴向方向上彼此相邻地布置的第一集磁环和第二集磁环。第一集磁环和第二集磁环中的每一者可以包括围绕磁轭的第一部分和沿第一部分的径向方向向外突出的第二部分，第二部分可以在轴的轴向方向上面向彼此，并且安装在电路板上的磁传感器可以设置于第二部分之间。第一集磁环可以定位成靠近电路板的安装有磁传感器的表面。第一集磁环的第一部分和第二部分可以是分开的构件。优选的是，第一集磁环的第一部分安装在加强构件内侧的位置处，并且第一集磁环的第二部分从加强构件的外侧附接至第一集磁环的第一部分使得加强构件设置于第一部分与第二部分之间。
利用这种构型，第一集磁环的第一部分可以预先安装在传感器壳体中。因此，没有必要通过开口将第一集磁环的第一部分安装在传感器壳体中。在将电路板安装在容纳室中之后，仅需要将第一集磁环的第二部分从加强构件的外部附接至第一部分。因此，即使在加强构件存在于容纳室中时，仍能够将第一集磁环适当地安装在传感器壳体中。
在上述传感器中，当从开口侧观察传感器壳体时，加强构件可以位于容纳室的在宽度方向上的中间位置处，该宽度方向垂直于轴的轴向方向。
该构型以平衡的方式提高了传感器壳体的刚度。在上述传感器中，检测轴的旋转角度的旋转角度传感器可以安装在传感器壳体中。
通过这种构型，利用单个传感器不仅可以检测作用在轴上的扭矩，而且可以检测轴的旋转角度。在上述传感器中，轴可以是与被转向轴啮合的小齿轮轴，该被转向轴使车辆的转向轮转向。
根据本发明的传感器，即使在传感器壳体具有开口的情况下，传感器壳体仍具有足够的刚度。
附图说明
下面将参考附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1是安装有实施方式的传感器的转向装置的结构图；
图2是沿小齿轮轴的轴向方向截取的实施方式的扭矩角度传感器的剖视图；
图3是沿图2中的线III-III截取的剖视图；
图4是示出了实施方式的扭矩传感器中的磁轭与集磁环之间的位置关系的立体图；
图5是实施方式的扭矩传感器的壳体在电路板和集磁突出部安装在壳体中之前的立体图；
图6是如从开口侧观察到的实施方式的扭矩传感器的安装有电路板的壳体的前视图；以及
图7是实施方式的扭矩传感器的安装有电路板和集磁突出部的壳体的立体图。
具体实施方式
将对传感器应用于车辆的转向装置的实施方式进行描述。如图1所示，车辆的转向装置10包括连接至方向盘11的转向轴12。小齿轮轴13设置在转向轴12的与方向盘11相反的端部处。被转向轴14沿横过小齿轮轴13的方向延伸，并且小齿轮轴13的小齿轮齿13a与被转向轴14的齿条齿14a啮合。左、右转向轮16经由拉杆15连接至被转向轴14的各个端部。
转向装置10包括作为用于产生转向辅助力(辅助力)的结构的马达21、减速机构22、小齿轮轴23、扭矩角度传感器(下文中被称为“TAS”)24和控制装置25。
马达21是转向辅助力的来源，例如，三相无刷马达用作马达21。马达21经由减速机构22连接至小齿轮轴23。小齿轮轴23的小齿轮齿23a与被转向轴14的齿条齿14b啮合。马达21的旋转通过减速机构22而降低速度，并且由此所得的旋转力作为转向辅助力从小齿轮轴23通过被转向轴14传递至小齿轮轴13。
TAS 24安装在小齿轮轴13上(具体地，安装在容纳被转向轴14和小齿轮轴13的齿轮壳体上)。TAS 24是扭矩传感器和旋转角度传感器的组合。TAS 24将通过使方向盘11旋转的操作而施加到小齿轮轴13的扭矩作为转向扭矩Th进行检测。TAS 24还将小齿轮轴13的多次旋转的超过360°的旋转角θpa作为转向角θs进行检测。
控制装置25接收由TAS 24检测到的转向扭矩Th和转向角θs。控制装置25还接收由安装在车辆上的车速传感器26检测到的车速V。控制装置25根据转向扭矩Th和车速V通过控制施加至马达21的电流而产生转向辅助力(辅助力)来执行辅助控制。控制装置25基于由TAS 24检测到的转向扭矩Th和由车速传感器26检测到的车速V对供应至马达21的电力进行控制。
TAS的构型
接下来，将描述TAS 24的构型。如图2所示，TAS 24具有传感器壳体31。传感器壳体31附接至容纳被转向轴14的齿轮壳体17。传感器壳体31具有插入孔32和容纳室33。小齿轮轴13插入穿过插入孔32。尽管未在图中示出，但小齿轮轴13包括位于转向轴12侧的输入轴、位于被转向轴14侧的输出轴以及将输入轴与输出轴连接的扭杆。容纳室33呈在横过小齿轮轴13的轴向方向的方向上开口的箱形状。容纳室33与插入孔32连通，并向传感器壳体31的外部敞开。容纳室33的开口33a由盖34封闭。
扭矩传感器41和旋转角度传感器51安装在传感器壳体31中。如图3所示，旋转角度传感器51具有主驱动齿轮52和两个从动齿轮53、54。主驱动齿轮52装配在小齿轮轴13的输入轴上，使得主驱动齿轮52可以随小齿轮轴13的输入轴旋转。两个从动齿轮53、54经由支承构件55可旋转地支承在传感器壳体31的容纳室33中。两个从动齿轮53、54与主驱动齿轮52啮合。因此，当小齿轮轴13旋转时，主驱动齿轮52也随小齿轮轴13旋转，并且两个从动齿轮53、54相应地旋转。两个从动齿轮53、54的齿数不同。因此，当主驱动齿轮52随小齿轮轴13旋转时，适于主驱动齿轮52的旋转角的两个从动齿轮53、54的旋转角彼此不同。永磁体57、58安装成用于从动齿轮53、54，使得永磁体57、58可以分别随从动齿轮53、54旋转。
如图2所示，电路板61设置在传感器壳体31的容纳室33的内部底表面上。两个磁传感器(图2中仅示出了一个)62、63安装在电路板61的位于从动齿轮53、54侧的侧表面上(图2中的上表面上)。磁传感器62、63在传感器壳体31的插入孔32的轴向方向上面向永磁体57、58(图2中仅示出了一个)。霍尔传感器或磁阻(MR)传感器用作磁传感器62、63。磁传感器62、63根据在从动齿轮53、54旋转时发生的磁场的变化而产生电信号。控制装置25基于由磁传感器62、63产生的电信号将小齿轮轴13的旋转角θpa作为转向角θs进行检测。
如图4所示，扭矩传感器41包括第一磁轭42、第二磁轭43、第一集磁环44、第二集磁环45、第一磁传感器46、第二磁传感器47和永磁体48。
永磁体48固定至小齿轮轴13的输入轴。永磁体48具有圆柱形状，并且具有在其周向方向上交替布置的S极和N极。第一磁轭42和第二磁轭43在小齿轮轴13的轴向方向(图4中的竖向方向)上彼此相邻地布置。第一磁轭42和第二磁轭43经由保持件(未示出)固定至小齿轮轴13的输出轴。永磁体48设置在小齿轮轴13上使得永磁体48能够随小齿轮轴13旋转，永磁体48位于第一磁轭42和第二磁轭43的内侧。第一磁轭42和第二磁轭43根据永磁体48的磁场形成磁路。
第一磁轭42具有环形板状的环状部42a和多个板状的齿42b。齿42b沿着环形部分42a的内周边缘以规则的间隔定位。齿42b在小齿轮轴13的轴向方向上延伸。与第一磁轭42一样，第二磁轭43具有环形板状的环状部43a和多个齿43b。第一磁轭42的齿42b和第二磁轭43的齿43b在小齿轮轴13的轴向方向上朝向相反的侧延伸并且在周向方向上交替地定位。
第一集磁环44和第二集磁环45在小齿轮轴13的轴向方向上彼此相邻地布置。第一集磁环44和第二集磁环45被安装在传感器壳体31中。第一集磁环44以围绕第一磁轭42的方式布置。第二集磁环45以围绕第二磁轭43的方式布置。第一集磁环44引导来自第一磁轭42的磁通。第二集磁环45引导来自第二磁轭43的磁通。
第一集磁环44具有第一部分71和第二部分72。第一部分71呈沿第一磁轭42的外周表面弯曲的C形。第二部分72通过使单个板材塑性变形而形成。第二部分72具有两个固定部分73a、73b、连接部分74和两个集磁突出部75a、75b。两个固定部分73a、73b是附接至第一部分71的外周表面的部分。两个固定部分73a、73b沿着第一部分71的外周表面弯曲。连接部分74是连接两个固定部分73a、73b的部分。在连接部分74的内表面与第一部分71的外周表面之间存在间隙δ。两个集磁突出部75a、75b形成在连接部分74的位于第二集磁环45侧(图4中的下侧)的侧边缘处。两个集磁突出部75a、75b沿第一部分71的径向方向向外延伸。
第二集磁环45具有作为第一部分的本体81和作为第二部分的两个集磁突出部82a、82b。本体81呈沿第二磁轭43的外周表面弯曲的C形。两个集磁突出部82a、82b设置在本体81的第一集磁环44侧(图4中的上侧)的边缘上。两个集磁突出部82a、82b沿本体81的径向方向向外延伸。两个集磁突出部82a、82b在小齿轮轴13的轴向方向(图4中的竖向方向)上面向第一集磁环44的两个集磁突出部75a、75b。
第一磁传感器46和第二磁传感器47安装在电路板61上。第一磁传感器46、第二磁传感器47以及电路板61的安装有第一磁传感器46和第二磁传感器47的部分设置于集磁突出部75a、75b与集磁突出部82a、82b之间。第一磁传感器46和第二磁传感器47对被向第一集磁环44和第二集磁环45的引导磁通进行检测。
当小齿轮轴13的扭杆通过方向盘11的操作而扭转变形时，永磁体48与第一磁轭42之间的在旋转方向上的相对位置以及永磁体48与第二磁轭43之间的在旋转方向上的相对位置相应地改变。因此，从永磁体48通过第一磁轭42向第一集磁环44引导的磁通密度相应地改变。从永磁体48通过第二磁轭43向第二集磁环45引导的磁通密度也相应地改变。
第一磁传感器46根据在第一集磁环44的集磁突出部75a与第二集磁环45的集磁突出部82a之间泄漏的磁通产生电信号。第二磁传感器47根据在第一集磁环44的集磁突出部75b与第二集磁环45的集磁突出部82b之间泄漏的磁通产生电信号。控制装置25基于由第一磁传感器46和第二磁传感器47产生的电信号将作用在扭杆上的扭矩作为转向扭矩进行检测。
TAS的组装过程
接下来，将描述组装TAS的过程。当将TAS 24附接至齿轮壳体17时，首先组装TAS24的子组件(单元)。从动齿轮53、54、电路板61以及扭矩传感器41的第一集磁环44和第二集磁环45被附接至传感器壳体31，使得子组件可以与这些部件一体地处理。主驱动齿轮52附接至小齿轮轴13的输入轴。扭矩传感器41的第一磁轭42和第二磁轭43附接至小齿轮轴13的输出轴。在这种状态下，小齿轮轴13的梢端部插入穿过TAS24的子组件，并且然后传感器壳体31固定至齿轮壳体17。因此完成了TAS 24的组装。
TAS子组件的组装过程
接下来，将描述组装TAS 24的子组件的过程。如图5所示，作为TAS24的子组件所基于的构造，第一集磁环44的第一部分71和第二集磁环45一体地安装在传感器壳体31中。第一集磁环44的第一部分71的一部分和第二集磁环45的集磁突出部82a、82b位于容纳室33中并通过开口33a而露出。
在这种状态下，电路板61通过开口33a附接至容纳室33的内部底表面。如图6所示，电路板61以如下姿态固定至容纳室33的内部底表面：使得用于旋转角度传感器51的磁传感器62、63以及用于扭矩传感器41的第一和第二磁传感器46、47面向容纳室33的其内部底表面的相对侧(图6中的上侧)。
如图7所示，然后将第一集磁环44的第二部分72附接至第一集磁环44的通过开口33a暴露的第一部分71。第二部分72经由两个固定部分73a、73b固定至第一部分71的外周表面。两个集磁突出部75a、75b在垂直于电路板61的方向上保持面向第一磁传感器46和第二磁传感器47。
随后，将旋转角度传感器51的从动齿轮53、54安装在容纳室33中，并且开口33a被盖34封闭。因此完成了TAS 24的子组件的组装。
如上所述，第一集磁环44的第二部分72、电路板61、旋转角度传感器51的从动齿轮53、54等通过开口33a被安装在传感器壳体31的容纳室33中。随着开口33a的开口面积的增加，组装的便利性增加。然而，需要考虑的是：随着开口33a的开口面积的增加传感器壳体31的刚度降低。
传感器的加强
因此，本实施方式使用以下构型作为传感器壳体31。
如图5所示，在容纳室33中设置有加强构件91。该加强构件91相对于第一集磁环44的第一部分71(暴露于容纳室33内部的部分)位于开口33a的开口侧(传感器壳体31的与插入孔32相反的侧)。
如图6所示，当从开口33a侧观察传感器壳体31时，加强构件91位于容纳室33的在垂直于小齿轮轴13的轴向方向的宽度方向(图6中的水平方向)上的中间。加强构件91将容纳室33的内部顶表面33c(图6中的下内壁表面)与容纳室33的内部底表面33b(图6中的上内壁表面)的位于集磁突出部82a、82b之间的部分连接。利用该构型，即使开口33a具有足够的开口面积，传感器壳体31仍具有足够的刚度。
此处，暴露于容纳室33的内部的第一集磁环44包括两个分开的部分，即第一部分71和第二部分72，以便在传感器壳体31中设置加强构件91。
例如，第一集磁环44可以是类似于第二集磁环45的单件式构件。然而，这种构型使得难以将加强构件91设置在上述容纳室33中的中间位置处。原因如下。
第一集磁环44的集磁突出部75a、75b需要位于电路板61的与容纳室33的内部底表面相反的一侧。因此，作为单件式构件的第一集磁环44在电路板61安装在容纳室33的内部底表面上之后安装在容纳室33中。此时，存在于上述容纳室33的中间位置处的加强构件91阻碍作为单件式构件的第一集磁环44安装在适当的位置。
关于这一点，在本实施方式中，第一集磁环44被分成第一部分71和第二部分72。因此，即使当加强构件91存在于容纳室33中时，第一集磁环44仍可以被适当地安装在传感器壳体31中。也就是说，由于环形的第一部分71可以预先安装在传感器壳体31中，因此不需要通过开口33a将第一部分71安装在传感器壳体31中。在将电路板61安装在容纳室33中之后，仅需要将包括集磁突出部75a、75b的第二部分72从加强构件91的外部通过开口33a附接至第一部分71。
第二部分72形成为使得当第二部分72经由固定部分73a、73b附接至第一部分71的外周表面时，在第二部分72的连接部分74的内表面与第一部分71的外周表面之间存在间隙δ。根据加强构件91的尺寸来设定间隙δ的大小允许即使在存在加强构件91时仍能够将第二部分72附接至第一部分71。如图7所示，第二部分72以绕过加强构件91的方式附接至第一部分71。
实施方式的效果
本实施方式具有以下效果。
(1)在传感器壳体31中，加强构件91设置在通过开口33a敞开的容纳室33中。这种构型确保传感器壳体31具有足够的刚度并且作为产品确保了可靠性。
(2)暴露于容纳室33的内部的第一集磁环44被分成环状的第一部分71和包括集磁突出部75a、75b的第二部分72。利用该构型，第一部分71可以预先安装在传感器壳体31中。因此，不必通过开口33a将第一部分71安装在传感器壳体31中。在将电路板61安装在容纳室33中之后，仅需要将第二部分72从加强构件91的外部附接至第一部分71。因此，即使当加强构件91存在于容纳室33中时，仍可以将第一集磁环44适当地安装在传感器壳体31中。
(3)当从开口33a侧观察传感器壳体31时，加强构件91位于容纳室33的在垂直于小齿轮轴13的轴向方向的宽度方向上的中间位置处。该构型以平衡的方式提高了传感器壳体31的刚度。
其他实施方式
可以如下修改上述实施方式。
加强构件91可以不设置在开口33a的中间位置处。加强构件91可以设置在传感器壳体31(容纳室33)中的适当位置处，只要它不妨碍TAS 24的组装即可。多个加强构件可以设置在传感器壳体31(容纳室33)中。加强构件可以具有任何合适的形状，例如圆柱形状或板形状。
在以上实施方式中，出于防故障目的设置了两组集磁突出部75a、82a和集磁突出部75b、82b。然而，本发明可以使用具有一组集磁突出部75a、82a或集磁突出部75b、82b的构型。
在以上实施方式中，将TAS 24作为传感器的示例进行说明。然而，传感器可以是简单的扭矩传感器41，即，从中省略了旋转角度传感器51的TAS 24。该简单的扭矩传感器41解决了与由TAS 24解决的问题类似的问题。
就其中TAS 24或简单的扭矩传感器41安装在车辆的转向装置上的示例描述了本实施方式。然而，本发明可以应用于安装在车辆中并且具有轴(旋转轴)的其他装置。TAS 24或简单的扭矩传感器41的应用不限于应用于安装在车辆中的装置。

Claims (5)

1.一种传感器，其特征在于包括：
永磁体(48)，所述永磁体(48)安装在受所述传感器检测的轴(13)上使得所述永磁体(48)能够随所述轴(13)旋转；
磁轭(42、43)，所述磁轭(42、43)构造成使得所述磁轭(42、43)的相对于所述永磁体(48)的旋转位置根据所述轴(13)的扭转而改变；
集磁环(44、45)，所述集磁环(44、45)构造成围绕所述磁轭(42、43)并收集来自所述磁轭(42、43)的磁通；
电路板(61)，所述电路板(61)上安装有对由所述集磁环(44、45)收集的所述磁通进行检测的磁传感器(46、47)；以及
传感器壳体(31)，所述轴(13)插入穿过所述传感器壳体(31)，所述传感器壳体(31)容纳所述永磁体(48)、所述磁轭(42、43)、所述集磁环(44、45)和所述电路板(61)，其中，
所述传感器壳体(31)具有容纳室(33)，所述容纳室(33)经由在横过所述轴(13)的轴向方向的方向上敞开的开口(33a)容纳至少所述电路板(61)，所述容纳室(33)具有箱形状，并且
在所述容纳室(33)中设置有加强构件(91)，所述加强构件(91)连接所述容纳室(33)的在所述轴(13)的所述轴向方向上彼此面向的两个壁表面。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，
所述集磁环包括在所述轴(13)的所述轴向方向上彼此相邻地布置的第一集磁环(44)和第二集磁环(45)，
所述第一集磁环(44)和所述第二集磁环(45)中的每一者包括围绕所述磁轭(42、43)的第一部分(71、81)以及沿所述第一部分的径向方向向外突出的第二部分(72、82a、82b)，所述第二部分(72、82a、82b)在所述轴(13)的所述轴向方向上面向彼此，并且安装在所述电路板(61)上的所述磁传感器(46、47)设置于所述第二部分(72、82a、82b)之间，
所述第一集磁环(44)定位成靠近所述电路板(61)的安装有所述磁传感器(46、47)的表面，所述第一集磁环(44)的所述第一部分(71)和所述第二部分(72)是分开的构件，并且
所述第一集磁环(44)的所述第一部分(71)安装在所述加强构件(91)内侧的位置处，并且所述第一集磁环(44)的所述第二部分(72)从所述加强构件(91)的外侧附接至所述第一集磁环(44)的所述第一部分(71)，使得所述加强构件(91)设置于所述第一部分(71)与所述第二部分(72)之间。
3.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，当从所述开口(33a)侧观察所述传感器壳体(31)时，所述加强构件(91)位于所述容纳室(33)的在宽度方向上的中间位置处，所述宽度方向垂直于所述轴(13)的所述轴向方向。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的传感器，其特征在于，在所述传感器壳体(31)中安装有对所述轴(13)的旋转角度进行检测的旋转角度传感器(51)。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的传感器，其特征在于，所述轴(13)是与被转向轴(14)啮合的小齿轮轴，所述被转向轴使车辆的转向轮(16)转向。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102427734B1 (ko) * 2017-11-03 2022-08-03 주식회사 만도 모터, 조향 시스템 및 그의 토크 센싱 방법
US11953395B2 (en) * 2022-03-18 2024-04-09 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field differential linear torque sensor

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004023801A1 (de) * 2004-01-20 2005-08-25 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung zum Bestimmen eines Lenkwinkels und eines an einer Lenkwelle ausgeübten Drehmoments
US7406884B2 (en) * 2004-01-20 2008-08-05 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Device for determining a steering angle and a torque that is exerted on a steering shaft
US7509883B2 (en) * 2004-04-08 2009-03-31 Jtekt Corporation Torque detecting apparatus and manufacturing method thereof
JP2011257225A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Kayaba Ind Co Ltd トルクセンサ
CN103241289A (zh) * 2012-02-01 2013-08-14 株式会社捷太格特 扭矩检测装置及具备该扭矩检测装置的电动动力转向装置
CN103900748A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 株式会社捷太格特 转矩检测装置、以及具备该转矩检测装置的转向装置
CN104554427A (zh) * 2013-08-02 2015-04-29 株式会社捷太格特 转矩检测装置以及电动动力转向装置
JP2016101880A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 株式会社ジェイテクト ステアリング装置
CN105823580A (zh) * 2016-04-29 2016-08-03 西安交通大学 带有过载保护功能的开口型大横向刚度剪切式载荷传感器
CN107399363A (zh) * 2016-04-27 2017-11-28 株式会社捷太格特 外壳结构体的制造方法以及外壳结构体

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005090162A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Sadayuki Hatakeyama 横架材の接合装置
JP4753545B2 (ja) 2004-04-08 2011-08-24 株式会社ジェイテクト トルク検出装置及びこれの製造方法
JP4549095B2 (ja) 2004-04-19 2010-09-22 株式会社ジェイテクト トルク検出装置
FR2872896B1 (fr) 2004-07-09 2008-01-11 Moving Magnet Tech Capteur de position, notamment destine a la mesure de la torsion d'une colonne de direction
EP1621447B1 (en) * 2004-07-29 2013-09-25 Jtekt Corporation Torque detecting apparatus and electric power steering apparatus
US20060170790A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Richard Turley Method and apparatus for exposure correction in a digital imaging device
EP2133677B1 (en) * 2007-03-29 2013-06-19 JTEKT Corporation Torque detecting device
JP5891272B2 (ja) * 2014-07-17 2016-03-22 Ｋｙｂ株式会社 トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置
JP6217608B2 (ja) 2014-11-27 2017-10-25 株式会社デンソー 磁気検出装置、および、これを用いたトルクセンサ
JP7268510B2 (ja) * 2019-07-09 2023-05-08 株式会社ジェイテクト センサ装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004023801A1 (de) * 2004-01-20 2005-08-25 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung zum Bestimmen eines Lenkwinkels und eines an einer Lenkwelle ausgeübten Drehmoments
US7406884B2 (en) * 2004-01-20 2008-08-05 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Device for determining a steering angle and a torque that is exerted on a steering shaft
US7509883B2 (en) * 2004-04-08 2009-03-31 Jtekt Corporation Torque detecting apparatus and manufacturing method thereof
JP2011257225A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Kayaba Ind Co Ltd トルクセンサ
CN103241289A (zh) * 2012-02-01 2013-08-14 株式会社捷太格特 扭矩检测装置及具备该扭矩检测装置的电动动力转向装置
CN103900748A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 株式会社捷太格特 转矩检测装置、以及具备该转矩检测装置的转向装置
CN104554427A (zh) * 2013-08-02 2015-04-29 株式会社捷太格特 转矩检测装置以及电动动力转向装置
JP2016101880A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 株式会社ジェイテクト ステアリング装置
CN107399363A (zh) * 2016-04-27 2017-11-28 株式会社捷太格特 外壳结构体的制造方法以及外壳结构体
CN105823580A (zh) * 2016-04-29 2016-08-03 西安交通大学 带有过载保护功能的开口型大横向刚度剪切式载荷传感器

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JP7107232B2 (ja) 2022-07-27
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