(57)【要約】  本発明は、ハウジング内に回転可能に取り付けられた回転軸の回転位置を検出するためのセンサ装置に関する。当該センサ装置は、キャリアピンに取り付けられているピックアップマグネットを有し、当該キャリアピンは、軸の前方側の凹部に収容されている。
2012508388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２）内に回転可能に取り付けられた回転軸の回転位置を検出するためのセンサ装置であって、
キャリア部に固定されているピックアップマグネット（５）を有し、当該キャリア部は軸（３）に結合しており、
当該キャリア部は、キャリアピン（７）であり、当該キャリアピン（７）は、軸（３）の前方側の凹部（８）に収容されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
ピックアップマグネット（５）は、環状に形成されており、キャリアピン（７）を包み込んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
ピックアップマグネット（５）は、射出成形部材として構成されており、キャリアピン（７）上に射出成形されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
ピックアップマグネット（５）は、軸（３）の前方側に、軸方向に距離をおいて配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項５】
ピックアップマグネット（５）は、キャリアピン（７）に噛み合い式に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項６】
噛み合い（Formschluss）は、径方向の窪み部（９）と当該窪み部（９）内において突出する径方向の隆起部とによって、ピックアップマグネット（５）とキャリアピン（７）の外側表面との間に形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項７】
ピックアップマグネット（５）は、キャリアピン（７）と摩擦結合で結合されている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項８】
当該摩擦結合は、互いに直接接している接触面を粗くすることによって、キャリアピン（７）とピックアップマグネット（５）との間に形成されている
ことを特徴とする請求項７に記載のセンサ装置。
【請求項９】
キャリアピン（７）は、軸（３）の前方側の凹部（８）内に押し込まれている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項１０】
凹部（８）とキャリアピン（７）との間の少なくとも１つの接触面には、切り込み（Einkerbung）が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項１１】
ピックアップマグネット（５）を有する軸は、ステアリングシステムのステアリングシャフトである
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のセンサ装置を有するステアリングシステム。
【請求項１２】
ピックアップマグネット（５）を有する軸は、電気モータ（１）のロータ軸（３）である
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のセンサ装置を有する電気モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従う回転軸の回転位置を検出するためのセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１０２００５０５９１６２Ａ１では、センサ装置の補助による電気モータにおけるロータ軸の回転位置の検出が記載されている。当該センサ装置は、回転しないようにロータ軸に固定されているピックアップマグネットを有しており、また、当該センサ装置は、ロータ軸の回転の際にピックアップマグネットから発生する磁場の変化を検知するセンサを有している。当該ピックアップマグネットは、ベルトプーリ上に吹き付け形成されたマグネットリングとして形成されており、当該ベルトプーリは、ロータ軸の前方側に配置され、ロータ軸に対して回転しないように固定されている。当該センサは、ハウジングに固定配置されている。
【０００３】
ピックアップマグネットのキャリアとしてのベルトプーリは、ロータ軸にしっかりと固定されていなければならない。この場合、通常、小さく構築でき組み立てが容易な形態であるように注意が払われるべきである。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、簡潔な構造的対処によって、回転する部材の回転位置を検出するためのセンサ装置を、小さく構築でき組み立てが簡単な形態で実現することを課題とする。同時に、センサ装置のピックアップマグネットと軸との間にしっかりした固定がもたらされるべきである。
【０００５】
本課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載された特徴によって解決される。更なる有利な実施の形態は、従属請求項に述べられる。
【０００６】
本発明によるセンサ装置は、例えば車両のステアリングシステムにおけるステアリングシャフトの回転位置を検出するために設置される。別の実施の形態によれば、当該センサ装置は、例えば車両のステアリングシステムにおける電気的サーボモータのような、電気モータにおけるロータ軸の回転位置を検出するために機能する。
【０００７】
当該センサ装置は、ピックアップマグネットとセンサとを有し、本発明によれば、当該ピックアップマグネットは、キャリアピンとして形成されたキャリア部に収容され、当該キャリアピンは、軸の前方側の凹部内に設置されている。この実施の形態は、構造上の簡潔さで傑出している。この場合、特に、キャリアピンとピックアップマグネットとの間にも、キャリアピンと軸との間にも、しっかりした固定が与えられており、そのため、ピックアップマグネットは、キャリアピンを介して、回転しないように軸に固定されており、軸方向においても、軸に対して固定の位置をとる。キャリア部としてのキャリアピンは、簡単な態様で、ピックアップマグネットに固定され得る。例えば、ピックアップマグネットは環状に形成され、キャリアピンは環状のピックアップマグネットの中央の凹部内に突き出る。環状のピックアップマグネットが、独立して前もって製造された部材として、キャリアピン上に設置されて固定される、という実施の形態が考慮できる。また、ピックアップマグネットが、射出成形部材として製造され、射出成形法（Spritzgussverfahren）でキャリアピン上に吹き付け形成される、という実施の形態も考慮できる。
【０００８】
更には、リング形状の代わりに、ピックアップマグネットのために他の形状（Geometrien）を考慮することも可能である。例えば、中央の凹部がないディスク形状も可能であり、その場合、ピックアップマグネットは、好適な固定措置を介してキャリアピンに固定されるべきである。当該好適な固定措置とは、例えば、クランプ、ねじといった固定手段を介した、あるいは、接着ないし他の処置を介した固定措置である。
【０００９】
軸の前方側の凹部内にキャリアピンを収容するため、かなり大きな接触面が、凹部の内壁とキャリアピンの外側表面との間に存在する。当該接触面を介して、周方向のトルクと軸方向の力とが伝達可能である。好適には、当該固定は、キャリアピンが凹部内に押圧されることによって行われる。大きな接触面であるため、凹部の直径に対するキャリアピンの直径のほんのわずかな内径過大が、充分にしっかりした固定を確立するのに充分である。この実施の形態ではかなり高い押圧力が存在するため、キャリアピンは、好適には、非常に高強度の材料からなっている。
【００１０】
一方、基本的には、規定された（所与の）切り込みが、凹部の内側表面及び／またはキャリアピンの外側表面にもたらされることも可能である。これによれば、キャリアピンと凹部との間が線状の接触となるため、及び、当該接触面の領域での可塑的な変形のため、わずかな押圧力で充分である。例えば、当該切り込みは、凹部の内側表面にあり、その場合、例えば円筒形状の真鍮のような柔らかい素材からなるキャリアピンが利用され得る。当該キャリアピンの外側表面は、切り込みへの押圧に際し、凹部の内側表面に嵌り込むように刻まれる（切り込まれる）。これにより、トルクの噛み合いが達成される。押圧過程の間に、キャリアピンの外側表面の領域に発生する変形が、キャリアピンと凹部の内側表面との間の空間を埋めることができる。このため、噛み合い（Formschluss）を更に改善できる。場合によっては、より固い素材からなるピンもまた、利用され得る。当該ピンは、内側表面上に切り込みを有する凹部内に押し込まれる。
【００１１】
例えば接着や機械的な固定手段といった、キャリアピンと凹部との間の他の固定処置もまた、考慮に値する。
【００１２】
ピックアップマグネットとキャリアピンとの間の固定（結合）は、合目的的には、噛み合い方式である。当該噛み合いは、好適には、少なくとも軸方向に存在する。例えば、当該噛み合いは、径方向の窪み部と当該窪み部内に突出する径方向の隆起部とを介して、ピックアップマグネットとキャリアピンの外側表面との間に形成される。例えば、当該窪み部は、キャリアピンの外側表面にあり、当該隆起部は、それに応じて、環状のピックアップマグネットの中央の凹部の内側にある。しかしながら、原理的に、逆の実施の形態もまた考慮できる。すなわち、キャリアピンの外側表面に径方向の隆起部があり、ピックアップマグネットの中央の凹部の内側に対応する径方向の窪み部があってもよい。
【００１３】
環状のピックアップマグネットとキャリアピンとの間に充分なトルク結合をも達成するためには、好適には、ピックアップマグネットは、キャリアピンと摩擦結合で固定される。当該摩擦結合は、特には、互いに直接接している接触面を粗くすること、例えばキャリアピンの外側表面のギザギザ（畝々、こぶこぶ）表面仕上げ、を介して、キャリアピンとピックアップマグネットとの間に形成される。これによって、ピックアップマグネットとキャリアピンとの間の摩擦が著しく高められる。軸方向の噛み合いとの組み合わせの場合、好適には、ギザギザ表面仕上げは、キャリアピンの外側表面の径方向の窪み部に設けられる。
【００１４】
合目的的には、ピックアップマグネットは、組み立てられた状態で、その回転位置が検出されるべき軸の前方側に、軸方向に距離をおいて配置される。ピックアップマグネットと軸の前方側との間にあるエアギャップが、磁気分離機能を有している。この結果、ピックアップマグネットから発生する磁場は、軸による影響を受けないか、あるいは、わずかに影響を受けるのみである。しかしながら、原理的には、軸の前方側にピックアップマグネットが直接接することもあり得る。特には、例えば軸の前方側とピックアップマグネットの間に磁気を伝導しないリングを介在させるような、磁気分離（機能）との組み合わせがあり得る。
【００１５】
更なる有利な実施の形態は、更なる請求項、図面の説明及び図面に示される。図面は、概略的態様で、電気モータのロータ軸についてのセンサ配置を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電気モータのロータ軸についてのセンサ配置を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図示された電気モータ１は、例えば、車両のステアリングシステムにおける動力支援のための電気的サーボモータが該当する。電気モータ１は、ハウジング２内に、ハウジングに固定されたスタータと回転する軸支されたロータ軸３とを有し、その回転位置がセンサ装置４の補助によって検出される。センサ装置４は、ロータ軸３に対して回転しないように固定されているピックアップマグネット5と、ハウジングに固定して配置されているセンサ６と、を有している。当該センサ６は、ロータ軸３及びピックアップマグネット５の回転の際に発生する磁場の変化を検出することができる。センサ６の対応するセンサ信号が、ある調整装置ないし制御装置で評価され、電気モータ１の調整のために考慮に入れられ得る。
【００１８】
例えば、センサ６としては、ＡＭＲセンサ（異方性磁気抵抗効果）あるいはホールセンサが適用可能である。
【００１９】
ピックアップマグネットは、凹部８内に設置されるキャリアピン７上に取り付けられている。当該凹部８は、軸３の前方側に設けられている。ピックアップマグネット５とキャリアピン７との間の噛み合い結合を軸方向において達成するために、キャリアピン７の外側表面に環状の窪み部９がもたらされており、当該窪み部９には、ギザギザ部１０が設けられている。ギザギザ部１０は、ピックアップマグネット５とキャリアピン７との間の周方向すなわち回転方向の摩擦結合を確立するという課題を有する。ピックアップマグネット５は、ギザギザ部１０への接触によって、キャリアピン７の窪み部９に接している。
【００２０】
好適には、ピックアップマグネット５としては、射出成形法（Spritzgussverfahren）でキャリアピン７上に吹き付け形成される射出成形部材が適用可能である。
【００２１】
キャリアピン７と軸３との間の軸方向及び回転方向のしっかりした固定のために、キャリアピン７は、凹部８の中に押圧される。第一の有利な実施の形態によれば、キャリアピン７は固い部材からなり、かなり高い軸方向の押圧力を受け入れることができる。第二の有利な実施の形態によれば、凹部８の内側表面は例えばギザギザのあるスタンプ工具の補助でもたらされる切り込みを有し、例えば真鍮のような柔らかい素材からなるキャリアピンが利用され得て、その外側表面は凹部８内への押圧の際にわずかに変形し、その結果、切り込みとキャリアピンの外側表面との間に噛み合いが生じ、当該噛み合いは、特には回転方向に、しかし軸方向にも有効であり、それによってキャリアピン７を確実に軸３に固定する、という利点がもたらされる。
【００２２】
図示された実施の形態では、ピックアップマグネット５は、軸３の前方側に距離をおいて組み立てられた位置にあり、そのため、軸３の前方側とこれに向かい合うピックアップマグネットの軸方向正面との間にはエアギャップがある。当該エアギャップは、磁気分離機能を有する。
【符号の説明】
【００２３】
１  電気モータ
２  ハウジング
３  ロータ軸
４  センサ装置
５  ピックアップマグネット
６  センサ
７  キャリアピン
８  凹部
９  窪み部
１０  ギザギザ部
【図１】
2012508388.tif 000003
【国際調査報告】
2012508388.tif 000004
2012508388.tif 000005
2012508388.tif 000006
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