CN110998270A - 扭矩传感器 - Google Patents

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Abstract

实施例可以提供一种扭矩传感器，该扭矩传感器包括：壳体；布置在壳体内部的转子；布置在转子外侧的定子；布置在壳体中的电路板；布置在电路板上的霍尔效应传感器；以及邻近霍尔效应传感器布置的收集器，其中，收集器包括本体部和从本体部延伸的延伸部，本体部布置成与壳体间隔开，并且延伸部与壳体直接接触。

Description

扭矩传感器
技术领域
实施例涉及一种扭矩传感器。
背景技术
电动助力转向***(以下称为“EPS”)允许电子控制单元(ECU)根据行驶条件驱动电动机，以确保转向稳定性并迅速提供恢复力，从而使驾驶员能够稳定地行驶。
EPS包括扭矩传感器，该扭矩传感器测量转向轴的扭矩以提供适当的扭矩。转向轴可以包括：连接到方向盘的输入轴；连接到车轮侧的动力传递***的输出轴；以及将输入轴连接到输出轴的扭杆。
扭矩传感器通过测量扭杆的扭转程度来测量施加到转向轴的扭矩。这种扭矩传感器可以包括转子、定子和收集器(collector)。收集器测量定子的磁化量。
收集器由薄板形式的金属材料制成。另外，收集器固定到壳体。收集器通过诸如热熔合或超声熔合的操作固定到壳体。此时，在收集器固定到壳体的同时，收集器中可能产生变形。当收集器变形时，收集器的磁化量测量性能显著降低。
此外，与传感器相对应的收集器的安装位置是决定收集器的测量性能的非常重要的因素。因此，收集器应准确地放置在安装位置中，并且放置后不应移动。然而，当使用诸如热熔合或超声熔合的固定方法将收集器固定到壳体时，将收集器安装在正确的位置并不容易。另外，在这种固定方法中，处理过程困难，并且可能在熔合部中发生缺陷，从而引起收集器移动的问题。
同时，在扭矩传感器中，主齿轮是分开的，并且应提供单独的中间外壳以保持主齿轮和副齿轮之间的啮合。
因此，扭矩传感器的问题在于，零件的数量增加并因此增加了组装过程，从而增加了生产成本。
因此，扭矩传感器具有难以应对要求小型化的电流需求的问题。
发明内容
技术问题
实施例旨在提供一种扭矩传感器，该扭矩传感器能够在将收集器固定到壳体的过程中将收集器牢固地固定在正确的位置而不会引起收集器中的变形。
实施例还旨在提供一种扭矩传感器，其中与副齿轮啮合的主齿轮与定子一体化。
通过本发明的实施例要实现的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员通过下面的描述可以清楚地理解上面未描述的其他目的。
技术方案
本发明的一个方面提供了一种扭矩传感器，该扭矩传感器包括：壳体；设置在壳体内部的转子；设置在转子外部的定子；设置在壳体中的电路板；设置在电路板上的霍尔传感器；以及邻近霍尔传感器设置的收集器，其中，收集器包括本体部和从本体部延伸的延伸部，本体部设置成与壳体间隔开，并且延伸部与壳体直接接触。
壳体可以包括固定部，固定部被配置成使收集器的延伸部固定，并且延伸部可以被固定部围绕且与固定部接触，并且延伸部可以包括通孔。
收集器可以包括面对霍尔传感器的弯曲部，并且收集器的延伸部的一部分可以离弯曲部最远。
收集器可以包括面对霍尔传感器的弯曲部，本体部可以包括曲形(curved)部，并且，延伸部可以设置成比弯曲部更靠近定子并且设置成基于穿过曲形部的中心和转子的旋转中心的基准线而比弯曲部更远离基准线。
壳体的底表面可以包括第一表面和第二表面，第二表面可以设置成低于第一表面，并且第二表面可以包括设置有收集器的凹入部。
固定部可以设置成从第二表面突出。
收集器的厚度可以小于从第二表面到固定部的上端的高度。
壳体可以包括支撑块，并且支撑块可以从第一表面突出并且可以设置在凹入部的周围。
收集器可以包括面对霍尔传感器的弯曲部，并且本体部还可以包括支腿部，支腿部可以设置成在本体部的外侧边缘处弯曲，弯曲部可以设置成从支腿部向外弯曲，并且支腿部和弯曲部可以设置成与支撑块间隔开。
延伸部可以包括钩部，并且钩部可以设置成在延伸部的端部处弯曲。
本发明的另一个方面提供了一种扭矩传感器，该扭矩传感器包括：包括磁体的转子；以及设置在转子外部的定子，其中，定子包括具有柱形形状的基座、耦接到基座的外侧的保持器以及耦接到保持器的第一定子环和第二定子环，保持器包括主体和在周向上从主体突出的凸缘部，在凸缘部的外周面上形成有齿轮齿，并且凸缘部包括在轴向上穿过凸缘部的第一孔。
第一定子环可以包括：具有环形形状的第一本体；从第一本体的内周面沿轴向延伸的第一齿；以及从第一本体的外周面沿轴向延伸的第一突起部，并且第一突起部可以穿过第一孔。
第二定子环可以包括：具有环形形状的第二本体；从第二本体的内周面沿轴向延伸的第二齿；以及从第二本体的外周面沿轴向延伸的第二突起部，并且，第二突起部的长度可以与第一突起部的长度不同。
第一突起部和第二突起部中的每一者可以被设置为彼此间隔开设置的两个以上突起。
本发明的又一个方面提供了一种扭矩传感器，该扭矩传感器包括：包括磁体的转子；以及设置在转子外部的定子，其中，定子包括具有柱形形状的基座、耦接到基座的外侧的保持器以及耦接到保持器的第一定子环和第二定子环，保持器包括主体和在周向上从主体突出的凸缘部，在凸缘部的外周面上形成有齿轮齿，并且凸缘部设置成与主体的上部边缘和下部边缘中的每一者间隔开预定距离。
邻近第一定子环设置的第一收集器的第一支腿的长度可以不同于邻近第二定子环设置的第二收集器的第二支腿的长度。
扭矩传感器还可以包括：与凸缘部的齿轮齿啮合的第一副齿轮；与第一副齿轮啮合的第二副齿轮；以及包括磁性元件的电路板，其中，磁性元件可以感测在第一副齿轮和第二副齿轮中的每一者中设置的副磁体的磁化。
扭矩传感器还可以包括设置在电路板上的第一传感器和第二传感器，其中，第一扭矩传感器可以设置成面对第一收集器的第一支腿，第二扭矩传感器可以设置成面对第二收集器的第二支腿。
扭矩传感器可以包括一对第一凸缘部，所述一对第一凸缘部设置在主体的上部和下部上以彼此间隔开，其中，凸缘部可以设置成与第一凸缘部的在主体的下部上设置的下部边缘和第一凸缘部的在主体的上部上设置的上部边缘中的每一者间隔开预定距离。
凸缘部的下表面可以位于距第一凸缘部的下部边缘预定高度(H4)处，并且高度(H4)可以基于第一凸缘部的下部边缘位于主体的高度(H)的1/2至2/3的范围内。
有益效果
根据实施例，提供了在将收集器固定到壳体的过程中不会产生收集器的变形的有益效果。
根据实施例，提供了可以将收集器固定在正确的位置的有益效果。
根据实施例，提供了增加了收集器和壳体之间的固定力的有益效果。
根据实施例，提供了提高了收集器的测量性能的有益效果。
根据实施例，提供了简化了收集器和壳体的组装过程的有益效果。
根据实施例，与副齿轮啮合的主齿轮可以与定子的保持器一体化以实现小型化。也就是说，由于在扭矩传感器中主齿轮与保持器一体地形成，所以可以容易地制造扭矩传感器，并且可以省去传统上使用的中间外壳，从而可以使扭矩传感器小型化。
此外，通过将主齿轮与定子的保持器一体地形成，可以防止传统上在定子和主齿轮之间形成的被耦接成与定子的旋转互锁的间隙(clearance)。
此外，由于主齿轮与保持器一体地形成，所以保持器的旋转力可以原样传递到主齿轮，并因此可以提高感测能力。
此外，通过提供其中主齿轮与保持器一体形成的定子，可以简化扭矩传感器的组装过程。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的扭矩传感器的视图。
图2是示出图1所示的收集器的视图。
图3是图2所示的收集器的平面图。
图4是示出图1所示的壳体的视图。
图5是根据第一实施例的相对于设置在扭矩传感器中的壳体的凹入部的收集器和壳体的侧剖视图。
图6是根据第一实施例的收集器的延伸部的剖视图，该延伸部与设置在扭矩传感器中的壳体的固定部耦接。
图7是示出根据第一实施例的设置成与扭矩传感器中设置的壳体间隔开的收集器的视图。
图8是示出根据第二实施例的扭矩传感器的分解透视图。
图9是根据第二实施例的扭矩传感器的转子以及根据第一实施例的定子、副齿轮、收集器和电路板的侧视图。
图10是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第一实施例的定子的透视图。
图11是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第一实施例的定子的分解透视图。
图12是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第一实施例的定子的侧视图。
图13是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第二实施例的定子的透视图。
图14是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第二实施例的定子的分解透视图。
图15是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第二实施例的定子的侧视图。
图16是根据第二实施例的扭矩传感器的转子以及根据第二实施例的定子、副齿轮、收集器和电路板的侧视图。
具体实施方式
本发明可以以各种形式修改并且具有各种实施例，因此，其特定实施例将在附图中示出并且在详细说明中进行描述。然而，应当理解，本发明不限于特定实施例，而是包括本发明的概念和技术范围中所包括的所有修改、等同物和替代物。
尽管可以使用包括诸如第一、第二等序数的术语来描述各种组件，但是这些组件不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个组件和另一个组件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第二组件可以被称为第一组件，并且类似地，第一组件可以被称为第二组件。术语“和/或”包括多个相关项目或多个相关项目中的任意一个的组合。
当一个组件被称为“连接”或“耦接”到另一个组件时，应当理解，该组件可以直接连接或耦接到另一个组件，或者可以在它们之间***其他组件。相反，当将一个组件被称为“直接连接”或“直接耦接”至另一个组件时，应当理解，在上述组件之间未***其他组件。
在实施例的描述中，在将另一个组件公开为形成在另一个组件“之上”或“之下”的情况下，术语“之上”或“之下”包括两个组件彼此直接接触的情况以及至少一个其他组件形成为设置在两个组件之间的情况。此外，术语“之上或之下”不仅可以指基于一个组件的向上方向，还可以指向下方向。
本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而无意于限制本发明。如本文所使用的那样，单数形式也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。将进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”、“包含”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、组件、元件和/或它们的组合的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、元件和/或它们的组合的存在或添加。
除非另有定义，否则本发明中使用的包括技术术语或科学术语的所有术语的含义与本领域技术人员通常理解的术语的含义相同。字典中定义的常用术语应被解释为具有与现有技术上下文中的含义相同的含义，并且除非本发明清楚地另外定义，否则不应解释为理想的或过于正式的含义。
在下文中，将参照附图详细描述实施例，无论附图标记如何，相同的附图标记应用于相同或相应的组件，并且将省略其重复描述。
第一实施例
图1是示出根据第一实施例的扭矩传感器的视图。
参照图1，根据第一实施例的扭矩传感器1可以包括壳体1100、转子1200、定子1300、电路板1400、霍尔传感器1500(霍尔集成电路(IC))以及收集器1600。
壳体1100可以包括彼此耦接的上部和下部。另外，壳体1100包括设置在其中心的孔1110。定子1300位于孔1110内。电路板1400和收集器1600可以设置在壳体1100内。
转子1200设置在定子1300的内部。转子1200连接到转向轴的输入轴。在此，输入轴可以是与车辆的方向盘连接的转向轴。转子1200可以包括具有柱形形状的轭1210以及围绕轭1210设置的磁体1220。输入轴***到轭1210中。另外，磁体1220可以设置在轭1210的外侧。磁体1220可以粘合地固定到或压配(press-fitted)到轭1210的外周面。
定子1300设置在转子1200的外部。定子1300可以包括具有环形形状的定子齿1310、模具构件1320和保持器1330。一对定子齿1310可以以彼此面对的形式设置成彼此间隔开。另外，两个定子齿1310可以分别固定到模具构件1320的上侧和下侧。保持器1330耦接到模具构件1320。保持器1330可以连接到转向轴的输出轴。在此，输出轴可以是与车轮侧的动力传递***连接的转向轴。因此，定子1300连接到输出轴以与输出轴一起旋转。
电路板1400可以固定到壳体1100。连接器可以设置在电路板1400上并且连接到电子控制单元(ECU)。
霍尔传感器1500安装在电路板1400上。霍尔传感器1500检测由于转子1200的磁体1220与定子1300之间的电相互作用而产生的定子1300的磁化量。
收集器1600收集定子1300的磁通(flux)。收集器1600可以包括上收集器1600A和下收集器1600B。上收集器1600A和下收集器1600B可以设置成基于转子1200的轴向彼此间隔开。霍尔传感器1500基于转子1200的轴向设置在上收集器1600A和下收集器1600B之间。
图2是示出图1所示的收集器的视图。
参照图2，收集器1600可以包括本体部1610、延伸部1620和弯曲部1630。
本体部1610是邻近定子1300设置并被配置成收集定子1300的磁通的构件。另外，延伸部1620是被配置成将收集器1600固定到壳体1100的构件。本体部1610设置成与壳体1100间隔开，并且延伸部1620设置成与壳体1100直接接触。具体地，可以实现为使得延伸部1620被***注射(insert-injected)到壳体1100中以在本体部1610与壳体1100间隔开的状态下被集成。
收集器1600是具有恒定厚度的板状构件，并且可以是由金属制成的构件。本体部1610、延伸部1620和弯曲部1630根据其形状和功能特性被分别描述，但可以是彼此连接的单件。
本体部1610的内侧边缘可以包括曲形部1611。这里，术语“内侧”是指当设置收集器1600时朝向定子1300的方向，术语“外侧”是指与朝向定子1300的方向相反的方向。当收集器1600固定到壳体1100时，曲形部1611沿着定子1300的圆周设置。
支腿部1612从本体部1610的外侧边缘延伸。支腿部1612在本体部1610的外侧边缘处沿转子1200的轴线方向弯曲并且具有预定高度。可以设置两个支腿部1612。弯曲部1630连接到支腿部1612。弯曲部1630可以设置成在支腿部1612的上端处向外弯曲。弯曲部1630设置成面对霍尔传感器1500。支腿部1612的宽度可以形成为在从弯曲部1630朝向本体部1610的外侧边缘的方向上增加。
图3是图2所示的收集器的平面图。
参照图2和图3，本体部1610的曲形部1611可以设置成使得当收集器1600固定到壳体1100时，曲形部1611的曲率中心与转子1200(在图1中)的旋转中心C重合。另外，收集器1600的整体形状可以形成为基于穿过曲形部1611的中心P和旋转中心C的基准线L对称。
延伸部1620可以设置在本体部1610的区域中的本体部1610的离弯曲部1630最远的区域中。延伸部1620位于不影响弯曲部1630的通量(flux)的区域中。例如，弯曲部1630设置成靠近基准线L并且设置在本体部1610的外侧上。另一方面，延伸部1620设置在距基准线L的最大距离处并且设置在本体部1610的内侧上。也就是说，延伸部1620可以设置成尽可能地向内远离弯曲部1630，并且同时设置在距基准线L的最大距离处。
具体地，延伸部1620可以设置在本体部1610的两个侧表面中的每一个上。延伸部1620可以设置成从曲形部1611的两端中的每一端延伸。两个延伸部1620可以设置成相对于基准线L对称。
同时，延伸部1620可以包括通孔1621。在将延伸部1620***注射到壳体1100中的过程中，注入的物体穿过通孔620，从而增加了延伸部1620和壳体1100之间的耦接力。
图4是示出图1所示的壳体的视图。
图4的壳体1100可以是上部1100A(在图1中)和下部1100B(在图1中)中的任何一个。参照图4，壳体1100可以包括凹入部1120。另外，壳体1100的底表面可以包括第一表面1130和第二表面1140。凹入部1120设置在第二表面1140上。凹入部1120是容纳收集器1600的部分。凹入部1120的平面形状可以对应于收集器1600的平面形状。
另外，壳体1100可以包括固定部1150。固定部1150使收集器1600的延伸部1620固定。固定部1150可以是壳体1100的从第二表面1140突出的部分。固定部1150可以设置在壳体1100的孔1110的圆周处。另外，固定部1150可以设置在凹入部1120的两侧中的每一侧。
图5是根据第一实施例的相对于设置在扭矩传感器中的壳体的凹入部的收集器和壳体的侧剖视图。
参照图4和图5，凹入部1120邻近孔1110设置。凹入部1120所在的第二表面1140设置成低于第一表面1130。支撑块1160可以设置在第一表面1130和第二表面1140之间的边界处。支撑块1160在结构上支撑收集器1600的支腿部1612和弯曲部1630，以限制收集器1600变形或移动超过预定位移。这样的支撑块1160从第一表面1130突出并且设置成具有预定的高度。从第一表面1130到支撑块1160的上端的高度h1应小于弯曲部1630的从第一表面1130起的高度h2。
在壳体1100的第二表面1140与本体部1610之间形成间隙G。也就是说，本体部1610的表面不与壳体1100接触。因此，可以防止本体部1610的表面通过与壳体1100接触而变形或损坏，从而防止影响通量。另外，支腿部1612和弯曲部1630也可以设置成与支撑块1160间隔开。
图6是根据第一实施例的收集器的延伸部的剖视图，该延伸部与设置在扭矩传感器中的壳体的固定部耦接。
参照图5和图6，收集器1600的延伸部1620固定到壳体1100的固定部1150。固定部1150可以设置成从壳体1100的第二表面1140突出。固定部1150设置成围绕延伸部1620。设置在本体部1610的两侧上的延伸部1620可以在本体部1610与第二表面1140间隔开的状态下以***注射到固定部1150中的形式固定到固定部1150。
从第二表面1140到固定部1150的上端的高度h3大于收集器1600的厚度t。也就是说，收集器1600的厚度t小于从第二表面1140到固定部1150的上端的高度h3。
同时，延伸部1620可以包括钩部1622。钩部1622以延伸部1620的端部弯曲的形式设置。钩部1622将延伸部1620约束在固定部1150的内部，以使收集器1600不与固定部1150分离。
收集器1600的这种配置可以类似地应用于上收集器1600A(在图1中)和下收集器1600B(在图1中)。
图7是示出根据第一实施例的设置成与扭矩传感器中设置的壳体间隔开的收集器的视图。
参照图7，收集器1600设置成与壳体1100间隔开，同时在被固定到固定部1150的状态下保持由图7中的A表示的间隙。因此，可以从根本上防止收集器1600的表面通过与壳体1100接触而损坏或变形，从而防止影响通量。
第二实施例
根据第二实施例的扭矩传感器2可以设置在转向轴的输入轴(未示出)和输出轴(未示出)之间。在此，扭矩传感器2可以被称为传感器组件。
图8是示出根据第二实施例的扭矩传感器的分解透视图，并且图9是根据第二实施例的扭矩传感器的转子、定子、副齿轮、收集器和电路板的侧视图。在此，图8和图9所示的x方向表示轴向，y方向表示径向。另外，轴向垂直于径向。
参照图8和图9，根据第二实施例的扭矩传感器2可以包括壳体2100、连接到输入轴的转子2200、连接到输出轴的定子2300或2300a、副齿轮2400、收集器2500以及电路板2600。
在此，在副齿轮2400中可以设置有副磁体，并且在电路板2600上可以设置有被配置成感测副磁体的磁化的磁性元件。另外，在电路板2600上可以设置有被配置成测量扭矩的传感器。
壳体2100可以形成扭矩传感器2的外部。这里，可以使用根据第一实施例的扭矩传感器1的壳体1100代替根据第二实施例的扭矩传感器2的壳体2100。另外，可以使用根据第一实施例的扭矩传感器1的收集器1600代替根据第二实施例的扭矩传感器2的收集器2500。
壳体2100可以包括彼此耦接的第一壳体2110和第二壳体2120，从而在其中形成容纳空间。在此，第一壳体2110可以被称为上部。另外，第二壳体2120可以被称为下部。
供输入轴穿过的第一通孔2111可以形成在第一壳体2110中，供输出轴(未示出)穿过的第二通孔2121可以形成在第二壳体2120中。在此，输入轴可以连接到方向盘侧，而输出轴可以连接到车轮侧。
同时，转子2200、定子2300或2300a、副齿轮2400、收集器2500和电路板2600可以设置在容纳空间中。
转子2200设置在定子2300或2300a的内部。转子2200连接到转向轴的输入轴，并且在此，输入轴可以指与车辆的方向盘连接的转向轴。
转子2200可以包括具有柱形形状的轭2210和围绕轭2210设置的磁体2220。输入轴***到轭2210中。另外，磁体2220可以设置在轭2210的外侧上。例如，磁体2220可以粘合地固定或压配到轭2210的外周面。
定子2300或2300a设置在转子2200的外部。
图10是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第一实施例的定子的透视图，图11是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第一实施例的定子的分解透视图，图12是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第一实施例的定子的侧视图。
参照图10至图12的根据第一实施例的定子2300，定子2300可以包括基座2310、保持器2320、第一定子环2330和第二定子环2340。
基座2310可以形成为柱形形状。另外，基座2310可以连接到转向轴的输出轴。在此，输出轴可以连接到车轮侧的动力传递***。因此，定子2300连接到输出轴以与输出轴一起旋转。
基座2310可以由金属材料形成。然而，本发明不必限于此，可以理解的是，可以使用具有预定强度的材料以便安装输出轴。
第一定子环2330和第二定子环2340可以设置成被固定到保持器2320。
保持器2320可以包括主体2321、凸缘部2322、齿轮齿2323、第一孔2324和第二孔2325。
主体2321可以设置在基座2310的一侧端部。例如，主体2321可以通过使用诸如树脂的合成树脂的***注射法设置在基座2310的一侧端部上。
设置成彼此间隔开并且在轴向上彼此面对的第一定子环2330和第二定子环2340可以设置在主体2321中。
凸缘部2322可以形成为在周向上从主体2321向外突出。另外，凸缘部2322可以与主体2321一体地形成。这里，术语“向内”是指朝向主体2321的中心C的方向，术语“向外”是指与“向内”方向相反的方向。
如图11所示，凸缘部2322可以设置在主体2321的上部侧上。在此，主体2321的上表面可以与凸缘部2322的上表面共面。
齿轮齿2323可以在凸缘部2322的外周面上与凸缘部2322一体地形成。另外，齿轮齿2323可以与第一副齿轮2410的齿轮齿啮合。因此，当主体2321旋转时，齿轮齿2323与该旋转一起旋转。另外，第一副齿轮2410与齿轮齿2323的旋转一起旋转。
也就是说，当分开制造的主齿轮和定子彼此耦接时，在主齿轮和定子之间可能产生间隙，并且它们之间的同心度可能降低，并因此磁滞可能减小并且感测性能可能下降。在此，磁滞可以定义为当主齿轮逆时针旋转时的输出与当主齿轮顺时针旋转时的输出之间的差。
因此，为了避免这种问题，必须精确地调整主齿轮和定子之间的公差和同心度，从而增加了模具的成本并且使组装过程复杂化。
因此，在该实施例中，保持器2320的主体2321、凸缘部2322和齿轮齿2323一体地形成，使得保持器2320的旋转被传递至第一副齿轮2410而没有变化。因此，可以提高扭矩传感器2的感测能力。
另外，保持器2320的主体2321、凸缘部2322和齿轮齿2323一体形成的结构简化了组装过程。另外，设置成确保允许主齿轮在其中操作的空间的单独的中间外壳可以去除，从而上述结构能够使扭矩传感器2小型化。
第一孔2324可以形成在凸缘部2322中。参照图11，第一孔2324形成为在轴向上穿过凸缘部2322。另外，第一定子环2330的第一突起部2333可以***到第一孔2324中。
第二孔2325可以形成在主体2321中。如图10和图11所示，多个第二孔2325可以形成在主体2321中，以在周向上彼此间隔开。另外，第二定子环2340的第二齿2342可以***到第二孔2325中。
另外，由于第二齿2342***到第二孔2325中，所以第二齿2342可以设置在主体2321的内表面上。
定子环2330和2340可以成对配置。
第一定子环2330可以包括：具有环形形状的第一本体2331；从第一本体2331的内周面沿轴向延伸的多个第一齿2332；以及从第一本体2331的外周面沿轴向延伸的多个第一突起部2333。在此，第一齿2332和第一突起部2333可以形成为在相同方向上突出。例如，第一齿2332和第一突起部2333可以朝向第二定子环2340突出。
另外，第一本体2331、第一齿2332和第一突起部2333可以一体地形成。
第二定子环2340可以包括：具有环形形状的第二本体2341；从第二本体2341的内周面沿轴向延伸的多个第二齿2342；以及从第二本体2341的外周面沿轴向延伸的多个第二突起部2343。在此，第二齿2342和第二突起部2343可以形成为在相同方向上突出。例如，第二齿2342和第二突起部2343可以朝向第一定子环2330突出。
另外，第二本体2341、第二齿2342和第二突起部2343可以一体地形成。
如图10和图11所示，第一定子环2330可以设置在主体2321的上部上，第二定子环2340可以设置在主体2321的下部上，并且第一定子环2330和第二定子环2340可以设置成彼此间隔开。在此，第一定子环2330的第一齿2332和第二定子环2340的第二齿2342可以设置成在周向上以预定间隔彼此啮合。
第一突起部2333可以穿过第一孔2324。在此，第一突起部2333的一个端部区域可以在凸缘部2322中形成的第一孔2324处暴露于外部。
另外，第一突起部2333可以使用压制第一突起部2333的暴露的端部从而弯曲的填缝方法(caulking method)固定到凸缘部2322。因此，第一突起部2333与凸缘部2322之间的耦接力可以增加。
第二突起部2343可以固定到主体2321的外周面。
同时，考虑到由于第一突起部2333和第二突起部2343的填缝而产生的填缝力(caulking force)，在主体2321中可以进一步形成有一对第一凸缘部2326。
参照图12，一对第一凸缘部2326可以分别设置在主体2321的上部和下部上，以彼此间隔开。另外，第一凸缘部2326可以形成为在周向上从主体2321向外突出。在此，第一凸缘部2326可以与主体2321一体地形成。
另外，凸缘部2322可以设置在第一凸缘部2326上，第一凸缘部2326设置在主体2321的上部上。
因此，第一突起部2333可以通过压制每个第一突起部2333的端部而固定到上侧的第一凸缘部2326。另外，第二突起部2343可以通过压制第二突起部2343的端部而固定到下侧的第一凸缘部2326。
如图12所示，上侧的第一凸缘部2326的高度H1和下侧的第一凸缘部2326的高度H2可以相同。上侧的第一凸缘部2326的高度H1和下侧的第一凸缘部2326的高度H2可以是第一凸缘部2326在轴向上的厚度。因此，第一定子环2330和第二定子环2340可以被制造为相同的形状，并且可以使用相同的模具。因此，可以减少第一定子环2330和第二定子环2340的制造成本。
齿轮齿2323的高度H3可以小于上侧的第一凸缘部2326的高度H1。在此，上侧的第一凸缘部2326的高度H1可以基于第一凸缘部2326的上表面。另外，齿轮齿2323的高度H3可以是齿轮齿2323在轴向上的厚度。如图12所示，设置在凸缘部2322的外周面上的齿轮齿2323可以设置在上侧的第一凸缘部2326的一侧边缘和另一侧边缘之间。然而，本发明不必限于此。例如，考虑到与电路板2600的布置关系，凸缘部2322的一侧边缘可以设置成与上侧的第一凸缘部2326的一侧边缘或另一侧边缘相邻或共面。
同时，第二突起部2343的长度L2可以与第一突起部2333的长度L1不同。具体地，第二突起部2343的长度L2可以小于第一突起部2333的长度L1。因此，下侧的第一凸缘部2326的高度H2可以小于上侧的第一凸缘部2326的高度H1。因此，电路板2600的一个区域可以设置在下侧的第一凸缘部2326与凸缘部2322之间，使得可以确保设置在电路板2600上的用于电路等的布置空间，从而提高了在电路布置方面的自由度。
如图12所示，当在径向(y方向)上观察时，突起部2333和2343可以分别设置在齿2332之间和齿2342之间。当从径向(y方向)观察时，在突起部2333和2343布置成与齿2332和2342重叠时，磁场可能会受到影响，因此突起部2333和2343分别设置在齿2332之间和齿2342之间，以防止对磁场的影响。
第一突起部2333可以设置为彼此间隔开设置的两个以上第一突起2333a。另外，第二突起部2343可以设置为彼此间隔开设置的两个以上第二突起2343a。
均由两个突起形成的突起部2333和2343实现了双重填缝(double caulking)结构，从而可以进一步增加突起部2333和2343与凸缘部2322和2326的耦接力。此外，在双重填缝结构中，与第一凸缘部2326的接触面积增加，因此，突起部2333和2343在旋转方向上的填缝力可以增加。
图13是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第二实施例的定子的透视图，图14是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第二实施例的定子的分解透视图，图15是示出根据第二实施例的扭矩传感器的根据第二实施例的定子的侧视图。
在下文中，当参照根据第二实施例的定子2300a时，用相同的附图标记描述与根据第一实施例的定子2300相同的组件，因此其详细描述将省略。
当将根据第一实施例的定子2300和根据第二实施例的定子2300a进行比较时，在主体2321中形成凸缘部2322的位置存在差异。因此，根据第二实施例的定子2300a的不同之处在于，去除了根据第一实施例的定子2300的第一孔2324。
参照图13至图15，根据第二实施例的定子2300a可以包括基座2310、保持器2320a、第一定子环2330和第二定子环2340。另外，定子2300a的保持器2320a可以包括主体2321、凸缘部2322、齿轮齿2323和第二孔2325。在此，凸缘部2322可以设置成与主体2321的上部边缘和下部边缘中的每一者间隔开预定距离。
此外，定子2300a的保持器2320a可以包括一对第一凸缘部2326，该一对第一凸缘部2326设置在主体2321的上部和下部上以彼此间隔开用以固定第一定子环2330和第二定子环2340。
在此，凸缘部2322可以设置在一对第一凸缘部2326之间。
另外，凸缘部2322可以设置成与第一凸缘部2326的设置在主体2321的下部上的下部边缘2326a和第一凸缘部2326的设置在主体2321的上部上的上部边缘2326b中的每一者间隔开预定距离。
在此，凸缘部2322的下表面322a可以位于距下部边缘2326a预定高度H4处。例如，高度H4可以基于下部边缘2326a位于主体2321的高度H的1/2至2/3的范围内。因此，可以设置电路板2600的一个区域的空间可得以确保。
第一凸缘部2326可以设置在主体2321的上部和下部上。在此，第一凸缘部2326可以形成为在周向上从主体2321向外突出。也就是说，第一凸缘部2326分别设置在主体2321的上部和下部上，以彼此间隔开。
如图13所示，第一定子环2330的第一突起部2333的端部和第二定子环2340的第二突起部2343的端部可以使用填缝方法分别固定到第一凸缘部2326。
在此，根据第二实施例的定子2300a的突起部2333和2334分别被示出为设置为一个突起，但是不必限于此，而是可以像根据第一实施例的定子2300的突起部2333和2334一样形成为两个突起。
副齿轮2400可以与定子2300或2300a的齿轮齿2323啮合。如图16所示，可以设置两个副齿轮2400。因此，副齿轮2400可以分为第一副齿轮2410和第二副齿轮2420。
第一副齿轮2410可以与定子2300或2300a的齿轮齿啮合。另外，第二副齿轮2420可以与第一副齿轮2410啮合。
在这种情况下，尽管示出了布置两个副齿轮2400以实现有效的旋转量差，但是本发明不必限于此，并且在一些情况下，可以设置一个或三个或更多个副齿轮2400。
参照图8，副磁体可以设置在第一副齿轮2410和第二副齿轮2420中的每一者中。例如，第一副磁体2411可以设置在第一副齿轮2410上，第二副磁体2412可以设置在第二副齿轮2420上。
当在输入轴与输出轴之间产生扭转时，在转子2200与定子2300或2300a之间产生旋转差，该旋转差被感测为磁力的变化。
在此，收集器2500允许设置在电路板2600上的传感器感测磁力的变化。
收集器2500可以收集定子2300或2300a的磁通。在此，收集器2500可以由金属材料形成并且固定到壳体2100的内部。
如图16所示，可以设置两个收集器2500。根据放置位置，收集器2500可以分为第一收集器2510和第二收集器2520。
第一收集器2510可以邻近第一定子环2330设置。在此，术语“邻近”可以指“设置成与之接触”或“间隔开预定距离”。
第一收集器2510可以包括第一板2511和第一支腿2512。
第一板2511可以形成为板状。另外，第一板2511可以邻近第一定子环2330的第一本体2331设置。
第一支腿2512可以形成为在轴向上从第一板2511突出。在此，第一支腿2512可以向外弯曲。因此，第一支腿2512的端部可以在径向上弯曲。
第二收集器2520可以邻近第二定子环2340设置。
第二收集器2520可以包括第二板2521和第二支腿2522。
第二板2521可以形成为板状。另外，第二板511可以邻近第二定子环2340的第二本体2341设置。
第二支腿2522可以形成为在轴向上从第二板2521突出。在此，第二支腿2522可以向外弯曲。因此，第二支腿2522的端部可以在径向上弯曲。
如图9和图16所示，电路板2600可以设置在第一定子环2330和第二定子环2340之间。
电路板2600可以包括第一磁性元件2610、第二磁性元件2620、第一传感器2630和第二传感器2640。在此，第一传感器2630和第二传感器2640可以是感测扭矩的扭矩传感器构件。另外，第一磁性元件2610、第二磁性元件2620、第一传感器2630和第二传感器2640可以是霍尔传感器(霍尔IC)。
第一磁性元件2610可以设置在与第一副磁体2411相对应的位置处，以感测第一副磁体2411的磁场的变化。另外，第二磁性元件2620可以设置在与第二副磁体2412相对应的位置处，以感测第二副磁体2412的磁场变化。因此，第一磁性元件2610和第二磁性元件2620可以感测旋转量和旋转速度以感测旋转角度。
第一传感器2630可以设置在与第一支腿2512的端部相对应的位置处。例如，第一传感器2630可以设置在电路板2600的与第一支腿2512的端部间隔开预定距离的一个区域中。也就是说，第一传感器2630可以设置成面对第一支腿2512。
第二传感器2640可以设置在与第二支腿2522的端部相对应的位置。例如，第二传感器2640可以设置在电路板2600的与第二支腿2522的端部间隔开预定距离的一个区域中。也就是说，第二传感器2640可以设置成面对第二支腿2522。
当在输入轴和输出轴之间产生扭转时，在转子2200与定子2300或2300a之间发生旋转差，并且该旋转差被收集器2500感测为第一传感器2630和第二传感器2640之间的磁力的变化。因此，第一传感器2630和第二传感器2640可以测量可用于顺畅地调整方向盘的扭矩。
图16是根据第二实施例的扭矩传感器的转子以及根据第二实施例的定子、副齿轮、收集器和电路板的侧视图。
参照图15和图16，在根据第二实施例的定子2300a中，凸缘部2322的下表面2322a可以基于下部边缘2326a位于主体2321的高度H的1/2处。
因此，为了将电路板2600设置在第一支腿2512和第二支腿2522之间，第一支腿2512的长度和第二支腿2522的长度可以彼此不同。如图16所示，第二支腿2522的长度小于第一支腿2512的长度。
尽管参照本发明的实施例描述了上述说明，但是应该理解，本领域技术人员能够在所描述的权利要求书中公开的本发明的精神和范围内进行各种修改和改变。另外，与修改和改变相关的差异应被理解为包括在所附权利要求书中所限定的本发明的范围内。
<附图标记的说明>
1、2：扭矩传感器，1100、2100：壳体，1200、2200：转子，1300、2300或2300a：定子，1400、2600：电路板，1500：霍尔传感器，1600、2500：收集器。

Claims (20)

1.一种扭矩传感器，包括：
壳体；
转子，所述转子设置在所述壳体内部；
定子，所述定子设置在所述转子外部；
电路板，所述电路板设置在所述壳体中；
霍尔传感器，所述霍尔传感器设置在所述电路板上；以及
收集器，所述收集器邻近所述霍尔传感器设置，
其中，所述收集器包括本体部和从所述本体部延伸的延伸部，
所述本体部设置成与所述壳体间隔开，并且
所述延伸部与所述壳体直接接触。
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其中，
所述壳体包括固定部，所述固定部被配置成使所述收集器的所述延伸部固定，并且
所述延伸部被所述固定部围绕且与所述固定部接触，并且所述延伸部包括通孔。
3.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其中，
所述收集器包括面对所述霍尔传感器的弯曲部，并且
所述收集器的所述延伸部的一部分离所述弯曲部最远。
4.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其中，
所述收集器包括面对所述霍尔传感器的弯曲部，
所述本体部包括曲形部，并且
所述延伸部设置成比所述弯曲部更靠近所述定子，并且设置成基于穿过所述曲形部的中心和所述转子的旋转中心的基准线而比所述弯曲部更远离所述基准线。
5.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其中，
所述壳体的底表面包括第一表面和第二表面，
所述第二表面设置成低于所述第一表面，并且
所述第二表面包括设置有所述收集器的凹入部。
6.根据权利要求5所述的扭矩传感器，其中，固定部被设置成从所述第二表面突出。
7.根据权利要求6所述的扭矩传感器，其中，所述收集器的厚度小于从所述第二表面到所述固定部的上端的高度。
8.根据权利要求5所述的扭矩传感器，其中，
所述壳体包括支撑块，并且
所述支撑块从所述第一表面突出并且设置在所述凹入部的周围。
9.根据权利要求8所述的扭矩传感器，其中，
所述收集器包括面对所述霍尔传感器的弯曲部，并且所述本体部还包括支腿部，
所述支腿部设置成在所述本体部的外侧边缘处弯曲，
所述弯曲部设置成从所述支腿部向外弯曲，并且
所述支腿部和所述弯曲部设置成与所述支撑块间隔开。
10.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其中，
所述延伸部包括钩部，并且
所述钩部设置成在所述延伸部的端部处弯曲。
11.一种扭矩传感器，包括：
转子，所述转子包括磁体；以及
定子，所述定子设置在所述转子外部，
其中，所述定子包括具有柱形形状的基座、耦接到所述基座的外侧的保持器以及耦接到所述保持器的第一定子环和第二定子环，
所述保持器包括主体和在周向上从所述主体突出的凸缘部，
在所述凸缘部的外周面上形成有齿轮齿，并且
所述凸缘部包括在轴向上穿过所述凸缘部的第一孔。
12.根据权利要求11所述的扭矩传感器，其中，
所述第一定子环包括：具有环形形状的第一本体；从所述第一本体的内周面沿所述轴向延伸的第一齿；以及从所述第一本体的外周面沿所述轴向延伸的第一突起部，并且
所述第一突起部穿过所述第一孔。
13.根据权利要求12所述的扭矩传感器，其中，
所述第二定子环包括：具有环形形状的第二本体；从所述第二本体的内周面沿所述轴向延伸的第二齿；以及从所述第二本体的外周面沿所述轴向延伸的第二突起部，并且
所述第二突起部的长度与所述第一突起部的长度不同。
14.根据权利要求13所述的扭矩传感器，其中，所述第一突起部和所述第二突起部中的每一者被设置为彼此间隔开设置的两个以上突起。
15.一种扭矩传感器，包括：
转子，所述转子包括磁体；以及
定子，所述定子设置在所述转子外部，
其中，所述定子包括具有柱形形状的基座、耦接到所述基座的外侧的保持器以及耦接到所述保持器的第一定子环和第二定子环，
所述保持器包括主体和在周向上从所述主体突出的凸缘部，
在所述凸缘部的外周面上形成有齿轮齿，并且
所述凸缘部设置成与所述主体的上部边缘和下部边缘中的每一者间隔开预定距离。
16.根据权利要求15所述的扭矩传感器，其中，邻近所述第一定子环设置的第一收集器的第一支腿的长度不同于邻近所述第二定子环设置的第二收集器的第二支腿的长度。
17.根据权利要求11或15所述的扭矩传感器，包括：
第一副齿轮，所述第一副齿轮与所述凸缘部的所述齿轮齿啮合；
第二副齿轮，所述第二副齿轮与所述第一副齿轮啮合；以及
电路板，所述电路板包括磁性元件，
其中，所述磁性元件感测在所述第一副齿轮和所述第二副齿轮中的每一者中设置的副磁体的磁化。
18.根据权利要求17所述的扭矩传感器，还包括设置在所述电路板上的第一传感器和第二传感器，
其中，第一扭矩传感器设置成面对第一收集器的第一支腿，并且
第二扭矩传感器设置成面对第二收集器的第二支腿。
19.根据权利要求15所述的扭矩传感器，还包括一对第一凸缘部，所述一对第一凸缘部设置在所述主体的上部和下部上以彼此间隔开，
其中，所述凸缘部设置成与所述第一凸缘部的在所述主体的所述下部上设置的下部边缘和所述第一凸缘部的在所述主体的所述上部上设置的上部边缘中的每一者间隔开预定距离。
20.根据权利要求19所述的扭矩传感器，其中，所述凸缘部的下表面位于距所述第一凸缘部的所述下部边缘预定高度(H4)处，并且所述高度(H4)基于所述第一凸缘部的所述下部边缘位于所述主体的高度(H)的1/2至2/3的范围内。
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