CN112601944A - 感测装置 - Google Patents

Abstract

根据实施例，一种感测装置包括：定子，包括定子齿；以及转子，包括磁体，其中定子齿包括第一定子齿和设置在第一定子齿的内侧的第二定子齿，其中，第一定子齿包括多个第一齿，并且第二定子齿包括多个第二齿，磁体包括第一极和第二极，第一齿与第二齿在从定子的中心的径向上重叠，基于定子的中心在第一极的两端之间形成的第一角度可以与基于定子的中心在第一齿的两端之间形成的第二角度相同。

Description

感测装置

技术领域

本发明涉及一种感测装置。

背景技术

在电子助力转向(EPS)***中，电子控制单元根据行驶状况驱动电机，以确保转向稳定性并提供快速的增强力，从而使驾驶员能够稳定行驶。

EPS***包括传感器组件，该传感器组件被配置为测量转向轴的扭矩、转向角等，以提供适当的扭矩。传感器组件可以包括：扭矩传感器，其被配置为测量施加到转向轴的扭矩；以及分度传感器(index sensor)，其被配置为测量转向轴的角加速度。另外，转向轴可以包括：连接至手柄的输入轴；连接至车轮侧的传动结构的输出轴；以及将输入轴和输出轴连接在一起的扭力杆。

扭矩传感器测量扭力杆的扭转度，以测量施加到转向轴的扭矩。另外，分度传感器检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，扭矩传感器和分度传感器可被设置为一体地形成。

扭矩传感器可以包括：外壳、转子、包括定子齿的定子、以及采集器，并且测量扭矩。

在这种情况下，扭矩传感器可具有磁性类型结构，采集器被设置为布置在定子齿的外部。

然而，当产生外部磁场时，由于采集器用作结构中的磁场的通道，所以存在采集器影响霍尔集成电路(IC)的磁通值的问题。因此，产生了扭矩传感器的输出值被改变从而不能准确地测量扭力杆的扭转度的问题。

尤其是，由于在车辆中使用许多电动装置，所以扭矩传感器经常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

本发明旨在提供一种感测装置，该感测装置能够在测量扭矩时避免从外部产生的外部磁场的磁干扰。

具体地，本发明涉及提供一种感测装置，其中采集器布置在定子齿之间，以防止采集器用作外部磁场的通道。

另外，本发明涉及提供一种感测装置，其中磁体可旋转地设置在定子齿之间以对定子齿进行充电(charge，充能)。

实施例要解决的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员将根据以下说明书清楚地理解未在上面描述的其他目的。

技术方案

本发明的一个方面提供了一种感测装置，感测装置包括：定子，包括定子齿；以及转子，包括磁体，其中定子齿包括第一定子齿和设置在第一定子齿的内侧的第二定子齿，第一定子齿包括多个第一齿，第二定子齿包括多个第二齿，磁体包括第一极和第二极，第一齿与第二齿在从定子的中心的径向上重叠，并且基于定子的中心在第一极的两端之间形成的第一角度可以与基于定子的中心在第一齿的两端之间形成的第二角度相同。

第二角度可以是由第一齿的两个端点形成的角度，该两个端点与形成在磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠。

第一角度可以与基于定子中心由第二齿的两端形成的第三角度相同。

第三角度可以是由第二齿的两个端点形成的角度，该两个端点与形成在磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠。

本发明的另一方面提供了一种感测装置，感测装置包括：定子，包括定子齿；以及转子，包括磁体，其中定子齿包括具有第一半径的第一定子齿和具有第二半径的第二定子齿，第一定子齿包括多个第一齿，并且第二定子齿包括多个第二齿，磁体包括第一极和第二极，第一齿与第二齿在从定子的中心的径向上重叠，基于定子的中心由第一齿的两端形成的第二角度与基于定子的中心由第二齿的两端形成的第三角度相同，并且第一半径大于第二半径。

基于定子的中心由第一极的两端形成的第一角度与第二角度相同。

第二角度可以是由第一齿的两个端点形成的角度，该两个端点与形成在磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠，并且第三角度可以是由第二齿的两个端点形成的角度，该两个端点与形成在磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠。

本发明的另一方面提供了一种感测装置，感测装置包括：定子；以及转子，至少一部分设置在定子中，其中定子包括：定子保持器；定子本体，联接(couple，耦合)到定子保持器；第一定子齿，设置在定子本体上；以及第二定子齿，具有大于第一定子齿的半径的半径；转子包括：转子保持器；转子本体，联接到转子保持器，以及磁体，联接到转子本体；第一定子齿包括第一本体和多个第一齿，多个第一齿连接到第一本体并且彼此隔开；第二定子齿包括第二本体和多个第二齿，多个第二齿连接到第二本体并且彼此隔开，磁体的N极和S极交替地布置，多个第一齿和多个第二齿在径向上重叠，磁体的一个极包括外周表面，该外周表面具有基于定子的中心的第一角度，第一齿包括第一外周表面，该第一外周表面具有基于定子的中心的第二角度，以及第二齿包括第二外周表面，该第二外周表面具有基于定子的中心的第三角度，并且第一角度与第二角度相同。

第二角度可以是由第一齿的两个端点形成的角度，该两个端点与形成在磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠。

第一角度可以与第三角度相同。

第三角度可以是由第二齿的两个端点形成的角度，该两个端点与形成在磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠。

在第一齿中，在周向上，上表面的宽度小于下表面的宽度。

第一定子齿可以包括第一本体，多个第一齿可以从第一本体延伸，第二定子齿可以包括第二本体，并且多个第二齿可以从第二本体延伸。

第一齿的长度可以不同于第二齿的长度。

第一齿的两端和第二齿的两端可以在基于定子的中心的径向上重叠。

感测装置可以包括：第一采集器和第二采集器，设置在第一定子齿的第一本体和第二定子齿的第二本体之间并且彼此隔开；传感器，设置在第一采集器和第二采集器之间；以及电路基板，连接到传感器。

第一采集器可以包括面向传感器的第一采集器本体和从第一采集器本体延伸的第一延伸部，第二采集器可以包括面向传感器的第二采集器本体和从第二采集器本体延伸的第二延伸部，并且第一延伸部和第二延伸部可以在径向上不重叠。

第一采集器本体和第二采集器本体均可以包括平坦表面，传感器可以设置在第一采集器本体和第二采集器本体之间，并且传感器可以在轴向上与磁体重叠。

传感器可以包括第一传感器和第二传感器，第一采集器本体可以包括设置在第一延伸部的一侧以面向第一传感器的第一-1采集器本体和设置在第一延伸部的另一侧以面向第二传感器的第一-2采集器本体，并且第二采集器本体可以包括设置在第二延伸部的一侧以面向第一传感器的第二-1采集器本体和设置在第二延伸部的另一侧以面向第二传感器的第二-2采集器本体。

第一传感器和第二传感器可设置成基于定子的中心彼此面对。

感测装置还可以包括联接到电路基板的外壳，第一采集器可以包括从第一延伸部突出的第一支架，第二采集器可以包括从第二延伸部突出的第二支架，并且第一支架和第二支架可联接到外壳。

第一支架可以设置为从第一延伸部向外突出，并且第二支架可以设置为从第二延伸部向内突出。

外壳可以包括在轴向上延伸的第一突出部和第二突出部，并且传感器可以设置在第一突出部和第二突出部之间。

第一突出部可以设置在第一延伸部的内侧，并且第二突出部可以设置在第二延伸部的外侧。

第一突出部可以包括在轴向上突出并且联接到第一支架的第三突出部，并且第二突出部可以包括在轴向上突出并且联接到第二支架的第四突出部。

有益效果

在具有上述结构的实施例的感测装置中，由于在一对定子齿之间布置一对采集器并且在采集器之间布置传感器，因此当测量扭矩时可以防止或最小化从外部产生的外部磁场的磁干扰。

由于第一定子齿的第一齿和第二定子齿的第二齿被设置为在径向上重叠并且磁体在第一齿和第二齿之间旋转，所以第一齿和第二齿可以在不同的极中被充电。

具有增加采集到的通量值的优点。

具有容易地将定子齿联接到定子本体的优点。

具有容易地将采集器联接到外壳的优点。

实施例的各种和有用的优点和效果不限于上述内容，并且根据具体实施例的描述将更容易理解。

附图说明

图1是示出根据实施例的感测装置的立体图。

图2是示出图1所示的感测装置的分解立体图。

图3是示出沿着图1的线A-A截取的感测装置的剖视立体图。

图4是示出根据实施例的感测装置的定子的立体图。

图5是示出根据实施例的感测装置的定子的分解立体图。

图6是示出根据实施例的感测装置的定子的剖视图。

图7是示出定子的定子本体的立体图。

图8是示出定子的定子本体的平面图。

图9是示出定子的定子本体的剖视图。

图10是示出第一定子齿和第二定子齿与定子本体的联接的图。

图11是示出第一齿被***第一孔中的状态的图。

图12是示出用于对第一本体和第二本体进行固定的定子本体的突出部的图。

图13是示出定子本体的突出部的结合(fusing，熔合)过程的图。

图14是示出第一定子齿的侧视图。

图15是示出第二定子齿的侧视图。

图16是示出第一定子齿、第二定子齿和磁体的平面图。

图17是示出磁体的第一极和第二极的图。

图18是示出第二角度的图。

图19是示出第三角度的图。

图20是示出了相对于第一角度、第二角度和第三角度的通量的曲线图。

图21是示出转子的分解立体图。

图22是示出磁体的图。

图23是示出磁体的平面图。

图24是示出磁体相对于第一定子齿和第二定子齿的布置的立体图。

图25是示出采集器的图。

图26是示出设置在第一定子齿和第二定子齿之间的采集器的图。

图27是示出传感器的位置和采集器的位置的图。

图28是示出电路基板的图。

图29是示出从上方观察时的外壳的立体图。

图30是示出从下方观察时的外壳的立体图。

图31是示出在外壳中设置有采集器和传感器的外壳的图。

图32是示出外壳的连接器外壳和引脚的剖视图。

图33是示出第一构件和第二构件的图。

图34是示出安装在定子保持器中的第一构件和第二构件的图。

图35是示出与主齿轮啮合的第一齿轮和第二齿轮的图。

图36是示出外部磁场相对于定子齿的方向性的图。

图37是示出传感器避开具有z轴方向性的外部磁场的状态的图。

图38是示出第一定子齿和第二定子齿避开具有y′轴方向性的外部磁场的状态的图。

图39是示出比较例和示例之间的与z轴方向的外部磁场相对应的角度变化量的比较的曲线图。

图40是示出比较例与示例之间的与y′轴方向的外部磁场相对应的角度变化量的比较的曲线图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

然而，本发明的技术精神不限于将要描述的一些实施例，并且可以使用各种其它实施例来实现，并且实施例的至少一个组件可以被选择性地联接、替换并用于实现在技术精神的范围内的技术精神。

另外，除非另有明确和明确的定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都可以解释为具有本领域技术人员的惯常含义以及通常使用的术语的含义，例如常用词典中定义的术语将通过考虑相关技术的上下文含义来解释。

另外，在本发明的实施例中使用的术语被认为是描述性意义上的，并不限制本发明。

在本说明书中，除非上下文另有明确指示，否则单数形式包括其复数形式，并且在描述“A、B和C中的至少一个(或一个或更多个)”的情况下，这可以包括所有可以与A、B和C进行组合的组合中的至少一个组合。

另外，在本发明的组件的描述中，可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”之类的术语。

术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开，元件的本质、顺序等不受这些术语的限制。

另外，应当理解，当一个元件被称为“连接或联接”到另一个元件时，这样的描述可以包括元件直接连接或联接到另一个元件的情况、以及元件连接或联接到另一个元件并在其间设置又一个元件的情况。

另外，在将任何一个元件描述为形成或布置在另一个元件“之上或之下”的情况下，这样的描述包括将两个元件形成或布置为彼此直接接触的情况、以及在两个元件之间***一个或多个其他元件的情况。另外，当一个元件被描述为设置在另一个元件“之上或之下”时，这样的描述可以包括其中一个元件相对于另一个元件设置在上侧或下侧的情况。

以下将参照附图详细地描述本发明的示例实施例。不管附图编号如何，彼此相同或对应的部件将由相同的附图标记表示，并且将省略多余的描述。

图1是示出根据实施例的感测装置的立体图，图2是示出图1中所示的感测装置的分解立体图，并且图3是示出沿着图1的线A-A截取的感测装置的剖视立体图。在图1和图2中，Z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1至图3，根据实施例的感测装置1可以包括：定子100；转子200，其一部分设置在定子100中；第一采集器300，设置在定子100中；第二采集器400，设置为在定子100中沿径向与第一采集器300隔开；传感器500，设置在第一采集器300和第二采集器400之间；电路基板600，与传感器500电连接；外壳700，与电路基板600联接；第一构件800；以及第二构件900。

在这种情况下，定子100可连接到输出轴(未示出)，并且转子200(其至少一部分可旋转地设置在定子100中)可连接到输入轴(未示出)，但不限于此。

在这种情况下，转子200可相对于定子100可旋转地设置。另外，第二采集器400可以沿径向设置在第一采集器300的内侧。在这种情况下，术语“内侧”可以表示朝向径向上的中心C设置的方向，术语“外侧”可以表示与“内侧”相反的方向。

图4是示出根据实施例的感测装置的定子的立体图，图5是示出根据实施例的感测装置的定子的分解立体图，并且图6是示出根据实施例的感测装置的定子的剖视图。

定子100可连接到转向轴的输出轴(未示出)。

参考图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130和第二定子齿140。

定子保持器110可以连接到电动转向***的输出轴。因此，定子保持器110可随输出轴的旋转而旋转。定子保持器110可形成为圆筒形。另外，定子保持器110可由金属材料形成，但不限于此，并且考虑到为了牢固地装配到输出轴上的预定强度或更高强度，定子保持器110也可以由另一种材料形成。

定子保持器110可以包括凹槽111。凹槽111凹入地形成在定子保持器110的外周表面中。凹槽111沿着定子保持器110的外周表面设置。第二构件900(见图2)被***到凹槽111中。

定子保持器110可联接到定子本体120。

定子本体120可以设置在定子保持器110的一侧的端部上。定子本体120可通过使用合成树脂(例如树脂)的***注射方法联接到定子保持器110。主齿轮121a可以形成在定子本体120的外周表面中。主齿轮121a将定子100的扭矩传递到第一齿轮1100和第二齿轮1200。

第一定子齿130和第二定子齿140可设置成在径向上彼此隔开。另外，第一定子齿130和第二定子齿140可以固定到定子本体120。第一定子齿130包括第一本体131和第一齿132。第二定子齿140包括第二本体141和第二齿142。

图7是示出定子的定子本体的立体图，图8是示出定子的定子本体的平面图，图9是示出定子的定子本体的剖视图。

参考图7至图9，定子本体120包括内部部件121、外部部件122和隔板123。内部部件121和外部部件122均具有圆筒形状。外部部件122设置为在径向上与内部部件121向外隔开。隔板123将内部部件121和外部部件122连接在一起。内部部件121、外部部件122和隔板123可以一体地形成。定子保持器110可联接到内部部件121的内侧。在外部部件122和内部部件121之间可以形成空间S。隔板123可以形成为板状。隔板123可以设置在内部部件121和外部部件122之间。

如图9所示，空间S可由隔板123分成第一空间S1和第二空间S2。磁体230可以设置在第一空间S1中，并且传感器500可以设置在第二空间S2中。隔板123可以设置在参考线L1的下方，并且参考线L1是在轴向上穿过外部部件122的中心的虚拟水平线。

同时，隔板123可以包括第一孔124和第二孔125。第一孔124和第二孔125用于布置第一定子齿130和第二定子齿140。

参照图6，第一本体131和第二本体141可设置在第一空间S1中。第一齿132和第二齿142可设置在第二空间S2中。

多个第一孔124可以形成为在周向上彼此隔开。另外，第一齿132通过穿过第一孔124而设置在第二空间S2中。在这种情况下，第一孔124的数量与第一齿132的数量相同。第一孔124可设置成靠近外部部件122的内周表面。如图8所示，第一孔124可以形成在隔板123中，以与外部部件122的内周表面接触。

多个第二孔125可以形成为在周向上彼此隔开。在这种情况下，第二孔125可以设置为在径向上与第一孔124向外隔开。另外，第二齿142通过穿过第二孔125而设置在第二空间S2中。在这种情况下，第二孔125的数量与第二定子齿140的第二齿142的数量相同。第二孔125可以设置为靠近内部部件121的外周表面。如图8所示，第二孔125可以形成在隔板123中，以与内部部件121的外周表面接触。

第一定子齿130和第二定子齿140可设置在定子本体120的内部部件121的外周表面和外部部件122的内周表面之间。在这种情况下，第一定子齿130和第二定子齿140均可以由金属材料形成，以通过磁体230的旋转而被充电。

另外，第一定子齿130可通过诸如粘胶的粘合构件(未示出)固定到外部部件122的内周表面，并且第二定子齿140可通过诸如粘胶的粘合构件(未示出)固定到内部部件121的外周表面，但不限于此。例如，第一定子齿130和第二定子齿140可通过联接构件(未示出)、通过填缝方法等固定到定子本体120。

图10是示出第一定子齿和第二定子齿与定子本体联接的图。

参考图9和图10，凸台129设置成从隔板123向下延伸。凸台129的侧壁和外部部件122彼此隔开以形成第一槽U1。第一齿132被***到第一槽U1中并且穿过第一孔124以定位在第二空间S2中。另外，凸台129的另一个侧壁和内部部件121彼此隔开以形成第二槽U2。第二齿142被***到第二槽U2中并且穿过第二孔125以定位在第二空间S2中。

在第一定子齿130联接到定子本体120的过程中，第一槽U1将第一齿132引导到第一孔124，使得第一定子齿130容易地联接到定子本体120。

在第二定子齿140联接到定子本体120的过程中，第二槽U2将第一齿132引导到第二孔125，使得第二定子齿130容易地联接到定子本体120。

图11是示出第一齿被***到第一孔中的状态的图。

参照图11，在第一齿132中，下表面在周向上的宽度W2大于上表面在周向上的宽度W1。在这种情况下，下表面是与第一本体131相邻的表面，并且上表面是与下表面相对的表面。当从正面观察时，第一齿132可具有梯形形状。第一齿132的这种形状用于引起磁通密度的差，以引导磁通量流向第一本体131，并且还用于增加第一定子齿130与定子本体120之间的联接力。

另外，第一孔214的宽度W3可以大于第一齿132的上表面在周向上的宽度W1并且小于第一齿132的下表面在周向上的宽度W2。这是为了将第一齿132装配到第一孔214中。在将第一齿132朝向第二空间S2***到第一孔124中的同时，将第一齿132的侧表面沿着第一孔124的内壁***到第一孔124中。在该过程中，第一齿132的侧表面被压配合到第一孔124的内壁，从而增加了联接力。

同时，第一本体131的上表面可以与隔板123的下表面接触。

尽管在附图中未示出，但是第二齿142和第二孔125也可以通过与上述将第一齿132联接到第一孔124的方法相同的方法而进行联接。

图12是示出用于将第一本体和第二本体固定的定子本体的突出部的图，并且图13是示出定子本体的突出部的结合过程的图。

在图13中，符号“I”表示朝向定子的中心的向内方向，并且在图13中，符号“O”表示与向内方向相反的向外方向。

参考图12和图13，定子本体120包括第一突出部126和第二突出部127。第一突出部126设置为在轴向上从内部部件121的下端突出。第一突出部126沿着具有环形形状的内部部件121设置。第二突出部127被设置为在轴向上从外部部件122的下端突出。第二突出部127沿着具有环形形状的外部部件122设置。

第一突出部126具有外周表面126a和内周表面126b。内周表面126b与外部部件122的内壁是连续的。外周表面126a可相对于内周表面126b倾斜。外周表面126a可在从外部部件122的下端朝向内周表面126b的下端的方向上倾斜地设置。当沿轴向(如在图13的方向F上)进行结合时，第一突出部126变形以覆盖第一本体131的下端。第一突出部126防止第一定子齿130在轴向上与定子本体120分离。

第二突出部127具有外周表面127a和内周表面127b。内周表面127b与内部部件121的内壁是连续的。外周表面127a可以相对于内周表面127b倾斜。外周表面127a可以沿着从内部部件121的下端朝向内周表面127b的下端部倾斜地设置。当沿轴向(如在图13的方向F上)进行结合时，第二突出部127变形以覆盖第二本体141的下端。第二突出部127防止第二定子齿140在轴向上与定子本体120分离。

图14是示出第一定子齿的侧视图，图15是示出第二定子齿的侧视图。

参考图5和图14，第一定子齿130可以包括：第一本体131，具有环形形状；以及多个第一齿132，彼此隔开且在轴向上从第一本体131突出。例如，第一齿132可以设置为在周向上彼此隔开，并且可以从第一本体131的上侧向上延伸。第一本体131和多个第一齿132可以一体地形成。在这种情况下，第一本体131可以被称为第一齿本体。

第一齿132可以形成为下侧宽且上侧窄的形状。例如，当沿径向观察第一齿132时，下侧的宽度大于上侧的宽度。如图10所示，第一齿132可以形成为梯形形状。

另外，由于第一齿132穿过第一孔124，所以第一本体131的上表面可与隔板123的下表面接触。

参考图5和图15，第二定子齿140可以包括：第二本体141，具有环形形状的；多个第二齿142，彼此隔开且在轴向上从第二本体141突出。例如，第二齿142可以设置为在周向上彼此隔开，并且可以从第二本体141的上侧向上延伸。第二本体141和多个第二齿142可以一体地形成。在这种情况下，第二本体141可以被称为第二齿本体。

第二齿142可以形成为下侧宽且上侧窄的形状。例如，当沿径向观察第二齿142时，在第二齿142中，下侧的宽度大于上侧的宽度。如图11所示，第二齿142可以形成为梯形形状。

另外，由于第二齿142穿过第二孔125，所以第二本体141的上表面可与隔板123的下表面接触。

参照图14，基于第一本体131的上表面131a，第一本体131的高度H1小于第一齿132的高度H2。另外，参照图15，基于第二本体141的上表面141a，第二本体141的高度H3小于第二齿142的高度H4。另外，第一本体131的高度H1可以与第二本体141的高度H3相同，并且第一齿132的高度H2可以与第二齿142的高度H4相同。然而，本发明不限于此，并且第一齿132的高度H2也可以不同于第二齿142的高度H4。

图16是示出第一定子齿、第二定子齿和磁体的平面图。

参考图16，第一定子齿130设置在第二定子齿140的外侧。在这种情况下，基于中心C，第一定子齿130可以形成为具有第一半径R1，并且第二定子齿140可以形成为具有第二半径R2。第一半径R1大于第二半径R2。

当在径向(y方向)上观察时，第一齿132和第二齿142可设置成在径向上重叠。第一齿132和第二齿142的这种布置具有减小磁通泄漏的效果。

图17是示出磁体的第一极和第二极的图。

参考图17，磁体包括第一极230A和第二极230B。第一极230A和第二极230B可以交替地布置在磁体的周向上。

第一极230A和第二极230B可以分别包括N极区域NA和S极区域SA。第一极230A和第二极230B均可以具有多层结构，在多层结构中N极区域NA和S极区域SA位于其内侧和外侧。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旋转使得第一齿132接近S极区域SA并且由S极充电时，因为第二齿142接近N极区域NA，所以第二齿142由N极充电。可替代地，当磁体230旋转使得第一齿132接近N极区域NA并由N极充电时，因为第二齿142接近S极区域SA，所以第二齿142由S极充电。因此，传感器500可以使用通过第一采集器300和第二采集器400施加的磁场来测量角度。

在根据实施例的感测装置中，第一齿132和第二齿142在径向上重叠。第二齿142的两端可以与第一齿132重叠。例如，第一齿132和第二齿142的位置和尺寸可以被设计成使得第一角度θ1、第二角度θ2和第三角度θ3是相同的。

第一角度θ1表示基于定子中心C由第一极230A的两端形成的角度，例如，在存在8个第一极230A和8个第二极230B的情况下，第一角度θ1可以是22.5度。

图18是示出第二角度θ2的图。

图19是示出第三角度θ3的图。

参考图17和图18，第二角度θ2表示基于定子中心C由第一齿132的两端P1形成的角度。以下描述当沿轴向限定第一齿132的两端P1时使用的参考点G。当第一齿132被布置成面对磁体230的本体231时，参考点G对应于第一齿132的与磁体230的本体231的高度H1的中点相对应的点。磁体230的本体231的高度H1表示磁体230在轴向上的上表面231a和下表面231b之间的高度。参考点G处的第一齿132和另一个第一齿132之间的角度θ4可以与第二角度θ2相同。

参照图17和图19，第三角度θ3表示基于定子中心C由第二齿142的两端P2形成的角度。以下描述沿轴向限定第二齿142的两端P2时使用的参考点G。当第二齿142被布置成面对磁体230的本体231时，参考点G对应于第二齿142的与磁体230的本体231的高度H1的中点相对应的点。参考点G处的第二齿142和另一个第二齿142之间的角度θ5可以与第三角度θ3相同。

图20是示出了关于第一角度θ1、第二角度θ2和第三角度θ3的通量的曲线图。

参照图20，可以看出，在第二角度θ2和第三角度θ3被设置为相同的状态下，随着第二角度θ2和第三角度θ3越接近第一角度θ1，通量值增加，并且随着第二角度θ2和第三角度θ3越远离第一角度θ1，通量值减小。可以看出，在第一齿132和第二齿142的尺寸和位置被布置成使得第二角度θ2和第三角度θ3与第一角度θ1相同的情况下，第一定子齿130和第二定子齿140的通量值最大。

图21是示出转子的分解立体图。

参照图2和图21，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可以一体地形成。

转子保持器210可以连接到电动转向***的输入轴。因此，转子保持器210可随输入轴的旋转而旋转。转子保持器210可以形成为圆筒形。另外，转子保持器210的端部可联接到转子本体220。转子保持器210可由金属材料形成，但不限于此，考虑到牢固地装配到输出轴上的预定强度或更高强度，转子保持器210也可以由另一种材料形成。

转子200可以包括转子保持器210的突出部211。突出部211可设置成从转子保持器210的外周表面沿径向延伸。

转子本体220设置在转子保持器210的外周表面的一侧。转子本体220可以是环形部件。凹槽221可设置在转子本体220的内周表面中。凹槽221是供转子保持器210的突出部***的凹槽。

磁体230联接到转子本体220。当转子保持器210旋转时，磁体230随转子保持器210的旋转而旋转。

图22是示出磁体230的图，并且图23是示出磁体230的平面图。

参照图22和图23，磁体230可以包括具有环形形状的本体231和从本体231的上表面突出的突出部232。突出部232可以设置为多个突出部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的上表面向上突出。第二部分232b可以被设置为在磁体230的径向上从第一部分232a突出。第二部分232b可以与本体231的内周表面相比向内突出。突出部232用于提高与转子本体220的联接力。第一部分232a防止在旋转方向上转子本体220与磁体230之间的滑动，并且第二部分232b防止转子本体220和磁体230在轴向上分离。

图24是示出磁体230相对于第一定子齿和第二定子齿的布置的立体图。

参考图24，磁体230设置在第一齿132和第二齿142之间。磁体230的本体231被设置成面对第一齿132和第二齿142。磁体230的突出部232设置在第一齿132和第二齿142的上方。

图25是示出采集器的图，图26是示出了设置在第一定子齿和第二定子齿之间的采集器的图，并且图27是示出了传感器的位置和采集器的位置的图。

参考图2和图25-图27，采集器可以包括第一采集器300和第二采集器400。第一采集器300和第二采集器400采集定子100的通量。在这种情况下，第一采集器300和第二采集器400可以由金属材料形成并且设置为在径向上彼此隔开。

第一采集器300可以包括第一采集器本体310和第一延伸部320。第一延伸部320从第一采集器本体310延伸。第一采集器本体310可以包括第一-1采集器本体310A和第一-2采集器本体310B。第一-1采集器本体310A设置在第一延伸部320的一侧。第一-2采集器本体310B设置在第一延伸部320的另一侧。第一-1采集器本体310A和第一-2采集器本体310B均可以包括平坦表面。第一延伸部320可以包括具有预定曲率的弯曲表面。

第二采集器400可以具有第二采集器本体410和第二延伸部420。第二延伸部420从第二采集器本体410延伸。第二采集器本体410可以包括第二-1采集器本体410A和第二-2采集器本体410B。第二-1采集器本体410A设置在第二延伸部420的一侧。并且第二-2采集器本体410B设置在第二延伸部420的另一侧。第二-1采集器本体410A和第二-2采集器本体410B均可以包括平坦表面。第二延伸部420可以包括具有预定曲率的弯曲表面。

第一-1采集器本体310A和第二-1采集器本体410A被设置为在径向上重叠。第一-2采集器本体310B和第二-2采集器本体410B设置为在径向上重叠。第一延伸部320和第二延伸部420在径向上不重叠。

传感器500检测在定子100和转子200之间发生的磁场变化。传感器500可以是霍尔集成电路(IC)。传感器500检测由于转子200的磁体230与定子100之间的电相互作用而产生的定子100的磁化量。感测装置1基于检测到的磁化量来测量扭矩。

传感器500可以包括第一传感器500A和第二传感器500B。第一传感器500A和第二传感器500B可以围绕定子的中心C设置在相对侧。

第一传感器500A设置在第一-1采集器本体310A和第二-1采集器本体410A之间。第一-1采集器本体310A可以设置在第一传感器500A的外侧。第二-1采集器本体410A可以设置在第一传感器500A的内侧。

第二传感器500B设置在第一-2采集器本体310B和第二-2采集器本体410B之间。第一-2采集器本体310B可设置在第二传感器500B的外侧。第二-2采集器本体410B可以设置在第二传感器500B的内侧。

第一延伸部320可以包括多个第一支架321。第一支架321可以设置为从第一延伸部320的上表面向内延伸。第二延伸部420可以包括多个第二支架421。第二支架421可以设置为从第二延伸部420的上表面向内延伸。第一支架321和第二支架421均可以包括孔。第一支架321和第二支架421将联接到外壳。

图28是示出电路基板的图。

参考图28，第一传感器500A和第二传感器500B设置在电路基板上。第一传感器500A和第二传感器500B被设置成第一传感器500A和第二传感器500B向上竖立在电路基板600上的状态。第一传感器500A和第二传感器500B被设置为彼此面对。

图29是示出当从上方观察时的外壳的立体图，并且图30是示出当从下方观察时的外壳的立体图。

参照图2、图29和图30，外壳可以包括外壳本体710、第一突出部720、第二突出部730、第三突出部721和第四突出部731。

外壳本体710为包括上表面和下表面的板形状，并且上部和下部是敞开的。孔713设置在其中心部。定子保持器110定位在孔713的内侧。

第一突出部720沿着孔713的圆周设置。第一突出部720从外壳本体710的上表面突出。

第二突出部730沿着孔713的圆周设置。第二突出部730从外壳本体710的上表面突出。

第一突出部720和第二突出部730可以设置在相同的圆周上。另外，第一突出部720和第二突出部730可以被设置为在周向上彼此隔开。孔740可以沿周向设置在第一突出部720和第二突出部730之间。可设置两个孔740。孔740是供传感器通过的孔。

电路基板600安装在外壳本体710的下表面712上。第一盖701可联接到外壳本体710的下侧以覆盖电路基板600。

第一突出部720可以包括第三突出部721。第三突出部721从第一突出部720的上表面向上突出。可以提供多个第三突出部721。

第二突出部730可以包括第四突出部731。第四突出部731从第二突出部730的上表面向上突出。可以提供多个第四突出部731。

第三突出部721将联接到第一支架321。第四突出部731将联接到第二支架421。

设置在第一齿轮1100和第二齿轮1200中的孔750可以设置在外壳本体710中。

图31是示出在其中设置采集器和传感器的外壳的图。

参照图31，第一采集器300和第二采集器400联接到外壳700。

第一延伸部320设置在第一突出部720的外侧。第一支架321联接至第三突出部721。第三突出部721被按压***形成在第一支架321中的孔中。在按压***之后，第三突出部721可以被结合。

第二延伸部420设置在第二突出部730的内侧。第二支架421联接至第四突出部731。第四突出部731被按压***形成在第二支架421中的孔中。在按压插置之后，第四突出部731被结合。

第一传感器500A设置在第一-1采集器本体310A和第二-1采集器本体410A之间。

第二传感器500B设置在第一-2采集器本体310B和第二-2采集器本体410B之间。

第一齿轮1100和第二齿轮1200可以可旋转地设置在外壳本体710的上表面711上。第一齿轮1100或第二齿轮1200与定子本体120的主齿轮121a啮合。第二盖702可以设置在外壳本体710的上侧，第一齿轮1100和第二齿轮1200设置在该上侧。第二盖702联接到外壳本体710。

图32是示出外壳的连接器外壳和引脚的剖视图。

参照图32，外壳700包括连接器外壳760和引脚770。引脚770将电路基板600和外部电缆电连接。引脚770的一侧连接到设置在外壳700的下侧处的电路基板600。引脚770的另一侧暴露在连接器外壳760的内部。连接器外壳760的入口可以垂直于轴向。引脚770可以具有弯曲成

形的形状。

图33是示出第一构件和第二构件的图，并且图34是示出安装在定子保持器中的第一构件和第二构件的图。

参照图33和图34，第一构件800用于防止外壳本体710的孔713的侧壁磨损并且用于防止感测装置的未同轴对准。如上所述，第一齿132和第二齿142被设置成在径向上重叠。另外，传感器500在径向上设置在第一齿132和第二齿142之间。因此，在径向上发生抖动的情况下，由于第一齿132、传感器500和第二齿142之间的距离被改变，所以感测装置可能严重损坏、或者可能发生感测装置的性能问题。

第一构件800可以是具有环形形状的构件。第一构件800可以包括本体810和凸缘部820。本体810是圆筒形构件。本体810可沿着外壳本体710的孔713的内壁设置。本体810设置在定子保持器110的外周表面与外壳本体710的孔713的内壁之间。凸缘部820具有在径向上从本体810的下端延伸的形状。凸缘部820被设置为可与外壳本体710的下表面接触。另外，凸缘部820可设置成覆盖第一盖701的一部分。另外，第一构件800可由金属材料形成。

凸缘部820的下表面可与第二构件900的上表面接触。

当定子保持器110旋转时，第一构件800将外壳本体710的孔713与定子保持器110物理地分离，因此第一构件800用于防止当定子保持器110旋转时外壳本体710的孔713的内壁磨损。因此，第一构件800确保了定子保持器110的同轴旋转。

外壳700被钩在定子本体120的主齿轮121a上，因此不在轴向上从定子100向上分离。然而，外壳700可从定子100向下分离。第二构件900用于防止外壳700从定子100向下分离。第二构件900可具有C形环形状。第二构件900可由金属材料形成。第二构件900可由可弹性形变的材料形成。

第二构件900联接到定子保持器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。第二构件900在第二构件900联接到定子保持器110的状态下位于外壳本体710的下表面的下方。另外，第二构件900可以设置在第一构件800的下方，以支撑第一构件800的凸缘部820的下表面。

图35是示出与主齿轮121a啮合的第一齿轮1100和第二齿轮1200的图。

参考图2和图35，感测装置1包括第一齿轮1100和第二齿轮1200，第一齿轮1100和第二齿轮1200是与主齿轮121a啮合的副齿轮。主齿轮121a、第一齿轮1100、第二齿轮1200和第三传感器610用于测量转向轴的角度。

主齿轮121a与第一齿轮1100和第二齿轮1200啮合并旋转。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可旋转地设置在外壳本体710上。主齿轮121a、第一齿轮1100和第二齿轮1200之间的传动比是预定的。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次时，第一齿轮1100可以设计为旋转15.6次，第二齿轮1200可以设计为旋转14.625次。在这种情况下，总角度是当所有齿轮返回到旋转之前的状态时通过累积主齿轮121a的旋转而计算出的角度。

磁体可设置在第一齿轮1100和第二齿轮1200上。磁体被设置成面对第三传感器610。第三传感器610安装在电路基板上。

图36是示出外部磁场相对于定子齿的方向性的图，图37是示出传感器避开具有z轴方向性的外部磁场的状态的图，图38是示出第一定子齿和第二定子齿避开具有y′方向的外部磁场的状态的图。

参照图36，外部磁场在作为轴向的z轴方向和垂直于z轴方向的y′轴方向上极大地影响感测装置。在这种情况下，y′轴方向表示朝向传感器500的方向，该方向是垂直于轴向的径向。

参照图37，根据实施例的感测装置的传感器500以传感器500沿z轴方向竖立的状态设置。因此，从z轴方向观察时的传感器500的面积比从y′轴方向观察时的传感器500的面积小得多。因此，根据实施例的感测装置的优点在于，外部磁场对传感器500的影响在z轴方向上较小。

参考图38，当考虑传感器500在z轴方向上竖立的状态时，y′轴方向的周向磁场可能极大地影响传感器500。然而，由于y′轴方向的周向磁场沿第一定子齿130和第二定子齿140被感应(induce)，所以周向磁场在不影响传感器500的情况下流动。因此，根据实施例的感测装置的优点在于，即使在y′轴方向上，外部磁场对传感器500的影响也较小。

图39是示出比较例和示例之间的相对于z轴方向的外部磁场的角度变化量的比较的曲线图。

参照图39，在比较例的情况下，感测装置具有使定子齿竖直地布置并且使传感器水平地布置的结构，并且可以看到，随着z轴方向上的外部磁场增加，角度的变化量线性增加，因此根据外部磁场，测得的角度被极大地改变。

相反地，在该示例的情况下，可以看到，即使当在z轴方向上的外部磁场增加时，角度的改变几乎不发生，因此角度几乎不受外部磁场影响。

图40是示出比较例与示例之间的相对于y′轴方向的外部磁场的角度变化量的比较的曲线图。

参照图40，在比较例的情况下，感测装置具有使定子齿竖直地布置并且使传感器水平地布置的结构，并且可以看出，随着y′轴方向的外部磁场增加，角度的变化量线性增加，因此根据外部磁场，测得的角度被极大地改变。

相反地，在该示例的情况下，可以看出，即使当在y′轴方向的外部磁场增加时，角度的改变几乎不发生，因此角度几乎不受外部磁场影响。

Claims (10)

1.一种感测装置，包括：

定子，包括定子齿；以及

转子，包括磁体，

其中所述定子齿包括第一定子齿和设置在所述第一定子齿的内侧的第二定子齿，

其中所述第一定子齿包括多个第一齿，并且

所述第二定子齿包括多个第二齿，

所述磁体包括第一极和第二极，

所述第一齿与所述第二齿在从所述定子的中心的径向上重叠，并且

基于所述定子的中心在所述第一极的两端之间形成的第一角度与基于所述定子的中心在所述第一齿的两端之间形成的第二角度相同。

2.根据权利要求1所述的感测装置，其中，所述第二角度是由所述第一齿的两个端点形成的角度，所述两个端点与形成在所述磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠。

3.根据权利要求1所述的感测装置，其中，所述第一角度与基于所述定子的中心由所述第二齿的两端形成的第三角度相同。

4.根据权利要求3所述的感测装置，其中，所述第三角度是由所述第二齿的两个端点形成的角度，所述两个端点与形成在所述磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠。

5.一种感测装置，包括：

定子，包括定子齿；以及

转子，包括磁体，

其中所述定子齿包括具有第一半径的第一定子齿和具有第二半径的第二定子齿，

其中所述第一定子齿包括多个第一齿，并且

所述第二定子齿包括多个第二齿，

所述磁体包括第一极和第二极，

所述第一齿与所述第二齿在从所述定子的中心的径向上重叠，并且

基于定子的中心由所述第一齿的两端形成的第二角度与基于定子的中心由所述第二齿的两端形成的第三角度相同，

其中所述第一半径大于所述第二半径。

6.根据权利要求5所述的感测装置，其中基于所述定子的中心由所述第一极的两端形成的第一角度与所述第二角度相同。

7.根据权利要求6所述的感测装置，其中：

所述第二角度是由所述第一齿的与形成在所述磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠的两个端点形成的角度；

所述第三角度是由所述第二齿的与形成在所述磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠的两个端点形成的角度。

8.一种感测装置，包括：

定子；以及

转子，所述转子的至少一部分设置在所述定子中，

其中所述定子包括：定子保持器；定子本体，联接到所述定子保持器；第一定子齿，设置在所述定子本体上；以及第二定子齿，其半径大于所述第一定子齿的半径；

所述转子包括：转子保持器；转子本体，联接到所述转子保持器；以及磁体，联接到所述转子本体，

其中所述第一定子齿包括第一本体和多个第一齿，所述多个第一齿连接到所述第一本体并且彼此隔开，

所述第二定子齿包括第二本体和多个第二齿，所述多个第二齿连接到所述第二本体并且彼此隔开，

所述磁体的N极和S极交替地设置，

其中所述多个第一齿和所述多个第二齿在径向上重叠，

所述磁体的一个极包括外周表面，所述外周表面具有基于所述定子的中心的第一角度(θ1)，

所述第一齿包括第一外周表面，所述第一外周表面具有基于所述定子的中心的第二角度，以及

所述第二齿包括第二外周表面，所述第二外周表面具有基于所述定子的中心的第三角度，

其中所述第一角度与所述第二角度相同。

9.根据权利要求8所述的感测装置，其中，所述第二角度是由所述第一齿的两个端点形成的角度，所述两个端点与形成在所述磁体的上表面和下表面之间的高度的中心在径向上重叠。

10.根据权利要求8所述的感测装置，其中，所述第一角度与所述第三角度相同。

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