ES2279052T3 - Sensor de par y su metodo de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Un sensor de par incluyendo: un primer eje magnético (3); un segundo eje (4) conectado de forma elástica y rotativa al primer eje (3); un elemento no magnético y cilíndrico de prevención de escape de magnetismo (12) hecho de resina sintética que cubre una periferia exterior del primer eje (3); un primer cilindro detector magnético (13) que cubre una periferia exterior del elemento de prevención de escape de magnetismo (12); un segundo cilindro detector magnético 14) integralmente rotativo con el segundo eje (4), del que un extremo está enfrente de un extremo del primer cilindro detector (13) con una holgura; y una primera bobina (16) que constituye un primer circuito magnético para generar flujo magnético que pasa por un extremo del primer cilindro detector (13) y un extremo del segundo cilindro detector, donde una reluctancia con respecto al flujo magnético pasante en el primer circuito magnético se puede cambiar según una cantidad rotacional relativa elástica por un cambio en un par de transmisión de los ejes primero y segundo (3, 4), donde el elemento de prevención de escape de magnetismo (12) está moldeado por inyección de resina entre el primer eje (3) y el primer cilindro detector (13), estando dispuesto el primer eje (3) dentro del primer cilindro detector (13), de modo que el primer cilindro detector (13) y el primer eje (3) estén integrados en el elemento de prevención de escape de magnetismo (12).
Description
Sensor de par y su método de fabricación.
La presente invención se refiere a un sensor de
par usado para detectar un par de dirección en un aparato de
dirección asistida para ejercer una fuerza de dirección asistida,
por ejemplo, según el par de dirección, y un método de fabricar el
sensor de par.
Según un sensor de par 101 de la técnica
relacionada representada en la figura 10, un primer eje 102 hecho
de un material magnético está conectado con un segundo eje 103
elásticamente rotativamente uno con relación a otro. Una periferia
exterior del primer eje 102 está cubierta por un elemento de
prevención de escape de magnetismo 104 hecho de un material no
magnético y una periferia exterior del elemento de prevención de
escape de magnetismo 104 está cubierta por un primer cilindro
detector 105 hecho de un material magnético. El segundo eje 103
está integrado con un segundo cilindro detector 106 hecho de un
material magnético de manera que gire con él. El primer eje 102
está integrado con un tercer cilindro detector 107 hecho de un
material magnético de manera que gire con él. Un extremo del primer
cilindro detector 105 y un extremo del segundo cilindro detector
106 están uno enfrente de otro con una holgura entremedio y otro
extremo del primer cilindro detector 105 y el tercer cilindro
detector 107 están uno enfrente de otro con una holgura entremedio.
Una primera bobina 108 que constituye un primer circuito magnético
generando un flujo magnético que pasa por el extremo del primer
cilindro detector 105 y el extremo del segundo cilindro detector 106
y una segunda bobina 109 que constituye un segundo circuito
magnético generando un flujo magnético que pasa por el otro extremo
del primer cilindro detector 105 y un extremo del tercer cilindro
detector 107 se mantienen en una caja 110. El extremo del primer
cilindro detector 105, el extremo del segundo cilindro detector 106
y el extremo del tercer cilindro detector 107 están constituidos
por pluralidades de dientes alineados a lo largo de una dirección
circunferencial y el otro extremo del primer cilindro detector 105
está constituido por una cara plana. Por ello, la reluctancia con
respecto al flujo magnético pasante en el primer circuito magnético
se cambia según la cantidad rotacional relativa elástica entre los
dos ejes 102 y 103 y se hace que una resistencia magnética con
respecto al flujo magnético pasante en el segundo circuito
magnético no cambie según la cantidad rotacional relativa elástica
entre los dos ejes 102 y 103. El cambio en la reluctancia con
respecto al flujo magnético pasante en el primer circuito magnético
se cambia según la cantidad rotacional relativa elástica entre los
dos ejes 102 y 103 y por lo tanto, el cambio corresponde a un par
transmitido por los dos ejes 102 y 103. El cambio de la reluctancia
con respecto al flujo magnético pasante en el segundo circuito
magnético corresponde a una variación de la temperatura. Por ello,
una variación en temperatura de un par detectado puede ser
compensada calculando el par transmitido por los dos ejes 102 y 103
en base a una desviación entre un valor en correspondencia con un
cambio de la reluctancia con respecto al flujo magnético pasante en
el primer circuito magnético y un valor en correspondencia con un
cambio de la reluctancia con respecto al flujo magnético pasante en
el segundo circuito magnético.
En la técnica relacionada, según el sensor de
par 101 de un tipo que evita que la exactitud de la detección se
deteriore evitando el escape de magnetismo del primer cilindro
detector 105 al primer eje 102 por el elemento de prevención de
escape de magnetismo 104 como se ha descrito anteriormente, el
elemento de prevención de escape de magnetismo 104 está montado
juntamente con el primer eje 102, el primer cilindro detector 105
está montado juntamente con el elemento de prevención de escape de
magnetismo 104 y el primer cilindro detector 105 y el elemento de
prevención de escape de magnetismo 104 están integrados en el primer
eje 102 por un pasador 120 (consúltese
JP-UM-A-3-48740).
Un sensor de par similar se describe en EP 0 362
890 A2.
Según el sensor de par 101 antes descrito de la
técnica relacionada, se necesita acabado de una periferia interior
del primer cilindro detector 105, trabajo de formación de agujeros
de pasador en el primer cilindro detector 105, el elemento de
prevención de escape de magnetismo 104 y el primer eje 102 y encaje
a presión del pasador 120 en los agujeros de pasador, originando
por ello un aumento del costo operativo y del costo de
integración.
Además, con el fin de restringir una variación
de la temperatura del par detectado, hay que controlar con alta
exactitud la holgura entre el extremo del primer cilindro detector
105 y el extremo del segundo cilindro detector 106 y la holgura
entre el otro extremo del primer cilindro detector 105 y el extremo
del tercer cilindro detector 107. Por lo tanto, el costo operativo
y el costo de integración del primer cilindro detector 105 y el
elemento de prevención de escape de magnetismo 104 aumentan.
Un objeto de la invención es proporcionar un
sensor de par capaz de resolver el problema antes descrito y un
método de fabricar el sensor de par. Con el fin de resolver dicho
objeto, la invención se caracteriza porque tiene la disposición
siguiente.
(1) Un sensor de par incluyendo:
un primer eje magnético;
un segundo eje conectado de forma elástica y
rotativa al primer eje;
un elemento no magnético y cilíndrico de
prevención de escape de magnetismo hecho de resina sintética que
cubre una periferia exterior del primer eje;
un primer cilindro detector magnético que cubre
una periferia exterior del elemento de prevención de escape de
magnetismo;
un segundo cilindro detector magnético
integralmente rotativo con el segundo eje, del que un extremo está
enfrente de un extremo del primer cilindro detector con una holgura;
y
una primera bobina que constituye un primer
circuito magnético generando flujo magnético que pasa por el extremo
del primer cilindro detector y el extremo del segundo cilindro
detector, donde una reluctancia con respecto al flujo magnético
pasante en el primer circuito magnético se cambia según una cantidad
rotacional relativa elástica por un cambio en un par de transmisión
de los ejes primero y segundo,
donde el elemento de prevención de escape de
magnetismo se moldea por inyección de resina entre el primer eje y
el primer cilindro detector, estando dispuesto el primer eje dentro
del primer cilindro detector, de modo que el primer cilindro
detector y el primer eje estén integrados en el elemento de
prevención de escape de magnetismo.
(2) El sensor de par según (1) incluyendo
además:
un tercer cilindro detector magnético
integralmente rotativo con el primer eje, del que un extremo está
enfrente de otro extremo del primer cilindro detector con una
holgura; y
una segunda bobina que constituye un segundo
circuito magnético para generar flujo magnético que pasa por el otro
extremo del primer cilindro detector y el extremo del tercer
cilindro detector,
donde el par transmitido por los ejes primero y
segundo es detectable en base a una desviación entre un valor en
correspondencia con un cambio en la reluctancia con respecto al
flujo magnético pasante en el primer circuito magnético y un valor
en correspondencia con un cambio en la reluctancia con respecto al
flujo magnético pasante en el segundo circuito magnético, y
donde el elemento de prevención de escape de
magnetismo se puede moldear en un estado en el que el primer eje se
puede introducir en el primer cilindro detector y el tercer cilindro
detector, de modo que el primer cilindro detector, el tercer
cilindro detector y el primer eje estén integrados en el elemento de
prevención de escape de magnetismo.
(3) El sensor de par según (1), donde el primer
eje está provisto de una porción de restricción de desplazamiento
en dirección axial para restringir un desplazamiento del elemento de
prevención de escape de magnetismo en la dirección axial del primer
eje.
(4) El sensor de par según (3), donde la porción
de restricción de desplazamiento en dirección axial incluye al
menos una ranura circunferencial dispuesta en la periferia exterior
del primer eje, y donde el elemento de prevención de escape de
magnetismo incluye al menos una porción sobresaliente en forma de
aro para encajar con la al menos única ranura circunferencial.
(5) El sensor de par según (4), donde una
pluralidad de las ranuras circunferenciales están dispuestas en la
periferia exterior del primer eje a intervalos en la dirección
axial, y una pluralidad de las porciones sobresalientes están
dispuestas en el elemento de prevención de escape de magnetismo de
manera que correspondan a la pluralidad de las ranuras
circunferenciales.
(6) El sensor de par según (1), donde el primer
eje está provisto de una porción de restricción de desplazamiento
en dirección circunferencial para restringir un desplazamiento del
elemento de prevención de escape de magnetismo en una dirección
circunferencial del primer eje.
(7) El sensor de par según (6), donde la porción
de restricción de desplazamiento en dirección circunferencial
incluye al menos una ranura axial dispuesta en la periferia exterior
del primer eje, y el elemento de prevención de escape de magnetismo
incluye al menos una estría axial sobresaliente para encajar con la
al menos única ranura axial.
(8) El sensor de par según (7), donde una
pluralidad de las ranuras axiales están dispuestas en la periferia
exterior del primer eje a intervalos en la dirección
circunferencial, y una pluralidad de las estrías axiales
sobresalientes están dispuestas en el elemento de prevención de
escape de magnetismo de manera que correspondan a la pluralidad de
las ranuras axiales.
(9) Un método de fabricar un sensor de par
incluyendo: un primer eje magnético; un segundo eje conectado de
forma elástica y rotativa al primer eje; un elemento no magnético y
cilíndrico de prevención de escape de magnetismo hecho cubriendo
una periferia exterior del primer eje; un primer cilindro detector
magnético que cubre una periferia exterior del elemento de
prevención de escape de magnetismo; un segundo cilindro detector
magnético integralmente rotativo con el segundo eje, del que un
extremo está enfrente de un extremo del primer cilindro detector
con una holgura; y una primera bobina que constituye un circuito
magnético generando flujo magnético que pasa por el extremo del
primer cilindro detector y el extremo del segundo cilindro detector,
donde una reluctancia con respecto al flujo magnético pasante en el
primer circuito magnético se cambia según una cantidad rotacional
relativa elástica por un cambio en un par de transmisión de los ejes
primero y segundo, incluyendo el método los pasos de:
proporcionar un troquel de moldeo para moldear
el elemento de prevención de escape de magnetismo;
insertar el primer eje en el primer cilindro
detector;
insertar el primer eje y el primer cilindro
detector en el troquel de moldeo; y
después de los pasos de inserción, inyectar una
resina sintética al troquel de moldeo para moldear el elemento de
prevención de escape de magnetismo, de modo que el primer eje y el
primer cilindro detector estén integrados en el elemento de
prevención de escape de magnetismo y de modo que el elemento de
prevención de escape de magnetismo esté dispuesto entre el primer
eje y el primer cilindro detector.
La figura 1 es una vista en sección vertical de
un sensor de par según una realización de la invención.
La figura 2 es una vista en sección vertical de
un primer eje, un primer cilindro detector, un tercer cilindro
detector y un elemento de prevención de escape de magnetismo en el
sensor de par según la realización de la invención.
La figura 3 es una vista en sección tomada a lo
largo de una línea III-III de la figura 2.
La figura 4 es una vista en sección tomada a lo
largo de una línea IV-IV de la figura 2.
La figura 5 es una vista explicativa de una
constitución de un circuito detector en el sensor de par según la
realización de la invención.
La figura 6 es una vista en sección vertical de
un primer eje, un primer cilindro detector, un tercer cilindro
detector y un elemento de prevención de escape de magnetismo según
un sensor de par de un primer ejemplo modificado de la
invención.
La figura 7 es una vista en sección vertical de
un primer eje, un primer cilindro detector, un tercer cilindro
detector y un elemento de prevención de escape de magnetismo según
un sensor de par de un segundo ejemplo modificado de la
invención.
La figura 8 es una vista en sección vertical de
un primer eje, un primer cilindro detector, un tercer cilindro
detector y un elemento de prevención de escape de magnetismo según
un sensor de par de un tercer ejemplo modificado de la
invención.
La figura 9 es una vista lateral parcialmente
cortada de un primer eje, un primer cilindro detector, un tercer
cilindro detector y un elemento de prevención de escape de
magnetismo según un sensor de par de un cuarto ejemplo modificado de
la inven-
ción.
ción.
La figura 10 es una vista en sección vertical de
un sensor de par de la técnica anterior.
Un sensor de par 1 representado en la figura 1
se usa en un aparato de dirección asistida de un vehículo e incluye
una caja 2 y un eje de transmisión de par S para transmitir un par
de dirección y el eje de transmisión de par S incluye un primer eje
3 hecho de un material magnético y un segundo eje 4 hecho de un
material magnético.
El primer eje 3 es soportado rotativamente por
la caja 2 mediante un soporte 5 y está conectado a un volante, no
ilustrado. El segundo eje 4 es soportado rotativamente por la caja 2
mediante un soporte 6 y está conectado a una rueda de un vehículo
mediante un engranaje de dirección. Un lado de extremo de una barra
de torsión 8 insertada en agujeros centrales del primer eje 3 y el
segundo eje 4 está conectado al primer eje 3 por un pasador 9 y su
otro lado de extremo está conectado al segundo eje 4 por un pasador
o análogos, no ilustrado. Por ello, el segundo eje 4 está conectado
al primer eje 3 coaxialmente y de forma elástica y rotativa uno con
relación a otro. Una periferia exterior del segundo eje 4 está unida
con una rueda sinfín 10 y un tornillo sinfín 11 en engrane con la
rueda sinfín 10 es movido por un motor (no ilustrado) para generar
una fuerza de dirección asistida unido a la caja 2.
La periferia exterior del primer eje 3 está
cubierta por un elemento cilíndrico de prevención de escape de
magnetismo 12 hecho de un material no magnético. La periferia
exterior del elemento de prevención de escape de magnetismo 12 está
cubierta por un primer cilindro detector 13 hecho de un material
magnético. La periferia exterior del segundo eje 4 está integrada
por encaje a presión con un segundo cilindro detector 14 hecho de
un material magnético de manera que gire con él. La periferia
exterior del primer eje 3 está integrada por encaje a presión con
un tercer cilindro detector 15 de manera que gire con él. Un extremo
del primer cilindro detector 13 está dispuesto de manera que esté
enfrente de un extremo del segundo cilindro detector 14 con una
holgura 81 entremedio. Otro extremo del primer cilindro detector 13
está dispuesto de manera que esté enfrente de un extremo del tercer
cilindro detector 15 con una holgura 82 entremedio. El extremo del
primer cilindro detector 13, el extremo del segundo cilindro
detector 14 y el extremo del tercer cilindro detector 15 están
constituidos por pluralidades de dientes 13a, 14a y 15a alineados a
lo largo de una dirección circunferencial. El otro extremo del
primer cilindro detector 13 está constituido por una cara plana.
El elemento de prevención de escape de
magnetismo 12 se moldea inyectando un material sintético de resina a
un troquel de moldeo. El primer eje 3 y el primer cilindro detector
13 están integrados en el elemento de prevención de escape de
magnetismo 12 de modo que se moldeen de manera que giren con él
insertándose en el troquel de moldeo antes de inyectar el material
sintético de resina. Además, el primer eje 3 se inserta en el
troquel de moldeo en un estado de conexión con el tercer cilindro
detector 15.
Como representan las figuras 2 a 4, el elemento
de prevención de escape de magnetismo 12 incluye una porción
cilíndrica 12a, una primera porción exterior extendida 12b que se
extiende desde un extremo de la porción cilíndrica 12a en una
dirección exterior y una segunda porción exterior extendida 12c que
se extiende desde otro extremo de la porción cilíndrica 12a en la
dirección exterior. La primera porción exterior extendida 12b está
dispuesta en una región entre los dientes 13a del primer cilindro
detector 13. La segunda porción exterior extendida 12c está
dispuesta en una región entre el otro extremo del primer cilindro
detector 13 y el extremo del tercer cilindro detector 15 y una
región entre los dientes 15a del tercer cilindro detector 15.
La periferia exterior del primer eje 3 está
provista de una pluralidad de ranuras circunferenciales 61 a
intervalos en una dirección axial como porciones de restricción de
desplazamiento en dirección axial para restringir el desplazamiento
del elemento de prevención de escape de magnetismo 12 en una
dirección axial del primer eje. Las respectivas ranuras
circunferenciales 61 están montadas conjuntamente con porciones
sobresalientes en forma de aro 12' en la periferia interior del
elemento de prevención de escape de magnetismo 12. Según la
realización, se han formado cinco piezas de las ranuras
circunferenciales 61.
Además, la periferia exterior del primer eje 3
está provista de una pluralidad de ranuras de dirección axial 62 a
intervalos en una dirección circunferencial como porciones de
restricción de desplazamiento en dirección circunferencial para
restringir el desplazamiento del elemento de prevención de escape de
magnetismo 12 en una dirección circunferencial del primer eje. Las
respectivas ranuras de dirección axial 62 están montadas
conjuntamente con estrías sobresalientes 12'' en la periferia
interior del elemento de prevención de escape de magnetismo 12.
Según la realización, se han formado cuatro piezas de las ranuras de
dirección axial 62.
Una primera bobina 16 y una segunda bobina 18
que cubren el eje de transmisión de par S se contienen en un soporte
17 hecho de un material magnético y mantienen en la caja 2. Un
primer circuito magnético está constituido generando un flujo
magnético que pasa por el extremo del primer cilindro detector 13 y
el extremo del segundo cilindro detector 14 por la primera bobina
16. Un segundo circuito magnético está constituido generando un
flujo magnético que pasa por el otro extremo del primer cilindro
detector 13 y el extremo del tercer cilindro detector 15 por la
segunda bobina 18.
Un circuito detector conectado a las respectivas
bobinas 16 y 18 está dispuesto en una placa de circuitos 20. La
figura 5 representa un ejemplo del circuito detector, la primera
bobina 16 está conectada a un oscilador 43 mediante una resistencia
42 y la segunda bobina 18 está conectada al oscilador 43 mediante
una resistencia 44. Además, la primera bobina 16 está conectada a
un terminal de entrada invertida de un amplificador operativo 45 y
la segunda bobina 18 está conectada a un terminal de entrada no
invertida del amplificador operativo 45. Al transmitir un par por
los dos ejes 3 y 4, la barra de torsión 8 se gira según el par y el
primer cilindro detector 13 y el segundo cilindro detector 14 se
giran coaxialmente uno con relación a otro. Por la rotación
relativa, se cambia una zona de porciones de los dientes 13a del
extremo del primer cilindro detector 13 y los dientes 14a del
extremo del segundo cilindro detector 14 solapado en la dirección
axial y por lo tanto, la reluctancia con respecto al flujo
magnético pasante en el primer circuito magnético se cambia según la
cantidad rotacional relativa elástica de los dos ejes 3 y 4 por un
cambio en el par. Una salida de la primera bobina 16 se cambia
según el cambio. El primer cilindro detector 13 se gira junto con el
tercer cilindro detector 15 y por lo tanto la reluctancia con
respecto al flujo magnético pasante en el segundo circuito magnético
no es variada por el cambio en el par transmitido por los dos ejes
3 y 4. Se hace que la reluctancia en el primer circuito magnético
sea igual a la reluctancia en el segundo circuito magnético cuando
el par no es transmitido por los dos ejes 3 y 4. Por ello, el
circuito detector genera una señal de detectar el par transmitido
por el eje de transmisión de par S en base a la salida de la primera
bobina 16 por el cambio en la reluctancia del primer circuito
magnético. Además, la reluctancia en el segundo circuito magnético
en el que pasa el flujo magnético generado por la segunda bobina
18, es variada por el cambio en el par transmitido por el eje de
transmisión de par S y, por lo tanto, la variación en la salida de
la primera bobina 16 y la variación en la salida de la segunda
bobina 18 por la variación en temperatura son canceladas entre sí en
el amplificador operativo 45. Es decir, el par transmitido por los
dos ejes 3 y 4 es detectado en base a la desviación entre un valor
en correspondencia con el cambio en la reluctancia con respecto al
flujo magnético pasante en el primer circuito magnético y un valor
en correspondencia con un cambio en la reluctancia con respecto al
flujo magnético pasante en el segundo circuito magnético, además,
se compensa una variación de la temperatura del par detectado. Se
ejerce una fuerza de dirección asistida moviendo el motor para
generar la fuerza de dirección asistida según el par detectado.
Según la realización antes descrita, el elemento
de prevención de escape de magnetismo 12 interpuesto entre el
primer eje 3 y el primer cilindro detector 13 se moldea inyectando
el material sintético de resina al troquel de moldeo insertado con
el primer eje 3 y el primer cilindro detector 13 y por lo tanto, el
primer eje 3 y el primer cilindro detector 13 y el elemento de
prevención de escape de magnetismo 12 pueden estar integrados sin
usar ningún pasador. Por ello, se prescinde de la creación de un
agujero de pasador, en encaje a presión de un pasador y el acabado
de una periferia interior del primer cilindro detector 13.
Además, cuando el elemento de prevención de
escape de magnetismo 12 se contrae térmicamente bajo un entorno a
baja temperatura o al enfriarse dentro del troquel de moldeo o
expandirse térmicamente bajo un entorno a temperatura alta, se
puede evitar que el elemento de prevención de escape de magnetismo
12 sea desplazado en la dirección axial del primer eje por la cara
interior de la ranura circunferencial 61 que constituye la porción
de restricción de desplazamiento en dirección axial. Por lo tanto,
se puede impedir una variación de la temperatura del par detectado
evitando que la holgura \delta1 entre el extremo del primer
cilindro detector 13 y el extremo del segundo cilindro detector 14
y la holgura \delta2 entre el otro extremo del primer cilindro
detector 13 y el extremo del tercer cilindro detector 15 se varíen
para poner por ello los dos holguras \delta1 y \delta2 con alta
exactitud. Formando una pluralidad de las ranuras circunferenciales
61, la expansión térmica y el encogimiento térmico en la dirección
axial del primer eje del elemento de prevención de escape de
magnetismo 12 se pueden evitar entre las ranuras circunferenciales
61 y por lo tanto también se puede evitar efectivamente la variación
de la temperatura de las holguras respectivas \delta1 y
\delta2.
Además, el par puede ser detectado con alta
exactitud restringiendo el desplazamiento en la dirección
circunferencial del elemento de prevención de escape de magnetismo
12 por la cara interior de la ranura de dirección axial 62 que
constituye la porción de restricción de desplazamiento en dirección
circunferencial para restringir por ello la variación de la
reluctancia con respecto al flujo magnético pasante en el primer
circuito magnético. Formando una pluralidad de las ranuras de
dirección axial 62, la expansión térmica y el encogimiento térmico
en la dirección circunferencial del primer eje del elemento de
prevención de escape de magnetismo 12 se pueden evitar entre las
ranuras de dirección axial 62 y por lo tanto, también se puede
evitar efectivamente la variación de la reluctancia con respecto al
flujo magnético pasante en el primer circuito magnético.
La invención no se limita a las realizaciones
antes descritas. Por ejemplo, el número de ranuras circunferenciales
61 no está limitado en particular, sino que el número de ranuras
puede ser uno; sin embargo, las ranuras preferiblemente son
múltiples. Por ejemplo, cuando se forma una sola ranura
circunferencial 61 a disponer en un lado interior del tercer
cilindro detector 15 como representa un primer ejemplo modificado de
la figura 6, el elemento de prevención de escape de magnetismo 12
no se puede desplazar en la dirección axial en la dirección de una
marca de flecha \alpha por encogimiento térmico bajo un entorno a
baja temperatura o al enfriarse dentro del troquel de moldeo por la
cara interior de la ranura circunferencial 61; además, el elemento
de prevención de escape de magnetismo 12 no se puede desplazar en
la dirección axial en la dirección de una marca de flecha \beta
por la cara de extremo del tercer cilindro detector 15 mediante la
segunda porción exterior extendida 12c y, por lo tanto, las
variaciones en las holguras \delta y \delta2 son reducidas.
Cuando se forma una sola ranura circunferencial 61 a disponer en un
lado interior de los dientes 13a del primer cilindro detector 13
como representa un segundo ejemplo modificado de la figura 7, el
elemento de prevención de escape de magnetismo 12 no se puede
desplazar en la dirección axial en la dirección de una marca de
flecha \alpha por expansión térmica bajo un entorno a temperatura
alta por la cara interior de la ranura circunferencial 61; además,
el elemento de prevención de escape de magnetismo 12 no se puede
desplazar en la dirección axial en la dirección de una marca de
flecha \beta por la cara de extremo del tercer cilindro detector
15 mediante la segunda porción exterior extendida 12c y, por lo
tanto, las variaciones en las holguras \delta1 y \delta2 son
reducidas. Por lo tanto, con vistas a restringir el desplazamiento
por el encogimiento térmico y la expansión térmica del elemento de
prevención de escape de magnetismo 12, es preferible además disponer
las ranuras circunferenciales 61 en dos posiciones alejadas una de
otra en la dirección axial del primer eje 3. Además, cuando se forma
una sola ranura circunferencial 61 a disponer entre dos extremos del
primer cilindro detector 13 como representa un tercer ejemplo
modificado de la figura 8, un desplazamiento en la dirección de una
marca de flecha \alpha de una porción del elemento de prevención
de escape de magnetismo 12 próxima al segundo cilindro detector 14
y su desplazamiento en la dirección de una marca de flecha \beta
en su porción próxima al tercer cilindro detector 15 por
encogimiento térmico bajo un entorno a baja temperatura o al
enfriarse dentro del troquel de moldeo son restringidos por las
caras interiores de la ranura circunferencial 61; además, su
desplazamiento en la dirección de una marca de flecha \beta de la
porción próxima al segundo cilindro detector 14 y su desplazamiento
en la dirección de una marca de flecha \alpha de la porción
próxima al tercer cilindro detector 15 son cancelados entre sí y,
por lo tanto, las variaciones en las holguras \delta1 y \delta2
son reducidas. Por lo tanto, es preferible disponer las ranuras
circunferenciales 61 no solamente entre las dos posiciones alejadas
una de otra, sino también entre los dos extremos del primer cilindro
detector 13 en la dirección axial del primer eje 3 y cuanto mayor
es el número, más preferible es al restringir el desplazamiento en
dirección axial del elemento de prevención de escape de magnetismo
12 por encogimiento térmico y expansión térmica. Mientras que una
tasa variable de salida del sensor de par 1 en el caso de variar
temperatura en un rango de -50ºC a 100ºC es aproximadamente 10%
cuando se forma una sola ranura circunferencial 61, la tasa variable
de salida es aproximadamente 5% formando cinco piezas de ranuras
circunferenciales 61. Es preferible reducir la profundidad y la
anchura de la ranura circunferencial 61 lo más que sea posible
dentro de un rango de poder restringir el desplazamiento en
dirección axial del elemento de prevención de escape de magnetismo
12 con el fin de reducir la influencia de la deformación térmica
del material sintético de resina dentro de la ranura circunferencial
61 y, por ejemplo, la profundidad se pone a 0,2 mm a 2 mm y la
anchura se pone a 0,2 mm a través de 2 mm.
Además, el número de ranuras de dirección axial
62 no está limitado en particular, sino que el número puede ser una
sola; sin embargo, el número es
preferiblemente múltiple.
preferiblemente múltiple.
Es preferible reducir la profundidad y la
anchura de la ranura de dirección axial 62 lo más que sea posible
dentro de un rango de poder restringir la dirección circunferencial
desplazamiento del elemento de prevención de escape de magnetismo
12 con el fin de reducir la influencia de la deformación térmica del
material sintético de resina dentro de la ranura de dirección axial
62 y, por ejemplo, la profundidad se pone a 0,2 mm a 2 mm y la
anchura se pone a 0,2 mm a través de 2 mm.
Además, como representa un cuarto ejemplo
modificado de la figura 9, se puede prever un rodillo 63 en una
configuración entrelazada en la periferia exterior del primer eje 3
en lugar de la ranura circunferencial 61 y la ranura de dirección
axial 62 como se descrito anteriormente de manera que sirva como la
porción de restricción de desplazamiento en dirección axial y la
porción de restricción de desplazamiento en dirección
circunferencial y una profundidad (altura diferencia entre arista y
valle) del rodillo 63 se pone, por ejemplo, a 0,2 mm a 2 mm.
Además, cuando no hay que compensar la variación
de temperatura y detectar el par con alta exactitud o cuando la
compensación de la variación de la temperatura y la promoción de la
exactitud de detección del par se logran por otros medios, se
prescinde del tercer cilindro detector 15 así como de la porción de
restricción de desplazamiento en dirección axial y la porción de
restricción de desplazamiento en dirección circunferencial. Además,
el sensor de par aplicado con la invención puede ser usado para
detectar un par distinto del par de dirección.
Según el sensor de par de la invención, se puede
reducir el costo operativo y el costo de integración y se puede
retener la variación de temperatura del par detectado.
Claims (9)
1. Un sensor de par incluyendo:
un primer eje magnético (3);
un segundo eje (4) conectado de forma elástica y
rotativa al primer eje (3);
un elemento no magnético y cilíndrico de
prevención de escape de magnetismo (12) hecho de resina sintética
que cubre una periferia exterior del primer eje (3);
un primer cilindro detector magnético (13) que
cubre una periferia exterior del elemento de prevención de escape de
magnetismo (12);
un segundo cilindro detector magnético 14)
integralmente rotativo con el segundo eje (4), del que un extremo
está enfrente de un extremo del primer cilindro detector (13) con
una holgura; y
una primera bobina (16) que constituye un primer
circuito magnético para generar flujo magnético que pasa por un
extremo del primer cilindro detector (13) y un extremo del segundo
cilindro detector, donde una reluctancia con respecto al flujo
magnético pasante en el primer circuito magnético se puede cambiar
según una cantidad rotacional relativa elástica por un cambio en un
par de transmisión de los ejes primero y segundo (3, 4),
donde el elemento de prevención de escape de
magnetismo (12) está moldeado por inyección de resina entre el
primer eje (3) y el primer cilindro detector (13), estando dispuesto
el primer eje (3) dentro del primer cilindro detector (13), de modo
que el primer cilindro detector (13) y el primer eje (3) estén
integrados en el elemento de prevención de escape de magnetismo
(12).
2. El sensor de par según la reivindicación 1
incluyendo además:
un tercer cilindro detector magnético (15)
integralmente rotativo con el primer eje (3), del que un extremo
está enfrente de otro extremo del primer cilindro detector (13) con
una holgura; y
una segunda bobina (18) que constituye un
segundo circuito magnético para generar flujo magnético que pasa por
el otro extremo del primer cilindro detector (13) y dicho extremo
del tercer cilindro detector (15),
donde el par transmitido por los ejes primero y
segundo (3, 4) es detectable en base a una desviación entre un valor
en correspondencia con un cambio de la reluctancia con respecto al
flujo magnético pasante en el primer circuito magnético y un valor
en correspondencia con un cambio de la reluctancia con respecto al
flujo magnético pasante en el segundo circuito magnético, y
donde el elemento de prevención de escape de
magnetismo (12) es moldeable en un estado en el que el primer eje se
puede insertar en el primer cilindro detector (13) y el tercer
cilindro detector (15), de modo que el primer cilindro detector
(13), el tercer cilindro detector (15) y el primer eje (3) estén
integrados en el elemento de prevención de escape de magnetismo
(12).
3. El sensor de par según la reivindicación 1,
donde el primer eje está provisto de una porción de restricción de
desplazamiento en dirección axial (61) para restringir un
desplazamiento del elemento de prevención de escape de magnetismo
(12) en una dirección axial del primer eje (3).
4. El sensor de par según la reivindicación 3,
donde la porción de restricción de desplazamiento en dirección
axial (61) incluye al menos una ranura circunferencial dispuesta en
la periferia exterior del primer eje, y donde el elemento de
prevención de escape de magnetismo (12) incluye al menos una porción
sobresaliente en forma de aro para encajar con la al menos única
ranura circunferencial.
5. El sensor de par según la reivindicación 4,
donde una pluralidad de las ranuras circunferenciales (61) están
dispuestas en la periferia exterior del primer eje (3) a intervalos
en la dirección axial, y una pluralidad de las porciones
sobresalientes están dispuestas en el elemento de prevención de
escape de magnetismo (12) de manera que correspondan a la pluralidad
de las ranuras circunferenciales (61).
6. El sensor de par según la reivindicación 1,
donde el primer eje está provisto de una porción de restricción de
desplazamiento en dirección circunferencial (62) para restringir un
desplazamiento del elemento de prevención de escape de magnetismo
(12) en una dirección circunferencial del primer eje (3).
7. El sensor de par según la reivindicación 6,
donde la porción de restricción de desplazamiento en dirección
circunferencial incluye al menos una ranura axial (62) dispuesta en
la periferia exterior del primer eje (3), y el elemento de
prevención de escape de magnetismo (12) incluye al menos una estría
axial sobresaliente para encajar con la al menos única ranura
axial.
8. El sensor de par según la reivindicación 7,
donde una pluralidad de las ranuras axiales (62) están dispuestas en
la periferia exterior del primer eje (3) a intervalos en la
dirección circunferencial, y una pluralidad de las estrías axiales
sobresalientes (12'') están dispuestas en el elemento de prevención
de escape de magnetismo (12) de manera que correspondan a la
pluralidad de las ranuras axiales (62).
9. Un método de fabricar un sensor de par
incluyendo: un primer eje magnético (3); un segundo eje (4)
conectado de forma elástica y rotativa al primer eje; un elemento no
magnético y cilíndrico de prevención de escape de magnetismo (12)
hecho cubriendo una periferia exterior del primer eje (3); un primer
cilindro detector magnético (13) que cubre una periferia exterior
del elemento de prevención de escape de magnetismo (12); un segundo
cilindro detector magnético (14) integralmente rotativo con el
segundo eje, del que un extremo está enfrente de un extremo del
primer cilindro detector (13) con una holgura; y una primera bobina
(16) que constituye un circuito magnético generando flujo magnético
que pasa por el extremo del primer cilindro detector (13) y el
extremo del segundo cilindro detector (14), donde una reluctancia
con respecto al flujo magnético pasante en el primer circuito
magnético se cambia según una cantidad rotacional relativa elástica
por un cambio en un par de transmisión de los ejes primero y segundo
(3, 4), incluyendo el método los pasos de:
proporcionar un troquel de moldeo para moldear
el elemento de prevención de escape de magnetismo (12);
insertar el primer eje (3) en el primer cilindro
detector (13);
insertar el primer eje (3) y el primer cilindro
detector (13) en el troquel de moldeo; y
después de los pasos de inserción, inyectar una
resina sintética al troquel de moldeo para moldear el elemento de
prevención de escape de magnetismo (12), de modo que el primer eje
(3) y el primer cilindro detector (13) estén integrados en el
elemento de prevención de escape de magnetismo (12) y de modo que el
elemento de prevención de escape de magnetismo (12) esté dispuesto
entre el primer eje (3) y el primer cilindro detector (13).
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