JP5439446B2 - 磁歪式トルクセンサ - Google Patents
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Description
加えて、特許文献1の図3で示されるようなステアリング軸12bは、外部に露出している。従って、本発明者らは、ステアリング軸12bの上部からの外部磁界ノイズが回転軸12に進入して、磁歪式トルクセンサの検出精度を低下することを認識した。
前記磁歪部を励磁する励磁コイルと、
前記磁歪部の磁気特性の変化を検出する検出コイルと、
少なくとも前記励磁コイルの周りを囲む磁気シールドと
を備える磁歪式トルクセンサであって、
前記回転軸は磁性材料で構成され、
前記磁気シールドは、前記磁歪部を有しない前記回転軸の部分の周りをさらに囲み、
前記磁気シールドは、前記励磁コイルに対応する部分に前記回転軸の中心軸に平行なスリットを有することを特徴とする磁歪式トルクセンサに関係する。
また、磁気シールドは、少なくとも励磁コイルの周りを囲み、回転軸の上部以外の他の方向から外部磁界ノイズを抑制することができる。しかしながら、励磁コイルによって発生する磁束は、磁気シールドに流れる渦電流によって減少してしまい、その結果、磁歪式トルクセンサの検出感度を低下させてしまう。そこで、磁気シールドは、励磁コイルに対応する部分にスリットを有し、スリットで、検出感度の低下を抑制することができる。
なお、励磁コイル及び検出コイルは、兼用コイルで構成してもよく、専用の励磁コイルと専用の検出コイルとの組み合わせで構成してもよい。
前記励磁コイルに対向する前記磁気シールドの部分と前記中心軸との間の距離は、前記円環部と前記中心軸との間の距離よりも長くてもよい。
制御部42は、電源回路、モータ電流を検出する電流センサ、入力インターフェース回路、マイクロプロセッサ、出力インターフェース回路、FETブリッジ回路などによって構成される。入力インターフェース回路は、外部からトルク信号や車速信号やモータ回転信号などを取り込むものである。マイクロプロセッサは、入力インターフェース回路によって取り込んだトルク信号や車速信号などに基づいて、電動モータ43をベクトル制御するものである。出力インターフェース回路は、マイクロプロセッサの出力信号をFETブリッジ回路への駆動信号に変換するものである。FETブリッジ回路は、電動モータ43(ブラシレスモータ)に3相交流電流を通電するスイッチング素子である。
そして、制御部42は、回転センサによって検出された回転信号と、モータ電流センサによって検出された電流信号とに基づいて、d−q変換された、実q軸電流及び実d軸電流を、前記目標q軸電流及び目標d軸電流に一致させるように、PI制御をする。
減速機構44は、例えばウォームギヤ機構によって構成される。以下、減速機構44のことを、適宜「ウォームギヤ機構44」と言い換えることにする。
磁気シールド54aは、ネジ57でセンサハウジング55に固定され、磁気シールド54b(フランジ)は、ボルト58により取り付けられている。ハウジング51に対して、センサハウジング55は、磁気シールド54bを介して径方向への移動が規制されている。
言い換えると、操舵トルクセンサ41は、回転軸24に設けた一対の磁歪部81,82と、磁歪部81,82の周囲に設けた検出部83とからなる。
磁気シールド54bは、第4の円筒部54b1及びフランジ54b2を有し、磁気シールド54bの材料は、磁気シールド54aの材料と同じでもよく、異なってもよい。磁気シールド54b(第4の円筒部54b1)は、磁気シールド54a(第3の円環部54a5)に対向し、磁束は、第3の円環部54a5側から第4の円筒部54b1側にさらに乗り移る。磁気シールド54a(第3の円環部54a5)と磁気シールド54b(第4の円筒部54b1)との隙間は、例えば、0.5〜1mmであるが、この範囲に限定されない。第4の円筒部54b1側に乗り移った磁束は、フランジ54b2に進行する。このように、磁気シールド54a(54a1〜54a5)は、ステアリングハンドル21側から回転軸24に進入する外部磁界ノイズを磁気シールド54b(54b1,54b2)に中継する。
図5の例において、磁気シールド54bは、中心軸CLに平行なスリットを有しないが、磁気シールド54bは、例えば、磁歪膜81を励磁するコイル85,85に対応する部分に回転軸24の中心軸CLに平行なスリットを有してもよい。
Claims (1)
- 磁歪部を有する回転軸と、前記磁歪部を励磁する励磁コイルと、
前記磁歪部の磁気特性の変化を検出する検出コイルと、少なくとも前記励磁コイルの周りを囲む磁気シールドとを備える磁歪式トルクセンサであって、前記回転軸は磁性材料で構成され、
前記磁気シールドは、前記磁歪部を有しない前記回転軸の部分の周りをさらに囲み、
前記磁気シールドは、前記励磁コイルに対応する部分に前記回転軸の中心軸に平行なスリットを有し、
前記磁気シールドは、前記磁歪部を有しない前記回転軸の前記部分に対応する部分に、前記スリットの代わりに一体成型された円環部を有し、前記励磁コイルに対向する前記磁気シールドの部分と前記中心軸との間の距離は、前記円環部と前記中心軸との間の距離よりも長いことを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
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