感测装置的制作方法

1.本实施例涉及一种感测装置。


背景技术：

2.在电子动力转向系统(以下称作“eps”)中，根据行驶条件由电子控制单元驱动电机，以确保转向稳定性并提供快速恢复力，从而使驾驶员可以稳定行驶。
3.eps包括传感器组件，其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被配置为测量施加到转向轴的扭矩的扭矩传感器以及被配置为测量转向轴的角加速度的指数传感器。此外，转向轴可以包括连接到手柄的输入轴、连接到车轮侧的动力传输结构的输出轴以及连接输入轴和输出轴的扭杆。
4.扭矩传感器测量扭杆的扭转程度来测量施加到转向轴上的扭矩。另外，指数传感器检测输出轴的旋转来测量转向轴的角加速度。在传感器组件中，扭矩传感器和指数传感器可以设置在一起并且可以一体地形成。
5.扭矩传感器可以包括壳体、转子、包括定子齿的定子以及收集器，并且该扭矩传感器测量扭矩。
6.在这种情况下，扭矩传感器可以具有磁式结构，在磁式结构中收集器设置为位于定子齿的外侧。
7.然而，当产生外部磁场时，由于收集器在结构中用作外部磁场的通路，所以存在影响霍尔集成电路(ic)的磁通值的问题。因此，存在下述问题：扭矩传感器的输出值发生变化，并因此可能无法准确测量扭杆的扭转程度。
8.尤其是，由于在车辆中使用许多电气装置，因此扭矩传感器频繁被外部磁场影响，因此需要不被外部磁场影响的扭矩传感器。
9.另外，在环形收集器的情况下，当壳体移动时，随着设置收集器的壳体与定子齿偏心，收集器与定子齿之间的径向方向上的长度不同，因此存在测量到的磁通量的灵敏度增加的问题。
10.此外，在径向方向上彼此面对设置的两个收集器可以熔接并固定到壳体。在这种情况下，随着在熔接过程中载荷施加于轴向方向，收集器可能会发生变形，可能会出现收集器与收集器之间在径向方向上的间隙发生变化的问题。特别地，由于在两个收集器之间设置用于熔接的突起结构，所以存在的问题是随着收集器被熔接，收集器被向外和向内推动而发生变形，使得两个收集器之间的间隙变宽。另外，还存在以下问题：随着在熔接之后突起结构劣化，收集器的位置发生变化。当收集器与收集器之间的间隙发生变化时，感测装置的性能可能会出现致命的问题。


技术实现要素：

11.技术问题
12.本实施例旨在提供一种感测装置，其能够避免在扭矩测量过程中从外部产生的外
部磁场引起的磁场干扰。
13.具体地，本实施例的目的是提供一种感测装置，其在将收集器固定到壳体的过程中能够防止收集器变形。
14.本实施例所要实现的目的不限于上述目的，本领域技术人员通过下文说明书将清楚地理解此处未提及的其他目的。
15.技术方案
16.实施例可以提供一种电机，所述电机包括：定子，所述定子包括定子齿；以及包括磁体的转子，其中，所述定子齿包括第一定子齿以及设置在所述第一定子齿内侧的第二定子齿，其中，所述第一定子齿包括多个第一齿，所述第二定子齿包括多个第二齿，其中，所述第一齿从定子的中心在径向方向上与第二齿重叠，所述电机还包括：传感器和收集器，所述传感器和所述收集器在所述径向方向上设置在所述第一定子齿与所述第二定子齿之间；电路板，所述传感器设置在所述电路板上；以及壳体，所述壳体被配置为容纳所述电路板，其中，所述收集器包括第一收集器以及设置在所述第一收集器内部的第二收集器，所述传感器在所述径向方向上设置在所述第一收集器与第二收集器之间，并且所述壳体包括第一突起，其中所述第一突起包括沿所述径向方向设置在所述第一收集器与所述第二收集器之间的本体、设置在所述本体的上端上的头部、以及第一凹槽，其中所述头部包括设置为彼此面对的第一表面和第二表面，其中所述第一表面与所述第一收集器的上端及所述第二收集器的上端接触，所述第一凹槽凹陷地设置于所述第二表面上，所述第一凹槽的一部分设置为在所述径向方向上与所述第一收集器和所述第二收集器重叠。
17.实施例可以提供一种电机，所述电机包括：定子，所述定子包括定子齿；以及转子，所述转子包括磁体，其中，所述定子齿包括第一定子齿以及设置在所述第一定子齿内侧的第二定子齿，其中，所述第一定子齿包括多个第一齿，所述第二定子齿包括多个第二齿，其中所述第一齿从所述定子的中心在径向方向上与所述第二齿重叠，所述电机还包括：传感器和收集器，所述传感器和所述收集器在所述径向方向上设置在所述第一定子齿与所述第二定子齿之间；电路板，所述传感器设置在所述电路板上；以及壳体，所述壳体被配置为容纳所述电路板，其中，所述收集器包括第一收集器以及设置在所述第一收集器内侧的第二收集器，所述传感器在所述径向方向上设置在所述第一收集器与第二收集器之间，并且所述壳体包括第一突起，其中所述第一突起包括在所述径向方向上设置在所述第一收集器与所述第二收集器之间的本体以及从所述本体延伸的第一延伸部和第二延伸部，其中，所述第一延伸部和所述第二延伸部设置为在所述径向方向上彼此间隔开，所述第一延伸部的一部分与所述第一收集器的上表面接触，所述第二延伸部的一部分与所述第二收集器的上表面接触。
18.优选地，所述第一收集器可以包括凹陷地设置在所述第一收集器的上端处的第二凹槽，所述第二收集器可以包括凹陷地设置在所述第二收集器的上端处的第三凹槽，并且所述头部可以包括设置在所述第二凹槽中的第二突起以及设置在所述第三凹槽中的第三突起。
19.优选地，所述第一收集器可以包括凹陷地设置在所述第一收集器的上端处的第二凹槽，所述第二收集器可以包括凹陷地设置在所述第二收集器的上端处的第三凹槽，所述第一延伸部可以包括设置在所述第二凹槽中的第二突起，并且所述第二延伸部可以包括设
置在所述第三凹槽中的第三突起。
20.优选地，所述第二凹槽和所述第三凹槽可以被设置为相对于所述定子的所述中心在圆周方向上彼此对应。
21.优选地，所述第二凹槽和所述第三凹槽中的每一个可以包括具有彼此不同的倾斜方向的倾斜的两个侧表面以及被配置为连接所述两个侧表面的底表面。
22.优选地，所述壳体可以包括从所述底表面突出的第二突起，所述第二突起可以沿所述径向方向设置在所述第一收集器和所述第二收集器之间，并且所述第一突起可以设置为从所述第二突起的上表面突出。
23.优选地，凹槽可以包括具有沿轴向方向不同的径向方向宽度的区域。
24.优选地，所述第一表面可以设置在与轴向方向垂直的平面上。
25.优选地，所述第一延伸部的上端可以设置为向外弯折，所述第二延伸部的上端可以设置为向内弯折。
26.实施例可以提供一种电机，所述电机包括：定子；所述定子包括定子齿；以及包括磁体的转子，其中，所述定子齿包括第一定子齿以及设置在所述第一定子齿内侧的第二定子齿，其中，所述第一定子齿包括多个第一齿，所述第二定子齿包括多个第二齿，其中，所述第一齿从所述定子的中心沿径向方向与所述第二齿重叠，所述电机还包括：沿所述径向方向设置在所述第一定子齿与所述第二定子齿之间的第一传感器和收集器；在其上设置所述传感器的电路板；以及被配置为容纳所述电路板的壳体，其中，所述收集器包括第一收集器以及设置在所述第一收集器内部的第二收集器，所述第一传感器沿所述径向方向设置在所述第一收集器与第二收集器之间，所述第一收集器和所述第二收集器中的每一个包括设置为面对所述第一传感器的本体，所述壳体包括第一突起，其中所述第一突起沿所述径向方向设置在所述第一收集器的所述本体与所述第二收集器的本体之间，并与所述第一收集器的所述本体的内表面和所述第二收集器的所述本体的外表面接触。
27.实施例可以提供一种电机，所述电机包括：定子，所述定子包括定子齿；以及转子，所述转子包括磁体，其中，所述定子齿包括第一定子齿以及设置在所述第一定子齿内侧的第二定子齿，其中，所述第一定子齿包括多个第一齿，所述第二定子齿包括多个第二齿，其中所述第一齿从所述定子的中心沿径向方向与所述第二齿重叠，所述电机还包括：沿所述径向方向设置在所述第一定子齿与所述第二定子齿之间的第一传感器和收集器；在其上设置所述传感器的电路板；以及被配置为容纳所述电路板的壳体，其中，所述收集器包括第一收集器以及设置在所述第一收集器内侧的第二收集器，所述收集器被划分为第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域具有所述第一收集器与所述第二收集器之间的所述径向方向上的不同的距离，并且所述壳体包括第一突起，其中，所述第一突起和所述传感器沿径向方向设置在所述第一收集器与所述第二收集器之间并且被一起设置为对应于所述第一区域和所述第二区域中的一个。
28.优选地，所述第一突起包括第1-1突起和第1-2突起，其中，所述第1-1突起可以沿圆周方向设置在所述第一传感器的一侧上，第1-2突起可以沿圆周方向设置在所述第一传感器的另一侧上。
29.优选地，所述第一区域中所述第一收集器与所述第二收集器之间沿所述径向方向的距离比所述第二区域中所述第一收集器与所述第二收集器之间沿径向方向的距离小，并
且所述第一突起和所述第一传感器可以设置在所述第一区域中，并且所述第一突起可以在所述第一区域中与所述第一收集器和所述第二收集器接触。
30.优选地，所述壳体包括沿径向方向设置在所述第一收集器与所述第二收集器之间的第二突起，并且所述第一突起可以设置为从所述第二突起突出。
31.优选地，所述第一收集器和所述第二收集器可以各自包括突出部，并且所述壳体可以包括第一凹槽，所述第一凹槽设置为向轴向方向凹入，并且所述突出部插入并设置在所述第一凹槽中。
32.优选地，基于所述定子中心，所述第一凹槽可以设置为面对供所述第一传感器穿过的孔。
33.优选地，所述壳体可以包括沿所述径向方向设置在所述第一收集器与所述第二收集器之间的第二突起，所述第一突起设置为从所述第二突起突出，并且所述第二突起的与所述第一凹槽对应的部分区域可以包括第二凹槽，所述第二凹槽设置为向所述径向方向凹入。
34.优选地，所述第一突起可以包括与所述第一收集器和所述第二收集器进行线接触的弯曲表面。
35.优选地，所述第一突起的径向方向上的宽度可以小于所述第二突起的径向方向上的宽度，并且可以大于或等于所述传感器的径向方向上的宽度。
36.有益效果
37.在根据具有上述配置的实施例的感测装置中，由于收集器设置在一对定子齿之间，并且传感器设置在收集器之间，因此可以防止或最小化在扭矩测量期间由外界产生的外部磁场所引起的磁场干扰。
38.此外，通过将在径向方向上彼此间隔开设置的第一定子齿的第一齿和第二定子齿的第二齿布置为彼此重叠并且使磁体在第一齿和第二齿之间旋转，第一齿和第二齿可以以不同的极被带电。
39.此外，可以增加正在收集的磁通量。
40.此外，可以防止或最小化由从定子保持器的内部引入的外部磁场引起的磁场干扰。
41.另外，可以防止或最小化由从感测装置的侧表面引入的外部磁场引起的磁场干扰。
42.此外，在将收集器固定到壳体的过程中防止收集器变形，从而确保传感器性能。特别是，收集器与收集器之间在径向方向上的间隙保持不变，从而可以确保感测装置的性能。
43.实施例的各种有益的优点和效果不限于以上描述，并且可以在描述具体实施例的过程中被更容易地理解。
附图说明
44.图1是示出根据实施例的感测装置的分解透视图；
45.图2是示出根据实施例的感测装置的定子的透视图；
46.图3是示出根据实施例的感测装置的定子的剖视图；
47.图4是示出定子的定子本体的俯视图；
48.图5和图6是示出定子的定子本体的剖视图；
49.图7是示出第一定子齿的侧视图；
50.图8是示出第二定子齿的侧视图；
51.图9是示出第一定子齿、第二定子齿和磁体的俯视图；
52.图10是示出磁体的第一极和第二极的视图；
53.图11是示出第二角度的视图；
54.图12是示出第三角度的视图；
55.图13是示出相对于第一角度、第二角度和第三角度的磁通量的图；
56.图14是示出磁体相对于第一定子齿和第二定子齿的布置的透视图；
57.图15是示出第一定子齿的透视图；
58.图16是示出第二定子齿的透视图；
59.图17是第一定子齿的俯视图；
60.图18是第一定子齿和第二定子齿的俯视图；
61.图19是示出设置在同心圆上的第一齿、第二齿和第三齿的视图；
62.图20是示出从定子保持器的内部引入的外部磁场的流的第一定子齿和第二定子齿的俯视图；
63.图21是示出被引导至第三齿的外部磁场的流的第一定子齿的剖视图；
64.图22是第一收集器的透视图；
65.图23是示出第二收集器的透视图；
66.图24是第一收集器、第二收集器和第一传感器的俯视图；
67.图25是示出定子齿以及定子齿回避外部磁场的状态的视图；
68.图26是示出壳体和收集器的视图；
69.图27是示出壳体的视图；
70.图28是示出第一突起的视图；
71.图29是示出第一突起的熔接过程的视图；
72.图30是示出设置有第二凹槽和第三槽的收集器的视图；
73.图31是示出设置在第一收集器的第二凹槽中的第三突起的视图；
74.图32是示出设置在第二收集器的第三凹槽中的第四突起的视图；
75.图33是示出通过第一突起固定于壳体的第一收集器的一部分和第二收集器的一部分的视图；
76.图34是示出将收集器分为第一区域和第二区域的视图；
77.图35是示出设置在第一收集器与第二收集器之间的第一突起和第一传感器的视图；
78.图36是示出设置有第一凹槽和第二凹槽的壳体的视图；
79.图37是示出与主齿轮啮合的第一齿轮和第二齿轮的视图；
80.图38是示出外部磁场相对于定子齿的方向性的视图；
81.图39是示出第一传感器回避具有z轴向方向性的外部磁场的状态的视图；
82.图40是示出比较例与实施例之间关于z轴方向上的外部磁场的角度的变化量的比较的图；
83.图41是示出比较例与实施例之间关于y’轴向方向上的外部磁场的角度的变化量的比较的图。
具体实施方式
84.图1是示出根据实施例的感测装置的分解透视图，图2是示出根据实施例的感测装置的定子的透视图。在图1和图2中，z方向表示轴向方向，y方向表示径向方向。并且，轴向方向和径向方向彼此垂直。
85.参考图1和图2，根据实施例的感测装置可以包括：定子100；转子200，转子200的一部分设置在定子100中；第一传感器500；电路板600，所述电路板600与第一传感器500电连接；以及壳体700，电路板600耦接到所述壳体700。
86.这里，定子100可以连接到输出轴(未示出)，并且其至少部分可旋转地设置在定子100中的转子200可以连接到输入轴(未示出)，但本发明不一定限于此。
87.在这种情况下，转子200可以相对于定子100可旋转地设置。在下文中，术语“内侧”可以指在径向方向上朝向中心c设置的方向，而“外侧”可以指与内侧相反的方向。
88.图3是示出根据实施例的感测装置的定子的剖视图。
89.定子100可以连接到转向轴的输出轴(未示出)。
90.参考图1至图3，定子100可以包括定子保持器110、定子本体120、第一定子齿130以及第二定子齿140。
91.定子保持器110可以连接到电动转向设备的输出轴。因此，定子保持器110可以与输出轴的旋转联动旋转。定子保持器110可以形成为圆柱形。另外，定子保持器110可以由金属材料形成，但不一定限于此，并且考虑到预定的强度或更大的强度，定子保持器110也可以由其他材料形成，使得可以装配和固定输入轴。
92.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的外周面中。凹槽111沿着定子保持器110的外周面设置。单独的固定构件可以插入到凹槽111中。
93.定子保持器110可以耦接到定子本体120。
94.定子本体120可以设置在定子保持器110的一侧端部上。定子本体120可以使用合成树脂(例如树脂)通过插入注射(insert-injection)方法而耦接到定子保持器110。主齿轮121a可以形成在定子本体120的外周面上。主齿轮121a将定子100的旋转力传递到第一齿轮1000(图37)和第二齿轮1100(图37)。
95.第一定子齿130和第二定子齿140可以设置成在径向方向上彼此间隔开。此外，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、第一齿132和第三齿133。第二定子齿140包括第二本体141和第二齿142。
96.图4是定子的定子本体的俯视图，图5和图6是示出定子的定子本体的剖视图。
97.参考图4至图6，定子本体120包括内部121、外部122和隔板123。内部121和外部122中的每一个具有圆柱形状。外部122设置为沿径向方向与内部121的外侧间隔开。隔板123连接内部121和外部122。内部121、外部122和隔板123可以一体地形成。定子保持器110可以耦接到内部121的内侧。空间s可以形成在外部122与内部121之间。隔板123可以形成为板状。隔板123可以设置在内部121与外部122之间。
98.空间s可以被隔板123划分为第一空间s1和第二空间s2。第一传感器500可以设置
在第一空间s1中，磁体230可以设置在第二空间s2中。隔板123可以设置在虚拟水平线l1的下方。这里，假想水平线l1沿轴向方向穿过外部122的中心。
99.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。
100.第一本体131和第二本体141可以设置在第一空间s1中。第一齿132和第二齿142可以设置在第二空间s2中。
101.多个第一孔124可以形成为在圆周方向上彼此间隔开。另外，第一齿132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可以与外部122的内周面相邻设置。如图8所示，第一孔124可以形成在隔板123中而与外部122的内周面接触。
102.多个第二孔125可以形成为在圆周方向上彼此间隔开。在这种情况下，第二孔125可以设置为在径向方向上与第一孔124的内侧间隔开。此外，第二齿142穿过第二孔125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可以与内部121的外周面相邻设置。第二孔125可以形成在隔板123中而与内部121的外周面接触。
103.多个第三孔127可以形成为在圆周方向上彼此间隔开。第三孔127可以沿圆周方向设置在第二孔125和第二孔125之间。第三齿133穿过第三孔127设置在第二空间s2中。在这种情况下，第三孔127的数量可以与第一定子齿130的第三齿133的数量相同。第三孔127可以与内部121的外周面相邻设置。第三孔127可以形成在隔板123中而与内部121的外周面接触。
104.第一定子齿130和第二定子齿140可以设置在定子本体120的内部121的外周面与外部122的内周面之间。这里，第一定子齿130和第二定子齿140可以由金属材料形成，以通过磁体230的旋转而带电。
105.此外，第一定子齿130可以通过诸如粘合剂的粘合构件(未示出)固定到外部122的内周面，并且第二定子齿140可以通过诸如粘合剂的粘合构件(未示出)固定到内部121的外周面，但本发明不一定限于此。例如，第一定子齿130和第二定子齿140可以通过紧固构件(未示出)通过填缝法等固定到定子本体120。
106.凸台126设置为从隔板123向下延伸。凸台126的侧壁与外部122彼此间隔开，以形成第一凹槽u1。第一齿132插入第一凹槽u1并穿过第一孔124以位于第二空间s2中。并且，凸台126的侧壁和内部121彼此间隔开以形成第二凹槽u2。第二齿142和第三齿133插入第二凹槽u2并分别穿过第二孔125和第三孔127以位于第二空间s2中。
107.在将第一定子齿130耦接到定子本体120的过程中，第一凹槽u1将第一齿132引导至第一孔124，使得第一定子齿130容易地耦接到定子本体120。
108.在将第二定子齿140耦接到定子本体120的过程中，第二凹槽u2将第二齿142和第三齿133分别引导至第二孔125和第三孔127，使得第二定子齿140容易地耦接到定子本体120。
109.图7是示出第一定子齿的侧视图，图8是示出第二定子齿的侧视图。
110.参考图2和图7，第一定子齿130可以包括第一本体131以及彼此间隔开并沿轴向方向从第一本体131突出的多个第一齿132。
111.参考图2和图8，第二定子齿140可以包括第二本体141以及彼此间隔开并沿轴向方向从第二本体141突出的多个第二齿142。
112.基于第一本体131的上表面131a，第一本体131的高度h1比第一齿132的高度h2小。此外，基于第二本体141的上表面141a，第二本体141的高度h3比第二齿142的高度h4小。然而，本发明不限于此，第一齿132的高度h2可以不同于第二齿142的高度h4。
113.图9是示出第一定子齿、第二定子齿和磁体的俯视图。
114.参考图9，第一定子齿130设置在第二定子齿140的外侧。当在径向方向(y方向)上观察时，第一齿132和第二齿142可以设置为在径向方向上重叠。第一齿132和第二齿142的这种布置具有减少磁通泄漏的效果。
115.图10是示出磁体的第一极和第二极的视图。
116.参考图10，磁体包括第一极230a和第二极230b。第一极230a和第二极230b可以沿着磁体的圆周方向交替地设置。
117.第一极230a和第二极230b中的每一个可以包括n极区域n和s极区域s。第一极230a和第二极230b中的每一个可以具有多层结构，在多层结构中n极区域n和s极区域s位于其内侧和外侧。
118.在第一极230a中，n极区域n可以设置在相对外侧，s极区域s可以设置在n极区域n的内侧处。在第二极230b中，n极区域n可以设置在相对内侧，s极区域s可以设置在n极区域n的外侧处。
119.第一极230a的n极区域n和第二极230b的s极区域s彼此相邻设置。第一极230a的s极区域s和第二极230b的n极区域n彼此相邻设置。
120.当磁体230旋转使得第一齿132接近s极区域s并被充电为s极时，由于第二齿142接近n极区域n，因此第二齿142被带电为n极。或者，当磁体230旋转使得第一齿132接近n极区域并被带电为n极时，由于第二齿142接近s极区域s，因此第二齿142被带电为s极。因此，第一传感器500可以利用通过第一定子齿130、第二定子齿140和收集器800(图22)施加的磁场来测量角度。
121.在根据实施例的感测装置中，第一齿132和第二齿142在径向方向上彼此重叠。第二齿142的两端可以与第一齿132重叠。例如，在设计第一齿132和第二齿142的位置和尺寸时，第一角度θ1、第二角度θ2(图11)和第三角度θ3(图12)可以相同。
122.第一角度θ1表示由第一极230a的两端相对于定子的中心c形成的角度。例如，在具有八个第一极230a和八个第二极230b的情况下，第一角度θ1可以是22.5
°
。
123.图11为示出第二角度θ2的视图，图12为示出第三角度θ3的视图。
124.参考图11，第二角度θ2表示第一齿132的两端p1相对于定子中心c形成的角度。在轴向方向上，定义第一齿132的两端p1的基准点g如下。基准点g与第一齿132的点对应，基准点g在第一齿132设置为面对磁体230的本体231时与磁体230的本体231的高度h1的中点对应。磁体230的本体231的高度h1是指磁体230的上表面231a与下表面231b之间在轴向方向上的高度。在基准点g处第一齿132与第一齿132之间的第四角度θ4可以与第二角度θ2相同。
125.参考图12，第三角度θ3表示由第二齿142的两端p2相对于定子中心c形成的角度。在轴向方向上，定义第二齿142的两端p2的基准点g如下。基准点g对应于第二齿142的点，基准点g在第二齿142设置为面对磁体230的本体231时与磁体230的本体231的高度h1的中点
对应。基准点g处的第二齿142与第二齿142之间的第五角度θ5可以与第三角度θ3相同。
126.图13是示出相对于第一角度θ1、第二角度θ2和第三角度θ3的磁通量的图。
127.参考图13，可以确认，在第二角度θ2和第三角度θ3被设定为相同的状态下，随着第二角度θ2和第三角度θ3更接近第一角度θ1，磁通量增加，随着第二角度θ2和第三角度θ3远离第一角度θ1，磁通量减小。可以看出，当第一齿132和第二齿142的尺寸和位置被布置为使得第二角度θ2和第三角度θ3与第一角度θ1相同时，第一定子齿130和第二定子齿140的磁通量最大。
128.参考图1，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。
129.转子保持器210可以连接到电动转向设备的输入轴。因此，转子保持器210可以与输入轴的旋转联动旋转。转子保持器210可以形成为圆柱形状。此外，转子保持器210的端部可以耦接到转子本体220。转子保持器210可以由金属材料制成，但不限于此，考虑到预定的强度或更大的强度，转子保持器210也可以由其他材料形成，使得输入轴可以被装配和固定。
130.转子本体220设置在转子保持器210的外周面的一侧上。转子本体220可以是环形构件。
131.磁体230耦接到转子本体220。当转子保持器210旋转时，磁体230与转子保持器210联动旋转。
132.图14是示出磁体相对于第一定子齿和第二定子齿的布置的透视图。
133.参考图14，磁体230设置在第一齿132与第二齿142之间。此外，磁体230设置在第三齿133和第一齿132之间。
134.磁体230的本体231设置为面对第一齿132、第二齿142和第三齿133。磁体230的突起232设置在第一齿132、第二齿142和第三齿133的上方。
135.图15是表示第一定子齿的透视图。
136.参考图15，第一定子齿130可以包括第一本体131、第一齿132、第三齿133和延伸部134。第一本体131可以是环形构件。第一齿132可以设置为沿圆周方向彼此间隔开，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。延伸部134从第一本体131向内突出。第三齿133连接至延伸部134。
137.第一齿132和第三齿133可以各自形成为下侧宽上侧窄的形状。例如，当沿径向方向观察时，在第一齿132和第三齿133的每一个中，下侧的宽度可以大于上侧的宽度。第一齿132和第三齿133可以分别形成为梯形。另外，由于第一齿132穿过第一孔124并且第三齿133穿过第三孔127，因此第一本体131的上表面和延伸部134的上表面可以与隔板的下表面接触。
138.图16是示出第二定子齿的透视图。
139.参考图16，第二定子齿140可以包括第二本体141和第二齿142。第二齿142可以设置为沿圆周方向彼此间隔开，并可以从第二本体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。第二齿142可以形成为下侧宽上侧窄的形状。例如，当沿径向方向观察时，第二齿142的下侧的宽度可以大于其上侧的宽度。第二齿142可具有梯形形状。
140.第二本体141可以包括突出部141a。突出部141a可以是弯曲并相对于第二齿142向
外突出的环形构件。突出部141a可以通过减小第一传感器500与第二本体141之间的气隙来增加施加到第一传感器500的磁通量。
141.图17是第一定子齿的俯视图。
142.参考图17，从第一定子齿130的中心c到第一齿132的最短距离r1比从第一定子齿130的中心c到第三齿133的最短距离r2大。第三齿133设置为比第一齿132更相对靠近第一定子齿130的中心c。这是为了将从定子保持器110的内部引入的外部磁场引导至第三齿133。
143.图18是第一定子齿和第二定子齿的俯视图。
144.参考图18，由多个第三齿133形成的直径d3比由多个第一齿132形成的直径d1小，由多个第二齿142形成的直径d2比由多个第一齿132形成的直径d1小。基于磁体230，第一齿132设置在磁体230的外侧上，第二齿142和第三齿133设置在磁体230的内侧上。
145.图19是示出设置在同心圆上的第一齿、第二齿和第三齿的视图。
146.参考图19，第一齿132、第二齿142和第三齿133可以设置在同心圆上。第二齿142和第三齿133可以设置在第一虚拟圆周o1上，并且第一齿132可以设置在与第一虚拟圆周o1不同的第二虚拟圆周o2上。第二齿142和第三齿133可以沿定子100的圆周方向交替设置。第一圆周o1比第二圆周o2更向内设置。这是为了将从定子保持器110内部引入的外部磁场通过第二齿142和第三齿133向所有方向分布。
147.同时，第三齿133的下端的圆周方向上的宽度t3可以比第一齿132的下端的圆周方向上的宽度t1小。另外，第三齿133的下端的圆周方向上的宽度t3可以比第二齿142的下端的圆周方向上的宽度t2小。
148.图20是第一定子齿和第二定子齿的俯视图，图20示出了从定子保持器的内部引入的外部磁场的流，图21是第一定子齿的剖视图，图21示出了被引导到第三齿的外部磁场的流。
149.参考图20，沿定子保持器110引入的外部磁场w1和w2沿定子100的径向方向被引入第一定子齿130和第二定子齿140。外部磁场w1和w2被分配并被引导至第三齿133和第二齿142。
150.参考图21，引入到第三齿133中的外部磁场w1被引导至延伸部134。在这种情况下，被引入到第三齿133中的外部磁场m1可以从磁体230被引入到第一齿132中，并且可以与被引导至延伸部134的外部磁场m2抵消。如上所述，由于沿定子保持器110引入的外部磁场被引导至第一定子齿130并被抵消，因此可以大幅降低外部磁场对第一传感器500的影响。
151.下表1示出了比较例和实施例之间扭矩的比较。
152.《表1》
[0153][0154]
比较例的感测装置不具有第三齿133等结构。实施例的感测装置具有第三齿133。当在径向方向上没有外部磁场时，扭矩为0nm，0nm是正常的。在比较例和实施例中在径向方向上施加1000a/m的外部磁场时，在比较例的情况下，测量到0.41nm的扭矩，可见其受外部
磁场影响很大。但是，在实施例的情况下，测量到的扭矩为0.05nm，可以看出其几乎不受外部磁场影响。
[0155]
然而，在径向方向上在第一定子齿130和第二定子齿140与第一传感器500之间的间隙决定磁通量。当第一定子齿130和第二定子齿140与第一传感器500之间的间隙增加时，通过第一传感器500的磁通量增加，以增加测量到的磁通量的灵敏度。相反，当第一定子齿130和第二定子齿140与第一传感器500之间的间隙减小时，通过第一传感器500的磁通量减小以降低测量到的磁通量的灵敏度。因此，根据第一定子齿130和第二定子齿140与第一传感器500之间的间隙的变化，摆动(wobble)值可能大幅增加。
[0156]
图22是示出第一收集器的透视图，图23是示出第二收集器的透视图，图24是第一收集器、第二收集器和第一传感器500的俯视图。
[0157]
参考图22至24，收集器800可以包括第一收集器810和第二收集器820。第一收集器810和第二收集器820中的每一个收集定子100的磁通量。此外，第一收集器810和第二收集器820均可以各自由金属材料形成。第一收集器810与第二收集器820之间的径向方向上的距离具有在图24中的“d1”。
[0158]
基于定子的中心c，第二收集器820可以沿径向方向比第一收集器810更向内设置。第一收集器810和第二收集器820中的每一个都可以是环形构件。由于第一收集器810和第二收集器820中的每一个为环形构件，因此收集器800可以沿圆周方向覆盖第一定子齿130和第二定子齿140的整个区域。其结果，考虑到第一定子齿130和第二定子齿140的整个区域，根据第一定子齿130和第二定子齿140与第一传感器500之间的间隙的变化测量到的磁通量的灵敏度被互补地稳定化，从而改善了摆动值。
[0159]
第一收集器810和第二收集器820可以分别包括延伸部811和821、第一本体812和822以及第二本体813和823。第一本体812和822以及第二本体813和823中的每一个设置为面对第一传感器500。第二本体813和823可以分别从第一本体812和822延伸。延伸部811和821可以分别从第一本体812和822以及第二本体813和823延伸。第一本体812和822和第二本体813和823可以各自包括平坦的平面。延伸部811和821可以各自包括弯曲表面。延伸部811和821可以分别包括突出部814和824。突出部814和824设置为分别从延伸部811和821的下端向下延伸。突出部814和824用于将壳体700耦接至收集器800。
[0160]
第一传感器500检测在定子100与转子200之间产生的磁场的变化。第一传感器500可以是霍尔集成电路(ic)。第一传感器500检测由转子200的磁体230与定子100之间的电相互作用产生的定子100的磁化量。感测装置根据检测到的磁化量，测量扭矩。
[0161]
图25是示出定子齿130、140和定子齿130、140回避外部磁场的状态的图。
[0162]
参考图25，第一收集器810起到外部磁场的屏蔽的作用，该外部磁场与第一定子齿130一起朝向第一传感器500。
[0163]
外部磁场在y’轴向方向大幅影响感测装置。这里，y’轴向方向是指与轴向方向垂直的径向方向中的朝向第一传感器500的方向。如图25的“s1”所示，由于y’轴向方向上的外部磁场沿第一定子齿130和第二定子齿140被感应，因此在y’轴方向上的外部磁场流出而不对第一传感器500产生影响。因此，根据实施例的感测装置的优点在于，即使是在y’轴向方向上，外部磁场对第一传感器500的影响也很小。
[0164]
此外，因为通过第一定子齿130朝向第一传感器500的外部磁场可以由于第一收集
器810而被感应为图25中所示的“s2”，因此外部磁场流出而不会影响设置在第一收集器810内部的第一传感器500。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，外部磁场对第一传感器500的影响也很小。
[0165]
图26是示出壳体700和收集器800的视图，图27是示出壳体700的视图，图28是示出第一突起730的视图，图29是示出第一突起730的熔接过程的视图。
[0166]
参考图26和27，收集器800安装在壳体700上。
[0167]
壳体700可以包括壳体本体710、第一突起730和第二突起720。壳体本体710可以具有包括上表面和下表面的板状，并且可以具有上部和下部敞开的形状。壳体710的中央部分设有孔701。定子保持器110位于孔701内。电路板600可以安装在壳体本体710的下表面上。第一传感器500安装在电路板600上。第一传感器500可以通过壳体700的孔740设置在壳体700的上表面上。单独的盖可以耦接到壳体本体710的下侧以覆盖电路板600。此外，壳体700可以包括凹槽750，收集器800的突出部814和824插入该凹槽750中。
[0168]
第二突起720可以沿轴向方向从壳体700的上表面突出。第二突起720可以沿着孔701的圆周设置。第二突起720可以是弧形构件。第二突起720可以沿径向方向设置在第一收集器810与第二收集器820之间。第二突起720的外周面可以与第一收集器810的内周面接触，第二突起720的内周面可以与第二收集器820的外周面接触。
[0169]
第一突起730可以设置为从第二突起720的上表面沿轴向方向突出。此外，第一突起730可以沿径向方向设置在第一收集器810与第二收集器820之间。此外，第一突起730可以包括多个第一突起730。第一突起730用于将收集器800固定到壳体700。
[0170]
第一突起730可以包括本体731、头部732和第一凹槽732-3。本体731可以从第二突起720的上表面沿轴向方向突出。本体731可以在径向方向上设置在第一收集器810与第二收集器820之间。头部732设置于本体731的上端处。头部732可以分为第一延伸部732a和第二延伸部732b。第一延伸部732a与第二延伸部732b可以在径向方向上在它们之间设置有第一凹槽732-3，并且可以设置为从本体731的上表面沿轴向方向突出。
[0171]
第一延伸部732a的上端可以向外弯曲，并且可以与第一收集器810的上端811a接触。第二延伸部732b的上端可以向内弯曲，并且可以与第二收集器820的上端821a接触。第一延伸部732a和第二延伸部732b可以分别包括第一表面732-1和第二表面732-2。第一表面732-1和第二表面732-2可以设置为彼此面对。第一表面732-1与第一收集器810的上端811a和第二收集器820的上端821a两者接触。第二表面732-2可以与第一延伸部732a的上端和第二延伸部732b的上端中的每一个对应。
[0172]
第一凹槽732-3凹陷地设置于第二表面732-2。第一凹槽732-3的一部分可以设置为形成在径向方向上与第一收集器810和第二收集器820重叠的区域o。这是为了通过充分确保在轴向方向上第一凹槽732-3的空间，防止在头部732的熔接过程中被按压后被推出的头部732的变形部朝向第一收集器810和第二收集器820被推出，并引导该变形部被推入由第一凹槽732-3形成的空间中。
[0173]
第一凹槽732-3可以包括具有沿轴向方向不同的径向方向宽度w1和w2的区域。这是由于在头部732的熔接过程中被按压之后被推出的头部732的变形部被推入第一凹槽732-3的同时形成的形状引起的。
[0174]
参考图29，第一突起730的这种形状可以通过作用于轴向方向上的熔接过程形成。
当熔接沿轴向方向进行时，在第一收集器810的上端811a和第二收集器820的上端821a的上方突出的头部732的上端变形，并且一些变形部被推至第一收集器811的上端811a和第二收集器820的上端821a。同时，头部732的另一变形部被推向第一凹槽732-3。由于头部732的变形部的相当大的部分被推向第一凹槽732-3，因此，在熔接过程中，将第一收集器810向外推的力和将第二收集器820向内推的力大幅降低。
[0175]
在熔接之后，与第一收集器810的上端811a和第二收集器820的上端821a接触的第一表面732-1可以设置在与轴向方向垂直的平面上。
[0176]
图30是示出设置有第二凹槽和第三凹槽的收集器的视图。
[0177]
参考图30，第一收集器810可以包括第二凹槽812。第二凹槽812可以凹陷地设置于第一收集器810的上端处，第二凹槽812可以包括多个第二凹槽812。第二收集器820可以包括第三凹槽822。第三凹槽822可以凹陷地设置于第二收集器820的上端处，第三凹槽822可以包括多个第三凹槽822。
[0178]
第二凹槽812和第三凹槽822用于增加壳体700与收集器800之间的耦接力。第二凹槽812可以包括两个侧表面812b和812c以及底表面812a，第三凹槽822可以包括两个侧表面822b和822c以及底表面822a。两个侧表面812b、812c、822b和822c可以具有不同的倾斜方向。底表面812a将两个侧表面812b和812c连接，底表面822a将两个侧表面822b和822c连接。当在径向方向上观察收集器800时，第二凹槽812和第三凹槽822形成梯形凹槽。
[0179]
第二凹槽812和第三凹槽822设置为在圆周方向上彼此对应。第一突起730在径向方向上设置在第二凹槽812与第三凹槽822之间。
[0180]
图31是示出设置在第一收集器810的第二凹槽812中的第三突起732aa的视图，图32是示出设置在第二收集器820的第三凹槽822中的第四突起732bb的视图，图33是示出通过第一突起730固定到壳体的第一收集器810的一部分和第二收集器820的一部分的视图。
[0181]
参考图31，在熔接过程中变形的第一延伸部732a的一部分被填充在由第二凹槽812形成的空间中以形成第三突起722aa。此外，参考图32，在熔接过程中变形的第二延伸部732b的一部分被填充在由第三凹槽822形成的空间中以形成第四突起732bb。
[0182]
如图31至图33所示，第二凹槽812、第三凹槽822、第三突起732aa和第四突起732bb起到通过实施增加收集器800与第一突起730的熔接面积和收集器800与第一突起730相互啮合的结构，增加收集器800和第一突起730之间的耦接力的作用。
[0183]
图34是示出将收集器800划分为第一区域k1和第二区域k2的视图。
[0184]
参考图34，收集器800可以基于相对于定子中心c的圆周方向而被划分为第一区域k1和第二区域k2。第一区域k1和第二区域k2基于第一收集器810与第二收集器820之间的径向方向上的距离被划分。第一区域k1中第一收集器810与第二收集器820之间的径向方向上的距离d2比第二区域k2中第一收集器810和第二收集器820的径向方向上的距离d1小。
[0185]
第一突起760和第一传感器500被一起设置成与第一区域k1对应。
[0186]
图35是示出设置在第一收集器810和第二收集器820之间的第一突起760和第一传感器500的视图。
[0187]
参考图35，第一突起760可以沿径向方向设置在第一收集器810的本体812和813与第二收集器820的本体822和823之间。此外，第一突起760可以与第一收集器810的本体812和813的内表面以及第二收集器820的本体822和823的外表面接触。第一突起760插设在第
一传感器500位于的第一收集器810的本体812和813与第二收集器820的本体822和823之间，使得在物理上确保第一收集器810和第二收集器810之间的径向方向上的间隙。
[0188]
第一突起760可以是圆柱形构件或者可以具有弯曲表面。因此，第一突起760可以沿着轴向方向与第一收集器810的本体812和813线接触。此外，第一突起760可以沿轴向方向与第二收集器820的本体822和823线接触。这提供了这样的优点：当第一收集器810和第二收集器820在夹着第一突起760的情况下安装到壳体上时不会被第一突起760卡住。
[0189]
第一突起760的径向方向上的宽度w1可以等于或大于第一传感器500的径向方向上的宽度w2。第一突起760的径向方向上的宽度w1可以小于第二突起720的径向方向上的宽度w3。
[0190]
第一突起760可以包括第1-1突起761和第1-2突起762。在收集器800中，第一本体812和822设置为在圆周方向上彼此相邻，第二本体813和823设置为在圆周方向上彼此相邻。第一传感器500设置在第一本体812和第二本体813以及第一本体822和第二本体823中的每一个上。第1-1突起761可以设置在第一传感器500的一侧上，并且第1-2突起762可以设置在第一传感器500的另一侧上。另外，第1-1突起761和第1-2突起762可以设置为相对于穿过定子的中心c和本体812、822、813、823的周向方向上的宽度中心的基准线t对称。
[0191]
在第一收集器810的本体812和813以及第二收集器820的本体822和823的附近，当第一收集器810与第一收集器820之间的间隙改变时，第一传感器500检测到的磁通量的量被这种变化显著影响。通过在与第一传感器500对应的位置处确保第一收集器810的本体812和813与第二收集器820的本体822和823之间的间隙，第一突起760有效地确保了感测装置的性能。
[0192]
图36是示出其中设置有第一凹槽和第二凹槽的壳体的视图。
[0193]
参考图36，壳体700可以包括第一凹槽750和第二凹槽770。第一凹槽750在轴向方向上凹陷地形成，并且收集器800的突出部814和824插入第一凹槽750中。由于突出部814和824插入到第一凹槽750中，因此收集器800被牢固地固定到壳体700而不会移动。
[0194]
第一凹槽750可以包括第1-1凹槽751和第1-2凹槽752。第1-1凹槽751可以设置在第二突起720的外侧上。第1-2凹槽752可以设置在第二突起720的内侧上。第一收集器810的突出部814和824插入到第1-1凹槽751中。第二收集器820的突出部814和824插入到第1-2凹槽752中。
[0195]
第二凹槽770引导突出部814和824，以容易地插入到第一凹槽750中。第二凹槽770可以在第二突起720的内表面中沿径向方向凹陷地形成。或者，第二凹槽770可以在第二突起720的外表面上沿径向方向凹陷地形成。可以设置多个第二凹槽770。
[0196]
同时，第一凹槽750和第二凹槽770可以设置为基于定子的中心c面对第一传感器500穿过的孔740。当第一收集器810与第二收集器820之间的间隙在相对于定子中心c与第一传感器500相对的点处改变时，与第一收集器800的其他区域相比由第一传感器500感测到的磁通量的量被这种变化更大地影响。
[0197]
因此，第一凹槽750和第二凹槽770设置为相对于定子的中心c面对第一传感器500穿过的孔740，以使第一凹槽750设置在相对于定子中心c与第一传感器500相对的点处，从而防止第一收集器810和第二收集器820在对应点处变形或移动，从而有效地确保感测装置的性能。出于同样的原因，收集器800的突出部814和824位于收集器800的本体812、822、813
和823的相对侧上。
[0198]
图37是示出与主齿轮啮合的第一齿轮和第二齿轮的视图。
[0199]
参考图37，可以包括与主齿轮121a啮合的第一齿轮1000和第二齿轮1100作为副齿轮。主齿轮121a、第一齿轮1000、第二齿轮1100和第二传感器610用于测量转向轴的角度。
[0200]
主齿轮121a与第一齿轮1000和第二齿轮1100啮合以进行旋转。主齿轮121a设置在定子本体120的外周面上。第一齿轮1000和第二齿轮1100可旋转地设置在壳体本体710上。主齿轮121a、第一齿轮1000和第二齿轮1100之间的的齿轮比是预定的。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1000可以被设计为旋转15.6次，第二齿轮1100可以被设计为旋转14.625次。这里，总角度是当所有的齿轮恢复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。
[0201]
磁体可以设置在第一齿轮1000和第二齿轮1100上。磁体设置为面对第二传感器610。
[0202]
图38是示出外部磁场相对于定子齿130和140的方向性的视图，图39是示出第一传感器500回避具有z轴方向性的外部磁场的状态的视图。
[0203]
参考图38，外部磁场在作为轴向方向的z轴方向和与z轴方向垂直的y’轴方向上极大地影响感测装置。
[0204]
参考图39，根据实施例的感测装置的第一传感器500设置于第一传感器500竖立在z轴向方向上的状态。因此，在z轴方向上观察时第一传感器500的面积比在y’轴向方向上观察时第一传感器500的面积小很多。因此，根据实施例的感测装置的优点在于在z轴向方向上外部磁场对第一传感器500的影响小。
[0205]
参考图25和图39，当考虑到第一传感器500竖立在z轴向方向上的状态，y’轴向方向上的圆周磁场可能对第一传感器500具有较大影响。然而，由于沿第一定子齿130和第二定子齿140感应到在y’轴向方向上的圆周磁场，所以圆周磁场流出而不影响第一传感器500。因此，根据实施例的感测装置的优点在于，即使是在y’轴向方向上，外部磁场对第一传感器500的影响也很小。
[0206]
图40是示出比较例和实施例之间相对于z轴方向上的外部磁场的角度的变化量的比较的图。
[0207]
参考图40，在比较例的情况下，感测装置具有如下结构：定子齿130和140垂直设置，第一传感器500平放，并且可以看出，随着z轴方向上的外部磁场增加，角度的变化量线性增加，因此测量到的角度根据外部磁场而显著变化。
[0208]
另一方面，在实施例的情况下，可以看出，即使当z轴向方向上的外部磁场增加，角度的变化也很小，并因此角度变化几乎不受外部磁场影响。
[0209]
图41是示出将比较例和实施例之间的相对于y’轴方向上的外部磁场的角度变化的量的比较的图。
[0210]
参考图41，在比较例的情况下，感测装置具有如下结构：第一定子齿130和第二定子齿140垂直设置，第一传感器500平放，并且可以看出，随着y’轴方向上的外部磁场增加，角度变化量线性增大，因此测量到的角度根据外部磁场而大幅变化。
[0211]
另一方面，在本实施例的情况下，可以看出，即使当y’轴方向上的外部磁场增加时，角度的变化也很小，并因此角度几乎不受外部磁场影响。