磁軛單元、磁軛單元制造方法、扭矩檢測裝置以及電動助力轉(zhuǎn)向裝置制造方法
【專利摘要】磁軛單元(50)包括：第一磁軛(60)、第二磁軛(70)以及樹脂部(80)。第一磁軛(60)具有多個第一磁極齒(61)。第二磁軛(70)具有多個第二磁極齒(71)。多個第一磁極齒(61)和第二磁極齒(71)交替地設(shè)置。樹脂部(80)使磁軛(60、70)成一體。在樹脂部(80)的內(nèi)表面(81)上，在第一磁極齒(61)與第二磁極齒(71)之間形成有凹部(82)。
【專利說明】磁軛單元、磁軛單元制造方法、扭矩檢測裝置以及電動助力轉(zhuǎn)向裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁軛單元、制造磁軛單元的方法、包括磁軛單元的扭矩檢測器以及包括扭矩檢測器的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]通過參照圖19描述常規(guī)的磁軛單元300。該磁軛單元300包括第一磁軛310、第二磁軛320以及樹脂部330。第一磁軛310包括多個第一磁極齒311、第一磁軛芯312以及貫通孔313。該貫通孔313形成在第一磁軛芯312中。第二磁軛320包括多個第二磁極齒321、第二磁軛芯322以及貫通孔323。該貫通孔323形成在第二磁軛芯322中。第一磁軛310和第二磁軛320彼此同軸。每個第二磁極齒321設(shè)置在第一磁極齒311中的兩個相鄰的第一磁極齒311之間。樹脂部330使第一磁軛310和第二磁軛320彼此成一體。專利文獻(xiàn)I公開了常規(guī)的磁軛單元的示例。
[0003]通過參照圖20描述了制造磁軛單元300的方法。
[0004]磁軛單元300例如通過使用銷500和下模具400而制造。首先，銷500被依次插入到貫通孔323和貫通孔313中。這確定了第一磁軛310和第二磁軛320相對于下模具400在周向方向上的相應(yīng)位置。接著，熔融樹脂被注入到圍繞下模具400設(shè)置的模具(在附圖中未示出)與下模具400之間的空間中。然后，熔融樹脂被固化以使樹脂部330成形。
[0005]第一磁軛310和第二磁軛320在周向方向上的相應(yīng)位置通過使用貫通孔313和貫通孔323來確定。因此，貫通孔313或貫通孔323的位置的誤差可能會降低第一磁軛310和第二磁軛320的相應(yīng)位置的精度。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]特許文獻(xiàn)
[0008]特許文獻(xiàn)1:日本公開特許公報N0.2008-2979ο


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的問題
[0010]本發(fā)明的目的是提供:磁軛單元，該磁軛單元可以抑制在確定第一磁軛和第二磁軛的相應(yīng)位置方面的精度的降低；制造磁軛單元的方法；扭矩檢測器；以及電動助力轉(zhuǎn)向
>J-U ρ?α裝直。
[0011]解決問題的手段
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供了磁軛單元，該磁軛單元包括:具有多個第一磁極齒的第一磁軛；具有多個第二磁極齒的第二磁軛，每個第二磁極齒設(shè)置在第一磁極齒中的兩個相鄰的第一磁極齒之間，第二磁軛與第一磁軛同軸；以及使第一磁軛和第二磁軛彼此成一體的樹脂部。該樹脂部包括形成在樹脂部的內(nèi)表面中的凹部。該凹部設(shè)置在第一磁極齒與第二磁極齒之間。
[0013]磁軛單元通過第一步驟、第二步驟和第三步驟制造。在第一步驟中，第一磁軛裝配至下模具以從第一磁軛和第二磁軛的相應(yīng)內(nèi)表面支承第一磁軛和第二磁軛。在第二步驟中，第二磁軛裝配至下模具。在第三步驟中，使樹脂部成形。
[0014]形成磁軛單元的樹脂部的內(nèi)表面設(shè)置有布置在第一磁極齒與第二磁極齒之間的凹部。具體地，下模具包括形成在與凹部對應(yīng)的位置中的凸部。因而，在第一步驟中，可以通過使第一磁極齒接觸凸部來確定第一磁軛相對于下模具在周向方向上的位置。在第二步驟中，可以通過使第二磁極齒接觸凸部來確定第二磁軛相對于下模具在周向方向上的位置。因此，可以確定第一磁軛和第二磁軛在周向方向上的相應(yīng)位置。這可以抑制第一磁軛和第二磁軛的相應(yīng)位置的精度的降低。
[0015]在上述磁軛單元中，優(yōu)選的是，第一磁極齒在第一磁極齒的前視圖中具有V形，并且凹部具有與V形對應(yīng)的形狀。
[0016]形成在磁軛單元中的凹部具有V形。具體地，用于制造磁軛單元的下模具的凸部具有V形。在該結(jié)構(gòu)中，凸部可以支承第一磁極齒的兩個傾斜表面。這可以提高第一磁軛和第二磁軛相對于凸部在周向方向上的相應(yīng)位置的精度。
[0017]在上述磁軛單元中，優(yōu)選的是，凹部接觸第二磁極齒。
[0018]在第三步驟中，能夠在凸部接觸第二磁極齒的同時使樹脂部成形。因而，在第三步驟中，第二磁軛相對于凸部在周向方向上的位置不太可能被移位。
[0019]在上述磁軛單元中，優(yōu)選的是，樹脂部在沒有形成凹部的區(qū)域中的外表面與磁軛單元的中心之間的距離比樹脂部在形成凹部的區(qū)域中的外表面與磁軛單元的中心之間的距離小。
[0020]在形成磁軛單元的樹脂部中，在沒有形成凹部的區(qū)域中的外表面與磁軛單元的中心之間的距離比形成有凹部的區(qū)域中的外表面與磁軛單元的中心之間的距離小。具體地，使磁軛單元在沒有形成凹部的區(qū)域中減薄。這與未經(jīng)受減薄的磁軛單元相比，可以減小磁軛單元的重量。
[0021]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第二方面提供了制造磁軛單元的方法。該磁軛單元包括:具有多個第一磁極齒的第一磁軛；具有多個第二磁極齒的第二磁軛；以及使第一磁軛和第二磁軛彼此成一體的樹脂部。第一磁軛和第二磁軛彼此同軸。每個第二磁極齒設(shè)置在第一磁極齒中的兩個相鄰的第一磁極齒之間。該制造方法包括:將第一磁軛裝配至下模具以從第一磁軛和第二磁軛的相應(yīng)內(nèi)表面支承第一磁軛和第二磁軛的第一步驟；將第二磁軛裝配至下模具的第二步驟；以及使樹脂部成形的第三步驟。在第一步驟中，通過使第一磁極齒接觸形成在下模具中的凸部來確定第一磁軛相對于下模具在周向方向上的位置。在第二步驟中，通過使第二磁極齒接觸凸部來確定第二磁軛相對于下模具在周向方向上的位置。
[0022]下模具包括凸部。因而，在第一步驟中，第一磁軛相對于下模具在周向方向上的位置可以通過使第一磁極齒接觸凸部來確定。在第二步驟中，第二磁軛相對于下模具在周向方向上的位置可以通過使第二磁極齒接觸凸部來確定。因此，能夠確定第一磁軛和第二磁軛在周向方向上的相應(yīng)位置。這可以抑制第一磁軛和第二磁軛的相應(yīng)位置的精度的降低。
[0023]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第三方面提供了包括上述磁軛單元或通過上述方法制造的磁軛單元的扭矩檢測器。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第四方面提供了包括上述扭矩檢測器的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。
[0025]本發(fā)明的有益效果
[0026]本發(fā)明可以提供:可以抑制在確定第一磁軛和第二磁軛的相應(yīng)位置方面的精度的降低的磁軛單元；制造磁軛單元的方法；扭矩檢測器；以及電動助力轉(zhuǎn)向裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0028]圖2為以放大的方式示出了扭矩檢測器及其附近的局部截面圖。
[0029]圖3為扭矩檢測器的立體分解圖。
[0030]圖4(a)為示出了磁軛單元的內(nèi)側(cè)的立體圖。
[0031]圖4(b)為磁軛單元的立體圖。
[0032]圖4(c)為以放大的方式示出了形成在磁軛單元的內(nèi)表面中的凹部的局部前視圖。
[0033]圖5(a)為用于制造磁軛單元的下模具的俯視圖。
[0034]圖5(b)為下模具的前視圖。
[0035]圖6(a)為用于制造磁軛單元的周圍模具的俯視圖。
[0036]圖6(b)為形成周圍模具的第一分割體的側(cè)視圖。
[0037]圖7(a)為用于制造磁軛單元的上模具的俯視圖。
[0038]圖7(b)為沿著圖7(a)的線7b_7b截取的截面圖。
[0039]圖8 (a)為示出了合模步驟A的立體圖。
[0040]圖8(b)為以放大的方式示出了下模具的凸部和凸部附近的局部前視圖。
[0041]圖9(a)為示出了合模步驟B的立體圖。
[0042]圖9(b)為以放大的方式示出了下模具的凸部和凸部附近的局部前視圖。
[0043]圖10為示出了合模步驟C的立體圖。
[0044]圖11為示出了合模步驟D的立體圖。
[0045]圖12(a)為示出了即將在合模步驟D中裝配周圍模具之前的狀態(tài)的局部截面圖。
[0046]圖12(b)為示出了在合模步驟D中裝配周圍模具之后的狀態(tài)的局部截面圖。
[0047]圖12(c)為以放大的方式示出了下模具的凸部和凸部附近的局部前視圖。
[0048]圖13(a)為示出了合模步驟E的立體圖。
[0049]圖13(b)為沿著圖13(a)的線13b_13b截取的截面圖。
[0050]圖14(a)為示出了冷卻步驟的立體圖。
[0051]圖14(b)為沿著圖14(a)的線14b_14b截取的截面圖。
[0052]圖15(a)為形成根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的扭矩檢測器的磁軛單元的立體圖。
[0053]圖15(b)為磁軛單元的俯視圖。
[0054]圖16為磁軛單元的局部截面圖，其中，包括磁軛單元的中心和磁軛單元的沒有形成凹部的區(qū)域。
[0055]圖17為磁軛單元的局部截面圖，其中，包括磁軛單元的中心和磁軛單元的形成有凹部的區(qū)域。
[0056]圖18(a)為示出了根據(jù)不同示例的下模具的俯視圖。
[0057]圖18(b)為以放大的方式示出了根據(jù)不同示例的下模具的凸部和凸部附近的局部前視圖。
[0058]圖19為示出了常規(guī)磁軛單元的內(nèi)側(cè)的立體圖。
[0059]圖20為示出了制造常規(guī)磁軛單元的步驟的立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0060](第一實(shí)施方式)
[0061]通過參照圖1至圖4(b)描述電動助力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)。
[0062]如圖1中所示，電動助力轉(zhuǎn)向裝置I包括:轉(zhuǎn)向角傳動機(jī)構(gòu)10、輔助致動器18、電子控制器30、扭矩檢測器40、以及車速傳感器31。該轉(zhuǎn)向角傳動機(jī)構(gòu)10包括:轉(zhuǎn)向軸11、齒條-小齒輪機(jī)構(gòu)15、拉桿17以及扭力桿21。轉(zhuǎn)向角傳動機(jī)構(gòu)10將方向盤2的旋轉(zhuǎn)傳輸至轉(zhuǎn)向輪3。轉(zhuǎn)向軸11包括柱軸12、小齒輪軸14以及中間軸13。操作方向盤2使轉(zhuǎn)向軸11旋轉(zhuǎn)。
[0063]柱軸12包括輸入軸12A和輸出軸12B。方向盤2固定至柱軸12的前端。小齒輪軸14通過齒條-小齒輪機(jī)構(gòu)15聯(lián)接至齒條軸16。中間軸13連接柱軸12和小齒輪軸14。齒條-小齒輪機(jī)構(gòu)15將轉(zhuǎn)向軸11的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成齒條軸16的線性運(yùn)動。拉桿17將齒條軸16的線性運(yùn)動傳輸至轉(zhuǎn)向節(jié)(在附圖中未示出)。
[0064]如圖2中所示，扭力桿21具有兩個銷24。扭力桿21設(shè)置在輸入軸12A與輸出軸12B之間。旋轉(zhuǎn)方向盤2引起扭力桿21的扭轉(zhuǎn)。其中一個銷24用于將扭力桿21的輸入側(cè)端部22固定至柱軸12的輸入軸12A。另一銷24用于將扭力桿21的輸出側(cè)端部23固定至柱軸12的輸出軸12B。
[0065]如圖1中所示，輔助致動器18包括馬達(dá)18A和減速機(jī)構(gòu)18B。輔助致動器18將待用于輔助方向盤2上的操作的輔助力施加至轉(zhuǎn)向角傳動機(jī)構(gòu)10。馬達(dá)18A的旋轉(zhuǎn)通過減速機(jī)構(gòu)18B被減速并且然后被傳輸至轉(zhuǎn)向軸11。此時從馬達(dá)18A施加至轉(zhuǎn)向軸11的扭矩用作輔助力。具有刷的DC馬達(dá)用作馬達(dá)18A。
[0066]扭矩檢測器40將輸出信號SA輸出至電子控制器30。輸出信號SA響應(yīng)于因方向盤2上的操作而施加至轉(zhuǎn)向軸11的扭矩來生成。車速傳感器31將輸出信號SB輸出至電子控制器30。輸出信號SB響應(yīng)于作為車輛后輪的轉(zhuǎn)向輪的旋轉(zhuǎn)速度而生成。
[0067]電子控制器30基于來自扭矩檢測器40的輸出信號SA而計算轉(zhuǎn)向扭矩τ。轉(zhuǎn)向扭矩τ為以下計算值:該計算值對應(yīng)于因方向盤2上的操作而輸入至轉(zhuǎn)向軸11的扭矩值。電子控制器30基于來自車速傳感器31的輸出信號SB而計算車速V。車速V為與車輛的行進(jìn)速度對應(yīng)的計算值。
[0068]電子控制器30執(zhí)行動力輔助控制和轉(zhuǎn)向扭矩變換控制。執(zhí)行動力輔助控制以響應(yīng)于車輛的行進(jìn)狀況——比如車速V以及方向盤2的轉(zhuǎn)向狀況——來調(diào)節(jié)輔助力。執(zhí)行轉(zhuǎn)向扭矩變換控制以校正動力輔助控制中的所將要使用的轉(zhuǎn)向扭矩τ。
[0069]如圖3中所示，扭矩檢測器40包括兩個集磁環(huán)41、圓筒形磁體42、兩個磁性傳感器43以及磁軛單元50。霍爾IC用作磁性傳感器43。集磁環(huán)41中的每個集磁環(huán)具有環(huán)形部41A和兩個臂部41B。其中一個集磁環(huán)41設(shè)置在與從磁軛單元50的外表面50B突出的第一磁軛60對應(yīng)的位置。另一集磁環(huán)41設(shè)置在與從磁軛單元50的外表面50B突出的第二磁軛70對應(yīng)的位置。環(huán)形部41A設(shè)置成沿著磁軛單元50的外表面50B延伸。兩個臂部41B將磁性傳感器43保持在它們之間。
[0070]在圓筒形磁體42中，N極42A和S極42B沿圓筒形磁體42的周向方向交替設(shè)置。圓筒形磁體42固定至柱軸12的輸入軸12A。每個磁性傳感器43設(shè)置在集磁環(huán)41中的一個集磁環(huán)的臂部41B與另一集磁環(huán)41的臂部41B之間。磁軛單元50固定至柱軸12的輸出軸12B。
[0071]在圖4(a)中，樹脂部80的僅外表面83由雙點(diǎn)劃線表示，并且未示出樹脂部80的除了外表面83之外的部分。如圖3和圖4(a)中所不,磁軛單兀50包括內(nèi)表面50A、外表面50B、軸環(huán)51、第一磁軛60和第二磁軛70、以及樹脂部80。軸環(huán)51具有圓筒形狀。軸環(huán)51的面向第一磁軛60的端部設(shè)置有兩個凹槽部51B。軸環(huán)51接收壓配合在軸環(huán)51中的柱軸12的輸出軸12B。
[0072]第一磁軛60包括第一磁軛芯62和多個第一磁極齒61。第一磁軛芯62由平板組成并且以第一磁軛60的軸線為中心形成為環(huán)形。每個磁極齒61從第一磁軛芯62朝向第二磁軛70突出。如圖4(c)中所示，第一磁極齒61具有第一傾斜部61A和第二傾斜部61B。第一磁極齒61在前視圖中具有V形。
[0073]如圖4(a)中所示，第二磁軛70包括第二磁軛芯72和多個第二磁極齒71。第二磁軛芯72由平板組成并且以第二磁軛70的軸線為中心形成為環(huán)形。每個第二磁極齒71從第二磁軛芯72朝向第一磁軛60突出。如圖4(c)中所不,第二磁極齒71具有第一傾斜部7IA和第二傾斜部71B。第二磁極齒71在前視圖中具有V形。
[0074]如圖4(b)中所不,第一磁軛60和第二磁軛70彼此同軸。第一磁極齒61和第二磁極齒71沿第一磁軛60和第二磁軛70各自的周向方向交替地設(shè)置。如圖4(c)中所不，第一磁極齒61的第一傾斜部61A和第二磁極齒71的第一傾斜部7IA彼此面對。第一磁極齒61的第二傾斜部61B和第二磁極齒71的第二傾斜部71B彼此面對。
[0075]如圖4(b)中所示，樹脂部80包括內(nèi)表面81、三個凹部82、以及外表面83。樹脂部80覆蓋第一磁極齒61和第二磁極齒71的相應(yīng)外周邊。樹脂部80填充在第一磁極齒61與第二磁極齒71之間。三個凹部82形成在樹脂部80的內(nèi)表面81中，同時以120度的間距彼此間隔開。三個凹部82各自形成在相鄰的第二磁極齒71之間。樹脂部80使第一磁軛60和第二磁軛70以及軸環(huán)51彼此成一體。這固定了第一磁軛60和第二磁軛70以及軸環(huán)51的相應(yīng)位置。第一磁軛60和第二磁軛70以及軸環(huán)51被固定，同時它們彼此之間不接觸。
[0076]如圖4(c)中所示，每個凹部82由第一凹部82A、第二凹部82B以及第三凹部82C形成。第一凹部82A形成在第一磁極齒61的第一傾斜部61A與第二磁極齒71的第一傾斜部71A之間。第二凹部82B形成在第一磁極齒61的第二傾斜部61B與第二磁極齒71的第二傾斜部71B之間。第三凹部82C形成在第一磁極齒61的頂點(diǎn)部與磁軛單元50的端部之間。第三凹部82C連接第一凹部82A和第二凹部82B。
[0077]第一凹部82A在其面向第二凹部82B的區(qū)域中具有與第一傾斜部71A的形狀對應(yīng)的形狀。第二凹部82B在其面向第一凹部82A的區(qū)域中具有與第二傾斜部71B的形狀對應(yīng)的形狀。凹部82具有與第一磁極齒61的V形對應(yīng)的形狀。第一凹部82A接觸第一傾斜部71A的基端。第二凹部82B接觸第二傾斜部71B的基端。所有的第一凹部82A、第二凹部82B以及第三凹部82C不接觸第一磁極齒61。
[0078]如圖4(b)中所不,磁軛單兀50的外表面50B由樹脂部80的外表面83以及第一磁軛芯62和第二磁軛芯72的相應(yīng)外表面形成。磁軛單元50的內(nèi)表面50A由下述組成，即:第一磁軛60的作為第一磁極齒61的內(nèi)表面的內(nèi)表面60A、第二磁軛70的作為第二磁極齒71的內(nèi)表面的內(nèi)表面70A、樹脂部80的內(nèi)表面81、以及軸環(huán)51的內(nèi)表面51A。
[0079]從磁軛單元50的上端到其下端，磁軛單元50的外徑始終是恒定的。在磁軛單元50中，由樹脂部80形成的部段的外徑略微小于由第一磁軛芯62和第二磁軛芯72形成的部段的直徑。在磁軛單元50中，由樹脂部80形成的部段具有恒定的外徑。在磁軛單元50中，由軸環(huán)51形成的部段的內(nèi)徑小于磁軛單元50的除了軸環(huán)51之外的部段的內(nèi)徑。
[0080]通過參照圖3對磁軛單元50與圓筒形磁體42之間的關(guān)系進(jìn)行描述。
[0081]如果未發(fā)生扭力桿21的扭轉(zhuǎn)，則圓筒形磁體42的N極42A與S極42B之間的邊界與第一磁極齒61和第二磁極齒71的每個頂點(diǎn)部的中心相一致。此時，從N極42A到達(dá)第一磁極齒61和第二磁極齒71的磁力線的數(shù)量與來自S極42B的磁力線的數(shù)量相同。因此，磁力線在第一磁軛60與第二磁軛70之間形成閉環(huán)。因此，圓筒形磁體42的磁通未到達(dá)第一磁軛60與第二磁軛70之間的磁隙。在這種情況下，來自磁性傳感器43的輸出信號SA表示基準(zhǔn)值。
[0082]如果由于方向盤2上的轉(zhuǎn)向動作而發(fā)成扭力桿21的扭轉(zhuǎn)，則N極42A與S極42B之間的邊界相對于第一磁極齒61和第二磁極齒71的每個頂點(diǎn)部的中心而移位。此時，N極42A與S極42B之間的邊界從第一磁極齒61和第二磁極齒71的每個頂點(diǎn)部的中心移位。因此，與來自S極42B的磁力線的數(shù)量相比，更大數(shù)量的磁力線從N極42A到達(dá)第一磁極齒61和第二磁極齒71中的一者。此外，與來自N極42A的磁力線的數(shù)量相比，更大數(shù)量的磁力線從S極42B到達(dá)第一磁極齒61和第二磁極齒71中的另一者。因此，圓筒形磁體42的磁通到達(dá)第一磁軛60與第二磁軛70之間的磁隙。在這種情況下，來自磁性傳感器43的輸出信號SA表不響應(yīng)于扭力桿21的扭轉(zhuǎn)量-具體地方向盤2的旋轉(zhuǎn)量-的大小(參見圖1)。
[0083]通過參照圖5(a)至圖14(b)對制造磁軛單元50的方法進(jìn)行描述。
[0084]制造磁軛單元50的步驟包括與注射模制有關(guān)的步驟。與注射模制有關(guān)的步驟包括:合模步驟、注射步驟、冷卻步驟、開模步驟以及取出步驟。合模步驟包括合模步驟A、合模步驟B、合模步驟C、合模步驟D以及合模步驟E。
[0085]首先，如圖8(a)中所示，在合模步驟A中，第二磁軛70設(shè)置在下模具110中的為第二磁軛70準(zhǔn)備的適當(dāng)?shù)胤街?。接著，如圖9(a)中所示，在合模步驟B中，第一磁軛60設(shè)置在下模具HO中的為第一磁軛60準(zhǔn)備的適當(dāng)?shù)胤街?。接著，如圖10中所示，在合模步驟C中，軸環(huán)51設(shè)置在下模具110中的為軸環(huán)51準(zhǔn)備的適當(dāng)?shù)胤街?。接著，如圖11中所示，在合模步驟D中，相對于下模具110而設(shè)置周圍模具120。接著，如圖13(a)中所示，在合模步驟E中，相對于下模具110和周圍模具120而設(shè)置上模具130。在注射步驟中，作為模制材料的樹脂被注入到形成在下模具110的外周與周圍模具120和上模具130的相應(yīng)內(nèi)周之間的填充空間S中。合模步驟A與“第二步驟”對應(yīng)。合模步驟B與“第一步驟”對應(yīng)。冷卻步驟與“第三步驟”對應(yīng)。
[0086]如圖5(a)、圖5(b)和圖8(a)中所示，下模具110包括臺部111和圓筒部112。該臺部111從下面支承第二磁軛70。臺部111具有凹槽部111A。該凹槽部IllA設(shè)置在圓筒部112的下端附近并且沿著圓筒部112的外周面延伸。圓筒部112具有磁軛裝配部113和軸環(huán)裝配部117。第一磁軛60和第二磁軛70以及軸環(huán)51裝配至圓筒部112。軸環(huán)51裝配至軸環(huán)裝配部117。軸環(huán)裝配部117在外徑上比磁軛裝配部113小。
[0087]磁軛裝配部113包括三個凸部114和軸環(huán)固定部118。第一磁軛60和第二磁軛70裝配至磁軛裝配部113。軸環(huán)固定部118形成在磁軛裝配部113的上端處。軸環(huán)51的凹槽部51B裝配至軸環(huán)固定部118。三個凸部114形成在磁軛裝配部113與臺部111之間的邊界附近。三個凸部114的相應(yīng)下端被布置在凹槽部IllA中。凸部114形成在圓筒部112的周向面處，同時以120度的間距彼此間隔開。
[0088]如圖8(b)中所示，每個凸部114具有側(cè)表面115和支承表面116。側(cè)表面115形成在每個凸部114的相對兩側(cè)。側(cè)表面115沿圓筒部112的軸線方向延伸。支承表面116形成在兩個側(cè)表面115之間。支承表面116具有V形以與圖4(c)中不出的第一磁極齒61對應(yīng)。
[0089]如圖6 (a)和圖6(b)中所示，周圍模具120由第一分割體120A和第二分割體120B形成。彼此組合的第一分割體120A和第二分割體120B形成周圍模具120的圓筒形狀。周圍模具120的內(nèi)表面在周圍模具120的沿其軸線方向的中間區(qū)域處朝向周圍模具120的軸線突出。這在周圍模具120的內(nèi)表面的沿周圍模具120的軸線方向的相對兩端形成了第一環(huán)槽121和第二環(huán)槽122。
[0090]如圖7(a)和圖7(b)中所示，上模具130呈具有封閉底部的圓筒形狀。上模具130在內(nèi)徑上與周圍模具120相同。
[0091]接下來通過參照圖8(a)至圖14(b)對磁軛單元50的注射模制步驟進(jìn)行描述。
[0092](合模步驟A)
[0093]如圖8(a)和圖8(b)中所示，第二磁軛70以第二磁極齒71朝上的狀態(tài)裝配至圓筒部112。圓筒部112的凸部114裝配在相鄰的第二磁極齒71之間。在這種情況下，相鄰的第二磁極齒71的相應(yīng)下端與凸部114的側(cè)表面115的下端彼此接觸。這確定了第二磁軛70相對于圓筒部112在周向方向上的位置。
[0094](合模步驟B)
[0095]如圖9(a)和圖9(b)中所示，第一磁軛60以第一磁極齒61朝下的狀態(tài)裝配至圓筒部112。第一磁極齒61裝配至凸部114的支承表面116內(nèi)側(cè)的位置。在這種情況下，支承表面116接觸第一磁極齒61的第一傾斜部61A和第二傾斜部61B。這確定了第一磁軛60相對于圓筒部112在周向方向上的位置。執(zhí)行合模步驟A和合模步驟B確定了第一磁軛60和第二磁軛70相對于彼此在周向方向上的相應(yīng)位置。
[0096](合模步驟C)
[0097]如圖10中所示，軸環(huán)51從第一磁軛60上方的位置裝配至軸環(huán)裝配部117。軸環(huán)51的凹槽部51B裝配至軸環(huán)固定部118。這確定了軸環(huán)51相對于圓筒部112在周向方向上的位置。
[0098](合模步驟D)
[0099]如圖11中所示，周圍模具120的第一分割體120A被放置在臺部111之上。盡管附圖中未示出第二分割體，但是第二分割體120B也被放置在臺部111之上。這使周圍模具120覆蓋磁軛裝配部113。在這種情況下，如圖12(a)和圖12(b)中所示，第二磁軛70的第二磁軛芯72裝配在周圍模具120的第二環(huán)槽122中。此外，第一磁軛60的第一磁軛芯62裝配在周圍模具120的第一環(huán)槽121中。將第一磁軛芯62裝配在第一環(huán)槽121中使第一磁軛60向上移動。
[0100](合模步驟E)
[0101]如圖13(a)中所示，上模具130被放置在周圍模具120之上并且圍繞軸環(huán)51。
[0102](注射步驟)
[0103]如圖13(b)中所示，填充空間S形成在上模具130的內(nèi)表面與下模具110之間、在周圍模具120的內(nèi)表面與下模具110之間、以及在凹槽部IllA的內(nèi)側(cè)。作為模制材料的樹脂被注入到填充空間S中。
[0104](冷卻步驟)
[0105]如圖14(a)和圖14(b)中所示，填充空間S中的模制材料被冷卻以使樹脂部80成形。
[0106](開模步驟)
[0107]周圍模具120和上模具130與下模具110脫開。
[0108](取出步驟)
[0109]磁軛單元50向上移動以從下模具110取出磁軛單元50。
[0110]第一實(shí)施方式的磁軛單元50實(shí)現(xiàn)了以下效果。
[0111](I)根據(jù)常規(guī)的制造方法，在第一磁軛芯62和第二磁軛芯72中形成有貫通孔，并且銷被插入到這些貫通孔中的兩個貫通孔中以確定第一磁軛60和第二磁軛70的相應(yīng)位置。在該方法中，貫通孔在第一磁軛芯62和第二磁軛芯72中的位置的誤差可能會降低第一磁軛60和第二磁軛70的相應(yīng)位置的精度。
[0112]根據(jù)第一實(shí)施方式，磁軛單元50包括形成在樹脂部80的內(nèi)表面81中的凹部82。下模具110包括凸部114。因而，在合模步驟B中，第一磁軛60相對于下模具110在周向方向上的位置可以通過使第一磁極齒61接觸凸部114的支承表面116來確定。在合模步驟A中，第二磁軛70相對于下模具110在周向方向上的位置可以通過使第二磁極齒71接觸凸部114的側(cè)表面115來確定。因此,可以在周向方向上確定第一磁軛60和第二磁軛70的相應(yīng)位置。
[0113]與使用貫通孔的常規(guī)的制造方法相比，上述方法可以抑制第一磁軛60和第二磁軛70的相應(yīng)位置的精度的降低。在使用銷的常規(guī)的制造方法中，如果銷被磨損以致變形，則可能會降低第一磁軛60和第二磁軛70的相應(yīng)位置的精度。在這方面，根據(jù)第一實(shí)施方式，使用比銷剛度更高的凸部114可以抑制凸部114由于其磨損而造成的變形。
[0114]常規(guī)的制造方法涉及在第一磁軛60和第二磁軛70中形成貫通孔，從而增加了磁性傳感器43的磁阻。這可能會減小扭矩檢測器40的檢測靈敏度。在這方面，第一實(shí)施方式針對使用凸部114的方法。因而，與常規(guī)的制造方法不同，第一實(shí)施方式的方法不涉及在第一磁軛60和第二磁軛70中形成貫通孔。這抑制了扭矩檢測器40的檢測靈敏度的減小。
[0115]在磁軛單元50中，樹脂部80的體積比沒有形成凹部82的樹脂部80小。這可有助于樹脂部80的重量減小。另外，樹脂部80的磁阻與空氣的磁阻之間的差異足夠小。這抑制了由于凹部82的存在引起的扭矩檢測器40的檢測靈敏度的減小。
[0116](2)下模具110的凸部114具有呈V形的支承表面116。該結(jié)構(gòu)允許凸部114從下面支承第一磁極齒61的第一傾斜部61A和第二傾斜部61B。因而，在合模步驟B中，第一磁軛60、下模具110以及第二磁軛70在周向方向上的相應(yīng)位置以較高的精確度被確定。
[0117](3)第一凹部82A接觸第一傾斜部71A的基端。第二凹部82B接觸第二傾斜部71B的基端。在注射步驟中，樹脂部80在凸部114的側(cè)表面115與第二磁極齒71彼此接觸的情況下成形。因而，在注射步驟和冷卻步驟中，第二磁軛70相對于凸部114在周向方向上的位置不太可能移位。
[0118](4)凸部114的側(cè)表面115沿著下模具110的軸線延伸。因而，在取出步驟中，磁軛單元50不太可能在其向上移動時與側(cè)表面115卡住。
[0119](第二實(shí)施方式)
[0120]通過參照圖15(a)至圖17對本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行描述。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式不同之處在于磁軛單元50的外表面53具有凹凸形狀并且周圍模具120的內(nèi)表面和凹槽部IlA的外表面各自具有凹凸形狀。第二實(shí)施方式的與第一實(shí)施方式的部分對應(yīng)的部分將不再進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0121]如圖15 (a)和圖15 (b)中所不，磁軛單兀50包括內(nèi)表面50A、外表面50B、軸環(huán)51、第一磁軛60和第二磁軛70、以及樹脂部90。樹脂部90包括內(nèi)表面91、三個凹部92、以及外表面93。樹脂部90覆蓋第一磁極齒61和第二磁極齒71的相應(yīng)外周。樹脂部90填充在第一磁極齒61與第二磁極齒71之間。
[0122]三個凹部92形成在樹脂部90的內(nèi)表面91中，同時以120度的間距彼此間隔開。三個凹部92各自形成在相鄰的第二磁極齒71之間。樹脂部90使第一磁軛60和第二磁軛70以及軸環(huán)51彼此成一體。這固定了第一磁軛60和第二磁軛70以及軸環(huán)51的相應(yīng)位置。第一磁軛60和第二磁軛70以及軸環(huán)51被固定，同時它們彼此不接觸。
[0123]外表面93包括第一端部94、第二端部95以及中間部96。第一端部94與軸環(huán)51對應(yīng)并且具有圓形形狀。第二端部95位于軸環(huán)51的相反側(cè)。第二端部95包括三個凹部對向部95A和三個凹部非對向部95B。每個凹部對向部95A在磁軛單元50的周向方向上的位置與凹部92的位置相同。每個凹部非對向部95B形成在相鄰的凹部對向部95A之間。中間部96限定在第一磁軛芯62與第二磁軛芯72之間。中間部96包括三個凹部對向部96A和三個凹部非對向部96B。每個凹部對向部96A在磁軛單元50的周向方向上的位置與凹部92的位置相同。每個凹部非對向部96B形成在相鄰的凹部對向部96A之間。
[0124]磁軛單兀50的外表面50B由樹脂部90的外表面93以及第一磁軛芯62和第二磁軛芯72的相應(yīng)外表面形成。磁軛單元50的內(nèi)表面50A由下述形成，即:第一磁軛60的作為第一磁極齒61的內(nèi)表面的內(nèi)表面60A、第二磁軛70的作為第二磁極齒71的內(nèi)表面的內(nèi)表面70A、樹脂部90的內(nèi)表面91、以及軸環(huán)51的內(nèi)表面51A。
[0125]如圖15(b)中所示，磁軛單元50的由樹脂部形成的部段在周向方向上的不同地方具有不同的外徑。磁軛單元50的中心50C與凹部非對向部95B之間的距離LB比中心50C與凹部對向部95A之間的距離LA小。具體地，在樹脂部90中，在沒有形成凹部92的區(qū)域中的外表面93與中心50C之間的距離LB比形成有凹部92的區(qū)域中的外表面93與中心50C之間的距離LA小。中心50C與第一端部94之間的距離與距離LB相同。
[0126]通過參照圖16和圖17對制造磁軛單元50的方法進(jìn)行描述。
[0127]第一端部94由上模具130的內(nèi)表面形成。第二端部95由凹槽IlA的外表面形成。中間部96由周圍模具120的內(nèi)表面形成。
[0128]在沒有形成凹部92的區(qū)域中，中心50C與周圍模具120的內(nèi)表面之間的距離與距離LB相同。在形成有凹部92的區(qū)域中，中心50C與周圍模具120的內(nèi)表面之間的距離與距離LA相同。在沒有形成凹部92的區(qū)域中，中心50C與凹槽IlA的外表面之間的距離與距離LB相同。在形成有凹部92的區(qū)域中，中心50C與凹槽IlA的外表面之間的距離與距離LA相同。在沒有形成凹部92的區(qū)域中，中心50C與上模具130的內(nèi)表面之間的距離與距離LB相同。在形成有凹部92的區(qū)域中，中心50C與上模具130的內(nèi)表面之間的距離也與距離LB相同。
[0129]除了第一實(shí)施方式的效果(I)至效果(4)之外，第二實(shí)施方式的磁軛單元50還實(shí)現(xiàn)了以下效果。
[0130](5)磁軛單元50在沒有形成凹部92的區(qū)域中減薄。與未經(jīng)受減薄的第一實(shí)施方式的磁軛單元相比，這可以減輕磁軛單元50的重量。這還減小了樹脂部90的體積，使得可以減小作為模制材料的樹脂的量。
[0131](6)如果磁軛單元50通過使用銷的方法制造，則減小周圍模具120的內(nèi)徑使周圍模具120的內(nèi)表面與銷彼此接觸。因此，在插入有銷的區(qū)域中只能減薄很少的量。在這方面，在第二實(shí)施方式中，第一磁軛60和第二磁軛70的相應(yīng)位置可以通過使用磁軛單元50的內(nèi)表面50A的形狀而確定。因而，樹脂部90的外徑可以比通過常規(guī)的制造方法制造的磁軛單元的外徑小。
[0132]第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式可以作如下改變。
[0133]在上述實(shí)施方式中的每個實(shí)施方式中，第一磁極齒61和第二磁極齒71可形成為U形。
[0134]在上述實(shí)施方式中的每個實(shí)施方式中，凸部114的數(shù)量可以是一個、兩個或四個或更多個。在設(shè)置了兩個或更多個凸部的情況下，所有凸部114以規(guī)則間距或不規(guī)則間距設(shè)置在磁軛裝配部113的周向表面上。
[0135]在上述實(shí)施方式中的每個實(shí)施方式中，凸部114可以用圖18中示出的凸部214取代。每個凸部214具有這樣的形狀:其不包括凸部114的與第二傾斜部61B與第二傾斜部71B之間的區(qū)域?qū)?yīng)的部分。在這種情況下，在合模步驟A中，側(cè)表面215接觸第二磁極齒71的第一傾斜部71A，并且在合模步驟B中，支承表面216接觸第一磁極齒61的第一傾斜部61A。這允許下模具110精確地確定第一磁軛60和第二磁軛70在周向方向上的相應(yīng)位置。
[0136]在上述實(shí)施方式中的每個實(shí)施方式中，凸部114中的每個凸部具有與第一磁極齒61的V形對應(yīng)的形狀。同時，凸部114也可以具有與第二磁極齒71的V形對應(yīng)的形狀。
[0137]在上述實(shí)施方式中的每個實(shí)施方式中，在合模步驟B中，使三個凸部114中的每個凸部接觸第一磁極齒61。同時，三個凸部114中的一個凸部或兩個凸部可以不要求接觸第一磁極齒61。
[0138]在上述實(shí)施方式中的每個實(shí)施方式中，在合模步驟A中，使三個凸部114中的每個凸部接觸第二磁極齒71。同時，三個凸部114中的一個凸部或兩個凸部可以不要求接觸第二磁極齒71。
[0139]在上述實(shí)施方式中的每個實(shí)施方式中，在保持每個凸部114與第一磁極齒61之間有間隙的同時，進(jìn)行冷卻步驟。同時，可以在每個凸部114接觸第一磁極齒61的同時，進(jìn)行冷卻步驟。在這種情況下，在合模步驟D中省去第一磁軛60的向上運(yùn)動。在通過該方法制造的磁軛單元50中，凹部82接觸第一磁極齒61。
[0140]在上述實(shí)施方式中的每個實(shí)施方式中，在每個凸部114接觸第二磁極齒71的同時，進(jìn)行冷卻步驟。同時，可以在保持每個凸部114與第二磁極齒71之間有間隙的同時，進(jìn)行冷卻步驟。在這種情況下，在合模步驟B之后，為了避免第二磁軛70相對于第一磁軛60在周向方向上的位置的改變，第二磁軛70相對于下模具110向上或向下移動。在通過該方法制造的磁軛單元50中，凹部82不接觸第二磁極齒71。
[0141]根據(jù)制造上述實(shí)施方式中的每個實(shí)施方式的磁軛單元50的方法，第二磁軛70裝配至第一磁軛60下面的位置。同時，第一磁軛60可以裝配至第二磁軛70下面的位置。
[0142]包括本發(fā)明的磁軛單元50的扭矩檢測器40可以應(yīng)用于除了電動助力轉(zhuǎn)向裝置I之外的裝置。本發(fā)明的磁軛單元50可以應(yīng)用于除了扭矩檢測器40之外的裝置?？傊景l(fā)明可以應(yīng)用于任何裝置，只要該裝置包括下述磁軛單元即可，即:該磁軛單元包括具有多個第一磁極齒的第一磁軛、具有多個第二磁極齒的第二磁軛、以及使第一磁軛和第二磁軛彼此成一體的樹脂部。
[0143]附圖標(biāo)記列表
[0144]I 電動助力轉(zhuǎn)向裝置
[0145]2 方向盤
[0146]3 轉(zhuǎn)向輪
[0147]10轉(zhuǎn)向角傳動機(jī)構(gòu)
[0148]11轉(zhuǎn)向軸
[0149]12 柱軸
[0150]12A輸入軸
[0151]12B輸出軸
[0152]13 中間軸
[0153]14小齒輪軸
[0154]15齒條-小齒輪機(jī)構(gòu)
[0155]16齒條軸
[0156]17 拉桿
[0157]18輔助致動器
[0158]18A 馬達(dá)
[0159]18B減速機(jī)構(gòu)
[0160]21扭力桿
[0161]22輸入側(cè)端部
[0162]23輸出側(cè)端部
[0163]24 銷
[0164]30電子控制器
[0165]31車速傳感器
[0166]40扭矩檢測器
[0167]41集磁環(huán)
[0168]41A環(huán)形部
[0169]41B臂部
[0170]42圓筒形磁體
[0171]42AN 極
[0172]42BS 極
[0173]43磁性傳感器
[0174]50磁軛單元
[0175]50A內(nèi)表面
[0176]50B外表面
[0177]51軸環(huán)
[0178]5IA內(nèi)表面
[0179]51B凹槽部
[0180]60第一磁軛
[0181]60A內(nèi)表面
[0182]61第一磁極齒
[0183]6IA第一傾斜部
[0184]6IB第二傾斜部
[0185]62第一磁軛芯
[0186]70第二磁軛
[0187]70A內(nèi)表面
[0188]71第二磁極齒
[0189]7IA第一傾斜部
[0190]7IB第二傾斜部
[0191]72第二磁軛芯
[0192]80、90 樹脂部
[0193]81、91 內(nèi)表面
[0194]82凹部
[0195]82A第一凹部
[0196]82B第二凹部
[0197]83C第三凹部
[0198]83、93 外表面
[0199]110下模具
[0200]111臺部
[0201]IllA 凹槽部
[0202]112圓筒部
[0203]113磁軛裝配部
[0204]114,214 凸部
[0205]115,215 側(cè)表面
[0206]116、216 支承表面
[0207]117軸環(huán)裝配部
[0208]118軸環(huán)固定部
[0209]120周圍模具
[0210]120A第一分割體
[0211]120B第二分割體
[0212]121 第一環(huán)槽
[0213]122 第二環(huán)槽
[0214]130上模具
【權(quán)利要求】
1.一種磁軛單元，包括: 第一磁軛，所述第一磁軛具有多個第一磁極齒； 第二磁軛，所述第二磁軛具有多個第二磁極齒，每個第二磁極齒設(shè)置在所述第一磁極齒中的兩個相鄰的第一磁極齒之間，所述第二磁軛與所述第一磁軛同軸；以及 樹脂部，所述樹脂部使所述第一磁軛和所述第二磁軛彼此成一體，所述樹脂部包括形成在所述樹脂部的內(nèi)表面中的凹部，所述凹部設(shè)置在所述第一磁極齒與所述第二磁極齒之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁軛單元，其中 所述第一磁極齒在所述第一磁極齒的前視圖中具有V形，以及 所述凹部具有與所述V形對應(yīng)的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁軛單元，其中，所述凹部接觸所述第二磁極齒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的磁軛單元，其中，所述樹脂部的在沒有形成所述凹部的區(qū)域中的外表面與所述磁軛單元的中心之間的距離比所述樹脂部的在形成有所述凹部的區(qū)域中的外表面與所述磁軛單元的中心之間的距離小。
5.一種制造磁軛單元的方法，所述磁軛單元包括:具有多個第一磁極齒的第一磁軛；具有多個第二磁極齒的第二磁軛；以及使所述第一磁軛與所述第二磁軛彼此成一體的樹脂部，所述第一磁軛和所述第二磁軛彼此同軸，所述第二磁極齒中的每個第二磁極齒設(shè)置在所述第一磁極齒中的兩個相鄰的第一磁極齒之間，所述方法包括: 將所述第一磁軛裝配至下模具以從所述第一磁軛和所述第二磁軛的相應(yīng)內(nèi)表面支承所述第一磁軛和所述第二磁軛的第一步驟； 將所述第二磁軛裝配至所述下模具的第二步驟；以及 使所述樹脂部成形的第三步驟，其中 在所述第一步驟中，通過使所述第一磁極齒接觸形成在所述下模具中的凸部來確定所述第一磁軛相對于所述下模具在周向方向上的位置，以及 在所述第二步驟中，通過使所述第二磁極齒接觸所述凸部來確定所述第二磁軛相對于所述下模具在周向方向上的位置。
6.一種包括如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的磁軛單元或者通過如權(quán)利要求5所述的方法制造的磁軛單元的扭矩檢測器。
7.一種包括如權(quán)利要求6所述的扭矩檢測器的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。
【文檔編號】G01L3/10GK104169700SQ201280064351
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月26日
【發(fā)明者】松井裕介, 水谷文彥, 山嵜邦男 申請人:株式會社捷太格特, 山清工業(yè)株式會社