相对旋转角度位移检测装置、使用了该检测装置的转矩检测装置及转矩控制装置、以及具...的制作方法_4

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41维持几乎为磁中性的状态(参照图5A)。
[0110]此外,在本实施方式中,如图4A及图4B所示,环主体41的外周缘和永磁体30的内周缘之间的间隔狭窄。因此,如上述那样,环主体41成为沿着其周向与磁体的N极以及S极对应而在周向上被N极以及S极交替地弱磁化的状态。但是,若将环主体41的外周缘和永磁体30的内周缘之间的间隔扩大,则其磁化状态会进一步变弱。其结果,能够进一步提尚检测精度。
[0111]因此,在该初始状态下,从引导环40 (环主体41)向中间磁轭50的磁通量流为极弱或者几乎不产生磁通量流的状态(参照图5B以及图5C)。在该初始状态下,在周向上被弱磁化的引导环主体41的磁通量通过与此相邻配置的中间磁轭50以及背部磁轭70而被汇集,集中通过配置于磁轭50以及70之间的磁传感器60 (参照图5B以及图5C)。因此,磁传感器60能够切实地检测引导环主体41的磁通量。
[0112]另一方面,若从该状态开始将杆构件10绕逆时针方向旋转预定角度(在图示实施方式中为10度),则如图4B所示,当从旋转轴线R的轴向观察时,引导环40的各突部42与永磁体30的某一磁极(在实施方式中为S极)重叠。突部42被与各突部42重叠的永磁体30的磁极(在实施方式中为S极)强磁化(参照图6A)。因此,引导环主体41在整个周向上被与各突部42重叠的永磁体30的磁极(在实施方式中为S极)磁化。
[0113]因此,这样被磁化的引导环40的磁通量通过与其相邻配置的中间磁轭50以及背部磁轭70而被汇集,集中通过配置于这些磁轭间之的磁传感器60 (参照图6B以及图6C)。因此,这样能够切实地检测沿着周向被一方的磁极(在实施方式中为S极)磁化的引导环主体41的磁通量。
[0114]本实施方式的相对旋转角度位移检测装置X,这样构成仅是由引导环40、中间磁轭50、背部磁轭70构成的集磁回路的磁回路。由此,相对旋转角度位移检测装置X即使不积极形成磁闭环回路,也能够通过磁传感器60检测通过集磁回路的磁通量的位移。此外,如图5C以及图6C所示,在该装置中,虽然永磁体30经由引导环40、中间磁轭50以及背部磁轭70而形成磁闭环回路,但也可以不使用上述各构件以外的构件来积极构成磁闭环回路。
[0115]在此,“不积极构成磁闭环回路”的意思是指,积极具备至少由引导环40、中间磁轭50、背部磁轭70构成的集磁回路就足够了。换言之,在本发明中,也可以车体侧等的其他的构成构件、例如车轴I和/或其周边的构件与上述引导环40、中间磁轭50、背部磁轭70 —起在结果上构成磁闭环回路。即,在本发明中,不一定必须积极构成磁闭环回路。
[0116]如以上说明的那样,在图3A以及图4A所示的状态(第I状态)和图3B以及图4B所示的状态(第2状态)之间,作为第I旋转构件的杆构件10和作为第2旋转构件的链轮20构成为相对旋转角度产生位移。
[0117]对踏板P施加的旋转力在图3A所示的状态即不施加旋转力的状态、和图3B所示的状态即施加超过弹簧S的作用力的旋转力的状态之间变化。由此,作为第I旋转构件的杆构件10和作为第2旋转构件的链轮20之间的相对旋转角度会变化。伴随该变化,引导环40的环主体41的磁化的状况在如下状态之间变化:在整个周向上被弱磁化的所谓的磁中性或接近磁中性的状态、和整周被S极或者N极磁化的状态(在实施方式中被S极磁化)。
[0118]这样,根据与对踏板P施加的旋转力对应的、永磁体30和引导环40之间的相对旋转角度位移,磁传感器60检测磁通量的变化。根据检测到的磁通量的变化的状态,能连续地检测相对旋转角度位移。在该实施方式中,因为装备有弹簧S,所以能够检测杆构件10和链轮20之间的相对旋转角度位移、甚至是(进而是)相对旋转转矩位移。因此,相对旋转角度位移检测装置X,能够基于该位移,通过控制单元(省略图示)来控制电动驱动单元(省略图示),辅助踏板P的旋转力。进而,磁传感器60的位置及大小设定为磁传感器60可检测环状的平面部41a的磁通量中、永磁体30的磁化方向上的环状的平面部41a的磁通量。
[0119]此外,在上述实施方式中,对作为第I旋转构件的杆构件10相对于作为第2旋转构件的链轮20仅绕一个方向(图中,逆时针方向)产生旋转位移的情况进行了示例说明。
[0120]但是,本发明的相对旋转角度位移检测装置X,也可以构成为绕逆时针方向以及顺时针方向的两方向产生旋转位移。在该情况下,通过磁传感器60的磁通量的方向根据两旋转构件的相对旋转角度位移方向而改变。也可以基于该磁传感器60的输出,控制回路(省略图示)控制作为辅助动力源的电动马达(省略图示)。由此,例如在电动助力轮椅中,不仅能够辅助前进驱动,而且能够辅助后退驱动。
[0121]另外,在上述实施方式中,作为弹性构件例示了使用螺旋弹簧S的情况,但是可以使用各种弹簧来代替螺旋弹簧,另外,或者也可以使用由各种树脂、金属构件构成的其他弹性构件、例如扭力杆等来检测第I以及第2旋转构件的相对旋转角度位移、甚至是(进而是)旋转转矩。
[0122]这样根据本发明的实施方式,相对旋转角度位移检测装置具备永磁体30、引导环40、中间磁轭50、磁传感器60以及背部磁轭70。永磁体30固定于一对旋转构件中的一方的旋转构件10,以在旋转轴I的轴向上被磁化的磁极在轴部I的周向上极性交替不同的方式配置。
[0123]引导环40固定于一对旋转构件中的另一方的旋转构件20,具有以从轴部I的轴向观察时与永磁体30不重叠的方式配置的环状的环主体41、和从该环主体41沿旋转轴I的径向突出并以在从轴部I的轴向观察时与永磁体30重叠的方式配置的多个突部42。突部的数量与磁极的对数相同,分别具有比各磁极的周向的宽度窄的周向的宽度。
[0124]中间磁轭50与引导环40的环主体41接近配置,对根据引导环40的各突部42和永磁体30的各磁极之间的相对位置而磁化的引导环40的磁通量进行汇集。中间磁轭50与背部磁轭70 —起构成磁通量的集磁回路。
[0125]磁传感器60,其配置于中间磁轭50和背部磁轭70之间,对通过由中间磁轭50和背部磁轭70构成的集磁回路的磁通量进行检测。
[0126]因此,相对旋转角度位移检测装置X,能够用简易的构造切实地检测相对旋转角度的位移。另外,不积极形成永磁体30的磁闭环回路就能够用磁传感器60对通过由中间磁轭50以及背部磁轭70构成的集磁回路的磁通量进行检测。由此,能够进一步将构造简略化,能够将制造以及组装简略化,进而能够谋求成本的减少。
[0127]接着,比较第I状态(图3A及图4A)和第2状态(图3B及图4B)。此外,第2状态下的引导环40的磁化的强度比第I状态下的引导环40的磁化的强度大。
[0128]在从突部42和永磁体30相对的方向观察的情况下,如图4A及图4B所示,产生突部42和永磁体30重叠的部分。与一极(S极)重叠的部分的面积相对于重叠部分整体的面积的比例、和与另一极(N极)重叠的部分的面积相对于重叠部分整体的面积的比例之差,在第I状态和第2状态之间不同。例如,在图4A(第I状态的例子)中,与S极重叠的部分的面积的比例(大约50% )和与N极重叠的部分的面积的比例(大约50% )之差为大致0%。另一方面,在图4B(第2状态的例子)中,与S极重叠的部分的面积的比例(100%)和与N极重叠的部分的面积的比例(0% )之差为100%。这样,在本实施方式中,第2状态下的两比例的差(100%)比第I状态下的两比例的差(大致0%)大。在本发明中,各比例不特别地限定。本实施方式中的比例是本发明的一例。
[0129]在图4A(第I状态的例子)中,引导环40被N极组和S极组磁化。S卩,突部42相对于磁极的位置的位置是如下位置:由N极组实现的引导环40的磁化的强度和由S极组实现的引导环40的磁化的强度之差小。在图4B(第2状态的例子)中,引导环40被S极组磁化。即,突部42相对于磁极的位置是如下位置:由N极组实现的引导环40的磁化的强度和由S极组实现的引导环40的磁化的强度之差大。
[0130]一对旋转构件构成为在旋转轴线的周向上,在不足一圈(360° )的角度范围内相对旋转。一对旋转构件中一方的旋转构件以相对于另一方的旋转构件相对地朝向旋转轴线的周向上的一方旋转的方式被施力。即,一对旋转构件中一方的旋转构件,通过被施加旋转力,而从所述角度范围的一端(施力方向的下游侧端)移动到另一端(施力方向的上游侧端)。一对旋转构件中一方的旋转构件,例如在第I状态下,位于所述角度范围的一端及另一端中的一方,在第2状态下,位于所述角度范围的一端及另一端中的另一方。
[0131]在本实施方式中,磁检测部包括中间磁轭。但是,在本发明中,磁检测部不一定必须具备中间磁轭。在本实施方式中,例如,在旋转轴线的轴线方向上,磁传感器与永磁体隔开间隔地配置。例如,在旋转轴线的径向上,磁传感器配置在与永磁体不同的位置,与永磁体不重叠。例如,磁传感器检测由永磁体发出并在轴线方向上入射到磁传感器的磁通量。另夕卜,在本实施方式中,环主体41、中间磁轭50以及磁传感器60全部在旋转轴线R的径向上,设置在与突部42不同的位置,但是,本发明不限定于该例。
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