传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够减少部件个数、组装工时并提高向搭载对象的搭载性的传感器装置。能够检测作用于通过扭杆(233)连结有输入轴(231)和输出轴(232)的小齿轮轴(23)的扭矩以及小齿轮轴(23)的旋转角的传感器装置(6)具备由扭矩检测用的磁传感器(71、72)检测的磁场根据扭杆的扭曲量而变化的扭矩检测部(6a)、由旋转角检测用的磁传感器(73、74)检测的磁场根据小齿轮轴的旋转角而变化的旋转角检测部(6b)、收纳扭矩检测部和旋转角检测部的外壳(60)、以及被保持于外壳的基板(70)，扭矩检测用的磁传感器和旋转角检测用的磁传感器都安装于基板。

Sensor device

The invention provides a sensor device capable of reducing the number of components, assembling man-hour and improving the carrying ability to the carrying object. A sensor device capable of detecting the torque acting on a pinion shaft (23) connected with an input shaft (231) and an output shaft (232) through a torsion bar (233) and the rotation angle of the pinion shaft (23) is provided with a torque detection unit (6a) with magnetic sensors (71, 72) for measuring the magnetic field changing according to the torsion of the torsion bar, and a magnetic sensor (73, 74) for measuring the magnetic field according to the magnetic field measured by the rotation angle. The rotating angle detecting unit (6b), the housing (60) of the receiving torque detecting unit and the rotating angle detecting unit, and the base plate (70) which is kept on the housing are all installed on the base plate.

【技术实现步骤摘要】
传感器装置相关申请的交叉引用本申请主张于2017年10月13日提出的日本专利申请2017-199463号的优先权，并在此引用包括说明书、附图和说明书摘要的全部内容。
本专利技术涉及传感器装置，能够以通过具有挠性的扭力轴连结一对旋转轴部件而成的轴为检测对象，检测作用于轴的扭矩和轴的旋转角。
技术介绍
以往，能够检测通过具有挠性的扭力轴连结一对旋转轴部件而成的轴的扭矩和旋转角的传感器装置例如被用于车辆的转向装置(例如参照日本特开2013-92461号公报)。日本特开2013-92461号公报记载的转向装置在作为支承体的筒状的壳体部件插通有转向柱轴，伴随着方向盘的转向操纵操作的转向柱轴的旋转角和转向操纵扭矩由传感器装置检测。转向柱轴的输入轴与下轴通过扭杆连结。另外，该转向装置具备电动马达、将减速获得的电动马达的扭矩并传递至下轴的齿轮机构、以及根据传感器装置的检测结果控制电动马达的控制装置。传感器装置具备检测转向柱轴的旋转角的旋转角传感器、和检测转向操纵扭矩的扭矩传感器，在旋转角传感器与扭矩传感器之间配置有转向柱轴。扭矩传感器具备磁传感器、安装于输入轴的外周面的圆筒磁铁、包围圆筒磁铁而配置的第一轭和第二轭、以及将第一轭和第二轭产生的磁引导至磁传感器的第一集磁环和第二集磁环。第一轭和第二轭在第一保持部件上成型并与下轴一体旋转。第一集磁环和第二集磁环同磁传感器一起在第二保持部件上成型，并固定于壳体部件。旋转角传感器具备与形成于第一保持部件的外齿啮合并旋转的检测齿轮、与检测齿轮啮合并旋转的从属齿轮、检测被固定于检测齿轮的第一磁铁的磁的第一磁传感器、检测被固定于从属齿轮的第二磁铁的磁的第二磁传感器、以及安装有第一磁传感器和第二磁传感器的基板。如上述那样形成的传感器装置需要在壳体部件上分别安装扭矩传感器和旋转角传感器，布线也需要对应于各传感器来配线，所以难以减少部件个数、组装工时。另外，扭矩传感器和旋转角传感器分别在转向柱轴的径向上突出，所以还存在难以在避免与其它车载装置等干涉的同时确保搭载空间的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供能够减少部件个数、组装工时并能够实现降低成本的传感器装置。另外，本专利技术的其它目的是提供提高向车辆等搭载对象的搭载性的传感器装置。本专利技术的一实施方式提供一种传感器装置，以通过具有挠性的扭力轴连结有一对被支承体支承为能够旋转的旋转轴部件的轴为检测对象，能够检测作用于上述轴的扭矩和上述轴相对于上述支承体的旋转角，上述传感器装置具备：扭矩检测部，该扭矩检测部具备：设有沿上述轴的旋转轴线方向相互相向的对置部的一对软磁性体、在含有上述一对软磁性体的磁路上产生磁通的扭矩检测用的永久磁铁、及检测在上述对置部间产生的磁场的扭矩检测用的磁传感器，由上述扭矩检测用的磁传感器检测的磁场根据上述扭力轴的扭曲量变化；旋转角检测部，该旋转角检测部具有与同上述轴一起旋转的外齿齿轮啮合而旋转的旋转体、固定于上述旋转体的旋转角检测用的永久磁铁、及检测上述旋转角检测用的永久磁铁的磁场的旋转角检测用的磁传感器，由上述旋转角检测用的磁传感器检测的磁场根据上述轴的旋转角变化；外壳，该外壳收纳上述扭矩检测部和上述旋转角检测部；以及基板，该基板被保持于上述外壳，上述扭矩检测用的磁传感器被安装在形成于上述基板的第一安装部上，上述旋转角检测用的磁传感器被安装在形成于上述基板的第二安装部上。通过以下参照附图对本专利技术的实施方式示例进行的详细描述，本专利技术的上述及其他特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素。附图说明图1是示意性表示具备本专利技术的实施方式的传感器装置而构成的转向装置的结构例的结构图。图2是利用包含第一小齿轮轴的旋转轴在内的剖面表示齿条外壳的第一筒部的内部的剖视图。图3是表示扭矩检测部的结构部件的分解立体图。图4是传感器装置的分解立体图。图5是表示大径齿轮和小径齿轮的背面侧的立体图。图6是单独表示基板的立体图。图7是表示除去盖体的传感器装置的立体图。图8是将轭单元剖切一部分来表示的侧视图。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。图1是示意性表示具备本专利技术的实施方式的传感器装置而构成的转向装置的结构例的结构图。转向装置1具备供驾驶员旋转操作的方向盘10、一端部固定有方向盘10的转向柱轴21、经由自由接头201连结于转向柱轴21的中间轴22、经由自由接头202连结于中间轴22的第一小齿轮轴23、与第一小齿轮轴23啮合的作为转向轴的齿条轴3、收纳齿条轴3并在车宽方向延伸的齿条外壳4、辅助驾驶员的转向操纵操作的转向操纵辅助装置5、检测转向操纵角和转向操纵扭矩的传感器装置6。自由接头201、202例如由万向节构成。转向柱轴21、中间轴22以及第一小齿轮轴23构成将施加于方向盘10的转向操纵扭矩传递至齿条轴3的转向操纵轴2。第一小齿轮轴23是根据方向盘10的转向操纵操作旋转的相当于本专利技术的轴的部件，在其一端部形成有小齿轮齿部230。转向操纵辅助装置5具备控制器50、利用从控制器50输出的马达电流产生扭矩的电动马达51、使电动马达51的输出轴511的旋转减速的减速机构52、借助被减速机构52减速的电动马达51的扭矩旋转的第二小齿轮轴53。减速机构52由与电动马达51的输出轴511连结为一体旋转的蜗杆521、以及与蜗杆521啮合的蜗轮522构成。蜗轮522与第二小齿轮轴53一起旋转，对该第二小齿轮轴53施加转向操纵辅助扭矩。在第二小齿轮轴53上形成有小齿轮齿部530。控制器50例如根据施加于方向盘10的转向操纵扭矩、转向操纵角以及车速等控制电动马达51。在齿条轴3上形成有与第一小齿轮轴23的小齿轮齿部230啮合的第一齿条齿部31、以及与第二小齿轮轴53的小齿轮齿部530啮合的第二齿条齿部32。在齿条轴3的两端部分别固定有球窝接头11，分别与上述球窝接头11连结的拉杆12经由未图示的转向节臂连结于左右一对前轮13。齿条轴3通过朝车宽方向的进退移动，使作为转向轮的左右的前轮13转向。齿条外壳4具有收纳齿条轴3的主体部40、收纳包含小齿轮齿部230在内的第一小齿轮轴23的局部的第一筒部41、收纳包含小齿轮齿部530在内的第二小齿轮轴53的局部的第二筒部42。第一小齿轮轴23插通设置于划分车室内外的前围板14的插通口140。传感器装置6在图1中配置于比前围板14靠下侧的车室外。图2是利用包含第一小齿轮轴23的旋转轴在内的剖面表示齿条外壳4的第一筒部41的内部的剖视图。以下，将第一小齿轮轴23简称为小齿轮轴23。小齿轮轴23是传感器装置6检测扭矩和旋转角的检测对象。小齿轮轴23具有与第二万向接头202连结的输入轴231、和具有小齿轮齿部230的输出轴232，通过具有挠性的扭杆(扭转轴)233连结输入轴231与输出轴232而形成小齿轮轴23。扭杆233通过转向操纵扭矩而扭转，作为一对旋转轴部件的输入轴231和输出轴232以相当于其扭曲量的角度相对旋转。以下，将与小齿轮轴23的旋转轴线O平行的方向称为轴向，将垂直于该轴向的方向称为径向。另外，将位于图2的上方的轴向的一侧设为上侧，将位于图2的下方的轴向的另一侧设为下侧。输入轴231在固定于第一筒部41的上端部的传感器装置6的外壳60上被支承为能够经由球轴承24旋转。输出轴23本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器装置，以通过具有挠性的扭力轴连结有一对被支承体支承为能够旋转的旋转轴部件的轴为检测对象，能够检测作用于上述轴的扭矩和上述轴相对于上述支承体的旋转角，上述传感器装置具备：扭矩检测部，该扭矩检测部具备：设有沿上述轴的旋转轴线方向相互相向的对置部的一对软磁性体、在含有上述一对软磁性体的磁路上产生磁通的扭矩检测用的永久磁铁、及检测在上述对置部间产生的磁场的扭矩检测用的磁传感器，由上述扭矩检测用的磁传感器检测的磁场根据上述扭力轴的扭曲量变化；旋转角检测部，该旋转角检测部具有与同上述轴一起旋转的外齿齿轮啮合而旋转的旋转体、固定于上述旋转体的旋转角检测用的永久磁铁、及检测上述旋转角检测用的永久磁铁的磁场的旋转角检测用的磁传感器，由上述旋转角检测用的磁传感器检测的磁场根据上述轴的旋转角变化；外壳，该外壳收纳上述扭矩检测部和上述旋转角检测部；以及基板，该基板被保持于上述外壳，其中，上述扭矩检测用的磁传感器被安装在形成于上述基板的第一安装部上，上述旋转角检测用的磁传感器被安装在形成于上述基板的第二安装部上。

【技术特征摘要】
2017.10.13 JP 2017-1994631.一种传感器装置，以通过具有挠性的扭力轴连结有一对被支承体支承为能够旋转的旋转轴部件的轴为检测对象，能够检测作用于上述轴的扭矩和上述轴相对于上述支承体的旋转角，上述传感器装置具备：扭矩检测部，该扭矩检测部具备：设有沿上述轴的旋转轴线方向相互相向的对置部的一对软磁性体、在含有上述一对软磁性体的磁路上产生磁通的扭矩检测用的永久磁铁、及检测在上述对置部间产生的磁场的扭矩检测用的磁传感器，由上述扭矩检测用的磁传感器检测的磁场根据上述扭力轴的扭曲量变化；旋转角检测部，该旋转角检测部具有与同上述轴一起旋转的外齿齿轮啮合而旋转的旋转体、固定于上述旋转体的旋转角检测用的永久磁铁、及检测上述旋转角检测用的永久磁铁的磁场的旋转角检测用的磁传感器，由上述旋转角检测用的磁传感器检测的磁场根据上述轴的旋转角变化；外壳，该外壳收纳上述扭矩检测部和上述旋转角检测部；...

【专利技术属性】
技术研发人员：外山祐一，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：日本,JP