KR102454974B1 - 토크 센서 장치, 토크 결정 방법, 스테이터 및 스테이터 구성체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한 토크 센서 장치(10)와, 토크 센서 장치(10)에 의해 샤프트에 인가된 토크를 결정하기 위한 방법과, 토크 센서 장치(10)를 위한 스테이터 및 스테이터 구성체(11)에 관한 것이며, 토크 센서 장치(10)는 자기 구성체, 스테이터 구성체(11) 및 자기 센서 구성체(13)를 가지며, 자기 구성체 및 스테이터 구성체(11)는 자기 구성체와 스테이터 구성체 사이의 원주방향으로의 상대 이동에 의해, 제 1 자속 방향을 갖는 제 1 자속(F1) 및 제 1 자속 방향과 반대인 제 2 자속 방향을 갖는 제 2 자속(F2)이 생성될 수 있도록 서로에 대해 구성 및 배열되고, 자기 센서 구성체(13)는 제 1 자속(F1)을 검출하기 위한 제 1 자기 센서(13A) 및 제 2 자속(F2)을 검출하기 위한 제 2 자기 센서(13B)를 포함한다.
Description
본 발명은 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한, 특히 자동차의 조향 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한 토크 센서 장치(torque sensor device)에 관한 것이며, 이 토크 센서 장치는 자기 구성체(magnetic arrangement), 스테이터 구성체(stator arrangement) 및 자기 센서 구성체(magnetic sensor arrangement)를 갖는다.
또한, 본 발명은 토크 센서 장치에 의해 샤프트에 인가된 토크를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은 토크 센서 장치를 위한 스테이터 및 스테이터 구성체에 관한 것이다.
특히 자동차의 조향 샤프트를 위한, 해당 유형의 토크 센서 장치는 기본적으로 종래 기술, 예를 들어 DE 10 2013 006 379 A1 또는 EP 1 269 133 B1로부터 알려져 있다.
이러한 유형의 토크 센서 장치는 예를 들어, 운전자에 의해 인가된 조향 토크에 기초하여 조향 시스템의 전기 구동 모터를 활성화하기 위해, 예를 들어 대응하는 조향 지원을 제공하기 위해 전기 조향 시스템에서 사용된다.
일반적으로, 이러한 목적을 위해, 토크 센서 장치는 축방향 분할 샤프트 및 규정되고 기지인 비틀림 강성의 비틀림 바아(torsion bar)와 함께 사용되며, 비틀림 바아는 축방향 분할 샤프트의 제 1 부분을 축방향 분할 샤프트의 제 2 부분에 연결한다.
토크가 샤프트에 인가되면, 이것은 샤프트의 2개의 부분이 서로에 대해 측정 가능한 비틀림 각도만큼 비틀리게 하며, 비틀림 각도는 인가된 토크 및 비틀림 바아의 강성에 따라 발생하고, 따라서 인가된 토크는 비틀림 바아의 강성이 규정되고 기지인 경우에 검출된 비틀림 각도로부터 결정될 수 있다.
인가된 토크로 인한 비틀림 각도를 측정하기 위한 다양한 측정 원리 및 센서 구성체가 알려져 있으며, 일반적으로 영구 자석 형태의 포위 링 자석(encircling ring magnet)을 가지는 적어도 하나의 자기 요소를 갖는 자기 구성체가 조향 샤프트의 제 1 부분에 그와 함께 회전하도록 연결되고, 하나 이상의 자기 전도성 스테이터를 갖는 스테이터 구성체가 샤프트의 제 2 부분에 그와 함께 회전하도록 연결된 자기 센서 구성체 또는 시스템이 매우 빈번하게 사용되며, 여기서 스테이터 구성체는 일반적으로 자기 구성체, 특히 자기 요소 주위에 동심으로, 그들 사이에 작은 공극을 갖고서 반경방향으로 배열된다. 자기 구성체에 의해 생성된 자기장의 자속(magnetic flux)은 통상적으로 각 경우에 환형 디스크 형상의 영역을 갖는 2개의 개별 스테이터를 포함하는 스테이터 구성체를 통해, 적어도 하나의 자기 센서, 예를 들어 홀 센서(Hall sensor)를 갖는 자기 센서 구성체로 전도되고, 평가될 수 있다.
샤프트의 제 1 부분에 그와 함께 회전하도록 연결된 자기 구성체, 특히 상기 자기 구성체의 자기 요소가 샤프트의 제 2 부분에 연결된 스테이터 구성체에 대한 샤프트의 회전 운동에 의해 이동되는 경우, 스테이터 구성체, 특히 개별 스테이터의 자속 밀도가 변화되고, 이는 자기 센서 구성체에 의해 검출될 수 있다. 스테이터 구성체의 자속 밀도 변화는 여기서는 특히 스테이터 구성체, 특히 개별 스테이터에 대한 자기 구성체, 특히 각각의 자기 요소의 상대 이동의 크기, 즉 비틀림 각도에 따라 달라진다. 따라서, 검출된 자속 밀도의 변화로부터 비틀림 각도에 관한 결과가 도출될 수 있으며, 결국 비틀림 각도로부터, 비틀림 바아의 비틀림 강성에 대한 지식을 바탕으로, 샤프트에 인가된 토크가 결정될 수 있다.
토크 센서 장치의 자기 구성체에 의해 생성된 자기장이, 추가 자기장, 예를 들어 추가 센서 장치의 자기장, 또는 토크 센서 장치 주변에 존재하고, 예를 들어 전기 모터 또는 발전기와 같은 근처에 위치된 전기 기계 또는 고전류 라인에 의해 예를 들어 생성되는 간섭 자기장(magnetic interference field)과 중첩됨으로써, 자기 센서 구성체로 전달되는 자속은 특히 바람직하지 않게 영향을 받을 수 있으며, 특히 전달된 자속 밀도는 간섭 자기장에 의해 변경되어, 오류가 있지만 그럴듯하여 부정확한 것으로 인식되지 않는 센서 신호를 생성하고, 결과적으로 잘못된 토크 값을 생성할 수 있다.
"누화(crosstalk)"로 지칭되는, 추가 센서 장치의 자기장으로 인한 간섭을 보상하기 위해, US 2016/0091574 A1은 추가 센서 장치의 자기 요소에 대해 대칭적으로 배열된 적어도 하나의 추가 자기 요소를 제공하여 실제 센서 장치에 대한 추가 센서 장치의 자기 요소의 자기장의 영향을 보상하는 것을 제안하고 있다. 그러나, 이것은 특히 간섭 자기장의 방향을 아는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 대안적인, 특히 개선된 토크 센서 장치, 특히 토크 센서 장치의 주변에 존재하는 적어도 하나의 외부 간섭 자기장의 결정될 토크 값에 대한 영향을 감소시키는 토크 센서 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은 샤프트에 인가된 토크를 결정하기 위한 대안적인, 특히 개선된 방법과, 또한 대안적인, 특히 개선된 토크 센서 장치를 위한, 대안적인, 특히 개선된 스테이터, 및 대안적인, 특히 개선된 스테이터 구성체를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 각각의 특허 독립 청구항에 따른 특징을 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치, 본 발명에 따른 방법, 본 발명에 따른 스테이터, 및 본 발명에 따른 스테이터 구성체에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예는 특허 종속 청구항, 상세한 설명 및 도면의 주제이며, 하기에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한, 특히 자동차의 조향 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한 본 발명에 따른 토크 센서 장치는 자기 구성체, 스테이터 구성체 및 자기 센서 구성체를 가지며, 자기 구성체는 적어도 하나의 자기장을 생성하도록 구성되며, 스테이터 구성체에서 자속이 생성될 수 있으며, 자기 구성체 및 스테이터 구성체는 원주방향으로 서로에 대해 이동 가능하다.
본 발명에 따르면, 자기 구성체 및 스테이터 구성체는, 토크 센서 장치의 중심축을 중심으로 한 원주방향으로의 자기 구성체와 스테이터 구성체 사이의 상대 이동에 의해, 제 1 자속 방향을 갖는 제 1 자속 및 제 1 자속 방향과 반대인 제 2 자속 방향을 갖는 제 2 자속이 특히 동시에, 스테이터 구성체에서 생성될 수 있도록 서로에 대해 구성 및 배열된다.
스테이터 구성체는 여기서는 스테이터 구성체에 생성된 제 1 자속 및 스테이터 구성체에 생성된 제 2 자속을 자기 센서 구성체에 전도하도록 구성된다. 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 자기 센서 구성체는 제 1 자속을 검출하기 위한 제 1 자기 센서 및 제 2 자속을 검출하기 위한 제 2 자기 센서를 포함한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 특히 유리한 개선예에서, 자기 구성체 및 스테이터 구성체는 생성된 제 1 자속 및 제 2 자속이 양이 동일하거나 동일한 강도를 갖고, 즉 크기가 동일하고, 단지 반대 방향으로 배향되도록 서로에 대해 구성 및 배열된다.
샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한, 특히 자동차의 조향 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한 토크 장치, 특히 상기 토크 장치의 디자인 및 기능은 기본적으로 종래 기술로부터 당업자에게 알려져 있다. 특히 DE 10 2013 006 379 A1 또는 EP 1 269 133 B1로부터 알려져 있으며, 이들 문헌은 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 기본 기능 및 기본 디자인에 관한 추가 정보를 위해 본원에서 명시적으로 참조된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치는 바람직하게는 여기서는 샤프트에 인가된 토크를 검출하도록 구성되며, 샤프트는 제 1 부분과, 특히 제 1 부분에 대해 비틀림 가능한 제 2 부분을 갖고, 특히 샤프트의 제 1 부분 및 제 2 부분은 비틀림 바아에 의해 서로 연결된다. 본 발명에 따른 토크 센서 장치는 바람직하게는 여기서는 샤프트의 제 2 부분에 대한 샤프트의 제 1 부분의 비틀림을 검출하도록 구성된다. 인가된 토크는 샤프트의 비틀림 바아의 비틀림 강성이 기지인 경우에 샤프트의 검출된 비틀림으로부터 결정될 수 있다.
자기 구성체는 바람직하게는 적어도 하나의 자기장을 생성하기 위한 적어도 하나의 자기 요소를 가지며, 특히 자기 구성체의 적어도 하나의 자기 요소는 특히 샤프트에 대해 동심으로, 즉 토크 센서 장치의 중심축이 샤프트의 회전축과 정렬되도록 배열될 수 있으며, 자기 구성체, 특히 자기 구성체의 적어도 하나의 자기 요소는 특히 샤프트의 제 1 부분에 그와 함께 회전하도록 연결 가능하다.
자기 구성체의 적어도 하나의 자기 요소는 바람직하게는 영구 자석, 특히 완전히 폐쇄된 링 자석, 또는 링 자석과 유사하고 원주방향으로 사실상 폐쇄된 자석이며, 자기 요소는 특히 반대 극성의 복수의 링 자석 세그먼트, 또는 각 경우에 원주방향으로 반대 극성을 갖고서 서로 접하여 배열된 대응하는 자극 쌍을 갖고, 특히 반대 극성의 상호 인접한 2개의 섹션은 자극 쌍을 형성한다. 원주방향의 자극 쌍의 수는 특히 바람직하게는 제 1 및/또는 제 2 스테이터의 탭의 수에 대응한다.
자기 구성체가 하나 이상의 추가 자기 요소를 갖는 경우, 추가 자기 요소는 특히 바람직하게는 전술한 바와 같이 유사하게 구성되고, 특히 적어도 하나의 자기 요소에 대해 동심으로 배열된다.
여기서, 본 발명의 맥락에서, "링 자석과 유사한 자석"은, 원주방향으로 완전히 폐쇄되지 않지만 완전히 폐쇄된 링 자석처럼 사실상, 특히 완전히 작용하도록 구성된 자석, 특히 영구 자석을 의미하는 것으로 이해된다.
스테이터 구성체는 바람직하게는 마찬가지로 샤프트에 대해 동심으로 배열될 수 있으며, 특히 샤프트의 제 2 부분에 그와 함께 회전하도록 연결 가능하다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 스테이터 구성체는 자기 구성체에 대해, 특히 적어도 하나의 자기 요소에 대해 적어도 부분적으로 동심으로 배열되며, 스테이터 구성체는 특히 자기 구성체 주위, 바람직하게는 적어도 하나의 자기 요소 주위의 외측에, 그리고 특히 그 사이에 규정된 공극을 갖고서 적어도 부분적으로 배열된다.
스테이터 구성체는 특히 자기 구성체에 의해 생성된 자기장의 자속을 자기 센서 구성체에 전도하도록 기능하고, 바람직하게 구성된다.
자속을 포커싱, 특히 증폭시키고, 자속을 스테이터 구성체로부터 제 1 자기 센서 구성체로 전달하기 위해, 토크 센서 장치가 특히 적어도 하나의 자속 전도체, 바람직하게는 서로 평행하고 이격되어 배열된 적어도 2개의 자속 전도체를 갖는 것이 유리할 수 있다. 이것은 토크 센서 장치가 보다 양호한 분해능 및 그에 따라 보다 양호한 정확도를 가질 수 있게 한다. 바람직하게는, 자속 전도체 중 적어도 하나는 스테이터 구성체 상에 배열되고 스테이터 구성체에 직접적으로 또는 홀더를 통해 간접적으로 고정된다. 그러나, 자속 전도체 또는 자속 전도체들은 또한 토크 센서 장치의 하우징 상에 배치될 수도 있다.
자기 센서 구성체의 적어도 하나의 자기 센서, 바람직하게는 자기 센서 모두는 특히 간단한 홀 센서이며, 이 홀 센서에 의해, 홀 센서의 센서 표면에 수직으로 연장되는 자기장의 자속 밀도, 또는 센서 표면에 수직으로 연장되는 자기장의 자속 밀도의 일부가 검출될 수 있으며, 특히 바람직하게는 자기 센서 구성체의 적어도 제 1 자기 센서, 특히 모든 자기 센서는 하우징 상에 고정된 상태로, 즉 회전 가능한 샤프트에 대해 고정 방식 또는 위치 고정 방식으로 배열된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 토크 센서 장치는 또한 자기 센서 구성체에 의해 검출된 자속에 따라, 토크 센서 장치에 기능적으로 연결된 샤프트에 인가된 토크를 결정하도록 구성된 제어 장치를 갖는다.
토크 센서 장치의 본 발명에 따른 개선예, 및 이에 의해 반대 방향으로 생성된 자속에 의해, 제 1 자속 또는 제 2 자속의 방향, 즉 토크 값을 특성화하는 유용한 센서 신호의 방향으로 작용하는 간섭 자속은, 자기 센서 구성체에 의해 생성된 센서 신호 사이의 차이의 간단한 계산에 의해, 특히 제 1 자기 센서에 의해 생성된 제 1 센서 신호와 제 2 자기 센서에 의해 생성된 제 2 센서 신호 사이의 차이의 계산에 의해, 평균화함으로써 제거될 수 있고, 특히 소거될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 스테이터 구성체는 특히 스테이터 구성체는 중심축을 따라 서로에 대해 동심으로 각각 배열된 제 1 스테이터, 제 2 스테이터 및 제 3 스테이터를 가지며, 제 3 스테이터는 제 1 스테이터와 제 2 스테이터 사이에 스테이터 구성체의 중심축에 대해 축방향으로 배열되고, 자기 구성체와 스테이터 구성체 사이의 원주방향으로의 상대 이동에 의해, 제 1 자속 방향을 갖는 제 1 자속이 스테이터 구성체의 제 1 스테이터와 제 3 스테이터 사이에 생성될 수 있고, 특히 동시에, 제 1 자속 방향과 반대인 제 2 자속 방향을 갖는 제 2 자속이 스테이터 구성체의 제 2 스테이터와 제 3 스테이터 사이에 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 특히 유리한 개선예에서, 자기 구성체 및 스테이터 구성체는 특히, 제 1 자속 방향 및 제 2 자속 방향이 서로에 대해 반대 방식으로 그리고 각 경우에 스테이터 구성체의 중심축에 평행하게 연장되도록 제 1 자속 및 제 2 자속이 각 경우에 생성되는 방식으로 서로에 대해 구성 및 배열된다. 이것은 외부 간섭 자기장을 보상하도록 구성된 본 발명에 따른 토크 센서 장치, 특히 유용한 신호의 자속 방향으로 작용하는 외부 간섭 자기장을 보상하도록 구성된 토크 센서 장치의 특히 간단한 개선을 허용한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 1 및/또는 제 2 스테이터는 특히 환형 디스크 형상의 스테이터 본체와, 상기 스테이터 본체로부터 멀리 축방향으로 연장되는 탭을 가지며, 탭은 특히 원주방향으로 분포되고, 특히 그 사이에 간격을 두고 균일하게 분포되어 배열된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 제 1 및/또는 제 2 스테이터의 스테이터 본체는 각 경우에 반경방향 내측 에지 및 반경방향 외측 에지를 가지며, 탭은 특히 환형 디스크 형상의 스테이터 본체의 반경방향 내측 에지로부터 멀리, 특히 모두 동일한 측면으로, 즉 동일한 방향으로 연장된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 제 1 스테이터 및 제 2 스테이터 각각은 환형 디스크 형상의 스테이터 본체와, 각 경우에 관련 스테이터 본체로부터 멀리 축방향으로 연장되는 탭을 포함하며, 제 1 스테이터 및 제 2 스테이터는 제 1 스테이터 및 제 2 스테이터의 탭 각각이 관련 스테이터 본체로부터 제 3 스테이터의 방향으로 축방향으로 연장되도록 구성 및 배열된다.
방향 사양 "축방향"은, 여기서는 각 경우에 당업계의 통상적인 방식으로, 샤프트의 회전축에 평행한 방향 또는 토크 센서 장치의 중심축에 평행한 방향을 지칭하고, 방향 사양 "원주방향"은 그에 대응하여 상기 회전축 또는 중심축을 중심으로 한 회전의 방향을 지칭하고, 방향 사양 "반경방향"은 축방향 및 원주방향에 수직인 방향을 지칭한다. 그에 대응하여, 방향 사양 "접선방향"은 축방향 및 반경방향에 수직인 방향을 지칭한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 3 스테이터는 특히 스테이터 링과, 제 1 탭 및 제 2 탭을 포함하고, 제 1 탭 및 제 2 탭 각각은 제 3 스테이터의 스테이터 링으로부터 멀리 반대 축방향으로 연장된다. 여기서는 특히, 제 1 탭은 스테이터 링으로부터 멀리 제 1 축방향으로 연장되고, 제 2 탭은 스테이터 링으로부터 멀리 제 1 축방향과 반대인 제 2 축방향으로 연장된다. 이에 의해, 축방향으로 특히 콤팩트한 토크 센서 장치가 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 제 3 센서의 제 1 탭 및 제 2 탭은 특히 각 경우에 원주방향으로, 특히 균일하게 그리고 그 사이에 간격을 두고 분포되어 배열된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 3 스테이터는 특히 제 1 스테이터 및 제 2 스테이터보다 2배의 수의 탭을 갖지만, 특히 각 경우에 동일한 수의 제 1 및 제 2 탭을 갖는다. 다시 말해서, 제 3 스테이터의 제 1 탭의 수는 바람직하게는 제 1 스테이터의 탭의 수 및/또는 제 2 스테이터의 탭의 수에 대응하고, 제 1 스테이터의 탭의 수와 제 2 스테이터의 탭 수는 특히 동일하다.
자동차, 특히 승용차용의 조향 샤프트를 위한 토크 센서 장치의 경우, 제 1 스테이터 및 제 2 스테이터를 위한 8개의 탭과, 제 3 스테이터를 위한 총 16개의 탭(8개의 제 1 탭 및 8개의 제 2 탭)이 특히 유리한 것으로 입증되었다. 그러나, 조향 샤프트의 직경 및 원하는 측정 범위에 따라, 다른 구성, 예를 들어 제 1 스테이터 및 제 2 스테이터를 위한 6개의 탭과, 제 3 스테이터를 위한 12개의 탭이 마찬가지로 가능하다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 3 스테이터의 제 1 탭 및 제 2 탭은 원주방향으로, 특히 각 경우에 적어도 부분적으로 서로 오프셋되고, 특히 각 경우에 완전히 서로 오프셋되어 배열된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 3 스테이터의 제 1 탭 및 제 2 탭은 특히 원주방향으로, 적어도 부분적으로 중첩되고, 바람직하게는 완전히 중첩되고, 특히 축방향으로 서로 정렬되어 배열된다.
다시 말해서, 바람직하게는 제 3 스테이터의 제 1 탭 및 제 2 탭은 적어도 스테이터의 원주부의 일부에 걸쳐, 바람직하게는 스테이터의 전체 원주부에 걸쳐, 특히 중첩 없이, 원주방향으로 교대로 배열된다. 그러나, 대안적으로, 제 1 탭 및 제 2 탭은 또한 원주방향으로 중첩되고, 특히 축방향으로 서로 정렬되어 배열될 수도 있다.
전자의 오프셋 배열은 스테이터가 특히 간단하고 비용 효율적으로, 특히 간단한 펀칭 및 절곡 부품으로 제조될 수 있다는 이점을 가지며, 탭은 스테이터 본체와 함께 펀칭될 수 있고, 그 후에 각각의 관련 축방향으로, 예를 들어 제 1 탭이 "상향으로", 그리고 제 2 탭이 "하향으로" 대응적으로 절곡될 수 있다.
후자의 배열, 특히 정렬된 배열은 축방향으로 일정한 극성을 갖는 자기 구성체가 사용될 수 있다는 이점을 가지며; 특히, 본 발명에 따른 토크 센서 장치에서, 제 1 자속 및 제 2 자속을 반대 방향으로 생성하기 위해, 축방향으로 일정한 극성을 갖는 단일의 슬리브형 자기 요소가 충분하며, 이 자기 요소는 스테이터의 축방향 길이에 걸쳐 연장되고 원주방향으로 교번 극성을 갖는다. 이러한 유형의 자기 요소는 특히 간단하고 따라서 비용 효율적으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 3 스테이터의 제 1 탭은 특히 원주방향으로 제 1 스테이터의 탭으로부터 오프셋되어 배열되고, 특히 제 1 스테이터의 탭 사이에 간격을 두고 맞물리는 방식으로 결합되고, 그리고/또는 제 3 스테이터의 제 2 탭은 원주방향으로 제 2 스테이터의 탭으로부터 오프셋되어 배열되고, 특히 제 2 스테이터의 탭 사이에 간격을 두고 맞물리는 방식으로 결합된다. 특히, 제 3 스테이터의 제 1 탭은 제 1 스테이터의 탭에 맞물리는 방식으로 결합되고, 제 3 스테이터의 제 2 탭은 바람직하게는 제 2 스테이터의 탭에 맞물리는 방식으로 결합된다. 이에 의해, 축방향으로 스테이터 구성체의 특히 콤팩트한 배열 및 자속의 양호한 전달이 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 3 스테이터의 스테이터 링은 특히 중심축에 대해 동심으로 배열되고 반경방향으로 연장되며 환형 디스크 형상인 스테이터 본체에 의해 형성되고, 제 1 탭 및 제 2 탭은 상기 스테이터 본체로부터 멀리, 특히 반대 축방향으로 연장된다. 그러한 스테이터에 의해, 본 발명에 따른 토크 센서 장치, 특히 축방향으로 특히 콤팩트하고 적은 구성요소만을 필요로 하는 토크 센서 장치가 특히 간단한 방식으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 1 탭 및 제 2 탭은 특히 스테이터 본체와 단일 피스로 형성된다. 이것은 특히 콤팩트하고, 일부 경우에 또한 중량을 저감시킨 스테이터 구성체를 허용하고, 본 발명에 따른 토크 센서 장치를 조립하기 위한 매우 적은 조작을 필요로 한다. 이러한 유형의 스테이터에 의해, 본 발명에 따른 토크 센서 장치는 특히 간단한 방식으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 3 스테이터의 스테이터 본체는 특히 반경방향 내측 에지 및 반경방향 외측 에지를 가지며, 제 1 탭 및 제 2 탭은 특히 각 경우에 환형 디스크 형상인 스테이터 본체의 반경방향 내측 에지로부터 멀리, 특히 반대 축방향으로 연장된다. 이러한 유형의 스테이터에 의해, 본 발명에 따른 토크 센서 장치는 특히 간단한 방식으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 대안적이지만 일부 경우에도 마찬가지로 유리한 개선예에서, 제 3 스테이터의 스테이터 링은 특히, 중심축에 대해 동심으로 배열되고 반경방향으로 연장되며 환형 디스크 형상인 제 1 스테이터 본체와, 중심축에 대해 동심으로 배열되고 반경방향으로 연장되며 환형 디스크 형상인 제 2 스테이터 본체를 포함하며, 제 3 스테이터의 제 1 탭은 제 1 스테이터 본체에 연결되고, 특히 그와 단일 피스로서/그와 일체로 형성되며, 제 1 스테이터 본체로부터 멀리 연장되고, 제 3 스테이터의 제 2 탭은 제 2 스테이터 본체에 연결되고, 특히 그와 단일 피스로서/그와 일체로 형성되며, 제 2 스테이터 본체로부터 멀리 연장된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 1 스테이터 본체 및 제 2 스테이터 본체는 특히 축방향으로 서로 이격되어 배열된다. 다시 말해서, 탭이 반대 축방향으로 연장되는 환형 디스크 형상의 단 하나의 스테이터 본체를 갖는 전술한 실시예와 대안적으로, 제 3 스테이터는 또한, 각 경우에 제 1 스테이터 또는 제 2 스테이터로 구성되고 각 경우에 탭이 서로로부터 멀리 향하도록 배열된 2개의 스테이터, 특히 2개의 스테이터에 의해 형성될 수 있다. 이것은 간단한 방식으로, 특히 기존의 구성요소 또는 조립체에 기초하여, 외부 간섭 자기장에 대한 보상을 허용하는 토크 센서 장치를 제공하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 대안적이지만 일부 경우에도 마찬가지로 유리한 개선예에서, 토크 센서 장치는 특히 축방향으로 서로 상하로 배열되고 종래 기술로부터 알려진 2개의 토크 센서 조립체, 예를 들어 DE 10 2013 006 379 A1 또는 EP 1 269 133 B1에 따라 구성되는, 예를 들어 각 경우에 적어도 하나의 자기 요소, 2개의 스테이터 요소 및 적어도 하나의 관련 자기 센서를 갖는 2개의 각 경우에 동일한 토크 센서 조립체를 가지며, 제 3 스테이터는 각 경우에 2개의 인접한 중간 스테이터에 의해 형성되고, 2개의 토크 센서 조립체는 특히 각각의 조립체의 자석과 스테이터 요소 사이의 상대 이동이 관련 자기 센서로 전달되는 자속을 생성하도록 구성 및 배열되고, 2개의 조립체는 각 경우에, 본 발명에 따르면, 제 1 자속 방향을 갖는 제 1 자속 및 반대의 제 2 자속 방향을 갖는 제 2 자속이 특히 동시에 생성되도록 서로에 대해 배열된다. 이것은 간단한 방식으로, 특히 기존의 구성요소 또는 조립체에 기초하여, 외부 간섭 자기장에 대한 보상을 허용하는 토크 센서 장치를 제공하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 자기 구성체는 축방향으로, 특히 제 3 스테이터의 전체 축방향 길이에 걸쳐, 특히 축방향으로 제 1 및 제 2 탭을 따라 연장되는 자기 요소를 갖는다. 이것은 단 하나의 자기 요소만을 필요로 하는 토크 센서 장치를 제공하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 자기 구성체, 특히 적어도 하나의 자기 요소의 극성은 축방향으로 일정하다. 이것은 특히 간단하고 따라서 비용 효율적으로 자기 요소를 제조하는 것을 가능하게 한다. 이러한 경우에, 특히 반대 자속 방향을 갖는 제 1 자속 및 제 2 자속을 생성하기 위해, 제 3 스테이터의 제 1 탭 및 제 2 탭은 각 경우에 원주부에 걸쳐 축방향으로 정렬되어 배열된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 특히 유리한 개선예에서, 특히 자기 구성체, 특히 적어도 하나의 자기 요소의 극성은 축방향으로 일정하고, 토크 센서 장치는 또한 제 3 스테이터를 가지며, 제 3 스테이터의 제 1 탭 및 제 2 탭은 원주방향으로 완전히 중첩되고, 특히 축방향으로 서로 정렬되어 배열되고, 제 3 스테이터의 제 1 탭 및 제 2 탭은 각 경우에 특히 원주방향으로, 상이한 극성의 섹션과 적어도 부분적으로 중첩된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한, 특히 대안적인 개선예에서, 자기 구성체는 특히, 축방향으로 연장되는 제 1 섹션 및 축방향으로 연장되는 제 2 섹션을 가지며, 자기 구성체의 원주방향의 적어도 하나의 위치, 특히 원주방향의 각 위치에서, 이러한 위치에서의 제 1 축방향 섹션의 극성은 이러한 위치에서의 제 2 축방향 섹션의 극성과 반대이다.
제 1 섹션은 여기서는 특히 제 3 스테이터의 제 1 탭을 따라 축방향으로 연장된다. 제 2 섹션은 특히 제 3 스테이터의 제 2 탭을 따라 축방향으로 연장된다. 이것은 반대 자속 방향을 갖는 제 1 자속 및 제 2 자속을 생성하기 위해 이러한 경우에 원주방향으로 오프셋되어 배열된 제 1 및 제 2 탭을 갖는 펀칭 및 절곡 부품으로서 제 3 스테이터를 제조할 수 있게 한다.
개발예에서, 자기 구성체는 특히 축방향으로 연장되는 제 1 섹션 및 축방향으로 연장되는 제 2 섹션을 가지며, 자기 구성체의 원주방향의 적어도 하나의 위치, 특히 원주방향의 각 위치에서, 이러한 위치에서의 제 1 축방향 섹션의 극성은 이러한 위치에서의 제 2 축방향 섹션의 극성과 반대이며, 토크 센서 장치는 또한 제 3 스테이터를 가지며, 제 3 스테이터의 제 1 탭 및 제 2 탭은 원주방향으로, 각 경우에 적어도 부분적으로 서로 오프셋되고, 특히 각 경우에 완전히 서로 오프셋되어 배열되고, 제 3 스테이터의 제 1 탭 및 제 2 탭은 각 경우에 특히 원주방향으로, 상이한 극성의 섹션과 적어도 부분적으로 중첩된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 1 축방향 섹션 및 제 2 축방향 섹션은 특히 축방향으로 서로 접하여 있으며, 특히 공통 자기 요소의 일부이고, 특히 제 3 스테이터의 전체 축방향 길이에 걸쳐 축방향으로 연장되는 자기 요소의 일부이다. 이것은 축방향으로 특히 콤팩트한 구성을 달성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 자기 구성체는 원주방향으로 교대로 배열된 자극을 각각 갖는 2개의 축방향 섹션을 가지는 단일 자기 요소를 포함하며, 2개의 축방향 섹션은 항상 반대 자극이 축방향으로 인접하고, 특히 서로 접하도록 자극에 의해 원주방향으로 서로 오프셋되어 배열된다. 이것은 축방향으로 특히 콤팩트한 구성을 달성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 자기 센서 구성체의 적어도 하나의 자기 센서, 특히 자기 센서 모두는 연결 핀을 갖는 유선 자기 센서이며, 자기 센서는 제 3 스테이터와, 다른 2개의 스테이터 중 하나 사이에 축방향으로 배열되고, 특히 연결 핀이 반경방향 외측으로 향하도록 배열된다. 이것은 유선 자기 센서에 의해 콤팩트한 배열을 달성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 적어도 하나의 유선 자기 센서의 연결 핀은 인쇄 회로 기판 상에, 특히 인쇄 회로 기판 평면이 스테이터 구성체 또는 토크 센서 장치의 중심축에 평행하게 배향되어 배열된 인쇄 회로 기판 상에 납땜된다. 대안적으로, 연결 핀은 또한 리드프레임(leadframe)에 연결될 수 있으며, 특히 리드프레임 내로, 특히 리드프레임 평면이 스테이터 구성체의 중심축에 평행하게 배향되어 배열된 리드프레임 내로 직접 플러깅(plugging)될 수 있다. 이것은 유선 자기 센서에 의해 인쇄 회로 기판에 대한 콤팩트한 배열 및 연결을 달성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 대안적인 개선에서, 특히 자기 센서 구성체의 적어도 하나의 자기 센서, 특히 자기 센서 모두는 SMD 자기 센서이며, 자기 센서는 특히 축방향으로 제 3 스테이터와 동일한 높이에 배열되고, 특히 인쇄 회로 기판 평면이 스테이터 구성체 또는 토크 센서 장치의 중심축에 대해 수직으로 배향되어 배열된 인쇄 회로 기판 상에 배열된다. 이것은 SMD 자기 센서에 의해 인쇄 회로 기판에 대한 콤팩트한 배열 및 연결을 달성하는 것을 가능하게 한다.
"SMD"는 표면 실장 장치(Surface-Mounted-Device)를 나타내며, "관통 구멍 기술(Through Hole Technology, THT)"에 제공되는 전술한 "유선" 구성요소와 대조적으로, SMD 구성요소는 어떠한 와이어 연결도 갖지 않고, 대신에 납땜 가능한 연결 표면에 의해 인쇄 회로 기판 상에 직접 납땜될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 토크 센서 장치는 특히 제 1 자속을 포커싱, 특히 증폭시키고 제 1 자속을 자기 센서 구성체, 특히 제 1 자기 센서에 전달하기 위한 2개의 자속 전도체를 갖는 제 1 자속 전도체 쌍과, 제 2 자속을 포커싱, 특히 증폭시키고 제 2 자속을 자기 센서 구성체, 특히 제 2 자기 센서에 전달하기 위한 2개의 자속 전도체를 갖는 제 2 자속 전도체 쌍을 가지며, 특히 자속 전도체 중 적어도 2개는 기하학적으로 동일하거나 동일한 부품이다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 적어도 하나의 자속 전도체, 바람직하게는 모든 자속 전도체는 펀칭 부품 또는 펀칭 및 절곡 부품이다. 이것은 특히 자속 전도체를 간단하고 비용 효율적이며, 기하형상과 관련하여 유연하게 제조할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 자기 센서 구성체의 2개의 자기 센서가 유선 자기 센서인 경우, 특히 제 1 자속 전도체 쌍 및/또는 제 2 자속 전도체 쌍의 2개의 자속 전도체는 각 경우에 기하학적으로 동일하거나 동일한 부품이며, 특히 모든 자속 전도체는 기하학적으로 동일하고, 특히 동일한 부품이다. 이것은 잠재적인 비용 절감을 야기한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 제 1 자속 전도체 쌍의 적어도 하나의 자속 전도체 및 제 2 자속 전도체 쌍의 하나의 자속 전도체는 특히 자기 센서 구성체의 2개의 자기 센서가 SMD 자기 센서인 경우, 동일하거나 동일한 부품이며, 특히 제 1 자속 전도체 쌍의 제 1 자속 전도체는 제 2 자속 전도체 쌍의 제 1 자속 전도체와 기하학적으로 동일하거나, 동일한 부품이고, 제 1 자속 전도체 쌍의 제 2 자속 전도체는 제 2 자속 전도체 쌍의 제 2 자속 전도체와 기하학적으로 동일하다. SMD 자기 센서가 사용되는 경우, 자속 전도체 쌍 당 2개의 상이한 자속 전도체 기하형상이 각 경우에 요구된다. 각 경우에 상이한 쌍의 2개의 자속 전도체가 동일한 경우, 부품의 다양성 감소로 인해 잠재적인 비용 절감이 발생한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 자기 센서 구성체의 2개의 자기 센서가 유선 자기 센서인 경우, 특히 제 1 자속 전도체 쌍의 자속 전도체는 제 3 스테이터와 제 1 스테이터 사이에 축방향으로 배열되고, 제 2 자속 전도체 쌍의 자속 전도체는 제 3 스테이터와 제 2 스테이터 사이에 배열되며, 제 1 자기 센서는 특히 제 1 자속 전도체 쌍의 2개의 자속 전도체 사이에 배열되고, 제 2 자기 센서는 특히 제 2 자속 전도체 쌍의 2개의 자속 전도체 사이에 배열된다. 이것은 구성 공간을 절약하는 기능적으로 유리한 배열을 야기한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 자기 센서 구성체의 2개의 자기 센서가 SMD 자기 센서인 경우, 특히 자속 전도체는 각 경우에 수집 표면과, 중심축에 대해 수직으로 연장되고 수집 표면으로부터 반경방향 외측으로 돌출된 탭을 가지며, 특히 각 경우에 자속 전도체 쌍의 자속 전도체의 탭은 서로 반대측에 배열되고, 관련 자기 센서는 특히 그 사이에 배열된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 자기 센서 구성체의 2개의 자기 센서가 SMD 자기 센서인 경우, 자속 전도체의 수집 표면은 특히 각 경우에 중심축에 대해 수직으로, 즉 반경방향 및 원주방향으로 연장되고, 제 1 자속 전도체의 경우에는, 수집 표면 및 탭이 바람직하게는 축방향으로 상이한 평면 상에 배열되는 한편, 제 2 자속 전도체의 경우에는, 탭이 특히 각 경우에 관련 수집 표면을 갖는 하나의 평면에 놓이며, 제 2 자속 전도체는 특히 L자형(수집 표면의 단부에 배열된 탭) 또는 T자형(수집 표면의 중앙에 배열된 탭)이다. 제 1 자속 전도체의 경우에, 탭 및 수집 표면은 바람직하게는 상이한 평면 사이의 오프셋을 보상하기 위해, 축방향으로 연장되는 연결 섹션에 의해 연결된다. 이것은 자속 전도체의 기능적으로 유리하지만 그럼에도 불구하고 단순한 구성 및 배열을 달성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 1 자속 전도체 쌍의 제 1 자속 전도체, 특히 그 수집 표면은 특히 제 1 스테이터와 제 3 스테이터 사이에 축방향으로 배열되고, 관련 제 2 자속 전도체, 특히 그의 수집 표면은 제 3 스테이터와 제 2 스테이터 사이에 배열된다. 제 2 자속 전도체 쌍의 제 1 자속 전도체, 특히 그 수집 표면은 특히 제 2 스테이터와 제 3 스테이터 사이에 배열되고, 관련 제 2 자속 전도체는 특히 제 3 스테이터와 제 1 스테이터 사이에 배열된다.
대안적으로, 2개의 외부 자속 전도체 또는 2개 중 하나만이 제 1 또는 제 2 스테이터 외부에 축방향으로 배열될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 하나 이상의 자속 전도체는 또한 예를 들어 축방향 및 원주방향으로 연장되고, 특히 에지에서 반경방향 외측으로 제 1 또는 제 2 스테이터의 스테이터 본체를 지나 또는 제 3 스테이터의 스테이터 링을 지나 돌출될 수 있는 하나 이상의 추가 수집 표면을 가질 수 있다. 이러한 수단에 의해, 대응하는 구성에서, 자속의 보다 양호한 포커싱 또는 집중이 달성될 수 있으며, 그 결과 적어도 하나의 센서 신호의 신호 품질이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 자기 센서 구성체의 2개의 자기 센서가 SMD 자기 센서인 경우, 전술한 개선예에 대한 대안으로서, 적어도 하나의 자속 전도체, 특히 모든 자속 전도체의 수집 표면은 각 경우에 스테이터 구성체의 중심축에 평행하게, 즉 원주방향 및 축방향으로 연장될 수 있으며, 이러한 경우에, 적어도 하나의 수집 표면은 원주부에 걸쳐 부분적으로만 연장되는 링 세그먼트 또는 링 케이싱 세그먼트에 의해, 또는 사실상 전체 범위에 걸쳐 연장되는 링 세그먼트 또는 링 케이싱 세그먼트에 의해, 또는 원주방향으로 폐쇄된 링 또는 링 케이싱에 의해 형성될 수 있다. 일부 응용에서, 이러한 배열에 의해 자속의 보다 양호한 포커싱 또는 집중이 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 제 1 자속 전도체 쌍의 제 1 자속 전도체의 수집 표면은 특히 제 1 스테이터의 스테이터 본체의 에지를 지나 축방향으로 돌출된다. 일부 응용에서, 이러한 배열에 의해 자속의 보다 양호한 포커싱 또는 집중이 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 제 2 자속 전도체 쌍의 제 2 자속 전도체의 수집 표면은 특히 제 2 스테이터의 스테이터 본체의 에지를 지나 축방향으로 돌출된다. 일부 응용에서, 이러한 배열에 의해 자속의 보다 양호한 포커싱 또는 집중이 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 특히 제 1 자속 전도체 쌍 및 제 2 자속 전도체 쌍의 제 2 자속 전도체의 수집 표면은 각 경우에 특히 제 3 스테이터의 스테이터 링의 에지를 지나 축방향으로 돌출된다. 일부 응용에서, 이러한 배열에 의해 자속의 보다 양호한 포커싱 또는 집중이 달성될 수 있다.
제 2 자속 전도체는 또한 이러한 경우에 공통 자속 전도체로 조합될 수 있으며, 특히 하나의 피스로 또는 일체형으로 형성될 수 있다.
토크 센서 장치, 특히 본 발명에 따른 전술한 토크 센서 장치에 의해 샤프트에 인가된 토크를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법은,
- 제 1 자기 센서에 의해 제 1 자속 밀도를 검출하고 제 1 센서 신호를 생성하는 단계와,
- 제 2 자기 센서에 의해 제 2 자속 밀도를 검출하고 제 2 센서 신호를 생성하는 단계와,
- 제 1 센서 신호 및 제 2 센서 신호로부터 차이를 계산하는 단계와,
- 제 1 센서 신호 및 제 2 센서 신호로부터 계산된 차이에 따라 샤프트에 인가된 토크를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
자속 밀도, 특히 그 변화가 자기 구성체와 스테이터 구성체 사이의 상대 이동에 의해 생성되는 그러한 방법에 의해, 토크 센서 장치 주변에 존재하는 외부 간섭 자기장으로 인한 간섭은, 특히 자동차의 조향 샤프트에 인가된 토크가 검출될 때, 평균화함으로써, 적어도 부분적으로, 일부 경우에는 또한 완전히 보상될 수 있거나, 간단한 방식으로 특히 제거될 수 있거나, 소거될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 개선예에서, 샤프트에 인가된 토크가 제 1 센서 신호 및 제 2 센서 신호로부터 계산된 차이에 따라 결정되기 전에, 계산된 차이를 2의 계수(factor)로 나눈다. 그 결과, 종래 기술로부터 알려진 토크 센서 장치에 대한 필적하고, 특히 동일하며 유용한 신호가 간단한 방식으로 얻어지고, 따라서 종래 기술로부터 알려진 토크 센서 장치의 제어 장치 및/또는 결정된 유용한 신호에 따라 인가된 토크를 결정하기 위한 이전에 사용된 알고리즘은 특히 변경되지 않은 채로 채용될 수 있다.
이 방법은 하기의 예를 참조하여 보다 상세하게 설명되도록 의도된다.
샤프트에 인가된 토크가 본 발명에 따른 토크 센서 장치에 의해 검출될 때, 제 1 자속 또는 제 2 자속에 의해 각각 특징지어지고 각 경우에 크기가 동일하고 반대 방향으로 배향된 2개의 대칭적인 "유용한 자기장(useful field)"이 발생한다. 토크 센서 장치 주변에 외부 간섭 자기장이 있는 경우, 일반적으로 유용한 자기장 둘 모두에 균등하게 중첩되기에 충분한 근사치가 가정될 수 있다.
연관된 유용한 신호, 즉 검출된 제 1 및 제 2 자속으로부터 생성된 제 1 및 제 2 센서 신호가 각 경우에 본 발명에 따라 검출되고 이들로부터 차이가 형성되면, 외부 간섭 자기장에 의해 유발되는 부분은 평균화되며, 이는 하기의 수학식을 참조하면 간단하게 이해된다: 유용한 신호 N1 = X(mT), 유용한 신호 N2 = -X(mT).
간섭 신호 S = Y(mT)는 유용한 신호 N1과 N2 모두에 균등하게 부가적으로 중첩되고, 이는 결과적인 개별 신호 N1s = X+Y(mT), N2s = -X+Y(mT)로 이어진다.
간섭 S = Y(mT) = 0, 즉 간섭이 없는 경우, 출력 신호는 차이 계산 후에 하기와 같이 된다: A = N1-N2 = 2X(mT).
간섭이 중첩되면, 출력 신호는 차이 계산 후에 하기와 같이 된다: As = N1s-N2s = X+Y-(-X+Y) = 2X(mT) = A, 즉 간섭 부분이 평균화되었고, 출력 신호는 간섭이 존재함에도 불구하고, 간섭이 없는 출력 신호에 대응한다.
또한 이것을 2로 나누면, 그 결과는 A/2 = X(mT), 즉 순수하고 단순한 유용한 신호가 된다.
샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한, 특히 자동차의 조향 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한 토크 센서 장치, 특히 본 발명에 따른 토크 센서 장치를 위한 본 발명에 따른 스테이터는, 반경방향으로 연장되는 스테이터 본체와, 제 1 탭 및 제 2 탭을 포함하며, 제 1 탭 및 제 2 탭 각각은 상기 스테이터 본체로부터 멀리 반대 축방향으로 연장된다. 이러한 유형의 스테이터에 의해, 본 발명에 따른 토크 센서 장치는 특히 간단한 방식으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 제 1 탭 및 제 2 탭은 특히 스테이터 본체와 단일 피스로 형성된다.
본 발명에 따른 토크 센서 장치의 유리한 개선예에서, 스테이터 본체는 특히 환형 디스크의 형상이고 반경방향 내측 에지 및 반경방향 외측 에지를 가지며, 제 1 탭 및 제 2 탭은 특히 각 경우에 환형 디스크 형상인 스테이터 본체의 반경방향 내측 에지로부터 멀리, 특히 반대 축방향으로 연장된다.
본 발명에 따른 스테이터의 유리한 실시예에서, 제 1 탭 및 제 2 탭은 원주방향으로, 각 경우에 적어도 부분적으로 서로 오프셋되고, 특히 각 경우에 완전히 서로 오프셋되어 배열되거나, 또는 제 1 탭 및 제 2 탭은 원주방향으로, 적어도 부분적으로 중첩되고, 바람직하게는 완전히 중첩되고, 특히 축방향으로 서로 정렬되어 배열된다.
샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한, 특히 자동차의 조향 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한 토크 센서 장치, 특히 본 발명에 따른 토크 센서 장치를 위한 스테이터 구성체는 중심축을 따라 서로에 대해 동심으로 배열된 제 1 스테이터, 제 2 스테이터 및 제 3 스테이터를 가지며, 제 3 스테이터는 제 1 스테이터와 제 2 스테이터 사이에 중심축에 대해 축방향으로 배열되고, 제 3 스테이터는 본 발명에 따라 구성된다. 이러한 유형의 스테이터 구성체에 의해, 본 발명에 따른 토크 센서 장치는 특히 간단한 방식으로 형성될 수 있다.
토크 센서 장치와 관련하여 설명된 특징 및 제시된 실시예 및 그 이점은 본 발명에 따른 방법, 본 발명에 따른 스테이터, 및 본 발명에 따른 스테이터 구성체에 대응적으로 적용되며, 그 반대도 마찬가지이다.
본 발명의 추가 특징은 청구범위, 도면 및 도면의 설명으로부터 나타난다. 상기 설명에서 언급된 모든 특징 및 특징의 조합과, 또한 하기의 도면의 설명에서 언급되고 그리고/또는 도면에만 도시된 특징 및 특징의 조합은 각각 나타낸 조합뿐만 아니라, 기술적으로 실현 가능하고 특히 편리하다면 다른 조합으로 또는 그 자체로 사용될 수 있다.
이제, 본 발명은 첨부 도면을 참조하여 복수의 바람직한 예시적인 실시예에 기초하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도면에 있어서, 각 경우에 개략적으로:
도 1은 본 발명에 따른 스테이터의 제 1 예시적인 실시예를 가지는 본 발명에 따른 스테이터 구성체의 제 1 예시적인 실시예를 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 1 예시적인 실시예를 사시도로 도시하고,
도 2a는 자기 센서가 없는 도 1의 토크 센서 장치를 도 1보다 상세한 마찬가지의 사시도로 도시하고,
도 2b는 자기 요소가 없는 도 1의 토크 센서 장치를 도시하고,
도 2c는 도 2a의 토크 센서 장치의 자기 요소를 개별 부분의 도시로 도시하고,
도 2d는 도 1 및 도 2a의 본 발명에 따른 스테이터를 개별 부분의 도시로 사시도로 도시하고,
도 3a는 본 발명에 따른 스테이터의 제 2 예시적인 실시예를 가지는 본 발명에 따른 스테이터 구성체의 제 2 예시적인 실시예를 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 2 예시적인 실시예를 사시도로 도시하고,
도 3b는 자속 전도체가 없는 도 3a의 토크 센서 장치를 측면도로 도시하고,
도 3c는 자기 요소가 없는 도 3a의 토크 센서 장치를 도시하고,
도 3d는 도 3a의 본 발명에 따른 스테이터를 개별 부분의 도시로 사시도로 도시하고,
도 4는 인쇄 회로 기판에 납땜된 자기 센서를 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 3 예시적인 실시예를 사시도로 도시하고,
도 5는 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 4 예시적인 실시예를 사시도로 도시하고,
도 6은 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 5 예시적인 실시예를 사시도로 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 6 예시적인 실시예를 사시도로 도시한다.
도면에 있어서, 각 경우에 개략적으로:
도 1은 본 발명에 따른 스테이터의 제 1 예시적인 실시예를 가지는 본 발명에 따른 스테이터 구성체의 제 1 예시적인 실시예를 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 1 예시적인 실시예를 사시도로 도시하고,
도 2a는 자기 센서가 없는 도 1의 토크 센서 장치를 도 1보다 상세한 마찬가지의 사시도로 도시하고,
도 2b는 자기 요소가 없는 도 1의 토크 센서 장치를 도시하고,
도 2c는 도 2a의 토크 센서 장치의 자기 요소를 개별 부분의 도시로 도시하고,
도 2d는 도 1 및 도 2a의 본 발명에 따른 스테이터를 개별 부분의 도시로 사시도로 도시하고,
도 3a는 본 발명에 따른 스테이터의 제 2 예시적인 실시예를 가지는 본 발명에 따른 스테이터 구성체의 제 2 예시적인 실시예를 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 2 예시적인 실시예를 사시도로 도시하고,
도 3b는 자속 전도체가 없는 도 3a의 토크 센서 장치를 측면도로 도시하고,
도 3c는 자기 요소가 없는 도 3a의 토크 센서 장치를 도시하고,
도 3d는 도 3a의 본 발명에 따른 스테이터를 개별 부분의 도시로 사시도로 도시하고,
도 4는 인쇄 회로 기판에 납땜된 자기 센서를 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 3 예시적인 실시예를 사시도로 도시하고,
도 5는 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 4 예시적인 실시예를 사시도로 도시하고,
도 6은 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 5 예시적인 실시예를 사시도로 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 토크 센서 장치의 제 6 예시적인 실시예를 사시도로 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 스테이터(11C)의 제 1 예시적인 실시예를 가지는 본 발명에 따른 스테이터 구성체(11)의 제 1 예시적인 실시예를 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치(10)의 제 1 예시적인 실시예를 사시도로 도시하며, 토크 센서 장치(10)는 자동차의 조향 샤프트(여기서는 도시되지 않음)에 인가된 토크를 검출하도록 구성되고, 조향 샤프트의 회전축에 대해 중심축(Z)과 동심으로 배열될 수 있고, 종래 기술로부터 기본적으로 알려진 방식으로 조향 샤프트에 연결될 수 있으며, 조향 샤프트는 각 경우에 비틀림 바아에 의해 축방향으로 연결되어 토크의 인가에 의해 서로에 대해 비틀릴 수 있는 제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는다. 본 발명에 따른 토크 센서 장치(10)의 도움으로 비틀림이 검출될 수 있고, 상기 비틀림에 기초하여 샤프트에 인가된 토크가 결정될 수 있다.
개별 구성요소의 다각형 형상 또는 윤곽(사실상 모든 도면에서 볼 수 있음)은 그래픽 단순화 목적으로만 사용된다. 바람직하게는, 각각의 구성요소는 각 경우에 원형 윤곽을 갖는다.
자기장을 생성하도록 구성된 자기 요소(12)를 갖는 자기 구성체는 조향 샤프트의 제 1 부분에 그와 함께 회전하도록 연결될 수 있는 한편, 스테이터 구성체(11)는 조향 샤프트의 제 2 부분에 그와 함께 회전하게 연결되도록 구성되고, 스테이터 홀더(여기서는 도시되지 않음)를 통해 조향 샤프트의 제 2 부분에 그와 함께 회전하도록 연결될 수 있다.
샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위해, 본 발명에 따른 토크 센서 장치(10)는 이러한 예에서 단일 자기 요소(12)를 갖는 자기 구성체, 스테이터 구성체(11) 및 자기 센서 구성체(13)를 갖는다.
자기 구성체, 특히 자기 요소(12), 및 스테이터 구성체(11)는 여기서는 서로에 대해 원주방향으로, 즉 중심축(Z) 주위로 이동 가능하며, 본 발명에 따르면, 특히 조향 샤프트에 토크를 인가한 결과로서, 대응하는 상대 이동에 의해, 제 1 자속 방향을 갖는 제 1 자속(F1)이 생성되고, 제 1 자속 방향과 반대인 제 2 자속 방향을 갖는 제 2 자속(F2)이 생성되도록(도 2a 참조) 서로에 대해 구성 및 배열되고, 제 1 자속은 자기 센서 구성체(13)의 제 1 자기 센서(13A)에 의해 검출될 수 있고, 제 2 자속은 제 2 자기 센서(13B)에 의해 검출될 수 있다.
자기 요소(12)는 여기서는 스테이터 구성체(11) 내에, 특히 스테이터 구성체(11)에 대해 또는 토크 센서 장치(10)의 중심축(Z)에 대해 동심으로, 그리고 그들 사이에 공극을 갖고서 배열되며, 자기 요소(12)는 여기서는 사실상 스테이터 구성체(11)의 전체 길이에 걸쳐 중심축(Z)을 따라 축방향으로 연장되고, 스테이터 구성체(11)는 도 1에 도시된 예시를 참조하면, 에지에서만, 자기 요소(12)를 지나 약간 상향으로 그리고 약간 하향으로 돌출되어 있다.
그러나, 대안적으로, 자기 요소(12)는 또한 스테이터 구성체(11)보다 축방향으로 더 길 수 있으며, 즉 에지(11A/11B)를 지나 상부 및/또는 하부로 돌출될 수 있다. 따라서, 스테이터 요소(11)와 자기 요소(12) 사이의 공차가 구성요소의 대칭에 영향을 미치지 않기 때문에, 이것은 특히 도 3에 따른 구성에서 유리하다.
도 1에 따른 스테이터 구성체(11)는 마찬가지로 서로에 대해 동심으로 배열된 총 3개의 스테이터, 즉 제 1 스테이터(11A), 제 2 스테이터(11B) 및 제 3 스테이터(11C)를 갖는다. 제 3 스테이터(11C)는 여기서는 제 1 스테이터(11A)와 제 2 스테이터(11B) 사이에서 중심축(Z)에 대해 축방향으로 배열된다. 3개의 스테이터(11A, 11B 및 11C) 모두는 각각 환형 디스크 형상의 스테이터 본체(R1, R2 및 R3)와, 각 경우에 스테이터 본체로부터 축방향으로 멀리 연장되는 탭(tab)(L1, L2, L3-1 및 L3-2)을 갖는다.
탭(L2)을 갖는 제 2 스테이터(11B)와 정확히 유사하게, 제 1 스테이터(11A)는 각 경우에 일방향으로만 연장되는 탭(L1)을 갖는 한편, 제 3 스테이터(11C)는 본 발명에 따르면, 스테이터 본체(R3)로부터 제 1 축방향으로 멀리 연장되는 제 1 탭(L3-1)과, 스테이터 본체(R3)로부터 반대 축방향으로 멀리 연장되는 제 2 탭(L3-2)을 갖는다.
제 1 스테이터(11A) 및 제 2 스테이터(11B)의 탭(L1 및 L2) 각각은 각 경우에 제 3 스테이터(11C)의 방향으로 연장되고, 제 3 스테이터(11C)의 제 1 탭(L3-1)은 제 1 스테이터(11A)의 방향으로 연장되고, 제 3 스테이터(11C)의 제 2 탭(L3-2)은 제 2 스테이터(11B)의 방향으로 연장된다.
3개의 스테이터(11A, 11B 및 11C)의 개별 탭(L1, L2, L3-1 및 L3-2)은 각 경우에 그 사이에 대응하는 간격을 갖고서 원주방향으로 균일하게 분포되어 배열되며, 제 1 스테이터(11A)와 제 2 스테이터(11B) 각각은 원주방향으로 균일하게 분포된 8개의 탭을 갖는 한편, 제 3 스테이터(11C)는 총 16개의 탭(L3-1 및 L3-2), 특히 8개의 제 1 탭(L3-1) 및 8개의 제 2 탭(L3-2)을 갖는다(또한 도 2a, 도 2b 및 도 2d 참조).
본 발명에 따른 스테이터(11C)의 이러한 예시적인 실시예에서, 제 3 스테이터(11C)의 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 완전히 서로 오프셋된 상태로 그리고 각 경우에 원주방향으로 교대로 배열된다. 여기서는, 개별 스테이터(11A, 11B 및 11C)는 제 1 스테이터(11A)의 탭(L1)과 제 3 스테이터(11C)의 제 1 탭(L3-1)이 서로 맞물리는 방식으로 결합하도록 서로에 대해 배열되며, 제 2 스테이터(11B)의 탭(L2) 및 제 3 스테이터(11C)의 제 2 탭(L3-2)도 마찬가지이다.
제 1 스테이터(11A)와 제 3 스테이터(11C) 사이에 생성되는 제 1 자속(F1)을 검출하기 위해, 제 1 자기 센서(13A)가 제공되고, 제 2 스테이터(11B)와 제 3 스테이터(11C) 사이에 생성되는 제 2 자속(F2)을 검출하기 위해, 제 2 자기 센서(13B)가 제공되며, 이러한 예시적인 실시예에서, 2개의 자기 센서(13A 및 13B)는 각 경우에, 전기 접촉 연결을 위해, 특히 인쇄 회로 기판(도 1에는 도시되지 않음)에 대한 납땜을 위해, 연결 핀(마찬가지로, 도 1에는 도시되지 않음)을 갖는 유선 자기 센서(13A 및 13B)이다(도 4 참조: 인쇄 회로 기판(LP) 및 연결 핀(31)).
각 경우에 자속 전도체 쌍(14 및 15)을 형성하는 자속 전도체(14A, 14B, 15A 및 15B) 각각은 자속(F1, F2)을 포커싱시키거나 증폭시키도록 제공되며, 제 1 자속(F1)은 제 1 자속 전도체 쌍(14)에 의해 포커싱 및 증폭되고, 제 1 자기 센서(13A)에 전도되고, 제 2 자기 센서(13B)에 의해 검출되는 제 2 자속(F2)은 제 2 자속 전도체 쌍(15)에 의해 포커싱 및 증폭된다.
이러한 예시적인 실시예에서, 4개의 자속 전도체(14A, 14B, 15A, 15B) 모두는 동일하며, 즉 동일한 부품이며, 환형 디스크 형상의 스테이터 본체(R1, R2 및 R3) 내에 반경방향으로, 각 경우에 그 사이에 축방향 거리를 갖고서, 그리고 각 경우에 2개의 관련 스테이터(11A와 11C, 및 11B와 11C) 사이에 배열된 직사각형의 편평한 플레이트형 세그먼트에 의해 각각 형성된다. 대안적으로, 자속 전도체(14A, 14B, 15A 및 15B) 중 하나 이상은, 특히 스테이터 본체(R1, R2 및 R3)에 평행한 에지를 갖는, 곡선형 세그먼트로서 구성될 수도 있다.
이러한 경우에, 제 1 자기 센서(13A) 및 제 2 자기 센서(13B)는 유선 자기 센서(13A 및 13B)로서 구성되기 때문에, 각 경우에 각자의 관련 자속 전도체 쌍(14 및 15)의 2개의 관련 자속 전도체(14A와 14B, 및 15A와 15B) 사이에 축방향으로 샌드위치형 방식으로 각각 배열된다.
도 2a는 자기 센서(13A 및 13B)가 없는 도 1의 토크 센서 장치(10)를 도 1보다 상세한 마찬가지의 사시도로 도시하며, 특히 도 2b 내지 도 2d와 함께 도 2a를 참조하면, 특히 서로 맞물리는 탭(L1, L2, L3-1 및 L3-2)을 갖는 스테이터 구성체(11)와, 자기 요소(12)의 구성을 알 수 있다.
도 2b는 자기 요소(12)가 없는 도 1의 토크 센서 장치(10)를 도시하고, 도 2c는 도 2a의 토크 센서 장치의 자기 요소(12)를 개별 부분의 도시로 도시하고, 도 2d는 도 1 및 도 2a의 본 발명에 따른 스테이터(11C)를 개별 부분의 도시로 사시도로 도시한다.
도 2a 및 도 2c를 참조하여 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 이러한 예시적인 실시예에서, 자기 요소(12)는 각 경우에 원주방향으로 교대로 있는 변화하는 극성(P1 및 P2)을 각각 갖는 2개의 축방향 섹션(12A 및 12B)을 가지는 영구 자석 형태의 폐쇄 링 자석이며, 2개의 축방향 섹션(12A 및 12B)은 각각 자극(P1 및 P2)에 의해 원주방향으로 서로 오프셋되어 배열된다.
스테이터 구성체(11)와 관련하여, 특히 도 2d에 따라 구성되고 원주방향으로 서로 오프셋되어 배열된 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)을 갖는 본 발명에 따른 제 3 스테이터(11C)와 관련하여, 전술한 방식으로 구성된 자기 요소(12)와 스테이터 구성체(11) 사이의 원주방향으로의 상대 이동은 제 1 자속(F1) 및 제 2 자속(F2)이 각 경우에 반대 방향으로, 그러나 동일한 크기로, 즉 동일한 양으로 생성되게 하며, 이는 예로서 도면 우측에서 화살표 또는 벡터로 기호화되어 있다. 자속(F1 및 F2)의 벡터의 각각의 배향은 자기 요소(12)와 스테이터 구성체(11) 사이의 원주방향으로의 상대 이동 방향에 따라 달라진다. 따라서, 자속(F1 및 F2)의 벡터는 제 1 방향으로의 서로에 대한 상대 이동, 및 제 2 방향으로의 서로로부터 멀어지는 상대 이동을 나타낸다.
이것은 자기 센서(13A 및 13B)에 의해 각각 검출된 자속(F1 및 F2)의 결과로 생성된 센서 신호 사이의 차이의 간단한 계산에 의해, 평균화하고, 그에 따라 외부 간섭 자기장에 의해 유발되고 각 경우에 제 1 자속(F1) 및 제 2 자속(F2)의 동일한 바람직하지 않은 영향을 초래하는 간섭을 제거하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 스테이터(21C)의 제 2 예시적인 실시예를 가지는 본 발명에 따른 스테이터 구성체(21)의 제 2 예시적인 실시예를 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치(20)의 제 2 예시적인 실시예가 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 하기에서 설명되며, 도 3a는 본 발명에 따른 토크 센서 장치(20)의 제 2 예시적인 실시예를 사시도로 도시한다.
도 3b는 자속 전도체(14, 15 및 14A, 14B, 15A, 15B)가 없는 토크 센서 장치(20)를 측면도로 도시한다. 도 3c는 본 경우에는 자기 요소(22)가 없는 토크 센서 장치(20)를 측면도로 도시하고, 도 3d는 도 3a의 본 발명에 따른 스테이터를 개별 부분의 도시로 사시도로 도시한다.
예로서 전술한 토크 센서 장치(10)와 대조적으로, 이러한 토크 센서 장치(20)의 경우에, 자기 요소(22)는 축방향으로 일정한 극성을 가지며, 제 3 스테이터(21C)의 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 원주방향으로 정렬되어 배열된다.
이러한 경우에, 자기 요소(22)와 스테이터 구성체(21) 사이의 원주방향으로의 상대 이동은 제 1 자속(F1') 및 제 2 자속(F2')이 마찬가지로 본 발명에 따라 각 경우에 반대 방향으로 동일한 크기로, 즉 동일한 양으로 생성되게 한다. 이것은 예로서 도 3b에서 자속(F1' 및 F2')의 화살표 또는 벡터로 기호화되어 있다. 자속(F1' 및 F2')의 벡터의 각각의 배향은 자기 요소(12)와 스테이터 구성체(11) 사이의 원주방향으로의 상대 이동 방향에 따라 달라진다. 따라서, 자속(F1' 및 F2')의 벡터는 제 1 방향으로의 서로에 대한 상대 이동, 및 제 2 방향으로의 서로로부터 멀어지는 상대 이동을 나타낸다.
그러나, 이러한 경우에도 반대의 제 1 및 제 2 자속 방향은 전술한 예시적인 실시예에서와 같이, 간단한 차이 계산에 의해 평균화하고, 그에 따라 외부 간섭 자기장에 의해 유발된 간섭을 제거하는 것을 가능하게 한다.
도 4는 인쇄 회로 기판(LP)에 납땜된 자기 센서(13A, 13B)를 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치(30)의 제 3 예시적인 실시예를 사시도로 도시하며, 이러한 도면에서는, 2개의 자기 센서(13A 및 13B)의 연결 핀(31)이 각 경우에 반경방향 외측으로 안내되고, 인쇄 회로 기판 평면이 중심축(Z)에 평행하게 배열된 인쇄 회로 기판(LP)에 납땜된다.
도 5는 자기 센서가 없는 본 발명에 따른 토크 센서 장치(40)의 제 4 예시적인 실시예를 사시도로 도시하며, 이러한 토크 센서 장치(40)는 기본적으로 도 1 및 도 2a 내지 도 2d의 토크 센서 장치(10)에 대응하지만, SMD 구성요소 형태의 자기 센서와 함께 사용하도록 구성되어 있으며, 이는 기하학적으로 상이하게 구성되고 상이하게 배열된 자속 전도체(44A, 44B, 45A 및 45B)를 필요로 한다. 나머지 구성요소는 토크 센서 장치(10)와 동일하게 구성된다.
여기서도, 2개의 자속 전도체(44A 및 44B와, 또한 45A 및 45B)는 각 경우에 자속 전도체 쌍(44 및 45)을 각각 형성한다. 그러나, 제 1 자속 전도체 쌍(44)의 2개의 자속 전도체(44A, 44B)는 이번에는 제 1 스테이터(11A)와 제 3 스테이터(11C) 사이에 모두 배열되지는 않으며; 대신에, 제 2 자속 전도체(44B)는 제 1 스테이터(11A)로부터 멀리 향하여 있는 제 3 스테이터(11C)의 스테이터 본체의 측면 상에 배열되고, 상기 스테이터 본체에 고정된다.
이에 대응하여, 제 2 자속 전도체 쌍(45) 중 제 1 자속 전도체(45A)만이 제 2 스테이터(11B)와 제 3 스테이터(11C) 사이에 배열되는 한편, 상기 제 2 자속 전도체 쌍(45)의 제 2 자속 전도체(45B)는 제 2 스테이터(11B)로부터 멀리 향하여 있는 제 3 스테이터(11C)의 스테이터 본체의 측면 상에 배열되고, 상기 스테이터 본체에 고정된다.
이러한 경우에, 제 1 자속 전도체(44A 및 45A)만이 각 경우에 동일한 부품으로 구성되고, 제 2 자속 전도체(44B 및 45B)도 마찬가지이며, 모든 자속 전도체(44A, 44B, 45A 및 45B)는 각 경우에, 반경방향 및 원주방향으로 연장되는, 자속(F1 또는 F2)을 수집하기 위한 수집 표면(46)과, 수집 표면(46)에 평행한 평면에서 연장되는, 자속(F1 또는 F2)을 관련 자기 센서로 전달하기 위한 탭(47)을 가지며, 관련 자기 센서 각각은 2 개의 자속 전도체 쌍(44 및 45)의 각각 2개의 자속 전도체(44A 및 44B와, 45A 및 45B)의 탭(47) 사이에 배열될 수 있다.
토크 센서 장치(40)는 SMD 구성요소의 형태이고 상이한 배열을 허용 및/또는 요구하는 자기 센서를 사용하도록 구성되기 때문에, 자속 전도체(44A, 44B, 45A 및 45B) 또는 자속 전도체 쌍(44 및 45)은 각 경우에 그에 대응하여 구성된다.
따라서, 2개의 자기 센서가 공통 인쇄 회로 기판, 특히 인쇄 회로 기판 평면이 중심축(Z)에 대해 수직으로 배향되도록 배열될 수 있는 인쇄 회로 기판 상의 공통 평면에 배열될 수 있으며, 제 2 자속 전도체(44B 및 45B)의 수집 표면(46) 및 탭(47)은 각 경우에 공통 평면에 배열되는 한편, 수집 표면(46)과 탭(47) 사이의 제 1 자속 전도체(44A 및 45A)는 각 경우에, 축방향으로 연장되고 각 경우에 상이한 평면에 배열된 수집 표면(46)을 각각의 제 1 자속 전도체(44B 및 45B)의 관련 탭(47)에 연결하는 연결 섹션(48)을 갖는다.
이러한 예시적인 실시예에서, 제 2 자속 전도체(44B 및 45B)의 탭(47)은 각 경우에 수집 표면(46)의 일 단부에 배열되고, 따라서 제 2 자속 전도체(44B 및 45B)가 L자형 기하형상이 된다. 대안적으로, 탭(47)은 또한 수집 표면(46)의 중앙에 배열될 수 있고, 따라서 T자형 기하형상이 되며, 이에 의해 일부 경우에 자속의 보다 양호한 집중 또는 포커싱이 달성될 수 있으며, 이는 이것이 특히 보다 큰 수집 표면(46)을 사용할 수 있게 하기 때문이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 수집 표면(46)은 또한, 도 6 및 도 7의 예시적인 실시예에서와 같이, 각 경우에 축방향으로, 일방향으로만 또는 양방향으로, 스테이터 에지에서 돌출될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 토크 센서 장치(50)의 제 5 예시적인 실시예를 사시도로 도시하며, 본 발명에 따른 토크 센서 장치(50)의 이러한 예시적인 실시예는 자속 전도체(54A, 54B, 55A 및 55B)의 기하학적 구성 및 배열에서만 전술한 예시적인 실시예와 상이하다.
여기서도, 2개의 자속 전도체(54A 및 54B와, 또한 55A 및 55B)는 각 경우에 자속 전도체 쌍(54 및 55)을 각각 형성한다. 그러나, 이러한 경우에, 모든 자속 전도체(54A 및 54B와, 또한 55A 및 55B)는, 축방향 및 원주방향으로 연장되는 수집 표면(56)을 가지며, 수집 표면(56)은 각 경우에, 원주부의 일부에 걸쳐서만 연장되고 각 경우에 각각의 인접한 스테이터 본체의 에지를 지나 양측에서 축방향으로 돌출되는 케이싱 세그먼트에 의해 형성된다. 탭(57)과, 각 경우에 축방향으로 연장되는 연결 섹션(58)을 갖는 구성은 전술한 토크 센서 장치(40)와 유사하다.
자속 전도체(54A 및 54B와, 또한 55A 및 55B), 특히 2개의 내부 제 2 자속 전도체(54B 및 55B)의 케이싱 세그먼트식 구성은 상기 2개의 자속 전도체(54B 및 55B)를 결합시켜서 구성요소, 즉 단일-피스 또는 일체형 구성을 형성하는 것을 가능하게 하며, 따라서 명목상 3개의 자속 전도체만이 여전히 필요하며, 이는 각 경우에 고정될 4개의 자속 전도체를 갖는 전술한 토크 센서 장치(10, 20, 30 및 40)와 비교하여 토크 센서 장치(50)의 설치 비용을 저감시킨다.
도 7은 본 발명에 따른 토크 센서 장치(60)의 제 6 예시적인 실시예를 사시도로 도시하며, 이러한 예시적인 실시예는 도 3a 내지 도 3d의 토크 센서 장치(20)를 기반으로 하지만, 그와 대조적으로, SMD 자기 센서의 배열로 구성되고, 이러한 목적을 위해 이에 대응하여 구성된 자속 전도체(64A 및 64B와, 또한 65A 및 65B)를 가지며, 자속 전도체(64A 및 64B와, 또한 65A 및 65B)는, 자속 전도체(64A 및 64B와, 또한 65A 및 65B)의 수집 표면(66)이 완전히, 즉 360°의 각도에 걸쳐 둘러싸도록 구성된다는 점에서, 도 6을 참조하여 설명된 토크 센서 장치(50)와는 상이하다. 이에 의해, 자속의 개선된 포커싱이 달성될 수 있다.
일부 경우에, 원주방향으로 작은 갭을 제공하고, 수집 표면을, 특히 358° 또는 최대로 355° 또는 심지어 최대로 350°만의 원주각에 걸쳐서만, 또는 전술한 바와 같이, 예를 들어 30° 내지 60°의 훨씬 더 작은 각도 범위에 걸쳐서만 형성하는 것이 유리하거나 요구될 수 있으며, 특히 제조상 필요할 수 있다.
그 외에는, 자속 전도체(64A 및 64B와, 또한 65A 및 65B)는 도 6의 자속 전도체(54A 및 54B와, 또한 55A 및 55B)와 실질적으로 유사하게 구성되고, 마찬가지로 대응하는 탭(67)을 가지며, 제 1 자속 전도체(64A 및 65A)도 또한 대응하는 연결 섹션(68)을 갖는다.
10, 20, 30, 40, 50, 60 : 본 발명에 따른 토크 센서 장치
11, 21 : 본 발명에 따른 스테이터 구성체
11A : 제 1 스테이터
11B : 제 2 스테이터
11C, 21C : 제 3 스테이터, 본 발명에 따른 스테이터
12, 22 : 자기 요소
12A : 자기 요소의 제 1 축방향 섹션
12B : 자기 요소의 제 2 축방향 섹션
13 : 자기 센서 구성체
13A : 제 1 자기 센서
13B : 제 2 자기 센서
14, 44, 54, 64 : 제 1 자속 전도체 쌍
14A, 44A, 54A, 64A : 제 1 자속 전도체 쌍의 제 1 자속 전도체
14B, 44B, 54B, 64B : 제 1 자속 전도체 쌍의 제 2 자속 전도체
15, 45, 55, 65 : 제 2 자속 전도체 쌍
15A, 45A, 55A, 65A : 제 2 자속 전도체 쌍의 제 1 자속 전도체
15B, 45B, 55B, 65B : 제 2 자속 전도체 쌍의 제 2 자속 전도체
31 : 연결 핀
46, 56, 66 : 수집 표면
47, 57, 67 : 탭
48, 58, 68 : 연결 섹션
F1, F1' : 제 1 자속
F2, F2' : 제 2 자속
L1 : 제 1 스테이터의 탭
L2 : 제 2 스테이터의 탭
L3-1 : 제 3 스테이터의 제 1 탭
L3-2 : 제 3 스테이터의 제 2 탭
LP : 인쇄 회로 기판
P1 : 제 1 극성을 갖는 자기 세그먼트
P2 : 제 2 극성을 갖는 자기 세그먼트
R1 : 제 1 스테이터의 환형 디스크 형상의 스테이터 본체
R2 : 제 2 스테이터의 환형 디스크 형상의 스테이터 본체
R3 : 제 3 스테이터의 환형 디스크 형상의 스테이터 본체
Z : 중심축
11, 21 : 본 발명에 따른 스테이터 구성체
11A : 제 1 스테이터
11B : 제 2 스테이터
11C, 21C : 제 3 스테이터, 본 발명에 따른 스테이터
12, 22 : 자기 요소
12A : 자기 요소의 제 1 축방향 섹션
12B : 자기 요소의 제 2 축방향 섹션
13 : 자기 센서 구성체
13A : 제 1 자기 센서
13B : 제 2 자기 센서
14, 44, 54, 64 : 제 1 자속 전도체 쌍
14A, 44A, 54A, 64A : 제 1 자속 전도체 쌍의 제 1 자속 전도체
14B, 44B, 54B, 64B : 제 1 자속 전도체 쌍의 제 2 자속 전도체
15, 45, 55, 65 : 제 2 자속 전도체 쌍
15A, 45A, 55A, 65A : 제 2 자속 전도체 쌍의 제 1 자속 전도체
15B, 45B, 55B, 65B : 제 2 자속 전도체 쌍의 제 2 자속 전도체
31 : 연결 핀
46, 56, 66 : 수집 표면
47, 57, 67 : 탭
48, 58, 68 : 연결 섹션
F1, F1' : 제 1 자속
F2, F2' : 제 2 자속
L1 : 제 1 스테이터의 탭
L2 : 제 2 스테이터의 탭
L3-1 : 제 3 스테이터의 제 1 탭
L3-2 : 제 3 스테이터의 제 2 탭
LP : 인쇄 회로 기판
P1 : 제 1 극성을 갖는 자기 세그먼트
P2 : 제 2 극성을 갖는 자기 세그먼트
R1 : 제 1 스테이터의 환형 디스크 형상의 스테이터 본체
R2 : 제 2 스테이터의 환형 디스크 형상의 스테이터 본체
R3 : 제 3 스테이터의 환형 디스크 형상의 스테이터 본체
Z : 중심축
Claims (22)
- 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한, 특히 자동차의 조향 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60)로서,
상기 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60)는 자기 구성체, 스테이터 구성체(11, 21) 및 자기 센서 구성체(13)를 가지며,
상기 자기 구성체는 적어도 하나의 자기장을 생성하도록 구성되고,
상기 스테이터 구성체(11, 21)에서 자속이 생성될 수 있으며,
상기 자기 구성체 및 상기 스테이터 구성체(11, 21)는 원주방향으로 서로에 대해 이동 가능한, 상기 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60)에 있어서,
상기 자기 구성체 및 상기 스테이터 구성체(11, 21)는, 상기 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60)의 중심축(Z)을 중심으로 한 원주방향으로의 상기 자기 구성체와 상기 스테이터 구성체(11, 21) 사이의 상대 이동에 의해, 제 1 자속 방향을 갖는 제 1 자속(F1, F1') 및 상기 제 1 자속 방향과 반대인 제 2 자속 방향을 갖는 제 2 자속(F2, F2')이 상기 스테이터 구성체(11, 21)에서 생성될 수 있도록 서로에 대해 구성 및 배열되고,
상기 스테이터 구성체는 상기 스테이터 구성체(11, 21)에 생성된 제 1 자속(F1, F1') 및 상기 스테이터 구성체(11, 21)에 생성된 제 2 자속(F2, F2')을 상기 자기 센서 구성체(13)에 전도하도록 구성되고,
상기 자기 센서 구성체(13)는 상기 제 1 자속(F1, F1')을 검출하기 위한 제 1 자기 센서(13A) 및 상기 제 2 자속(F2, F2')을 검출하기 위한 제 2 자기 센서(13B)를 포함하며,
상기 스테이터 구성체(11, 21)는 상기 중심축(Z)을 따라 서로에 대해 동심으로 각각 배열된 제 1 스테이터(11A), 제 2 스테이터(11B) 및 제 3 스테이터(11C, 21C)를 가지며, 상기 제 3 스테이터(11C, 21C)는 상기 제 1 스테이터(11A)와 상기 제 2 스테이터(11B) 사이에 상기 스테이터 구성체(11, 21)의 중심축(Z)에 대해 축방향으로 배열되고, 상기 자기 구성체와 상기 스테이터 구성체(11, 21) 사이의 원주방향으로의 상대 이동에 의해, 상기 제 1 자속 방향을 갖는 제 1 자속(F1, F1')이 상기 스테이터 구성체(11, 21)의 제 1 스테이터(11A)와 제 3 스테이터(11C, 21C) 사이에 생성될 수 있고, 상기 제 1 자속 방향과 반대인 제 2 자속 방향을 갖는 제 2 자속(F2, F2')이 상기 스테이터 구성체(11, 21)의 제 2 스테이터(11B)와 제 3 스테이터(11C, 21C) 사이에 생성될 수 있는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60). - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 스테이터(11A) 및 상기 제 2 스테이터(11B) 각각은 환형 디스크 형상의 스테이터 본체(R1, R2)와, 각 경우에 관련 스테이터 본체(R1, R2)로부터 멀리 축방향으로 연장되는 탭(L1, L2)을 포함하며, 상기 제 1 스테이터(11A) 및 상기 제 2 스테이터(11B)는 상기 제 1 스테이터(11A) 및 상기 제 2 스테이터(11B)의 탭(L1, L2) 각각이 관련 스테이터 본체(R1, R2)로부터 상기 제 3 스테이터(11C, 21C)의 방향으로 축방향으로 연장되도록 구성 및 배열되는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60). - 제 1 항에 있어서,
상기 제 3 스테이터(11C, 21C)는 스테이터 링과, 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)을 포함하며, 상기 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2) 각각은 상기 제 3 스테이터(11C, 21C)의 스테이터 링으로부터 멀리 반대 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60). - 제 4 항에 있어서,
상기 제 3 스테이터(11C)의 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 원주방향으로, 각 경우에 적어도 부분적으로 서로 오프셋되고, 특히 각 경우에 완전히 서로 오프셋되어 배열되는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 30, 40, 50). - 제 4 항에 있어서,
상기 제 3 스테이터(21C)의 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 원주방향으로, 적어도 부분적으로 중첩되고, 바람직하게는 완전히 중첩되고, 특히 축방향으로 서로 정렬되어 배열되는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(20, 60). - 제 1 항에 있어서,
상기 제 3 스테이터(11C, 21C)의 제 1 탭(L3-1)은 원주방향으로 상기 제 1 스테이터(11A)의 탭(L1)으로부터 오프셋되어 배열되고, 특히 상기 제 1 스테이터(11A)의 탭(L1) 사이에 간격을 두고 맞물리는 방식으로 결합되고, 그리고/또는 상기 제 3 스테이터(11C, 21C)의 제 2 탭(L3-2)은 원주방향으로 상기 제 2 스테이터(11B)의 탭(L2)으로부터 오프셋되어 배열되고, 특히 상기 제 2 스테이터(11B)의 탭(L2) 사이에 간격을 두고 맞물리는 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60). - 제 1 항에 있어서,
상기 제 3 스테이터(11C, 21C)의 스테이터 링은 상기 중심축(Z)에 대해 동심으로 배열되고 반경방향으로 연장되며 환형 디스크 형상인 스테이터 본체(R3)에 의해 형성되고, 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 상기 스테이터 본체(R3)로부터 멀리 연장되는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60). - 제 1 항에 있어서,
상기 자기 구성체는 축방향으로, 특히 상기 제 3 스테이터(11C, 21C)의 전체 축방향 길이에 걸쳐 연장되는 자기 요소(12, 22)를 갖는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60). - 제 1 항에 있어서,
상기 자기 구성체, 특히 적어도 하나의 자기 요소(22)의 극성(P1, P2)은 축방향으로 일정한 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(20, 60). - 제 10 항에 있어서,
상기 토크 센서 장치(20, 60)는 또한 제 3 스테이터(21C)를 가지며, 상기 제 3 스테이터(21C)의 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 원주방향으로 완전히 중첩되고, 특히 축방향으로 서로 정렬되어 배열되고, 상기 제 3 스테이터(21C)의 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 각 경우에 특히 원주방향으로, 상이한 극성(P1, P2)의 섹션과 적어도 부분적으로 중첩되는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(20, 60). - 제 1 항에 있어서,
상기 자기 구성체는 축방향으로 연장되는 제 1 섹션(12A) 및 축방향으로 연장되는 제 2 섹션(12B)을 가지며, 상기 자기 구성체의 원주방향의 적어도 하나의 위치, 특히 원주방향의 각 위치에서, 이러한 위치에서의 제 1 축방향 섹션(12A)의 극성(P1, P2)은 이러한 위치에서의 제 2 축방향 섹션(12B)의 극성(P1, P2)과 반대인 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 30, 40, 50). - 제 12 항에 있어서,
상기 토크 센서 장치(10, 30, 40, 50)는 또한 제 3 스테이터(11C)를 가지며, 상기 제 3 스테이터(11C)의 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 원주방향으로, 각 경우에 적어도 부분적으로 서로 오프셋되고, 특히 각 경우에 완전히 서로 오프셋되어 배열되고, 상기 제 3 스테이터(11C)의 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 각 경우에 특히 원주방향으로, 상이한 극성(P1, P2)의 섹션과 적어도 부분적으로 중첩되는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 30, 40, 50). - 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 축방향 섹션(12A) 및 상기 제 2 축방향 섹션(12B)은 축방향으로 서로 접하여 있고, 특히 공통 자기 요소(12)의 일부인 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60). - 제 1 항에 있어서,
상기 자기 센서 구성체의 적어도 하나의 자기 센서(13A, 13B), 특히 자기 센서(13A, 13B) 모두는 연결 핀(31)을 갖는 유선 자기 센서이며, 상기 자기 센서(13A, 13B)는 상기 제 3 스테이터(11C, 21C)와, 다른 2개의 스테이터(11A, 11B) 중 하나 사이에 축방향으로 배열되고, 특히 상기 연결 핀(31)이 반경방향 외측으로 향하도록 배열되는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60). - 제 1 항에 있어서,
상기 자기 센서 구성체의 적어도 하나의 자기 센서, 특히 자기 센서 모두는 SMD 자기 센서이며, 상기 자기 센서는 축방향으로 상기 제 3 스테이터(11C, 21C)와 동일한 높이에 배열되고, 특히 인쇄 회로 기판 평면이 상기 스테이터 구성체(11, 21)의 중심축(Z)에 대해 수직으로 배향되어 배열된 인쇄 회로 기판 상에 배열되는 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60). - 제 1 항에 있어서,
상기 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60)는 상기 제 1 자속(F1, F1')을 포커싱, 특히 증폭시키고 상기 제 1 자속(F1, F1')을 상기 자기 센서 구성체(13), 특히 상기 제 1 자기 센서(13A)에 전달하기 위한 2개의 자속 전도체(14A, 14B; 44A, 44B; 54A, 54B; 64A, 64B)를 갖는 제 1 자속 전도체 쌍(14, 44, 54, 64)과, 상기 제 2 자속(F2, F2')을 포커싱, 특히 증폭시키고 상기 제 2 자속(F2, F2')을 상기 자기 센서 구성체(13), 특히 제 2 자기 센서(13B)에 전달하기 위한 2개의 자속 전도체(15A, 15B; 45A, 45B; 55A, 55B; 65A, 65B)를 갖는 제 2 자속 전도체 쌍(15, 45, 55, 65)을 가지며, 특히 상기 자속 전도체(14A, 14B, 15A, 15B; 44A, 45A; 44B, 45B; 54A, 55A; 54B, 55B; 64A, 65A; 64B, 65B) 중 적어도 2개는 기하학적으로 동일하거나 동일한 부품인 것을 특징으로 하는
토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60). - 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60), 특히 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따라 구성된 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50)에 의해 샤프트에 인가된 토크를 결정하기 위한 방법에 있어서,
제 1 자기 센서(13A)에 의해 제 1 자속 밀도(F1, F1')를 검출하고 제 1 센서 신호를 생성하는 단계와,
제 2 자기 센서(13B)에 의해 제 2 자속 밀도(F2, F2')를 검출하고 제 2 센서 신호를, 특히 동시에 생성하는 단계와,
상기 제 1 센서 신호 및 상기 제 2 센서 신호로부터 차이를 계산하는 단계와,
상기 제 1 센서 신호 및 상기 제 2 센서 신호로부터 계산된 차이에 따라 상기 샤프트에 인가된 토크를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
토크 결정 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 샤프트에 인가된 토크가 상기 제 1 센서 신호 및 상기 제 2 센서 신호로부터 계산된 차이에 따라 결정되기 전에, 계산된 차이를 2의 계수로 나누는 것을 특징으로 하는
토크 결정 방법. - 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한, 특히 자동차의 조향 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60), 특히 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따라 구성된 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50)를 위한 스테이터(11C, 21C)에 있어서,
상기 스테이터(11C, 21C)는 반경방향으로 연장되는 스테이터 본체(R3)와, 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)을 포함하며, 상기 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2) 각각은 상기 스테이터 본체(R3)로부터 멀리 반대 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는
스테이터(11C, 21C). - 제 20 항에 있어서,
상기 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 원주방향으로, 각 경우에 적어도 부분적으로 서로 오프셋되고, 특히 각 경우에 완전히 서로 오프셋되어 배열되거나, 또는
상기 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)은 원주방향으로, 적어도 부분적으로 중첩되고, 바람직하게는 완전히 중첩되고, 특히 축방향으로 서로 정렬되어 배열되는 것을 특징으로 하는
스테이터(11C, 21C). - 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한, 특히 자동차의 조향 샤프트에 인가된 토크를 검출하기 위한 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50, 60), 특히 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따라 구성된 토크 센서 장치(10, 20, 30, 40, 50)를 위한 스테이터 구성체(11, 21)로서,
상기 스테이터 구성체(11, 21)는 중심축(Z)을 따라 서로에 대해 동심으로 배열된 제 1 스테이터(11A), 제 2 스테이터(11B) 및 제 3 스테이터(11C, 21C)를 가지며,
상기 제 3 스테이터(11C, 21C)는 상기 제 1 스테이터와 상기 제 2 스테이터 사이에 상기 중심축(Z)에 대해 축방향으로 배열되는, 상기 스테이터 구성체(11, 21)에 있어서,
상기 제 3 스테이터(11C, 21C)는 반경방향으로 연장되는 스테이터 본체(R3)와, 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2)을 포함하며, 상기 제 1 탭(L3-1) 및 제 2 탭(L3-2) 각각은 상기 스테이터 본체(R3)로부터 멀리 반대 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는
스테이터 구성체(11, 21).
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