JP5814443B2 - トルクセンサ - Google Patents
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Description
本発明、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、多極磁石とヨークとを一体に回転させたとき、多極磁石から感磁部に直接到達する磁束によって発生する出力変動を低減するトルクセンサを提供することにある。
多極磁石からヨークを経由せず空間を通って磁気センサに直接到達する磁束による出力変動は、集磁部の軸方向の中間位置ではゼロとなる傾向がある。したがって、スペーサにより感磁部を集磁部の軸方向の中間位置に配置することで、出力変動を低減することができる。
なお、第1実施形態は、共通の構成を説明するための参考形態である。また、第2〜第14実施形態は欠番とする。
[電動パワーステアリング装置に適用されるトルクセンサの全体構成]
最初に、本発明の各実施形態のトルクセンサに共通の構成について説明する。なお、トルクセンサの符号は、第1実施形態のトルクセンサ101を代表として用いる。
図2に示すように、本発明の実施形態によるトルクセンサ101は、車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置に適用される。
図1に示すように、トルクセンサ(101)は、トーションバー13、多極磁石14、一組のヨーク31、32、一組の集磁リング(502)、及び磁気センサ41等から構成される。なお、トルクセンサ、及び一組の集磁リングは実施形態毎に符号が異なるため、ここでは符号に括弧を付けて示す。
円筒状の多極磁石14は、入力軸11に固定され、N極とS極とが周方向に交互に着磁される。例えば本実施形態では、N極とS極との数は12極対、計24極である。
以下、実施形態毎に、一組の集磁リング、磁気センサ等についての特有の構成、及び、その構成によって導かれる作用効果を説明する。
次に、スペーサを用いて出力変動を低減する本発明の第15〜第17実施形態について、図6〜図11を参照して説明する。
(第15実施形態)
まず、第15実施形態について、図6〜図9を参照して説明する。図6に示すトルクセンサ205において、図の上側に示される入力軸11側の集磁リング507は本体部561、連結部571、集磁部511を含み、図の下側に示される出力軸12側の集磁リング507は本体部562、連結部572、集磁部512を含む。以下、集磁部511を「第1集磁部」、集磁部512を「第2集磁部」と区別する。
一組の集磁リング507は、特許請求の範囲に記載の「一組の集磁体」に相当する。
そこで、第1集磁部511と磁気センサ41との間に適当な厚さのスペーサ81を介設することで、感磁部410が、第1集磁部511及び第2集磁部512から等距離の位置に配置されるようにする。すなわち、図7(b)、図8において、第1集磁部511から感磁部410までの距離d1と、第2集磁部512から感磁部410までの距離d2とが等しくなるように調整する。
図10に示すように、第16実施形態のトルクセンサ206では、集磁リング508の本体部563、564が仮想平面Dに対して非対称である。すなわち、図の上側の本体部563から仮想平面Dまでの距離e1と図の下側の本体部564から仮想平面Dまでの距離e3とは異なる。
しかし、第16、第17実施形態のいずれも、第1集磁部511から感磁部410までの距離d1と、第2集磁部512から感磁部410までの距離d2とは等しい。したがって、第15実施形態と同様に、出力変動を低減することができる。
スペーサの数は1つに限らず、複数のスペーサを組み合わせてもよい。例えば、第1集磁部511と磁気センサ41との間と、第2集磁部512と磁気センサ41との間とに、厚さの異なるスペーサをそれぞれ介設してもよい。その場合、2つのスペーサの厚さの差を利用して、集磁部511、512の中心に感磁部410を配置することができる。
或いは、集磁部を厚さ方向の中心に配置したICパッケージを特別に製作してもよい。この場合、思想的には、ICパッケージの樹脂モールド部分の一部が本発明のスペーサを包含するものと解釈することができる。
(ア)多極磁石の磁極数は、12極対、24極に限らない。また、これに対応するヨーク31、32の爪315、325の数も各12個に限らない。
(イ)上記説明におけるN極とS極とを逆にしてもよい。
11 ・・・入力軸(第1の軸)、 12 ・・・出力軸(第2の軸)、
13 ・・・トーションバー、 14 ・・・多極磁石、
31、32・・・一組のヨーク、
41 ・・・磁気センサ、
410・・・感磁部、
507、508・・・一組の集磁リング(一組の集磁体)、
81 ・・・スペーサ。
Claims (2)
- 第1の軸(11)と第2の軸(12)とを同軸上に連結し、前記第1の軸と前記第2の軸との間に加わるトルクを捩じれ変位に変換するトーションバー(13)と、
前記第1の軸または前記トーションバーの一端側に固定され、周方向にN極およびS極が交互に着磁された多極磁石(14)と、
前記多極磁石の径外側で前記第2の軸または前記トーションバーの他端側に固定され、かつ軸方向にギャップを介して対向し、前記多極磁石が発生する磁界内に磁気回路を形成する一組のヨーク(31、32)と、
本体部(561、562、563、564)、及び当該本体部の径外方向に突出して形成される集磁部(511、512)から構成され、前記一組のヨークから前記集磁部に磁束を集める一組の集磁体(507、508)と、
前記一組の集磁体の前記集磁部同士の間に設けられ、前記磁気回路に発生する磁束密度を検出する感磁部(410)を内部に有する平板状の磁気センサ(41)と、
前記磁気センサ内の前記感磁部が前記一組の集磁体の前記集磁部から等距離の位置に配置されるように前記集磁部と前記磁気センサとの間隔を調整するスペーサ(81)と、
を備え、
前記感磁部は、前記磁気センサの厚さ方向の中心からずれた位置に設けられており、
前記スペーサおよび前記磁気センサのモールド部分は、磁気的特性が同等であることを特徴とするトルクセンサ(205、206、207)。 - 前記スペーサおよび前記磁気センサのモールド部分は、非磁性体で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。
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