DE112014001572T5

DE112014001572T5 - Drehungserfassungsvorrichtung und Servolenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112014001572T5
Application number: DE112014001572.5T
Authority: DE
Inventors: Osamu Yoshida; Kiyotaka Shirakubo; Tatsuyoshi Maruyama
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Steering Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2034-01-28
Also published as: JP2014185933A; JP5864466B2; CN104641210B; KR101552463B1; US9505431B2; CN104641210A; DE112014001572B4; WO2014148106A1; US20160016607A1; KR20150036833A

Abstract

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Drehungserfassungsvorrichtung und eine Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, mit der eine Verformung, die in einem Joch auftritt, minimiert wird, und eine Erfassungsgenauigkeit verbessert werden kann. In der vorliegenden Erfindung sind eine Schweißplatte (29) und eine Jochhalterung (23) mit einem Paar von Jochen (21 und 22) aneinander geschweißt und befestigt, die zwischen die Schweißplatte (29) und eine Jochhalterung (23) eingeschoben sind.

Description

Technisches Gebiet:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehungserfassungsvorrichtung und eine Servolenkvorrichtung.
Stand der Technik
Eine bisher verwendete Drehungserfassungsvorrichtung weist einen Permanentmagnet und ein Paar Joche, die relativ zueinander drehbar sind, ein Paar von Magnetismus-Sammelringen, die magnetische Flüsse induzieren, die zwischen den paarweisen Jochen aufgrund der relativen Drehung zwischen dem Permanentmagnet und den paarweisen Jochen erzeugt wird, und einen Hall-IC-Sensor auf, der die magnetischen Flüsse zwischen den Magnetismus-Sammlerringen erfasst. Die paarweisen Joche und die paarweisen Magnetismus-Sammelringe, die ein Erfassungselement bilden, sind aus einem weichen magnetischen Material wie zum Beispiel Permalloy (einer Durchlässigkeitslegierung) oder dergleichen ausgebildet und einstückig mit einer Harzhalterung durch ein Einsatzformverfahren geformt, und die Joche und Magnetismus-Sammelringe sind mit Eingangs-/Ausgangswellen oder einem Gehäuse durch die Halterung verbunden. Ein Beispiel der oben beschriebenen Technologie ist im Patentdokument 1 beschrieben.
Dokumente des Standes der Technik:
Patentdokumente:

Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung (Tokkai) 2008-180518 .

Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
In der oben beschriebenen, bisher verwendeten Technologie wird jedoch aufgrund der durch das Einsatzformen induzierten Abkühlungsschrumpfung zwangsläufig eine innere Spannung im Erfassungselement erzeugt, wodurch sich das Erfassungselement verformt, sodass sich aufgrund eines magnetischen Verlusts eine magnetische Hysterese des Permalloy erhöht und sich somit die Erfassungsgenauigkeit verschlechtert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Drehungserfassungsvorrichtung sowie eine Servolenkvorrichtung bereitzustellen, welche die Verformung des Erfassungselements hemmen und die Erfassungsgenauigkeit erhöhen kann.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
In einer Drehungserfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung sind ein erstes Halteelement und ein zweites Halteelement mit einem Erfassungselement aneinander geschweißt und befestigt, das zwischen das erste Halteelement und das zweite Halteelement eingeschoben ist.
Effekt der Erfindung:
In der Erfindung kann demzufolge die Verformung des Erfassungselements gehemmt werden und somit die Erfassungsgenauigkeit erhöht werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt eine Gesamtkonstruktionsansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung, die ein erstes Ausführungsbeispiel darstellt.
2 zeigt eine vertikal geschnittene Ansicht eines Lenkgetriebes 16, das im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Jochanordnung, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
4 zeigt eine Draufsicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Jochanordnung.
5 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Jochanordnung.
6 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils einer im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Jochhalterung 23.
7 zeigt eine Ansicht, die eine Oberfläche der Jochhalterung 23 veranschaulicht, wo ein Schweißen möglich ist.
8(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer Schweißplatte 29, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird und 8(b) zeigt eine Draufsicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Schweißplatte 29.
9(a) zeigt eine vertikale Schnittansicht eines Bereichs 301 mit kleinerem Durchmesser, der im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, und 9(b) zeigt eine vertikal geschnittene Ansicht eines Eingriffsvorsprungbereichs 302a, der im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
10 zeigt eine Ansicht, die einen geschweißten Bereich veranschaulicht, der erzeugt wird, wenn die Schweißplatte 29 an einen Haltebereich 233 im ersten Ausführungsbeispiel geschweißt wird.
11(a) und 11(b) zeigen jeweils vergrößerte Schnittansichten längs einer Linie A-A von 4.
12 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Magnetismus-Sammelringanordnung, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
13 zeigt eine Bodenansicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Magnetismus-Sammelringanordnung.
14 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Magnetismus-Sammelringanordnung.
15(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer Magnetismus-Sammelringhalterung 26, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, 15(b) zeigt eine Draufsicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Magnetismus-Sammelringhalterung 26, und 15(c) zeigt eine Schnittansicht längs der Linie B-B von 15B.
16 zeigt eine Ansicht, die eine Oberfläche der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Magnetismus-Sammelringanordnung 26 veranschaulicht, wo ein Schweißen möglich ist.
17 zeigt eine Ansicht, die einen geschweißten Bereich veranschaulicht, der erzeugt wird, wenn die Schweißplatte 29 des ersten Ausführungsbeispiels an eine zur negativen x-Achsenrichtung gerichtete Fläche 266a eines kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 geschweißt wird.
18(a) und 18(b) zeigen vergrößerte Schnittansichten längs der Linie C-C von 13.
19(a) zeigt eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils der Jochanordnung in einem Zustand vor dem Schweißprozess, und 19(b) zeigt eine vergrößerte Ansicht des wesentlichen Teils der Jochanordnung in einem Zustand nach dem Schweißprozess.
Ausführungsbeispiel zum Ausführen der Erfindung:
Nachfolgend werden eine Drehungserfassungsvorrichtung und eine Servolenkvorrichtung, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt werden, mit Bezug auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Als erstes wird die Konstruktion beschrieben.
[Elektrische Servolenkvorrichtung]
1 zeigt eine Gesamtkonstruktionsansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels.
Eine an einem Lenkrad 1 von einem Fahrer aufgebrachte Lenkkraft wird als Drehbewegung auf ein erstes Ritzel 5 über eine Lenkwelle (zweites Element, Eingangswelle) 2, einen Torsionsstab 3 und eine Zahnstange (erstes Element, Ausgangswelle) 4 übertragen und in eine lineare Bewegung durch eine Zahnstange 6 umgewandelt, die erste Zahnstangenzähne 6a aufweist, die mit Ritzelzähnen 5a des ersten Ritzels 5 im Eingriff stehen. Die lineare Bewegung der Zahnstange 6 wird durch die Spurstangen 7 und 7 auf gelenkte Räder 8 und 8 übertragen. Die Lenkwelle 2, der Torsionsstab 3, die Ritzelwelle 4, das erste Ritzel 5, die Zahnstange 6 und die Spurstangen 7 bilden einen Lenkmechanismus 9, durch den der Lenkvorgang des Lenkrads 1 auf die gelenkten Räder 8 übertragen wird.
Indessen wird eine Ausgangsleistung eines Elektromotors 10 auf ein zweites Ritzel 12 durch eine Drehzahlreduzierungsvorrichtung 11 übertragen, die eine Schneckenwelle 11a und ein Schneckenrad 11b umfasst, und die Ausgangsleistung des Elektromotors wird in eine lineare Bewegung der Zahnstange 6 durch zweite Zahnstangenzähne 6b übertragen, die mit Ritzelzähnen 12a des zweiten Ritzels 12 im Eingriff stehen. Das zweite Ritzel 12 ist einstückig mit dem Schneckenrad 11b ausgebildet. Der Elektromotor 10 ist zum Beispiel ein bürstenloser Dreiphasenmotor und dient zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft am Lenkmechanismus 9 gemäß einem von einer Motorsteuerschaltung 15 ausgegebenen Befehlssignal.
Mit der Lenkwelle 2 ist ein Drehmomentsensor (eine Drehungserfassungsvorrichtung) 13 zum Erfassen einer relativen Drehung zwischen der Lenkwelle 2 und der Ritzelwelle 4 verbunden.
Basierend auf einem zwischen der Lenkwelle 2 und der Ritzelwelle 4 erzeugten Lenkmoment, das von einem Ausgangssignal vom Drehmomentsensor 13 und einem Fahrzustand des Fahrzeugs, wie zum Beispiel einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen abgeleitet ist, berechnet die Motorsteuerschaltung 15 ein Befehlssignal für den Elektromotor 10 und gibt das Befehlssignal an den Elektromotor 10 aus.
2 zeigt eine vertikal geschnittene Ansicht eines Lenkgetriebes 16, das im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
Das Lenkgetriebe 16 ist mit einem Getriebegehäuse (Gehäuse) 17 ausgestattet. Die Lenkwelle 2 und die Ritzelwelle 4 sind zum Drehen um eine gemeinsame Drehachse O relativ zum Getriebegehäuse 17 angeordnet. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine X-Achse als imaginäre Achse bezeichnet, die sich in die Richtung der Drehachse O erstreckt, und eine Richtung, in die sich die Lenkwelle 2 relativ zur Ritzelwelle 4 erstreckt, wird als positive Richtung bezeichnet. Das Getriebegehäuse 17 weist einen Wellen-Behälterbereich 17a, der so angeordnet ist, dass dessen Längsrichtung mit der Richtung der Drehachse übereinstimmt, einen Führungs-Behälterbereich 17b, der vom Wellen-Behälterbereich 17a zum hinteren Teil des Fahrzeugs vorragt, und einen Zahnstangen-Behälterbereich (nicht dargestellt) auf, der senkrecht zum Wellen-Behälterbereich 17a angeordnet ist und so ausgerichtet ist, dass dessen Längsrichtung mit einer Fahrzeug-Breitenrichtung übereinstimmt. Der Wellen-Behälterbereich 17a, der Führungs-Behälterbereich 17b und der Zahnstangen-Behälterbereich weisen alle eine zylindrische Form auf.
Im Wellen-Behälterbereich 17a sind Teile der Lenkwelle 2 und des Torsionsstabs 3 die Ritzelwelle 4 und der Drehmomentsensor 13 aufgenommen. Der Torsionsstab 3 ist nicht drehbar oder starr in einen Hohlraum 2a eingefügt, der in einem Endbereich der Lenkwelle 2 ausgebildet ist, der sich in negativer x-Achsenrichtung (d. h. in eine negative Richtung entlang der X-Achse) erstreckt. Ein Endbereich des Torsionsstabs 3, der sich in negativer x-Achsenrichtung erstreckt, ist mit der Ritzelwelle 4 über eine Keilverzahnung verbunden. Die Lenkwelle 2 wird durch das Getriebegehäuse 17 über ein Lager 18a drehbar abgestützt. Beide Endbereiche der Ritzelwelle 4, die sich in positiven und negativen x-Achsenrichtungen erstrecken, werden durch das Getriebegehäuse 17 über Lager 18b und 18c drehbar abgestützt.
Im Zahnstangen-Behälterbereich ist die Zahnstange 6 aufgenommen.
Im Führungs-Behälterbereich 17b ist eine im Wesentlichen zylindrische Zahnstangenführung 19a aufgenommen, die entlang dem Führungs-Behälterbereich 17b axial beweglich ist. Auf einen offenen Endbereich des Führungs-Behälterbereich 17b ist eine Kappe 19b geschraubt. An einer Zahnstangenseite der Zahnstangenführung 19a ist ein Sitz 19c zum Unterdrücken eines Abriebs der Zahnstangenführung 19a befestigt.
[Drehmomentsensor]
Der Drehmomentsensor 13 weist einen mehrpoligen Magneten (ein mehrpoliges Magnetelement) 20, ein Paar Joche (Erfassungselemente) 21 und 22, eine Jochhalterung (ein zweites Halteelement) 23, ein Paar von Magnetismus-Sammelringen (Erfassungselementen) 24 und 25, eine Magnetismus-Sammelringhalterung 26 und einen Hall-IC-Sensor (Magnetsensor) 27 auf. Der mehrpolige Magnet 20, die paarweisen Joche 21 und 22, die Jochhalterung 23, die paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 und die Magnetismus-Sammelringhalterung 26 sind konzentrisch zur Drehachse O angeordnet.
Der mehrpolige Magnet 20 ist eine ringförmige Permanentmagneteinheit, die 16 Pole (d. h. acht N-Pole und acht S-Pole) aufweist, die um die Drehachse in gleichmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet sind. Der mehrpolige Magnet 20 ist an der Ritzelwelle 4 durch eine Magnethalterung 28 befestigt. Die Magnethalterung 28 ist zylinderförmig und weist einen Bereich 28a mit größerem Durchmesser und einen Bereich 28b mit kleinerem Durchmesser auf. Der Bereich 28a mit größerem Durchmesser ist an einem zylindrischen Außenbereich eines Endbereichs in positiver x-Achsenrichtung der Ritzelwelle 4 befestigt. Der Bereich 28b mit kleinerem Durchmesser ist auf einer Seite in positiver x-Achsenrichtung des Bereichs 28a mit größerem Durchmesser platziert und mit einer zylindrischen Innenfläche des mehrpoligen Magnets 20 verbunden.
Die paarweisen Joche 21 und 22 sind aus Permalloy (einer weichmagnetischen Legierung) ausgebildet und wie aus 3 ersichtlich, weist jedes Joch acht Klauenbereiche 211 oder 221 und einen ringförmigen Bereich 212 oder 222 auf. Die Klauenbereiche 211 oder 221 sind um einen gemeinsamen Kreis in einem vorgegebenen Abstand abwechselnd angeordnet, wobei sie einen Außenumfang des ringförmigen mehrpoligen Magnets 20 umschließen, und die Klauenbereiche sind dem mehrpoligen Magnet 20 zugewandt angeordnet, wobei ein vorgegebener radialer Abstand dazwischen beibehalten wird. Die ringförmigen Bereiche 212 und 222 sind an Seiten in positiver x-Achsenrichtung der Klauenbereiche 211 und 221 vorgesehen und die ringförmigen Bereiche 212 und 222 sind einander zugewandt mit einem vorgegebenen radialen Abstand angeordnet, der dazwischen beibehalten wird. Die paarweisen Joche 21 und 22 sind so angeordnet, dass in einem neutralen Lenkzustand, bei dem kein Drehmoment sowohl auf die Lenkwelle 2 als auch die Ritzelwelle 4 aufgebracht wird, die Führungsenden der Klauenbereiche 211 und 222 auf jeweilige Abgrenzungen weisen, die jeweils zwischen benachbarten N-Polen und S-Polen des mehrpoligen Magnets 20 definiert sind.
Die Jochhalterung 23 ist aus einem thermoplastischen Harz geformt und wie ein mittig vorragendes ringförmiges Element ausgebildet, und die Jochhalterung 23 hält die paarweisen Joche 21 und 22. Die Jochhalterung 23 ist an der Lenkwelle 2 befestigt.
Die paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 sind jeweils aus Permalloy ausgebildet und wie ein Buchstabe C geformt. Diese paarweisen Ringe 24 und 25 weisen vorgegebene radiale Luftspalte auf und sind an einer mittleren Position eines ringförmigen Raums angeordnet, der zwischen den ringförmigen Bereichen 212 und 222 der Joche 21 und 22 definiert ist, wobei sie in keiner Berührung mit den Jochen 21 und 22 stehen.
Die Magnetismus-Sammelringhalterung 26 ist aus einem thermoplastischen Harz geformt und zylindrisch ausgebildet, und die Halterung 26 hält die paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25. Die Magnetismus-Sammelringhalterung 26 ist am Getriebegehäuse 17 befestigt.
Der Hall-IC-Sender 27 weist ein Hall-Element 27a und eine Leiterplatte 27b auf und dient zum Erfassen der Dichte eines magnetischen Flusses, der an den radialen Luftspalten der paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 erzeugt wird. Das Hall-Element 27a ist an einer mittleren Position eines radialen Luftspalts angeordnet, der zwischen den paarweisen Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 definiert ist, wobei es in keiner Berührung mit den Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 steht. Die Leiterplatte 27b ist mit dem Hall-Element 27a an einer Seite der Magnetismus-Sammelringhalterung 26 in positiver x-Achsenrichtung verbunden. Elektrische Energie von einer Batterie des Fahrzeugs wird dem Hall-Element 27a durch die Leiterplatte 27b zugeführt, und ein Ausgangssignal des Hall-Elements 27a wird der Motorsteuerschaltung 15 durch die Leiterplatte 27b zugeführt.
Nachfolgend werden diverse Bereiche oder Elemente, welche den Drehmomentsensor 13 bilden, detailliert beschrieben.
[Jochanordnung]
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Jochanordnung, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, 4 zeigt eine Draufsicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Jochanordnung, (und 5) zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Jochanordnung.
Die Jochanordnung umfasst die paarweisen Joche 21 und 22, die Jochhalterung 23 und die Schweißplatte (das erste Halteelement) 29. Die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 22 bilden ein Halteelement.
Das erste Joch (erste Erfassungselement, erste Jochelement) 21 weist die acht Klauenbereiche (erste Klauenbereiche) 211, den ringförmigen Bereich (ersten ringförmigen Bereich) 212 und die Verbindungsbereiche (erste Verbindungsbereiche) 213 auf. Die Klauenbereiche 211 sind Plattenelemente, die dem mehrpoligen Magnet 20 im Magnetfeld des mehrpoligen Magnets 20 zugewandt angeordnet sind, und ein vorderes Ende jedes Klauenbereichs ist verjüngt. Die Verbindungsbereiche 213 sind flach ausgebildet und erstrecken sich vom ringförmigen Bereich 212 radial nach außen, um den ringförmigen Bereich 212 und den Klauenbereichen 211 zu verbinden. Jeder Klauenbereich 211 ist so ausgebildet, dass dieser sich senkrecht zur radialen Richtung der Drehachse O erstreckt, und jeder Verbindungsbereich 213 ist so ausgebildet, dass dieser sich senkrecht zur Drehachse O erstreckt.
Das zweite Joch (zweite Erfassungselement, zweite Jochelement) 22 weist die acht Klauenbereiche (zweite Klauenbereiche) 221, den ringförmigen Bereich (zweiten ringförmigen Bereich) 222 und die Verbindungsbereiche (zweite Verbindungsbereiche) 223 auf. Die Klauenbereiche 221 sind Plattenelemente, die dem mehrpoligen Magnet 20 im Magnetfeld des mehrpoligen Magnets 20 zugewandt angeordnet sind, und ein vorderes Ende jedes Klauenbereichs 221 ist verjüngt. Jeder Klauenbereich 221 weist die gleiche Länge wie jeder Klauenbereich 211 in der x-Achsenrichtung auf. Der ringförmige Bereich 222 weist einen größeren Durchmesser als der ringförmige Bereich 212 des ersten Jochs 21 auf. Der ringförmige Bereich 222 weist die gleiche axiale Länge wie der ringförmige Bereich 212 in der x-Achsenrichtung auf. Die Verbindungsbereiche 223 sind flach ausgebildet und erstrecken sich vom ringförmigen Bereich 222 radial nach innen, um den ringförmigen Bereich 222 und die Klauenbereiche 221 zu verbinden. Jeder Klauenbereich 221 ist so angeordnet, dass er sich senkrecht zur radialen Richtung der Drehachse O erstreckt und zwischen benachbarten Klauenbereichen 211 und 211 des ersten Jochs 21 abwechselnd angeordnet ist, und jeder Verbindungsbereich 223 ist so angeordnet, dass er sich senkrecht zur Drehachse O erstreckt.
6 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils der Jochhalterung 23 im ersten Ausführungsbeispiel.
Die Jochhalterung 23 weist einen Bereich 231 mit kleinerem Durchmesser, einen Bereich 232 mit größerem Durchmesser und einen Haltebereich 233 auf. Ein Innendurchmesser des Bereichs 231 mit kleinerem Durchmesser ist im Wesentlichen identisch mit einem Außendurchmesser der Lenkwelle 2, und eine zylindrische Innenwand des Bereichs 231 mit kleinerem Durchmesser ist an einer zylindrischen Außenwand der Lenkwelle 2 befestigt. Der Bereich 232 mit größerem Durchmesser weist einen größeren Durchmesser als der Bereich 231 mit kleinerem Durchmesser auf und nimmt darin die Klauenbereiche 211 und 221 der ersten und zweiten Joche 21 und 22 auf. Der Haltebereich 233 ist so angeordnet, dass dieser sich senkrecht zur Drehachse O erstreckt und ein Ende in negativer x-Achsenrichtung des Bereichs 231 mit kleinerem Durchmesser und ein Ende in positiver x-Achsenrichtung des Bereichs 232 mit größerem Durchmesser verbindet. Der Haltebereich 233 ist sowohl mit ersten Jochverbindungsbereichen 233a, mit denen das erste Joch 21 verbunden ist, als auch zweiten Jochverbindungsbereichen 233b versehen, mit denen das zweite Joch 42 verbunden ist. Sobald das erste Joch 21 mit den ersten Jochverbindungsbereichen 233a verbunden ist und das zweite Joch 22 mit dem zweiten Jochverbindungsbereichen 233b verbunden ist, sind die Klauenbereiche 211 des ersten Jochs 21 und die Klauenbereiche 221 des zweiten Jochs 22 abwechselnd angeordnet.
Der erste Jochverbindungsbereich 233a ist in einer Draufsicht wie ein Außenzahnrad entsprechend der Form des ersten Joch 21 ausgebildet und weist einen ringförmigen ausgesparten Bereich 234, der mit dem ringförmigen Bereich 212 in Berührung steht, ausgesparte Bereiche 235, welche die Verbindungsbereiche 213 aufnehmen und Durchgangsöffnungen 236 auf, durch welche die Klauenbereiche 211 verlaufen. Jeder ausgesparte Bereich 235 ist an dessen Umfangsenden mit abgestuften Flächen (Richtungs-Drehungsbeschränkungsbereichen) 235a versehen, durch die eine Drehbewegung eines entsprechenden Verbindungsbereichs 213 des ersten Jochs um die Drehachse O beschränkt wird. Die Länge jeder abgestuften Fläche 235a in der x-Achsenrichtung (d. h. die Tiefe des ausgesparten Bereichs 235) ist kürzer als die Länge des Verbindungsbereichs 213 in der x-Achsenrichtung. Darüber hinaus ist jeder ausgesparte Bereich 235 an dessen Umfangsenden mit entsprechenden Nuten 235b versehen. Wenn das erste Joch 21 mit dem ersten Jochverbindungsbereich 233a verbunden wird, wird eine zylindrische Innenfläche (ein radialer Positionierungsbeschränkungsbereich) 236a jeder Durchgangsöffnung 236, der einer zylindrischen Innenfläche des entsprechenden Klauenbereichs 211 zugewandt ist, mit der Innenfläche des entsprechenden Klauenbereichs 211 in Berührung gebracht. Die zylindrische Innenfläche 236a ist auf einer Seite in positiver x-Achsenrichtung relativ zum mehrpoligen Magnet 20 positioniert.
Der zweite Jochverbindungsbereich 233b ist in einer Draufsicht wie ein Innenzahnrad gemäß der Form des zweiten Jochs 22 ausgebildet und weist einen ringförmigen ausgesparten Bereich 237, der mit dem ringförmigen Bereich 22 in Berührung steht, ausgesparte Bereiche 238, welche die Verbindungsbereiche 223 aufnehmen, und Durchgangsöffnungen 239 auf, durch welche die Klauenbereiche 221 verlaufen. Der ringförmige ausgesparte Bereich 237 und die ausgesparten Bereiche 238 sind in der x-Achsenrichtung an den gleichen Positionen wie der ringförmige ausgesparte Bereich 234 und die ausgesparten Bereiche 235 angeordnet. Jeder ausgesparte Bereich 238 ist an dessen Umfangsenden mit abgestuften Flächen (Richtungs-Drehungsbeschränkungsbereichen) 238a versehen, durch die eine Drehbewegung des entsprechenden Verbindungsbereichs 223 um die Drehachse O beschränkt wird.
Die Länge jeder abgestuften Fläche 238a in der x-Achsenrichtung (d. h. die Tiefe des ausgesparten Bereichs 238) ist kürzer als die Länge des Verbindungsbereichs 223 in der x-Achsenrichtung. Darüber hinaus ist jeder ausgesparte Bereich 238 an dessen Umfangsenden mit jeweiligen Nuten 238b versehen. Wenn das zweite Joch 22 mit dem zweiten Jochverbindungsbereich 233b verbunden wird, wird eine zylindrische Innenfläche (ein radialer Positionierungsbeschränkungsbereich) 239a jeder Durchgangsöffnung 239, der einer zylindrischen Innenfläche des entsprechenden Klauenbereichs 221 zugewandt ist, mit der Innenfläche des Klauenbereichs 221 in Berührung gebracht. Die zylindrische Innenfläche 239a ist an einer Seite in positiver x-Achsenrichtung relativ zum mehrpoligen Magnet 20 positioniert.
Wie aus 7 ersichtlich, weist ein Zickzackabschnitt (d. h. der gestrichelte Bereich von 5), welcher der Halteabschnitt 233 mit Ausnahme des ersten Jochverbindungsbereichs 233a und des zweiten Jochverbindungsbereichs 233b ist, eine mögliche Schweißfläche auf, auf welche die Schweißplatte 29 geschweißt werden kann.
8(a) zeigt eine perspektivische Ansicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Schweißplatte 29, und 5(b) zeigt eine Draufsicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Schweißplatte 29.
Die Schweißplatte 29 ist aus einem thermoplastischen Harz ausgebildet und in ein ringförmiges Element geformt, das einen Innendurchmesser, der größer als der Durchmesser des Bereichs 231 mit kleinerem Durchmesser der Jochhalterung 23 ist, und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Durchmesser des Bereichs 232 mit größerem Durchmesser ist. Die Schweißplatte 29 ist an deren Außenumfangsrand mit acht gleichmäßig beabstandeten Einschnitten 29a und an deren Innenumfangsrand mit acht gleichmäßig beabstandeten Einschnitten 29b ausgebildet. Die Einschnitte 29a und die Einschnitte 29b sind abwechselnd angeordnet, wobei sie in Umfangsrichtung unterschiedliche Positionen einnehmen. Die Schweißplatte 29 weist an einer Fläche davon einen Schweißbereich 30 auf, der sich auf etwa 3/4 der Kreisfläche erstreckt.
Der Schweißbereich 30 weist eine Zickzackform auf und umfasst einen Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser, der im Innern des Verbindungsbereichs 223 verläuft, einen Bereich 302 mit größerem Durchmesser, der radial außerhalb der Verbindungsbereiche 213 verläuft, und sich radial erstreckende Verbindungsabschnitte 303, die den Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser und den Bereich 302 mit größerem Durchmesser verbinden. Der Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser wird auf eine mögliche Schweißfläche des Haltebereichs 233 geschweißt, die radial innerhalb der Durchgangsöffnungen 239 angeordnet ist. Die sich radial erstreckenden Verbindungsbereiche 303 werden auf eine mögliche Schweißfläche des Haltebereichs 233 geschweißt, die zwischen einer Gruppe der Durchgangsöffnungen 236 und einer weiteren Gruppe der Durchgangsöffnungen 239 angeordnet ist. 9(a) zeigt eine vertikal geschnittene Ansicht des Bereichs 301 mit kleinerem Durchmesser, und der Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser weist einen dreieckigen Querschnitt auf. Jeder sich axial erstreckende Verbindungsbereich 303 weist ebenfalls einen dreieckigen Querschnitt auf. Der Bereich 302 mit größerem Durchmesser verläuft über die Durchgangsöffnungen 236 des Haltebereichs 233 auf einer radialen Außenseite der Klauenbereiche 211, und der Bereich 302 mit größerem Durchmesser umfasst Eingriffsvorsprungbereiche (Positionierungseingriffsbereiche) 302a, Nichteingriffsbereiche 302b und Ausschnittbereiche 302c. 9(b) zeigt eine vertikale Schnittansicht eines jeden der Eingriffsvorsprungbereiche 302a, und jeder Eingriffsvorsprungbereich 302a ist in der x-Achsenrichtung länger als der Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser und jeder sich radial erstreckende Verbindungsbereich 302, und die Eingriffsvorsprungbereiche 302a stehen mit den Durchgangsöffnungen (Positionierungseingriffsbereichen) 236 im Eingriff. Jeder der Nichteingriffsbereiche 302b weist den gleichen vertikalen Querschnitt wie der Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser auf, der in 9(a) dargestellt ist. Die Ausschnittbereiche 302c sind an Umfangsenden jedes Nichteingriffsbereichs 302b vorgesehen, und die Ausschnittbereiche 302c weisen derartige Formen auf, als wäre der Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser und jeder sich radial erstreckende Verbindungsbereich 303 in der positiven Richtung entlang der X-Achse ausgeschnitten. 10 zeigt den Schweißbereich, der erzeugt wird, wenn die Schweißplatte 29 an den Haltebereich 233 geschweißt wird.
11 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Teils längs der Linie A-A von 4.
Dadurch, dass die Schweißplatte 29 mit den Verbindungsbereichen 233 des zweiten Jochs 22 auf einem radial äußeren Bereich (Haltebereich) des Bereichs 301 mit kleinerem Durchmesser, der am Haltebereich 233 angeschweißt und befestigt ist, in Berührung steht, wird das zweite Joch 22 zwischen der Jochhalterung 23 und der Schweißplatte 29 gehalten. Außerdem wird dadurch, dass die Schweißplatte 29 mit den Verbindungsbereichen 213 des ersten Jochs 21 an einem radial äußeren Bereich (Haltebereich) des Bereichs 302 mit größerem Durchmesser in Berührung steht, das erste Joch 21 zwischen der Jochhalterung 23 und der Schweißplatte 29 gehalten. Die Berührungsflächen zwischen den Verbindungsbereichen 213 und 223 der paarweisen Joche 21 und 22 und der Schweißplatte 29 sind auf einer Seite in positiver x-Achsenrichtung relativ zur möglichen Schweißfläche des Haltebereichs 233 angeordnet, und die Schweißplatte 29 ist im Vergleich mit einer Dicke des Bereichs 301 mit kleinerem Durchmesser und den sich radial erstreckenden Verbindungsbereichen 303 in x-Achsenrichtung ausreichend dünn hergestellt, und somit kann die Schweißplatte 29 am Haltebereich 233 angeschweißt und befestigt werden, wobei eine Elastizität erhalten bleibt.
Zur Fertigung der Jochanordnung werden die paarweisen Joche 21 und 22 auf die Jochhalterung 23 gelegt und danach wird die Schweißplatte 29 darauf gelegt, und anschließend werden die Jochhalterung 23 und die Schweißplatte durch eine Ultraschall-Schweißtechnik aneinandergeschweißt. Da die Montage der paarweisen Joche 21 und 22 und der Schweißplatte 29 an der Jochhalterung 23 vollständig aus einer Richtung ausgeführt werden kann, weist die Montagearbeit eine vorteilhafte Durchführbarkeit auf.
[Magnetismus-Sammelringanordnung]
12 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Magnetismus-Sammelringanordnung, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird. 13 zeigt eine Unteransicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Magnetismus-Sammelringanordnung. 14 zeigt einer aus einander gezogene perspektivische Ansicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Magnetismus-Sammelringanordnung.
Die Magnetismus-Sammelringanordnung ist mit den paarweisen Magnetismus-Sammelringen 24 und 25, der Magnetismus-Sammelringhalterung 26 und der Schweißplatte (dem ersten Halteelement) 29 versehent. Die Schweißplatte 29 und die Magnetismus-Sammelringhalterung 26 bilden ein Halteelement. Der erste Magnetismus-Sammelring (das erste Erfassungselement) 24 ist die Drehachse O umschließend ausgebildet und weist einen Ausschnittbereich 241, der an einem am Umfang vorgegebenen Teil des Rings 24 vorgesehen ist, ein Paar von bogenförmigen Abschnitten 242 und 242, die einander zugewandt angeordnet sind, wobei diese sich längs eines imaginären Kreises erstrecken, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse O liegt, und einen Magnetismus-Sammelbereich (ersten Erfassungsbereich) 234 auf, der an einer Position gegenüber dem Ausschnittbereich 241 vorgesehen ist und die paarweisen bogenförmigen Bereiche 242 und 242 verbindet. Der imaginäre Kreis, entlang dem sich die paarweisen bogenförmigen Bereiche 242 und 242 erstrecken, weist einen größeren Durchmesser als der ringförmige Bereich 212 des ersten Joch 21 und einen kleineren Durchmesser als der ringförmige Bereich 222 des zweiten Joch 22 auf. Der Magnetismus-Sammelbereich 243 ist sich senkrecht zur Drehachse O erstreckend ausgebildet.
Der zweite Magnetismus-Sammelring (das zweite Erfassungselement) 25 ist die Drehachse O umschließend ausgebildet und weist einen Ausschnittbereich 251, der an einem umfangsseitige vorgegebenen Teil des Rings 25 vorgesehen ist, ein Paar von bogenförmigen Bereichen 252 und 252, die einander zugewandt angeordnet sind, wobei sie sich längs eines imaginären Kreises erstrecken, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse O liegt, und einen Magnetismus-Sammelbereich (einen ersten Erfassungsbereich, zweiten erfassungselementseitigen Eingriffsbereich) 253 auf, der an einer Position gegenüber dem Ausschnittbereich 251 vorgesehen ist und die paarweisen bogenförmigen Bereiche 252 und 252 verbindet. Der imaginäre Kreis entlang dem sich die bogenförmigen Bereiche 252 und 252 erstrecken, weist einen kleineren Durchmesser als der imaginäre Kreis des ersten Magnetismus-Sammelrings 24 und einen größeren Durchmesser als der ringförmige Bereich 312 des ersten Jochs 21 auf. Der Magnetismus-Sammelbereich 253 steht radial nach außen vor und ist senkrecht zur Drehachse O erstreckend ausgebildet.
15(a) zeigt eine perspektivische Ansicht der Magnetismus-Sammelringhalterung 26, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, 15(b) zeigt eine Draufsicht der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Magnetismus-Sammelringhalterung 26 und 15(c) zeigt eine Schnittansicht längs der Linie B-B von 15(b).
Die Magnetismus-Sammelringhalterung 26 weist einen ringförmigen Bereich 261, der eine Öffnung 261c an einem Mittenbereich aufweist, einen äußeren zylindrischen Bereich 262, der sich von einem Umfangsrand des ringförmigen Bereichs 261 in negativer x-Achsenrichtung erstreckt, und zwei zylindrische Polbereiche 263 und 263 auf, die vom ringförmigen Bereich 261 sich in positiver x-Achsenrichtung erstrecken.
Die Öffnung 261c des ringförmigen Bereichs 261 weist einen größeren Durchmesser als ein Außendurchmesser der Jochhalterung 23 auf. Eine Seitenfläche 261a in negativer x-Achsenrichtung des ringförmigen Bereichs 261 ist mit einer ersten Eingriffsnut (einem Erfassungselement-Eingriffsbereich) 264 ausgebildet, der einen Endbereich in positiver X-Achsenrichtung des ersten Magnetismus-Sammelrings 24 aufnimmt, und einer zweiten Eingriffsnut (einem Erfassungselement-Eingriffsbereich) 265 ausgebildet, die einen Endbereich in positiver X-Achsenrichtung des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25 aufnimmt. Zwischen der ersten Eingriffsnut 264 und der zweiten Eingriffsnut 265 ist ein kreisbogenförmiger Wandbereich (in einer Draufsicht C-förmig) (Eingriffsvorsprung für das zweite Erfassungselement) 266 vorgesehen, der an einem Bereich ausgeschnitten ist, wo der Magnetismus-Sammelbereich 243 des ersten Magnetismus-Sammelrings 24 und der Magnetismus-Sammelbereich 253 des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25 angeordnet sind. Wenn der erste Magnetismus-Sammelring 24 und der zweite Magnetismus-Sammelring 25 in die erste Eingriffsnut 264 bzw. die zweite Eingriffsnut 265 eingepasst sind, stehen die paarweisen bogenförmigen Bereiche 242 und 242 des ersten Magnetismus-Sammelrings 24 in Berührung mit einer Außenfläche des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266, und die paarweisen bogenförmigen Bereiche 252 und 252 des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25 stehen in Berührung mit einer Innenfläche des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266. Hierbei steht der Magnetismus-Sammelbereich 253 des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25 mit den Stirnseiten 266b und 266b des Ausschnitts des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 in Berührung. Die Magnetismus-Sammelbereiche 243 und 253 der paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 sind im Ausschnitt des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 einander zugewandt angeordnet. Eine Fläche 266a in negativer x-Achsenrichtung des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 ist senkrecht zur Drehachse O erstreckend ausgebildet, und die Fläche 266a in negativer x-Achsenrichtung ist mit Eingriffsöffnungen 267 ausgebildet, die mit den Eingriffsvorsprungbereichen 302a des Schweißbereichs 30 der Schweißplatte 29 im Eingriff stehen, wenn die Schweißplatte 29 gerade an die Fläche 266a angeschweißt wird. Ein Abstand in x-Achsenrichtung von der ersten Eingriffsnut 264 und der zweiten Eingriffsnut 165 zur Fläche 266a in negativer x-Achsenrichtung des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 ist kleiner festgelegt als eine Länge in x-Achsenrichtung sowohl des ersten Magnetismus-Sammelrings 24 als auch des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25.
Wie aus 16 ersichtlich, stellt die Fläche 266a in negativer x-Achsenrichtung des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 mit Ausnahme der Eingriffsöffnungen 267 (d. h. der gestrichelte Bereich von 11) eine mögliche Schweißfläche bereit, an die die Schweißplatte 29 geschweißt werden kann.
Eine Fläche 261b in positiver x-Achsenrichtung des ringförmigen Bereichs 261 ist mit zylindrischen Polbereichen 268 ausgebildet, welche die Leiterplatte 27b des Hall-IC-Sensors 27 abstützen. Jeder zylindrische Polbereich 268 ist mit einem Gewindeschraubenloch 268a zum Befestigen der Leiterplatte 27b daran mittels einer Schraube ausgebildet. Die Fläche 261b in positiver x-Achsenrichtung ist an einem kreisförmigen Bereich, der dem kreisbogenförmigen Wandbereich 266 entspricht, mit kreisförmig angeordneten kleinen Ausnehmungen 261d ausgebildet, die jeweils zur positiven x-Achsenrichtung geöffnet sind.
Der ringförmige Bereich 261 ist an einem Bereich, der einen radialen Luftspalt zwischen den paarweisen Magnetismus-Sammelbereichen 243 und 253 bereitstellt mit einer Durchgangsöffnung 261e ausgebildet, durch die der Hall-IC-Sensor 27 verläuft. Ein Sensorteil des Hall-IC-Sensors 27 ist in einem Mittenbereich des radialen Luftspalts angeordnet.
Eine Seite des Endbereichs in negativer x-Achsenrichtung des äußeren zylindrischen Bereichs 262 weist einen derartigen Außendurchmesser auf, um ein Einfügen von diesem in den Wellen-Behälterabschnitt 17a (siehe 2) des Getriebegehäuses 17 zu ermöglichen.
Die zylindrischen Polbereiche 263 weisen jeweils ein Gewindeschraubenloch 263a zum Befestigen der Magnetismus-Sammelhalterung 26 am Getriebegehäuse 17 mittels Schrauben auf.
Die Schweißplatte 29 weist den gleichen Aufbau wie die oben beschriebene, bei der Jochanordnung verwendete Schweißplatte 29 auf. Im Gegensatz zu dem Fall, bei dem die Schweißplatte 29 an den Haltebereich 233 geschweißt wird, stellen die Nichteingriffsbereiche 302b der Schweißplatte 29, die an den kreisbogenförmigen Wandbereich 266 geschweißt werden sollen, jedoch einen Schweißbereich bereit.
17 zeigt eine Spur des Schweißbereichs, die auftritt, wenn die im ersten Ausführungsbeispiel verwendete Schweißplatte 29 auf die Fläche 266a in negativer x-Achsenrichtung des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 geschweißt wird.
18 zeigt eine auseinandergezogene Schnittansicht eines wesentlichen Teils längs der Linie C-C von 13.
Dadurch, dass ein radial äußerer Bereich (Haltebereich) des Schweißbereichs 30 der Schweißplatte 29 mit dem ersten Magnetismus-Sammelring 24 in Berührung steht, wird der erste Magnetismus-Sammelring 24 zwischen der Magnetismus-Sammelringhalterung 26 und der Schweißplatte 29 gehalten. Außerdem wird dadurch, dass ein radial innerer Bereich (Haltebereich) des Schweißbereichs 30 mit dem zweiten Magnetismus-Sammelring 25 in Berührung steht, der zweite Magnetismus-Sammelring 25 zwischen der Magnetismus-Sammelringhalterung 26 und der Schweißplatte 29 gehalten. Die Berührungsflächen zwischen den paarweisen Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 und der Schweißplatte 29 sind auf einer Seite in positiver x-Achsenrichtung im Vergleich mit der möglichen Schweißfläche des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 angeordnet. Da die Schweißplatte 29 im Vergleich mit der Dicke in x-Achsenrichtung des Bereichs 301 mit kleinerem Durchmesser und der sich radial erstreckenden Verbindungsbereiche 303 ausreichend dünn hergestellt ist, wird die Schweißplatte 29 am kreisbogenförmigen Wandbereich 266 angeschweißt und befestigt, wobei eine elastisch verformbare Eigenschaft beibehalten wird.
Zur Fertigung der Magnetismus-Sammelringanordnung werden die paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 auf die Magnetismus-Sammelringhalterung 26 gelegt und danach wird die Schweißplatte 29 darauf gelegt, und anschließend werden die Magnetismus-Sammelringhalterung 26 und die Schweißplatte 29 durch eine Ultraschall-Schweißtechnik aneinandergeschweißt. Da die Montage der paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 und der Schweißplatte 29 an der Magnetismus-Sammelringhalterung 26 insgesamt aus einer Richtung ausgeführt werden kann, weist die Montagearbeit eine vorteilhafte Durchführbarkeit auf. Da die Schweißplatte 29 darüber hinaus eine ist, die zum Fertigen der Jochanordnung verwendet wird, kann ein Anstieg der Bauteileanzahl unterdrückt werden und dadurch eine Kostenreduzierung realisiert werden.
Nachfolgend wird die Funktion des Drehmomentsensors 13 beschrieben, der im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
Falls kein Drehmoment eingegeben wird, ist die umfangsseitige mittige Position, die durch die Klauenbereiche 211 und 221 definiert ist, an einer polaren Grenze des mehrpoligen Magnets 20 platziert. In diesem Fall ist die Permanenz der Klauenbereiche 211 und 221 zu den N-Polen und jene der Klauenbereiche zu den S-Polen am mehrpoligen Magnet 20 gleichgroß, und dadurch werden die von den N-Polen des mehrpoligen Magnets 20 erzeugten magnetischen Flüsse zu den Klauenbereichen 211 und 221 und danach direkt zu den S-Polen des mehrpoligen Magnets 20 geleitet. Zwischen den paarweisen magnetischen Sammelringen 24 und 25 tritt demzufolge kein Magnetfluss auf und deshalb gibt der Hall-IC-Sensor 27 eine Zwischenspannung aus.
Wenn ein Fahrer das Lenkrad 1 dreht, erzeugt der Torsionsstab 3 eine Verdrehungsverformung, die bewirkt, dass die Lenkwelle 2 und die Ritzelwelle 4 eine relative Winkelverschiebung dazwischen aufweisen. Diese relative Winkelverschiebung bewirkt eine Erzeugung einer relativen Winkelverschiebung zwischen den Klauenbereichen 211 und 221 und dem mehrpoligen Magneten 20. Bei der Erzeugung der relativen Winkelverschiebung zwischen den Klauenbereichen 211 und 221 und dem mehrpoligen Magneten 20 wird das Permanenz-Gleichgewicht gebrochen und daher sind die magnetischen Flüsse gezwungen, in eine magnetische Schaltung zu fließen, die den Hall-IC-Sensor 27 umfasst. Das heißt, bei der Erzeugung der relativen Winkelverschiebung fließen die von den N-Polen des mehrpoligen Magneten 20 erzeugten magnetischen Flüsse zu größeren Flächenbereichen der Klauenbereiche 211 und 221, die den N-Polen zugewandt sind, fließen zu den paarweisen Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 und kehren zu den S-Polen des mehrpoligen Magnets 20 von größeren Flächenbereichen der Klauenbereiche zurück, die den S-Polen zugewandt sind. In diesem Stadium wird durch Erfassen der magnetischen Flüsse, die zwischen den paarweisen Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 fließen, durch den Hall-C-Sensor 27 die relative Verschiebung gemessen und somit kann das am Torsionsstab 3 anliegende Drehmoment erfasst werden.
Nachfolgend werden Effekte des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wenn in bekannten Drehungserfassungsvorrichtungen beabsichtigt ist, ein Erfassungselement durch ein Halteelement zu halten, das durch ein Einsatzformen hergestellt ist, neigt eine innere Spannung dazu im Erfassungselement aufgrund einer Abkühlungsschrumpfung des Halteelements aufzutreten, was eine Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit verursacht.
Hingegen sind in der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Jochanordnung die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 derart aneinander geschweißt und befestigt, dass diese die paarweisen Joche 21 und 22, die sich in die x-Achsenrichtung erstrecken, dazwischen einschließen. Demzufolge wird unterdrückt, dass die paarweisen Joche 21 und 22 eine innere Spannung erzeugen, die durch die Abkühlungsschrumpfung aufgrund des Einsatzformens verursacht werden würde.
Dadurch wird eine unerwünschte Verschlechterung der paarweisen Joche 21 und 22 unterdrückt und folglich kann die Erfassungsgenauigkeit des Drehmomentsensors 13 erhöht werden. Da die zwei Joche 21 und 22 durch paarweise Halteelemente (nämlich die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23) gehalten werden, ist es darüber hinaus nicht erforderlich, die Schweißplatte für jedes Joch vorzusehen und somit kann die Bauteileanzahl reduziert werden. Aufgrund des Anstiegs der Drehmomenterfassungsgenauigkeit kann darüber hinaus die Steuerungsgenauigkeit der Lenkunterstützungskraft durch die elektrische Servolenkungsvorrichtung erhöht werden.
In der Magnetismus-Sammelringanordnung, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, sind die Schweißplatte 29 und die Magnetismus-Sammelringhalterung 26 derart aneinander geschweißt und befestigt, dass sie die paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25, die sich in x-Achsenrichtung erstrecken, dazwischen einschließen. Demzufolge wird unterdrückt, dass die paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 eine innere Spannung erzeugen, die durch die Abkühlungsschrumpfung aufgrund des Einsatzformens verursacht werden würde. Somit wird eine Verschlechterung der paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 unterdrückt und demzufolge kann die Erfassungsgenauigkeit des Drehmomentsensors 13 erhöht werden. Da die beiden Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 durch die paarweisen Halteelemente (d. h. die Schweißplatte 29 und die Magnetismus-Ringhalterung 26) gehalten werden, ist es darüber hinaus nicht erforderlich, eine Schweißplatte für jeden Magnetismus-Sammelring vorzusehen, und somit kann die Bauteileanzahl reduziert werden. Aufgrund des Anstiegs der Drehmoment-Erfassungsgenauigkeit kann darüber hinaus eine Steuerungsgenauigkeit der Lenkunterstützungskraft durch die elektrische Servolenkungsvorrichtung erhöht werden.
In den paarweisen Jochen 21 und 22 sind die Verbindungsbereiche 213 und 223, welche die Klauenbereiche 211 und 221 mit den ringförmigen Bereichen 212 und 222 verbinden, senkrecht zur Drehachse O erstreckend angeordnet. Anhand dieser Anordnung können die beiden Joche 21 und 22 durch die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 gleichzeitig aneinander geschweißt und befestigt werden. Da die Verbindungsbereiche 213 und 223 darüber hinaus auf einer flachen imaginären Fläche angeordnet sind (d. h. senkrecht zur Drehachse O erstreckend angeordnet sind), kann das Schweißen zwischen der Schweißplatte 29 und der Jochhalterung in der Nähe von beiden ausgeführt werden. Auf diese Weise kann die Höhe (das heißt die Abmessung in der x-Achsenrichtung) eines Schweißbereichs reduziert werden, und dadurch kann die Steifigkeit des Schweißbereichs erhöht werden.
Im Schweißbereich 30 der Schweißplatte 29 ist der Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser auf eine mögliche Schweißfläche der Jochhalterung 23 geschweißt, die radial innerhalb der Durchgangsöffnungen 239 des Haltebereichs 233 der Jochhalterung 23 angeordnet ist, und die sich radial erstreckenden Verbindungsbereiche 303 sind auf eine mögliche Schweißfläche der Jochhalterung 23 geschweißt, die zwischen den Durchgangsöffnungen 236 und den Durchgangsöffnungen 239 des Haltebereichs der Jochhalterung 23 angeordnet ist. Das heißt, der tatsächlich verschweißte Bereich zwischen der Schweißplatte 29 und der Jochhalterung 23 umfasst sich in Umfangsrichtung erstreckende Bereiche und sich radial erstreckende Bereiche, und dadurch kann die Länge des geschweißten Bereichs vergrößert werden und somit wird ein Anstieg der Schweißfestigkeit erreicht.
Die Schweißplatte 29 ist an deren Schweißbereich 30 mit den Eingriffsvorsprungbereichen 302a ausgebildet, die mit den Durchgangsöffnungen 236 der Jochhalterung 23 im Eingriff stehen. Im Falle des Schweißens der Schweißplatte an die Jochhalterung 23 ist es wichtig, eine relative Positionierung zwischen diesen in einer Drehrichtung zu schaffen. Durch Vorsehen einer Positionierungsvorrichtung, welche die Eingriffsvorsprungbereiche 302a und die Durchgangsöffnungen 236 umfasst, kann die relative Positionsgenauigkeit in der Drehrichtung erhöht werden. Infolgedessen kann der Schweißbereich 30 der Schweißplatte 29 an einer gewünschten Position festgelegt werden.
Der Bereich 302 mit größerem Durchmesser des Schweißbereichs 30 ist mit den Ausschnittbereichen 302c an Umfangsenden jedes Eingriffsvorsprungbereichs 302a und an Umfangsenden jedes Nichteingriffsbereichs 302b ausgebildet. 19(a) ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils der Jochanordnung in einem Zustand vor dem Schweißprozess, und 19(b) ist eine vergrößerte Ansicht des wesentlichen Teils der Jochanordnung in einem Zustand nach dem Schweißprozess. Der Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser und die sich radial erstreckenden Verbindungsbereiche 303 des Schweißbereichs 30 sind Schweißbereiche, die an den Haltebereich 233 der Jochhalterung 23 geschweißt werden, während die Eingriffsvorsprungbereiche 302a und die Nichteingriffsbereiche 302b des Schweißbereichs 30 Nichtschweißabschnitte sind, die nicht an den Haltebereich 233 der Jochhalterung 23 geschweißt werden. Wenn die Eingriffsvorsprungbereiche 302a in der Nähe des Schweißbereichs positioniert werden, besteht eine Möglichkeit, dass die erzeugte Schmelzwärme von den Eingriffsvorsprungbereichen 302a aufgenommen wird, die eine größere Masse aufweisen. Dieses Phänomen neigt dazu, eine Möglichkeit eines fehlerbehafteten Schweißens von Enden der Eingriffsvorsprungbereiche zu erhöhen. Dieses fehlerhafte Schweißen verursacht eine hohe Wahrscheinlichkeit eines unerwünschten Anhebens der Schweißplatte 29 relativ zur Jochhalterung 23. Im Ausführungsbeispiel wird jedoch durch Vorsehen der Ausschnittbereiche 302c zwischen dem Schweißbereich und jedem Eingriffsvorsprungbereich 302a die Übertragung der Schmelzwärme zu den Eingriffsvorsprungbereichen unterdrückt, und somit kann das unerwünschte Anheben der Schweißplatte verhindert werden. Dieser Vorteil wird auch durch die Nichteingriffsbereiche 302b erwartet.
Der Haltebereich 233 der Jochhalterung 23 ist mit ausgesparten Bereichen 235 und 238 zur Aufnahme der Verbindungsbereiche 213 und 223 der paarweisen Joche 21 und 22 ausgebildet. Wenn die paarweisen Joche 21 und 22 in den Haltebereich 233 eingesetzt werden, können die ausgesparten Bereiche 235 und 238 somit die Verbindungsbereiche 213 und 223 problemlos aufnehmen, und somit können die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 in der x-Achsenrichtung nahe aneinander gebracht werden. Infolgedessen kann die Länge des geschweißten Bereichs in der x-Achsenrichtung reduziert werden und somit eine Anordnungsstabilität dieser Teile vor dem Schweißprozess erhöht werden.
An beiden Enden jedes ausgesparten Bereichs 235 oder 238 sind die abgestuften Flächen 235a oder 223 vorgesehen, durch die eine Drehbewegung der Verbindungsbereiche 213 oder 223 um die Drehachse unterdrückt wird. Anhand dieser Anordnung kann die Positionierung der paarweisen Joche 21 und 22 in Drehrichtung relativ zur Schweißplatte 29 und zur Jochhalterung 23 eine verbesserte Genauigkeit aufweisen.
An Umfangsenden jedes ausgesparten Bereichs 235 oder 238 sind die Nuten 235b oder 238b ausgebildet. Die Umfangsenden jedes ausgesparten Bereichs 235 oder 238 sind Bereiche, die beiden Enden jedes Verbindungsbereichs 213 oder 223 zugewandt sind, und dadurch neigen derartige Bereiche dazu, Grate zu erzeugen, wenn die paarweisen Joche 21 und 22 durch Pressformen hergestellt werden. Durch Vorsehen der Umfangsenden jedes ausgesparten Bereichs 235 oder 238 mit jeweiligen Bereichen, die tiefer als ein anderer Bereich liegen, können die unerwünschten Grate problemlos in entsprechend tiefere Bereiche verlegt werden. Infolgedessen können die paarweisen Joche 21 und 22 aneinander positioniert werden, wobei die flache Fläche jedes Verbindungsbereichs 213 oder 223 in Berührung mit der flachen Fläche jedes ausgesparten Bereichs 235 oder 238 bleibt, und somit kann die Montagegenauigkeit der Verbindungsbereiche 213 und 223 relativ zur Schweißplatte 29 und zur Jochhalterung 23 erhöht werden.
Der Haltebereich 233 der Jochhalterung 23 ist mit den Durchgangsöffnungen 236 und 239 ausgebildet, durch welche die Klauenbereiche 211 und 221 der paarweisen Joche 21 und 22 hindurchgehen. Aufgrund der Konstruktion, bei der die Klauenbereiche 211 und 221 in die Durchgangsöffnungen 236 und 239 des Haltebereichs 233 eingefügt werden, wird ein Ausrücken der Klauenbereiche 211 und 221 aus den Durchgangsöffnungen und eine Drehbewegung der Klauenbereiche um die Drehachse O unterdrückt, und dadurch kann eine Anordnungsstabilität in einem Zustand verbessert werden, bei dem die paarweisen Joche 21 und 22 in der Jochhalterung 23 montiert sind.
Wenn die paarweisen Joche 21 und 22 in die Jochhalterung 23 eingesetzt werden, werden die zylindrischen Innenflächen 236a und 239a der Durchgangsöffnungen 236 und 239 in Berührung mit Innenflächen der Klauenbereiche 211 und 221 gebracht. Es ist wichtig, dass die paarweisen Joche 21 und 22 eine gesicherte Rundlaufgenauigkeit relativ zum mehrpoligen Magnet 20 aufweisen. Durch Vorsehen der Jochhalterung 23 mit den zylindrischen Innenflächen 236a und 239a, die mit den zylindrischen Innenflächen der Klauenbereiche 211 und 221 in Berührung stehen, kann die Rundlaufgenauigkeit der paarweisen Joche 21 und 22 relativ zum mehrpoligen Magnet 20 verbessert werden.
Die zylindrischen Innenflächen 236a und 239a der Durchgangsöffnungen 236 und 239 sind vom mehrpoligen Magnet 20 in der x-Achsenrichtung beabstandet. Da die zylindrischen Innenflächen 236a und 239a nicht mit dem mehrpoligen Magnet 20 in der x-Achsenrichtung überlappen, können sie in radialer Richtung überlappen, und auf diese Weise wird eine Größenreduzierung in radialer Richtung erreicht.
Die Magnetismus-Sammelringhalterung 26 ist am ringförmigen Bereich 261 mit dem kreisbogenförmigen Wandbereich 266 ausgebildet, was sowohl eine Umfangspositionierung des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25 durch einen Eingriff mit dem Magnetismus-Sammelbereich 253 des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25 als auch eine relative radiale Positionierung des ersten Magnetismus-Sammelrings 24 bewirkt. Anhand dieser Anordnung kann die Genauigkeit der Umfangspositionierung des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25 und jene der relativen Positionierung des ersten Magnetismus-Sammelrings 24 erhöht werden.
Der Schweißbereich 30 der Schweißplatte 29 umfasst den Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser, der mit einem radialen Innenbereich der Fläche 266 in negativer x-Achsenrichtung des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266a in Berührung steht und daran angeschweißt ist, den Bereich 302 mit größerem Durchmesser (den Nichteingriffsbereichs 302b des Bereichs 302), der mit einem radialen Außenbereich der Fläche 266a in negativer x-Achsenrichtung in Berührung steht und daran angeschweißt ist, und die sich radial erstreckenden Verbindungsbereiche 303, die kreisförmig und abwechselnd angeordnet sind, wobei sie die Bereiche 301 und 302 mit kleinerem bzw. größerem Durchmesser verbinden. Anhand dieser Anordnung ist der Schweißbereich zickzackförmig ausgebildet und somit kann die Schweißlänge vergrößert werden, und darüber hinaus trägt der Bereich 302 mit größerem Durchmesser des Schweißbereichs zu einer Verbesserung des Haltens des ersten Magnetismus-Sammelrings 24 bei und der Bereich 301 mit kleinerem Durchmesser trägt zu einer Verbesserung des Haltens des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25 bei.
Der kreisbogenförmige Wandbereich 266 ist auf der Fläche 261b in positiver x-Achsenrichtung mit der Vielzahl von kleinen Ausnehmungen 261d ausgebildet. Dadurch dass diese Ausnehmungen 261d vorgesehen sind, kann die Masse des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 reduziert werden und eine Strahlung der Schmelzwärme beschränkt werden. Darüber hinaus kann die Formbarkeit des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 verbessert werden.
Der ringförmige Bereich 261 ist auf der Fläche 261a auf der Seite in negativer x-Achsenrichtung sowohl mit der ersten Eingriffsnut 264, welche den Endbereich in positiver x-Achsenrichtung des ersten Magnetismus-Sammelrings 24 aufnimmt, als auch mit der zweiten Eingriffsnut 265 ausgebildet, welche den Endbereich in positiver x-Achsenrichtung des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25 aufnimmt. Anhand dieser Anordnung kann die Positionierungsgenauigkeit der paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 vor und nach dem Schweißbefestigungsprozess erhöht werden.
der Bereich der Schweißplatte 29 ist mit Ausnahme des Schweißbereichs 30 in der x-Achsenrichtung mit einer geringeren Dicke ausgebildet und somit kann der Bereich mit geringerer Dicke nach dem Schweißbefestigungsprozess elastisch verformbar sein. Die Schweißplatte 29 wird sodann am Haltebereich 233 angeschweißt und befestigt, wobei deren elastische Verformbarkeit beibehalten wird. Infolgedessen kann die elastische Verformbarkeit der Schweißplatte 29, d. h. die elastische Verformung der Schweißplatte 29, eine an den paarweisen Jochen 21 und 22 anliegende Vorspannkraft erzeugen und auf diese Weise kann die Kraft zum Halten der paarweisen Joche 21 und 22 erhöht werden.
Die Kontaktflächen zwischen den Verbindungsbereichen 213 und 223 der paarweisen Joche 21 und 22 und der Schweißplatte 29 sind verglichen mit der möglichen Schweißfläche des Haltebereichs 233 auf der Seite der positiven x-Achsenrichtung angeordnet. Im Falle des Schweißen und Befestigens der Schweißplatte 29 am Haltebereich 233 wird der Schweißbereich folglich verglichen mit den Berührungsflächen auf der Seite in negativer x-Achsenrichtung angeordnet. Aufgrund der Elastizität der Schweißplatte 29 kann folglich die Haltekraft für die paarweisen Joche 21 und 22 erhöht werden.
Der Bereich der Schweißplatte 29 ist mit Ausnahme des Schweißbereichs 30 istmit einer geringeren Dicke in der x-Achsenrichtung ausgebildet, und daher ist der Bereich mit geringerer Dicke nach dem Schweißen und Befestigen elastisch verformbar. Die Schweißplatte 29 wird sodann am kreisbogenförmigen Wandbereich 266 angeschweißt und befestigt, wobei sie elastisch verformbar ist. Somit stellt die flexible Verformung der Schweißplatte 29, d. h. eine elastische Verformung derselben eine Vorspannkraft bereit, die an den paarweisen Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 anliegt, und somit kann die Haltekraft für die paarweisen Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 erhöht werden.
Die Kontaktflächen zwischen den Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 und der Schweißplatte 29 sind auf der Seite in positiver x-Achsenrichtung verglichen mit der möglichen Schweißfläche des kreisbogenförmigen Wandbereichs 266 angeordnet. Im Falle des Anschweißens und Befestigens der Schweißplatte 29 am kreisbogenförmigen Wandbereich 266 wird der Schweißbereich auf der Seite in negativer x-Achsenrichtung verglichen mit den Kontaktflächen angeordnet. Aufgrund der Elastizität der Schweißplatte 29 kann infolgedessen die Haltekraft für die paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 erhöht werden.
Nachfolgend werden im ersten Ausführungsbeispiel verwendete Konstruktionen und aus den Konstruktionen erwartete Effekte beschrieben.

(1) Die im Ausführungsbeispiel verwendete Konstruktion umfasst die Ritzelwelle 4 und die Lenkwelle 2, die relativ zueinander um die Drehachse O drehbar sind, den mehrpoligen Magnet 20, der N-Pole und S-Pole aufweist, die abwechselnd um die Drehachse O angeordnet sind, das Erfassungselement (ein Paar Joche 21 und 22), das dem mehrpoligen Magnet 20 zugewandt angeordnet ist und aus einem magnetischen Material ausgebildet ist, ein Halteelement, das mit der Lenkwelle 2 verbunden ist, und die Schweißplatte 29, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, und die Jochhalterung 23 umfasst, wobei die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 mit dem dazwischen eingefügten Erfassungselement aneinandergeschweißt und befestigt sind, sodass das Halteelement das Erfassungselement halten kann, während eine Berührung zwischen dem Erfassungselement und der Lenkwelle 2 verhindert wird, und den Hall-IC-Sensor 27, der eine relative Drehung zwischen der Ritzelwelle 4 und der Lenkwelle 2 durch Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds im Erfassungselement erfasst, die durch eine relative Drehung zwischen dem mehrpoligen Magnet 20 und dem Erfassungselement verursacht wird, die durch die relative Drehung zwischen der Ritzelwelle 4 und der Lenkwelle 2 verursacht wird.

Da in den paarweisen Jochen 21 und 22 eine Erzeugung einer inneren Spannung unterdrückt wird, die von einer Abkühlungsschrumpfung im Zusammenhang mit einem Einsatzformen erzeugt wird, wird eine Verformung der paarweisen Joche 21 und 22 unterdrückt und dadurch kann die Erfassungsgenauigkeit des Drehmomentsensors 13 erhöht werden.

(2) Eine im ersten Ausführungsbeispiel verwendete Konstruktion umfasst die Ritzelwelle 4 und die Lenkwelle 2, die relativ zueinander um die Drehachse O drehbar sind, den mehrpoligen Magnet 20, der N-Pole und S-Pole aufweist, die um die Drehachse O abwechselnd angeordnet sind, das Erfassungselement (ein Paar von Magnetismus-Sammelringen 24 und 25), das dem mehrpoligen Magnet 20 zugewandt angeordnet ist und aus einem magnetischen Material ausgebildet ist, das Halteelement, das mit der Lenkwelle 2 verbunden ist und die Schweißplatte 29, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, und die Magnetismus-Sammelringhalterung 26 umfasst, wobei die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 mit dem dazwischen eingefügten Erfassungselement aneinandergeschweißt und befestigt sind, sodass das Halteelement das Erfassungselement halten kann, während eine Berührung zwischen dem Erfassungselement und der Lenkwelle 2 verhindert wird, und den Hall-IC-Sensor 27, der eine relative Drehung zwischen der Ritzelwelle 4 und der Lenkwelle 2 durch Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds im Erfassungselement erfasst, die durch eine relative Drehung zwischen dem mehrpoligen Magnet 20 und dem Erfassungselement begleitet durch die relative Drehung zwischen der Ritzelwelle 4 und der Lenkwelle 2 verursacht wird.

Da in den paarweisen Sammelringen 24 und 25 eine Erzeugung einer inneren Spannung unterdrückt wird, die von einer Abkühlungsschrumpfung im Zusammenhang mit einem Einsatzformen erzeugt wird, wird eine Verformung der paarweisen Sammelringen 24 und 25 unterdrückt und dadurch kann die Erfassungsgenauigkeit des Drehmomentsensors 13 erhöht werden.

(3) Eine im ersten Ausführungsbeispiel verwendete Konstruktion ist so aufgebaut, dass das Erfassungselement mit dem ersten Joch 21 und dem zweiten Joch 22 ausgebildet ist, das vom ersten Joch 21 getrennt ist, und das Halteelement die ersten und zweiten Joche 21 und 22 dadurch hält, dass die ersten und zweiten Joche 21 und 22 dazwischen eingefügt sind, wobei eine Berührung zwischen diesen verhindert wird.

Das heißt, die beiden Joche 21 und 22 werden durch die paarweisen Halteelemente (d. h. die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23) gehalten, und daher ist es nicht erforderlich, die Schweißplatte für jedes Joch anzufertigen, und somit kann die Bauteileanzahl reduziert werden.

(4) Eine im ersten Ausführungsbeispiel verwendete Konstruktion ist so aufgebaut, dass das Erfassungselement mit dem ersten Magnetismus-Sammelring 24 und dem zweiten Magnetismus-Sammelring 25 ausgebildet ist, der vom ersten Magnetismus-Sammelring 24 getrennt ist, und das Halteelement die ersten und zweiten Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 dadurch hält, dass die ersten und zweiten Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 dazwischen eingefügt sind, wobei eine Berührung zwischen diesen verhindert wird.

Das heißt, die beiden Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 werden von den paarweisen Halteelementen (d. h. der Schweißplatte 29 und der Magnetismus Sammelringhalterung 26) gehalten, und daher ist es nicht erforderlich, eine Schweißplatte für jeden Magnetismus-Sammelring anzufertigen, und somit kann die Bauteileanzahl reduziert werden.

(5) Eine im ersten Ausführungsbeispiel verwendete Konstruktion weist das Getriebegehäuse 17 auf, das darin die ersten und zweiten Joche 21, 22 hält, die um die Drehachse O drehbar sind, und die Ritzelwelle 4 und die Lenkwelle 2 sind durch den Torsionsstab 3 verbunden. Das Erfassungselement umfasst das erste Joch 21, das mit den plattenartigen Klauenbereichen 211 ausgebildet ist, die um die Drehachse O konzentrisch angeordnet sind, wobei diese dem mehrpoligen Magnet 20 zugewandt sind, den ringförmigen Bereich 212, der konzentrisch zur Drehachse O ausgebildet ist, die Verbindungsbereiche 213, welche die plattenartigen Klauenbereiche 211 und den ringförmigen Bereich 212 verbinden und sich radial nach außen erstrecken, und den Magnetismus-Sammelbereich 253 des zweiten Magnetismus-Sammelrings 25, der mit dem ringförmigen Bereich 212 verbunden ist, bei dem sich die plattenartigen Klauenbereiche 211 in radialer Richtung der Drehachse O erstrecken und sich die plattenartigen Verbindungsbereiche 213 senkrecht zur Drehachse O erstrecken, und das zweite Joch zweien 20, das mit den plattenartigen Klauenbereichen 221 ausgebildet ist, die um die Drehachse O konzentrisch angeordnet sind, wobei diese dem mehrpoligen Magnet 20 zugewandt sind, den ringförmigen Bereich 222, der konzentrisch zur Drehachse O ausgebildet ist, die Verbindungsbereiche 223, welche die plattenartigen Klauenbereiche 221 und den ringförmigen Bereich 222 verbinden und sich radial nach innen erstrecken, und den Magnetismus-Sammelbereich 243 des ersten Magnetismus-Sammelrings 24, der mit dem ringförmigen Bereich 222 verbunden ist, wobei sich die plattenartigen Klauenbereiche 221 senkrecht zur radialen Richtung der Drehachse O erstrecken und mit den plattenartigen Klauenbereichen 211 abwechselnd angeordnet sind, die Klauenbereiche 211 und die Klauenbereiche 222 auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet sind, der um die Drehachse O vorgesehen ist, der ringförmige Bereich 222 vom ringförmigen Bereich 212 beabstandet ist, jeder der plattenartigen Verbindungsbereiche 223 sich senkrecht zur Drehachse O erstreckt, und die Verbindungsbereiche 223 mit den Verbindungsbereichen 213 abwechselnd angeordnet sind. Der Hall-IC-Sensor 27 ist am Getriebegehäuse 17 montiert und weist ein Hall-Element 27a auf, das ein zwischen der Ritzelwelle 4 und der Lenkwelle 2 erzeugtes Drehmoment durch Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds zwischen dem Magnetismus-Sammelbereich 253 und dem Magnetismus-Sammelbereich 253 erfasst, die durch eine Änderung eines relativen Winkels zwischen dem mehrpoligen Magnet 20 und jedem der Klauenbereiche 211 und 221 verursacht wird, die durch eine Verdrehungsverformung des Torsionsstabs 3 verursacht wird. Das Halteelement hält die ersten und zweiten Joche 21 und 22, wobei die Verbindungsbereiche 213 und 223 zwischen die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 eingefügt sind und die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 danach aneinandergeschweißt und befestigt werden.

Demzufolge können die paarweisen Joche 21 und 22 durch die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 auf einmal aneinandergeschweißt und befestigt werden. Da die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 aneinandergeschweißt und befestigt werden können, während sie nahe aneinander liegend angeordnet sind, kann die Abmessung in der x-Achsenrichtung reduziert werden und die Steifigkeit des geschweißten Bereichs erhöht werden.

(6) Eine im ersten Ausführungsbeispiel verwendete Konstruktion ist so beschaffen, dass der Bereich, wo die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 aneinandergeschweißt und befestigt werden, einen Bereich mit kleinerem Durchmesser, der radial innerhalb der Verbindungsbereiche 213 verläuft, und einen sich radial erstreckenden Bereich umfasst, der sich radial außerhalb des Bereichs mit kleinerem Durchmesser erstreckt.

Das heißt, durch die Ausführung des Bereichs, wo die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 durch einen sich kreisförmig erstreckenden Bereich und einen sich radial erstreckenden Bereich aneinander geschweißt und befestigt werden, wird eine größere Schweißlänge im Vergleich mit einem Fall erreicht, wo lediglich der sich kreisförmig erstreckende Bereich zum Schweißen verwendet wird, und somit wird eine erhöhte Schweißfestigkeit erreicht.

(7) Eine im ersten Ausführungsbeispiel verwendete Konstruktion weist die Lenkwelle 2, die bei einer Drehung des Lenkrads 1 gedreht wird, und die Ritzelwelle 4 auf, die mit der Lenkwelle 2 durch den Torsionsstab 3 verbunden ist. Die Konstruktion umfasst ferner den Lenkmechanismus 9, durch den ein Lenkvorgang des Lenkrads 1 auf die gelenkten Räder 8 und 8 übertragen wird, das Getriebegehäuse 17, das die Lenkwelle 2 und die Ritzelwelle 4 drehbar hält, den mehrpoligen Magnet 20, der an der Ritzelwelle 4 montiert ist und N-Pole und S-Pole aufweist, die um die Drehachse O abwechselnd angeordnet sind, das Paar der Joche 21 und 22, die dem mehrpoligen Magnet 20 zugewandt angeordnet sind und aus einem magnetischen Material hergestellt sind, das Halteelement, das die paarweisen Joche 21 und 22 hält, wobei eine Berührung zwischen den paarweisen Jochen 21 und 22 und der Lenkwelle 2 verhindert wird, und an der Lenkwelle 2 befestigt ist, wobei das Halteelement die Schweißplatte 29 aus einem thermoplastischen Harz und die Jochhalterung 23 umfasst, durch welche die Schweißplatte und die Jochhalterung 23 mit dem dazwischen eingefügten Erfassungselement aneinandergeschweißt und befestigt werden, den Hall-IC-Sensor 27, der am Getriebegehäuse 17 montiert ist, um eine relative Drehung zwischen der Lenkwelle 2 und der Ritzelwelle 4 durch Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds in den paarweisen Jochen 21 und 22 zu erfassen, die durch eine relative Drehung zwischen dem mehrpoligen Magnet und den paarweisen Jochen 21 und 22 verursacht wird, die von einer relativen Drehung zwischen der Lenkwelle 2 und der Ritzelwelle 4 begleitet wird, den Elektromotor 10, der dem Lenkmechanismus 9 eine Lenkunterstützungskraft bereitstellt, und die Motorsteuerschaltung 15, die ein Befehlssignal für den Elektromotor 10 basierend auf einem Drehmoment berechnet, das zwischen der Lenkwelle 2 und der Ritzelwelle erzeugt wird und von einem Ausgangssignal 4 vom Hall-IC-Sensor 27 abgeleitet ist.

Da unterdrückt wird, dass die paarweisen Joche 21 und 22 eine innere Spannung erzeugen, die von der Abkühlungsschrumpfung aufgrund des Einsatzformens verursacht werden würde, wird eine unerwünschte Verformung der paarweisen Joche 21 und 22 unterdrückt und somit kann die Erfassungsgenauigkeit des Drehmomentsensors 13 erhöht werden. Als Folge davon kann die Steuerungsgenauigkeit für die Lenkunterstützungskraft verbessert werden.

(8) Eine im ersten Ausführungsbeispiel verwendete Konstruktion weist die Lenkwelle 2, die bei einer Drehung des Lenkrads 1 gedreht wird, und die Ritzelwelle 4 auf, die mit der Lenkwelle 2 durch den Torsionsstab 3 verbunden ist. Die Konstruktion umfasst ferner den Lenkmechanismus 9, durch den ein Lenkvorgang des Lenkrads 1 auf die gelenkten Räder 8 und 8 übertragen wird, das Getriebegehäuse 17, das die Lenkwelle 2 und die Ritzelwelle 4 drehbar hält, den mehrpoligen Magnet 20, der an der Ritzelwelle 4 montiert ist und N-Pole und S-Pole aufweist, die abwechselnd um die Drehachse O angeordnet sind, das Paar der Joche 21 und 22, die dem mehrpoligen Magnet 20 zugewandt angeordnet sind und aus einem magnetischen Material hergestellt sind, das Halteelement, das die paarweisen Joche 21 und 22 hält, wobei eine Berührung zwischen den paarweisen Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 und der Lenkwelle 2 verhindert wird, und an der Lenkwelle 2 befestigt ist, wobei das Halteelement die Schweißplatte 29 aus einem thermoplastischen Harz und die Magnetismus-Sammelhalterung 26 umfasst, worin die Schweißplatte 29 und die Magnetismus-Sammelhalterung 26 mit dem dazwischen eingefügten Erfassungselement aneinandergeschweißt und befestigt sind, den Hall-IC-Sensor 27, der am Getriebegehäuse 17 montiert ist, um eine relative Drehung zwischen der Lenkwelle 2 und der Ritzelwelle 4 durch Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds in den paarweisen Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 zu erfassen, die durch eine relative Drehung zwischen dem mehrpoligen Magnet 20 und den paarweisen Magnetismus-Sammelringen 24 und 25 verursacht wird, die von einer relativen Drehung zwischen der Lenkwelle 2 und der Ritzelwelle 4 begleitet wird, den Elektromotor 10, der dem Lenkmechanismus 9 eine Lenkunterstützungskraft bereitstellt, und die Motorsteuerschaltung 15, die ein Befehlssignal für den Elektromotor 10 basierend auf einem Drehmoment berechnet, das zwischen der Lenkwelle 2 und der Ritzelwelle 4 erzeugt wird und von einem Ausgabesignal vom Hall-IC-Sensor 27 abgeleitet ist.

Da unterdrückt wird, die paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 eine innere Spannung erzeugen, die durch die Abkühlungsschrumpfung aufgrund des Einsatzformens verursacht werden würde, wird eine unerwünschte Verformung der paarweisen Magnetismus-Sammelringe 24 und 25 unterdrückt und somit kann die Erfassungsgenauigkeit des Drehmomentsensors 13 erhöht werden. Als Folge davon kann die Steuerungsgenauigkeit für die Lenkunterstützungskraft verbessert werden.
[Weitere Ausführungsbeispiele]
Obwohl zuvor ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Das heißt, die vorliegende Erfindung ist nicht auf die im obigen Ausführungsbeispiel dargestellte Konstruktion beschränkt und geeignete Konstruktionsänderungen, die nicht vom wesentlichen Merkmal der vorliegenden Erfindung abweichen, sind in der vorliegenden Erfindung enthalten.
Obwohl im Ausführungsbeispiel ein Beispiel veranschaulicht ist, bei dem die Erfindung auf einen Drehmomentsensor angewendet wird, kann die Erfindung auch auf einen Drehsensor angewendet werden. In diesem Fall ist das zweite Element am Gehäuse montiert.
Darüber hinaus können die Pole des magnetischen Elements ein Nord-Pol oder mehrere und ein S-Pol oder mehrere sein.
Darüber hinaus umfasst der Bereich, wo die Schweißplatte 29 und die Jochhalterung 23 aneinander geschweißt und befestigt sind, einen Bereich mit einem kleineren Durchmesser, der radial im Innern der Verbindungsbereiche verläuft, einen Bereich mit größerem Durchmesser, der radial außerhalb der Verbindungsbereiche 223 verläuft, und einen sich radial erstreckenden Abschnitt, der die Bereiche mit kleinerem und größerem Durchmesser verbindet. Anhand dieser Anordnung weist der Bereich, wo das Schweißen und Befestigen erfolgt, einen im Wesentlichen wellenförmigen Aufbau auf, und daher kann die Schweißlänge wesentlich vergrößert werden.
Nachfolgend werden technische Ideen beschrieben, die aus dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel durchdacht wurden, aber von jenen durch die Ansprüche definierten getrennt sind.

(a) In der Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der das erste Halteelement und das zweite Halteelement mit Positionierungseingriffsbereichen versehen sind, durch die eine relative Positionierung zwischen diesen in der Drehrichtung um die Drehachse ausgeführt wird.

Da in der Schweiß- und Befestigungstechnik die Positionierung in der Drehrichtung wichtig ist, kann das Vorsehen von solchen Positionierungseingriffsbereichen die Positionierungsgenauigkeit in der Drehrichtung verbessern.

(b) in der Drehungserfassungsvorrichtung gemäß Punkt (a) wird eine weitere Charakterisierung verwendet, bei der die Positionierungseingriffsbereiche Eingriffsvorsprungbereiche, die auf dem ersten Halteelement ausgebildet sind und sich in die Richtung der Drehachse erstrecken, und Eingriffsausnehmungsbereiche aufweisen, die am zweiten Halteelement ausgebildet sind und den Eingriffsvorsprungbereichen zugewandt sind, wobei, unter der Annahme, dass eine Richtung um die Drehachse eine Umfangsrichtung ist, der erste Haltebereich an beiden Umfangsenden des Eingriffsvorsprungbereichs einen Schweißbereich aufweist, der in eine Richtung vorragt, um dem zweiten Halteelement zugewandt zu sein, und in einem Schweiß- und Befestigungsprozess geschweißt wird, und vertiefte Ausschnittbereiche aufweist, die an einer Grenzfläche zwischen dem Schweißbereich und dem Eingriffsvorsprungbereich angeordnet sind und dem zweiten Halteelement zugewandt sind, sodass selbst nach Abschluss des Schweißens und Befestigens zwischen den ersten und zweiten Halteelementen die ersten und zweiten Halteelemente voneinander getrennt bleiben.

Im Fall, bei dem der Schweißbereich und der Eingriffsvorsprungbereich aneinander angrenzend angeordnet sind, wird die Schweißwärme durch den Eingriffsvorsprungbereich aufgenommen, was dazu neigt, Verschmelzungsfehler von Bereichen des Schweißbereichs zu induzieren, die mit dem Eingriffsvorsprungbereich verschweißt werden. Dieser Verschmelzungsfehler neigt dazu, ein unerwünschtes Anheben des ersten Halteelements relativ zum zweiten Halteelement zu verursachen. Dadurch, dass vertiefte Ausschnittbereiche vorgesehen sind, wird jedoch die Übertragung der Schweißwärme zum Eingriffsvorsprungbereich unterdrückt und das unerwünschte Anheben kann verhindert werden.

(c) In der Drehungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 3 wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der das erste Halteelement oder das zweite Halteelement mit vertieften Bereichen versehen ist, um darin die ersten und zweiten Verbindungsbereiche aufzunehmen.

Da die vertieften Bereiche die Dicke der ersten und zweiten Verbindungsbereiche aufnehmen können, können die ersten und zweiten Halteelemente benachbart zueinander angeordnet werden. Als Folge davon kann die axiale Länge des Schweißbereichs reduziert werden, und daher kann, nachdem die ersten und zweiten Jochelemente an den ersten und zweiten Halteelementen angeordnet sind, die Anordnungsstabilität dieser Teile vor dem Schweißprozess erhöht werden.

(d) In der Drehungserfassungsvorrichtung gemäß Punkt (c) wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der die vertieften Bereiche mit Drehbewegungs-Unterdrückungsbereichen versehen sind, durch die eine Drehbewegung der ersten und zweiten Verbindungsbereiche um die Drehachse unterdrückt wird.

Die Positionierungsgenauigkeit in der Drehrichtung der ersten und zweiten Jochelemente relativ zu den Halteelementen kann verbessert werden.

(e) In der Druckerfassungsvorrichtung gemäß Punkt (c) wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der, unter der Annahme, dass eine Richtung um die Drehachse eine Umfangsrichtung ist, beide Umfangsenden jedes vertieften Bereichs jeweils eine Tiefe aufweisen, die größer als eine Tiefe anderer Bereiche ist.

Die beiden Umfangsenden des vertieften Bereichs sind Bereiche, an denen Endbereiche der ersten und zweiten Verbindungsbereiche angeordnet werden sollen. Das heißt, wenn die ersten und zweiten Jochelemente durch Pressformen hergestellt werden, neigen unerwünschte Grate dazu, an solchen Bereichen aufzutreten. Infolge des Vorsehens dieser beiden tieferen Enden jedes vertieften Abschnitts können die Grate problemlos durch die beiden tieferen beiden Enden aufgenommen werden, und somit kann eine Montagegenauigkeit des ersten und des zweiten Verbindungsabschnittes relativ zu den Halteelementen erhöht werden.

(f) In der Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der das erste Halteelement oder das zweite Halteelement mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen ausgebildet ist, durch die die ersten und zweiten Klauenbereiche verlaufen, wobei diese sich entlang der Drehachse erstrecken.

Aufgrund der Konstruktion, bei der die ersten und zweiten Klauenabschnitte im Halteelement stecken, kann eine Montagestabilität in einem Zustand erhöht werden, bei dem die ersten und zweiten Jochelemente an den Halteelementen montiert sind.

(g) In der Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3 wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der das erste Halteelement oder das zweite Halteelemente in einem radialen Positionierungseinrichtungsbereich vorgesehen ist, der eine radiale Positionierung der ersten und zweiten Jochelemente relativ zur Drehachse durch eine Berührung mit zylindrischen Innenflächen der ersten Klauenbereiche und zylindrischen Innenflächen der zweiten Klauenbereiche herstellt.

Für die ersten und zweiten Klauenelemente ist deren Koaxialität mit dem Magnetelement wichtig. Zur Verbesserung einer axialen Mittenpositionsgenauigkeit der ersten und zweiten Jochelemente ist der radiale Positionierungseinrichtungsbereich, der mit den zylindrischen Innenflächen der ersten und zweiten Klauenbereiche in Berührung bringbar ist, am Halteelement vorgesehen. Dadurch wird die Koaxialität der ersten und zweiten Jochelemente relativ zum Magnetelement verbessert.

(h) In der Drehungserfassungsvorrichtung gemäß Punkt (g) wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der der radiale Positionierungseinrichtungsbereich des Halteelements an einem Bereich angeordnet ist, der vom Magnetelement in Richtung der Drehachse beabstandet ist.

Da ein Überlappen des radialen Positionierungseinrichtungsbereich und des Magnetelements in axialer Richtung verhindert wird, können beide Elemente in einer radialen Richtung überlappen und daher kann die Abmessung in radialer Richtung reduziert werden.

(i) In der Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2 wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der, unter der Annahme, dass eine Richtung um die Drehachse eine Umfangsrichtung ist, die ersten und zweiten Erfassungselemente jeweils die Drehachse umschließend ausgebildet sind, und jeweils einen Ausschnittbereich an einem vorgegebenen Bereich und ein Paar von bogenförmigen Bereichen aufweisen, die entlang imaginärer Kreise erstreckend ausgebildet sind, deren Mittelpunkt durch die Drehachse definiert ist, das erste Erfassungselement so ausgebildet ist, dass ein Durchmesser des imaginären Kreises, entlang dem sich die bogenförmigen Bereiche des ersten Erfassungselements erstrecken, größer als ein Durchmesser des anderen imaginären Kreises ist, entlang dem sich die bogenförmigen Bereiche des zweiten Erfassungselements erstrecken, das zweite Erfassungselement an einem Bereich gegenüber dem Ausschnittbereich in Bezug auf die Drehachse mit einem zweiten Erfassungselement-Eingriffsbereich ausgebildet ist, der zwischen den paarweisen bogenförmigen Bereichen definiert ist, das Halteelement eine Positionierung des zweiten Erfassungselements in der Umfangsrichtung durch einen Eingriff mit dem zweiten Erfassungselement-Eingriffsbereich herstellt, und das Halteelement einen Eingriffsvorsprung für das zweite Erfassungselement aufweist, durch den eine Positionierung des Halteelements in radialer Richtung relativ zum ersten Erfassungselement hergestellt wird.

Dadurch kann eine Positionierung des zweiten Erfassungselements in der Umfangsrichtung und eine relative Positionierung des zweiten Umfangselements relativ zum ersten Umfangselement verbessert werden.

(j) In der Druckerfassungsvorrichtung gemäß Punkt (i) wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der das zweite Halteelement zwischen den ersten und zweiten Erfassungselementen vorgesehen ist und mit einem Wandbereich ausgebildet ist, der zum ersten Erfassungselement vorragt, das erste Halteelementen sowohl mit einem Schweißbereich, der in Berührung mit einer Fläche des Wandbereichs des zweiten Halteelements steht, die dem ersten Halteelement zugewandt ist und in einem Schweiß- und Befestigungsprozess an die Fläche geschweißt wird, als auch mit Haltebereichen ausgebildet ist, die radial an beiden Seiten des Schweißbereichs vorgesehen sind und die ersten und zweiten Erfassungselemente durch eine Berührung mit den ersten und zweiten Erfassungselementen halten, der Schweißbereich des ersten Halteelements einen Bereich mit kleinerem Durchmesser, der mit einem radial inneren Bereich des Wandbereichs in Berührung steht und daran angeschweißt ist, einen Bereich mit größerem Durchmesser, der mit einem radial äußeren Bereich des Wandbereichs in Berührung steht und daran angeschweißt ist, und Verbindungsbereiche aufweist, welche die Bereiche mit kleineren und größeren Durchmesser verbinden und abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnet sind.

Da der Schweißbereich mit einer Zickzackform ausgebildet ist, kann die Schweißlänge vergrößert werden, wobei der Bereich mit größerem Durchmesser des Schweißbereichs zu einer Verbesserung des Haltens des ersten Erfassungselements beiträgt und der Bereich mit kleinerem Durchmesser des Schweißbereichs zur Verbesserung des Haltens des zweiten Erfassungselements beiträgt.

(k) In der Drehungserfassungsvorrichtung gemäß Punkt (j) wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der das zweite Halteelement an einem Wandbereich davon gegenüber dem ersten Erfassungselement mit ausnehmungsförmigen Ausschnittbereichen vorgesehen ist, die in Richtung der Drehachse offen sind.

Dadurch, dass die Ausschnittbereiche des Wandbereichs vorgesehen sind, kann die Masse des zweiten Halteelements reduziert werden und eine Strahlung der Schmelzwärme unterdrückt werden.

(l) In der Drehungserfassungsvorrichtung gemäß Punkt (i) wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der das Halteelement mit einem Erfassungselement-Eingriffsbereich ausgebildet ist, der axiale Enden der ersten und zweiten Erfassungselemente in Bezug auf die Richtung der Drehachse aufnimmt, wobei der Erfassungselement-Eingriffsbereichs ausgespart ist, um in Richtung der Drehachse offen zu sein. Die Positionierungsgenauigkeit der ersten und zweiten Erfassungselemente vor und nach dem Schweiß- und Befestigungsprozess kann erhöht werden.
(m) In der Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der das erste Halteelement einen Schweißbereich, der mit dem zweiten Halteelement in Berührung steht, und in einem Schweiß- und Befestigungsprozess am zweiten Halteelement angeschweißt und befestigt wird, und einen Haltebereich umfasst, der an einem radial inneren oder äußeren Bereich des Schweißbereichs vorgesehen ist und mit axialen Enden der Erfassungselemente in Bezug auf die Richtung der Drehachse in Berührung steht, der Haltebereich des ersten Halteelements eine Dicke in Richtung der Drehachse aufweist, die geringer als jene des Schweißbereichs ist, und daher nach dem Schweiß- und Befestigungsprozess der Bereich mit geringerer Dicke elastisch verformbar ist, die elastische Verformung, d. h. die elastische Verformbarkeit, eine an den Erfassungselementen anliegende Vorspannkraft erzeugt, und sich daher eine Haltekraft für die Erfassungselemente erhöht.
(n) In der Drehungserfassungsvorrichtung gemäß Punkt (m) wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der das zweite Halteelemente sowohl mit einem zweiten halteelementseitigen Berührungsbereich, der mit dem Schweißbereich des ersten Halteelements in Berührung steht, als auch einem Erfassungselement-Aufnahmebereich ausgebildet ist, der die Erfassungselemente aufnimmt, und die Erfassungselemente im zweiten Halteelement derart angeordnet sind, dass die Erfassungselemente vom zweiten halteelementseitigen Berührungsbereich zur Seite des ersten Elements vorragen. der zweite halteelementseitige Berührungsbereich gegenüber dem ersten Element jedoch nicht gegenüber den Erfassungselementen ausgespart ist. Wenn es demzufolge beabsichtigt ist, das erste Halteelementen am vorgegebenen Bereich anzuschweißen und zu befestigen, wird das erste Halteelement des Schweißbereichs in die Ausnehmung des zweiten Halteelements geführt und somit wird der Haltebereich flexibel, wodurch die Kraft zum Halten der Erfassungselemente ansteigt.
(o) In der Drehungserfassungsvorrichtung gemäß Punkt (m) wird ferner eine Charakterisierung verwendet, bei der das erste Halteelement an einem vorgegebenen Bereich derart angeschweißt und befestigt wird, dass der Schweißbereich zur Seite des zweiten Halteelements unter Überquerung des Haltebereichs vorragt.

Bezugszeichenliste

1: Lenkrad
2: Lenkwelle (zweites Element, Eingangswelle)
3: Torsionsstab
4: Ritzelwelle (erstes Element, Ausgangswelle)
8: gelenkte Räder
9: Lenkmechanismus
10: Elektromotor
13: Drehmomentsensor (Drehungserfassungsvorrichtung)
15: Motorsteuerschaltung
17: Getriebegehäuse (Gehäuse)
20: mehrpoliger Magnet (Magnetelement)
21: erstes Joch (Erfassungselement)
22: zweites Joch (Erfassungselement)
23: Jochhalterung (Halteelement, zweites Halteelement)
24: erster Magnetismus-Sammelring (Erfassungselement)
25: zweiter Magnetismus-Sammelring (Erfassungselement)
26: Magnetismus-Sammelringhalterung (Halteelement, zweites Halteelement)
27: Hall-IC-Sensor (Magnetsensor)
29: Schweißplatte (Halteelement, erstes Halteelement)

Claims

Drehungserfassungsvorrichtung, umfassend: erste und zweite Elemente, die um eine Drehachse relativ zueinander drehbar sind; ein Magnetelement, das am ersten Element befestigt ist, wobei das Magnetelement N-Pole und S-Pole aufweist, die um die Drehachse abwechselnd angeordnet sind; ein Erfassungselement, das dem Magnetelement zugewandt angeordnet ist, wobei das Erfassungselement aus einem magnetischen Material ausgebildet ist; ein Halteelement, das am zweiten Element zum Halten des Erfassungselements befestigt ist, wobei das Halteelement aus einem thermoplastischen Harz ausgebildet ist und erste und zweite Halteelemente umfasst, die mit dem dazwischen eingefügten Erfassungselement aneinander geschweißt und befestigt sind, wobei ein relativer Kontakt zwischen dem Erfassungselement und dem zweiten Element vermieden wird; und einen Magnetsensor, der eine relative Drehung zwischen den ersten und zweiten Elementen durch Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds im Erfassungselement erfasst, wobei die Änderung des Magnetfelds durch eine relative Drehung zwischen dem Magnetelement und dem Erfassungselement verursacht wird, die durch eine relative Drehung zwischen den ersten und zweiten Elementen verursacht wird.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: das Erfassungselement ein erstes Erfassungselement und ein zweites Erfassungselement umfasst, das vom ersten Erfassungselement getrennt ist; und die Halteelemente die ersten und zweiten Erfassungselemente durch Einfügen der ersten und zweiten Erfassungselemente dazwischen halten, ohne die ersten und zweiten Erfassungselemente zu berühren.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: ein Gehäuse vorgesehen ist, dass darin die ersten und zweiten Elemente derart hält, dass die ersten und zweiten Elemente um die Drehachse drehbar sind; die ersten und zweiten Elemente durch einen Torsionsstab miteinander verbunden sind; das Erfassungselement ein erstes Jochelement, das plattenartige erste Klauenbereiche, die um die Drehachse konzentrisch angeordnet sind, wobei diese dem Magnetelement zugewandt sind, einen ersten ringförmigen Bereich, der mit der Drehachse konzentrisch ausgebildet ist, plattenartige erste Verbindungsbereiche, die sich jeweils von den ersten Klauenbereichen zum ersten ringförmigen Bereich erstrecken, wobei sich jeder erste Verbindungsbereich radial nach außen erstreckt, und einen ersten Erfassungsbereich umfasst, der mit dem ersten ringförmigen Bereich verbunden ist, wobei sich jeder plattenartige erste Klauenbereich senkrecht zu einer radialen Richtung der Drehachse erstreckt, und sich jeder plattenartige erste Verbindungsbereich senkrecht zur Drehachse erstreckt, und ein zweites Jochelement aufweist, das plattenartige zweite Klauenbereiche, die um die Drehachse konzentrisch angeordnet sind, wobei diese dem Magnetelement zugewandt sind, einen zweiten ringförmigen Bereich, der konzentrisch zur Drehachse ausgebildet ist, plattenartige zweite Verbindungsbereiche, die sich jeweils von dem zweiten Klauenbereichen zum zweiten ringförmigen Bereich erstrecken, wobei sich jeder zweite Verbindungsbereich radial nach innen erstreckt, und einen zweiten Erfassungsbereich umfasst, der mit dem zweiten ringförmigen Bereich verbunden ist, wobei sich jeder plattenartige zweite Klauenbereich senkrecht zu einer radialen Richtung der Drehachse erstreckt und zwischen zwei benachbarten der ersten Klauenbereiche angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Klauenbereiche auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet sind, der konzentrisch zur Drehachse ist, wobei der zweite ringförmige Bereich vom ersten ringförmigen Bereich getrennt ist, die plattenartigen zweiten Verbindungsbereiche sich senkrecht zur Drehachse erstrecken und mit den plattenartigen ersten Verbindungsbereichen abwechselnd angeordnet sind; der Magnetsensor ein am Gehäuse montiertes Hall-Element ist, wobei das Hall-Element ein zwischen den ersten und zweiten Elementen erzeugtes Drehmoment durch Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds zwischen den ersten und zweiten Erfassungsbereichen erfasst, die durch eine Änderung eines relativen Winkels zwischen den ersten und zweiten Klauenbereichen und dem Magnetelement verursacht wird, die durch eine Torsion des Torsionsstabs verursacht wird; und das Halteelement das Erfassungselement hält, indem bewirkt wird, dass die ersten und zweiten Halteelemente aneinander geschweißt und befestigt werden, wobei die ersten und zweiten Verbindungsbereiche dazwischen eingefügt sind.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: ein Bereich, wo die ersten und zweiten Haltebereiche aneinander geschweißt und befestigt sind, einen Bereich mit kleinerem Durchmesser, der durch einen radial inneren Teil der ersten Verbindungsbereiche verläuft, einen Bereich mit größerem Durchmesser, der durch einen radial äußeren Teil der zweiten Verbindungsbereiche verläuft, und einen sich radial erstreckenden Verbindungsbereich aufweist, der die Bereiche mit kleinerem und größerem Durchmesser verbindet.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: die ersten und zweiten Halteelemente mit Positionierungseingriffsbereichen versehen sind, durch die ein Positionieren der ersten und zweiten Halteelemente um die Drehachse ausgeführt wird.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: der Positionierungseingriffsbereich Eingriffsvorsprungbereiche, die durch das erste Halteelement bereitgestellt werden und sich in Richtung zur Drehachse erstrecken, und Eingriffsausnehmungsbereiche aufweist, die vom zweiten Halteelement bereitgestellt werden und den Eingriffsvorsprungbereichen zugewandt sind, um darin die Eingriffsvorsprungbereiche aufzunehmen, und unter der Annahme, dass eine Richtung um die Drehachse eine Umfangsrichtung ist, das erste Halteelement an beiden Umfangsenden des Eingriffsvorsprungbereichs einen Schweißbereich aufweist, der in eine Richtung vorragt, um dem zweiten Halteelement gegenüberzuliegen, und in einem Schweiß- und Befestigungsvorgang verschweißt ist, und vertiefte Ausschnittbereiche aufweist, die auf einer Grenzfläche zwischen dem Schweißbereich und dem Eingriffsvorsprungbereich angeordnet sind und dem zweiten Halteelement zugewandt sind, sodass selbst nach Abschluss des Schweißen und Befestigens zwischen den ersten und zweiten Halteelementen die ersten und zweiten Halteelemente voneinander getrennt bleiben.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass das erste Halteelement oder das zweite Halteelement mit einem Ausnehmungsbereich zum Aufnehmen der ersten und zweiten Verbindungsbereiche darin versehen ist.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ausnehmungsbereich mit einem Drehungsunterdrückungsbereich versehen ist, wodurch eine Drehbewegung der ersten und zweiten Verbindungselemente um die Drehachse unterdrückt wird.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: unter der Annahme, dass eine Richtung um die Drehachse eine Umfangsrichtung ist, die Tiefe an den Umfangsenden des Ausnehmungsbereichs größer als jene des anderen Bereichs ist.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: das erste Halteelement oder das zweite Halteelement mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen versehen ist, durch welche sich die längs der Drehachse erstreckenden ersten und zweiten Klauenbereiche verlaufen.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: das erste Halteelement oder das zweite Halteelement mit einem radialen Bewegungsbeschränkungsbereich versehen ist, der eine Radialbewegung der ersten und zweiten Jochelemente relativ zur Drehachse durch eine Berührung mit einer zylindrischen Innenfläche jedes ersten Klauenbereichs sowie einer zylindrischen Innenfläche jedes zweiten Klauenbereichs beschränkt.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 11, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: der radiale Bewegungsbeschränkungsbereich des Halteelements an einer Position vorgesehen ist, die vom Magnetelement in Richtung der Drehachse beabstandet ist.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: unter der Annahme, dass eine Richtung um die Drehachse eine Umfangsrichtung ist, die ersten und zweiten Erfassungselemente die Drehachse umschließend ausgebildet sind, und an einem vorgegebenen Umfangsbereich jeweils einen Ausschnittbereich und ein Paar von kreisbogenförmigen Bereichen aufweisen, die sich längs eines imaginären Kreises erstrecken, dessen Mittelpunkt in der Drehachse liegt, ein Durchmesser des imaginären Kreises entlang dem sich das Paar der kreisbogenförmigen Bereiche des ersten Erfassungselements erstreckt, größer als der imaginäre Kreis ist, entlang dem sich das Paar der kreisbogenförmigen Bereiche des zweiten Erfassungselements erstreckt, das zweite Erfassungselement an einer Position zwischen dem Paar der kreisbogenförmigen Bereiche und radial gegenüber dem Ausschnittbereich in Bezug auf die Drehachse mit einem zweiten erfassungselementseitigen Eingriffsbereich vorgesehen ist, der radial nach außen vorragt, das Halteelement mit einem Eingriffsvorsprung für das zweite Erfassungselement versehen ist, der sowohl eine Positionierung des zweiten Erfassungselements in Umfangsrichtung als auch eine Positionierung des Halteelements relativ zum ersten Erfassungselement in radialer Richtung durch einen Eingriff mit dem zweiten erfassungselementseitigen Eingriffsbereich herstellt.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 13, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: das zweite Halteelement an einer Position zwischen den ersten und zweiten Erfassungselementen mit einem Wandbereich vorgesehen ist, der zum ersten Erfassungselement vorragt, das erste Halteelement sowohl mit einem Schweißbereich, der mit einer Fläche des Wandbereichs des zweiten Halteelements in Berührung steht, das dem ersten Halteelement zugewandt ist und in einem Schweiß- und Befestigungsprozess 14 auf die Fläche geschweißt und daran befestigt ist, als auch mit Haltebereichen versehen ist, die an radial gegenüberliegenden Bereichen des Schweißbereichs zum Halten der ersten und zweiten Erfassungselemente durch Berühren der ersten und zweiten Erfassungselemente vorgesehen sind, der Schweißbereich des ersten Halteelements mit einem Bereich mit kleinerem Durchmesser, der in Berührung mit einem radialen Innenbereich des Wandbereichs steht und daran angeschweißt und befestigt ist, einem Bereich mit größerem Durchmesser, der in Berührung mit einem radialen Außenbereich des Wandbereichs steht und daran angeschweißt und befestigt ist, und mit Verbindungsbereichen ausgebildet ist, die zum Verbinden der Bereiche mit kleinerem und größerem Durchmesser ausgebildet sind und in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 14, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: das zweite Halteelement mit vertieften Ausschnittbereichen an einer Position gegenüber der Position ausgebildet ist, wo das erste Erfassungselement des Wandbereichs vorgesehen ist.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 13, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: das Halteelement mit Erfassungselement-Eingriffsbereichen versehen ist, die zur Drehachse offen ausgespart sind und darin axiale Enden der ersten und zweiten Erfassungselemente in Bezug auf die Richtung der Drehachse aufnehmen.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: das erste Halteelement sowohl mit einem Schweißbereich, der in Berührung mit dem zweiten Halteelement steht und in einem Schweiß- und Befestigungsprozess an das zweite Halteelement geschweißt und daran befestigt ist, als auch einem Haltebereich versehen ist, der auf einem radialen Innen- oder Außenbereich des Schweißbereichs vorgesehen ist, um mit einem axialen Ende des Erfassungselements in Bezug auf die Richtung der Drehachse in Berührung zu stehen, der Haltebereich des ersten Halteelements mit einer geringen axialen Dicke relativ zum Schweißbereich ausgebildet ist, sodass der Haltebereich nach dem Schweiß- und Befestigungsprozess in der Lage ist, eine elastische Verformung aufzuweisen.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 17, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: das zweite Halteelement sowohl mit einem zweiten halteelementseitigen Kontaktbereich, der in Kontakt mit dem Schweißbereich des ersten Halteelements steht, als auch mit einem Erfassungselement-Aufnahmebereich versehen ist, der das Erfassungselement aufnimmt, wobei das Erfassungselement am zweiten Halteelement so angeordnet ist, dass es vom zweiten halteelementseitigen Kontaktbereich zur Seite des ersten Elements vorragt.
Drehungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 17, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass das erste Halteelement elastisch verformbar am vorgegebenen Bereich derart angeschweißt und befestigt ist, dass der Schweißbereich vom Haltebereich zur Seite des zweiten Halteelements vorragt.
Servolenkungsvorrichtung, umfassend: einen Lenkmechanismus, der eine Eingangswelle mit einem Lenkrad und eine Ausgangswelle umfasst, die mit der Eingangswelle durch einen Torsionsstab verbunden ist, sodass ein Lenkvorgang des Lenkrads auf gelenkte Räder übertragen wird; ein Gehäuse zum drehbaren Aufnehmen der Eingangswelle und der Ausgangswelle darin; ein Magnetelement, das an der Ausgangswelle befestigt ist und N-Pole und S-Pole aufweist, die um eine Drehachse abwechselnd angeordnet sind; ein Erfassungselement, das dem Magnetelement zugewandt angeordnet ist und aus einem magnetischen Material hergestellt ist; ein Halteelement zum Halten des Erfassungselements, wobei das Halteelement an der Eingangswelle befestigt ist und erste und zweite Halteelemente umfasst, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt sind, wobei die ersten und zweiten Halteelemente mit dem dazwischen eingefügten Erfassungselement aneinander geschweißt und befestigt sind, wobei eine Berührung zwischen dem Erfassungselement und der Eingangswelle vermieden wird; einen Magnetsensor, der eine relative Drehung zwischen den Eingangs- und Ausgangswellen durch Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds im Erfassungselement erfasst, die durch die relative Drehung des Erfassungselements verursacht wird; einen Elektromotor, der dem Lenkmechanismus eine Lenkunterstützungskraft bereitstellt; und eine Motorsteuerschaltung, die ein Befehlssignal an den Elektromotor basierend auf einem Drehmoment berechnet, das zwischen den Eingangs- und der Ausgangswellen erzeugt wird und von einem Ausgangssignal des Magnetsensors abgeleitet ist.