KR20160063998A - 자기 검출 장치 및 이를 포함하는 토크 센서 - Google Patents

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KR20160063998A
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Abstract

구멍이 자기 검출 장치의 기판에 형성되고, 구멍은 기판의 외부 에지로부터 이격된다. 자기 센서의 자기 검출 요소는 제1 및 제2 컬렉터부에 형성된다. 몰드부는 자기 검출 요소를 캡슐화한다. 자기 센서는 몰드부의 일부가 구멍과 중첩하도록 표면 실장된다. 제1 컬렉터부는 자기 센서의 전방면과 대면한다. 제2 컬렉터부의 일부는 자기 센서의 후방면과 대면하도록 구멍에 위치설정된다. 따라서, 구멍이 제공되지 않는 경우에 비해, 제1 및 제2 컬렉터부 사이의 자기 회로 간극이 감소된다.

Description

자기 검출 장치 및 이를 포함하는 토크 센서{MAGNETIC DETECTION DEVICE AND TORQUE SENSOR INCLUDING THE SAME}
본 개시 내용은 자기 검출 장치 및 자기 검출 장치를 포함하는 토크 센서에 관한 것이다.
통상적으로, 비접촉 토크 센서는 토션 바아의 비틀림 변위에 의해 발생되는 자속 밀도의 변화를 검출함으로써 토크를 검출한다. 예를 들어, JP 2014-149180A는 회로 기판을 지지하는 지지 부재를 포함하는 자기 검출 장치를 개시한다.
자기 검출기가 기판 상에 표면 실장되지 않고, 그 대신 기판 표면 등에 직교하여 표면 실장되는 경우, 검출 오류가 자기 검출기 틸팅으로부터 발생할 수 있는 우려가 있다. 또한, JP 2014-149180A에 개시된 바와 같이 자기 검출기를 기판 상에 지지하기 위해 다른 부재가 별도로 설치되는 경우, 구성요소의 개수가 증가할 수 있다.
상기의 관점에서, 본 개시 내용의 목적은 개선된 검출 정확도를 갖는 자기 검출 장치 및 자기 검출 장치를 포함하는 토크 센서를 제공하는 것이다.
본 개시 내용에 따르면, 자기 검출 장치는 제1 자기 컬렉터, 제2 자기 컬렉터, 기판, 및 자기 센서를 포함한다. 제1 자기 컬렉터는 제1 컬렉터부를 포함한다. 제2 자기 컬렉터는 제2 컬렉터부를 포함하고, 제2 컬렉터부는 고정된 거리로부터 제1 컬렉터부와 이격 방향을 향한다..
기판은 외부 에지를 갖는다. 구멍이 외부 에지로부터 이격되게 기판에 형성된다.
자기 센서는 자기 검출 요소, 몰드부, 및 단자를 포함하고, 자기 센서는 몰드부의 적어도 일부가 구멍과 중첩하도록 표면 실장된다. 자기 검출 요소는 제1 컬렉터부와 제2 컬렉터부 사이에 배치되고 자기장의 강도를 검출한다. 몰드부는 자기 검출 요소를 캡슐화한다. 단자는 몰드부로부터 돌출하고 기판에 연결된다.
제1 컬렉터부는 자기 센서의 전방면과 대면하도록 위치설정되고, 전방면은 기판으로부터 이격 방향을 향한다. 제2 컬렉터부의 적어도 일부는 자기 센서의 후방면과 대면하도록 구멍에 위치설정되고, 후방면은 기판을 향해 대면한다.
본 개시 내용에 따르면, 자기 센서는 기판에 표면 실장된다. 따라서, 자기 센서를 보유하는 부재를 별도로 제공하지 않더라도, 자기 센서가 제1 컬렉터부와 제2 컬렉터부 사이에 배치될 수 있다. 그 결과, 구성요소의 개수가 감소될 수 있다. 또한, 자기 센서가 표면 실장되지 않는 경우에 비해, 자기 센서의 표면적이 증가될 수 있다. 따라서, 산출 회로와 같이 자기 검출 요소가 상이한 다른 회로가 자기 센서에 일체형으로 제공될 수 있다.
또한, 본 개시 내용에 따르면, 구멍이 기판에 형성되고, 제2 컬렉터부가 구멍에 위치된다. 따라서 구멍이 제공되지 않는 경우에 비해, 제1 컬렉터부와 제2 컬렉터부 사이의 자기 회로 간극이 감소될 수 있다. 따라서, 자속 누설량이 감소될 수 있고, 검출 정확도가 향상된다.
또한, 토크 센서는 자기 검출 장치, 토션 바아, 다중극 자석 및 자기 요크를 포함한다. 토션 바아는 제1 샤프트 및 제2 샤프트에 동축으로 연결되고, 제1 샤프트와 제2 샤프트 사이에 인가되는 토크를 비틀림 변위로 변환시킨다.
다중극 자석은 토션 바아의 제1 샤프트 또는 일 단부에 고정된다.
자기 요크는 토션 바아의 제2 샤프트 또는 다른 단부에 고정된다. 자기 요크는 다중극 자석에 의해 생성된 자기장 내에 자기 회로를 형성한다.
제1 자기 컬렉터 및 제2 자기 컬렉터는 제1 컬렉터부와 제2 컬렉터부의 자기 요크로부터 자속을 수집한다.
따라서, 자기 검출 장치는 제1 샤프트와 제2 샤프트 사이에 인가되는 토크를 절절하게 검출할 수 있다.
본 개시 내용은 그 추가 목적, 특징부 및 장점과 함께 이하의 상세한 설명, 첨부된 특허청구범위 및 첨부 도면들로부터 가장 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시 내용의 제1 실시예의 토크 센서를 포함하는 조향 시스템을 도시하는 간략한 개요도.
도 2는 본 개시 내용의 제1 실시예의 토크 센서를 도시하는 분해 사시도.
도 3은 본 개시 내용의 제1 실시예의 다중극 자석, 자기 요크, 및 자기 검출 장치의 상대 위치를 도시하는 분해 사시도.
도 4는 본 개시 내용의 제1 실시예의 자기 검출 장치를 도시하는 사시도.
도 5는 본 개시 내용의제1 실시예의 자기 검출 장치를 도시하는 측면도.
도 6은 도 5의 VI 방향을 따르는 도면.
도 7은 도 6의 선 Ⅶ-Ⅶ를 따르는 단면도.
도 8은 본 개시 내용의 제1 실시예의 자기 컬렉터 유닛 및 센서 유닛의 조립체를 도시하는 사시도.
도 9는 본 개시 내용의 제1 실시예의 컬렉터 링을 도시하는 사시도.
도 10은 본 개시 내용의 제1 실시예의 컬렉터 링, 컬렉터 링 리테이너, 및 기판을 개략적으로 도시하는 측면도.
도 11은 본 개시 내용의 제1 실시예의 컬렉터부 및 기판의 상대적인 위치를 설명하는 평면도.
도 12는 본 개시 내용의 제1 실시예의 센서 유닛을 도시하는 분해 사시도.
도 13은 본 개시 내용의 제1 실시예의 기판 및 자기 센서를 도시하는 측면도.
도 14는 도 13의 XIV 방향을 따르는 도면.
도 15는 도 13의 XV 방향을 따르는 도면.
도 16은 도 13의 XVI 방향을 따르는 도면.
도 17은 본 개시 내용의 제1 실시예의 자기 센서의 구성을 설명하는 블럭도.
도 18은 본 개시 내용의 제2 실시예의 기판을 도시하는 평면도.
도 19는 본 개시 내용의 제3 실시예의 기판을 도시하는 평면도.
도 20은 본 개시 내용의 제4 실시예의 기판을 도시하는 평면도.
도 21은 본 개시 내용의 제5 실시예의 컬렉터 링, 컬렉터 링 리테이너, 및 기판을 개략적으로 도시하는 측면도.
도 22는 본 개시 내용의 제6 실시예의 기판 및 컬렉터 링을 개략적으로 도시하는 측면도.
도 23은 본 개시 내용의 참조예의 기판 및 자기 센서를 도시하는 측면도.
이하에서, 본 개시 내용에 따르는 자기 검출 장치 및 자기 검출 장치를 포함하는 토크 센서가 도면을 참조하여 설명될 것이다. 복수의 실시예에서, 실질적으로 동일하게 구성된 부분은 동일한 참조 번호로 표시되고, 그 설명은 간략화를 위해 생략될 것이다.
(제1 실시예)
본 개시 내용의 제1 실시예가 도 1 내지 도 17에 도시된다. 각 도면은 개략도이고, 동일한 도면이 후술되는 실시예의 도면에 적용된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 토크 센서(10)는 예를 들어 차량의 조향 작동을 보조하는 전동 조향 장치(80)에 적용된다.
도 1은 전동 조향 장치(80)를 포함하는 조향 시스템(90)의 전체 구성을 도시한다. 여기에서, 조향 샤프트(92)는 핸들(91)에 연결된다.
조향 샤프트(92)는 제1 샤프트로서 작용하는 입력 샤프트(11) 및 제2 샤프트로서 작용하는 출력 샤프트(12)를 포함한다. 입력 샤프트(11)는 핸들(91)에 연결된다. 조향 샤프트(92)에 인가되는 토크를 검출하는 토크 센서(10)는 입력 샤프트(11)와 출력 샤프트(12) 사이에 배치된다. 피니언 기어(96)는 입력 샤프트(11)로부터 이격된 출력 샤프트(12)의 단부에 배치된다. 피니언 기어(96)는 랙 샤프트(97)와 기어 연결된다. 랙 샤프트(97)의 두 개의 단부는 예를 들어 타이 로드를 통해 한 쌍의 휠(98)에 연결된다.
따라서, 운전자가 핸들(91)을 돌릴 때, 핸들(91)에 연결된 조향 샤프트(92)가 또한 회전한다. 조향 샤프트(92)의 이 회전 운동은 피니언 기어(96)에 의해 랙 샤프트(97)의 선형 운동으로 변환된다. 이후, 한 쌍의 휠(98)은 랙 샤프트(97)의 변위량에 따르는 각도에 의해 조향된다.
전동 조향 장치(80)는 모터(81), 감속 기어(82), 및 제어기(이후, "ECU")(85)를 포함한다. 모터(81)는 핸들(91) 조향시 운전자를 보조하는 보조 토크를 출력한다. 도 1에서, 모터(81) 및 ECU(85)는 개별적으로 도시되지만, 일체형일 수 있다.
감속 기어(82)는 모터(81)의 회전을 감소시켜 조향 샤프트(92)에 전달한다. 즉, 본 실시예의 전동 조향 장치(80)는 소위 칼럼 조력 유형 장치이다. 그러나, 전동 조향 장치(80)는 그 대신, 모터(81)의 회전이 랙 샤프트(97)에 전달되는 소위 랙 조력 유형 장치일 수 있다.
ECU(85)는 토크 센서(10)에 의해 출력되는 조향 토크를 획득하고, 검출된 조향 토크에 따라서 모터(81)의 작동을 제어한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 토크 센서(10)는 토션 바아(13), 다중극 자석(15), 자기 요크(16), 및 자기 검출 장치(1)를 포함한다. 도 2에서, 후술될 요크 리테이너(19), 컬렉터 링 리테이너(25), 및 기판 리테이너(31)는 단순성을 위해 생략된다.
토션 바아(13)의 일단부는 입력 샤프트(11)에 고정되고 토션 바아(13)의 다른 단부는 핀(14)에 의해 출력 샤프트(12)에 고정된다. 따라서, 토션 바아(13)는 회전 축(O)을 따라서 입력 샤프트(11) 및 출력 샤프트(11)에 동축으로 연결된다. 토션 바아(13)는 탄성의 막대형 부재이고, 조향 샤프트(92)에 인가되는 토크를 비틀림 변위로 변환시킨다.
다중극 자석(15)은 원기둥으로서 형성되고, 입력 샤프트(11)에 고정된다. 다중극 자석(15)은 N극 및 S극이 원주 방향을 따라 교번되도록 자화된다. 본 발명의 실시예에서, 전체 24개의 극에 대해 12쌍의 N극 및 S극이 존재한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 자기 요크(16)는 요크 리테이너(19)에 보유되고, 다중극 자석(15)에 의해 생성되는 자기장 내에 자기 회로를 형성한다. 여기서, 요크 리테이너(19)는 수지 등의 비자성 재료로부터 형성된다. 본 발명의 실시예에서, 자기 요크(16)는 요크 리테이너(19)에 삽입된다.
자기 요크(16)는 입력 샤프트(11)을 향해 배치되는 제1 요크(17) 및 출력 샤프트(12)를 향해 배치되는 제2 요크(18)를 포함한다. 제1 요크(17) 및 제2 요크(18) 모두는 연질 자성체로부터 링 형상으로 형성되고, 출력 샤프트(12)에 고정된다. 제1 요크(17) 및 제2 요크(18)는 다중극 자석(15)의 반경방향 외측에 배치된다.
제1 요크(17)는 링부(171) 및 치형부(175)를 포함한다. 치형부(175)는 링부(171)의 전체 내부 원주 방향 에지를 따라서 일정한 간격으로 배치된다. 제2 요크(18)는 링부(181) 및 치형부(185)를 포함한다. 치형부(185)는 링부(181)의 전체 내부 원주 방향 에지를 따라서 일정한 간격으로 배치된다.
치형부(175, 185)의 개수는 다중극 자석(15)의 극쌍의 개수와 동일하다(예를 들면, 본 발명의 실시예에서 12개). 치형부(175) 및 치형부(185)는 원주 방향에서 서로로부터 오프셋되어, 제1 요크(17) 및 제2 요크(18)는 간극을 가로질러 서로 대면한다.
토션 바아(13)가 비틀림 변위 하에 있지 않을 때, 즉, 조향 토크가 조향 샤프트(92)에 인가되지 않을 때, 치형부(175, 185)의 중심은 다중극 자석(15)의 N 극과 S 극 사이의 경계부와 일치한다.
도 4 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 자기 검출 장치(1)는 자기 컬렉터 유닛(20) 및 센서 유닛(30)을 포함한다.
자기 컬렉터 유닛(20)은 제1 자기 컬렉터로서 작용하는 제1 컬렉터 링(21), 제2 자기 컬렉터로서 작용하는 제2 컬렉터 링(22), 및 자기 컬렉터 리테이너로서 작용하는 컬렉터 링 리테이너(25)를 포함한다. 본 개시 내용에 사용된 "컬렉터"는 자기 수집을 지칭하는 점에 유의해야 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 컬렉터 링(21, 22)은 자기 요크(16)의 반경방향 외측에 위치되고, 자기 요크(16)로부터의 자속을 수집한다. 제1 컬렉터 링(21)은 입력 샤프트(11)를 향해 배치되고 제2 컬렉터 링(22)은 출력 샤프트(12)를 향해 배치된다. 제1 컬렉터 링(21) 및 제2 컬렉터 링(22)은 컬렉터 링 리테이너(25)에 의해, 예를 들어 내부에 삽입됨으로써 보유된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1 컬렉터 링(21)은 실질적으로 링 형상의 링부(211) 및 링부(211)로부터 반경방향 외측으로 돌출하는 두 개의 컬렉터(215)를 포함하는 연질 자성체로부터 형성된다. 유사하게, 제2 컬렉터 링(22)은 실질적으로 링 형상의 링부(221) 및 링부(221)로부터 반경방향 외측으로 돌출하는 두 개의 컬렉터부(225)를 포함하는 연질 자성체로부터 형성된다. 본 실시예에서, 제1 컬렉터 링(21) 및 제2 컬렉터 링(22)은 실질적으로 동일한 형상을 갖는다. 컬렉터부(215)는 "제1 컬렉터부"에 대응되고, 컬렉터부(225)는 "제2 컬렉터부"에 대응된다.
제1 컬렉터 링(21)의 컬렉터부(215) 및 제2 컬렉터 링(22)의 컬렉터부(225)의 대향면은 서로에 대해 실질적으로 평행하다. 후술될 자기 센서(45)가 컬렉터부(215)와 컬렉터부(225) 사이에 배치된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 컬렉터 링 리테이너(25)는 수지 등의 미자성 재료로부터 형성되고, 제1 리테이너 부재(251) 및 제2 리테이너 부재(256)를 포함한다. 도 8의 화살표(Y11, Y12)에 의해 도시된 바와 같이, 제1 리테이너 부재(251) 및 제2 리테이너 부재(256)는, 센서 유닛(30)이 제1 리테이너 부재(251)와 제2 리테이너 부재(256) 사이에 개재되도록 조립된다.
제1 리테이너 부재(251)는 링 리테이너부(252), 센서 유닛 하우징부(253), 및 장착부(254)를 포함한다. 여기서, 센서 유닛 하우징부(253)는 하우징으로서 작용한다.
링 리테이너부(252)는 실질적으로 링 형상이다. 제1 컬렉터 링(21)은 링 리테이너부(252)의 반경방향 내측에 내장된다. 여기서, 컬렉터부(225)와 대면하는 적어도 컬렉터부(215)의 면이 링 리테이너부(252)로부터 노출된다.
장착부(254)가 링 리테이너 유닛(252)과 센서 유닛 하우징부(253) 사이에 배치된다. 장착부(254)는 제1 컬렉터 링(21)에 대해 접선 방향으로 연장한다. 또한, 개구부(255)가 장착부(254)에 형성된다. 스크류 등(미도시)이 개구부(255)에 삽입되어 자기 검출 장치(1)를 캐비닛 등의 다른 구성요소에 고정한다.
제2 리테이너 부재(256)는 링 리테이너부(257) 및 센서 유닛 하우징부(258)를 포함한다. 여기서, 센서 유닛 하우징부(258)는 하우징으로서 작용한다.
링 리테이너부(257)는 실질적으로 링 형상이다. 제2 컬렉터 링(22)은 링 리테이너부(257)의 반경방향 내측에 내장된다. 여기서, 컬렉터부(215)와 대면하는 적어도 컬렉터부(225)의 면이 링 리테이너부(257)로부터 노출된다.
제1 리테이너 부재(251) 및 제2 리테이너 부재(256)가 조립될 때, 센서 유닛 하우징부(253) 및 센서 유닛 하우징부(258)는 센서 유닛(30)을 수용하는 하우징을 형성한다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 리테이너 부재(251) 및 제2 리테이너 부재(256)가 조립될 때, 외부 자성을 차단하는 자기 차폐부(26)가 링 리테이너부(252, 257)의 반경방향 외측에 배치된다. 또한, 제1 리테이너 부재(251) 및 제2 리테이너 부재(256)가 조립될 때, 외부 자성을 차단하는 자기 차폐부(27)가 센서 유닛 하우징부(253, 258)의 외주연부 상에 배치된다.
도 8, 도 11, 및 도 12에 도시된 바와 같이, 센서 유닛(30)은 기판 리테이너(31), 커버(32), 와이어 부재(35), 기판(40), 및 자기 센서(45)를 포함한다. 또한, 센서 유닛(30)은 센서 유닛 하우징부(253, 258)에 의해 형성된 하우징 내에 위치설정된다.
기판 리테이너(31)는 수지 등의 비자성 재료로부터 형성된다. 기판 리테이너(31)는 기판(40)이 고정되는 기판 실장면(311)을 포함한다. 여기서, 칼럼(312)이 기판 실장면(311) 상에 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 와이어 안내부(318)가 기판 리테이너(31)에 형성된다. 와이어 안내부(318)는 와이어 부재(35)를 하우징의 개구(259)로부터 이격되게 안내한다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 커버(32)는 수지 등의 비자성 재료로부터 형성되고, 개구(259)를 덮도록 형성된다. 커버(32)는 예를 들어, 끼움에 의해 기판 리테이너(31)에 고정된다. 와이어 인출부(321) 및 와이어 안내부(328)가 커버(32)에 형성된다.
도 7 및 도 12에 도시된 바와 같이, 와이어 부재(35)는 기판 커넥터(351), 완충부(352), 및 조립체부(355)를 포함한다. 기판 커넥터(351)는 기판(40)의 배선용 삽입 구멍(42) 내에 삽입된다(예를 들어, 도 14 참조).
완충부(352)는 와이어 안내부(318) 주위에 후크 연결(hook)되고 개구(259)로부터 이격되게 안내된다. 또한, 완충부(352)는 와이어 안내부(328) 주위에 후크 연결되고 개구(259)로부터 인출된다. 와이어 안내부(328)는 기판 커넥터(351) 보다 더욱 내측에 위치설정된다. 따라서, 센서 유닛(30)이 삽입되고 견인 하중이 와이어 안내부(328)에 인가될 때, 견인 하중이 기판 커넥터(351)과 기판(40) 사이의 연결점에 인가되는 것이 억제된다. 그 결과, 와이어 부재(35)와 기판(40) 사이의 전기 접속에 대한 손상이 방지될 수 있다.
복수의 와이어 부재(35)는 그들의 조립체부(355)에서 수집되고 와이어 인출부(321)에서 인출된다. 기판 커넥터(351)와 대향하는 와이어 부재(35)의 단부가 ECU(85)에 연결된다.
도 10 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 기판(40)은 실질적으로 직사각형 평판으로 형성된다. 구멍(41)이 기판(40)에 형성된다. 본 실시예에서, 구멍(41)은 기판(40)의 외부 에지로부터 이격된다. 또한, 구멍(41)은 자기 센서(45)의 개수에 따라서 형성된다. 본 실시예에서, 두 개의 실질적으로 직사각형 구멍(41)이 형성된다.
또한, 와이어 삽입 구멍(42) 및 고정 구멍(43)이 기판(40)에 형성된다. 와이어 부재(35)의 기판 커넥터(351)는 와이어 삽입 구멍(42) 내에 삽입되고, 예를 들어 납땜에 의해 와이어 삽입 구멍에 전기 접속된다. 또한, 기판 리테이너(31)의 칼럼(312)이 고정 구멍(43) 내에 삽입되고 예를 들어 열 코오킹에 의해 고정 구멍에 고정된다. 그 결과, 기판(40)이 기판 리테이너(31)에 고정된다.
칩 커패시터(44) 및 자기 센서(45)가 기판(40)에 표면 실장된다. 칩 커패시터(44)는 예를 들어 노이즈 제거를 위해 사용된다.
자기 센서(45)는 몰드부(46) 및 단자(47)를 포함하고, 몰드부(46)는 후술되는 회로 유닛(50)을 캡슐화한다. 자기 센서(45)는 구멍(41)이 형성되는 위치에서 기판(40) 상에 표면 실장된다. 구체적으로, 자기 센서(45)는 각각의 몰드부(46)의 적어도 일부가 각각의 구멍(41)과 중첩하도록 기판(40)에 장착된다. 자기 센서(45)가 기판(40)에 표면 실장되기 때문에, 자기 센서(45)를 보유하는 구성요소가 제공되지 않는다. 따라서, 자기 센서(45)는 컬렉터부(215, 225) 사이의 임의의 바람직한 위치에 배치될 수 있다. 또한, 자기 센서(45)를 표면 실장함으로써, 자기 센서(45)의 칩 표면적이 증가될 수 있고, 자기 검출 요소(511, 521)(후술됨) 이외의 다른 회로 구성요소가 자기 센서(45)에 일체형으로 제공될 수 있다.
몰드부(46)의 면은 실질적으로 직사각형이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 몰드부(46)의 폭(즉, 도 16에서, 좌우 방향에서의 길이)은 구멍(41)의 폭보다 더 크다. 즉, 단자(47)를 향하는 몰드부(46)의 에지(465)는 길이 L만큼 구멍(41) 에지 외측에 위치설정된다.
단자(47)는 몰드부(46)의 길이방향 측으로부터 돌출하고, 예를 들어, 남땜에 의해 기판(40)에 전기 접속된다. 본 실시예에서, 몰드부(46)의 폭은 단자(47)를 기판(40)에 연결하기 위한 납땜 공간을 보증하기 위해 구멍(41)의 폭보다 크고, 이에 의해 이 연결의 신뢰성을 향상시킨다.
도 16은 도 13의 XVI 방향의 사시도이고, 90°만큼 시계 방향으로 회전된 점에 유의해야 한다. 또한, 도 16은 단지 자기 센서(45) 중 하나에 영역을 도시하고, 다른 부분은 단순성을 위해 생략된다.
도 11 및 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 자기 센서(45)는 기판(40)으로부터 이격 방향을 향하는 전방면(451), 및 기판(40)을 향해 대면하는 후방면(452)을 포함한다. 제1 컬렉터 링(21)의 컬렉터부(215)는 전방면(451)과 대면하도록 위치설정된다. 간극(G1)(도 13 참조)은 접촉을 방지하기 위해 전방면(451)과 컬렉터부(215) 사이에 형성된다.
또한, 제2 컬렉터 링(22)의 컬렉터부(225)는 구멍(41) 내에 위치설정된다. 간극(G2)(도 13 참조)은 접촉을 방지하기 위해 후방면(452)과 컬렉터부(225) 사이에 형성된다. 또한, 간극(G1, G2)은 동일할 수 있거나, 상이할 수 있다.
도 23은 구멍(41)이 기판(49)에 형성되지 않는 참조예를 도시한다. 이 경우, 간극(G3)이 접촉을 방지하기 위해 기판(49)과 컬렉터부(225) 사이에 형성되어야 한다. 여기서, 자기 센서(45)의 두께는 D1으로 규정되고 기판(49)의 두께는 D2로 규정된다. 따라서, 컬렉터부(215, 225)들 사이의 자기 회로 간극(G)은 D1 + D2 + G1 + G3이다. 자기 센서가 표면 실장되지 않은 경우와 비교할 때, 자기 회로 간극(G)은 기판(49)의 두께(D2)보다 크고, 따라서 누설되는 자속량이 증가한다.
반대로, 본 실시예에서, 구멍(41)이 기판(40)에 형성되고 컬렉터부(225)가 구멍(41)에 위치설정된다. 따라서, 자기 회로 간극(G)은 D1 + G1 + G2이다(도 13 참조). 즉, 구멍(41)에 컬렉터부(225)를 위치설정함으로써, 자기 회로 간극(G)은 도 23의 참조예보다 기판(40)의 두께(D2)만큼 작다. 따라서, 자기 센서가 표면 실장되지 않을 때와 유사한 자기 회로가 형성될 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 자기 센서(45)는 각각 회로 유닛(50)을 포함한다.
회로 유닛(50)은 제1 회로(510), 제2 회로(520), 및 체크 회로(530)를 포함한다.
제1 회로(510)는 자기 검출 요소(511)(도면에서 "홀(Hall)"로 도시됨), A/D 컨버터(512), 프로세서(513)(도면에서 "DSP"로 도시됨), D/A 컨버터(514), 및 세 개의 메모리 유닛(515, 516, 517)(도면에서 "EEPROM" 1 내지 3으로 도시됨)을 포함한다.
제2 회로(520)는 자기 검출 요소(521), A/D 컨버터(522), 프로세서(523), D/A 컨버터(524), 및 세 개의 메모리 유닛(525, 526, 527)을 포함한다.
본 실시예에서, 제1 회로(510)는 출력 목적을 위한 것이고, 제2 회로(520)은 비교 목적을 위한 것이다. 제1 회로(510)와 제2 회로(520) 사이의 대응하는 요소, 즉 동일한 번호로 종료되는 참조 번호에 의해 표시되는 요소는 실질적으로 동일한 구성을 갖는 점에 유의해야 한다. 따라서, 이후의 설명은 제1 회로(510)에 관하여 제공될 것이고, 제2 회로(520)의 설명은 적절한 곳에서 간략화를 위해 생략될 것이다.
자기 검출 요소(511)는 홀 요소이고, 컬렉터부(215)와 컬렉터부(225) 사이의 자속을 검출한다. 도 11, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 전방면(451) 또는 후방면(452)으로부터 관측될 때, 자기 검출 요소(511, 521)는 컬렉터부(215, 225)로서 동일한 위치에 위치설정된다. 따라서, 컬렉터부(215)와 컬렉터부(225) 사이의 자속이 적절하게 검출될 수 있다.
이하에서, 자기 검출 요소(511)를 이용한 조향 토크의 검출이 설명될 것이다.
본 발명의 실시예에서, 자기 검출 요소(511, 521)는 컬렉터부(215)와 컬렉터부(225) 사이에 위치설정된다. 조향 토크가 입력 샤프트(11) 및 출력 샤프트(12) 사이에 인가되지 않을 때, 제1 요크(17)의 치형부(175) 및 제2 요크(18)의 치형부(185)의 중심은 다중극 자석(15)의 N 극과 S 극 사이의 경계부와 일치하도록 위치설정된다. 이때, 다중극 자석(15)의 N 극 및 S 극의 동일 개수의 자력선이 치형부(175, 185)에 진입 및 진출하기 때문에, 자력선 각각은 제1 요크(17) 및 제2 요크(18) 내에서 폐쇄 루프를 형성한다. 그 결과, 요크(17, 18) 사이에 자속 누설이 존재하지 않고, 따라서 자기 검출 요소(511)에 의해 검출되는 자속 밀도는 0이다.
조향 토크가 입력 샤프트(11) 및 출력 샤프트(12) 사이에 인가되고 비틀림 변위가 토션 바아(13)에서 발생할 때, 입력 샤프트(11)에 고정된 다중극 자석(15)은 출력 샤프트(12)에 고정된 요크(17, 18)에 대해 원주 방향에서 변위된다. 그 결과, 자기 검출 요소(511)를 통과하는 자속 밀도는 토션 바아(13)의 비틀림 변위량에 실질적으로 비례하고, 또한 토션 바아(13)의 꼬임 방향을 따라서 극성을 전환한다. 구체적으로, 자기 검출 요소(511)는 자기 센서(45)의 두께 방향, 즉 컬렉터부(215, 225)의 면에 수직인 방향(도 13에서, 좌우 방향)을 통과하는 자기장의 힘을 검출한다. 자기 검출 요소(511)는 검출된 자기장의 강도를 전압 신호로서 A/D 컨버터(512)에 출력한다.
A/D 컨버터(512)는 자기 검출 요소(511)에 의해 출력된 전압 신호를 아날로그로부터 디지털로 변환하고, 이후 디지털 신호를 프로세서(513)로 출력한다.
프로세서(513)는 디지털 신호 처리기 등의 컴퓨터이다. 프로세서(513)는 A/D 컨버터(512)로부터의 신호 입력을 사용하는 것뿐 아니라 메모리 유닛(515, 516, 517)에 저장된 정보를 사용하여 입력 샤프트(11) 및 출력 샤프트(12)에서 생성되는 토크를 산출한다.
D/A 컨버터(514)는 프로세서(513)의 산출 결과를 아날로그로부터 디지털로 변환하고, 이후 아날로그 신호를 체크 회로(530)로 출력한다.
메모리 유닛(515, 516, 517)은 EEPROM 등의 비휘발성 메모리이다. 메모리 유닛(515, 516, 517)은 예를 들어, 자기 검출 요소(511)의 온도 보정을 위해 다양한 파라미터를 저장한다. 전형적으로, 메모리 유닛(515, 516, 517)은 각각 동일한 데이터를 저장한다.
본 실시예에서, 저장 과잉(redundancy)을 제공하기 위해 세 개의 메모리 유닛(515, 516, 517)이 하나의 자기 검출 요소(511)에 대해 제공된다. 구체적으로, 프로세서(513)는 세 개의 모든 메모리 유닛(515, 516, 517)으로부터 데이터를 판독하고 데이터를 비교한다. 이후, 프로세서(513)는 다수결 원칙을 기초로 하여 파라미터를 선택하고, 따라서 메모리 유닛(515, 516, 517)의 파라미터의 과잉을 보증한다. 예를 들면, 프로세서(513)가 메모리 유닛(515)으로부터 파라미터(P1), 메모리 유닛(516)으로부터의 파라미터(P2), 메모리 유닛(517)으로부터 파라미터(P3)를 판독하고, P1 ≠ P2 = P3이라고 판정하는 경우, 프로세서(513)는 P1이 비정상적이라고 판정하고 P2 및 P3을 사용하여 산출을 실행한다고 판정할 것이다.
체크 회로(530)는 판정 유닛(531) 및 출력 유닛(532)을 포함한다.
판정 유닛(531)은 제1 회로(510)로부터 출력된 제1 산출 결과(E1) 및 제2 회로(520)로부터 출력된 제2 산출 결과(E2)에 대한 이상 판정을 실행한다.
출력 유닛(532)은 판정 유닛(531)의 판정 결과에 따르는 출력 신호를 ECU(85)로 출력한다. 제1 산출 결과(E1)가 정상인 경우, 출력 유닛(532)은 제1 산출 결과(E1)를 출력한다. 제1 산출 결과(E1) 및 제2 산출 결과(E2) 중 하나가 정상이고 다른 하나가 비정상이라고 판정되는 경우, 출력 유닛(532)은 제1 산출 결과(E1) 및 제2 산출 결과(E2) 중 정상인 산출 결과에 따르는 신호를 ECU(85)로 출력한다.
또한, 제1 산출 결과(E1) 및 제2 산출 결과(E2) 모두가 비정상으로 판정되는 경우, 출력 유닛(532)은 정상 신호가 자기 센서(45)로부터 ECU(85)로 출력되지 않는 것을 나타내는 전압 신호를 출력한다. 그 결과, 이상이 자기 센서(45) 자체에서 발생했다는 점이 판정될 수 있고, 이 이상이 ECU(85)에 통지될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 개시 내용의 제1 실시예에 따르는 자기 검출 장치(1)는 제1 컬렉터 링(21), 제2 컬렉터 링(22), 기판(40), 및 자기 센서(45)를 포함한다.
제1 컬렉터 링(21)은 컬렉터부(215)를 포함한다.
제2 컬렉터 링(22)은 컬렉터부(225)를 포함하고, 컬렉터부(225)는 고정된 거리로부터 컬렉터부(215)와 대면한다.
구멍(41)은 기판(40)의 외부 에지로부터 이격되도록 기판(40)에 형성된다.
자기 센서(45)는 자기 검출 요소(511, 521), 몰드부(46), 및 단자(47)를 포함한다. 자기 검출 요소(511, 521)는 컬렉터부(215)와 컬렉터부(225) 사이에 배치되고, 자기장의 강도를 검출한다. 몰드부(46)는 자기 검출 요소(511, 521)를 캡슐화한다. 단자(47)는 몰드부(46)로부터 돌출하고, 기판(40)에 연결된다. 자기 센서(45)는 몰드부(46)의 적어도 일부가 구멍(41)과 중첩하도록 표면 실장된다.
컬렉터부(215)는 자기 센서(45)의 전방면(451)에 위치설정되고, 전방면(451)은 기판(40)으로부터 이격 방향을 향한다. 컬렉터부(225)의 적어도 일부는 자기 센서(45)의 후방면(452)과 대면하도록 구멍(41)에 위치설정되고, 후방면(452)은 기판(40)을 향해 대면한다.
본 실시예에서, 자기 센서(45)는 기판(40)에 표면 실장된다. 따라서, 자기 센서(45)를 보유하기 위한 구성요소를 별도로 제공하지 않는 경우에도, 자기 센서(45)는 컬렉터부(215)와 컬렉터부(225) 사이에 위치설정될 수 있다. 그 결과, 구성요소의 개수가 감소될 수 있다. 또한, 자기 센서(45)가 기판(40)에 표면 실장되지 않는 경우에 비해, 자기 센서(45)의 요소 표면적이 증가될 수 있다. 따라서, 산출 회로와 같이, 자기 검출 요소(511, 521) 이외의 다른 회로가 일체형으로 제공될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 구멍(41)은 기판(40)에 형성되고, 컬렉터부(225)는 구멍(41)에 위치설정된다. 그 결과, 구멍(41)이 제공되지 않는 경우에 비해, 컬렉터부(215)와 컬렉터부(225) 사이의 자기 회로 간극(G)이 감소될 수 있다. 따라서, 자속 누설량이 감소될 수 있고, 검출 정확도가 향상된다.
전방면(451) 또는 후방면(452)으로부터 관측될 때, 자기 검출 요소(511, 521)는 컬렉터부(215, 225)와 중첩되는 영역에 위치설정된다. 따라서, 컬렉터부(215, 225)의 자기장의 힘이 적절하게 검출될 수 있다.
즉, 컬렉터부(215, 225)는 자기 센서(45)의 자기 검출 요소(511, 521)가 제공되지 않은 영역에서 중첩될 필요가 없다.
단자(47)는 몰드부(46)의 에지(465)로부터 돌출하고, 에지(465)는 구멍(41)의 외측으로 위치설정된다.
그 결과, 예를 들어, 단자(47)가 납땜 등의 접합 재료에 의해 기판(40)에 연결되는 경우, 이 접합 재료에 대한 공간이 확보될 수 있고, 기판(40)과 자기 센서(45) 사이의 연결이 향상될 수 있다.
자기 검출 장치(1)는 또한 제1 컬렉터 링(21) 및 제2 컬렉터 링(22)을 보유하는 컬렉터 링 리테이너(25)를 포함한다. 본 실시예에서, 컬렉터 링 리테이너(25)는 제1 컬렉터 링(21)을 보유하는 제1 리테이너 부재(251) 및 제2 컬렉터 링(22)을 보유하는 제2 리테이너 부재(256)로 분할된다. 그 결과, 자기 센서(45)를 자기 센서(45)의 전방면(451) 및 후방면(452)의 방향으로 둘러싸면서 컬렉터 링 리테이너(25)가 조립될 수 있다.
자기 검출 장치(1)는 또한 기판(40)을 보유하는 기판 리테이너(31)를 포함한다.
컬렉터 링 리테이너(25)는 기판 리테이너(31)를 수용하는 센서 유닛 하우징부(253, 258)를 포함한다. 따라서, 기판(40)이 이에 고정되는 기판 리테이너(31)는 컬렉터 링 리테이너(25)에 의해 수용될 수 있다.
자기 검출 장치(1)는 와이어 부재(35)를 추가로 포함한다. 와이어 부재(35)는 기판(40)에 연결된 기판 커넥터(351)를 포함하고, 기판(40)을 다른 장치(본 실시예에서, ECU(85))에 연결한다.
와이어 부재(35)는 기판 커넥터(351)가 개구(259)로부터 위치되는 것보다 개구(259)로부터 더 멀리 이격되게 위치설정되는 와이어 안내부(328) 주위에 후크 연결된다. 기판 커넥터(351)와 대향하는 와이어 부재(35)의 단부는 개구(259)로부터 인출된다.
기판 리테이너(31)가 하우징 내에 삽입될 때, 와이어 안내부(328) 주위에 와이어 부재(35)를 후크 연결함으로써, 견인 하중이 와이어 안내부(328)에 인가된다. 따라서, 와이어 부재(35)와 기판(40) 사이의 연결점에 대한 견인 하중이 감소될 수 있고, 와이어 부재(35)와 기판(40) 사이의 연결에 대한 손상이 방지될 수 있다.
각각의 자기 센서(45)는 복수의 자기 검출 요소(511, 521)(본 실시예에서, 두 개), 프로세서(513, 523), 및 측정 유닛(531)을 포함한다.
프로세서(513, 523)의 각각 하나는 각각의 자기 검출 요소(511, 521)에 대해 제공된다.
측정 유닛(531)은 프로세서(513, 523)의 산출 결과를 기초로 이상 판정을 실행한다.
본 실시예에서, 자기 센서(45)는 프로세서(513, 523) 및 측정 유닛(531)을 포함하고, 따라서 자기 센서(45) 자체는 이상 판정을 실행할 수 있다. 또한, 자기 센서(45)에서, 프로세서(513, 523) 중 하나는 과잉 방식의 각각의 다수개의 자기 검출 요소(511, 521)에 대하여 제공된다. 따라서, 이상이 산출 회로 중 하나에서 발생하는 경우, 정상적으로 작동하는 회로의 검출값이 제어 프로세스를 계속하는 데 사용될 수 있다(본 실시예에서, 제어 프로세스는 검출된 조향 토크를 기초로 전동 조향 장치(80)를 제어한다).
또한, 자기 센서(45)에서, 각각의 프로세서(513, 523)에 대해, 적어도 세 개의 메모리 유닛(515, 516, 517, 525, 526, 527)이 산출을 위한 프로세서(513, 523) 중 대응하는 하나에 의해 사용되는 파라미터를 저장하기 위해 제공된다.
본 실시예에서, 메모리 유닛(515, 516, 517, 525, 526, 527)은 과잉 방식으로 제공된다. 즉, 프로세서(513, 523) 중 하나에 대해, 적어도 세 개의 메모리 유닛(515, 516, 517, 525, 526, 527)이 제공되고, 파라미터는 과잉을 보증하기 위해 다수결 원칙에 의해 선택된다.
토크 센서(10)는 자기 검출 장치(1), 토션 바아(13), 다중극 자석(15), 및 자기 요크(16)를 포함한다.
토션 바아(13)는 입력 샤프트(11) 및 출력 샤프트(12)에 동축으로 연결되고, 입력 샤프트(11)와 출력 샤프트(12) 사이에 인가되는 토크를 비틀림 변위로 변환시킨다. 다중극 자석(15)은 입력 샤프트(11) 또는 토션 바아(13)의 일단부에 고정된다. 자기 요크(16)는 출력 샤프트(12) 또는 토션 바아(13)의 다른 단부에 고정되고, 다중극 자석(15)에 의해 생성된 자기장 내에 자기 회로를 형성한다.
제1 컬렉터 링(21) 및 제2 컬렉터 링(22)은 컬렉터부(215, 225)로부터의 자속을 자기 요크(16)에서 수집한다.
따라서, 자기 검출 장치(1)는 입력 샤프트(11) 및 출력 샤프트(12) 사이에 인가되는 토크를 적절하게 검출할 수 있다.
(제2, 제3, 및 제4 실시예)
본 개시 내용의 제2, 제3, 및 제4 실시예는 기판의 구멍이 상이한 형상을 갖는 점을 제외하면, 상술된 실시예와 유사하다.
도 18에 도시된 제2 실시예에서, 기판(60)의 구멍(61)은 원형이다. 도 18의 예로 한정되지 않고, 반원 형상 등의 원호형 구멍이 대신 제공될 수 있다.
도 19에 도시된 제3 실시예에서, 기판(62)의 구멍(63)은 삼각형이다. 삼각형으로 한정되지 않고, 그 대신 다각형 구멍이 제공될 수 있다.
도 20에 도시된 제4 실시예에서, 기판(64)의 구멍(65)은 실질적으로 타원형이다.
또한, 컬렉터부(215, 225)의 적어도 일부가 이들 구멍에 수용될 수 있는 한, 임의의 형상의 구멍이 제공될 수 있다. 동일한 기판에 형성된 구멍은 또한 서로로부터 상이한 형상을 가질 수 있다. 이들 구멍의 개수는 두 개로 한정되지 않고, 하나일 수 있거나, 셋 이상일 수 있고, 자기 센서(45)의 개수 및 위치에 따라서 형성된다.
이러한 구성에 따르면, 상술된 실시예와 적어도 동일한 효과가 제공될 수 있다.
(제5 실시예)
본 개시 내용의 제5 실시예가 도 21에 도시된다. 여기서, 도 21은 제1 실시예의 도 10에 대응한다. 동일한 내용이 후술되는 도 22에 적용된다.
도 21에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 제1 컬렉터 링(610) 및 제2 컬렉터 링(620)의 형상은 상기 실시예와 상이하다. 여기서, 제1 컬렉터 링(610)은 제1 자기 컬렉터로서 작용하고, 제2 컬렉터 링(620)은 제2 자기 컬렉터로서 작용한다. 컬렉터 링(610, 620)은 상술된 실시예의 것들과 기능적으로 동일하다. 동일한 내용이 후술되는 컬렉터 링(650)에 적용된다.
제1 컬렉터 링(610)은 링부(611), 중간부(612), 및 컬렉터부(615)를 포함한다. 링부(611)는 연자성 재료로 형성되고, 실질적으로 링 형상이다. 중간부(612)는 링부(611)로부터 반경방향 외측으로 돌출한다. 컬렉터부(615)는 링부(611)로부터 이격되는 방향으로부터 제2 컬렉터 링(620)을 향하는 방향으로 중간부(612)에서 절곡된다. 상술된 실시예와 유사하게, 두 개의 중간부(612) 및 컬렉터부(615)가 본 실시예에 제공된다.
제1 컬렉터 링(620)은 링부(621), 중간부(622), 및 컬렉터부(625)를 포함한다. 링부(621)는 연자성 재료로 형성되고, 실질적으로 링 형상이다. 중간부(622)는 링부(621)로부터 반경방향 외측으로 돌출한다. 컬렉터부(625)는 링부(621)로부터 이격되는 방향으로부터 제1 컬렉터 링(610)을 향하는 방향으로 중간부(622)에서 절곡된다. 상술된 실시예와 유사하게, 두 개의 중간부(622) 및 컬렉터부(625)가 본 실시예에 제공된다.
제1 컬렉터 링(610)의 컬렉터부(615) 및 제2 컬렉터 링(620)의 컬렉터부(625)의 대향면은 서로에 대해 실질적으로 평행하다. 자기 센서(45)는 컬렉터부(615)와 컬렉터부(625) 사이에 배치된다. 본 실시예에서, 컬렉터부(615)는 "제1 컬렉터부"에 대응하고, 컬렉터부(625)는 "제2 컬렉터부"에 대응한다.
제1 컬렉터 링(610)의 중간부(612)의 길이는 제2 컬렉터 링(620)의 중간부(622)의 길이와 상이하다. 본 발명의 실시예에서, 제1 컬렉터 링(610)의 중간부(612)의 길이는 제2 컬렉터 링(620)의 중간부(622)의 길이보다 더 길다. 대안적으로, 중간부(622)가 그 대신 중간부(612)보다 더 길 수 있다.
컬렉터 링 리테이너(630)는 제1 리테이너 부재(631) 및 제2 리테이너 부재(632)를 포함한다. 제1 리테이너 부재(631)는 제1 컬렉터 링(610)을 보유하고, 제2 리테이너 부재(632)는 제2 컬렉터 링(620)을 보유한다.
본 실시예에서, 도 21의 화살표(Y13)에 의해 도시된 바와 같이, 컬렉터부(615) 및 컬렉터부(625)는, 컬렉터부(615)가 자기 센서(45)의 전방면(451)을 향해 접근하고 컬렉터부(625)가 자기 센서(45)의 후방면(452)을 향해 접근하고 이에 의해 자기 센서(45)를 둘러싸도록 조립된다. 이때, 상술된 실시예와 유사하게, 제2 컬렉터 링(620)의 컬렉터부(625)는 기판(40)의 구멍(41)에 위치설정된다.
이러한 구성에 따르면, 상술된 실시예와 적어도 동일한 효과가 제공될 수 있다.
본 실시예는 제1 실시예와 유사하게, 예로서 기판(40)을 사용하여 설명된다. 그러나, 본 실시예는 그 대신 제2, 제3, 또는 제4 실시예의 것을 사용할 수 있다. 동일한 내용이 후술되는 제6 실시예에 적용된다.
(제6 실시예)
본 개시 내용의 제6 실시예가 도 22에 도시된다.
도 22에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제1 자기 컬렉터로서 작용하는 제1 컬렉터 링(650)은 두 개의 부분으로 분할된다. 구체적으로, 제1 컬렉터 링(650)은 본체부(651) 및 분할부(655)를 포함한다. 본체부(651)는 링부(652) 및 돌출부(653)를 포함한다. 링부(652)는 실질적으로 링 형상이고, 돌출부(653)는 링부(652)로부터 반경방향 외측으로 돌출한다. 본 실시예에서, 두 개의 돌출부(653)가 제공된다.
분할부(655)는 연결부(656) 및 컬렉터부(657)를 포함하고, 전체적으로 실질적으로 L-형이다. 분할부(655)의 각각의 하나가 각각의 돌출부(653)에 대해 제공된다. 즉, 본 실시예서, 두 개의 분할부(655)가 제공되고, 분할부 리테이너(659)에 의해 보유된다.
화살표(Y14)에 의해 도시된 방향에서 조립될 때, 연결부(656)는 돌출부(653)와 맞닿는다.
컬렉터부(657)는 돌출부(653)와 맞닿는 연결부(656)의 측으로부터 이격되는 방향으로부터 절곡된다. 조립될 때, 제1 컬렉터 링(650)의 컬렉터부(657) 및 제2 컬렉터 링(620)의 컬렉터부(625)의 대향면은 서로에 대해 실질적으로 평행하다. 자기 센서(45)는 접촉을 방지하기 위해 이격되는 방식으로 컬렉터부(657)와 컬렉터부(625) 사이에 배치된다.
도 22에서, 컬렉터 링 리테이너는 단순성을 위해 생략되지만, 상술된 실시예와 유사하게, 제1 컬렉터 링(650)의 본체부(651)는 제1 리테이너 부재에 보유될 수 있고, 제2 컬렉터 링(620)은 제2 리테이너 부재에 보유될 수 있고, 제1 리테이너 부재 및 제2 리테이너 부재는 일체형으로 형성될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 상술된 실시예와 적어도 동일한 효과가 제공될 수 있다.
(다른 실시예)
상술된 실시예에서, 두 개의 자기 센서가 제공된다. 그러나, 다른 실시예에서, 하나의 자기 센서는 제공될 수 있고, 또는 셋 이상의 자기 센서가 제공될 수 있다. 또한, 기판의 구멍, 제1 자기 컬렉터, 및 제2 자기 컬렉터가 자기 센서의 위치 및 개수에 따라서 형성된다.
또한, 상술된 실시예에서, 각각의 자기 센서는 두 개의 자기 검출 요소를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 각각의 자기 센서에 대하여 제공되는 자기 검출 요소의 개수는 하나일 수 있고, 또는 셋 이상일 수 있다. 또한, 프로세서가 각각의 자기 검출 요소에 대해 제공되는 것이 바람직하지만, 임의 개수의 프로세서가 제공될 수 있다.
상술된 실시예에서, 세 개의 메모리 유닛이 하나의 프로세서에 대해 제공된다. 그러나, 다른 실시예에서, 각각의 프로세스에 대해 제공되는 메모리 유닛의 개수는 하나, 또는, 둘, 또는 넷 이상일 수 있다. 또한, 공통 메모리 유닛이 복수의 프로세서에 대해 제공될 수 있다.
또한, 자기 센서가 자기 검출 요소 및 출력 유닛을 포함하는 한, 프로세서, 메모리 유닛, A/D 컨버터, D/A 컨버터, 및 판정 유닛의 하나 이상이 생략될 수 있다.
상술된 실시예에 따르는 토크 센서에서, 입력 샤프트 및 제2 샤프트의 제1 샤프트는 출력 샤프트이다. 그러나, 다른 실시예에서, 그 대신에 제1 샤프트가 출력 샤프트일 수 있고 제2 샤프트가 입력 샤프트일 수 있다. 즉, 다중극 자석이 출력 샤프트에 배치될 수 있고, 자기 요크가 그 대신에 입력 샤프트에 배치될 수 있다.
상술된 실시예에서, 자기 검출 장치는 토크 센서에 포함된다. 그러나, 다른 실시예에서, 자기 검출 장치가 토크 센서 이외의 장치에 적용될 수 있다. 또한, 상술된 실시예에서, 토크 센서가 전동 조향 장치에 적용되어 조향 토크를 검출한다. 그러나, 다른 실시예에서, 토크 센서는 전동 조향 장치 이외의 다른 장치에 적용될 수 있다.
본 개시 내용은 상술된 실시예로 한정되지 않고, 본 개시 내용의 요지로부터 벗어나지 않는 다양한 실시예가 고려된다.

Claims (10)

  1. 자기 검출 장치이며,
    제1 컬렉터부(215, 615, 657)를 포함하는 제1 자기 컬렉터(21, 610, 650),
    제2 컬렉터부(225, 625)를 포함하는 제2 자기 컬렉터(22, 620)로서, 고정된 거리로부터 제1 컬렉터부와 이격 방향을 향하는, 제2 자기 컬렉터,
    외부 에지를 갖는 기판(40, 60, 62, 64)으로서, 구멍(41, 61, 63, 65)이 외부 에지로부터 이격되게 기판에 형성되는, 기판, 및
    자기 검출 요소(511, 521), 몰드부(46), 및 단자(47)를 포함하는 자기 센서(45)로서, 몰드부의 적어도 일부가 구멍과 중첩하도록 표면 실장되는, 자기 센서를 포함하고,
    상기 자기 검출 요소는 제1 컬렉터부와 제2 컬렉터부 사이에 배치되며 자기장의 강도를 검출하고,
    상기 몰드부는 자기 검출 요소를 캡슐화하고,
    상기 단자는 몰드부로부터 돌출하며 기판에 연결되고,
    상기 제1 컬렉터부는 자기 센서의 전방면(451)과 대면하도록 위치설정되고, 전방면은 기판으로부터 이격 방향을 향하고,
    상기 제2 컬렉터부의 적어도 일부는 자기 센서의 후방면(452)과 대면하도록 구멍에 위치설정되고, 후방면은 기판을 향해 대면하는, 자기 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    전방면 또는 후방면으로부터 관측될 때, 상기 자기 검출 요소는 제1 컬렉터부 및 제2 컬렉터부와 중첩하는 영역에 위치설정되는, 자기 검출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단자는 몰드부의 에지(465)로부터 돌출하고, 상기 에지는 구멍의 외측에 위치설정되는, 자기 검출 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 자기 컬렉터 및 상기 제2 자기 컬렉터를 보유하는 자기 컬렉터 리테이너(25, 630)를 더 포함하는, 자기 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자기 컬렉터 리테이너는 제1 자기 컬렉터를 보유하는 제1 리테이너 부재(251, 631) 및 제2 자기 컬렉터를 보유하는 제2 리테이너 부재(256, 632)로 분할되는, 자기 검출 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기판을 보유하는 기판 리테이너(31)를 더 포함하고,
    상기 자기 컬렉터 리테이너는 기판 리테이너를 수용하는 하우징(253, 258)을 포함하는, 자기 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판에 연결된 기판 커넥터(351)를 포함하는 와이어 부재(35)로서, 기판을 다른 장치(85)에 연결하는, 와이어 부재를 더 포함하고,
    상기 와이어 부재는 기판 커넥터가 개구로부터 위치되는 것보다 개구(259)로부터 더 이격되게 위치설정되는 와이어 안내부(328) 주위에 후크 연결되고,
    상기 기판 커넥터와 대향하는 와이어 부재(35)의 단부가 개구로부터 인출되는, 자기 검출 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 자기 센서는 복수의 자기 검출 요소, 프로세서(513, 523), 및 판정 유닛(531)을 포함하고,
    상기 프로세서 중 각각의 하나는 복수의 자기 검출 요소의 각각에 대해 제공되고,
    상기 판정 유닛은 프로세서의 산출 결과에 기초하여 이상 판정을 실행하는, 자기 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    적어도 세 개의 메모리 유닛(515, 516, 517, 525, 526, 527)이 각각의 프로세서에 대한 자기 센서에 제공되고, 메모리 유닛은 산출을 위해 프로세서 중 대응하는 하나에 의해 사용되는 파라미터를 저장하는, 자기 검출 장치.
  10. 토크 센서이며,
    제1항 또는 제2항에 따르는 자기 검출 장치,
    제1 샤프트(11) 및 제2 샤프트(12)에 동축으로 연결되는 토션 바아(13)로서, 제1 샤프트와 제2 샤프트 사이에 인가되는 토크를 비틀림 변위로 변환시키는, 토션 바아,
    제1 샤프트 또는 토션 바아의 일단부에 고정되는 다중극 자석(15), 및
    제2 샤프트 또는 토션 바아의 다른 단부에 고정되는 자기 요크(16)를 포함하고,
    상기 자기 요크는 다중극 자석에 의해 생성되는 자기장 내에 자기 회로를 형성하고,
    상기 제1 자기 컬렉터 및 제2 자기 컬렉터는 제1 컬렉터부 및 제2 컬렉터부에서 자기 요크로부터의 자속을 수집하는, 토크 센서.
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