[发明专利]具有注射模制磁体的非接触式转矩传感器

说明书

技术领域

本发明涉及转矩传感器并且更特定而言涉及安置于基板转子上具有注射模制的磁体的小直径转矩传感器。

背景技术

在常规转矩传感器中，在转矩造成其所作用于的轴杆的变形时感测到转矩。在轴杆变形时，在沿着轴杆的位置处在轴杆的角位置之间形成差异。非接触式小直径转矩传感器提供取决于在第一轴杆位置与第二轴杆位置之间的角位置变化的通量密度输出。当希望测量施加到轴杆（诸如车辆的电力转向系统的控制轴杆）上的转矩时，可由扭杆转矩传感器来联接转向控制轴杆的上区段和转向控制轴杆的下区段，使得可确定出施加到方向盘上的转矩并且将转矩提供给控制器以辅助控制待供应给转向系统的转矩协助。

在这样的系统中，通常希望具有非接触式传感器，其提供相对较高的磁场 (高斯/度)和旋转准确度（低谐波/转）。不利地的是，先前满足这些要求的尝试已成功地改进了磁场响应但也需要显著的成本、制造复杂性并且也造成信号噪音（即，纹波）。常规小直径转矩传感器的这些缺陷的一个原因在于它们依赖于传统径向定向的、烧结的钕磁体来形成用作传感器输入的磁场。烧结钕磁体的成本很高并且这继而增加了转矩传感器的制造成本。

因此，希望有一种非接触式转矩传感器，其提供相对较高的磁场和旋转准确度，而不造成与烧结钕磁体相关联的成本。

发明内容

在本发明的一示例性实施例中，一种非接触式转矩传感器包括磁通量生成转子和磁通量检测探针。磁通量生成转子在轴向安置于第一定子与第二定子之间并且具有径向外侧表面和靠近径向外侧表面交替地安置的多个N极磁体和S极磁体。每个定子具有多个定子齿，所述多个定子齿中的每一个对应于所述多个N极磁体和S极磁体中独特的一个。磁通量检测探针安置在离径向外侧表面一定距离处并且被配置成用于检测由磁通量生成转子产生的磁通量变化以检测在磁通量生成转子与第一定子和第二定子之间的相对扭转的变化。多个N极磁体和S极磁体为注射模制的。

通过下文的描述，结合附图理解，这些和其它优点和特点将变得更显然。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书末尾处所附的权利要求中特别地指出且明确地要求保护。通过结合附图来理解下文的详细的描述，本发明的前述和其它特点和优点将显然，附图中：

图1示出了示例性小直径转矩传感器的轴向视图，其具有包括注射模制的磁体的转子；

图2示出了包括注射模制的磁体的示例性转子的轴向视图；

图3示出了示例性小直径转矩传感器的径向（侧）视图，其具有被定位成用以测量来自传感器的通量密度输出的探针；

图4示出了包括传统烧结钕磁体的转子的轴向视图；

图5示出了包括注射模制的磁体的示例性转子的轴向视图；以及

图6示出了示例性小直径转矩传感器的输出响应曲线，其具有包括注射模制磁体的转子。

具体实施方式

现参考附图，其中将参考具体实施例来描述本发明但并不限制本发明，如在图1和图3中所示，在一示例性实施例中，非接触式转矩传感器100包括了在轴向安置于第一定子104与第二定子106之间的磁通量生成转子102。非接触式转矩传感器100还包括磁通量检测探针108。如图2所示，在一示例性实施例中，所述磁通量生成转子102具有径向外侧表面100和靠近径向外侧表面110交替地安置的多个N极磁体112和S极磁体114。如图1所示的那样，每个定子104、106具有多个定子齿116，多个定子齿116中的每一个对应于多个N极磁体112和S极磁体114中独特的一个。

还如图3所示，磁通量检测探针108安置在离径向外侧表面110一定距离118处。磁通量检测探针108被配置成用于检测由磁通量生成转子102产生的磁通量变化以检测在磁通量生成转子102与第一定子104与第二定子106之间的相对扭转的变化。多个N极磁体112和S极磁体114可为注射模制的。

在一示例性实施例中，磁通量生成转子102可联接到转向系统（未图示）的输入轴杆，而定子联接到转向系统（未图示）的输出轴杆。因此，非接触式转矩传感器100安装于输入轴杆与输出轴杆之间，输入轴杆可连接到方向盘，输出轴杆连接到车辆的可转向的轮，由此可以检测在转矩传感器中的扭转，并且可以从其推导出在轴杆中的转矩。