位置检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种位置检测装置，能够高精度地检测沿轴向进退移动的轴的位置。检测沿轴向进退移动的齿条轴(13)的位置的行程传感器(1)具备：安装于齿条轴(13)的靶标(2)；产生交流磁场的励磁线圈(31)；以及沿齿条轴(13)的轴向配置的检测线圈(32、33)，检测线圈(32、33)所感应的电压的大小根据靶标(2)的位置而发生变化。的电压的大小根据靶标(2)的位置而发生变化。的电压的大小根据靶标(2)的位置而发生变化。

【技术实现步骤摘要】
位置检测装置


[0001]本专利技术涉及一种检测沿轴向进退移动的轴的位置的位置检测装置。

技术介绍

[0002]以往，检测沿轴向进退移动的轴的位置的位置检测装置用于例如车辆的转向装置中的齿条轴的位置的检测。
[0003]专利文献1所记载的检测单元检测电动动力转向装置的齿条轴的轴向的位置，具备直流电源、永久磁铁、由配置于永久磁铁与齿条轴之间的第一至第四磁阻元件构成的元件组、以及对齿条轴的位置进行运算的运算部。在元件组中，串联连接有第一磁阻元件和第二磁阻元件的串联电路与串联连接有第三磁阻元件和第四磁阻元件的串联电路并联连接，构成桥接电路。向运算部输入连接在第一磁阻元件与第二磁阻元件之间的第一端子的电位、以及连接在第三磁阻元件与第四磁阻元件之间的第二端子的电位。在齿条轴的与元件组的对置面形成有沿相对于齿条轴的轴向倾斜的方向延伸的多个槽。
[0004]在如上述那样构成的检测单元中，若齿条轴通过与齿条轴啮合的小齿轮轴的旋转而沿轴向移动，从而第一至第四磁阻元件与多个槽的相对位置发生变化，则第一至第四磁阻元件的电阻的平衡变化，第一端子以及第二端子的电位发生变化。运算部基于该电位的变化来运算齿条轴的位置。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际公开2021/210125号

技术实现思路

[0008]在专利文献1所记载的检测单元中，例如当齿条轴由于伴随着车辆的行驶的振动而相对于检测单元在车辆前后方向上移动时，第一至第四磁阻元件与多个槽的相对位置发生变化，在齿条轴的检测位置产生误差。另外，在小齿轮轴的旋转方向变化时，即使在由于小齿轮轴与齿条轴的齿接触的变化而齿条轴绕其中心轴线稍微转动的情况下，齿条轴的检测位置也会产生误差。特别是，如果想要通过专利文献1所记载的检测单元在整个行程范围内检测齿条轴的轴向的绝对位置，则必须使多个槽相对于轴向的倾斜角变浅，在检测结果中容易产生较大的误差。
[0009]因此，本专利技术的目的在于提供一种能够高精度地检测沿轴向进退移动的轴的位置的位置检测装置。
[0010]本专利技术以解决上述课题为目的，提供一种位置检测装置，其对在轴向上进退移动的轴的位置进行检测，所述位置检测装置具备：检测体，其安装于所述轴；励磁线圈，其产生交流磁场；以及检测线圈，其沿着所述轴的轴向配置，所述检测线圈所感应的电压的大小根据所述检测体的位置而发生变化。
[0011]根据本专利技术，能够提供一种能够高精度地检测沿轴向进退移动的轴的位置的位置
检测装置。
附图说明
[0012]图1的(a)是搭载有线控转向式的转向装置的车辆的示意图，该转向装置具备作为本专利技术的实施方式的位置检测装置的行程传感器，(b)是(a)的A
‑
A线剖视图。
[0013]图2是将靶标和基板与齿条轴的一部分一起表示的立体图。
[0014]图3是从表面侧观察基板的俯视图。
[0015]图4的(a)～(d)是分别表示从表面侧观察的第一至第四金属层的俯视图。
[0016]图5的(a)～(d)是放大表示从表面侧观察的基板的长度方向的两端部的第一至第四金属层的俯视图。
[0017]图6是表示从电源部向励磁线圈供给的供给电压与由正弦波形状检测线圈感应的感应电压以及由余弦波形状检测线圈感应的感应电压之间的关系的曲线图。
[0018]图7是示意性地表示正弦波形状检测线圈中感应的感应电压的峰值电压与靶标的位置的关系的说明图。
[0019]图8是示意性地表示在余弦波形状检测线圈感应的感应电压的峰值电压与靶标的位置的关系的说明图。
[0020]图9是表示使用电磁场模拟来评价行程传感器的位置检测精度的结果的图表。
[0021]图10是表示第一变形例的基板的俯视图。
[0022]图11是表示第二变形例所涉及的基板以及靶标的俯视图。
[0023]图12是表示第三变形例的基板的俯视图。
[0024]图13的(a)～(d)是表示第三变形例的基板的第一至第四金属层的俯视图。
[0025]图14的(a)是将第四变形例的靶标与齿条轴一起表示的立体图，(b)是表示在齿条轴上安装有靶标的状态的立体图。
[0026]图15的(a)是将图14的(b)的B
‑
B线截面与基板一起表示的剖视图。(b)是将图14的(b)的C
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C线截面与基板一起表示的剖视图。
[0027]图16的(a)～(c)是表示第五变形例的靶标的立体图。
[0028]图17的(a)～(c)是将第五变形例的靶标的截面与基板一起表示的剖视图。
具体实施方式
[0029]图1的(a)是搭载有线控转向式的转向装置10的车辆的示意图，该转向装置10具备作为本专利技术的实施方式的位置检测装置的行程传感器1。图1的(b)是图1的(a)的A～A线剖视图。
[0030]如图1的(a)所示，转向装置10具备：行程传感器1；与转向轮11(左右的前轮)连结的转向横拉杆12；与转向横拉杆12连结的齿条轴13；收纳齿条轴13的筒状的壳体14；具有与齿条轴13的齿条齿131啮合的小齿轮151的蜗杆减速机构15；经由蜗杆减速机构15对齿条轴13赋予轴向的移动力的电动马达16；驾驶员进行转向操作的方向盘17；检测方向盘17的转向角的转向角传感器18；以及基于由转向角传感器18检测出的转向角来控制电动马达16的转向控制装置19。
[0031]在图1的(a)中，用假想线表示壳体14。齿条轴13例如由碳钢等钢材构成，被安装于
壳体14的两端部的一对齿条衬套141支承。蜗杆减速机构15具有蜗轮152和蜗杆153，在蜗轮152上固定有小齿轮151。蜗杆153固定于电动马达16的马达轴161。
[0032]电动马达16通过从转向控制装置19供给的马达电流产生转矩，经由蜗杆153使蜗轮152以及小齿轮151旋转。若小齿轮151旋转，则齿条轴13沿其轴向进退移动，左右的转向轮11被转向。齿条轴13能够从转向角为零的情况下的中立位置起在预定的范围内向车宽方向的右侧以及左侧移动。在图1的(a)中，用双箭头表示齿条轴13能够沿轴向移动的范围R1。
[0033](行程传感器1的结构)
[0034]行程传感器1具备安装于齿条轴13的靶标2、与靶标2对置配置的基板3、电源部4以及运算部5。基板3固定在壳体14内。行程传感器1根据靶标2的位置来检测齿条轴13相对于壳体14的位置，并将检测出的位置的信息向转向控制装置19输出。转向控制装置19控制电动马达16，使得由行程传感器1检测出的齿条轴13的位置成为与由转向角传感器18检测出的方向盘17的转向角对应的位置。
[0035]图2是将靶标2及基板3与齿条轴13的一部分一起表示的立体图。靶标2形成为在齿条轴13的轴向上较长的长方体状。齿条轴13的与基板3对置的对置面13a形成为平面状，靶标2例如通过粘接、焊接等固定手段固定于该对置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位置检测装置，其对在轴向上进退移动的轴的位置进行检测，所述位置检测装置的特征在于，具备：检测体，其安装于所述轴；励磁线圈，其产生交流磁场；以及检测线圈，其沿着所述轴的轴向配置，所述检测线圈所感应的电压的大小根据所述检测体的位置而发生变化。2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，所述检测线圈所感应的电压的大小在所述轴从轴向的一方的移动端移动到另一方的移动端的期间，在一个周期量以下的范围内发生变化。3.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，所述检测线圈的从与所述轴的轴向垂直的方向观察的形状是将夹着与所述轴的轴向平行的对称轴线而对称的一对正弦曲线状的导线组合而成的形状。4.根据权利要求1～3中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，具备多个所述检测线圈，在所述轴从轴向的一方的移动端移动到另一方的移动端的期间，该多个所述检测线圈各自感应的电压的相位彼此不同。5.根据权利要求4所述的位置检测装置，其特征在于，所述励磁线圈和多个所述检测线圈形成于一张基板。6.根据权利要求5所述的位置检测装置，其特征在于，所述基板从所述检测体侧依次形成有第一金属层、第二金属层、第三金属层以及第四金属层，在该基板形成有两个所述检测线圈，在所述第一金属层及所述第三金属层各自形成有一个所述检测线圈的一部分，并且在所述第二金属层及所述第四金属层各自形成有另一个所述检测线圈的一部分。7.根据权利要求5所述的位置检测装置，其特征在于，所述励磁线圈以包围多个所述检测线圈的方式形成于所述基板。8.根据权利要求7所述的位置检测装置，其特征在于，所述基板呈所述轴的轴向成为长边方向的长方形状，所述励磁线圈具有：一对长边部...

【专利技术属性】
技术研发人员：白川洋平，杉山雄太，池田幸雄，
申请(专利权)人：株式会社博迈立铖，
类型：发明
国别省市：