[发明专利]扭矩传感器及使用该扭矩传感器的动力转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及例如适用于车辆的动力转向装置且用来检测驾驶员的转向扭矩的扭矩传感器及使用该扭矩传感器的动力转向装置。

背景技术

例如，作为适用于汽车的动力转向装置的现有扭矩传感器，以下专利文献1记载的扭矩传感器是公知的。

大致说明如下。该扭矩传感器具备：磁性部件，其与由经由扭杆可相对旋转地连接的两个轴部件构成的转向轴中的一个轴部件的外周结合，在周向上具有多个磁极；第一、第二磁轭部件，其为由在所述两个轴中的另一个轴部件的外周上经由规定的支架被连接的软磁性体构成的一对环状部件，具有分别向径向内侧延伸的多个爪部，被配置成在轴向上相互对置；一对第一、第二集磁部件，其在这些各磁轭部件的周向的一部分范围内，以在该磁轭部件之间（在轴向上）相互对置的姿态被设置，以在两者之间产生磁场；磁力计，其收纳配置在形成于这些两集磁部件之间的气隙内，用于检测通过该集磁部件之间的磁通量；该扭矩传感器根据由磁力计检测到的磁通量（磁通密度）的变化，检测向转向轴输入的扭矩。

专利文献

专利文献1：（日本）特开2004－309463号公报

但是，所述现有扭矩传感器构成为各磁轭部件的爪部彼此配置于不同的轴向位置，因此，在磁性部件和磁轭部件的相对轴向位置变化的情况下，在该两者之间的气隙中产生差异。该结果是，扭矩传感器的输出特性大幅变化，有可能不能进行合适的扭矩检测。

发明内容

本发明是鉴于该技术课题而提出的，其提供一种扭矩传感器，即使在磁性部件和磁轭部件的相对轴向位置变化的情况下，也能够进行合适的扭矩检测。

本发明提供一种扭矩传感器，其特征在于，具备：磁性部件，其在该第一轴部件上被设置为与由通过扭杆被连接的第一轴部件及第二轴部件构成的旋转部件中的所述第一轴部件一体旋转，并且在所述旋转部件的旋转轴的同心圆上沿周向交替地配置有不同的磁极；第一磁轭部件，其由磁性材料构成，具有多个第一爪部和将各该第一爪部彼此连接的第一圆环部，在该第二轴部件上被设置为与所述第二轴部件一体旋转，多个该第一爪部被配置为在所述旋转轴的同心圆上且在该旋转轴的径向上与所述磁性部件对置；第二磁轭部件，其由磁性材料构成，具有多个第二爪部和第二圆环部，在该第二轴部件上被设置为与所述第二轴部件一体旋转，多个该第二爪部被配置为在所述旋转轴的同心圆上且在各所述第一爪部的周向之间交替地排列，并且在该旋转轴的径向上与所述磁性部件对置，该第二圆环部被配置为与所述第一圆环部分开对置且将各所述第二爪部彼此连接；磁力计，其具有检测所述第一圆环部和所述第二圆环部间的磁场变化的霍尔元件，该磁场随着因所述扭杆的扭转而产生的所述第一爪部及第二爪部与所述磁性部件的相对角度的变化而变化。

需要说明的是，对所述第一爪部及第二爪部而言，除如上所述那样两者构成为在同一圆周上排列的结构以外，也可以构成为以使各所述第二爪部向与所述磁性部件接近的一侧偏离的姿态在各所述第一爪部的周向之间交替地排列。

根据本发明，由于第一爪部和第二爪部构成为在同一圆周上与磁性部件对置，因此，即使在磁性部件和磁轭部件的相对轴向位置变化的情况下，也能够进行合适的扭矩检测。

而且，如上所述，通过使配置于第一磁轭部件的径向外侧的第二磁轭部件的第二爪部相对于磁性部件相对接近配置，能够调节第一磁轭部件的磁阻和由于配置在该第一磁轭部件的径向外侧而相应地增大的第二磁轭部件的磁阻。由此，谋求各磁轭部件接受的磁场特性的均匀化，有利于提高扭矩传感器的检测精度。

附图说明

图1是表示本发明的动力转向装置结构的示意图；

图2是表示本发明第一实施方式的扭矩传感器等的图，是图1所示的转向系统（第一齿轮齿条机构附近）的纵剖面图；

图3是图2所示的扭矩传感器的立体图；

图4是图3所示的扭矩传感器的分解立体图；

图5是沿图2的A－A线的剖面图；

图6是图5所示的扭矩传感器附近的主要部分放大图；

图7是表示本发明第一实施方式的转向轴的旋转角-磁力计的输出变动的关系的曲线图；

图8是表示本发明第一实施方式的磁轭部件和永久磁铁在轴向上的位置偏移-磁力计的输出变动的关系的曲线图；

图9是表示本发明第一实施方式的磁轭部件和永久磁铁在轴向上的位置偏移-磁力计的输出变动的关系的曲线图；

图10是表示本发明第一实施方式的第一变形例的扭矩传感器等的图，是与图6相当的图；