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CN110779641A - 传感器装置 - Google Patents

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CN110779641A
CN110779641A CN201910660300.5A CN201910660300A CN110779641A CN 110779641 A CN110779641 A CN 110779641A CN 201910660300 A CN201910660300 A CN 201910660300A CN 110779641 A CN110779641 A CN 110779641A
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CN
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magnetic
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magnetic sensor
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外山祐一
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JTEKT Corp
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/104Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving permanent magnets

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Abstract

本发明提供一种能够抑制保持架相对于磁传感器的装配误差的传感器装置。磁传感器(110)在组装了第一保持架(51)以及第二保持架(52)的状态下,被配置于第一聚磁部与第二聚磁部之间。在第二保持架(52)的基板凹部(95)设置有朝向第一保持架(51)侧延伸的定位突起(96)。在安装有磁传感器(110)的电路基板(111)设置有贯通孔。将定位突起(96)插通于贯通孔,由此磁传感器(110)预先已被一体地组装在第二保持架(52)。

Description

传感器装置
相关申请的交叉引用
2018年7月27日申请的日本专利申请No.2018-141438的包括说明书、附图和摘要,在此通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及传感器装置。
背景技术
如日本特开2015-31600号公报所示,公知有检测施加于旋转轴的扭矩的扭矩传感器。旋转轴具有输入轴与输出轴。输入轴与输出轴通过扭杆而被连接。
扭矩传感器具有:被固定于输入轴的永久磁铁、被固定于输出轴并且被配置于永久磁铁形成的磁场内的磁轭、引导来自磁轭的磁通的一对聚磁环、以及基于被聚磁环引导的磁通生成检测信号的磁传感器。聚磁环分别被保持架保持。磁传感器被配置于一对保持架之间。
在日本特开2015-31600号公报所记载的扭矩传感器的情况下,磁传感器仅被配置于一对保持架之间,磁传感器没有相对于保持架被定位那样地被固定。因此,在组装扭矩传感器时,存在在保持架与磁传感器之间产生装配误差的问题。若产生磁传感器相对于保持架的装配误差,则存在对检测在聚磁环间通过的磁通的磁传感器的检测精度造成影响的担忧。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种能够抑制磁传感器相对于保持架的装配误差的传感器装置。
本发明的一个方面的传感器装置具备:永久磁铁,其被安装于第一轴,并且在周向被磁化;磁轭,其被固定于经由连结轴与上述第一轴连结了的第二轴,并且被配置于上述永久磁铁形成的磁场内;第一聚磁环,其被配置为包围上述磁轭,并且聚集上述磁轭的磁通;第一保持架,其保持上述第一聚磁环;第二聚磁环,其与上述第一聚磁环在上述第二轴的轴向被排列配置,被配置为包围上述磁轭,并且聚集上述磁轭的磁通;第二保持架,其与上述第一保持架在上述轴向被排列配置,并且保持上述第二聚磁环;磁传感器,其检测由上述永久磁铁、上述磁轭、上述第一聚磁环以及上述第二聚磁环形成的磁路的磁通,上述磁传感器在预先已被一体地组装于上述第二保持架的状态下,被配置于上述第一聚磁环与上述第二聚磁环之间。
根据上述构成,利用磁传感器预先已被一体地组装于第二保持架的状态,能够抑制磁传感器相对于第二保持架进行位置偏移。在该情况下,在组装传感器装置时,产生磁传感器相对于第二保持架的装配误差的情况被抑制。因此,产生磁传感器相对于第二保持架的装配误差的情况被抑制,相应地因磁传感器相对于各保持架的装配误差而对磁传感器的检测精度造成影响的情况被抑制。
本发明的其他方面,在上述方面的传感器装置中,优选上述磁传感器被安装于电路部,在上述电路部设置有在板厚方向贯通的贯通孔,在上述第二保持架设置有朝向上述第一保持架延伸的定位突起,被设置于上述第二保持架的定位突起插通在上述电路部的上述贯通孔。
根据上述构成,被设置于第二保持架的定位突起被插通在被设置于电路部的贯通孔,由此进行了电路部相对于第二保持架的定位。即定位突起被插通在贯通孔,由此电路部相对于第二保持架在与电路部的板厚方向正交的方向进行位置偏移的情况被限制。因此,能够抑制电路部的相对于第二保持架的在与电路部的板厚方向正交的方向的装配误差,所以能够抑制被安装于电路部的磁传感器的相对于第二保持架的装配误差。
本发明的另外的其它方面,在上述方面的传感器装置中,优选上述定位突起具有:朝向上述第一保持架延伸的轴部、以及被设置于上述轴部的顶端部并且与上述轴部相比进行了扩径的头部,上述头部与上述电路部的上述第一保持架侧的面抵接。
根据上述构成,安装有磁传感器的电路部的第一保持架侧的面与头部抵接,由此电路部相对于第二保持架在板厚方向进行位置偏移的情况被限制。因此,能够抑制电路部的相对于第二保持架的电路部的板厚方向的装配误差,所以能够抑制被安装于电路部的磁传感器的相对于第二保持架的装配误差。
本发明的进一步的其它方面,优选所述方面的传感器装置在上述第一保持架的收纳上述磁传感器的部分的外壁面设置有朝向上述第二保持架延伸的嵌合凸部,在上述第二保持架的收纳上述磁传感器的部分的外壁面设置有与上述嵌合凸部嵌合的嵌合凹部。
根据上述构成,不将用于组合第一保持架的收纳磁传感器的部分与第二保持架的收纳磁传感器的部分的嵌合凸部设置于一体地组装了磁传感器的第二保持架而设置于第一保持架。在与嵌合凹部嵌合时,主要是嵌合凸部变形,由此嵌合凸部与嵌合凹部嵌合。因此,在使嵌合凸部与嵌合凹部嵌合时,对一体地组装了磁传感器的第二保持架作用伴随着嵌合而产生的变形力的情况,与设置有嵌合凸部的第一保持架相比,被抑制。能够抑制该变形力的作用,由此能够抑制产生磁传感器的相对于第二保持架的装配误差。
附图说明
本发明的上述和其他特征和优点将从以下参照附图的实施方式描述中变得清楚,附图中相同标号用来表示相同元件,附图中:
图1是表示扭矩传感器的结构的分解立体图。
图2A是第一保持架的立体图。
图2B是第二保持架以及安装了磁传感器的电路基板的立体图。
图3是从X方向观察第二保持架以及安装了磁传感器的电路基板时的图。
图4A是表示定位突起的简要剖视图。
图4B是表示定位突起的简要剖视图。
具体实施方式
对本发明的扭矩传感器的一实施方式进行说明。如图1~图3所示,作为传感器装置的扭矩传感器1例如是检测被向电动动力转向装置的转向轴等旋转轴10施加的扭矩的部件,其具备:扭杆13、圆筒状的永久磁铁20、圆筒状的磁轭30、被配置为包围磁轭30的圆筒状的聚磁环40、保持聚磁环40的保持架50、覆盖保持架50的外周的磁屏蔽件100、以及磁传感器110。
旋转轴10由输入轴11、输出轴12以及扭杆13构成。作为连结轴的扭杆13被配置于作为第一轴的输入轴11与作为第二轴的输出轴12之间。输入轴11以及输出轴12经由扭杆13而被连结在同一轴线上。
永久磁铁20与输入轴11连结。永久磁铁20具有圆筒状的保持部21、及多极磁铁22。保持部21被外嵌在输入轴11的输出轴12侧的端部。保持部21被安装为能够与输入轴11一体旋转。在保持部21的外周面安装有多极磁铁22。多极磁铁22由在保持部21的周向交替地配置了N极以及S极的各磁极的构造构成。
磁轭30与输出轴12连结。磁轭30具有圆环状的第一磁轭31、及圆环状的第二磁轭32。第一磁轭31以及第二磁轭32以与输出轴12同轴地配置的状态,被固定为能够与输出轴12一体旋转。第一磁轭31以及第二磁轭32以包围多极磁铁22的方式空开规定的间隙地被配置于多极磁铁22的外周。第一磁轭31以及第二磁轭32被配置于多极磁铁22形成的磁场内。第一磁轭31与第二磁轭32在轴向X被空开规定的间隙地相互对置配置。轴向X是输出轴12的轴向,是与输入轴11以及输出轴12的轴线平行的方向。
第一磁轭31具有圆环状的第一环状部31a、以及从第一环状部31a的内周面向第二磁轭32延伸的多个第一爪部31b。第一爪部31b在第一环状部31a的内周面,在周向被空开等间隔地配置。第二磁轭32具有圆环状的第二环状部32a、以及从第二环状部32a的内周面朝向第一磁轭31延伸的多个第二爪部32b。第二爪部32b在第二环状部32a的内周面,在周向被空开等间隔地配置。在第一爪部31b与第二爪部32b相互在周向以恒定的间隔错开的状态下,第一磁轭31与第二磁轭32通过合成树脂体33而被成型。
第一磁轭31以及第二磁轭32的内周面从合成树脂体33露出。另外,第一环状部31a以及第二环状部32a的外周面从合成树脂体33露出。第一磁轭31以及第二磁轭32由磁性材料构成。
在输入轴11与输出轴12之间的扭杆13没有被扭曲的中立状态下,第一磁轭31的第一爪部31b的前端与第二磁轭32的第二爪部32b的前端指向永久磁铁20的多极磁铁22的N极与S极之间的边界。
聚磁环40具有:引导并聚集第一磁轭31的磁通的圆环状的第一聚磁环41、以及引导并聚集第二磁轭32的磁通的圆环状的第二聚磁环42。第一聚磁环41与第二聚磁环42在轴向X被空开规定的间隙地排列而配置。第一聚磁环41以及第二聚磁环42由磁性材料构成。
第二聚磁环42具有:以包围第二磁轭32的方式在第二磁轭32的外周被空开规定的间隙地配置的第二环部42a、以及从第二环部42a朝向径向外侧延伸的第二聚磁部42b(参照图3)。在本实施方式中,第二聚磁环42的第二聚磁部42b被设置为一对。
第一聚磁环41具有:以包围第一磁轭31的方式在第一磁轭31的外周被空开规定的间隙地配置的第一环部41a、以及从第一环部41a向径向外侧延伸的第一聚磁部41b(参照图3)。在本实施方式中,第一聚磁环41的第一聚磁部41b被设置为一对。
在第一聚磁环41被配置于第一磁轭31的外周,第二聚磁环42被配置于第二磁轭32的外周的状态下,第一聚磁部41b与第二聚磁部42b在轴向X相互被空开规定的间隙地对置配置。
保持架50具有:保持第一聚磁环41的第一保持架51、以及保持第二聚磁环42的第二保持架52。第一保持架51与第二保持架52在轴向X被排列地配置。这些第一保持架51与第二保持架52被组装,由此构成了保持架50。
第一保持架51具有:包围并保持第一环部41a的第一环部保持架60、以及包围并保持第一聚磁部41b的第一聚磁部保持架70。第一聚磁部保持架70从第一环部保持架60朝向径向外侧延伸。第一环部保持架60以及第一聚磁部保持架70被一体地成型。第一环部保持架60以及第一聚磁部保持架70由合成树脂构成。
第一环部保持架60以包围第一环部41a的方式成为近似圆筒状。在第一环部保持架60的内周面遍及整周而凹陷地形成有第一环部41a嵌入的第一环部凹部。第一环部凹部在第一环部保持架60的内周面被设置于轴向X的中间部分。在第一环部保持架60的内周面设置有三个第一嵌合凹部62。
第一嵌合凹部62分别在第一环部保持架60的轴向整个区域被凹陷地形成。第一嵌合凹部62的凹陷量被设定为比第一环部凹部的凹陷量大。第一嵌合凹部62由中央凹部62a、第一侧凹部62b以及第二侧凹部62c构成。中央凹部62a在第一环部保持架60的周向上,被配置于与第一聚磁部保持架70相反的一侧的位置。第一侧凹部62b在第一环部保持架60的内周面,被设置于从中央凹部62a朝向周向的第一侧(图2A中的右侧)隔开规定的间隔的位置。第二侧凹部62c在第一环部保持架60的内周面,被设置于从中央凹部62a朝向周向的第二侧(图2A中的左侧)隔开规定的间隔的位置。第一侧凹部62b以及的第二侧凹部62c相对于中央凹部62a在周向上隔开相同的间隔而被设置。
在沿与第一聚磁部保持架70延伸的方向正交的方向延伸并且比通过第一环部保持架60的内周区域的中心的第一假想水平直线L1靠与第一聚磁部保持架70相反的一侧的部分中,第一环部保持架60具有其外侧面形成圆周面状的第一圆周面部63。在第一圆周面部63的外侧面设置有向径向外侧突出了的第一凸缘部64。第一凸缘部64被设置于第一圆周面部63的外侧面中的、与第二保持架52相反的一侧的部分。第一环部保持架60的外侧面由三个平面构成,具有其径向的宽度与第一圆周面部63相比被宽幅地形成的第一平面部65。
第一平面部65被设置于第一环部保持架60的比第一假想水平直线L1靠第一聚磁部保持架70侧的部分。第一平面部65的外侧面由顺着与第一聚磁部保持架70延伸的方向的两个平面65a、65b、和沿着与第一假想水平直线L1平行地延伸的直线的平面65c构成。在平面65a、65b设置有第一凹部66。在第一平面部65设置有一对在轴向X形成方形并贯通的第二嵌合凹部67。
第一聚磁部保持架70呈矩形板状。第一聚磁部保持架70与第一环部保持架60的外周面的第二保持架52侧的部分连接。第一聚磁部保持架70具有第一基板收纳部71以及壁部72。第一基板收纳部71的第二保持架52侧的面作为磁传感器110抵接的抵接面发挥功能。第一聚磁部保持架70的第二保持架52侧的面位于与第一环部保持架60的第二保持架52侧的面同一平面上。第一聚磁部保持架70的第一基板收纳部71的轴向X的厚度被设定为比第一环部保持架60的轴向X的厚度薄。
在第一基板收纳部71,连接着壁部72并且与第一环部保持架60的第一平面部65连接。壁部72呈矩形板状。壁部72的轴向X的长度被设定为比第一环部保持架60的轴向X的长度长。在位于壁部72的与第一假想水平直线L1平行的方向的两端面设置有凸条73。凸条73沿轴向X延伸。凸条73被设置于供设置的端面中的、第一聚磁部保持架70延伸的方向的中间位置。第一基板收纳部71具有第三嵌合凸部74。第三嵌合凸部74在第一基板收纳部71(第一聚磁部保持架70)的前端侧,从第一基板收纳部71的第二保持架52侧的面朝向第二保持架52延伸。第三嵌合凸部74形成有用于卡扣的卡合爪。
第二保持架52具有包围并保持第二环部42a的第二环部保持架80、以及包围并保持第二聚磁部42b的第二聚磁部保持架90。第二聚磁部保持架90从第二环部保持架80朝向径向外侧延伸。第二环部保持架80以及第二聚磁部保持架90被一体地成型。第二环部保持架80以及第二聚磁部保持架90由合成树脂构成。
第二环部保持架80以包围第二聚磁环42的方式呈近似圆筒状。在第二环部保持架80的内周面遍及整周凹陷地形成有第二环部42a嵌入的第二环部凹部。第二环部凹部在第二环部保持架80的内周面,被设置于轴向X的中间部分。在第二环部保持架80设置有三个第一嵌合凸部82。第一嵌合凸部82分别从第二环部保持架80的第一保持架51侧的面朝向第一保持架51突出。
第一嵌合凸部82由中央凸部82a、第一侧凸部82b以及第二侧凸部82c构成。中央凸部82a在第二环部保持架80的周向上,被设置于与第二聚磁部保持架90相反的一侧的位置。第一侧凸部82b在第二环部保持架80的周向上,被设置于从中央凸部82a朝向周向的第一侧(图2B中的右侧)隔开规定的间隔的位置。第二侧凸部82c在第二环部保持架80的周向上,被设置于从中央凸部82a朝向周向的第二侧(图2B中的左侧)隔开规定的间隔的位置。第一侧凸部82b以及第二侧凸部82c相对于中央凸部82a在周向上隔开相同的间隔而被设置。
在沿与第二聚磁部保持架90延伸的方向正交的方向延伸并且比通过第二环部保持架80的内周域的中心的第二假想水平直线L2靠与第二聚磁部保持架90相反的一侧的部分中,第二环部保持架80具有其外侧面形成圆周面状的第二圆周面部83。在第二圆周面部83的外侧面设置有向径向外侧突出了的第二凸缘部84。第二凸缘部84位于第二圆周面部83的外侧面中的、与第一保持架51相反的一侧的部分。
第二环部保持架80的外侧面由三个平面构成,具有其径向的宽度与第二圆周面部83相比被宽幅地形成的第二平面部85。第二平面部85被设置于第二环部保持架80的比第二假想水平直线L2靠第二聚磁部保持架90侧的部分。第二平面部85的外侧面由沿着第二聚磁部保持架90延伸的方向的两个平面85a、85b、及沿着与第二假想水平直线L2平行地延伸的直线的平面85c构成。在平面85a、85b设置有一对第二凹部86。在第二平面部85的第一保持架51侧的面设置有朝向第一保持架51侧突出的第二嵌合凸部87。第二嵌合凸部87形成有用于卡扣的卡合爪。
磁屏蔽件100在组装了第一保持架51以及第二保持架52的状态下,被配置于第一环部保持架60以及第二环部保持架80的外周侧。磁屏蔽件100呈剖面C字形状。对磁屏蔽件100例如能够采用金属等可挡磁的材料。磁屏蔽件100在轴向X与第一环部保持架60的第一凸缘部64以及第二环部保持架80的第二凸缘部84抵接。磁屏蔽件100的周向的两端部被插入第一凹部66以及第二凹部86而被固定。
第二聚磁部保持架90呈矩形板状。第二聚磁部保持架90与第二环部保持架80的外周面连接。第二聚磁部保持架90被配置为在轴向X与第一保持架51对置。第二聚磁部保持架90的与第一保持架51相反的一侧的面位于与第二环部保持架80的与第一保持架51相反的一侧的面同一平面上。
第二聚磁部保持架90具有第二基板收纳部91以及凸缘部92。在第二基板收纳部91的与第二假想水平直线L2平行的方向的两端面分别设置有凸缘部92。凸缘部92沿与第二假想水平直线L2平行的方向延伸。凸缘部92相对于第二基板收纳部91的第一保持架51侧的面朝向第一保持架51侧延伸。凸缘部92的轴向X的长度被设定为比第二基板收纳部91的轴向X的长度长。在凸缘部92的第二基板收纳部91侧的面分别设置有向轴向X延伸的凹条93。凹条93被设置于供设置的面中的、第二聚磁部保持架90延伸的方向的中间位置。凹条93的凹陷量被设定为与凸条73的突出量相同的程度。
第二基板收纳部91具有用于与第三嵌合凸部74嵌合的第三嵌合凹部94。第三嵌合凹部94位于第二基板收纳部91的顶端侧并且沿轴向X延伸。第二聚磁部保持架90的第二基板收纳部91的轴向X的厚度被设定为与第二环部保持架80的未设置第一嵌合凸部82以及第二嵌合凸部87的部分的轴向X的厚度相同的程度。
在第二环部保持架80的第二平面部85的第一保持架51侧的面以及第二基板收纳部91的第一保持架51侧的面设置有用于配置电路基板111的凹部亦即基板凹部95。基板凹部95遍及第二平面部85以及第二基板收纳部91形成。基板凹部95在从轴向X观察时呈矩形。第一基板收纳部71、第二基板收纳部91、第二环部保持架80的第二平面部85中设置基板凹部95的部分、以及第一环部保持架60的第一平面部65中的在轴向X与基板凹部95对置的部分作为收纳磁传感器110的部分发挥功能。即,第三嵌合凸部74以及第三嵌合凹部94被设置于收纳磁传感器110的部分的外壁面。在基板凹部95设置有从基板凹部95的第一保持架51侧的面朝向第一保持架51侧延伸的定位突起96。在基板凹部95设置有一对定位突起96。各定位突起96在与第二假想水平直线L2平行的方向被排列配置。
作为电路部的电路基板111呈矩形板状。在电路基板111的第一保持架51侧的面安装有磁传感器110。磁传感器110呈长方体状。在本实施方式中,磁传感器110设置了一对。磁传感器110被设置于电路基板111的第二环部保持架80侧的端部。各磁传感器110在与第二假想水平直线L2平行的方向被排列配置。在电路基板111的第二环部保持架80侧的端部设置有切口111a。切口111a在轴向X贯通。各切口111a在与第二假想水平直线L2平行的方向排列设置。磁传感器110在从轴向X观察时,在与切口111a重叠的位置,以被架设于切口111a的方式被配置。在切口111a配置有第二聚磁环42的第二聚磁部42b。磁传感器110在组装了第一保持架51以及第二保持架52的状态下,分别被配置于第一聚磁部41b与第二聚磁部42b之间。在从第二聚磁部保持架90延伸的方向观察时,第一嵌合凸部82的中央凸部82a位于磁传感器110之间。凸缘部92的凹条93与被安装于电路基板111的磁传感器110相比,位于第二聚磁部保持架90的顶端侧。第三嵌合凹部94位于比电路基板111的第二聚磁部保持架90的顶端侧的端部靠顶端侧。
各磁传感器110检测由永久磁铁20、第一磁轭31、第二磁轭32、第一聚磁环41以及第二聚磁环42构成的磁路的磁通。在各磁传感器110例如内置有霍尔元件等磁检测元件。各磁传感器110将与被施加的磁力的强度对应的电压值作为检测信号而生成。磁传感器110与信号布线120连接。磁传感器110通过信号布线120输出检测信号。
在电路基板111的第一保持架51侧的面从第二环部保持架80侧朝向第二聚磁部保持架90的顶端侧开始按顺序地配置有:磁传感器110、各种电子部件112、贯通孔113以及连接部114。各种电子部件112执行用于由磁传感器110生成检测信号的各种运算。连接部114连接用于与外部装置连接的信号布线120和电子部件112。连接部114例如是被焊接的部分。
电路基板111的电子部件112与连接部114之间的部分是没有安装任何电子部件的部分,在该部分形成有贯通孔113。贯通孔113沿轴向X延伸。贯通孔113在电路基板111被形成为一对。各贯通孔113在与第二假想水平直线L2平行的方向被排列配置。在贯通孔113插通了被设置于基板凹部95的定位突起96。贯通孔113分别在与第二假想水平直线L2平行的方向被设置于比磁传感器110靠外侧。
如图4A所示,定位突起96在电路基板111已被组装于第二聚磁部保持架90的状态下,具有:朝向第一聚磁部保持架70延伸的轴部96a以及被设置于轴部96a的顶端部的头部96b。轴部96a是圆柱状。轴部96a插通在贯通孔113。头部96b呈半球状。头部96b的外周面与轴部96a相比进行了扩径。头部96b在从轴向X观察时,呈球状。头部96b的外径被设定为比贯通孔113的内径大。定位突起96通过加热凿密而被形成。头部96b的底面与电路基板111的第一聚磁部保持架70侧的面抵接。
如图4B所示,在电路基板111被组装于第二聚磁部保持架90前的状态,即定位突起96仅插通在被设置于电路基板111的贯通孔113的状态的情况下,并没有形成定位突起96的头部96b。在将定位突起96插通于电路基板111的贯通孔113之后,通过对定位突起96的前端进行加热并凿密,由此形成了头部96b。由此,电路基板111被一体地组装于第二聚磁部保持架90。
如图1~图3所示,第一保持架51与第二保持架52在夹住安装了磁传感器110的电路基板111的状态下被组装。第一保持架51以及第二保持架52组装时,电路基板111被预先一体地组装于第二保持架52。具体而言,在从第一保持架51以及第二保持架52成型后到将第一保持架51组装于第二保持架52之前的期间,电路基板111被预先一体地组装于第二保持架52。然后,将第一聚磁部保持架70的凸条73嵌合于第二聚磁部保持架90的凹条93。另外,第二环部保持架80的第一嵌合凸部82与第一环部保持架60的第一嵌合凹部62嵌合。另外,第二环部保持架80的第二嵌合凸部87与第一环部保持架60的第二嵌合凹部67嵌合。另外,第一聚磁部保持架70的第三嵌合凸部74与第二聚磁部保持架90的第三嵌合凹部94嵌合。由此,第一保持架51相对于第二保持架52的组装结束。
在这样构成的扭矩传感器1中,例如旋转轴10被旋转操作,由此若在输入轴11与输出轴12之间产生相对的旋转位移,则永久磁铁20与第一磁轭31以及第二磁轭32的位置关系变化,所以被聚磁在第一磁轭31以及第二磁轭32的磁力变化。由此,通过第一聚磁部41b与第二聚磁部42b之间的磁通变化,所以被施加于磁传感器110的磁力的强度变化。被施加于磁传感器110的磁力的强度根据扭杆13的扭转角变化。因此,能够基于由磁传感器110输出的检测信号来运算扭杆13的扭转角,所以能够基于扭杆13的扭转角来运算被施加于旋转轴10的扭矩。
对本实施方式的作用以及效果进行说明。
(1)通过被安装于电路基板111的磁传感器110被预先一体地组装于第二保持架52的第二聚磁部保持架90的状态,而能够抑制磁传感器110相对于第二保持架52产生位置偏移。在该情况下,在组装扭矩传感器1时,磁传感器110相对于第二保持架52的装配误差被抑制。因此,产生磁传感器110相对于第二保持架52的装配误差的情况被抑制,相应地因磁传感器110相对于第一保持架51以及第二保持架52的装配误差而对磁传感器110的检测精度造成影响的情况被抑制。
(2)通过将被设置于第二保持架52的第二聚磁部保持架90的定位突起96插通在被设置于电路基板111的贯通孔113,进行了电路基板111相对于第二聚磁部保持架90的定位。即,在电路基板111欲向与轴向X正交的方向移动时,电路基板111的贯通孔113与定位突起96抵接。由此,通过定位突起96被插通于贯通孔113,能够限制电路基板111相对于第二聚磁部保持架90在与电路基板111的板厚方向正交的方向进行位置偏移的情况。因此,能够抑制与电路基板111的板厚方向正交的方向的装配误差,所以能够抑制被安装于电路基板111的磁传感器110相对于第二保持架52的装配误差。
(3)安装了磁传感器110的电路基板111的第一聚磁部保持架70侧的面与定位突起96的头部96b抵接,由此电路基板111相对于第二保持架52在板厚方向进行位置偏移的情况被限制。因此,能够抑制电路基板111的相对于第二保持架52在电路基板111的板厚方向的装配误差,所以能够抑制被安装于电路基板111的磁传感器110相对于第二保持架52的装配误差。
(4)作为比较例,说明了用于组装第一保持架51的收纳磁传感器110的部分亦即第一聚磁部保持架70与第二保持架52的收纳磁传感器110的部分亦即第二聚磁部保持架90的嵌合凸部被设置于第二聚磁部保持架90的情况。在将嵌合凸部嵌合于嵌合凹部时,主要是嵌合凸部变形,所以对设置有嵌合凸部的第二聚磁部保持架90作用伴随着嵌合而产生的变形力。因此,第二聚磁部保持架90变形,从而存在产生被一体地组装于第二聚磁部保持架90的电路基板111的装配误差的问题。在本实施方式中,没有将用于组装第一聚磁部保持架70与第二聚磁部保持架90的第三嵌合凸部74设置于一体地组装了磁传感器110的第二聚磁部保持架90,而设置于第一聚磁部保持架70。在与第三嵌合凹部94嵌合时,主要是第三嵌合凸部74变形,由此第三嵌合凸部74与第三嵌合凹部94嵌合。因此,在使第三嵌合凸部74与第三嵌合凹部94嵌合时,与设置有第三嵌合凸部74的第一聚磁部保持架70相比,在一体地组装了安装有磁传感器110的电路基板111的第二聚磁部保持架90作用伴随着嵌合而产生的变形力的情况被抑制。通过抑制该变形力作用,能够抑制磁传感器110相对于第二保持架52的装配误差产生。
(5)将用于组装第一环部保持架60与第二环部保持架80的第一嵌合凸部82以及第二嵌合凸部87设置于第二环部保持架80侧,将用于组装第一聚磁部保持架70与第二聚磁部保持架90的第三嵌合凸部74设置于第一聚磁部保持架70侧。将第一嵌合凸部82以及第二嵌合凸部87与第三嵌合凸部74配置于相互不同的保持架,所以能够将伴随着嵌合凸部与嵌合凹部的嵌合而产生的变形力分散于各保持架。
(6)作为比较例,在仅一个定位突起96被设置于第二聚磁部保持架90的情况下,存在电路基板111以插通在贯通孔113的定位突起96为中心而旋转的担忧。关于该点,在本实施方式中,定位突起96在第二聚磁部保持架90的基板凹部95中,在与第二假想水平直线L2平行的方向被排列设置了两个。因此,电路基板111相对于第二聚磁部保持架90旋转的情况被限制。
(7)考虑到被插通在贯通孔113的定位突起96通过加热而被凿密在电路基板111的贯通孔113,在电路基板111中使磁传感器110远离贯通孔113而配置。由此,即使在定位突起96通过加热而被凿密的情况下,该热也很难向磁传感器110传递。
本实施方式也可如下那样进行改变。另外,以下的其它实施方式在技术上不矛盾的范围内,能够相互组合。第一嵌合凸部82也可仅被设置一个,也可被设置两个以上。与此相对,第一嵌合凹部62也可仅被设置一个,也可被设置两个以上。另外,关于第二嵌合凸部87以及第二嵌合凹部67,也可仅被设置一个,也可被设置两个以上。另外,关于第三嵌合凸部74以及第三嵌合凹部94,也可仅被设置一个,也可被设置两个以上。
也可将用于组合第一环部保持架60与第二环部保持架80的第一嵌合凸部82以及第二嵌合凸部87设置于第一环部保持架60侧,将用于组合第一聚磁部保持架70与第二聚磁部保持架90的第三嵌合凸部74设置于第二聚磁部保持架90侧。
也可将用于组合第一环部保持架60与第二环部保持架80的第一嵌合凸部82以及第二嵌合凸部87设置于第一环部保持架60侧,并且将用于组合第一聚磁部保持架70与第二聚磁部保持架90的第三嵌合凸部74设置于第一聚磁部保持架70侧。另外,也可将第一嵌合凸部82以及第二嵌合凸部87设置于第二环部保持架80侧,并且将第三嵌合凸部74设置于第二聚磁部保持架90侧。
也可将第三嵌合凸部74设置于第二聚磁部保持架90侧。定位突起96虽在第二聚磁部保持架90的基板凹部95设置了两个,但也可仅是一个。另外,定位突起96也可设置三个以上。
虽在定位突起96形成了头部96b,但也可不形成头部96b。即定位突起96至少是轴部96a即可。另外,也可省略通过利用加热来凿密定位突起96的顶端而形成头部96b的工序。
在从轴部96a的轴向X观察时的剖面形状并不局限于圆形,也可以是多边形状。定位突起96也可被设置于第一聚磁部保持架70。即也可将安装有磁传感器110的电路基板111一体地组装于第一保持架51。
虽为了将安装有磁传感器110的电路基板111一体地组装于第二保持架52而设置了定位突起96,但也可不设置。例如也可利用螺钉等其它的紧固机构将安装有磁传感器110的电路基板111一体地组装在第二保持架52。即将安装有磁传感器110的电路基板111一体地组装于第二保持架52的方法也可是任何方法。
也可仅将一个磁传感器110安装于电路基板111。在该情况下,也可仅设置一个第一聚磁环41的第一聚磁部41b,并且也可仅设置一个第二聚磁环42的第二聚磁部42b。另外,也可在电路基板111安装三个以上的磁传感器110。在该情况下,只要设置三个以上的第一聚磁环41的第一聚磁部41b,并且设置三个以上的第二聚磁环42的第二聚磁部42b即可。
磁传感器110也可被组装于基板凹部95,也可被配置于第一聚磁部41b与第二聚磁部42b之间。另外,也可将磁传感器110连接于终端(连接端子)。在该情况下,也可在终端的导线部设置贯通孔,在将定位突起96插通于该贯通孔的状态下凿密定位突起96的顶端。
作为磁传感器110虽采用了霍尔元件,但可以采用磁电阻元件。作为传感器装置,虽具体化为用于检测扭矩的扭矩传感器1,但例如也可具体化为用于检测旋转轴10的旋转角度的旋转角度检测装置。

Claims (4)

1.一种传感器装置,其特征在于,具备:
永久磁铁,其被安装于第一轴,并且在周向被磁化;
磁轭,其被固定于经由连结轴与上述第一轴连结了的第二轴,并且被配置于上述永久磁铁形成的磁场内;
第一聚磁环,其被配置为包围上述磁轭,并且聚集上述磁轭的磁通;
第一保持架,其保持上述第一聚磁环;
第二聚磁环,其与上述第一聚磁环在上述第二轴的轴向被排列配置,被配置为包围上述磁轭,并且聚集上述磁轭的磁通;
第二保持架,其与上述第一保持架在上述轴向被排列配置,并且保持上述第二聚磁环;
磁传感器,其检测由上述永久磁铁、上述磁轭、上述第一聚磁环以及上述第二聚磁环形成的磁路的磁通,
上述磁传感器在预先已被一体地组装于上述第二保持架的状态下,被配置于上述第一聚磁环与上述第二聚磁环之间。
2.根据权利要求1所述的传感器装置,其特征在于,
上述磁传感器被安装于电路部,
在上述电路部设置有在板厚方向贯通的贯通孔,
在上述第二保持架设置有朝向上述第一保持架延伸的定位突起,
被设置于上述第二保持架的定位突起插通在上述电路部的上述贯通孔。
3.根据权利要求2所述的传感器装置,其特征在于,
上述定位突起具有:朝向上述第一保持架延伸的轴部、以及被设置于上述轴部的顶端部并且与上述轴部相比进行了扩径的头部,
上述头部与上述电路部的上述第一保持架侧的面抵接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器装置,其特征在于,
在上述第一保持架的收纳上述磁传感器的部分的外壁面设置有朝向上述第二保持架延伸的嵌合凸部,
在上述第二保持架的收纳上述磁传感器的部分的外壁面设置有与上述嵌合凸部嵌合的嵌合凹部。
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