力矩传感器的制造方法
【专利摘要】一种力矩传感器，其包括：磁场产生部，其与第1轴一起旋转；旋转磁路部，其与第2轴一起旋转；固定磁路部，其固定于壳体；磁检测器，其用于检测出伴随着扭杆的扭转变形而自磁场产生部通过旋转磁路部而引导到固定磁路部的磁通密度；以及屏蔽板，其配置于旋转磁路部与磁检测器之间，并将磁检测器进行磁屏蔽。
【专利说明】力矩传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检测作用于扭杆的力矩的力矩传感器。
【背景技术】
[0002]作为设于车辆的转向装置的力矩传感器，已知有利用磁力检测作用于转向轴的转向力矩的非接触式力矩传感器。
[0003]在JP2009 — 244205A中公开了一种力矩传感器,该力矩传感器包括固定于输入轴的磁场产生部、固定于输出轴的旋转磁路部、固定于壳体的固定磁路部、以及检测被引导至固定磁路部的磁通密度的磁传感器。
[0004]当力矩作用于连结输入轴与输出轴的扭杆从而扭杆发生扭转变形时，磁场产生部与旋转磁路部的旋转方向的相对位置变化。伴随与此，自磁场产生部通过旋转磁路部而引导至固定磁路部的磁通密度变化。磁传感器输出与磁通密度相对应的信号。作用于扭杆的力矩根据自磁传感器输出的信号而被检测到。
[0005]参照图23，对伴随着扭杆的扭转变形的磁通的路径进行说明。旋转磁路部与固定磁路部之间的磁通的路径如图23中直线箭头所示那样，是自磁场产生部的永磁体91的N极经由旋转磁路部的第I软磁性环92、固定磁路部的第I集磁环(未图示)、第I集磁磁轭93、第2集磁磁轭94、第2集磁环(未图示)、旋转磁路部的第2软磁性环95而朝向永磁体91的S极的路径。磁传感器96配置于第I集磁磁轭93与第2集磁磁轭94之间。
[0006]这里，在旋转磁路部中，如图23中曲线箭头所示，在第I软磁性环92与第2软磁性环95之间存在泄漏磁通。当以装置的小型化为目的使磁传感器96靠近输入输出轴时，磁传感器96暴露于旋转磁路部的泄漏磁通并受到泄漏磁通的影响，因此力矩传感器将产生检测误差。
【发明内容】
[0007]本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提高力矩传感器的检测精度。
[0008]根据本发明的某一方式，提供一种力矩传感器，其用于检测作用于扭杆的力矩，该扭杆将以旋转自如的方式支承于壳体内的第I轴与第2轴相连结，其中，该力矩传感器包括:磁场产生部，其与上述第I轴一起旋转；旋转磁路部，其与上述第2轴一起旋转；固定磁路部，其固定于上述壳体；磁检测器，其用于检测伴随着上述扭杆的扭转变形而自上述磁场产生部通过上述旋转磁路部而引导到上述固定磁路部的磁通密度；以及屏蔽板，其配置于上述旋转磁路部与上述磁检测器之间，并将上述磁检测器进行磁屏蔽。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是应用了本发明的第I实施方式的力矩传感器的电动动力转向装置的纵剖视图。
[0010]图2是图1的局部放大图。
[0011]图3是磁场产生部的仰视图。
[0012]图4是本发明的第I实施方式的力矩传感器的立体图，是去除壳体后的状态的图。
[0013]图5是旋转磁路部的立体图。
[0014]图6是传感器保持件的立体图。
[0015]图7是集磁磁轭的立体图。
[0016]图8是表示磁通的路径的图，实线箭头表示正规的磁通的路径，虚线箭头表示泄漏磁通的路径。
[0017]图9是表示泄漏磁通的影响所引起的力矩传感器的检测误差的图表。
[0018]图10是应用了本发明的第2实施方式的力矩传感器的电动动力转向装置的局部纵首1J视图。
[0019]图11是本发明的第2实施方式的力矩传感器的立体图，是去除壳体后的状态的图。
[0020]图12是传感器保持件的立体图。
[0021]图13是集磁磁轭的立体图。
[0022]图14是应用了本发明的第3实施方式的力矩传感器的电动动力转向装置的纵剖视图。
[0023]图15是图14的局部放大图。
[0024]图16是本发明的第3实施方式的力矩传感器的立体图，是去除壳体后的状态的图。
[0025]图17是壳体的立体图。
[0026]图18是集磁环的立体图。
[0027]图19是应用了本发明的第4实施方式的力矩传感器的电动动力转向装置的局部纵首1J视图。
[0028]图20是本发明的第4实施方式的力矩传感器的立体图，是去除壳体后的状态的图。
[0029]图21是壳体的立体图。
[0030]图22是集磁环的立体图。
[0031]图23是表示正规的磁通的路径以及泄漏磁通的路径的图，直线箭头表示正规的磁通的路径，曲线箭头表示泄漏磁通的路径。
【具体实施方式】
[0032]参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0033]<第I实施方式>
[0034]参照图1?图9对本发明的第I实施方式的力矩传感器100进行说明。
[0035]首先，参照图1对应用了本发明的第I实施方式的力矩传感器100的电动动力转向装置I进行说明。
[0036]电动动力转向装置I使转向轴10与输出轴12联动于转向盘而旋转，使与设于输出轴12的下端的小齿轮啮合的齿条轴沿轴向移动从而使车轮转向。
[0037]另外，电动动力转向装置I作为辅助性施加转向力矩的辅助机构，包括连结于输出轴12的蜗轮、与蜗轮啮合的蜗杆、以及旋转驱动蜗杆的电动马达。电动动力转向装置I通过电动马达向输出轴12施加转向辅助力矩。
[0038]转向轴10由作为第I轴的输入轴11和连结于输入轴11的扭杆21构成。输入轴
11借助滚动轴承37以旋转自如的方式支承于壳体30。作为第2轴的输出轴12借助滚动轴承38以旋转自如的方式支承于壳体49。在输入轴11的下端侧与输出轴12的上端侧之间安装滑动轴承39。输入轴11与输出轴12以在同一轴上旋转自如的方式支承于壳体30、49。
[0039]输入轴11形成为圆筒状，在输入轴11的内部同轴地收纳有扭杆21。扭杆21的上端部借助销28而连结于输入轴11的上端部。扭杆21的下端部自输入轴11的下端开口部突出，并借助梳状齿29而连结于输出轴12。扭杆21将经由转向盘输入至输入轴11的转向力矩传递到输出轴12，并且扭杆21对应于该转向力矩以旋转轴线O为中心进行扭转变形。
[0040]在电动动力转向装置I中设有非接触式的力矩传感器100，该力矩传感器100用于检测作用于将输入轴11与输出轴12之间连结的扭杆21的转向力矩。以下，对力矩传感器100进行说明。
[0041]力矩传感器100包括:磁场产生部22,其固定于输入轴11,且与输入轴11 一起旋转；旋转磁路部25，其固定于输出轴12，且与输出轴12 —起旋转；固定磁路部31，其固定于壳体30 ;以及作为磁检测器的磁传感器48,其检测伴随着扭杆21的扭转变形而自磁场产生部22通过旋转磁路部25引导至固定磁路部31的磁通密度。力矩传感器100基于磁传感器48的输出而检测作用于扭杆21的转向力矩。
[0042]也可以取代上述结构，将磁场产生部22以与输出轴12 —起旋转的方式固定于输出轴12，将旋转磁路部25以与输入轴11 一起旋转的方式固定于输入轴11。
[0043]如图1?图3所示，磁场产生部22包括压入输入轴11的环状的背磁轭24和结合于背磁轭24的下端面的环状的环形磁体23。
[0044]环形磁体23是在输入轴11的旋转轴线O方向上产生磁场的环状的永磁体。环形磁体23是通过朝向旋转轴线O方向磁化硬磁体而形成的多极磁体，具有沿周向以相等的宽度形成的12个磁极。换言之，在环形磁体23的上端面以及下端面沿周向交替配设有6个N极与6个S极。形成于环形磁体23的端面的磁极数在两个以上的范围内可任意设定。
[0045]背磁轭24在其下端面借助粘合剂而固定环形磁体23的上端面即上部磁极面。另夕卜，由于背磁轭24由软磁体形成，因此该背磁轭24在环形磁体23所带来的磁场作用下被磁化，从而吸附于环形磁体23。如此，环形磁体23与背磁轭24利用粘合剂的粘合力与磁力结合。背磁轭24具有作为将环形磁体23连结于输入轴11的连结构件的功能、以及作为结合环形磁体23的相邻磁极来引导磁通的轭铁的功能，使磁力集中于环形磁体23的下端面即下部磁极面。
[0046]如图1、图2、图4、以及图5所示，旋转磁路部25包括:第I软磁性环26以及第2软磁性环27，自磁场产生部22的环形磁体23产生的磁通被引导至该第I软磁性环26以及该第2软磁性环27 ;安装构件70，其安装于输出轴12 ；以及模制树脂71，其将第I软磁性环26以及第2软磁性环27固定于安装构件70。
[0047]第I软磁性环26包括环状的第I磁路环部26C、自第I磁路环部26C朝下突出的6个第I磁路柱部26B、自各第I磁路柱部26B的下端分别朝内弯折并与环形磁体23的下端面相对的第I磁路顶端部26A。第2软磁性环27包括环状的第2磁路环部27C、自第2磁路环部27C朝上突出的6个第2磁路柱部27B、自各第2磁路柱部27B的上端分别朝内弯折并与环形磁体23的下端面相对的第2磁路顶端部27A。
[0048]第I软磁性环26以及第2软磁性环27分别通过冲压加工而形成。第I软磁性环26以及第2软磁性环27并不局限于冲压加工，也可以通过铸造、烧结等形成。
[0049]第I磁路顶端部26A以及第2磁路顶端部27A形成为平板状。第I磁路顶端部26A与第2磁路顶端部27A在与扭杆21的旋转轴线O正交的同一平面上以旋转轴线O为中心沿周向隔开相等间隔交替配置。
[0050]另外，第I磁路顶端部26A与第2磁路顶端部27A配置为，在力矩不作用于扭杆21的中立状态下，第I磁路顶端部26A与第2磁路顶端部27A的沿扭杆21的径向延伸的各自的中心线指向环形磁体23的N极与S极的交界。
[0051]第I磁路柱部26B与第2磁路柱部27B分别形成为平板状，并沿旋转轴线O方向延伸设置。第I磁路柱部26B以隔开预定的间隙而包围环形磁体23的外周面的方式配置。第I磁路柱部26B以使环形磁体23的磁通不会短路的方式设置。另外，第2磁路柱部27B沿旋转轴线O向与第I磁路柱部26B相反的方向延伸设置。
[0052]第I磁路环部26C以及第2磁路环部27C配置在与旋转轴线O正交的平面上，并形成整周相连的环状。第I磁路环部26C以及第2磁路环部27C并不局限于该形状，也可以是局部形成有狭缝的C字形状。
[0053]第I磁路环部26C配置在比环形磁体23的下端面靠上方的位置，第2磁路环部27C配置在比环形磁体23靠下方的位置。换言之，环形磁石23在旋转轴线O方向上配置于第I磁路环部26C与第2磁路环部27C之间。
[0054]如图1、图2、图4、图6、以及图7所示，固定磁路部31包括:第I集磁环32，其沿第I软磁性环26的第I磁路环部26C的外周设置；第2集磁环33，其沿第2软磁性环27的第2磁路环部27C的外周设置；第I集磁磁轭34，其连接于第I集磁环32 ；以及第2集磁磁轭35，其连接于第2集磁环33。此外，在图4中省略了第I集磁环32以及第2集磁环33的一部分的图不。
[0055]第I集磁环32以及第2集磁环33呈局部形成有狭缝的C字形状，并铆接固定于壳体30的内周面。第I集磁环32的内周面与第I软磁性环26的第I磁路环部26C相对，第2集磁环33的内周面与第2软磁性环27的第2磁路环部27C相对。
[0056]如此，第I集磁环32以及第2集磁环33配置于旋转磁路部25的外周，具有缓和旋转磁路部25的旋转振摆、偏心的影响而向磁传感器48侧引导磁通的功能。
[0057]第I集磁磁轭34形成为具有与第I集磁环32的外周面抵接的圆弧状内周面34a的块状，第2集磁磁轭35形成为具有与第2集磁环33的外周面抵接的圆弧状内周面35a的块状。
[0058]在第I集磁磁轭34沿旋转轴线O方向延伸设置有一对集磁凸部34b，在第2集磁磁轭35也沿旋转轴线O方向延伸设置有一对集磁凸部35b。第I集磁磁轭34的一对集磁凸部34b与第2集磁磁轭35的一对集磁凸部35b以预定的缝隙即磁隙而彼此相对。换言之，在第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35之间形成有沿周向排列的一对磁隙。在各个磁隙内设置磁传感器48。
[0059]第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35具有将来自旋转磁路部25的磁通经由第I集磁环32以及第2集磁环33向磁传感器48聚集的功能。
[0060]第I集磁磁轭34、第2集磁磁轭35、磁传感器48、以及基板47借助模制树脂固定于传感器保持件40。树脂制的传感器保持件40的圆筒部40a插入到壳体30的开口部30a中，并且借助插入紧固孔40b中的螺栓而安装于金属制的壳体30。
[0061]在用于检测磁场的磁传感器48中使用了霍尔元件。霍尔元件将与通过该霍尔元件的磁通密度相对应的电压作为信号而输出。磁传感器48将与磁隙的磁场的大小以及方向相对应的电压通过基板47以及端子44而输出。端子44借助连接于传感器保持件40的布线而与控制器连接。也可以在磁传感器48中使用具有放大霍尔元件的信号的电路、进行温度补偿的电路、以及静噪滤波器的电路等的磁传感器。
[0062]磁传感器48与形成于第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35之间并沿周向排列的一对磁隙相对应地设有一对，一方为主系统，另一方为副系统。在电动动力转向装置I的电动马达的控制中使用自主系统的磁传感器48输出的输出电压。自副系统的磁传感器48输出的输出电压是为了用控制器诊断力矩传感器100的异常而使用的。具体而言，控制器比较用主系统检测出的转向力矩与用副系统检测出的转向力矩，在判断为它们的差为预先确定的容许差以上的情况下，判定为力矩传感器100已产生异常。
[0063]接下来，对利用力矩传感器100检测作用于扭杆21的转向力矩的检测方法进行说明。
[0064]在力矩未作用于扭杆21的中立状态下，第I软磁性环26的第I磁路顶端部26A与第2软磁性环27的第2磁路顶端部27A分别以相同面积与环形磁体23的N极以及S极相对，使两者磁短路。因此，磁通无法被引导至旋转磁路部25与固定磁路部31。
[0065]在通过驾驶员操作转向盘而使指定方向的力矩作用于扭杆21的情况下，扭杆12根据该力矩的方向而扭转变形。当扭杆21扭转变形时，第I磁路顶端部26A以比S极大的面积与N极相对，另一方面，第2磁路顶端部27A以比N极大的面积与S极相对。来自环形磁体23的磁通通过旋转磁路部25而引导至固定磁路部31。具体而言，是自N极经由第I软磁性环26、第I集磁环32、第I集磁磁轭34、第2集磁磁轭35、第2集磁环33、第2软磁性环27而朝向S极的路径。设置于第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35之间的磁隙的磁传感器48输出与磁通的大小以及方向相对应的信号。
[0066]另一方面，在通过驾驶员操作转向盘而使与上述相反方向的力矩作用于扭杆21的情况下，扭杆21根据该力矩的方向而向相反方向扭转变形。当扭杆12扭转变形时，第I磁路顶端部26A以比N极大的面积与S极相对，另一方面,第2磁路顶端部27A以比S极大的面积与N极相对。来自环形磁体23的磁通通过旋转磁路部25而引导至固定磁路部31,成为与上述相反的路径。具体而言，是自N极经由第2软磁性环27、第2集磁环33、第2集磁磁轭35、第I集磁磁轭34、第I集磁环32、第I软磁性环26而朝向S极的路径。设置于第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35之间的磁隙的磁传感器48输出与磁通的大小以及方向相对应的信号。
[0067]第I磁路顶端部26A与环形磁体23的N极和S极相对的面积差、以及第2磁路顶端部27A与环形磁体23的N极和S极相对的面积差越大，引导到磁隙的磁通越大，磁传感器48的输出信号也增大。因此，通过增加环形磁体23的磁极数，能够提高引导至磁传感器48的磁通密度。
[0068]这里，参照图8、图9、以及图23对旋转磁路部25内的泄漏磁通进行说明。
[0069]图8是表示扭杆21扭转变形，第I软磁性环26的第I磁路顶端部26A以比S极大的面积与N极相对，第2软磁性环27的第2磁路顶端部27A以比N极大的面积与S极相对时的磁通路径的图，实线箭头表示正规的磁通的路径，虚线箭头表示泄漏磁通的路径。
[0070]泄漏磁通自第I软磁性环26绕过磁传感器48而被引导至第2软磁性环27。如此，独立于正规的磁通的路径，在旋转磁路部25内存在使第I软磁性环26与第2软磁性环27短路的泄漏磁通的路径(图23中曲线的箭头所示的路径)。由于泄漏磁通的路径自环形磁体23的N极通过第I软磁性环26以及第2软磁性环27而朝向S极，因此仅存在磁极数量的泄漏磁通的路径。在本实施方式中，环形磁体23具有6对N极与S极，因此使第I软磁性环26与第2软磁性环27短路的磁通的路径存在6个。
[0071]图9是表示泄漏磁通影响下的力矩传感器100的检测误差的图表。图9的横轴是输入轴11的旋转角度，纵轴是力矩传感器100所检测出的转向力矩(检测力矩)。另外，图9中实线是主系统的检测力矩，虚线是副系统的检测力矩。
[0072]图9是表示以作用于扭杆21的转向力矩恒定的方式使输入轴11旋转一圈时的力矩传感器100的检测力矩。作用于扭杆21的转向力矩恒定，因此本来的话力矩传感器100的检测力矩必须恒定。但是，力矩传感器100的检测力矩如图9所示那样以60°周期变化。这是因为，使第I软磁性环26与第2软磁性环27短路的泄漏磁通的路径如上述那样存在6个，该6个泄漏磁通伴随着输入轴11的旋转而变得大小不均进而被检测出。如此，力矩传感器100检测出取决于输入轴11的旋转角度的泄漏磁通的变化，换言之，也检测出与扭杆14的扭转变形无关的泄漏磁通的变化。
[0073]当磁传感器48获取与扭杆14的扭转变形无关的泄漏磁通的变化(误差成分)时，磁传感器48检测出在伴随着扭杆14的扭转变形的实际磁通密度中重叠有与扭杆14的扭转变形无关的泄漏磁通的变化的磁通密度，在力矩传感器100中产生检测误差。当在力矩传感器100中产生检测误差时，利用电动马达施加于输出轴12的转向辅助力矩将产生误差。因此，在利用电动动力转向装置I谋求精度较高的控制的情况下，需要防止与扭杆14的扭转变形无关的泄漏磁通的变化所引起的力矩传感器100的检测误差。
[0074]作为其对策，如图2、图4、图6、以及图7所示，在旋转磁路部25与磁传感器48之间配置屏蔽板50,该屏蔽板50用于在第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35之间引导泄漏磁通，并将磁传感器48相对于泄漏磁通进行磁屏蔽。
[0075]屏蔽板50呈具有与第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35的内周面34a、35a大致相同的曲率半径的圆弧形状，屏蔽板50由磁性材料、具体而言为软磁体形成。
[0076]屏蔽板50与第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35 —起借助模制树脂一体成型于传感器保持件40 (参照图6)。具体而言，屏蔽板50形成于第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35之间并固定于支承两者的模制树脂51 (参照图2)。屏蔽板50与模制树脂51通过嵌入成型或者注塑成形而一体成型。
[0077]屏蔽板50以内周面50a与内周面34a、35a处于同一面上的方式、并且在第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35之间与两者隔开预定的缝隙52、53而配置。
[0078]通过在第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35之间配置屏蔽板50，使得旋转磁路部25内的泄漏磁通被引导到屏蔽板50而不能到达磁传感器48。如此，由于在屏蔽板50的作用下相对于旋转磁路部25内的泄漏磁通被磁屏蔽，因此磁传感器48不会受到与扭杆14的扭转变形无关的泄漏磁通的变化的影响。因此，力矩传感器100的检测误差消失，力矩传感器100的检测精度提高。
[0079]当屏蔽板50与第I集磁磁轭34之间的缝隙52以及屏蔽板50与第2集磁磁轭35之间的缝隙53过小时，第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35经由屏蔽板50而短路，磁传感器48所检测出的磁通密度将降低。因此，缝隙52、53设定为如下尺寸:能够抑制磁传感器48的检测磁通密度的降低、并且能够将磁传感器48相对于旋转磁路部25内的泄漏磁通进行磁屏蔽的尺寸。
[0080]根据以上的第I实施方式，起到以下所示的效果。
[0081 ] 通过在第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35之间设置屏蔽板50，旋转磁路部25内的泄漏磁通被屏蔽板55引导而自第I集磁磁轭34向第2集磁磁轭35或者自第2集磁磁轭35向第I集磁磁轭34并绕过磁传感器48而被引导。如此，由于旋转磁路部25内的泄漏磁通不能到达磁传感器48，因此磁传感器48不会受到与扭杆14的扭转变形无关的泄漏磁通的变化的影响。因此，不再存在旋转磁路部25内的泄漏磁通所引起的力矩传感器100的检测误差，力矩传感器100的检测精度提高。
[0082]另外，由于通过设置屏蔽板50而消除旋转磁路部25内的泄漏磁通所引起的力矩传感器100的检测误差，因此能够将磁传感器48靠近输入输出轴11、12而配置，能够使力矩传感器100小型化。
[0083]<第2实施方式>
[0084]接下来，参照图10?图13对本发明的第2实施方式的力矩传感器200进行说明。以下，仅对与上述第I实施方式不同的点进行说明，对与第I实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
[0085]力矩传感器200与上述第I实施方式的不同之处在于，用于在第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35之间引导泄漏磁通的屏蔽板60的结构。在上述第I实施方式中，屏蔽板50独立于第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35地形成，但是力矩传感器200中的屏蔽板60与第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35—体地形成。以下，对屏蔽板60进行详细说明。
[0086]第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35分别具有延长其局部而形成的第I延长部34c以及第2延长部35c。第I延长部34c与第2延长部35c向彼此靠近的方向延长而形成，并隔开预定的缝隙61而相对配置。
[0087]屏蔽板60由隔开预定的缝隙61而相对配置的第I延长部34c与第2延长部35c构成，并配置于旋转磁路部25与磁传感器48之间。屏蔽板60具有与上述第I实施方式中的屏蔽板50相同的功能。换言之，屏蔽板60在第I集磁磁轭34与第2集磁磁轭35之间引导泄漏磁通，并将磁传感器48相对于泄漏磁通进行磁屏蔽。
[0088]与上述第I实施方式相同，第I延长部34c与第2延长部35c的缝隙61被设定为如下尺寸:能够抑制磁传感器48的检测磁通密度的降低、并且能够将磁传感器48相对于旋转磁路部25内的泄漏磁通进行磁屏蔽的尺寸。
[0089]根据以上的第2实施方式，起到以下所示的效果。
[0090]通过设置与第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35 —体地形成的屏蔽板55，使得旋转磁路部25内的泄漏磁通被屏蔽板55引导而自第I集磁磁轭34向第2集磁磁轭35或者自第2集磁磁轭35向第I集磁磁轭34并绕过磁传感器48被引导。如此，由于旋转磁路部25内的泄漏磁通不能到达磁传感器48，因此磁传感器48不会受到与扭杆14的扭转变形无关的泄漏磁通的变化的影响。因此，不再存在旋转磁路部25内的泄漏磁通所引起的力矩传感器100的检测误差，力矩传感器100的检测精度提高。
[0091]另外，由于通过设置屏蔽板60而消除旋转磁路部25内的泄漏磁通所引起的力矩传感器200的检测误差，因此能够将磁传感器48靠近输入输出轴11、12而配置，能够使力矩传感器200小型化。
[0092]而且，由于屏蔽板60由将第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35的局部延长而成的第I延长部34c与第2延长部35c构成，因此与屏蔽板50独立于第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35地设置的上述第I实施方式的力矩传感器100相比较，能够减少部件数量。
[0093]<第3实施方式>
[0094]接下来，参照图14?图18对本发明的第3实施方式的力矩传感器300进行说明。以下，仅对与上述第I实施方式不同的点进行说明，对与第I实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
[0095]在旋转磁路部25与磁传感器48之间配置屏蔽板55,该屏蔽板55用于在第I集磁环32与第2集磁环33之间引导泄漏磁通，并将磁传感器48相对于泄漏磁通进行磁屏蔽。
[0096]屏蔽板55呈具有与第I集磁环32以及第2集磁环33大致相同的曲率半径的圆弧形状，并具有与第I集磁环32以及第2集磁环33大致相同的厚度。屏蔽板55由磁性材料、具体而言为软磁体形成。
[0097]屏蔽板55与壳体30—体成型。具体而言,屏蔽板55固定于如图6所不那样以结合于壳体30的开口部30a的内周面并横截开口部30a的方式形成的树脂件56。屏蔽板55与树脂件56通过嵌入成型或者注塑成形而一体成型。在屏蔽板55的两端部形成有缺口55a,该缺口 55a用于在一体成型屏蔽板55与树脂件56时、供用于对屏蔽板55进行定位的销嵌入。
[0098]也可以取代将屏蔽板55与壳体30 —体成型,而将屏蔽板55与传感器保持件40一体成型。在该情况下，屏蔽板55形成于第I集磁磁轭34以及第2集磁磁轭35之间并固定于支承两者的模制树脂51 (参照图2)。
[0099]屏蔽板55在第I集磁环32与第2集磁环33之间与两者隔开预定的缝隙57、58而配置。
[0100]通过在第I集磁环32与第2集磁环33之间配置屏蔽板55，使得旋转磁路部25内的泄漏磁通被屏蔽板55引导而不能到达磁传感器48。如此，由于在屏蔽板55的作用下相对于旋转磁路部25内的泄漏磁通被磁屏蔽，因此磁传感器48不会受到与扭杆14的扭转变形无关的泄漏磁通的变化的影响。因此，力矩传感器300的检测误差消失，力矩传感器300的检测精度提闻。
[0101]当屏蔽板55与第I集磁环32之间的缝隙57以及屏蔽板55与第2集磁环33之间的缝隙58过小时，第I集磁环32与第2集磁环33经由屏蔽板55而短路，磁传感器48所检测出的磁通密度降低。因此，缝隙57、58设定为如下尺寸:能够抑制磁传感器48的检测磁通密度的降低、并且能够将磁传感器48相对于旋转磁路部25内的泄漏磁通进行磁屏蔽的尺寸。
[0102]根据以上的第3实施方式，起到以下所示的效果。
[0103]通过在第I集磁环32与第2集磁环33之间设置屏蔽板55，旋转磁路部25内的泄漏磁通被屏蔽板55引导而自第I集磁环32向第2集磁环33或者自第2集磁环33向第I集磁环32并绕过磁传感器48而被引导。如此，由于旋转磁路部25内的泄漏磁通不能到达磁传感器48，因此磁传感器48不会受到与扭杆14的扭转变形无关的泄漏磁通的变化的影响。因此，不再存在旋转磁路部25内的泄漏磁通所引起的力矩传感器300的检测误差，力矩传感器300的检测精度提高。
[0104]另外，由于通过设置屏蔽板55而消除旋转磁路部25内的泄漏磁通所引起的力矩传感器300的检测误差，因此能够将磁传感器48靠近输入输出轴11、12而配置，能够使力矩传感器300小型化。
[0105]<第4实施方式>
[0106]接下来，参照图19?图22对本发明的第4实施方式的力矩传感器400进行说明。以下，仅对与上述第3实施方式不同的点进行说明，对与第3实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
[0107]力矩传感器400与上述第3实施方式的不同之处在于，用于在第I集磁环32与第2集磁环33之间引导泄漏磁通的屏蔽板65的结构。在上述第3实施方式中，屏蔽板55独立于第I集磁环32与第2集磁环33地形成，但是力矩传感器400中的屏蔽板65与第I集磁环32以及第2集磁环33 —体地形成。以下对屏蔽板65进行详细说明。
[0108]第I集磁环32以及第2集磁环33分别具有延长其局部而形成的第I延长部32a以及第2延长部33a。第I延长部32a与第2延长部33a向彼此靠近的方向延长而形成，并隔开预定的缝隙66而相对配置。
[0109]屏蔽板65由隔开预定的缝隙66而相对配置的第I延长部32a与第2延长部33a构成，并配置于旋转磁路部25与磁传感器48之间。屏蔽板65具有与上述第I实施方式中的屏蔽板55相同的功能。换言之，屏蔽板65在第I集磁环32与第2集磁环33之间引导泄漏磁通，并将磁传感器48相对于泄漏磁通进行磁屏蔽。
[0110]与上述第I实施方式相同，第I延长部32a与第2延长部33a的缝隙66设定为如下尺寸:能够抑制磁传感器48的检测磁通密度的降低、并且能够将磁传感器48相对于旋转磁路部25内的泄漏磁通磁进行屏蔽的尺寸。
[0111]根据以上的第4实施方式，起到以下所示的效果。
[0112]通过设置与第I集磁环32以及第2集磁环33 —体地形成的屏蔽板55，使得旋转磁路部25内的泄漏磁通被屏蔽板55引导而自第I集磁环32向第2集磁环33或者自第2集磁环33向第I集磁环32并绕过磁传感器48被引导。如此，由于旋转磁路部25内的泄漏磁通不能到达磁传感器48，因此磁传感器48不会受到与扭杆14的扭转变形无关的泄漏磁通的变化的影响。因此，不再存在旋转磁路部25内的泄漏磁通所引起的力矩传感器400的检测误差，力矩传感器400的检测精度提高。
[0113]另外，由于通过设置屏蔽板65而消除旋转磁路部25内的泄漏磁通所引起的力矩传感器400的检测误差，因此能够将磁传感器48靠近输入输出轴11、12而配置，能够使力矩传感器400小型化。
[0114]而且，由于屏蔽板65由将第I集磁环32以及第2集磁环33的局部延长而成的第I延长部32a与第2延长部33a构成，因此与屏蔽板55独立于第I集磁环32以及第2集磁环33地设置的上述第3实施方式的力矩传感器300相比较，能够减少部件数量。
[0115]以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。
[0116]本申请基于2012年3月22日向日本国特许厅提出申请的特愿2012 — 65755以及2012年3月22日向日本国特许厅提出申请的特愿2012 — 65765要求优先权，并将这些申请的全部内容以参照的方式引入到本说明书中。
[0117]工业上的可利用性
[0118]本发明能够用作电动动力转向装置所使用的力矩传感器，该电动动力转向装置用于辅助驾驶员施加于方向盘的转向力。
【权利要求】
1.一种力矩传感器，其用于检测作用于扭杆的力矩，该扭杆将以旋转自如的方式支承于壳体内的第I轴与第2轴相连结，其中，该力矩传感器包括: 磁场产生部，其与上述第I轴一起旋转； 旋转磁路部，其与上述第2轴一起旋转； 固定磁路部，其固定于上述壳体； 磁检测器，其用于检测伴随着上述扭杆的扭转变形而自上述磁场产生部通过上述旋转磁路部而引导到上述固定磁路部的磁通密度；以及 屏蔽板，其配置于上述旋转磁路部与上述磁检测器之间，并将上述磁检测器进行磁屏蔽。
2.根据权利要求1所述的力矩传感器，其中， 上述旋转磁路部包括第I软磁性环以及第2软磁性环，伴随着上述扭杆的扭转变形而自上述磁场产生部产生的磁通引导至该第I软磁性环以及该第2软磁性环， 上述固定磁路部包括: 第I集磁环以及第2集磁环，该第I集磁环以及该第2集磁环分别沿上述第I软磁性环的外周以及上述第2软磁性环的外周设置；以及 第I集磁磁轭以及第2集磁磁轭，该第I集磁磁轭以及该第2集磁磁轭分别连接于上述第I集磁环以及上述第2集磁环，并隔开供上述磁检测器设置的磁隙而相对配置； 上述屏蔽板配置为，在上述第I集磁磁轭与上述第2集磁磁轭之间引导上述旋转磁路部处的泄漏磁通。
3.根据权利要求2所述的力矩传感器，其中， 上述屏蔽板在上述第I集磁磁轭与上述第2集磁磁轭之间相对于该第I集磁磁轭和该第2集磁磁轭隔开预定的缝隙而配置。
4.根据权利要求2所述的力矩传感器，其中， 上述第I集磁磁轭具有延长该第I集磁磁轭的局部而形成的第I延长部，上述第2集磁磁轭具有延长该第2集磁磁轭的局部而形成的第2延长部， 上述屏蔽板由隔开预定的缝隙而相对配置的上述第I延长部与上述第2延长部构成。
5.根据权利要求1所述的力矩传感器，其中， 上述旋转磁路部包括第I软磁性环以及第2软磁性环，伴随着上述扭杆的扭转变形而自上述磁场产生部产生的磁通引导至该第I软磁性环以及该第2软磁性环， 上述固定磁路部包括分别沿上述第I软磁性环的外周以及上述第2软磁性环的外周设置的第I集磁环以及第2集磁环， 上述屏蔽板配置为，在上述第I集磁环与上述第2集磁环之间引导上述旋转磁路部处的泄漏磁通。
6.根据权利要求5所述的力矩传感器，其中， 上述屏蔽板在上述第I集磁环与上述第2集磁环之间相对于该第I集磁环和该第2集磁环隔开预定的缝隙而配置。
7.根据权利要求5所述的力矩传感器，其中， 上述第I集磁环具有延长该第I集磁环的局部而形成的第I延长部，上述第2集磁环具有延长该第2集磁环的局部而形成的第2延长部，上述屏蔽板由隔开预定的缝隙而相对配置的上述第I延长部与上述第2延长部构成。
【文档编号】G01L3/10GK104169701SQ201380013190
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2012年3月22日
【发明者】前原秀雄, 山田亮太, 堤和彦, 林贵幸 申请人:萱场工业株式会社