CN217111257U - 转子的固定结构、感应传感器和电动助力转向*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转子的固定结构、感应传感器和电动助力转向***。所述转子的固定结构包括第一转子、限位件和壳体。所述第一转子包括第一套筒部和第一环形壁，所述第一环形壁上的一端设置有第一凸出部；所述限位件固定连接于所述第一套筒部和/或所述第一环形壁，所述限位件的第一端面与所述第一环形壁的另一端贴合，且凸出于所述第一环形壁；所述壳体包括与所述第一环形壁同轴的第二环形壁，所述第二环形壁朝向所述第一环形壁的一侧设置有第二凸出部，所述第二凸出部限位于所述第一凸出部、第一环形壁和限位件之间，所述第一转子与所述壳体可转动地固定连接。采用上述技术方案后，可以显著降低第一转子转动时产生的振动和噪声。

Description

转子的固定结构、感应传感器和电动助力转向***

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及转子的固定结构、感应传感器和电动助力转向***。

背景技术

扭矩传感器通常包括壳体和转子，转子固定连接在轴上，同时与壳体可转动地固定连接，壳体上设置有具有感应模块的PCB，感应模块通过感应转子的转动情况获取扭矩信息。

图1为现在技术中转子10与壳体20的结构示意图，其中，转子10沿周向间隔地设置有四个弹性壁11，弹性壁11上设置有凸起部；壳体20上设置有环形壁21，环形壁21 上沿周向设置有与凸起部匹配的凹槽部，通过将弹性壁11的凸起部卡入环形壁21的凹槽部中，使转子10与壳体20可转动地固定连接。

现有技术的方案，转子10与壳体20的摩擦面是多个且分开的，转子转动时振动较大，产生的噪声较大。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种能够减小转子转动时振动和噪声的转子固定结构、具有该转子固定结构的感应传感器及具有该传感器的电子助力转向***。

本实用新型公开了一种转子的固定结构，其包括：

第一转子(100)，所述第一转子(100)包括第一套筒部(110)和第一环形壁(120)，所述第一套筒部(110)用于固定套设在第一轴上，所述第一环形壁(120)固定设置于所述第一套筒部(110)远离所述第一轴的一侧，所述第一环形壁(120)在所述其轴向方向上的第一端处设置有第一凸出部(121)，所述第一凸出部(121)向远离所述第一套筒部(110)的方向凸出；

限位件(200)，所述限位件(200)套设于所述第一套筒部(110)远离所述第一轴的一侧，所述限位件(200)固定连接于所述第一套筒部(110)和/或所述第一环形壁(120)，所述限位件(200)的第一端面与所述第一环形壁(120)在其轴向方向上的第二端贴合，所述限位件(200)在所述第一环形壁(120)的径向方向上凸出于所述第一环形壁(120)；

壳体(300)，所述壳体(300)包括与所述第一环形壁(120)同轴的第二环形壁(310)，第二环形壁(310)朝向所述第一环形壁(120)的一侧沿周向设置有第二凸出部(311)，所述第二凸出部(311)朝向所述第一环形壁(120)的一侧与所述第一环形壁(120)远离所述第一套筒部(110)的一侧抵接，所述第二凸出部(311)在其轴向方向上的第一端与所述第一凸出部(121)抵接，所述第二凸出部(311)在其轴向方向上的第二端与所述限位件(200)的第一端面抵接。

优选地，所述限位件(200)的第一端面与所述第一环形壁(120)的第二端通过激光焊接连接。

本实用新型还公开了一种感应传感器，其包括如上所述的固定结构，其中，所述第一转子(100)上设置有第一感应件(1211)；

所述感应传感器还包括：

第二转子(400)，所述第二转子(400)包括第二套筒部(410)和固定设置于所述第二套筒部(410)上的第二感应件(420)，所述第二套筒部(410)用于套设在一与所述第一轴通过扭力棒连接的第二轴上；

PCB(500)，所述PCB(500)与所述壳体(300)固定连接，所述PCB(500)用于感应所述第一感应件(1211)和所述第二感应件(420)的转动情况，输出扭矩信号。

优选地，所述PCB(500)用于通过电磁感应、电阻应变式传感、电感式传感、电容式传感、压电式传感、光电式传感或霍尔式传感感应所述第一感应件(1211)和第二感应件(420)的转动情况。

优选地，所述感应传感器还包括第一盖板(600)；

所述第一盖板(600)与所述壳体(300)固定连接，所述PCB(500)夹持固定于所述第一盖板(600)与所述壳体(300)之间。

优选地，所述限位件(200)为第一齿轮；

所述感应传感器还包括第二齿轮(800)和第二盖板(900)；

所述第二齿轮(800)包括与所述第一齿轮啮合的第二齿轮本体(810)、位于所述第二齿轮本体(810)一端面的圆台形的第三凸出部(820)和固定连接于所述第三凸出部(820)上的磁体(830)；

所述壳体(300)上设置有与所述第三凸出部(820)和所述磁体(830)形状匹配的第一容纳部(320)，所述第三凸出部(820)和所述磁体(830)安装于所述第一容纳部 (320)中；

所述第二盖板(900)与所述壳体(300)固定连接，所述第二齿轮(800)夹持固定于所述盖板与所述壳体(300)之间；

所述PCB(500)用于感应所述磁体(830)的转动情况，获取所述第一齿轮转动的角度。

优选地，所述第一齿轮包括第一齿轮本体(210)和平面连接部(220)，所述平面连接部(220)第一端面与所述第一环形壁(120)在其轴向方向上的第二端贴合，所述平面连接部(220)在所述第一环形壁(120)的径向方向上凸出于所述第一环形壁(120)，所述第一齿轮本体(210)固定设置于所述平面连接部(220)的第二端面。

本实用新型还提供了一种电动助力转向***，其包括：

方向盘；

输入轴，与所述方向盘连接；

输出轴，所述输出轴与所述输入轴通过一扭力棒连接；

如上所述的感应传感器，所述感应传感器的第一转子(100)固定套设于所述输入轴，所述感应传感器的第二转子(400)固定套设于所述输出轴；

ECU控制单元，与所述感应传感器的PCB(500)连接；

电机，与所述ECU控制单元连接。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本申请的转子的固定结构，摩擦面为一个整体，转子转动时振动和噪音较小；

2.本申请的感应传感器将扭矩与角度的检测集成在同一模块中，通过更换不同的PCB，可以获得扭矩传感器与扭矩与角传感器这两种不同的感应传感器，产品结构不需要任何更改，不影响客户接口设计，通用性与互换性高。

附图说明

图1为现有技术中壳体与转子的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中的感应传感器的***示意图；

图3为图2的感应传感器的剖面示意图。

附图标记：

10-转子，11-弹性壁，20-壳体，21-环形壁，100-转子，110-第一套筒部，120-第一环形壁，121-第一凸出部，1211-第一感应件，200-第一齿轮，210-第一齿轮本体，220-平面连接部，300-壳体，310-第二环形壁，311-第二凸出部，400-第二转子，410-第二套筒部，420-第二感应件，500-PCB，600-第一盖板，700-输出接口，800-第二齿轮，810-第二齿轮本体，820-第三凸出部，830-磁体，900-第二盖板。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参见附图2、3，本实用新型一实施例中的感应传感器包括第一转子100、第一齿轮200、壳体300、第二转子400、PCB500、第一盖板600、输出接口700，第二齿轮800 和第二盖板900。

所述第一转子100包括第一套筒部110和第一环形壁120，所述第一套筒部110用于固定套设在第一轴上，所述第一环形壁120固定设置于所述第一套筒部110远离所述第一轴的一侧，所述第一环形壁120在所述其轴向方向上(所述轴向方向即图3中的上下方向)的第一端处设置有第一凸出部121，所述第一凸出部121沿所述第一环形壁120 的周向设置，所述第一凸出部121向远离所述第一套筒部110的方向凸出。所述第一凸出部121上设置有第一感应件1211。

所述第一齿轮200套设于所述第一套筒部110远离所述第一轴的一侧，所述第一齿轮200的第一端面与所述第一环形壁120在其轴向方向上的第二端贴合，在本实施例中，所述第一齿轮200的第一端面(图3中第一齿轮200下端面)与所述第一环形壁120在其轴向方向上的第二端(图3中第一环形壁120的上端)通过激光焊接的方式连接，所述第一齿轮200在所述第一环形壁120的径向方向上(所述径向方向即图3中的左右方向)凸出于所述第一环形壁120，从而第一凸出部121、第一环形壁120和第一齿轮200 共同形成一凹槽结构。在本实施例中，所述第一齿轮包括第一齿轮本体210和平面连接部220，所述平面连接部的220第一端面与所述第一环形壁120在其轴向方向上的第二端贴合，所述平面连接部220在所述第一环形壁120的径向方向上凸出于所述第一环形壁 (120)，所述第一齿轮本体210固定设置于所述平面连接部220的第二端面。从而，第一齿轮本体210的大小可以更灵活地设置，其齿顶圆直径无需超出第一环形壁120的直径，只要平面连接部220的直径超出第一环形壁120的直径即可。

所述壳体300包括与所述第一环形壁120同轴的第二环形壁310，所述第二环形壁中部为镂空区域，第二环形壁310朝向所述第一环形壁120的一侧沿其周向设置有第二凸出部311，所述第二凸出部311朝向所述第一环形壁120的一侧与所述第一环形壁120 远离所述第一套筒部110的一侧抵接，所述第二凸出部311在其轴向方向上的第一端(图3中第二凸出部311的下端)与所述第一凸出部121抵接，所述第二凸出部311在其轴向方向上的第二端(图3中第二凸出部311的上端)与所述第一齿轮200的第一端面抵接，也即，第二凸出部311卡入第一凸出部121、第一环形壁120和第一齿轮200共同形成的凹槽结构中，所述第一转子100与所述壳体300形成可转动地固定连接。具体地，所述第一转子100、第一齿轮200和壳体300在安装时，先将第一转子100***壳体300的第二环形壁310中的镂空区域，使所述第二凸出部311朝向所述第一环形壁120的一侧与所述第一环形壁120远离所述第一套筒部110的一侧抵接，使所述第二凸出部311的下端与所述第一凸出部121的上端抵接，然后将第一齿轮200套设于第一环形壁120的上端，再将第一齿轮200的下端面与所述第一环形壁120的上端通过激光焊接的方式连接，使第一转子100(和第一齿轮200)相对于壳体300实现可转动地固定，此时，第一转子 100相对于壳体300在径向上的位移通过第二凸出部311朝向所述第一环形壁120的一侧限定，第一转子100相对于壳体300在轴向上的位移，通过第二凸出部311与第一凸出部121和第一齿轮200的配合限定，第一转子100仅能相对于壳体300转动。需要说明的是，这里的抵接是指贴合或近似贴合，在本实施例，所述第二凸出部311与第一环形壁120之间近似贴合，存在微小的间隙，第二凸出部311与第一凸出部121和第一齿轮200之间也近似贴合，存在微小的间隙，以避免转动时的摩擦阻力过大。通过这样的结构，第一转子100相对于壳体300的摩擦面为一个整体，在转动过程中振动和噪音都比较小。在其它一些实施例中，如果仅考虑实现第一转子100相对于壳体300的可转动固定，所述第一齿轮200可以替换成其它的限位件，只需要将其套设于第一套筒部110远离所述第一轴的一侧，其一端面与所述第一环形壁120在其轴向方向上的第二端贴合，且在所述第一环形壁120的径向方向上凸出于所述第一环形壁120即可。所述限位件例如可以仅为平面连接部220。所述限位件可以固定连接于所述第一套筒部110和/或所述第一环形壁120，例如通过焊接或其它本领域技术人员已知的方式固定连接。

所述第二转子400包括第二套筒部410和固定设置于所述第二套筒部410上的第二感应件420，所述第二套筒部410用于套设在一与所述第一轴通过扭力棒连接的第二轴上。

所述PCB500与所述壳体300固定连接，所述PCB500设置有第一感应模块，其用于感应所述第一感应件1211和所述第二感应件420的转动情况，输出扭矩信号。具体地，所述PCB500可以通过电磁感应、电阻应变式传感、电感式传感、电容式传感、压电式传感、光电式传感或霍尔式传感感应所述第一感应件1211和第二感应件420的转动情况，获取第一转子100和第二转子400的转动角度，并将转动角度乘以扭力棒扭杆系数得到扭矩信息，进而向外输出扭矩信号。所述第一感应件1211、第二感应件420和PCB500 上的第一感应模块的具体结构可以由本领域技术人员根据上述的感应方式进行相应配置，这些都是本领域公知常识，这里不再具体说明。所述PCB500上设置有输出接口700，扭矩信号通过输出接口700向外输出。所述第一盖板600与所述壳体300通过螺钉固定连接，所述PCB500夹持固定于所述第一盖板600与所述壳体300之间。

所述第二齿轮800包括与所述第一齿轮200啮合的第二齿轮本体810、位于所述第二齿轮本体810一端面的圆台形的第三凸出部820和固定连接于所述第三凸出部820上的磁体830。在本实施例中，所述第三凸出部820下侧设置有一凹槽，所述磁体830朝向所述凹槽的一侧设置有与所述凹槽形状匹配的凸起，所述凸起***所述凹槽中，所述磁体 830与所述三凸出部820可以通过卡扣连接、胶接等本领域技术人员已知的连接方式固定连接。在所述壳体300上设置有与所述第三凸出部820和所述磁体830形状匹配的第一容纳部320，所述第三凸出部820和所述磁体830安装于所述第一容纳部320中。所述第二盖板900与所述壳体300通过卡扣固定连接，所述第二齿轮800夹持固定于所述第二盖板900与所述壳体300之间，从而使得第二齿轮800仅能相对于壳体300转动。从而，当第一转子100转动时，第一齿轮200转动时会带动第二齿轮800同步转动，也即，带动磁体830同步转动，所述PCB500上还设置有第二感应模块，其用于感应所述磁体830 的转动情况，获取所述第一齿轮200转动的角度(也即第一转子100的转动角度)，也即第一轴的转动圈数。

进一步地，在其它一些感应传感器的实施例中，可以不设置第二齿轮800，壳体300上也不设置与之对应的第一容纳部320，并将第一齿轮200替换成其它形式限位部，只要该限位部满足如上所述的限位要求即可，从而，感应传感器可以仅用于扭矩测量。

本实用新型还提供了一种电动助力转向***，其包括方向盘、输入轴、输出轴、上述任一实施例中的感应传感器、ECU控制单元和电机。所述输入轴与所述方向盘固定连接，所述输出轴与所述输入轴通过一扭力棒连接；所述感应传感器的第一转子固定套设于所述输入轴，所述感应传感器的第二转子固定套设于所述输出轴；所述ECU控制单元与所述感应传感器的PCB连接，获取扭矩信息；所述电机与所述ECU控制单元连接。

该电动助力转向***的工作原理为：方向盘转动时带动输入轴和输出轴转动，感应传感器获取转动的扭矩信息输出至ECU控制单元，ECU控制单元根据所述扭矩信息控制电机输出相应大小的转动力矩，带动车轮进行转向。如果不转向，则该***就不工作，处于休眠状态等待调用。由于电动助力转向的工作特性，驾驶员会感觉到开这样的车，方向感更好，高速时更稳，俗话说就是方向不发飘。又由于它不转向时不工作，所以，也一定程度上节省了能源。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种转子的固定结构，其特征在于，包括：

第一转子(100)，所述第一转子(100)包括第一套筒部(110)和第一环形壁(120)，所述第一套筒部(110)用于固定套设在第一轴上，所述第一环形壁(120)固定设置于所述第一套筒部(110)远离所述第一轴的一侧，所述第一环形壁(120)在轴向方向上的第一端处设置有第一凸出部(121)，所述第一凸出部(121)向远离所述第一套筒部(110)的方向凸出；

限位件(200)，所述限位件(200)套设于所述第一套筒部(110)远离所述第一轴的一侧，所述限位件(200)固定连接于所述第一套筒部(110)和/或所述第一环形壁(120)，所述限位件(200)的第一端面与所述第一环形壁(120)在其轴向方向上的第二端贴合，所述限位件(200)在所述第一环形壁(120)的径向方向上凸出于所述第一环形壁(120)；

壳体(300)，所述壳体(300)包括与所述第一环形壁(120)同轴的第二环形壁(310)，第二环形壁(310)朝向所述第一环形壁(120)的一侧沿周向设置有第二凸出部(311)，所述第二凸出部(311)朝向所述第一环形壁(120)的一侧与所述第一环形壁(120)远离所述第一套筒部(110)的一侧抵接，所述第二凸出部(311)在其轴向方向上的第一端与所述第一凸出部(121)抵接，所述第二凸出部(311)在其轴向方向上的第二端与所述限位件(200)的第一端面抵接。

2.如权利要求1所述的固定结构，其特征在于，

所述限位件(200)的第一端面与所述第一环形壁(120)的第二端通过激光焊接连接。

3.一种感应传感器，其特征在于，

包括如权利要求1-2中任一项所述的固定结构，其中，所述第一转子(100)上设置有第一感应件(1211)；

所述感应传感器还包括：

第二转子(400)，所述第二转子(400)包括第二套筒部(410)和固定设置于所述第二套筒部(410)上的第二感应件(420)，所述第二套筒部(410)用于套设在一与所述第一轴通过扭力棒连接的第二轴上；

PCB(500)，所述PCB(500)与所述壳体(300)固定连接，所述PCB(500)用于感应所述第一感应件(1211)和所述第二感应件(420)的转动情况，输出扭矩信号。

4.如权利要求3所述的感应传感器，其特征在于，

所述PCB(500)用于通过电磁感应、电阻应变式传感、电感式传感、电容式传感、压电式传感、光电式传感或霍尔式传感感应所述第一感应件(1211)和第二感应件(420)的转动情况。

5.如权利要求3所述的感应传感器，其特征在于，

所述感应传感器还包括第一盖板(600)；

所述第一盖板(600)与所述壳体(300)固定连接，所述PCB(500)夹持固定于所述第一盖板(600)与所述壳体(300)之间。

6.如权利要求3-5中任一项所述的感应传感器，其特征在于，

所述限位件(200)为第一齿轮；

所述感应传感器还包括第二齿轮(800)和第二盖板(900)；

所述第二齿轮(800)包括与所述第一齿轮啮合的第二齿轮本体(810)、位于所述第二齿轮本体(810)一端面的圆台形的第三凸出部(820)和固定连接于所述第三凸出部(820)上的磁体(830)；

所述壳体(300)上设置有与所述第三凸出部(820)和所述磁体(830)形状匹配的第一容纳部(320)，所述第三凸出部(820)和所述磁体(830)安装于所述第一容纳部(320)中；

所述第二盖板(900)与所述壳体(300)固定连接，所述第二齿轮(800)夹持固定于所述第二盖板(900)与所述壳体(300)之间；

所述PCB(500)用于感应所述磁体(830)的转动情况，获取所述第一齿轮转动的角度。

7.如权利要求6所述的感应传感器，其特征在于，

所述第一齿轮包括第一齿轮本体(210)和平面连接部(220)，所述平面连接部(220)第一端面与所述第一环形壁(120)在其轴向方向上的第二端贴合，所述平面连接部(220)在所述第一环形壁(120)的径向方向上凸出于所述第一环形壁(120)，所述第一齿轮本体(210)固定设置于所述平面连接部(220)的第二端面。

8.一种电动助力转向***，其特征在于，包括：

方向盘；

输入轴，与所述方向盘连接；

输出轴，所述输出轴与所述输入轴通过一扭力棒连接；

如权利要求3-7中任一项所述的感应传感器，所述感应传感器的第一转子(100)固定套设于所述输入轴，所述感应传感器的第二转子(400)固定套设于所述输出轴；

ECU控制单元，与所述感应传感器的PCB(500)连接；

电机，与所述ECU控制单元连接。

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