的N极26a以及S极26b的相位如图4(a)或者图4(c)所示那样相互反向地变化。
[0035]在产生该相位变化的情况下，在一方的磁轭27的爪27b与另一方的磁轭28的爪28b中，具有相互相反的极性的磁力线增加，从而在各自的轭部主体27a、28a产生正负的磁通。此时产生的磁通的正负与在多极磁铁26与磁轭部27、28之间，即第一轴21与第二轴22之间产生的相对角位移的朝向对应地决定，正负的磁通的密度与上述相对角位移的大小对应。
[0036]接下来，对磁通检测元件34进行说明。图5是集磁突起与磁通检测元件的分解立体图。图6是磁通检测元件的俯视图。图7(a)、(b)是从相互不同的角度观察集磁突起以及磁通检测元件的简要剖视图。
[0037]如图3以及图7 (a)所不，磁通检测兀件34具备基板31、霍尔集成电路32以及霍尔集成电路33。霍尔集成电路32安装于基板31，且一部分配置于组B的集磁突起29b、30b之间。霍尔集成电路33安装于基板31，且一部分配置于组C的集磁突起29c、30c之间。霍尔集成电路32对集磁突起29b、30b之间的磁通进行检测。霍尔集成电路33对集磁突起29c、30c之间的磁通进行检测。
[0038]如图3所示，磁通检测元件34被以向外侧突出的方式设置于保持筒37的外周的一部分的支承部39支承。如图5以及图6所示，基板31呈大致矩形。基板31形成相互平行地延伸的一对切口 40、41。如图6所示，在切口 40、41的入口设置有由倒角构成的退避部42。如图5以及图7(a)所示，霍尔集成电路32以横跨切口 40的方式与基板31平行地安装。霍尔集成电路33以横跨切口 41的方式与基板31平行地安装。
[0039]基板31具有沿板厚方向Y对置的第一面31a与第二面31b。一对霍尔集成电路
32、33安装于基板31的第一面31a，即基板31的同一面。如图6所示，各霍尔集成电路32、33作为霍尔集成电路基板而被封装化。各霍尔集成电路32、33包括一对霍尔元件50以及信号处理部60。霍尔元件50与对应的切口 40、41对置。信号处理部60对从这些霍尔元件50输入的信号进行处理并将其输出。图6示意性地示出了构成各霍尔集成电路32、33的霍尔集成电路基板的霍尔元件50的配置区域(安装区域)与信号处理部60的配置区域(安装区域)。
[0040]在各霍尔集成电路32、33中，如图8所示，两个霍尔元件50的检测信号(输出电压)的特性相对于扭杆23的扭转角的增大成为相互反向。一方的霍尔元件的输出与另一方的霍尔元件的输出呈在扭杆23未产生扭转角的位置交叉的交叉波形。如图6以及图7(b)所示，在各霍尔集成电路32、33中，一对霍尔元件50配置为偏向与切口 40、41的进深方向Z1相反的方向亦即切口 40、41的敞开方向Z2。另外，信号处理部60的至少一部分与基板31的第一面31a对置。
[0041]图9示意性地示出了构成各霍尔集成电路32、33的霍尔集成电路基板的各元件的配置区域(安装区域)。信号处理部60在图8示意性地所示的配置区域(安装区域)配置一对放大器61、一对AD转换器62、一对触发检测部63、运算电路64、接口 65、电压监视部66以及存储器67。
[0042]各放大器61对从对应的霍尔元件50被输出的电压信号进行放大。各AD转换部62将从对应的放大器61输入的模拟信号转换成数字信号。
[0043]各触发检测部63发挥基于被输入的触发电压信号，对是否对AD转换器62输出使运算电路64输出数字输出信号的要求(指令信号)或者是否访问存储器67进行判断的功會泛。
[0044]运算电路64对输入的数字信号进行运算处理。接口 65包括稳压器65a以及ESD(Electrostatic Discharge:静电放电)保护电路(未图示)。稳压器65a将输入电压恒压化成与霍尔元件50对应的规定的电压。
[0045]在接口 65内的稳压器65a的输出电压成为正规范围外时，电压监视部66对E⑶16输出错误(error)信号。存储器67例如由EEPR0M构成，存储信号处理所需的各种信息。
[0046]在扭矩传感器17中，若在第一轴21输入有转向操纵扭矩T并在第一轴21与第二轴22之间产生相对的旋转位移，则多极磁铁26与两个磁轭27、28的位置关系变化，从而集磁于各轭部27、28的磁变化。由此，施加于各霍尔集成电路32、33的磁强度变化，从而与第一轴21与第二轴22之间的相对的旋转位移对应的信号从各霍尔集成电路32、33输出至ECU16。换言之，与扭杆23的扭转角对应的信号从各霍尔集成电路32、33输出至ECU16。具体而言，针对每个霍尔集成电路32、33输出有基于各两个霍尔元件50的检测信号。
[0047]在E⑶16中，基于从两个霍尔集成电路32、33获取的四个霍尔元件50的检测信号，求得扭杆23的扭转角。具体而言，ECU 16若获取来自各霍尔元件50的检测信号，则使用规定的映射表对与各检测信号对应的扭杆23的扭转角分别进行运算。另外，ECU16使被运算的扭转角乘以扭杆23的弹簧常数，从而对转向操纵扭矩T进行运算。
[0048]另外，ECU16具有对根据各检测信号求得的扭转角进行比较，从而对检测信号的异常进行检测的功能。根据本实施方式，如图7(a)、图7(b)所示，在一对集磁元件29、30中，作为相互对置地构成组B、C的一对集磁部的集磁突起29b、30b ;29c、30c中的一方30b、30c的至少一部分配置于基板31的切口 40、41内。由此，能够缩短一对集磁突起29b、30b ;29c、30c间的间隔D。因此，能够提高通过霍尔元件50的磁通的密度，进而能够提高检测精度。
[0049]另外，除了能够缩短各组B、C的一对集磁突起29b、30b ;29c、30c之间的间隔D之夕卜，在基板31的板厚方向Y上，使两个组B、C的一对集磁突起29b、30b ;29c、30c的位置匹配。由此，能够实现扭矩传感器17的小型化。另外，如图6所示，在霍尔集成电路32、33中，将应与切口 40、41对置的霍尔元件50配置为偏向与切口 40、41的进深方向Z1相反的方向亦即切口 40、41的敞开方向Z2。因此，能够缩小切口 40、41的进深(进深尺寸L)。由此，通过基板31的小型化，能够实现扭矩传感器17的小型化。
[0050]各集磁元件29、30由冲压成型品构成。从各集磁元件主体29a、30a折弯形成的集磁突起29b、29c ;29c、30c之间的位置精度具有稍微的差别。与此相对，在基板31的切口40,41的入口设置有由倒角构成的退避部42。由此，不论上述位置精度的差别如何均能够对集磁突起29b、29c ;29c、30c与切口 40，41的内缘部的干涉进行抑制。
[0051]另外，虽未图示，但各集磁元件为包括圆弧状的集磁元件主体以及从集磁元件主体折弯形成的一对集磁突起的冲压成型品。在该情况下，在制造时，采用在从用于形成集磁元件主体的平坦的长尺板折弯形成集磁突起后，使长尺板弯曲为圆弧状的工序。在该情况下，在冲压成型品中，集磁突起之间的位置精度的差别处于增大的趋势。在该情况下，也能够通过设置退避部42而对集磁突起与切口的内缘部的干涉进行抑制。
[0052]本发明不限定于上述实施方式，也可以在对小齿轮轴传递电动马达的驱动力的类型的电动动力转向装置中，将扭矩传感器配置于小齿轮轴的周围。在该情况下，小齿轮轴由连结于中间轴侧的第一轴、形成小齿轮的第二轴、以及将第一轴以及第二轴连结于同一轴上的扭杆构成。
[0053]此外，本发明能够在本发明的权利要求书记载的范围内实施各种变更。本申请主张于2014年6月18日提出的日本专利申请第2014-125228号的优先权，并在此引用包括说明书、附图、摘要在内的全部内容。
【主权项】
1.一种扭矩传感器，其特征在于，具备:圆筒状的多极磁铁，其与同轴配置的第一轴以及第二轴中的一方一体旋转； 一对磁轭，它们配置于所述多极磁铁的磁场内，并与所述第一轴以及所述第二轴中的另一方一体旋转； 一对集磁元件，它们分别包括至少一个集磁部，并至少设置一个由相互对置的一对集磁部构成的组，并且所述一对集磁元件分别与所述一对磁轭磁性结合；以及 磁通检测元件，其包括形成有切口的基板、以及具有配置于所述一对集磁部之间的霍尔元件并以横跨所述切口的方式与所述基板平行地安装的霍尔集成电路，所述磁通检测元件检测所述一对集磁部间的磁通， 所述一对集磁部中的一方的至少一部分配置于所述切口内。2.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，作为所述切口，设置有两个切口， 作为所述霍尔集成电路，设置有以堵塞各自对应的切口的方式配置于所述基板的同一面的两个霍尔集成电路， 设置有两个由所述一对集磁部构成的组， 在各组的一对集磁部中，所述基板的板厚方向同侧的集磁部的至少一部分配置于对应的切口部内， 在所述基板的板厚方向上，一组的一对集磁部的位置与另一组的一对集磁部的位置一致。3.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，所述霍尔集成电路包括与所述切口对置的霍尔元件、以及对从所述霍尔元件输入的信号进行处理并输出的信号处理部， 所述霍尔元件配置在与所述切口的进深方向相反的方向亦即所述切口的敞开方向侧， 所述信号处理部的至少一部分与所述基板对置。4.根据权利要求2所述的扭矩传感器，其特征在于，所述霍尔集成电路包括与所述切口对置的霍尔元件、以及对从所述霍尔元件输入的信号进行处理并输出的信号处理部， 所述霍尔元件配置在与所述切口的进深方向相反的方向亦即所述切口的敞开方向侧， 所述信号处理部的至少一部分与所述基板对置。5.一种电动动力转向装置，其特征在于，具备权利要求1?4中任一项所述的扭矩传感器。
【专利摘要】本发明提供一种扭矩传感器以及电动动力转向装置。扭矩传感器包括配置于例如与第一轴一体旋转的多极磁铁的磁场内并与例如第二轴一体旋转的一对磁轭。扭矩传感器包括与磁轭分别磁性结合的集磁元件、以及磁通检测元件。集磁元件具有由相互对置的一对集磁部(集磁突起)构成的组。磁通检测元件包括形成有切口的基板(31)以及具有配置于一对集磁部之间的霍尔元件并以横跨切口的方式与基板平行地安装的霍尔集成电路。一对集磁部中的一方的至少一部分配置于切口内。
【IPC分类】G01L3/10, B62D5/04
【公开号】CN105270467
【申请号】CN201510315939
【发明人】石本祐太朗
【申请人】株式会社捷太格特
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年6月10日
【公告号】EP2957882A1, US20150369679