DE112017005055T5 - Drehmomentsensor - Google Patents

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DE112017005055T5
DE112017005055T5 DE112017005055.3T DE112017005055T DE112017005055T5 DE 112017005055 T5 DE112017005055 T5 DE 112017005055T5 DE 112017005055 T DE112017005055 T DE 112017005055T DE 112017005055 T5 DE112017005055 T5 DE 112017005055T5
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Hideo Maehara
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Abstract

Ein Drehmomentsensor (100) enthält eine Detektoranordnung (101), die konfiguriert ist zum Erfassen der Dichte eines Magnetflusses. Die Detektoranordnung (101) umfasst ein Gehäuse (60), das konfiguriert ist zum Aufnehmen eines Magnetdetektors (48, 49) und einer Platte (50), wobei das Gehäuse (60) an einer Umhausung (11) befestigt ist, und einen Steckverbinder (80), der konfiguriert ist zum Halten eines mit der Platte (50) verbundenen Stifts (70), wobei der Steckverbinder (80) einstückig mit dem Gehäuse (60) ausgebildet ist. Das Gehäuse (60) umfasst einen Passteil (61), der konfiguriert ist, um in einen Öffnungsteil (11a) in der Umhausung (11) gepasst zu werden, wobei der Passteil (61) eine sich in einer Radialrichtung einer Torsionsstange (5) erstreckende Mittenachse aufweist, und einen Randteil (64), der an der Umhausung (11) befestigt ist. Der Steckverbinder (80) ist derart ausgebildet, dass die Mittenachse (C1) des Steckverbinders von der Mittenachse (C2) des Passteils (61) in einer Radialrichtung der Torsionsstange (5) versetzt ist; und der Steckverbinder (80) ist derart ausgebildet, dass eine Endfläche (80b) auf einer Seite gegenüber einem Verbindungsteil (80a) für die Verbindung mit einem komplementären Steckverbinder zu der Umhausung (11) von einer Kontaktfläche (64a) des Randteils (64) mit der Umhausung (11) versetzt ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentsensor.
  • STAND DER TECHNIK
  • JP2011-257225A gibt einen kontaktlosen Drehmomentsensor für das Erfassen eines durch eine Magnetkraft auf eine Lenkwelle ausgeübten Lenkdrehmoments als einen Drehmomentsensor in einer Servolenkvorrichtung für ein Fahrzeug an.
  • Der in JP2011-257225A angegebene Drehmomentsensor enthält einen Sensorhalter zum Aufnehmen eines Magnetsensors und einer Platte, wobei der Sensorhalter mit einem Steckverbinder für das Verbinden der Platte mit einer externen Steuereinrichtung versehen ist (siehe 3 und 4(a) von JP2011-257225A ).
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Weil sich in dem Drehmomentsensor von JP2011-257225A der in dem Sensorhalter vorgesehene Steckverbinder in einer Richtung parallel zu der Platte erstreckt und derart ausgebildet ist, dass er von dem Sensorhalter vorsteht, ist der gesamte Sensorhalter vergrößert.
  • Dementsprechend kann der Sensorhalter fahrzeugseitige Komponenten stören, wenn die Servolenkvorrichtung in dem Fahrzeug montiert wird. Wenn der Sensorhalter wie oben beschrieben vergrößert ist, ist die Montageeffizienz der Servolenkvorrichtung in dem Fahrzeug vermindert.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Montageeffizienz einer Servolenkvorrichtung in einem Fahrzeug zu verbessern.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Drehmomentsensor zum Erfassen eines Drehmoments, das auf eine Torsionsstange ausgeübt wird, die eine erste Welle und eine zweite Welle verbindet, die drehbar in einer Umhausung gehalten werden: eine Magneterzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um sich zusammen mit der ersten Welle zu drehen; eine sich drehende Magnetkreiseinheit, die konfiguriert ist, um sich zusammen mit der zweiten Welle zu drehen; und eine Detektoranordnung, die konfiguriert ist zum Erfassen der Dichte eines von der Magneterzeugungseinheit durch die sich drehende Magnetkreiseinheit eingeführten Magnetflusses in Entsprechung zu einer Torsionsverformung der Torsionsstange. Die Detektoranordnung umfasst: einen Magnetdetektor, der konfiguriert ist zum Erfassen der Magnetflussdichte; eine Platte, die den mit der Platte verbundenen Magnetdetektor aufweist; ein nicht-magnetisches Gehäuse, das konfiguriert ist zum Aufnehmen des Magnetdetektors und der Platte, wobei das Gehäuse an der Umhausung befestigt ist; und einen Steckverbinder, der konfiguriert ist zum Halten eines mit der Platte verbundenen Stifts, wobei der Steckverbinder einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist. Das Gehäuse umfasst: einen Passteil, der konfiguriert ist, um in einen in der Umhausung ausgebildeten Öffnungsteil gepasst zu werden, wobei der Passteil eine Mittenachse aufweist, die sich in einer Radialrichtung der Torsionsstange erstreckt; und einen Randteil, der sich in einer Richtung senkrecht zu einer Außenumfangsfläche des Passteils erstreckt, wobei der Randteil an der Umhausung befestigt ist. Der Steckverbinder ist derart ausgebildet, dass die Mittenachse des Steckverbinders von der Mittenachse des Passteils in einer Radialrichtung der Torsionsstange versetzt ist; und der Steckverbinder ist derart ausgebildet, dass eine Endfläche auf einer Seite gegenüber einem Verbindungsanschluss für die Verbindung mit einem komplementären Steckverbinder zu der Umhausung von einer Kontaktfläche des Randteils mit der Umhausung versetzt ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Schnittansicht einer Servolenkvorrichtung, auf die ein Drehmomentsensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht einer sich drehenden Magnetkreiseinheit.
    • 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Detektoranordnung.
    • 4 ist eine perspektivische Ansicht der Detektoranordnung ohne Gehäuse und Steckverbinder.
    • 5 ist eine Ansicht, die die Positionsbeziehung zwischen Magnetfluss-Sammeljochen und einem Magnetsensor zeigt.
    • 6 ist eine Vorderansicht eines ersten Gehäuses.
    • 7 ist eine Vorderansicht des ersten Gehäuses ohne Detektoranordnung.
    • 8 ist eine Draufsicht auf das erste Gehäuse.
    • 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von 6.
  • BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
  • Im Folgenden wird ein Drehmomentsensor 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Zuerst wird eine Servolenkvorrichtung 1, auf die der Drehmomentsensor 100 angewendet wird, mit Bezug auf 1 beschrieben. Die Servolenkvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist, um das Lenken eines Lenkrads durch einen Fahrer zu unterstützen.
  • Die Servolenkvorrichtung 1 umfasst eine Lenkwelle 2, die mit dem Lenkrad gekoppelt ist und konfiguriert ist, um sich in Entsprechung zu der Drehung des Lenkrads zu drehen, und eine Zahnstangenwelle, die konfiguriert ist zum Drehen von Rädern in Entsprechung zu der Drehung der Lenkwelle 2.
  • Die Lenkwelle 2 umfasst eine Eingangswelle 3, die als eine erste Welle dient, die konfiguriert ist, um sich in Entsprechung zu dem Lenken des Lenkrads durch den Fahrer zu drehen, eine Ausgangswelle 4, die als eine zweite Welle dient, die konfiguriert ist, um die Räder mit der für das Drehen konfigurierten Zahnstangenwelle zu verbinden, und eine Torsionsstange 5, die konfiguriert ist zum Koppeln der Eingangswelle 3 mit der Ausgangswelle 4.
  • Ein Zahnrad, das in eine Zahnstange an der Zahnstangenwelle eingreift, ist an einem unteren Teil der Ausgangswelle 4 ausgebildet. Wenn das Lenkrad gelenkt wird, dreht sich die Lenkwelle 2, wird die Drehung durch das Zahnrad und die Zahnstange zu einer linearen Bewegung der Zahnstangenwelle übersetzt und werden die Räder über Lenkhebel gedreht. Es ist zu beachten, dass ein in die Zahnstange eingreifendes Zahnrad und die Ausgangswelle 4 über eine Zwischenwelle gekoppelt sein können.
  • Die Servolenkvorrichtung 1 enthält als einen Unterstützungsmechanismus für das Unterstützen des Lenkens durch den Fahrer ein Schneckenrad, das mit der Ausgangswelle 4 gekopppelt ist, eine in das Schneckenrad eingreifende Schneckenwelle und einen Elektromotor, der für das drehende Antreiben der Schneckenwelle konfiguriert ist. Die Servolenkvorrichtung 1 übt ein Lenkunterstützungsdrehmoment auf die Ausgangswelle 4 mittels des Elektromotors aus.
  • Die Eingangswelle 3 wird drehbar in einer ersten Umhausung 11 aus Metall über ein Wälzlager 13 gehalten. Die Ausgangswelle 4 wird drehbar in einem zweiten Gehäuse 12 aus Metall über ein Wälzlager 14 gehalten. Ein Gleitlager 15 ist zwischen einer unteren Endseite der Eingangswelle 3 und einer oberen Endseite der Ausgangswelle 4 gehalten. Die Eingangswelle 3 und die Ausgangswelle 4 werden in den ersten und zweiten Umhausungen 11, 12 drehbar an der gleichen Achse gehalten. Die ersten und zweiten Umhausungen 11, 12 sind mittels Schrauben 16 befestigt.
  • Die Eingangswelle 3 ist mit einer hohlen, zylindrischen Form ausgebildet, und die Torsionsstange 5 ist koaxial in der Eingangswelle 3 aufgenommen. Ein oberer Endteil der Torsionsstange 5 ist mit einem oberen Endteil der Eingangswelle 3 über einen Stift 17 gekoppelt. Ein unterer Endteil der Torsionsstange 5 steht von einer unteren Endöffnung der Eingangswelle 3 vor und ist mit der Ausgangswelle 4 über eine Kerbverzahnung 5a gekoppelt. Die Torsionsstange 5 überträgt ein zu der Eingangswelle 3 eingegebenes Lenkdrehmoment zu der Ausgangswelle 4 und wird in Entsprechung zu dem Lenkdrehmoment um eine Achse verdreht und verformt.
  • Die Servolenkvorrichtung 1 ist mit dem kontaktlosen Drehmomentsensor 100 zum Erfassen eines auf die Torsionsstange 5 ausgeübten Lenkdrehmoments basierend auf einer Drehwinkeldifferenz zwischen der Eingangswelle 3 und der Ausgangswelle 4 versehen. Der Drehmomentsensor 100 wird im Folgenden im Detail erläutert.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst der Drehmomentsensor 100 eine Magneterzeugungseinheit 20, die an der Eingangswelle 3 fixiert ist und konfiguriert ist, um sich zusammen mit der Eingangswelle 3 zu drehen, eine sich drehende Magnetkreiseinheit 30, die an der Ausgangswelle 4 fixiert ist und konfiguriert ist, um sich zusammen mit der Ausgangswelle 4 zu drehen, eine fixierte Magnetkreiseinheit 40, die an der ersten Umhausung 11 fixiert ist, und einen ersten Magnetsensor 48 und einen zweiten Magnetsensor 49 (siehe 4), die als ein Magnetdetektor für das Erfassen der Dichte eines in die fixierte Magnetkreiseinheit 40 von der Magneterzeugungseinheit 20 über die sich drehende Magnetkreiseinheit 30 eingeführten Magnetflusses in Entsprechung zu einer Torsionsverformung der Torsionsstange 5 dienen. Der Drehmomentsensor 100 erfasst das auf die Torsionsstange 5 ausgeübte Lenkmoment basierend auf Ausgaben der ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49.
  • Anstelle der oben beschriebenen Konfiguration kann die Magneterzeugungseinheit 20 auch an der Ausgangswelle 4 fixiert sein, um sich zusammen mit der Ausgangswelle 4 zu drehen, und kann die sich drehende Magnetkreiseinheit 30 an der Eingangswelle 3 fixiert sein, um sich zusammen mit der Eingangswelle 3 zu drehen.
  • Die Magneterzeugungseinheit 20 enthält ein ringförmiges Rückjoch 21, das in die Eingangswelle 3 presspasst wird, und einen ringförmigen Ringmagnet 22, der mit der unteren Endfläche des Rückjochs 21 verbunden wird.
  • Der Ringmagnet 22 ist ein Permanentmagnet für das Erzeugen eines Magnetismus in einer Drechachsenrichtung der Eingangswelle 3. Der Ringmagnet 22 ist ein mehrpoliger Magnet, der durch das Magnetisieren eines harten Magnetkörpers in der Drechachsenrichtung ausgebildet wird und zwölf Magnetpole enthält, die derart ausgebildet sind, dass sie eine gleiche Breite in der Umfangsrichtung aufweisen. Es sind also sechs N-Pole und sechs S-Pole alternierend in der Umfagnsrichtung an den oberen und unteren Endflächen des Ringmagneten 22 angeordnet. Die Anzahl der an der Endfläche des Ringmagneten 22 ausgebildeten Magnetpole Kann beliebig innerhalb eines Bereichs von zwei oder größer gewählt werden.
  • Eine obere Magnetpolfläche, die die obere Endfläche des Ringmagneten 22 ist, ist an der unteren Endfläche des Rückjochs 21 mittels eines Klebers fixiert. Weil ein Rückjoch 24 aus einem weichen Magnetkörper ausgebildet ist, wird das Rückjoch 24 durch ein durch den Ringmagneten 22 ausgeübtes Magnetfeld magnetisiert und zu dem Ringmagneten 22 gezogen. Wie weiter oben beschrieben, sind das Rückjoch 21 und der Ringmagnet 22 durch die Klebekraft des Klebers und eine Magnetkraft verbunden. Das Rückjoch 21 erfüllt die Funktion eines Kopplungsjochs für das Koppeln des Ringmagneten 22 mit der Eingangswelle 3 und die Funktion eines Jochs für das Verbinden von benachbarten Magnetpolen des Ringmagneten 22 und für das Einführen eines Magnetflusses und konzentriert die Magnetkraft an einer unteren Magnetpolfläche, die die untere Endfläche des Ringmagneten 22 ist.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst die sich drehende Magnetkreiseinheit 30 einen ersten weichen Magnetring 31 und einen zweiten weichen Magnetring 32, zu denen der von dem Ringmagneten 22 erzeugte Magnetfluss eingeführt wird, ein Befestigungsglied 33 für die Befestigung an der Ausgangswelle 4 und einen Kunstharzgussteil 34 für das Fixieren der ersten und zweiten weichen Magnetringe 31, 32 an dem Befestigungsglied 33.
  • Der erste weiche Magnetring 31 umfasst einen ringförmigen ersten Magnetpfad-Ringteil 31C, sechs erste Magnetpfad-Säulenteile 31B, die von dem ersten Magnetpfad-Ringteil 31C nach unten vorstehen, und erste Magnetpfad-Endteile 31A, die jeweils von den unteren Enden der ersten Magnetpfad-Säulenteile 31B nach innen gebogen sind und der unteren Endfläche des Ringmagneten 22 zugewandt sind. Der zweite weiche Magnetring 32 umfasst einen ringförmigen zweiten Magnetpfad-Ringteil 32C, sechs zweite Magnetpfad-Säulenteile 32B, die von dem zweiten Magnetpfad-Ringteil 32C nach oben vorstehen, und zweite Magnetpfad-Endteile 32A, die jeweils von den oberen Enden der zweiten Magnetpfad-Säulenteile 32B nach innen gebogen sind und der unteren Endfläche des Ringmagneten 22 zugewandt sind.
  • Die ersten und zweiten weichen Magnetringe 31, 32 sind durch Pressen ausgebildet. Die ersten und zweiten weichen Magnetringe 31, 32 sind jedoch nicht auf eine Ausbildung durch Pressen beschränkt und können auch durch Gießen, Sintern oder ähnliches ausgebildet werden.
  • Die ersten und zweiten Magnetpfad-Endteile 31A, 32A weisen die Form von flachen Platten auf. Die ersten und zweiten Magnetpfad-Endteile 31A, 32A sind alternierend mit gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung um eine Drehachse der Torsionsstange 5 herum in der gleichen Ebene senkrecht zu der Drehachse angeordnet. Weiterhin sind die ersten und zweiten Magnetpfad-Endteile 31A, 32A derart angeordnet, dass ihre Mittenlinien, die sich in Radialrichtungen der Torsionsstange 5 erstrecken, in einem neutralen Zustand, in dem kein Drehmoment auf die Torsionsstange 5 ausgeübt wird, zu Grenzen zwischen den N- und S-Polen des Ringmagneten 22 zeigen.
  • Die ersten und zweiten Magnetpfad-Säulenteile 31B, 32B weisen jeweils die Form von flachen Platten auf und erstrecken sich in einer Drehachsenrichtung der Torsionsstange 5. Die ersten Magnetpfad-Säulenteile 31B sind derart angeordnet, dass sie die Außenumfangsfläche des Ringmagneten 22 mit dazwischen einem vorbestimmten Zwischenraum umgeben. Die ersten Magnetpfad-Säulenteile 31B sind vorgesehen, um ein Kurzschließen eines Magnetflusses des Ringmagneten 22 zu verhindern. Die zweiten Magnetpfad-Säulenteile 32B erstrecken sich in einer Richtung, die den ersten Magnetpfad-Säulenteilen 31B entgegengesetzt ist, entlang der Drehachse der Torsionsstange 5.
  • Die ersten und zweiten Magnetpfad-Ringteile 31C, 32C sind in Ebenen senkrecht zu der Drehachse der Torsionsstange 5 angeordnet und sind mit einer Ringform kontinuierlich entlang des gesamten Umfangs ausgebildet. Die Formen der ersten und zweiten Magnetpfad-Ringteile 31C, 32C sind nicht auf diese Formen beschränkt und können C-Formen sein, die teilweise mit einem Schlitz versehen sind.
  • Der erste Magnetpfad-Ringteil 31C ist über der unteren Endfläche des Ringmagneten 22 angeordnet, und der zweite Magnetpfad-Ringteil 32C ist unter dem Ringmagneten 22 angeordnet. Das heißt, dass der Ringmagnet 22 zwischen den ersten und zweiten Magnetpfad-Ringteilen 31C, 32C in der Drehachsenrichtung der Torsionsstange 5 angeordnet ist.
  • Wie in 1 gezeigt, enthält die fixierte Magnetkreiseinheit 40 einen ringförmigen ersten Magnetfluss-Sammelring 41, der entlang des Außenumfangs des ersten Magnetpfad-Ringteils 31C des ersten weichen Magnetrings 31 vorgesehen ist, einen ringförmigen zweiten Magnetfluss-Sammelring 42, der entlang des Außenumfangs des zweiten Magnetpfad-Ringteils 32C des zweiten weichen Magnetrings 32 vorgesehen ist, ein erstes Magnetfluss-Sammeljoch 51 (siehe 4 und 5), das in einem Kontakt mit der Außenumfangsfläche des ersten Magnetfluss-Sammelrings 41 angeordnet ist, und ein zweites Magnetfluss-Sammeljoch 52 (siehe 4 und 5), das in einem Kontakt mit der Außenumfangsfläche des zweiten Magnetfluss-Sammelrings 42 angeordnet ist.
  • Die ersten und zweiten Magnetfluss-Sammelringe 41, 42 sind mit einer C-Form ausgebildet, die teilweise mit einem Schlitz versehen ist, und sind auf die Innenumfangsfläche der ersten Umhausung 11 verstemmt und an dieser fixiert. Die Innenumfangsfläche des ersten Magnetfluss-Sammelrings 41 ist dem ersten Magnetpfad-Ringteil 31C des ersten weichen Magnetrings 31 zugewandt, und die Innenumfangsfläche des zweiten Magnetfluss-Sammelrings 42 ist dem zweiten Magnetpfad-Ringteil 32C des zweiten weichen Magnetrings 32 zugewandt.
  • Wie vorstehend beschrieben, sind die ersten und zweiten Magnetfluss-Sammelringe 41, 42 an dem Außenumfang der sich drehenden Magnetkreiseinheit 30 angeordnet und erfüllen eine Funktion zum Einführen eines Magnetflusses zu den ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49, wobei sie ein Auslaufen der sich drehenden Magnetkreiseinheit 30 und den Einfluss einer Exzentrizität mildern.
  • Es ist zu beachten, dass die ersten und zweiten Magnetfluss-Sammelringe 41, 42 nicht unentbehrlich sind und auch weggelassen sein können. In diesem Fall ist das erste Magnetfluss-Sammeljoch 51 entlang des ersten Magnetpfad-Ringteils 31C des ersten weichen Magnetrings 31 angeordnet und ist das zweite Magnetfluss-Sammeljoch 52 entlang des zweiten Magnetpfad-Ringteils 32C des zweiten weichen Magnetrings 32 angeordnet.
  • Die ersten und zweiten Magnetfluss-Sammeljoche 51, 52 sind in einem Gehäuse 60 zusammen mit den ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49 vorgesehen und bilden eine in 3 gezeigte Detektoranordnung 101. Die Detektoranordnung 101 wird im Folgenden im Detail mit Bezug auf 3 bis 9 beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Schnittansicht von 9 keine Querschnitte sondern die Projektionsebenen einer Platte 50 und eines Stifts 70 zeigt.
  • Die Detektoranordnung 101 dient zum Erfassen der Dichte eines von dem Ringmagneten 22 durch die sich drehende Magnetkreiseinheit 30 eingeführten Magnetflusses in Entsprechung zu der Torsionsverformung der Torsionsstange 5 und ist an der ersten Umhausung 11 befestigt. Es ist zu beachten, dass 1 und 7 einen Zustand zeigen, in dem die Detektoranordnung 101 nicht befestigt ist.
  • Wie in 3 bis 5 gezeigt, umfasst die Detektoranordnung 101 die ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49, die konfiguriert sind zum Erfassen der Magnetflussdichte, die Platte 50 mit den damit verbundenen ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49, die ersten und zweiten Magnetfluss-Sammeljoche 51, 52, die einen Teil der fixierten Magnetkreiseinheit 40 bilden und konfiguriert sind zum Einführen eines Magnetflusses von der sich drehenden Magnetkreiseinheit 30 zu den ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49, das aus einem Kunstharz ausgebildete Gehäuse 60, das die Magnetsensoren 48, 49 und die Platte 50 aufnimmt und an der ersten Umhausung 11 befestigt ist, und einen Steckverbinder 80, der konfiguriert ist zum Halten des mit der Platte 50 verbundenen Stifts 70.
  • Wie in 4 und 5 gezeigt, sind die ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49 mit der Platte 50 über einen Stift 59 verbunden, der sich senkrecht von einer Fläche 50A der Platte 50 erstreckt. Die ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49 sind mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet.
  • Es werden Hall-Elemente als die Magnetsensoren 48, 49 verwendet. Die Hall-Elemente geben eine Spannung in Entsprechung zu der Dichte des hindurchgehenden Magnetflusses als ein Signal aus. Die Magnetsensoren 48, 49 geben Spannungen in Entsprechung zu der Dichtengröße und der Richtung des Magnetflusses an eine EPS-Steuereinrichtung für das Steuern des Antriebs der Servolenkvorrichtung 1 über die Platte 50 aus.
  • Der Drehmomentsensor 100 ist mit zwei Magnetsensoren 48, 49 versehen, um durch das Vergleichen der Ausgangsspannungen derselben einen Ausfall des Drehmomentsensors 100 zu diagnostizieren. Wenn mit anderen Worten kein Ausfall des Drehmomentsensors 100 unter Verwendung der Magnetsensoren diagnostiziert werden soll, kann auch nur ein Magnetsensor vorgesehen sein.
  • Die ersten und zweiten Magnetfluss-Sammeljoche 51, 52 weisen die gleiche Form auf. Wie in 4 und 5 gezeigt, umfasst das erste Magnetfluss-Sammeljoch 51 einen Jochkörper 53 mit einer Innenumfangsfläche in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des ersten Magnetfluss-Sammelrings 41 und ein Paar von Schenkelteilen 54, die derart ausgebildet sind, dass sie von dem Jochkörper 53 vorstehen. Entsprechend umfasst das zweite Magnetfluss-Sammeljoch 52 einen Jochkörper 56 mit einer Innenumfangsfläche in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des zweiten Magnetfluss-Sammelrings 42 und ein Paar von Schenkelteilen 57, die derart ausgebildet sind, dass sie von dem Jochkörper 56 vorstehen.
  • Die ersten und zweiten Magnetfluss-Sammeljoche 51, 52 sind einstückig mit dem Gehäuse 60 durch Spritzgießen ausgebildet.
  • Die Jochkörper 53, 56 sind parallel zueinander mit einem vorbestimmten Abstand in einer Axialrichtung der Torsionsstange 5 angeordnet.
  • Das Paar von Schenkelteilen 54 des ersten Magnetfluss-Sammeljochs 51 und das Paar von Schenkelteilen 57 des zweiten Magnetfluss-Sammeljochs 52 sind mit einem vorbestimmten Abstand in einer Umfangsrichtung der sich drehenden Magnetkreiseinheit 30 angeordnet. Die Schenkelteile 54 und die Schenkelteile 57 sind derart ausgebildet, dass sie sich in Richtungen zueinander von einander zugewandten Endflächen der Jochkörper 53, 56 erstrecken, wobei Endteile der Schenkelteile 54 und der Schenkelteile 57 einander zugewandt sind und dazwischen Magnetspalten, d.h. vorbestimmte Zwischenräume, definiert sind. Das heißt, dass ein Paar von Magnetspalten zwischen den ersten und zweiten Magnetfluss-Sammeljochen 51, 52 ausgebildet sind. Die ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49 sind jeweils in dem Paar von Magnetspalten angeordnet.
  • Die Magnetfluss-Sammeljoche 51, 52 erfüllen eine Funktion zum Sammeln des Magnetflusses von der sich drehenden Magnetkreiseinheit 30 zu den Magnetsensoren 48, 49.
  • Der Stift 70 dient zum Ausgeben eines arithmetischen Verarbeitungsergebnisses aus einer Schaltung auf der Platte 50 nach außen. Wie in 4 und 9 gezeigt, ist eine Endseite des Stifts 70 mit der Fläche 50a der Platte 50 verbunden und wird die andere Endseite in dem Steckverbinder 80 gehalten. Der Stift 70 ist integriert mit dem Gehäuse 60 und dem Steckverbinder 80 durch Spritzgießen ausgebildet.
  • Im Folgenden werden das Gehäuse 60 und der Steckverbinder 80 mit Bezug auf 3 bis 9 beschrieben.
  • Das Gehäuse 60 umfasst einen Passteil 61 für das Passen in einen Öffnungsteil 11a (siehe 1 und 7) in der ersten Umhausung 11, einen Plattenumhausungsteil 62, der angeordnet ist, um von der ersten Umhausung 11 freizuliegen, und konfiguriert ist zum Aufnehmen der Platte 50, eine Abdeckung 63, die konfiguriert ist zum Abdichten eines Öffnungsteils 62a des Plattenumhausungsteils 62, und einen Flanschteil 64, der als ein Randteil für die Befestigung an der ersten Umhausung 11 dient.
  • Der Steckverbinder 80 dient für eine elektrische Verbindung der Platte 50 mit der EPS-Steuereinrichtung. Der Steckverbinder 80 ist einstückig mit dem Gehäuse 60 ausgebildet.
  • Das Gehäuse 60 und der Steckverbinder 80 sind aus Kunstharz ausgebildet, wobei sie jedoch auch aus einem anderen nicht-magnetischen Material als einem Kunstharz ausgebildet sein können.
  • Wie in 7 gezeigt, ist eine Befestigungsbasis 6, an welcher die Detektoranordnung 101 befestigt ist, an der Außenumfangsfläche der ersten Umhausung 11 ausgebildet. Die Befestigungsbasis 6 ist mit einer Befestigungsfläche 6a in der Form einer flachen Fläche ausgebildet, an welcher der Flanschteil 64 des Gehäuses 60 in einem Kontakt befestigt ist, wobei sich der kreisrunde Öffnungsteil 11a in der Befestigungsfläche 6a öffnet.
  • Der Öffnungsteil 11a ist derart ausgebildet, dass er sich durch die Befestigungsbasis 6 und die erste Umhausung 11 erstreckt. Die in der ersten Umhausung 11 vorgesehenen Magnetfluss-Sammelringe 41, 42 sind dem Öffnungsteil 11a in einem Zustand zugewandt, in dem die Detektoranordnung 101 nicht an der Befestigungsbasis 6 befestigt ist (Zustand von 1 und 7).
  • Der Passteil 61 ist mit einer zylindrischen Form ausgebildet, wobei seine Außenumfangsfläche an die Innenumfangsfläche des Öffnungsteils 11a gepasst wird (siehe 9). Wenn der Passteil 61 in den Öffnungsteil 11a gepasst ist, erstreckt sich eine Mittenachse des Passteils 61 in einer Radialrichtung der Torsionsstange 5. Ein O-Ring 18 (siehe 1 und 9) für das Abdichten zwischen der Innenumfangsfläche des Öffnungsteils 11a und der Außenumfangsfläche des Passteils 61 ist an der Innenumfangsfläche des Öffnungsteils 11a vorgesehen. Auf diese Weise kann das Eindringen von Schmutzwasser und ähnlichem von außen in die erste Umhausung 11 durch einen Zwischenraum zwischen dem Öffnungsteil 11a und dem Passteil 61 verhindert werden.
  • Die Innenumfangsflächen der Jochkörper 53, 56 der Magnetfluss-Sammeljoche 51, 52 sind freiliegend an einer Fläche des Passteils 61, die dem inneren der ersten Umhausung 11 zugewandt ist, angeordnet, d.h. an einer Endfläche 61 a des Passteils 61 (siehe 9). Wenn der Passteil 61 in den Öffnungsteil 11a gepasst ist, sind die Jochkörper 53, 56 in einem Kontakt mit den Außenumfangsflächen der Magnetfluss-Sammelringe 41, 42, die in der ersten Umhausung 11 angeordnet sind, um Magnetpfade zwischen den Magnetfluss-Sammelringen 41, 42 und den Magnetfluss-Sammeljochen 51, 52 zu bilden.
  • Der Plattenumhausungsteil 62 weist einen Raum 62b für das Aufnehmen der Platte 50 auf. Die Platte 50 wird durch den Öffnungsteil 62a in dem Raum 62b aufgenommen. Die Platte 50 wird in dem Raum 62b mittels eines Heißverstemmens und eines Klebers fixiert. Der Plattenumhausungsteil 62 weist eine rechteckige Außenform in Entsprechung zu der Form der Platte 50 auf.
  • Der Flanschteil 64 erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zu der Außenumfangsfläche des Passteils 61 und weist eine Kontaktfläche 64a in Kontakt mit der Befestigungsfläche 6a der Befestigungsbasis 6 auf. Der Flanschteil 64 ist mit einem Paar von Schraubeneinstecklöchern 64b versehen, in die Befestigungsschrauben 65 eingesteckt werden. Das Paar von Schraubeneinstecklöchern 64b sind an Positionen ausgebildet, die symmetrisch in Bezug auf die Mittenachse des Passteils 61 sind. Die Befestigungsbasis 6 ist mit Schraublöchern 6b (siehe 7), in die die Schrauben 65 geschraubt werden, an Positionen in Entsprechung zu dem Paar von Schraubeneinstecklöchern 64b versehen.
  • Der Steckverbinder 80 ist mit einer unten geschlossenen Rohrform ausgebildet und umfasst einen Bodenteil 81 und einen hohlen, zylindrischen Teil 82. Der hohle, zylindrische Teil 82 weist eine Axiallänge auf, die länger als der Durchmesser ist. Ein Teil des Stifts 70 wird in dem unteren Teil 81 gehalten und erstreckt sich in einer Axialrichtung des hohlen, zylindrischen Teils 82 in dem hohlen, zylindrischen Teil 82. Der Steckverbinder 80 ist ein männlicher Steckverbinder für die Verbindung mit einem komplementären weiblichen Steckverbinder. Durch das Verbinden des Steckverbinders 80 mit dem komplementären Steckverbinder werden die Platte 50 und die EPS-Steuereinrichtung elektrisch verbunden.
  • Wie in 9 gezeigt, ist der Steckverbinder 80 integriert an einem lateralen Teil des Gehäuses 60 ausgebildet, wobei seine Mittenachse C1 von einer Mittenachse C2 des Passteils 61 versetzt ist. Das heißt, dass die Mittenachse C1 des Steckverbinders 80 und die Mittenachse C2 des Passteils 61 voneinander abweichen. Insbesondere ist der Steckverbinder 80 derart ausgebildet, dass seine Mittenachse C1 von der Mittenachse C2 des Passteils 61 in einer Radialrichtung der Torsionsstange 5 versetzt ist. Auf diese Weise ist die Mittenachse C1 des Steckverbinders 80 von der Mittenachse C2 des Passteils 61 versetzt und erstrecken sich die Mittenachse C1 des Steckverbinders 80 und die Mittenachse C2 des Passteils 61 parallel. Im Vergleich zu einem Fall, in dem der Steckverbinder 80 einstückig mit dem Gehäuse 60 ausgebildet ist, sodass sich die Mittenachse C1 in einer Richtung senkrecht zu der Mittenachse C2 des Passteils 61 erstreckt, weist die Detektoranordnung 101 eine kleinere Breite auf und ist kompakt. Der Steckverbinder 80 ist also derart ausgebildet, dass er nicht weit von dem Gehäuse 60 in einer Breitenrichtung (in einer Richtung senkrecht zu der Mittenachse C2 des Passteils 61) des Gehäuses 60 vorsteht.
  • Die Mittenachse C1 des Steckverbinders 80 muss nicht perfekt parallel zu der Mittenachse C2 des Passteils 61 sein und kann auch schräg zu der Mittenachse C2 versetzt sein. Jedoch ist ein paralleler Versatz der Mittenachse C1 von der Mittenachse C2 zu bevorzugen, weil in diesem Fall die Detektoranordnung 101 eine kompakte Konfiguration aufweisen kann.
  • Weiterhin ist der Steckverbinder 80 einstückig mit dem Gehäuse 60 mit einer derartigen Ausrichtung ausgebildet, dass ein Verbindungsteil 80a für die Verbindung mit dem komplementären Steckverbinder nicht der Außenumfangsfläche der ersten Umhausung 11 zugewandt ist. Weiterhin ist der Steckverbinder 80 derart ausgebildet, dass eine Bodenfläche 80b, die eine Endfläche auf einer Seite gegenüber dem Verbindungsteil 80a ist, zu der ersten Umhausung 11 von der Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 versetzt ist. Wie vorstehend beschrieben, sind die Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 und die Bodenfläche 80b des Steckverbinders 80 nicht in der gleichen Ebene, sondern gestuft ausgebildet.
  • Wie in 7 gezeigt, ist ein Teil der Befestigungsbasis 6, der der Bodenfläche 80b des Steckverbinders 80 zugewandt ist, teilweise ausgeschnitten, um einen Aussparungsteil 6c zu bilden. Obwohl also die Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 und die Bodenfläche 80b des Steckverbinders 80 gestuft ausgebildet sind, behindert die Bodenfläche 80b des Steckverbinders 80 nicht die Befestigungsbasis 6.
  • Durch das Versetzen der Bodenfläche 80b des Steckverbinders 80 zu der ersten Umhausung 11 von der Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 ist der hohle, zylindrische Teil 82 des Steckverbinders 80 entlang einer Seitenfläche 6d (siehe 9) der Befestigungsbasis 6 angeordnet und ist die Bodenfläche 80b des Steckverbinders 80 in Nachbarschaft zu der Außenumfangsfläche der ersten Umhausung 11 angeordnet. Eine Versatzgröße (Abweichungsgröße) der Bodenfläche 80b des Steckverbinders 80 von der Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 kann bis zu einer Position vergrößert werden, an der die Bodenfläche 80b die Außenumfangsfläche der ersten Umhausung 11 nicht behindert.
  • Weil die Bodenfläche 80b des Steckverbinders 80 wie vorstehend beschrieben zu der ersten Umhausung 11 von der Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 versetzt ist, kann der Steckverbinder 80 möglichst nahe an der ersten Umhausung 11 angeordnet werden. Dadurch kann ein Vorstehen des Steckverbinders 80 zu einer Rückflächenseite des Gehäuses 60 unterdrückt werden, sodass die Detektoranordnung 101 kompakt an der ersten Umhausung 11 angebracht werden kann.
  • Die Bodenfläche 80b des Steckverbinders 80 kann aufgrund der Form des Stifts 70 zu der ersten Umhausung 11 von der Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 versetzt werden. Die Form des Stifts 70 wird im Folgenden beschrieben.
  • Wie in 4 und 9 gezeigt, umfasst der Stift 70 einen ersten parallelen Teil 70a, der parallel zu der Platte 50 ausgebildet ist, einen ersten senkrechten Teil 70b, der senkrecht zu der Platte 50 ausgebildet ist und sich zu der ersten Umhausung 11 erstreckt, einen zweiten parallelen Teil 70c, der parallel zu der Platte 50 ausgebildet ist und sich in einer Richtung weg von der Platte 50 erstreckt, und einen zweiten senkrechten Teil 70d, der senkrecht zu der Platte 50 ausgebildet ist und sich in einer Richtung weg von der ersten Umhausung 11 erstreckt. Wie vorstehend beschrieben, umfasst ein Teil des Stifts 70 einen zu der ersten Umhausung 11 gebogenen Teil.
  • Der zweite senkrechte Teil 70d ist derart ausgebildet, dass er von dem unteren Teil 81 des Steckverbinders 80 vorsteht und sich zu dem Verbindungsanschluss 80a in dem hohlen zylindrischen Teil 82 erstreckt.
  • Der zweite parallele Teil 70c ist auf der Umhausungsseite in Bezug auf die Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 angeordnet. Das heißt, dass ein Teil des Stifts 70 auf der Umhausungsseite in Bezug auf die Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 angeordnet ist. Weil der Teil des Stifts 70 wie oben beschrieben auf der Umhausungsseite in Bezug auf die Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 angeordnet ist, kann die Bodenfläche 80b des Steckverbinders 80 zu der ersten Umhausung 11 von der Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 versetzt sein.
  • Die Detektoranordnung 101 mit der oben beschriebenen Konfiguration wird an der ersten Umhausung 11 befestigt, indem die Schrauben 65 in die Schraubeneinstecklöcher 64 und die Schraublöcher 6b eingesteckt werden, während der Passteil 61 des Gehäuses 60 in den Öffnungsteil 11a der Befestigungsbasis 6 gepasst ist und die Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 in einem Flächenkontakt mit der Befestigungsfläche 6a der Befestigungsbasis 6 gehalten wird.
  • Weil dabei das Paar von Schraubeneinstecklöchern 64b an Positionen ausgebildet sind, die symmetrisch in Bezug auf die Mittenachse C2 des Passteils 61 sind, kann die Detektoranordnung 101 an der ersten Umhausung 11 auch dann befestigt werden, wenn sie vertikal invertiert (um 180° gedreht) ist. In diesem Fall ist der Steckverbinder 80 auf einer zu dem Passteil 61 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Weil die Position des Steckverbinders 80 wie vorstehend beschrieben in Abhängigkeit von der Befestigungsrichtung der Detektoranordnung 101 geändert werden kann, kann die Position des Steckverbinders 80 in Entsprechung zu dem Layout von fahrzeugseitigen Komponenten ausgewählt werden. In diesem Fall muss jedoch ein Paar von Aussparungsteilen 6c an Positionen ausgebildet werden, die in Bezug auf eine Mittenachse des Öffnungsteils 11a symmetrisch sind, während in 6 und 7 nur ein Aussparungsteil 6c in der Befestigungsbasis 6 ausgebildet ist.
  • Wenn die Befestigungsbasis 6 nur mit einem Aussparungsteil 6c versehen ist, wird die Befestigungsrichtung der Detektoranordnung 101 eindeutig bestimmt. Der Aussparungsteil 6c kann dementsprechend verwendet werden, um eine falsche Montage der Detektoranordnung 101 zu verhindern. Wenn also die Position des Steckverbinders 80 aufgrund des Layouts der fahrzeugseitigen Komponenten beschränkt ist, kann eine falsche Montage der Detektoranordnung 101 verhindert werden, indem nur ein Aussparungsteil 6c in Entsprechung zu der Position des Steckverbinders 80 ausgebildet wird.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zum Erfassen eines auf die Torsionsstange 5 ausgeübten Lenkdrehmoments durch den Drehmomentsensor 100 beschrieben.
  • In dem neutralen Zustand, in dem kein Drehmoment auf die Torsionsstange 5 ausgeübt wird, sind die ersten Magnetfluss-Endteile 31A des ersten weichen Magnetrings 31 und die zweiten Magnetfluss-Endteile 32A des zweiten weichen Magnetrings 32 jeweils den N- und S-Polen des Ringmagneten 22 zugewandt, wobei sie die gleiche Fläche aufweisen, sodass beide magnetisch kurzgeschlossen werden. Es wird also kein Magnetfluss in die sich drehende Magnetkreiseinheit 30 und die fixierte Magnetkreiseinheit 40 eingeführt.
  • Wenn ein Drehmoment in einer spezifischen Richtung auf die Torsionsstange 5 durch die Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer ausgeübt wird, wird die Torsionsstange 5 in Entsprechung zu der Richtung dieses Drehmoments verdreht und verformt. Wenn die Torsionsstange 5 verdreht und verformt wird, sind die ersten Magnetfluss-Endteile 31A den Magnetpolen zugewandt, wobei die den N-Polen zugewandten Flächen größer als die den S-Polen zugewandten Flächen sind, und sind die zweiten Magnetfluss-Endteile 32A den Magnetpolen zugewandt, wobei die den S-Polen zugewandten Flächen größer als die den N-Polen zugewandten Flächen sind. Der Magnetfluss von dem Ringmagneten 22 wird in die fixe Magnetkreiseinheit 40 über die sich drehende Magnetkreiseinheit 30 eingeführt. Insbesondere ist dies der Pfad des Magnetflusses von den N-Polen zu den S-Polen über den ersten weichen Magnetring 31, den ersten Magnetfluss-Sammelring 41, das erste Magnetfluss-Sammeljoch 51, das zweite Magnetfluss-Sammeljoch 52, den zweiten Magnetfluss-Sammelring 42 und den zweiten weichen Magnetring 32. Die ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49, die in den Magnetspalten zwischen den ersten und zweiten Magnetfluss-Sammeljochen 51, 52 angeordnet sind, geben Spannungswerte in Entsprechung zu der Größe und Richtung des Magnetflusses aus.
  • Wenn dagegen ein Drehmoment in der entgegengesetzten Richtung durch eine Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer ausgeübt wird, wird die Torsionsstange 5 in einer entgegengesetzten Richtung in Entsprechung zu der Richtung dieses Drehmoments verdreht und verformt. Wenn die Torsionsstange 5 verdreht und verformt wird, sind die ersten Magnetfluss-Endteile 31A den Magnetpolen zugewandt, wobei die den S-Polen zugewandten Flächen größer als die den N-Polen zugewandten Flächen sind, und sind die zweiten Magnetfluss-Endteile 32A den Magnetpolen zugewandt, wobei die den N-Polen zugewandten Flächen größer als die den S-Polen zugewandten Flächen sind. Der Magnetfluss von dem Ringmagneten 22 wird in die fixierte Magnetkreiseinheit 40 über die sich drehende Magnetkreiseinheit 30 in einem entgegengesetzten Pfad eingeführt. Insbesondere ist dies der Pfad von den N-Polen zu den S-Polen über den zweiten weichen Magnetring 32, den zweiten Magnetfluss-Sammelring 42, das zweite Magnetfluss-Sammeljoch 52, das erste Magnetfluss-Sammeljoch 51, den ersten Magnetfluss-Sammelring 41 und den ersten weichen Magnetring 31. Die ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49, die in den Magnetspalten zwischen den ersten und zweiten Magnetfluss-Sammeljochen 51, 52 angeordnet sind, geben Spannungswerte in Entsprechung zu der Größe und der Richtung des Magnetflusses aus.
  • Je größer das durch die Betätigung durch den Fahrer an dem Lenkrad eingegebene Lenkdrehmoment ist, desto größer ist die Torsionsverformungsgröße der Torsionsstange 5. Die Differenz zwischen den Flächen der ersten Magnetfluss-Endteile 31A, die jeweils den N- und S-Polen des Ringmagneten 22 zugewandt sind, und die Differenz zwischen den Flächen der zweiten Magnetfluss-Endteile 32A, die jeweils den N- und S-Polen des Ringmagneten 22 zugewandt sind, werden also größer, sodass der in die Magnetspalten eingeführte Magnetfluss größer wird. Dementsprechend werden auch die Ausgabespannungen der ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49 größer. Deshalb kann durch das Vergrößern der Anzahl von Magnetpolen des Ringmagneten 22 die Dichte des in die ersten und zweiten Magnetsensoren 48, 49 eingeführten Magnetflusses vergrößert werden.
  • Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsformen werden die folgenden Effekte erzielt.
  • Der Steckverbinder 80 ist derart ausgebildet, dass seine Mittenachse C1 von der Mittenachse C2 des Passteils 61 in der Radialrichtung der Torsionsstange 5 versetzt ist und die Bodenfläche 80b zu der ersten Umhausung 11 von der Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 versetzt ist. Durch das integrierte Ausbilden des Steckverbinders 80 mit dem Gehäuse 60 wird der Steckverbinder 80 derart ausgebildet, dass er nicht weit in der Breitenrichtung (in der Richtung senkrecht zu der Mittenachse C2 des Passteils 61) des Gehäuses 60 und zu der Rückflächenseite (der Seite gegenüber der ersten Umhausung 11 in der Richtung der Mittenachse C2 des Passteils 61) des Gehäuses 60 vorsteht. Die Detektoranordnung 101 ist also kompakt an der ersten Umhausung 11 angebracht. Wenn also die Servolenkvorrichtung 1 in dem Fahrzeug montiert wird, wird eine Behinderung der Detektoranordnung 101 durch fahrzeugseitige Komponenten verhindert und wird die Montageeffizienz der Servolenkvorrichtung 1 in dem Fahrzeug verbessert.
  • Im Folgenden werden die Konfiguration, die Funktionen und die Effekte der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammengefasst.
  • Der Drehmomentsensor 100 zum Erfassen eines Drehmoments, das auf die Torsionsstange 5 ausgeübt wird, die die Eingangswelle (erste Welle) 3 und die Ausgangswelle (zweite Welle) 4 verbindet, die drehbar in den Umhausungen 11, 12 gehalten werden, umfasst: die Magneterzeugungseinheit 20, die konfiguriert ist, um sich zusammen mit der Eingangswelle 3 zu drehen; die sich drehende Magnetkreiseinheit 30, die konfiguriert ist, um sich zusammen mit der Ausgangswelle 4 zu drehen; und die Detektoranordnung 101, die konfiguriert ist zum Erfassen der Dichte des von der Magneterzeugungseinheit 20 durch die sich drehende Magnetkreiseinheit 30 eingeführten Magnetflusses in Entsprechung zu der Torsionsverformung der Torsionsstange 5. Die Detektoranordnung 101 enthält die Magnetsensoren (Magnetdetektor) 48, 49, die konfiguriert sind zum Erfassen der Magnetflussdichte, die Platte 50, die mit den Magnetsensoren 48, 49 verbunden ist, das nicht-magnetische Gehäuse 60, das konfiguriert ist zum Aufnehmen der Magnetsensoren 48, 49 und der Platte 50 und an der Umhausung 11 angebracht wird, und den Steckverbinder 80, der konfiguriert ist zum Halten des Stifts 70, der mit der Platte 50 verbunden ist und einstückig mit dem Gehäuse 60 ausgebildet ist. Das Gehäuse 60 umfasst den Passteil 61, der in den Öffnungsteil 11a in der Umhausung 11 gepasst wird und dessen Mittenachse C2 sich in der Radialrichtung der Torsionsstange 5 erstreckt, und den Flanschteil (Randteil) 64, der sich in der Richtung senkrecht zu der Außenumfangsfläche des Passteils 61 erstreckt und an der Umhausung 11 befestigt wird. Der Steckverbinder 80 ist derart ausgebildet, dass seine Mittenachse C1 von der Mittenachse C2 des Passteils 61 in der Radialrichtung der Torsionsstange 5 versetzt ist und die Bodenfläche (Endfläche) 80b auf der Seite gegenüber dem Verbindungsanschluss 80a für die Verbindung mit dem komplementären Steckverbinder zu der Umhausung 11 von der Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 mit der Umhausung 11 versetzt ist.
  • Weil in dieser Konfiguration der Steckverbinder 80 derart ausgebildet ist, dass er nicht weit von dem Gehäuse 60 vorsteht, ist die Detektoranordnung 101 kompakt an der Umhausung 11 angebracht. Dadurch kann die Montagefähigkeit der Servolenkvorrichtung 1 in dem Fahrzeug verbessert werden.
  • Weiterhin ist der Steckverbinder 80 derart ausgebildet, dass seine Mittenachse C1 parallel zu der Mittenachse C2 des Passteils 61 ist.
  • In dieser Konfiguration ist die Detektoranordnung 101 kompakter an der Umhausung 11 angebracht.
  • Weiterhin ist ein Teil des Stifts 70 auf der Umhausungsseite in Bezug auf die Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 angeordnet.
  • Weiterhin umfasst der Stift 70 einen ersten parallelen Teil 70a, der parallel zu der Platte 50 ausgebildet ist, den ersten senkrechten Teil 70b, der senkrecht zu der Platte 50 ausgebildet ist und sich zu der ersten Umhausung 11 erstreckt, den zweiten parallelen Teil 70c, der parallel zu der Platte 50 ausgebildet ist und sich in der Richtung weg von der Leiterplatte 50 erstreckt, und den zweiten senkrechten Teil 70d, der senkrecht zu der Platte 50 ausgebildet ist und sich in der Richtung weg von der ersten Umhausung 11 erstreckt, wobei der zweite parallele Teil 70c auf der Umhausungsseite in Bezug auf die Kontaktfläche 64a des Flanschteils 64 angeordnet ist.
  • In diesen Konfigurationen kann der Steckverbinder 80 nahe an der Umhausung 11 angeordnet werden. Dadurch kann ein Vorstehen des Steckverbinders 80 zu der Rückflächenseite des Gehäuses 60 unterdrückt werden, sodass die Detektoranordnung 101 kompakt an der Umhausung 11 angebracht ist.
  • Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei die hier beschriebenen Ausführungsformen jedoch lediglich beispielhaft für die Erfindung sind und der Erfindungsumfang nicht auf die spezifischen Aufbauten der hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-197317 , die am 5. Oktober 2016 am japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren Inhalt hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2011257225 A [0002, 0003, 0004]
    • JP 2016197317 [0085]

Claims (4)

  1. Drehmomentsensor zum Erfassen eines Drehmoments, das auf eine Torsionsstange ausgeübt wird, die eine erste Welle und eine zweite Welle verbindet, die drehbar in einem Gehäuse gehalten werden, umfassend: eine Magneterzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um sich zusammen mit der ersten Welle zu drehen, eine sich drehende Magnetkreiseinheit, die konfiguriert ist, um sich zusammen mit der zweiten Welle zu drehen, und eine Detektoranordnung, die konfiguriert ist zum Erfassen der Dichte eines von der Magneterzeugungseinheit durch die sich drehende Magnetkreiseinheit eingeführten Magnetflusses in Entsprechung zu einer Torsionsverformung der Torsionsstange, wobei die Detektoranordnung umfasst: einen Magnetdetektor, der konfiguriert ist zum Erfassen der Magnetflussdichte, eine Platte, die den mit der Platte verbundenen Magnetdetektor aufweist, ein nicht-magnetisches Gehäuse, das konfiguriert ist zum Aufnehmen des Magnetdetektors und der Platte, wobei das Gehäuse an der Umhausung befestigt ist, und einen Steckverbinder, der konfiguriert ist zum Halten eines mit der Platte verbundenen Stifts, wobei der Steckverbinder einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist, wobei das Gehäuse umfasst: einen Passteil, der konfiguriert ist, um in einen in der Umhausung ausgebildeten Öffnungsteil gepasst zu werden, wobei der Passteil eine Mittenachse aufweist, die sich in einer Radialrichtung der Torsionsstange erstreckt, und einen Randteil, der sich in einer Richtung senkrecht zu einer Außenumfangsfläche des Passteils erstreckt, wobei der Randteil an der Umhausung befestigt ist, wobei der Steckverbinder derart ausgebildet ist, dass die Mittenachse des Steckverbinders von der Mittenachse des Passteils in einer Radialrichtung der Torsionsstange versetzt ist, und wobei der Steckverbinder derart ausgebildet ist, dass eine Endfläche auf einer Seite gegenüber einem Verbindungsanschluss für die Verbindung mit einem komplementären Steckverbinder zu der Umhausung von einer Kontaktfläche des Randteils mit der Umhausung versetzt ist.
  2. Drehmomentsensor nach Anspruch 1, wobei: der Steckverbinder derart ausgebildet ist, dass die Mittenachse des Steckverbinders parallel zu der Mittenachse des Passteils ist.
  3. Drehmomentsensor nach Anspruch 1, wobei: ein Teil des Stifts auf der Umhausungsseite in Bezug auf die Kontaktfläche des Randteils angeordnet ist.
  4. Drehmomentsensor nach Anspruch 3, wobei der Stift umfasst: einen ersten parallelen Teil, der parallel zu der Platte ausgebildet ist, einen ersten senkrechten Teil, der senkrecht zu der Platte ausgebildet ist, wobei sich der erste senkrechte Teil zu der Umhausung erstreckt, einen zweiten parallelen Teil, der parallel zu der Platte ausgebildet ist, wobei sich der zweite parallele Teil in einer Richtung weg von der Platte erstreckt, und einen zweiten senkrechten Teil, der senkrecht zu der Platte ausgebildet ist, wobei sich der zweite senkrechte Teil in einer Richtung weg von der Umhausung erstreckt, wobei der zweite parallele Teil auf der Umhausungsseite in Bezug auf die Kontaktfläche des Randteils angeordnet ist.
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DE (1) DE112017005055T5 (de)
WO (1) WO2018066529A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020209463A1 (de) 2020-07-28 2022-02-03 Zf Friedrichshafen Ag Lenksystem und Sensormodul für ein Lenksystem

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020004161A1 (ja) 2018-06-28 2020-01-02 株式会社デンソー 磁気検出モジュール、検出装置、ケースアセンブリ、及び、磁気検出モジュールの製造方法
JP6908014B2 (ja) 2018-06-28 2021-07-21 株式会社デンソー 磁気検出モジュール、検出装置、ケースアセンブリ、及び、磁気検出モジュールの製造方法
JP7257635B2 (ja) * 2019-08-23 2023-04-14 多摩川精機株式会社 トルクセンサ用ホールicの出力コネクタ構造
CN112039282A (zh) * 2020-08-28 2020-12-04 北京理工大学重庆创新中心 一种集成式油泵
WO2023181116A1 (ja) * 2022-03-22 2023-09-28 株式会社ジェイテクト センサ装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011257225A (ja) 2010-06-08 2011-12-22 Kayaba Ind Co Ltd トルクセンサ
JP2016197317A (ja) 2015-04-03 2016-11-24 グローリー株式会社 紙幣計数装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2750180B1 (fr) * 1996-06-21 1998-07-31 Roulements Soc Nouvelle Arbre tournant incorporant un dispositif de mesure de couple de torsion
US6758105B2 (en) * 2002-11-22 2004-07-06 Visteon Global Technologies, Inc. Magnetoelastic torque sensor assembly
JP2006038767A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Favess Co Ltd トルク検出装置
JP4871014B2 (ja) * 2006-04-24 2012-02-08 カヤバ工業株式会社 トルクセンサ
JP5513902B2 (ja) * 2010-01-12 2014-06-04 カヤバ工業株式会社 トルクセンサ
JP6064284B2 (ja) * 2010-05-14 2017-01-25 ティーアールダブリュー・オートモーティブ・ユーエス・エルエルシー トルク・センサ組立体およびその製作方法
US8448528B2 (en) * 2010-09-27 2013-05-28 Bourns Incorporated Three-piece torque sensor assembly

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011257225A (ja) 2010-06-08 2011-12-22 Kayaba Ind Co Ltd トルクセンサ
JP2016197317A (ja) 2015-04-03 2016-11-24 グローリー株式会社 紙幣計数装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020209463A1 (de) 2020-07-28 2022-02-03 Zf Friedrichshafen Ag Lenksystem und Sensormodul für ein Lenksystem

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