CN107532955A - 扭矩传感器模块、转向角传感装置及定子制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例涉及一种扭矩传感器模块，包括：转子，所述转子包括转子保持件和设置在所述转子保持件的外周表面上的第一磁体；以及定子，所述定子与所述转子间隔开地设置，其中，通过使多个分割的单元定子齿相互齿耦合而形成所述定子。

Description

扭矩传感器模块、转向角传感装置及定子制造方法
技术领域
根据本公开的示例性和非限制性实施例的教示大体上涉及扭矩角传感器、用于感测转向角的设备及定子制造方法。
背景技术
一般来说，几乎每辆车都采用转向系统，该转向系统使用单独的动力作为保证车辆转向稳定性的装置进行辅助。常规地，辅助转向设备使用液压，但是从减少发动机负载、减轻重量、提高转向稳定性和快速恢复力的观点出发，近来已经越来越多地采用适于通过减速机构将电动机的旋转输出传递到转向轴的EPS(电子动力转向)系统。
EPS系统使得ECU(电子控制单元)响应由速度传感器、扭矩角传感器和扭矩传感器检测到的转向条件来驱动电动机，以提高转向稳定性并提供快速恢复力，由此驾驶员能够安全地驾驶车辆。
EPS中的扭矩传感器被构造为使得磁体沿着转子的周边设置，并且形成有与磁体的极性相对应的凸耳片的定子设置在其周围，其中响应于相互旋转的差异来输出磁荷以检测输入轴和输出轴的扭矩，并且扭矩被传送到ECU。此外，转矩角传感器检测施加到转向轴的转矩，输出与检测到的转矩成比例的电信号，并输出与转向轴的旋转角成正比的电信号。
在该构造中，通过具有多个突出片的一体结构来实现定子，该突出片相应地通过在制造时将单张片加工成一体结构的方法实现，导致由于原材料的增多的浪费而产生成本损失的不良问题。
发明内容
技术课题
本公开的示例性和非限制性实施例被提出，以解决现有技术的上述缺点，具体地，本公开的目的是通过将定子结构实现为多个单元定子被单独制造和耦合的结构以降低制造成本，并响应于电机尺寸在制造设计中确保多用途适用性。
技术方案
为了解决所述技术课题，并且在本公开的一个总体方面中，提供一种扭矩传感器模块，包括：
转子，所述转子包括转子保持件和设置在所述转子保持件的周边的第一磁体；以及
定子，所述定子与所述转子间隔开地设置在所述转子的外侧，
其中，通过使多个分割的单元定子齿耦合而形成所述定子。
优选但不是必须地，所述多个单元定子齿中的每一个可以包括延伸到圆周方向的头部以及从所述头部向垂直方向弯曲而延伸的齿。
优选但不是必须地，所述多个单元定子齿可以包括：第一定子齿，所述第一定子齿包括第一头部；以及第二定子齿，所述第二定子齿包括在所述多个单元定子齿中与所述第一头部最相邻的第二头部。
优选但不是必须地，所述第一头部和所述第二头部可以彼此间隔开。
优选但不是必须地，所述第一头部和所述第二头部可以通过耦合构件耦合。
优选但不是必须地，所述第一头部和所述第二头部可以通过连结部耦合。
优选但不是必须地，所述连结部可以通过使所述第一头部和第二头部直接熔融而形成。
优选但不是必须地，所述多个单元定子齿中的每一个可以在齿的尺寸和形状方面与所述头部的尺寸和形状相同。
优选但不是必须地，所述的扭矩传感器模块可以进一步包括：
磁场传感器，所述磁场传感器响应于所述第一磁体的移动而检测磁场变化；以及
集电器，所述集电器设置在所述定子上以响应于所述第一磁体的移动而对所述磁场传感器施加所述磁场变化。
优选但不是必须地，所述多个单元定子齿的数量可以是被磁化为所述第一磁体的电极的数量的整数比。
优选但不是必须地，所述多个单元定子齿可以设置在圆周方向上，其中每个相邻的单元定子齿可以交替布置。
优选但不是必须地，所述转子可以耦合到输入轴，所述定子可以耦合到输出轴。
在本公开的另一个总体方面，提供一种用于感测转向角的设备，所述设备包括：
转子，所述转子包括转子保持件和设置在所述转子保持件的周边的第一磁体；
定子，所述定子与所述转子间隔开地设置在所述转子的外侧；以及
齿轮模块，所述齿轮模块通过耦合到所述定子而相互作用；其中，
通过使多个分割的单元定子齿耦合而形成所述定子。
优选但不是必须地，其中，所述齿轮模块可以包括：与所述定子相互作用的主齿轮；以及与所述主齿轮耦合的第一副齿轮和第二副齿轮，其中，所述第一副齿轮和所述第二副齿轮的各旋转中心分别设置有第二磁体和第三磁体。
优选但不是必须地，所述第一磁体可以耦合到输入轴或输出轴，并且可以被磁化到轴向。
优选但不是必须地，所述第一磁体可以采用在内部具有中空孔的、水平横截面的形状具有外径和内径的环形。
在本公开的另一个总体方面，提供一种定子的制造方法，所述方法包括：
(a)制备板型基板材料；以及
(b)从基板材料切割多个单元定子齿，其中，
所述多个单元定子齿包括：第一定子齿，所述第一定子齿具有第一齿和从所述第一齿延伸的第一头部；以及第二定子齿，所述第二定子齿具有与所述第一齿和所述基板材料最相邻的第二齿以及从所述第二齿延伸的第二头部，其中，
从所述基板材料切割所述多个单元定子齿的(b)步骤包括使所述第一定子齿与所述第二定子齿对准，以使得所述第一头部位于所述基板材料的上表面，并使所述第二头部位于所述基板材料的底面上。
优选但不是必须地，所述方法可以进一步包括：(c)步骤，即在(b)步骤之后，从在所述(b)步骤中切割的所述多个单元定子齿中相对于所述头部将齿弯曲；以及(d)步骤，即通过将所述多个单元定子齿在圆周方向对准来耦合所述多个单元定子齿。
优选但不是必须地，所述(d)步骤中的所述多个单元定子齿可以以使相邻的头部相互以锯齿式设置的方式耦合。
优选但不是必须地，在所述(d)步骤中的所述多个单元定子齿之间的耦合可以通过注塑成型、超声波熔融、热熔融、铆接和粘结中的任何一种或多种方法来进行。
作为解决上述技术课题的手段，本公开的示例性实施例可以提供扭矩传感器模块，该扭矩传感器模块包括：设置在穿过中空孔与输入轴连接的转子保持件的周边处的轭构件；通过第一磁铁耦合的转子；以及离散地布置在转子的周边以连接到输出轴的定子，其中定子通过被分割成多个单位定子而耦合，并且布置在第一磁体的周边的径向。
此外，本公开的另一示例性实施例可以通过应用上述扭矩传感器模块的用于感测转向角的设备来实现，该扭矩传感器模块包括：设置在穿过中空孔与输入轴连接的转子保持件的周边处的轭构件；通过第一磁铁耦合的转子；以及离散地布置在转子的周边以连接到输出轴的定子，该定子通过使至少两个单元定子分割而耦合，并且通过设置在第一磁体的周边的径向而连接到输出轴；耦合到所述定子的下侧与所述定子一起旋转的主齿轮；以及齿轮模块，所述齿轮模块与所述主齿轮相互作用以包括多个副齿轮，所述副齿轮包括第二磁体和第三磁体。
有益效果
根据本公开的示例性实施例的有益效果是将定子结构实现为多个单元定子被单独制造和耦合的结构，能够降低制造成本，并且能够响应于电机尺寸在制造设计中确保多用途适用性。
附图说明
图1和图2是示出根据本公开示例性实施例的扭矩传感器模块的比较结构的示意图。
图3和图4是示出根据本公开示例性实施例的扭矩传感器模块的结构的示意性概念图。
图5是示出与根据本公开示例性实施例的扭矩传感器模块一起使用的用于感测转向角的设备的分解图。
图6是示出图5的齿轮模块的必要部分的剖视图。
具体实施方式
以下将参照附图详细说明本公开的结构和操作。此外，在整个说明书中，附图说明中相同的附图标记将被分配给相同的元件，并且将省略彼此重复的说明。
应当理解，尽管术语第一、第二、第三等在此可以用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素、部件、区域、层或部分与另一个元素、部件、区域、图层或部分区分开。
图1和图2是示出根据本公开示例性实施例的扭矩传感器模块的比较结构的示意图，图3和图4是示出根据本公开示例性实施例的扭矩传感器模块的结构的示意性概念图。
参照图1和图2，通常通过环形定子结构实现定子(20)，在环形定子结构中，多个齿(21)通过连接到上侧和底侧的边缘而一体地实现。在这种情况下，定子的内侧可以设置有磁体(22)，并且磁体(22)内侧可以设置有包括转子保持件或轭构件的转子组件(未示出)。
再次参照图2，上述定子(200)可以通过对准的预定尺寸的基板(1)通过冲压加工切割成图2的形状来实现，其中将相同的切口形状从上到下耦合以形成一个定子。然而，这个过程的缺点是在切割加工时还处理除了形成定子的区域之外的区域，从而增加材料损失，该材料是价格非常高的合金材料。此外，因为只能应用最初设计的尺寸(大小)，还产生适用性限制。
为了解决上述缺点，如图3和图4所示，可以实现根据本公开的示例性实施例的扭矩传感器模块的结构，以消除所述适用性限制。
就是说，如图3所示，多个单元定子齿(210，220)可分割地制造并相互耦合以实现定子(200)。具体地，代替粘结如图2所示一体形成的上/下基板结构，单元定子齿(210，220)可以交替地对准以形成环形定子(200)。
除此之外，这种结构还可以有利于制造过程中的加工便利性，并且显着地减少材料的浪费。就是说，当基底材料(2)的结构与随后被切割的多个单元定子齿(210，220)交替对准时，可以实现如图4所示的多个单元定子齿(210，220)。多个单元定子齿(210，220)可以由下述的结构来实现：齿(212)被实现为通过从头部(211)延伸而突出。
此后，如图3所示，将多个单元定子齿(210，220)对准为使得头部(211)的侧表面达到并处于彼此相邻的单元定子齿(210，220)之间，由此可以实现彼此相邻的单元定子齿(210，220)间的边界线。在这种单独耦合的结构的情况下，可以自由地实现精细尺寸的扩大或缩小处理所需的误差范围内的设计变化，并且当单元定子齿(210，220)的数量和曲率发生变化时，可以通过进一步扩大或减小定子(200)的半径来进行制造，由此即使在各种扭矩传感器的大小时也可以获得实现适当应用的优点。
例如，当单元定子齿(210)沿着具有预定曲率的第一磁体(130)的周边的曲率半径方向布置成环形结构时，并且当单元定子齿(210，220)的头部(211)的曲率在图4的切割加工下实现为更大或更小的尺寸时，可以容易地实现整个定子(200)的尺寸控制。
此外，通过实现这样的结构：在与一个单元定子齿(A)的两侧相邻的其它单元定子齿(B，C)的对准结构中从头部(211)延伸的齿(212)的方向相互且交替地布置，也可以进一步提高空间效率，并且可以增加单元定子齿(A，B，C)的数量。具体地，在本公开的示例性实施例中，当头部(211)和齿(212)以彼此相同的尺寸(大小)制备时，通过均匀地实现各个间隙，能够均匀地实现磁化特性。更优选地，可以通过使单元定子齿(210，220)的数量为被磁化为第一磁体(130)的电极的数量的整数比来实现磁化特性的效率。
尽管图3中未示出，彼此相邻的单元定子齿(210，220)的头部(211)被布置为相互靠在一起，由此定子(200)实现为结合所述头部，特别是在本公开的示例性实施例中，可以在多个单元定子齿(210，220)中的彼此相邻的单元定子齿(210，220)之间形成用于结合各个头部(211)的连结部(X)。
就是说，就连结部(X)而言，彼此相邻的单元定子齿(210，220)的头部(211)可以使用注塑成型、超声波熔融、热熔融、铆接或使用粘合剂粘结来形成。在这种情况下，除了使用单独的介入构件之外，通过实现直接熔合单元定子齿(210，220)的各个头部(211)的结构，可以进一步提高磁化特性。
图5是示出与如图3和4中所讨论的根据本公开的示例性实施例的扭矩传感器模块一起使用的用于感测转向角的设备的分解图。
参照图5，示出了用于感测转向角的设备(300，以下称为“转向角感测设备”)与根据本公开示例性实施例的扭矩传感器模块一起使用的结构。
转向角感测设备(300)可以包括形成在穿过中空孔与输入轴(10)连接的转子保持件(110)的周边处的轭构件(120)以及通过第一磁铁(130)耦合的转子(100)。此外，设备(300)还可以包括：从转子(100)的周边离散地布置以连接到输出轴(11)的定子(200)；耦合到定子(200)底部以随着定子(200)旋转的主齿轮(32)；以及与主齿轮(32)相互作用的齿轮模块(30)以包括多个副齿轮(34，36)，所述副齿轮(34，36)包括第二磁体(40)和第三磁体(50)。在这种情况下，转子(100)和定子(200)可以形成扭矩传感器模块。
更具体地说，在扭矩传感器模块的情况下，第一磁体(130)沿着转子(100)的周边布置，由此可以响应于相互旋转的差异来检测磁量，以检测输入轴(10)和输出轴(11)的扭矩，然后该扭矩传送到电子控制装置。
在这种配置中，如图3和图4所示，转向角感测设备(300)可以按照这样的方式配置：定子(200)分别制造成单元定子齿(210，220)并且多个单元定子齿(210，220)响应于所需的尺寸而结合，由此降低制造成本并且符合各种标准或大小，从而可以通过改善磁化特性来执行稳定的功能。
此外，如图5中关于结构所示的，根据本公开示例性实施例的包括在转子中的环形第一磁体(130)的内表面可以通过输入轴(10)耦合。输入轴(10)可以连接到车辆的转向盘(未示出)，其中驾驶员通过操纵转向盘来使转向盘旋转，由此第一磁体(130)与输入轴(10)相关联地旋转。第一磁体(130)可以通过转子保持件(110)耦合到输入轴(10)的周边。在这种情况下，还可以包括上述轭构件(120)。此外，可以包括在设备(300)的上侧的盖(C)，在底侧的第一壳体(80)、以及第二壳体(90)，以容纳定子(200)和角度传感器模块。
此外，如图3所示，定子(200)可以通过使多个单元定子齿(210，220)以环形形状结合而形成。然后，磁体(130)的内表面和定子(200)的内表面可以相互间隔和相对地布置。
再者，耦合部(24)可以从定子(200)的底端突出。例如，耦合部(24)可以通过输出轴(11)耦合。在这种情况下，输出轴(11)连接到与道路接触的车辆的前轮，其中输出轴(11)和输入轴(10)可以通过扭杆(未示出)连接。此时，当驾驶员旋转转向盘时，将输出轴(11)与输入轴(10)连接的扭杆通过与道路和前轮的摩擦阻力而产生有扭矩。当在扭杆上产生扭矩时，与输入轴(10)连接的第一磁体(130)的旋转角和与输出轴(11)连接的定子(200)的旋转角由于扭矩而变得彼此不同，由此定子(200)和第一磁体(130)进行相对运动。
在这种构造中，当第一磁体(130)和定子(200)的旋转角度彼此不同时，由于第一磁体(130)和定子(200)的旋转角度差异而在第一磁体(130)和定子(200)之间产生磁场。通过磁场传感器(84)检测在第一磁体(130)和定子(200)之间产生的磁场，并且磁场传感器(84)检测到的磁场的强度被传送到车辆的ECU(电子控制单元)。在这种情况下，ECU将预设磁场的强度与磁场传感器(84)检测到的磁场的强度比较来计算转向扭矩，并且用户可以从EPS(电动转向)电动机产生操纵转向盘所需的辅助操纵力。
在图5所示的结构中，第一壳体(80)容纳定子(200)。第一壳体(80)上端开口以容纳定子(200)，并且底端形成有足以允许从定子(200)突出的耦合部(24)从中穿过的通孔(82)。
以下，参照图5描述与扭矩传感器模块相互作用的角度传感器模块。
通常，角度传感器模块使得与转向轴附接的主齿轮(32)与由驾驶员驱动的转向盘的旋转相关联地旋转以产生旋转角度的差异，由此霍尔IC识别附接到副齿轮(34，36)的磁体(40，50)的磁场和旋转方向，并将信号传送到ECU，所述副齿轮(34，36)附接到主齿轮(32)。
更具体地，根据本公开示例性实施例的设备(300)上的齿轮模块(30)、第二磁体(40)和第三磁体(50)使得用户能够感测转向盘的转向角。因此，齿轮模块(30)可以通过包括主齿轮(32)、第一副齿轮(34)和第二副齿轮(36)来构造。在这种情况下，主齿轮(32)按压配合到从定子(200)突出的耦合部(24)的周边，并且主齿轮(32)的周边形成有一组齿。主齿轮(32)耦合到耦合部(24)，其中耦合部(24)耦合到输出轴(11)，以使得主齿轮(32)与输出轴(11)的旋转相关联地旋转。
此外，为了防止主齿轮(32)从耦合部(24)的周边滑脱，主齿轮(32)和耦合部(24)可以分别形成有悬挂凸耳(未示出)或耦合到悬挂凸耳的搭接凹槽(未示出)。
包括在齿轮模块中的第一副齿轮(34)例如可以采用盘形，并且可以在第一副齿轮(34)的周边形成有一组齿。在这种构造中，第一副齿轮(34)与主齿轮(32)的一组齿直接啮合，其中第一副齿轮(34)与主齿轮(32)可以平行地对准。例如，第一副齿轮(34)和主齿轮(32)可以包括第一齿轮比。此外，第二副齿轮(36)例如可以采取盘形，并且可以在第二副齿轮(36)的周边形成有一组齿。在这种构造中，与第一副齿轮(34)一样，第二副齿轮(36)与主齿轮(32)的一组齿直接啮合，其中，例如第二副齿轮(36)和主齿轮(32)可以包括第二齿轮比。
就是说，齿轮模块结构中的第一副齿轮(34)和第二副齿轮(36)中的每一个可以与主齿轮(32)直接啮合。当第一和第二副齿轮(34，36)与主齿轮(32)直接啮合时，在主齿轮(32)直接与第一副齿轮(34)啮合的情况以及第一副齿轮(34)直接与第二副齿轮(36)啮合的情况下，可以显著减小齿隙。
图6是示出图5的齿轮模块的必要部分的剖视图。
参照图5和图6，第二磁体(40)可以设置在第一副齿轮(34)的旋转中心，第三磁体(50)可以设置在第二副齿轮(36)的旋转中心。第二壳体(90)可以耦合到第一壳体(80)的底面，第二壳体(90)可以上端开口，并且在底端形成有允许输出轴(11)从中穿过的通孔(92)。
第一磁体传感器(60)可以设置在与固定到第一副齿轮(34)的旋转中心的第二磁体(40)面对的PCB(印刷电路板，稍后描述的400)的上表面。第一磁体传感器(60)可以将通过测量第二磁体(40)的旋转角度而产生的信号传送到ECU。此外，第二磁体传感器(70)可以设置在与固定到第二副齿轮(36)的旋转中心的第三磁体(50)面对的PCB(印刷电路板，稍后描述的400)的底面。第二磁体传感器(70)可以将通过测量第三磁体(50)的旋转角度而产生的信号传送到ECU。此后，ECU可以计算分别从第一和第二磁体传感器(60，70)输出的信号，并计算作为上述计算的结果的转向盘的旋转角度。
在本公开的示例性实施例中，由ECU计算的转向盘的旋转角度可以通过利用第一和第二磁体传感器(60，70)分别感测布置在与齿轮模块(30)的主齿轮(32)啮合的第一和第二副齿轮(34，36)的旋转中心处的第二和第三磁体(40，50)来计算。此外，如本公开的示例性实施例中那样第一和第二副齿轮(34，36)直接与齿轮模块(30)的主齿轮(32)啮合时，可以减小在主齿轮(32)、第一和第二副齿轮(34，36)中产生的齿隙，并且齿隙减小的结果是，可以显著减少输出轴(11)的实际旋转角度与由第一和第二磁体传感器(60，70)所感测的旋转角度之间的偏差。
此外，根据本公开的示例性实施例的设备(200)还可以包括PCB(400，印刷电路板)。PCB(400)例如可以采用具有开口的环形形状，并且可以通过第一和第二副齿轮(34，36)可旋转地耦合在两个表面。PCB(400)例如可以与主齿轮(32)、第一副齿轮(34)和第二副齿轮(36)平行设置，其中第一副齿轮(34)和第二副齿轮(36)可以直接与主齿轮(32)啮合。PCB(400)的上表面和与PCB(400)的上表面相面对的底面可以分别设置有第一和第二磁体传感器(60，70)。
在该构造中，设置在PCB(400)的上表面上的第一磁体传感器(60)可以感测第二磁体(40)的旋转角度并将感测到的信号传送到ECU，并且第二磁体传感器(70)可以感测第三磁体(50)的旋转角度并将感测到的信号传送到ECU。
ECU可以通过计算从第一和第二磁体传感器(60，70)传送的感测信号来计算转向角。当第一副齿轮(34)和第二磁体(40)以及第二副齿轮(36)和第三磁体(50)设置在PCB(400)的两侧时，分别从第二磁体(40)和第三磁体(50)产生的磁场可能产生相互干扰，从而使第一和第二磁体传感器(60，70)被相互干扰影响。为了防止相互干扰，PCB(400)的与第一和第二副齿轮(34，36)对应的两侧的至少任何一个表面可以设置或安装有磁性截止膜(95)。可以通过磁性截止膜(95)来防止分别由第二和第三磁体(40，50)产生的磁干扰。
根据本公开的示例性实施例的扭矩传感器模块可以包括：转子保持件(110)；转子(100)，包括设置在转子保持件(110)周边处的第一磁体(130)；以及定子(200)，离散地设置在转子(100)的周边。此时，定子(200)可以通过将分割的多个单元定子齿(210，220)耦合而形成。分割的多个单元定子齿(210，220)中的每一个可以包括圆周方向延伸的头部(211)和通过从头部(211)向垂直方向弯曲而延伸的齿(212)。多个单元定子齿(210，220)可以包括第一定子齿(210)和第二定子齿(220)，第一定子齿(210)包括第一头部(211)，第二定子齿(220)包括多个单元定子齿(210，220)中与第一头部最相邻的第二头部。
第一头部和第二头部可以离散地设置。第一头部和第二头部可以通过耦合构件耦合。第一头部和第二头部可以通过连结部耦合。连结部可以由直接熔合的第一头部和第二头部形成。多个单元定子齿(210，220)在齿(212)的尺寸和形状方面可以与头部(211)的尺寸和形状相同。
根据本公开的示例性实施例的扭矩传感器模块可以包括：磁场传感器(84)，其响应于第一磁体(130)的移动而检测磁场的变化；和集电器(500)，其设置在定子(200)上以响应于第一磁体(130)的移动而施加磁场的变化。多个单元定子齿(210，220)的数量可以是被磁化为第一磁体(130)的电极的数量的整数比。多个单元定子齿(210，220)可以设置在圆周方向上，并且相邻的单元定子齿(210，220)可以相互交替地设置。转子(100)可以耦合到输入轴(10)，并且定子(220)可以耦合到输出轴(11)。
用于感测转向角的设备(即，转向角感测设备300)可以通过包括以下部件而形成：转子(100)，其包括转子保持件(110)和设置在转子保持件(110)周边的第一磁体(130)；定子(200)，其与转子(100)间隔开地设置在转子(100)的外侧；以及齿轮模块(30)，通过耦合到定子(200)而相互作用，其中通过使多个分割的单元定子齿(210，220)耦合而形成定子(200)。
齿轮模块(30)可以包括与定子(200)相互作用的主齿轮(32)、耦合到主齿轮(32)的第一副齿轮(34)和第二副齿轮(36)，其中第一副齿轮(34)和第二副齿轮(36)的各旋转中心可以分别设置有第二磁体(40)和第三磁体(50)。
第一磁体(130)可以耦合到输入轴(10)或输出轴(11)，并磁化成轴向方向。第一磁体(130)可以采用在内部具有中空孔的、水平横截面的形状具有外径和内径的环形。
根据本公开的示例性实施例的用于制造定子的方法可以包括：制备板型基板材料(a)；和从基板材料(b)切割多个单元定子齿，其中，多个单元定子齿可以包括：第一定子齿，具有第一齿和从第一齿延伸的第一头部；以及第二定子齿，具有第二齿和从第二齿延伸的第二头部，所述第二齿位置与所述第一齿和基底材料最相邻，并且，其中，从基底材料切割多个单元定子齿的(b)步骤包括将第一定子齿和第二定子齿对准，以使得第一头部位于基板材料的上表面上并且使得第二头部位于基板材料的底面上。
所述方法还可以包括：(c)步骤，即在(b)步骤之后，从(b)步骤中切割的多个单元定子齿中相对于头部将齿弯曲；以及(d)步骤，即通过将多个单元定子齿在圆周方向对准来耦合多个单元定子齿。(d)步骤中的多个单元定子齿可以以使相邻的头部相互以锯齿式设置的方式耦合。在(d)步骤中的多个单元定子齿之间的耦合可以通过注塑成型、超声波熔融、热熔融、铆接和粘结中的任何一种或多种方法来进行。
虽然已经参照上述具体示例详细描述了根据本公开的上述实施例，然而所述实施例仅仅是说明性的，因此不限制本公开的保护范围。因此，本领域技术人员应当理解，可以在不脱离本公开的保护范围的情况下进行对上述示例的改变、变型和修改。

Claims (20)

1.一种扭矩传感器模块，包括：
转子，所述转子包括转子保持件和设置在所述转子保持件的周边的第一磁体；以及
定子，所述定子与所述转子间隔开地设置在所述转子的外侧，
其中，通过使多个分割的单元定子齿耦合而形成所述定子。
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器模块，其中，所述多个单元定子齿中的每一个包括延伸到圆周方向的头部以及从所述头部向垂直方向弯曲而延伸的齿。
3.根据权利要求2所述的扭矩传感器模块，其中，所述多个单元定子齿包括：第一定子齿，所述第一定子齿包括第一头部；以及第二定子齿，所述第二定子齿包括在所述多个单元定子齿中与所述第一头部最相邻的第二头部。
4.根据权利要求3所述的扭矩传感器模块，其中，所述第一头部和第二头部彼此间隔开。
5.根据权利要求4所述的扭矩传感器模块，其中，所述第一头部和所述第二头部通过耦合构件耦合。
6.根据权利要求3所述的扭矩传感器模块，其中，所述第一头部和所述第二头部通过连结部耦合。
7.根据权利要求6所述的扭矩传感器模块，其中，所述连结部通过使所述第一头部和第二头部直接熔融而形成。
8.根据权利要求1所述的扭矩传感器模块，其中，所述多个单元定子齿中的每一个在齿的尺寸和形状方面与所述头部的尺寸和形状相同。
9.根据权利要求1所述的扭矩传感器模块，进一步包括：
磁场传感器，所述磁场传感器响应于所述第一磁体的移动而检测磁场变化；以及
集电器，所述集电器设置在所述定子上以响应于所述第一磁体的移动而对所述磁场传感器施加所述磁场变化。
10.根据权利要求1所述的扭矩传感器模块，其中，所述多个单元定子齿的数量是被磁化为所述第一磁体的电极的数量的整数比。
11.根据权利要求1所述的扭矩传感器模块，其中，所述多个单元定子齿设置在圆周方向上，每个相邻的单元定子齿交替布置。
12.根据权利要求1所述的扭矩传感器模块，其中，所述转子耦合到输入轴，所述定子耦合到输出轴。
13.一种用于感测转向角的设备，所述设备包括：
转子，所述转子包括转子保持件和设置在所述转子保持件的周边的第一磁体；
定子，所述定子与所述转子间隔开地设置在所述转子的外侧；以及
齿轮模块，所述齿轮模块通过耦合到所述定子而相互作用；其中，
通过使多个分割的单元定子齿耦合而形成所述定子。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述齿轮模块包括：与所述定子相互作用的主齿轮；以及与所述主齿轮耦合的第一副齿轮和第二副齿轮，其中，所述第一副齿轮和所述第二副齿轮的各旋转中心分别设置有第二磁体和第三磁体。
15.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第一磁体耦合到输入轴或输出轴，并且被磁化到轴向。
16.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第一磁体呈现在内部具有中空孔的、水平横截面的形状具有外径和内径的环形。
17.一种定子的制造方法，所述方法包括：
(a)制备板型基板材料；以及
(b)从基板材料切割多个单元定子齿，其中，
所述多个单元定子齿包括：第一定子齿，所述第一定子齿具有第一齿和从所述第一齿延伸的第一头部；以及第二定子齿，所述第二定子齿具有与所述第一齿和所述基板材料最相邻的第二齿以及从所述第二齿延伸的第二头部，其中，
从所述基板材料切割所述多个单元定子齿的(b)步骤包括使所述第一定子齿与所述第二定子齿对准，以使得所述第一头部位于所述基板材料的上表面，并使得所述第二头部位于所述基板材料的底面上。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：(c)步骤，即在(b)步骤之后，从在所述(b)步骤中切割的所述多个单元定子齿中相对于所述头部将齿弯曲；以及(d)步骤，即通过将所述多个单元定子齿在圆周方向对准来耦合所述多个单元定子齿。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述(d)步骤中的所述多个单元定子齿以使相邻的头部相互以锯齿式设置的方式耦合。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述(d)步骤中的所述多个单元定子齿之间的耦合通过注塑成型、超声波熔融、热熔融、铆接和粘结中的任何一种或多种方法来进行。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112424577A (zh) * 2018-07-16 2021-02-26 Lg伊诺特有限公司 传感装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11205025B2 (en) 2017-05-04 2021-12-21 Bently Nevada, Llc Gearbox monitoring
DE102018221219B4 (de) * 2018-12-07 2022-03-24 Robert Bosch Gmbh Drehsensorvorrichtung für eine Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs
TWI753830B (zh) * 2020-08-18 2022-01-21 拓肯興業股份有限公司 車頭碗組

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1639948A (zh) * 2001-03-02 2005-07-13 松下电器产业株式会社 带有具有粘接层压结构的分开的定子的电动机
CN101483359A (zh) * 2008-01-11 2009-07-15 德昌电机(深圳)有限公司 电机定子芯片结构,具有所述芯片结构的电机定子结构及其形成方法
JP2009168727A (ja) * 2008-01-18 2009-07-30 Nsk Ltd トルク検出器、その製造方法および電動パワーステアリング装置
JP2009247169A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Fujitsu General Ltd ステータコアの製造方法
JP2011244675A (ja) * 2010-05-21 2011-12-01 Ihi Corp 分割型ステータの製造方法及び分割型ステータ
KR101238594B1 (ko) * 2010-07-27 2013-02-28 엘지이노텍 주식회사 스티어링 시스템의 토크 센서
KR101243535B1 (ko) * 2009-07-20 2013-03-20 엘지이노텍 주식회사 조향용 복합 센싱 장치
CN103287492A (zh) * 2012-02-28 2013-09-11 株式会社捷太格特 扭矩检测装置及其制造方法、电动动力转向装置
CN103424218A (zh) * 2012-05-17 2013-12-04 Lg伊诺特有限公司 转矩角传感器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2607816A (en) * 1947-01-29 1952-08-19 Stewart Warner Corp Electric motor
US6880229B2 (en) * 2002-03-08 2005-04-19 Dura-Trac, Inc. Electrical machine construction using axially inserted teeth in a stator ring or armature
KR101640945B1 (ko) * 2010-01-29 2016-07-19 엘지이노텍 주식회사 조향각 센싱 장치
KR101135251B1 (ko) * 2010-10-08 2012-04-12 엘지이노텍 주식회사 Ｅｐｓ모터 스테이터의 분할 코어
TWM435097U (en) * 2011-10-28 2012-08-01 Herng Shan Electronics Co Ltd Three-phase motor structure
JP2014066561A (ja) * 2012-09-25 2014-04-17 Panasonic Corp 回転角度・トルク検出装置
JP5786067B2 (ja) * 2013-07-08 2015-09-30 Thk株式会社 磁気式エンコーダ及びセンサ装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1639948A (zh) * 2001-03-02 2005-07-13 松下电器产业株式会社 带有具有粘接层压结构的分开的定子的电动机
CN101483359A (zh) * 2008-01-11 2009-07-15 德昌电机(深圳)有限公司 电机定子芯片结构,具有所述芯片结构的电机定子结构及其形成方法
JP2009168727A (ja) * 2008-01-18 2009-07-30 Nsk Ltd トルク検出器、その製造方法および電動パワーステアリング装置
JP2009247169A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Fujitsu General Ltd ステータコアの製造方法
KR101243535B1 (ko) * 2009-07-20 2013-03-20 엘지이노텍 주식회사 조향용 복합 센싱 장치
JP2011244675A (ja) * 2010-05-21 2011-12-01 Ihi Corp 分割型ステータの製造方法及び分割型ステータ
KR101238594B1 (ko) * 2010-07-27 2013-02-28 엘지이노텍 주식회사 스티어링 시스템의 토크 센서
CN103287492A (zh) * 2012-02-28 2013-09-11 株式会社捷太格特 扭矩检测装置及其制造方法、电动动力转向装置
CN103424218A (zh) * 2012-05-17 2013-12-04 Lg伊诺特有限公司 转矩角传感器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112424577A (zh) * 2018-07-16 2021-02-26 Lg伊诺特有限公司 传感装置

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KR20160121896A (ko) 2016-10-21
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