CN113557418A - 感测装置 - Google Patents

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Abstract

实施方式可以提供感测装置，该感测装置包括：定子，定子包括定子齿部；以及转子，转子包括磁体，其中：定子齿部包括第一定子齿部和第二定子齿部，第二定子齿部设置成与第一定子齿部沿从定子的中心的径向方向交叠；第一定子齿部包括多个第一齿部和多个第三齿部，并且第二定子齿部包括多个第二齿部；多个第一齿部中的一个第一齿部设置成与多个第二齿部中的一个第二齿部沿径向方向交叠；并且磁体分别设置在多个第一齿部与多个第三齿部之间。

Description

感测装置
技术领域
实施方式涉及感测装置。
背景技术
电子助力系统(下文中称为“EPS”)通过根据驾驶条件从电子控制单元驱动马达以确保转向稳定性并提供快速恢复力而使得驾驶者能够安全地驾驶。
EPS包括传感器组件，该传感器组件测量转向轴的扭矩、转向角度等以提供适当的扭矩。传感器组件可以包括测量施加至转向轴的扭矩的扭矩传感器和测量转向轴的角加速度的指数传感器。此外，转向轴可以包括连接至把手的输入轴、连接至车轮侧的动力传输构型的输出轴以及连接输入轴与输出轴的扭杆。
扭矩传感器通过测量扭杆的扭转程度来测量施加至转向轴的扭矩。此外，指数传感器感测输出轴的旋转以测量转向轴的角加速度。在传感器组件中，扭矩传感器和指数传感器可以设置在一起并且一体地构造。
扭矩传感器可以包括壳体、转子、包括定子齿部的定子、以及测量扭矩的收集器。
在这种情况下，扭矩传感器是磁式结构，并且可以被提供作为下述结构：在该结构中，收集器设置在定子齿部的外侧处。
然而，当产生外部磁场时，由于收集器在所述结构中用作外部磁场的路径，因此存在影响霍尔集成电路(IC)的磁通值的问题。相应地，由于扭矩传感器的输出值发生变化，因此出现了无法准确测量扭杆的扭转程度的问题。
特别地，由于车辆的电子设备的增加，并且因此扭矩传感器在许多情况下会受到外部磁场的影响，因此需要不受外部磁场影响的扭矩传感器。
发明内容
技术问题
实施方式旨在提供能够在扭矩测量期间避免由外部磁场引起的磁场干扰的感测装置。
特别地，实施方式旨在提供能够避免由从感测装置的侧表面引入的外部磁场引起的磁场干扰的感测装置。
实施方式旨在提供减少收集器的数目并且具有简化结构的感测装置。
实施方式旨在提供能够防止由于外部磁场流入收集器中而发生磁场干扰的感测装置。
通过实施方式将被解决的问题不限于上述问题，并且本领域技术人员从以下描述可以明显地理解上文未提及的其他问题。
技术方案
本发明的一个方面提供了一种感测装置，该感测装置包括：定子，该定子包括定子齿部；以及转子，该转子包括磁体，其中，定子齿部包括第一定子齿部和第二定子齿部，第二定子齿部设置成与第一定子齿部沿从定子的中心的径向方向交叠，第一定子齿部包括多个第一齿部和多个第三齿部，第二定子齿部包括多个第二齿部，多个第一齿部中的一个第一齿部设置成与多个第二齿部中的一个第二齿部沿径向方向交叠，并且磁体设置在多个第一齿部与多个第三齿部之间。
本发明的另一方面提供了一种感测装置，该感测装置包括：定子；以及转子，该转子包括磁体，其中，定子包括第一定子齿部和第二定子齿部、，第一定子齿部包括第一本体和连接至第一本体的第一齿部、从第一本体向内突出的延伸部分和连接至延伸部分的第三齿部，第二定子齿部包括第二本体和连接至第二本体的第二齿部，第一齿部与第二齿部沿径向方向交叠，磁体设置在第一齿部与第二齿部之间，并且从第一定子齿部的中心至第一齿部的最短距离大于从第一定子齿部的中心至第三齿部的最短距离。
本发明的又一方面提供了一种感测装置，该感测装置包括：定子，该定子包括定子齿部；以及转子，该转子包括磁体，其中，定子齿部包括第一定子齿部和第二定子齿部，第一定子齿部包括多个第一齿部和多个第三齿部，第二定子齿部包括多个第二齿部，磁体设置在多个第一齿部与多个第三齿部之间并且设置在多个第一齿部与多个第二齿部之间，由多个第三齿部形成的直径小于由多个第一齿部形成的直径，并且由多个第二齿部形成的直径小于由多个第一齿部形成的直径。
优选地，定子可以包括定子保持器和连接至定子保持器的定子本体，并且第一定子齿部和第二定子齿部可以设置在定子本体中。
优选地，定子本体可以包括第一齿部穿过的第一孔、第二齿部穿过的第二孔和第三齿部穿过的第三孔。
优选地，第二齿部和第三齿部可以设置在第一虚拟圆周上，并且第一齿部可以设置在与第一虚拟圆周不同的第二虚拟圆周上。
优选地，第一齿部、第二齿部和第三齿部可以同心地设置。
优选地，第三齿部的下部端部在周向方向上的宽度可以小于第一齿部的下部端部在周向方向上的宽度。
优选地，第三齿部的下部端部在周向方向上的宽度可以小于第二齿部的下部端部在周向方向上的宽度。
优选地，第三齿部和第二齿部沿着定子的周向方向交替地设置。
优选地，第一定子齿部可以包括连接至第一齿部的第一本体和从第一本体延伸并且连接至第三齿部的延伸部分。
优选地，第一定子齿部可以包括连接至第一齿部的第一本体，第二定子齿部可以包括连接至第二齿部的第二本体，感测装置还可以包括设置在第一本体与第二本体之间的传感器，并且第二本体可以包括朝向传感器突出的突出部分。
优选地，收集器可以设置在突出部分与传感器之间。
优选地，感测装置还可以包括设置在第一本体与第二本体之间的传感器，并且第二本体可以包括朝向传感器突出的突出部分。
优选地，收集器可以设置在突出部分与传感器之间。
优选地，第一齿部、第二齿部和第三齿部可以各自是多个的。
有利效果
在根据具有如上所述的构型的实施方式的感测装置中，由于收集器设置在一对定子齿部之间并且传感器设置在收集器之间，因此在扭矩测量期间由从外部产生的外部磁场引起的磁场干扰可以被防止或最小化。
此外，由于设置成沿径向方向彼此间隔开的第一定子齿部的第一齿部和第二定子齿部的第二齿部设置成彼此交叠，并且第一齿部与第二齿部之间的磁体旋转，因此第一齿部和第二齿部可以带有不同的极性。
此外，存在增加待收集的磁通的大小的优势。
此外，可以防止或最小化由从定子保持器的内侧引入的外部磁场引起的磁场干扰。
此外，可以防止或最小化由从感测装置的侧表面引入的外部磁场引起的磁场干扰。
实施方式的各种有用的优势和效果不限于上述并且可以在描述实施方式的示例性实施方式的过程中相对容易地理解。
附图说明
图1是图示了根据实施方式的感测装置的立体图。
图2是图示了图1中所示的感测装置的分解立体图。
图3是沿着图1中的线A-A截取的感测装置的横截面立体图。
图4是图示了根据实施方式的感测装置的定子的立体图。
图5是图示了根据实施方式的感测装置的定子的分解立体图。
图6是图示了根据实施方式的感测装置的定子的横截面图。
图7是图示了定子的定子本体的立体图。
图8是图示了定子的定子本体的平面图。
图9和图10是图示了定子的定子本体的横截面图。
图11是图示了第一定子齿部的侧视图。
图12是图示了第二定子齿部的侧视图。
图13是图示了第一定子齿部和第二定子齿部的平面图。
图14是图示了磁体的第一极和第二极的视图。
图15是图示了第二角度的视图。
图16是图示了第三角度的视图。
图17是图示了磁通相对于第一角度、第二角度和第三角度的图。
图18是转子的分解立体图。
图19是图示了磁体的视图。
图20是磁体的平面图。
图21是图示了磁体相对于第一定子齿部和第二定子齿部的设置的立体图。
图22是图示了第一定子齿部的立体图。
图23是图示了第二定子齿部的立体图。
图24是第一定子齿部的平面图。
图25是第一定子齿部和第二定子齿部的平面图。
图26是图示了同心地设置的第一齿部、第二齿部和第三齿部的视图。
图27是第一定子齿部和第二定子齿部的平面图，该平面图图示了从定子保持器的内侧引入的外部磁场流。
图28是第一定子齿部的横截面图，图示了被引导至第三齿部的外部磁场流。
图29是第一定子齿部、第二定子齿部、传感器和收集器的侧截面图。
图30是图示了收集器的视图。
图31是图示了设置在第一定子齿部与第二定子齿部之间的收集器的视图。
图32是图示了电路板的视图。
图33是图示了连接器壳体和壳体的引脚的横截面图。
图34是图示了第一构件和第二构件的视图。
图35是图示了安装在定子保持器上的第一构件和第二构件的视图。
图36是图示了第一齿轮和第二齿轮与主齿轮接合的视图。
图37是图示了外部磁场相对于定子齿部的方向性的图示。
图38是图示了传感器相对于具有z轴方向性的外部磁场的避免状态的视图。
图39是图示了第一定子齿部和第二定子齿部相对于具有y轴方向性的外部磁场的避免状态的视图。
图40是相对于与z轴方向上的外部磁场相对应的角度变化量将比较例与实施例进行比较的图。
图41是相对于与y’轴方向上的外部磁场相对应的角度变化量将比较例与实施例进行比较的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。
然而，本发明的技术精神不限于将被描述的并且可以以各种形式实施的一些实施方式，并且在本发明的技术精神的范围内，实施方式中的一个或更多个元件可以选择性地组合使用和替换使用。
此外，除非特别定义和描述，否则本发明的实施方式中使用的术语(包括技术术语和科学术语)可以通过本领域技术人员普遍理解的含义来解释，并且普遍使用的术语、比如在字典中定义的术语可以考虑它们在相关领域中的上下文含义来理解。
此外，提供说明书中使用的术语不是为了限制本发明而是为了描述实施方式。
在本说明书中，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也可以包括复数形式，并且单数形式当公开为“A、B和C中的至少一者(或一者或更多者)”时可以包括A、B和C的所有可能组合中的一者或更多者。
此外，可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)之类的术语来描述本发明的实施方式的元件。
提供术语仅用来区分元件和其他元件，并且元件的本质、顺序、次序等不受术语的限制。
此外，当特定元件公开为“连接”、“联接”或“链接”至其他元件时，这不仅可以包括元件直接地连接、联接或链接至其他元件的情况，还可以包括元件通过元件与其他元件之间的另外元件连接、联接或链接至其他元件的情况。
此外，当一个元件公开为形成在另一元件的“上方或下方”时，术语“上方或下方”包括两个元件彼此直接接触的情况和至少另一元件(间接地)设置在两个元件之间的情况。此外，当表达术语“上方或下方”时，不仅可以包括基于一个元件向上的方向的含义而且可以包括基于一个元件向下的方向的含义。
在下文中，将参照附图详细描述实施方式，并且相同的或对应的部件不论附图标记如何都具有相同的附图标记，并且将省略其重叠描述。
图1是图示了根据实施方式的感测装置的立体图，图2是图示了图1中所示的感测装置的分解立体图，并且图3是沿着图1中的线A-A截取的感测装置的横截面立体图。在图1和图2中，z方向指示轴向方向，并且y方向指示径向方向。此外，轴向方向和径向方向彼此垂直。
参照图1至图3，根据实施方式的感测装置1可以包括定子100、部分设置在定子100中的转子200、传感器500、电连接至传感器500的电路板600、与电路板600联接的壳体700、第一构件800以及第二构件900。
这里，定子100可以连接至输出轴(未示出)，并且以可旋转的方式至少部分地设置在定子100中的转子200可以连接至输入轴(未示出)，但是实施方式不必局限于此。
在这种情况下，转子200可以相对于定子100以可旋转的方式设置。在下文中，内侧可以指示沿径向方向朝向中心C设置的方向，并且外侧可以指示与内侧相反的方向。
图4是图示了根据实施方式的感测装置的定子的立体图，图5是图示了根据实施方式的感测装置的定子的分解立体图，并且图6是图示了根据实施方式的感测装置的定子的横截面图。
定子100可以连接至转向轴的输出轴(未示出)。
参照图4至图6，定子100可以包括定子保持器110、定子本体120、第一定子齿部130和第二定子齿部140。
定子保持器110可以连接至电动转向装置的输出轴。因此，定子保持器110可以与输出轴的旋转共同旋转。定子保持器100可以形成为筒形形状。此外，定子保持器110可以由金属材料形成，但是不必局限于此，并且考虑到强度大于或等于预定水平，定子保持器100可以由不同的材料形成，使得输出轴可以配装并固定至定子保持器100。
定子保持器110可以包括凹槽111。凹槽111以凹入的方式形成在定子保持器110的外周表面上。凹槽111沿着定子保持器110的外周表面设置。固定构件(图2中的900)插入到凹槽111中。
定子保持器110可以联接至定子本体120。
定子本体120可以设置在定子保持器110的一个端部部分处。定子本体120可以通过使用诸如树脂之类的合成树脂的插入注射方法而联接至定子保持器110。主齿轮121a可以形成在定子本体120的外周表面上。主齿轮121a将定子本体120的旋转力传递至第一齿轮1100和第二齿轮1200。
第一定子齿部130和第二定子齿部140可以设置成沿径向方向彼此间隔开。此外，第一定子齿部130和第二定子齿部140可以固定至定子本体120。第一定子齿部130包括第一本体131、第一齿部132和第三齿部133。第二定子齿部140包括第二本体141和第二齿部142。
图7是图示了定子的定子本体的立体图，图8是图示了定子的定子本体的平面图，并且图9和图10是图示了定子的定子本体的横截面图。
参照图7至图10，定子本体120包括内侧部分121、外侧部分122和分隔板123。内侧部分121和外侧部分122各自具有筒形形状。外侧部分122设置成与内侧部分121沿径向方向间隔开。分隔板123连接内侧部分121和外侧部分122。内侧部分121、外侧部分122和分隔板123可以成一体。定子保持器110可以联接至内侧部分121的内侧。在外侧部分122与内侧部分121之间可以形成有间隔S。分隔板123可以形成为板形状。分隔板123可以设置在内侧部分121与外侧部分122之间。
间隔S可以由分隔板123分隔为第一间隔S1和第二间隔S2。磁体230可以设置在第一间隔S1中，并且传感器500可以设置在第二间隔S2中。分隔板123可以设置在参照线L1下方。参照线L1是穿过外侧部分122的相对于轴向方向的中心的虚拟水平线。
同时，分隔板123可以包括第一孔124和第二孔125。提供第一孔124和第二孔125以设置第一定子齿部130和第二定子齿部140。
第一本体131和第二本体141可以设置在第一间隔S1中。第一齿部132和第二齿部142可以设置在第二间隔S2中。
多个第一孔124可以形成为沿周向方向彼此间隔开。此外，第一齿部132穿过第一孔124设置在第二间隔S2中。在这种情况下，第一孔124的数目与第一齿部132的数目相同。第一孔124可以邻近于外侧部分122的内周表面设置。如图8中所示，第一孔124可以在分隔板123中形成为邻接外侧部分122的内周表面。
多个第二孔125可以形成为沿周向方向彼此间隔开。在这种情况下，第二孔125可以设置成与第一孔124的内侧沿径向方向间隔开。此外，第二齿部142穿过第二孔125设置在第二间隔S2中。在这种情况下，第二孔125的数目与第二定子齿部140的第二定子142的数目相同。第二孔125可以邻近于内侧部分121的外周表面设置。如图8中所示，第二孔125可以在分隔板123中形成为邻接内侧部分121的外周表面。
多个第三孔127可以形成为沿周向方向彼此间隔开。在这种情况下，第三孔127可以沿径向方向设置在第二孔125之间。此外，第三齿部133穿过第三孔127设置在第二间隔S2中。在这种情况下，第三孔127的数目与第一定子齿部130的第三齿部133的数目相同。第三孔127可以邻近于内侧部分121的外周表面设置。如图8中所示，第三孔127可以在分隔板123中形成为邻接内侧部分121的外周表面。
第一定子齿部130和第二定子齿部140可以设置在定子本体120的内侧部分121的外周表面与定子本体120的外侧部分122的内周表面之间。这里，第一定子齿部130和第二定子齿部140可以由金属材料形成以用于通过磁体230的旋转而带有极性。
此外，第一定子齿部130可以通过诸如粘合剂之类的粘合构件(未示出)固定至外侧部分122的内周表面，并且第二定子齿部140可以通过诸如粘合剂之类的粘合构件(未示出)固定至内侧部分121的外周表面，但是不必局限于此。例如，第一定子齿部130和第二定子齿部140中的每一者可以通过紧固构件(未示出)、填缝方法等固定至定子主体120。
凸台126设置成延伸至分隔板123的下侧。凸台126的侧壁和外侧部分122彼此间隔开以形成第一槽U1。第一齿部132插入到第一槽U1中并且穿过第一孔124而位于第二间隔S2中。此外，凸台126的侧壁和内侧部分121彼此间隔开以形成第二槽U2。第二齿部142和第三齿部133插入到第二槽U2中并且分别穿过第二孔125和第三孔127而位于第二间隔S2中。
第一槽U1在第一定子齿部130联接至定子本体120的同时将第一齿部132引导至第一孔124以便于联接。
第二槽U2在第二定子齿部140联接至定子本体120的同时将第二齿部142和第三齿部133分别引导至第二孔125和第三孔127以便于联接。
图11是图示了第一定子齿部的侧视图，并且图12是图示了第二定子齿部的侧视图。
参照图5和图11，第一定子齿部130可以包括第一本体131和多个第一齿部132，多个第一齿部132在第一本体131上彼此间隔开并且沿轴向方向突出。参照图5和图12，第二定子齿部140可以包括第二本体141和多个第二齿部142，多个第二齿部142在第二本体141上彼此间隔开并且沿轴向方向突出。
相对于第一本体131的上部表面131a，第一本体131的高度H1小于第一齿部132的高度H2。此外，相对于第二本体141的上部表面141a，第二本体141的高度H3小于第二齿部142的高度H4。然而，本发明不局限于此，并且第一齿部132的高度H2可以与第二齿部142的高度H4不同。
图13是图示了第一定子齿部、第二定子齿部和磁体的平面图。
参照图13，第一定子齿部130设置在第二定子齿部140的外侧。当沿径向方向(y方向)观察时，第一齿部132和第二齿部142可以设置成沿径向方向彼此交叠。第一齿部132和第二齿部142的这种布置结构具有减少磁通泄漏的效果。
图14是图示了磁体的第一极和第二极的视图。
参照图14，磁体包括第一极230A和第二极230B。第一极230A和第二极230B可以沿着磁体的周向方向交替地设置。
第一极230A和第二极230B都可以包括N极区域NA和S极区域SA。第一极230A和第二极230B都可以具有多层结构，其中，N极区域NA和S极区域SA被分隔为内侧部和外侧部。
在第一极230A中，N极区域NA可以设置在相对外侧，并且S极区域SA可以设置在N极区域NA的内侧。在第二极230B中，N极区域NA可以设置在相对内侧，并且S极区域SA可以设置在N极区域NA的外侧。
第一极230A的N极区域NA和第二极230B的S极区域SA彼此相邻设置。第一极230A的S极区域SA和第二极230B的N极区域NA彼此相邻设置。
当磁体230旋转并且因此第一齿部132由于S极区域SA接近而带有S极时，第二齿部142由于N极区域NA接近而带有N极。替代性地，当磁体230旋转并且因此第一齿部132由于N极区域NA接近而带有N极时，第二齿部142由于S极区域SA接近而带有S极。因此，传感器500可以通过经由第一定子齿部130、第二定子齿部140和收集器(图28中的300)施加的磁场来测量角度。
在根据实施方式的感测装置中，第一齿部132与第二齿部142沿径向方向彼此交叠。第二齿部142的两个端部可以与第一齿部132交叠。例如，在设计第一齿部132和第二齿部142的位置和尺寸时，第一角度θ1、第二角度θ2和第三角度θ3可以是相同的。
第一角度θ1代表由第一极230A的两个端部相对于定子中心C形成的角度。例如，当第一极230A的数目是8个并且第二极230B的数目是8个时，第一角度θ1可以是22.5°。
图15是图示了第二角度θ2的视图，并且图16是图示了第三角度θ3的视图。
参照图15，第二角度θ2代表由第一齿部132的两个端部P1相对于定子中心C形成的角度。在轴向方向上，限定了第一齿部132的两个端部P1的参照点G如下。当第一齿部132和磁体230的本体231面向彼此设置时，参照点G是第一齿部132的与磁体230的本体231的高度H1的中间点相对应的点。磁体230的本体231的高度H1指示由磁体230的上部表面231a和下部表面231b沿轴向方向形成的高度。在参照点G处，第一齿部132之间的角度θ4可以与第二角度θ2相同。
参照图16，第三角度θ3代表由第二齿部142的两个端部P2相对于定子中心C形成的角度。在轴向方向上，限定了第二齿部142的两个端部P2的参照点G如下。当第二齿部142和磁体230的本体231面向彼此设置时，参照点G是第二齿部142的与磁体230的本体231的高度H1的中间点相对应的点。在参照点G处，第二齿部142之间的角度θ5可以与第三角度θ3相同。
图17是图示了磁通相对于第一角度θ1、第二角度θ2和第三角度θ3的图。
参照图17，在第二角度θ2和第三角度θ3设置成相同的状态下，可以确定的是，磁通的量值随着第二角度θ2和第三角度θ3接近第一角度θ1而增加，并且磁通的量值随着第二角度θ2和第三角度θ3远离第一角度θ1而减小。当第一齿部132和第二齿部142的尺寸和位置对准成使得第二角度θ2和第三角度θ3等于第一角度θ1时，可以看出的是，第一定子齿部130和第二定子齿部140的磁通的量值最大。
图18是转子的分解立体图。
参照图2和图18，转子200可以包括转子保持器210、转子本体220和磁体230。转子保持器210、转子本体220和磁体230可以是一体的。
转子保持器210可以连接至电动转向装置的输入轴。因此，转子保持器210可以与输入轴的旋转共同旋转。转子保持器210可以形成为筒形形状。此外，转子保持器210的端部部分可以联接至转子本体220。转子保持器210可以由金属材料形成，但是不必局限于此，并且考虑到强度大于或等于预定水平，转子保持器210可以由不同的材料形成，使得输入轴可以配装并固定至转子保持器210。
可以包括有转子保持器210的突出部211。突出部211可以设置成从转子保持器210的外周表面沿径向方向延伸。
转子本体220设置在转子保持器210的外周表面的一侧处。转子本体220可以是环形构件。在转子本体220的内周表面上可以设置有凹槽221。凹槽221是转子保持器210的突出部插入的地方。
磁体230联接至转子本体220。磁体230与转子保持器210的旋转共同旋转。
图19是图示了磁体的视图，并且图20是图示了磁体的平面图。
参照图19和图20，磁体230可以包括环形本体231和突出部232，突出部232从本体231的上部表面突出。突出部232可以被提供为多个突出部232。突出部232可以包括第一部分232a和第二部分232b。第一部分232a从本体231的上部表面向上突出。第二部分232b可以设置成从第一部分232a沿磁体230的径向方向突出。第二部分232b可以相比于本体231的内周表面231a向内突出。提供这些突出部232以增加与转子本体231的联接力。第一部分232a防止转子本体231和磁体230沿旋转方向滑移，并且第二部分232b防止转子本体231和磁体230沿轴向方向分离。
图21是图示了磁体相对于第一定子齿部和第二定子齿部的设置的立体图。
参照图21，磁体230设置在第一齿部132与第二齿部142之间。此外，磁体230设置在第三齿部133与第一齿部132之间。
磁体230的本体231设置成面向第一齿部132、第二齿部142和第三齿部133。磁体230的突出部232设置得高于第一齿部132、第二齿部142和第三齿部133。
图22是图示了第一定子齿部的立体图。
参照图22，第一定子齿部130可以包括第一本体131、第一齿部132、第三齿部133和延伸部分134。第一本体131可以是环形构件。第一齿部132可以设置成沿周向方向彼此间隔开，并且可以从第一本体131的上侧部向上延伸。第一本体131和多个第一齿部132可以一体地形成。延伸部分134从第一本体131向内突出。第三齿部132连接至延伸部分134。
第一齿部132和第三齿部133可以各自形成具有宽的下部部分和窄的上部部分的形状。例如，当沿径向方向观察时，第一齿部132和第三齿部133中的每一者的下部宽度可以大于第一齿部132和第三齿部133中的每一者的上部宽度。第一齿部132和第三齿部133可以各自形成为梯形形状。此外，当第一齿部132穿过第一孔124且第三齿部133穿过第三孔127时，第一本体131的上部表面和延伸部分134可以与分隔板123的下部表面接触。
图23是图示了第二定子齿部的立体图。
参照图23，第二定子齿部140可以包括第二本体141和第二齿部142。第二齿部142可以设置成沿周向方向彼此间隔开，并且可以从第二本体141的上侧部向上延伸。第二本体141和多个第二齿部142可以一体地形成。第二齿部142可以形成具有宽的下部部分和窄的上部部分的形状。例如，当沿径向方向观察时，第二齿部142的下部宽度可以大于第二齿部142的上部宽度。第二齿部142可以具有梯形形状。
第二本体141可以包括突出部分141a。突出部分141a可以是向外弯曲并且相对于第二齿部142突出的环形构件。突出部分141a通过减小传感器500与第二本体141之间的气隙来增加施加至传感器500的磁通的量。
图24是第一定子齿部的平面图。
参照图24，从第一定子齿部130的中心C到第一齿部132的最短距离R1大于从第一定子齿部130的中心C到第三齿部133的最短距离R2。相对地，第三齿部133设置成比第一齿部132更靠近第一定子齿部130的中心C。这是为了将从定子保持器110的内侧引入的外部磁场引导至第三齿部133。
图25是第一定子齿部和第二定子齿部的平面图。
参照图25，由多个第三齿部133形成的直径D3小于由多个第一齿部132形成的直径D1，并且由多个第二齿部142形成的直径D2小于由多个第一齿部132形成的直径D1。相对于磁体230，第一齿部132设置在磁体230的外侧，并且第二齿部142和第三齿部133设置在磁体230的内侧。
图26是图示了同心地设置地第一齿部、第二齿部和第三齿部的视图。
参照图26，第一齿部132、第二齿部142和第三齿部133可以同心地设置。第二齿部142和第三齿部133可以设置在第一虚拟圆周O1上，并且第一齿部132可以设置在与第一虚拟圆周O1不同的第二虚拟圆周O2上。第二齿部142和第三齿部133可以沿着定子200的周向方向交替地设置。第一圆周O1设置在第二圆周O2的内侧。这是为了通过第二齿部142和第三齿部133使从定子保持器110的内侧引入的外部磁场沿所有方向分散。
同时，第三齿部133的下部端部在周向方向上的宽度t3可以小于第一齿部132的下部端部在周向方向上的宽度t1。此外，第三齿部133的下部端部在周向方向上的宽度t3可以小于第二齿部142的下部端部在周向方向上的宽度t2。
图27是第一定子齿部和第二定子齿部的平面图，图示了从定子保持器的内侧引入的外部磁场流，并且图28是第一定子齿部的横截面图，图示了被引导至第三齿部的外部磁场流。
参照图27，沿着定子保持器110引入的外部磁场W1和W2沿定子200的径向方向朝向第一定子齿部130和第二定子齿部140被引入。这些外部磁场W1和W2被分散并且与第二齿部142一起被引导至第三齿部133。
参照图28，引入到第三齿部133中的外部磁场W1被引导至延伸部分134。在这种情况下，引入到第三齿部133中的外部磁场M1可以由从磁体230引入至第一齿部132并且引导至延伸部分134的外部磁场M2抵消。如上所述，由于沿着定子保持器110引入的外部磁场被引导至第一定子齿部130并且被抵消，因此存在的优点是，可以大幅降低外部磁场对传感器500的影响。
下表1将比较例和实施例的扭矩进行比较。
<表1>
Figure BDA0003256544540000151
比较例是没有诸如第三齿部之类的结构的感测装置。实施例是包括第三齿部的感测装置。当在径向方向上没有外部磁场时，0Nm的扭矩是正常的。在比较例和实施例中，当沿径向方向施加外部磁场(1000A/m)时，在比较例的情况下，可以看出，0.41Nm的扭矩被测量到并且因此受到外部磁场的很大影响。然而，在实施例的情况下，可以看出，测量到的扭矩为0.05Nm，几乎没有受到外部磁场的很大影响。
图29是第一定子齿部、第二定子齿部、传感器和收集器的侧截面图。
参照图29，仅一个收集器300设置在第一齿部130与第二齿部140之间。为了增加施加至传感器500的磁通，突出部分141a设置在第二定子齿部140中。
当收集器300设置在传感器500的内侧并且与第一定子齿部130间隔开时，存在的优势是，收集器300受到从感测装置1的外侧沿径向方向引入的外部磁场的影响较小。此外，由于突出部分141a向外弯曲，并且因此突出部分141a与定子保持器110之间的气隙沿径向方向增加，因而存在的优势是，减小了通过定子保持器110引入的外部磁场的影响。
由于一个收集器300设置在传感器500与第二本体141之间，因而与设置有两个收集器的情况相比，可以简化感测装置的构型并且可以减小感测装置的尺寸，因此存在的优势是，在减少制造工艺和制造成本的同时确保感测装置的性能。
图30是图示了收集器的视图，并且图31是图示了设置在第一定子齿部与第二定子齿部之间的收集器的视图。
参照图2、图30和图31，收集器300收集定子100的磁通。这里，收集器300可以由金属材料形成，并且可以设置成沿径向方向彼此间隔开。
收集器300可以是环形构件。收集器300可以包括第一收集器本体310、第二收集器本体320、第一延伸部分330和第二延伸部分340。
第一延伸部分330和第二延伸部分340都连接第一收集器本体310和第二收集器本体320。第一收集器本体310和第二收集器本体320可以各自包括平的表面，并且第一延伸部分330和第二延伸部分340可以各自包括弯曲的表面。第一收集器本体310和第二收集器本体320可以面向彼此设置。
当收集器300由彼此间隔开的两个构件形成时，这两个构件可以根据外部磁场的引入方向而带有不同的极性，并且因此使得感测装置的性能劣化。由于根据实施方式的感测装置的收集器300由一个构件制成，因此存在的优势在于，从根本上消除了这种问题。
传感器500检测定子100与转子200之间产生的磁场的变化。传感器500可以是霍尔集成电路(IC)。传感器500检测由转子200的磁体230与定子100之间的电相互作用产生的定子100的磁化量。感测装置1基于检测到的磁化量来测量扭矩。
两个传感器500A和500B可以设置在传感器500中。相对于定子的中心C，两个传感器500A和500B可以面向彼此设置。
第一收集器本体310和第二收集器本体320设置成分别面向传感器500A和500B。
图32是图示了电路板的视图。
参照图32，两个传感器500A和500B可以设置在电路板600上。两个传感器500A和500B以向上竖立的状态设置在电路板600上。
图33是图示了连接器壳体和壳体的引脚的横截面图。
参照图33，壳体700包括连接器壳体760和引脚770。引脚770电力地连接电路板600和外部线缆。引脚770的一个侧部连接至设置在壳体700的下侧上的电路板600。引脚770的另一侧部暴露于连接器壳体760的内侧。连接器壳体760的入口可以垂直于轴向方向。引脚770可以具有弯曲成
Figure BDA0003256544540000161
形的形状。
图34是图示了第一构件和第二构件的视图，并且图35是图示了安装在定子保持器上的第一构件和第二构件的视图。
参照图34和图35，提供有第一构件800以防止由于壳体本体710的孔713的侧壁的磨损而导致的感测装置的同轴对准的误差。如上所述，第一齿部132和第二齿部142设置成彼此沿径向方向交叠。此外，在径向方向上，传感器500设置在第一齿部132与第二齿部142之间。因此，当沿径向方向发生流动时，随着第一齿部132和第二齿部142与传感器500之间的距离的变化，可能发生对传感器装置的致命损害或发生性能问题。
第一构件800可以是环形构件，并且可以包括本体810和凸缘部分820。本体810是筒形构件。本体810可以沿着壳体本体710的孔713的内壁设置。本体810位于定子保持器110的外周表面与本体810的孔713的内壁之间。凸缘部分820具有从本体810的下部端部径向地延伸的形状。凸缘部分820设置成与壳体本体710的下部表面接触。此外，凸缘部分820可以设置成覆盖第一覆盖件701的一部分。另外，第一构件800可以由金属材料形成。
凸缘部分820的下部表面可以与第一构件800的上部表面接触。
第一构件800用于在定子保持器110旋转时将壳体本体710的孔713与定子保持器110物理地隔离，以防止壳体本体710的孔713的内壁在定子保持器110旋转时磨损。因此，第一构件800保证了定子保持器110的同轴旋转。
相对于轴向方向，壳体700卡在定子本体120的主齿轮121a上并且不会分离至定子200的上侧。然而，壳体700可以分离至定子200的下侧。第二构件900用于防止壳体900分离至定子200的下侧。第二构件900可以具有c形环形状。第二构件900可以由金属材料形成。第二构件900可以由可弹性变形的材料形成。
第二构件900联接至定子保持器110的凹槽111。凹槽111沿着定子保持器110的外周表面凹入地形成。在联接至定子保持器110的状态下，第二构件900位于壳体本体710的下部表面的下方。此外，第二构件900可以设置在第一构件800下方以支承第一构件800的凸缘部分820的下部表面。
图36是图示了第一齿轮和第二齿轮与主齿轮接合的视图。
参照图2和图36，当副齿轮与主齿轮121a接合时，包括有第一齿轮1100和第二齿轮1200。提供有主齿轮121a、第一齿轮1100、第二齿轮1200和第三传感器610以测量转向轴的角度。
主齿轮121a、第一齿轮1100和第二齿轮1200彼此接合并旋转。主齿轮121a设置在定子本体120的外周表面上。第一齿轮1100和第二齿轮1200以可旋转的方式设置在壳体本体710上。主齿轮121a、第一齿轮1100和第二齿轮1200各自具有预定的齿轮比。例如，在主齿轮121a的总角度为1620°的情况下，当主齿轮121a旋转4.5圈时，第一齿轮1100可以设计成旋转15.6圈，并且第二齿轮1200可以设计成旋转14.625圈。这里，总角度是当所有齿轮恢复到即将旋转之前的状态时通过累积主齿轮121a的旋转而计算的角度。
磁体可以设置在第一齿轮1100和第二齿轮1200上。磁体设置成面向第三传感器610。第三传感器610安装在电路板上。
图37是图示了外部磁场相对于定子齿部的方向性的视图，图38是图示了传感器相对于具有z轴方向性的外部磁场的避免状态的视图，并且图39是图示了第一定子齿部和第二定子齿部相对于具有y’轴方向性的外部磁场的避免状态的视图。
参照图37，外部磁场沿作为轴向方向的z轴方向和垂直于z轴方向的y’轴方向极大地影响感测装置。这里，y’轴方向指示在与轴向方向垂直的径向方向中朝向传感器500的方向。
参照图38，根据实施方式的感测装置的传感器500沿z轴方向以竖立的状态设置。因此，传感器500的从z轴观察的面积比传感器500的从y’轴观察的面积小得多。因此，根据实施方式的感测装置具有的优势在于，外部磁场沿z轴方向对传感器500的影响很小。
参照图39，当观察传感器500沿z轴方向的竖立状态时，y’轴方向上的外部磁场可以对传感器500具有极大的影响。然而，y’轴方向上的外部磁场是沿着第一定子齿部130和第二定子齿部140被引起的，并且因此在不影响传感器500的情况下流动。因此，根据实施方式的感测装置具有的优势在于，即使参照y’轴方向，外部磁场对传感器500的影响也很小。
图40是相对于与z轴方向上的外部磁场相对应的角度变化量将比较例与实施例进行比较的图。
参照图40，在比较例的情况下，作为具有定子齿部竖向地设置在其中且传感器设置成放倒在其中的结构的感测装置，可以看出的是，角度变化随着z轴方向上的外部磁场的增加而线性地增加，并且因此测量角度根据外部磁场明显地变化。
然而，在实施例中可以看出的是，即使当外部磁场沿z轴方向增加时，角度几乎不变化，并且因此不存在外部磁场的影响。
图41是相对于与沿y’轴方向上的外部磁场相对应的角度变化量将比较例与实施例进行比较的图。
参照图41，在比较例的情况下，作为具有定子齿部竖向地设置在其中且传感器设置成放倒在其中的结构的感测装置，可以看出的是，角度变化随着y’轴方向上的外部磁场的增加而线性地增加，并且因此测量角度根据外部磁场明显地变化。
然而，在实施例中可以看出的是，即使当外部磁场沿y’轴方向增加时，角度几乎不变化，并且因此不存在外部磁场的影响。

Claims (15)

1.一种感测装置，所述感测装置包括：
定子，所述定子包括定子齿部；以及
转子，所述转子包括磁体，
其中，所述定子齿部包括第一定子齿部和第二定子齿部，所述第二定子齿部设置成与所述第一定子齿部沿从所述定子的中心的径向方向交叠，
所述第一定子齿部包括多个第一齿部和多个第三齿部，
所述第二定子齿部包括多个第二齿部，
所述多个第一齿部中的一个第一齿部布置成与所述多个第二齿部中的一个第二齿部沿所述径向方向交叠，并且
所述磁体设置在所述多个第一齿部与所述多个第三齿部之间。
2.一种感测装置，所述感测装置包括：
定子；以及
转子，所述转子包括磁体，
其中，所述定子包括第一定子齿部和第二定子齿部，
所述第一定子齿部包括第一本体和连接至所述第一本体的第一齿部、从所述第一本体向内突出的延伸部分、以及连接至所述延伸部分的第三齿部，
所述第二定子齿部包括第二本体和连接至所述第二本体的第二齿部，
所述第一齿部与所述第二齿部沿径向方向交叠，
所述磁体设置在所述第一齿部与所述第二齿部之间，并且
从所述第一定子齿部的中心至所述第一齿部的最短距离大于从所述第一定子的中心至所述第三齿部的最短距离。
3.一种感测装置，所述感测装置包括：
定子，所述定子包括定子齿部；以及
转子，所述转子包括磁体，
其中，所述定子齿部包括第一定子齿部和第二定子齿部，
所述第一定子齿部包括多个第一齿部和多个第三齿部，
所述第二定子齿部包括多个第二齿部，
所述磁体设置在所述多个第一齿部与所述多个第三齿部之间并且设置在所述多个第一齿部与所述多个第二齿部之间，
由所述多个第三齿部形成的直径小于由所述多个第一齿部形成的直径，并且
由所述多个第二齿部形成的直径小于由所述多个第一齿部形成的直径。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的感测装置，其中：
所述定子包括定子保持器和联接至所述定子保持器的定子本体；并且
所述第一定子齿部和所述第二定子齿部设置在所述定子本体中。
5.根据权利要求4所述的感测装置，其中，所述定子本体包括所述第一齿部穿过的第一孔、所述第二齿部穿过的第二孔和所述第三齿部穿过的第三孔。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的感测装置，其中：
所述第二齿部和所述第三齿部设置在第一虚拟圆周上；并且
所述第一齿部设置在与所述第一虚拟周向不同的第二虚拟圆周上。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的感测装置，其中，所述第一齿部、所述第二齿部和所述第三齿部同心地设置。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的感测装置，其中，所述第三齿部的下部端部在周向方向上的宽度小于所述第一齿部的下部端部在所述周向方向上的宽度。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的感测装置，其中，所述第三齿部的下部端部在周向方向上的宽度小于所述第二齿部的下部端部在所述周向方向上的宽度。
10.根据权利要求1至3中的任一项所述的感测装置，其中，所述第三齿部和所述第二齿部沿着所述定子的周向方向交替地设置。
11.根据权利要求1至3中的任一项所述的感测装置，其中，所述第一定子齿部包括连接至所述第一齿部的第一本体以及从所述第一本体延伸并且连接至所述第三齿部的延伸部分。
12.根据权利要求1至3中的任一项所述的感测装置，其中：
所述第一定子齿部包括连接至所述第一齿部的第一本体；
所述第二定子齿部包括连接至所述第二齿部的第二本体；
所述感测装置还包括设置在所述第一本体与所述第二本体之间的传感器；并且
所述第二本体包括构造成朝向所述传感器突出的突出部分。
13.根据权利要求12所述的感测装置，其中，在所述突出部分与所述传感器之间设置有收集器。
14.根据权利要求2所述的感测装置，还包括设置在所述第一本体与所述第二本体之间的传感器，
其中，所述第二本体包括构造成朝向所述传感器突出的突出部分。
15.根据权利要求14所述的感测装置，其中，在所述突出部分与所述传感器之间设置有收集器。
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