相对旋转角度位移检测装置、使用了该检测装置的转矩检测装置及转矩控制装置、以及具 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及相对旋转角度位移检测装置、使用该检测装置的转矩检测装置及转矩控制装置、以及具备该转矩控制装置的电动助力轮椅、电动助力骑乘车辆以及动力转向装置。
【背景技术】
[0002]例如，在以往的手动轮椅中，在左右一对大车轮的外侧设置有手扶圈。一对手扶圈以手扶圈的旋转轴线与车轴的轴线同轴的方式设置于大车轮。通过用户旋转该手扶圈，其旋转力传递至大车轮，从而使手动轮椅行驶。近年来，以减轻在轮椅中用户移动手扶圈的力的负担为目的，开发了动力辅助系统，所述动力辅助系统为电动马达将与移动手扶圈的手动的力相应的最合适的辅助力传递至驱动轮。
[0003]根据该系统，摇轮椅的手扶圈的力和根据该力而输出的马达的力融合而使车轮旋转，能够轻松地移动轮椅。这种动力辅助系统不限于轮椅，在其他的例如电动助力自行车、汽车的动力转向装置等中也被采用。
[0004]另外，在这种动力辅助系统中，具备检测装置，其用于对旋转轴线同轴配置的互相相对旋转的一对旋转构件的相对旋转角度位移进行检测，并检测转矩。作为这种相对旋转角度位移、相对旋转转矩的位移检测装置，公知如下装置(例如，参照专利文献I)。所述装置具备:旋转轴线同轴配置的一对第I轴构件以及第2轴构件；在第I轴构件固定的圆筒磁体；在第2轴构件固定的一对轭环(yoke ring);一对集磁环，其以围绕各轭环的方式配置，具备集磁突起；磁传感器，其配置于集磁突起之间，构成为对根据第I轴构件以及第2轴构件的相对角位移而在轭环产生的磁通量的变化进行检测。
[0005]在如上构成的相对旋转角度位移检测装置中，第I轴构件具备与第I轴构件同轴状的圆筒磁体。圆筒磁体与第I轴构件一起旋转。该圆筒磁体在旋转轴线的径向上被磁化，具有在旋转轴线的径向上配置的磁极(N极和S极)。第2轴构件具备与该第2轴构件一体旋转的一对轭环。各轭环分别具有与所述N极、S极组数相同数量的磁极爪。在旋转轴线的径向上，各磁极爪在圆筒磁体的外侧以与圆筒磁体的磁极相对的方式配置。该一对轭环配置为如下状态:各自的磁极爪在旋转轴线的轴线方向上相对配置，并且在周向上交替排列。另外，用于汇集分别在这些轭环产生的磁通量的2个集磁环配置为在对应的轭环的旋转轴线的径向的外侧围绕轭环。当第I轴构件和第2轴构件相对旋转时，各轭环的磁极爪与圆筒磁体的磁极的相对位置发生变动。由此，集磁环间的磁通量变化。通过磁传感器检测该磁通量的变化。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献:日本特开2008-249366号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]在上述检测装置中，为了高精度地检测磁通量密度的变化，需要将一对轭环以形成于各环的三角形状的磁极爪在周向上交替设置的方式接近配置，需要配置成相邻的磁极爪的周向的间隔以及轴向的间隔都为一定。进一步，需要将磁极爪配置为各磁极爪和圆筒磁体的径向的间隔也为一定。因此，不仅要求各轭环的周向、轴向以及径向的尺寸加工精度高，而且要求该两轭环以及圆筒磁体的组装精度也高。因此，存在提高检测精度时检测装置的制造以及组装成本升高这一问题。
[0011]本发明是鉴于上述的以往的问题而完成的发明。本发明的目的在于提供一种检测装置的制造以及组装为简易的构造并且能够高精度地检测相对旋转角度位移的相对旋转角度位移检测装置、使用了该检测装置的转矩检测装置及转矩控制装置、以及具备该转矩控制装置的电动助力轮椅、电动助力骑乘车辆或者动力转向装置。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]本发明为了解决上述问题，采用以下的结构。
[0014](I) 一种相对旋转角度位移检测装置，具备:
[0015]一对旋转构件，其在旋转轴线的周向上相对旋转；
[0016]永磁体，其设置于所述一对旋转构件中的一方的旋转构件，以在所述旋转轴线的周向上极性交替不同的样态配置有在所述旋转轴线的轴线方向上磁化的磁极，所述磁极的各个具有周向上的宽度；
[0017]引导环，其具有:多个突部，所述多个突部分别具有周向上的宽度，至少一个突部的周向上的宽度比至少一个所述磁极的周向上的宽度小；和环状的环主体，所述环状的环主体设置于所述一对旋转构件中的另一方的旋转构件，所述环状的环主体的轴线与所述旋转轴线同轴状配置，所述环状的环主体具有根据所述突部的位置相对于所述磁极的位置而变化的磁化的强度；以及
[0018]磁检测部，其检测所述引导环的所述环主体的磁通量。
[0019]根据(I)的结构，永磁体以在旋转轴线的轴线方向上磁化的磁极在旋转轴线的周向上极性交替不同的样态配置于在旋转轴线的周向上相对旋转的一对旋转构件中的一方的旋转构件。另外。引导环的多个突部的各个在周向具有宽度，至少一个突部的周向上的宽度比至少一个磁极的周向上的宽度小。在永磁体和突部这样地配置的状态下，环状的环主体具有根据突部的位置相对于磁极的位置而变化的磁化的强度。由此，能够使引导环的突部成为简单的形状。因此，能够高精度地形成引导环的突部。另外，永磁体的磁极以及多个突部具有周向上的宽度。多个突部中的至少一个突部的周向上的宽度比磁极的周向上的宽度小。环状的环主体具有根据这样的磁极和突部的相对位置关系(即突部的位置相对于磁极的位置)而变化的磁化的强度。可比较容易地设定该磁极与突部的相对位置关系。因而，引导环和永磁体等各构件的组装容易。因此，根据(I)的结构，成为制造以及组装简易的构造，并且能够高精度地检测相对旋转的一对旋转构件的相对旋转角度位移。
[0020]另外，本发明例如采用以下的结构。
[0021](2)根据⑴所述的相对旋转角度位移检测装置，
[0022]所述引导环的环主体具备在横截所述永磁体的磁化方向的方向上扩展的环状的平面部，
[0023]所述磁检测部构成为检测所述环主体的所述环状的平面部的磁通量。
[0024]根据(2)的结构，磁检测部检测在横截永磁体的磁化方向的方向上扩展的环状的平面部的磁通量。环状的平面部在横截永磁体的磁化方向(旋转轴线的轴线方向)的方向上扩展。因此，即使磁检测部相对于环状的平面部的相对位置，在横截永磁体的磁化方向的方向(例如，旋转轴线的径向)上偏离，也不易产生对磁检测部的检测精度的影响。换言之，各构件的组装变得更加容易。因此，根据(2)的结构，既能更容易地进行制造以及组装，还能精度更高地检测相对旋转的一对旋转构件的相对旋转角度位移。
[0025](3)根据⑵所述的相对旋转角度位移检测装置，
[0026]所述磁检测部包括检测磁通量的磁传感器，
[0027]所述磁传感器是对所述环状的平面部的磁通量中的所述永磁体的磁化方向的磁通量进行检测的传感器。
[0028]根据(3)的结构，磁传感器检测环状的平面部的磁通量中永磁体的磁化方向上的磁通量。环状的平面部的磁通量中永磁体的磁化方向上的磁通量比其他方向上的磁通量强。因此，磁传感器能够检测比较强的磁通量，不易受到干扰等的影响。由此，能精度更高地检测相对旋转的一对旋转构件的相对旋转角度位移。
[0029](4)根据(3)所述的相对旋转角度位移检测装置，
[0030]所述引导环的所述环主体和所述磁传感器中的至少一个在所述旋转轴线的轴线方向上设置在与所述引导环的所述突部不同的位置。
[0031]根据(4)的结构，通过使环主体和磁传感器中的至少一个与突部的位置在轴线方向上不同，既能确保检测精度，又能使构造以及组装更容易化。
[0032](5)根据(4)所述的相对旋转角度位移检测装置，
[0033]所述磁检测部包括中间磁轭，所述中间磁轭具有第I平面部，
[0034]所述第I平面部配置在所述磁传感器和所述环主体之间，配置成在所述永磁体的磁化方向上与所述环主体的所述环状的平面部隔开间隔而相对。
[0035]根据(5)的结构，通过设置中间磁轭，能够汇集引导环的磁通量，与突部的相位无关地直接使环主体从永磁体接受的磁通量的振幅平均化。由此，能够进一步提高检测精度。
[0036](6)根据(5)所述的相对旋转角度位移检测装置，
[0037]所述中间磁轭的所述第I平面部的表面积比所述环主体的所述环状的平面部的表面积小。
[0038]根据(6)的结构，既能使制造以及组装更简易化，又能精度更高地检测相对旋转角度位移。
[0039](7)根据(5)或(6)所述的相对旋转角度位移检测装置，
[0040]所述环主体、所述中间磁轭以及所述磁传感器中的至少任意一个在所述旋转轴线的径向上设置在与所述突部不同的位置。
[0041]根据(7)的结构，通过使环主体、中间磁轭以及磁传感器中的至少一个与突部的位置在旋转轴线的径向上不同，既能确保检测精度，又能使构造以及组装更容易化。
[0042](8)根据⑴至(7)中任一项所述的相对旋转角度位移检测装置，
[0043]所述磁极具有N极