(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローターホルダーと、前記ローターホルダーの外周面に配置される第１マグネットを含むローター；及び
前記ローターの外周面に離隔され、少なくとも２以上の単位ステーターが分割されて結合され、前記第１マグネットの外周面の半径方向に配置されるステータ―、
前記ステータ―の下側に結合され、前記ステータ―と一緒に回動するメインギア及び前記メインギアと連動して第２マグネット及び第３マグネットを含む複数のサブギアを有するギアモジュール、を含み、
前記サブギアは、
前記メインギアの歯列に各々歯車係合する第１サブギア及び第２サブギアを含み、
前記第１サブギア及び前記第２サブギアの回転の中心に前記第２マグネット及び前記第３マグネットが各々配置され、
前記第２マグネットと前記第３マグネットとの間に平行に配置される印刷回路基板を含むことを特徴とする、操向センシング装置。
【請求項２】
前記単位ステーターは、
相互隣接する他の単位ステータ―とヘッド部から延長される歯の配列方向が相互交差配置される構造であることを特徴とする、請求項１に記載の操向角センシング装置。
【請求項３】
前記単位ステーターは、
ヘッド部と歯の規格が相互同じであることを特徴とする、請求項２に記載の操向角センシング装置。
【請求項４】
前記単位ステーターの数は、前記第１マグネットの着磁された極数の整数倍で実現されることを特徴とする、請求項２に記載の操向角センシング装置。
【請求項５】
前記複数の単位ステーターのうち相互隣接する単位ステータ―の間には各々のヘッド部が結着される結着部が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の操向角センシング装置。
【請求項６】
前記結着部は、前記単位ステーター各々のヘッド部が直接融着される構造であることを特徴とする、請求項５に記載の操向角センシング装置。
【請求項７】
前記第１マグネットは、入力軸と出力軸のうち一つに連結され、軸方向に着磁されることを特徴とする、請求項１に記載の操向角センシング装置。
【請求項８】
前記第１マグネットは、
内部に中空を有し、水平断面の形状が外径と内径を有する円形構造であることを特徴とする、請求項７に記載の操向角センシング装置。
【請求項９】
前記印刷回路基板の外面のうち前記第１サブギアと対向する面には第１マグネットセンサーが配置され、
前記印刷回路基板の外面のうち前記第２サブギアと対向する面には第２マグネットセンサーが配置されることを特徴とする、請求項１に記載の操向角センシング装置。
【請求項１０】
前記第１サブギアと前記第２サブギアはギア比が相異するように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の操向角センシング装置。
【請求項１１】
前記印刷回路基板の外面のうち少なくとも一面には磁気場の相互干渉を防止するための磁気遮蔽膜が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の操向角センシング装置。
【請求項１２】
前記単位ステータは隣接するヘッド部が相互間ジグザグに位置することを特徴とする、請求項１に記載の操向角センシング装置。
【請求項１３】
操向角センシング装置と、
前記操向角センシング装置で感知した運行条件によりモーターを駆動する電子制御装置を含み、
前記操向角センシング装置は、
ローターホルダーと、前記ローターホルダーの外周面に配置される第１マグネットを含むローター；及び
前記ローターの外周面に離隔され、少なくとも２以上の単位ステーターが分割されて結合され、前記第１マグネットの外周面の半径方向に配置されるステータ―、
前記ステータ―の下側に結合され、前記ステータ―と一緒に回動するメインギア及び前記メインギアと連動して第２マグネット及び第３マグネットを含む複数のサブギアを有するギアモジュール、を含み、
前記サブギアは、
前記メインギアの歯列に各々歯車係合する第１サブギア及び第２サブギアを含み、
前記第１サブギア及び前記第２サブギアの回転の中心に前記第２マグネット及び前記第３マグネットが各々配置され、
前記第２マグネットと前記第３マグネットとの間に平行に配置される印刷回路基板を含むことを特徴とする、
電動式操向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、トルクセンサーモジュール、これを含む操向角センシング装置及び電動式操向装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動車の操向の安定性を保障するための装置として別途の動力で補助する操向装置が用いられる。従来はこのような補助操向装置を油圧を利用した装置で用いたが、近年動力の損失が少なくて正確性が優秀な電動式操向装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｒｅｅｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が用いられる。
【０００３】
前記のような電動式操向装置（ＥＰＳ）は車速センサー、トルクアングルセンサー及びトルクセンサーなどで感知した運行条件により電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）においてモーターを駆動して旋回安定性を保障して迅速な復原力を提供することによって運転者が安全な走行か可能にする。このような電動式操向装置においてトルクセンサーの場合、ローターの外周面に沿ってマグネットが配置されてその外周面にマグネットの極性に対応する突出片を有するステーターが配置されることによって相互回転量の差に応じて磁気量を検出して入力軸と出力軸のトルクを検出して電子制御装置に伝送する。さらに、トルクアングルセンサー（Ｔｏｒｑｕｅ  Ａｎｇｌｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）は、操向軸に加えられるトルクを感知して感知されたトルクに比例する電気信号を出力し、操向軸の回転角に比例する電気信号を出力する構成である。
【０００４】
この場合、前述したステーターは複数の突出片を有する一体型構造物として具現されるが、製作時に単一シートから一体型構造で加工する方式を具現するが、これによって原材料の浪費が大きくなり費用損失の問題が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、前述した問題を解決するために案出されたもので、特にステーターの構造を複数の単位ステーターが分離製作されて結着する構造で具現できるようにして、製造費用を節減することができ、さらにモーターのサイズに応じた製作設計の汎用的な適用性を確保できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態に係るトルクセンサーモジュールは、ローターホルダーと、前記ローターホルダーの外周面に配置される第１マグネットを含むローター；及び前記ローターの外側に前記ローターと離隔して配置されるステーターを含み、前記ステーターは、分割された複数の単位ステータートゥース（ｔｏｏｔｈ）が結合されて形成され得る。
【０００７】
前記複数の単位ステータートゥースの各々は、円周方向に延長されるヘッド部及び前記ヘッド部から垂直方向に折り曲げられて延長される歯を含むことができる。
【０００８】
前記複数の単位ステータートゥースは、第１ヘッド部を含む第１ステータートゥースと、前記複数の単位ステータートゥースのうち前記第１ヘッド部と最も隣接に位置する第２ヘッド部を含む第２ステータートゥースを含むことができる。
【０００９】
前記第１ヘッド部及び前記第２ヘッド部は、離隔配置されてもよい。
【００１０】
前記第１ヘッド部及び前記第２ヘッド部は、結合部材によって結合されてもよい。
【００１１】
前記第１ヘッド部及び前記第２ヘッド部は、結着部によって結合されてもよい。
【００１２】
前記結着部は、前記第１ヘッド部及び前記第２ヘッド部が直接融着されて形成されてもよい。
前記複数の単位ステータートゥースは、相互間ヘッド部と歯の大きさ及び形状が同じであってもよい。
【００１３】
前記第１マグネットの移動による磁界変化を感知する磁場センサー；及び前記ステーターに配置されて、前記第１マグネットの移動による磁界変化を前記磁場センサーに印加するコレクターをさらに含んでもよい。
【００１４】
前記複数の単位ステータートゥースの個数は、前記第１マグネットの着磁された極数の整数倍であり得る。
【００１５】
前記複数の単位ステータートゥースは、円周方向に配列されて、隣接した単位ステータートゥース間に相互交差して配置されてもよい。
【００１６】
前記ローターは、入力軸と結合し、前記ステーターは出力軸と結合されてもよい。
本実施形態において、操向角センシング装置は、ローターホルダーと、前記ローターホルダーの外周面に配置される第１マグネットを含むローター；前記ローターの外側に前記ローターと離隔して配置されるステーター；及び前記ステーターに結合して連動するギアモジュールを含み、前記ステーターは、分割された複数の単位ステータートゥース（ｔｏｏｔｈ）が結合されて形成されてもよい。
【００１７】
前記ギアモジュールは、前記ステーターと連動するメインギアと、前記メインギアと結合する第１サブギア及び第２サブギアを含み、前記第１サブギアの回転中心及び前記第２サブギアの回転中心の各々には、第２マグネット及び第３マグネットが配置されてもよい。
前記第１マグネットは、入力軸または出力軸に結合され、軸方向に着磁されてもよい。
前記第１マグネットは、内部に中空を有し水平断面の形状が外径と内径を有する環状（ｒｉｎｇ  ｓｈａｐｅ）でありうる。
【００１８】
本実施形態に係るステーターの製造方法は、（ａ）平板型の基板材を準備する段階；及び（ｂ）前記基板材において複数の単位ステータートゥースを切開する段階を含み、前記複数の単位ステータートゥースは、第１歯及び前記第１歯から延長される第１ヘッド部を有する第１ステータートゥースと、前記第１歯と前記基板材から最も隣接して位置する第２歯と前記第２歯から延長される第２ヘッド部を有する第２ステータートゥースを含み、前記（ｂ）段階は、前記第１ヘッド部が前記基板材の上部に位置し前記第２ヘッド部が前記基板材の下部に位置するように前記第１ステータートゥース及び前記第２ステータートゥースを配列して前記基板材から切開することができる。
【００１９】
前記（ｂ）段階以後、（ｃ）前記（ｂ）段階で切開された複数の単位ステータートゥースにおいてヘッド部に対して歯を折り曲げる段階；及び（ｄ）前記複数の単位ステータートゥースを円周方向に配列して結合させる段階を含むことができる。
【００２０】
前記（ｄ）段階において、前記複数の単位ステータートゥースは隣接したヘッド部が相互間ジグザグに位置するように結合されてもよい。
【００２１】
前記（ｄ）段階において、前記複数の単位ステータートゥース間の結合は、インサートモールディング（ｉｎｓｅｒｔ  ｍｏｌｄｉｎｇ）、超音波融着、熱融着、カシメ（Ｃａｕｌｋｉｎｇ）及びボンディング（Ｂｏｎｄｉｎｇ）のうちいずれか一つ以上によるものである。
【００２２】
前述した課題を解決するための手段として、本発明の実施形態では中空を介して入力軸と連結されるローターホルダーの外周面にヨーク部材と第１マグネットが結合するローター及び前記ローターの外周面に離隔して配置されて、出力軸と連結されるステーター；を含み、前記ステーターは、複数の単位ステーターが分割されて結合され、前記第１マグネットの外周面の半径方向に配置されるトルクセンサーモジュールを提供することができる。
【００２３】
さらに、本発明の他の実施形態において、前述したトルクセンサーモジュールを適用して中空を介して入力軸と連結されるローターホルダーの外周面にヨーク部材と第１マグネットが結合するローター、前記ローターの外周面に離隔されて少なくとも２以上の単位ステーターが分割されて結合され、前記第１マグネットの外周面の半径方向に配置されて出力軸と連結されるステーター、そして前記ステーターの下側に結合して、前記ステーターと共に回動するメインギア及び前記メインギアと連動して第２マグネット及び第３マグネットを有する複数のサブギアを含むギアモジュールを有する操向角センシング装置を具現できるようにする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の実施形態によると、ステーターの構造を複数の単位ステーターが分離製作されて結着する構造で具現できるようにして、製造費用を節減することができ、さらにモーターのサイズに応じた製作設計の汎用的な適用性を確保できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールとの比較構造を説明するための図面である。
【図２】本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールとの比較構造を説明するための図面である。
【図３】本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールの構造を説明するための概念図である。
【図４】本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールの構造を説明するための概念図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーモジュールを適用した操向角センシング装置の分解斜視図である。
【図６】図５のギアモジュールの部分を図示した要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、添付図面を参照して本発明に係る構成及び作用を具体的に説明する。添付図面を参照して説明するに当たり、図面符号に関係なく同じ構成要素は同じ参照符号を与え、これに対する重複説明は省略する。第１、第２などの用語は、様々な構成要素を説明するのに使用されるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはいけない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にだけ用いられる。
【００２７】
図１及び図２は本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールとの比較構造を説明するための図面であり、図３及び図４は本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールの構造を説明するための概念図である。
【００２８】
図１及び図２を参照すると、通常ステーターは、ステーター２００構造物が円形の形態を具現して、複数の歯（ｔｏｏｔｈ）２１が上部と下部の枠部に連結されて一体で具現される構造で備えられる。
【００２９】
この場合、前記ステーターの内側にはマグネット２２が配置され、前記マグネット２２の内側にはローターホルダーやヨーク部材を備えるローターアッセイ（図示せず）が備えられてもよい。
【００３０】
前述したステーター２００の場合、図２に示したように、一定規格の基板１をアラインし、プレス加工を介して図２に示された形状に切断し、このような同じ形状を上下で結合させて一つのステーターを具現できるようにする。しかし、このような工程は、加工切断時にステーターを構成する部分以外の領域は捨てるため高価な合金材である原材料損失が非常に大きくなる短所がある。
【００３１】
さらに、一つの規格のみで具現されるため、最初設計された規格にだけ適用できるようにして、適用に限界がある。
【００３２】
そこで、図３及び図４のように本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールの構造を具現してこのような限界を解消できるようにする。
【００３３】
すなわち、図３のように、複数の単位ステータートゥース２１０、２２０を分割製作してこれを相互結着する構造でステーター２００を具現できるようにし、特に図２のように一体型で具現された上下基板構造物を接合するのではなく、前記単位ステータートゥース２１０、２２０を交差配列する方式でリング形構造のステーター２００を具現できる。
【００３４】
特に、このような構造は、製造工程において工程の便宜性を増進できると同時に、材料の浪費を顕著に節減できる。すなわち、図４のようにベース基板材２の構造物に単位ステータートゥース２１０、２２０の形状を複数交差して具現する方式でアラインした後、これを切断加工すると複数の単位ステータートゥース２１０、２２０が具現される。複数の単位ステータートゥース２１０、２２０は、ヘッド部２１１から延長されて突出する歯２１２が具現される構造物で具現する。
【００３５】
以後、前記単位ステータートゥース２１０、２２０を図３に示した構造のように相互隣接する単位ステータートゥース２１０、２２０の間にヘッド部２１１の側面が当接するようにアラインして、これを結着して相互隣接する単位ステータートゥース２１０、２２０の境界部が繋がるようにする。このような分離結合構造の場合、微細な寸法の拡張や縮小などの工程で必要な誤差範囲内での設計変形を自由に具現できると共に、単位ステータートゥース２１０、２２０の個数や曲率を変形する場合、ステーター２００の半径をさらに拡張したり縮小して製作することができ、様々なトルクセンサーの規格にも適合するように適用できる長所が具現できる。
【００３６】
例えば、一定曲率を有して第１マグネット１３０の外周面の曲率半径方向に沿ってリング形構造で前記単位ステーター２１０を配置する場合、図４で切断加工された状態で単位ステータートゥース２１０、２２０のヘッド部２１１の曲率を大きくしたりさらに小さく具現する場合、全体ステーター２００のサイズの調節が非常に容易に具現できるようになる。
【００３７】
さらに、図３のように、一つの単位ステータートゥース（Ａ）の両側に隣接する他の単位ステータートゥース（Ｂ、Ｃ）の配置構造をヘッド部２１１から延長される歯２１２の方向が相互交番して配置（交差配置）される構造で具現して空間効率性を一層高められ、単位ステータートゥース（Ａ、Ｂ、Ｃ）の個数を増大することができる。特に、本発明の実施形態においては、ヘッド部２１１と歯２１２の規格が相互同じものを備えて各々の間隔が均一に具現できるようにして着磁特性を均一に具現できる。より好ましくは、前記単位ステータートゥース２１０、２２０の個数は、前記第１マグネット１３０に着磁された極数の整数倍で具現できるようにして着磁特性の効率化が具現できるようにする。
【００３８】
図３で図示していないが、相互隣接する単位ステーター２１０、２２０のヘッド部２１１が、相互接触するように配置し、これを結着する構造でステーター２００を具現するため、本発明の実施形態においては特に複数の単位ステータートゥース２１０、２２０のうち、相互隣接する単位ステータートゥース２１０、２２０の間には、各ヘッド部２１１が結着される結着部（Ｘ）が具現できる。すなわち、結着部（Ｘ）の場合、相互隣接する単位ステータートゥース２１０、２２０のヘッド部２１１をインサートモールディング（Ｉｎｓｅｒｔ  ｍｏｌｄｉｎｇ）、超音波融着や熱融着、または塑性加工（ｃａｕｌｋｉｎｇ）、接着物質を利用した接着などの方式で具現される。この場合、別途の媒介部材を利用する場合の他に単位ステータートゥース２１０、２２０の各々のヘッド部２１１が直接融着する構造で具現すると、より磁化特性が良くなる。
【００３９】
図５は、図３及び図４で前述した本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールを適用した操向角センシング装置の一具現例の分離図面を図示したものある。以下では、図５を参照して本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールを適用した操向角センシング装置の構造を説明する。
【００４０】
図５を参照すると、本発明の実施形態に係る操向角センシング装置３００は、中空を介して入力軸１０と連結されるローターホルダー１１０の外周面にヨーク部材１２０と第１マグネット１３０が結合するローター１００が備えられる。
【００４１】
さらに、ローター１００の外周面に離隔して配置されて、出力軸１１と連結されるステーター２００と、ステーター２００の下側に結合して、ステーター２００と共に回動するメインギア３２及びメインギア３２と連動して第２マグネット４０及び第３マグネット５０を含む複数のサブギア３４、３６を含むギアモジュール３０を含むことができる。
この場合、ローター１００とステーター２００は、トルクセンサーモジュールを構成するようになる。
【００４２】
具体的に、トルクセンサーモジュールの場合、ローター１００の外周面に沿って第１マグネット１３０が配置されることによって相互回転量の差に応じた磁気量を検出して、入力軸１０と出力軸１１のトルクを検出して電子制御装置に伝送する機能を行う。
【００４３】
この場合、特にステーター２００は、図３及び図４で前述したように、単位ステータートゥース２１０、２２０が分離されて製作された後、複数の単位ステータートゥース２１０、２２０を必要な規格に応じて結着させて具現できるようにして製造費用を節減でき、様々な規格にカスタム型で適用できるようにして、磁化特性を向上させて安定的に機能する操向センシング装置を提供できることは前述した通りである。
【００４４】
また、図５の構造のように、本発明の実施形態に係るローター１００に含まれるリング形状を有する第１マグネット１３０の内側面には入力軸１０が結合される。入力軸１０は、車両のステアリングホイール（図示せず）と連結されて運転者がステアリングホイールを操作してステアリングホイールを回転させることにより、第１マグネット１３０は入力軸１０と連動して回転する。第１マグネット１３０は、ローターホルダー１１０によって入力軸１０の外周面に結合されてもよい。この場合、前述したヨーク部材１２０がさらに含まれてもよい。また、操向角センシング装置３００の上部側のカバー（Ｃ）と下部側の第１ケース８０及び第２ケース９０を備えてステーター２００及びアングルセンサーモジュールなどを収容できる構造で具現できる。
【００４５】
また、前記ステーター２００は、図３に前述したように複数の単位ステータートゥース２１０、２２０が結着されてリング形構造で具現できるようになる。以後、結合される場合には図示された構造でマグネット１３０とステーター２００の内周面が相互離隔して対向配置される構造で具現できる。
【００４６】
また、前記ステーター２００の下端部からは結合部２４が突出されてもよい。前記結合部２４は、例えば、円筒形状を有して結合部２４には出力軸１１が結合されてもよい。この場合、前記出力軸１１は、道路と接触する車両の前輪と連結されて、前記出力軸１１及び入力軸１０は、トーションバー（図示せず）によって連結される。これにより、運転者がステアリングホイールを回転させる場合、道路と前輪との摩擦抵抗によって出力軸１１及び入力軸１０を連結するトーションバーにはねじりトルクが発生する。トーションバーにねじりトルクが発生する場合、入力軸１０に連結された第１マグネット１３０及び出力軸１１に連結されたステーター２００の回転角度は、ねじりトルクによって異なるようになり、これによってステーター２００及び第１マグネット１３０は相対運動をするようになる。
【００４７】
この場合、ステーター２００及び第１マグネット１３０の回転角度が異なる場合、第１マグネット１３０及びステーター２００の回転角の差に応じて第１マグネット１３０とステーター２００との間で磁場が発生する。第１マグネット１３０及びステーター２００の間で発生された磁場は、磁場センサー８４によって感知されて、磁場センサー８４から感知された磁場の強さは、車両のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に伝送される。この場合、ＥＣＵは既設定された基準磁場の強さと磁場センサー８４から受信された磁場の強さを比較して、操向トルクを算出して、算出された操向トルクに基づいて使用者がステアリングホイールを操作するのに必要な補助操作力をＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）モーターなどから発生させることができる。図５に図示された構造において、第１ケース８０はステーター２００を収納する。第１ケース８０は、ステーター２００を収納するために上端が開口されて、下端にはステーター２００から突出した結合部２４が貫通するのに適した貫通ホール８２が形成される構造を備える。
【００４８】
前記トルクセンサーモジュールと連動するアングルセンサーモジュールを以下図５を参照して説明する。アングルセンサーモジュールの場合、一般に運転者が操向ホイールを回転させると操向軸に付着したメインギア３２が連動して回転しながら回転角度の差が発生し、この時メインギア３２に付着したサブギア３４、３６に付着されたマグネット４０、５０の磁場と回転方向をホールアイシー（Ｈａｌｌ  ＩＣ）が認識して信号を電子制御装置に移送する。
【００４９】
具体的に、本発明の実施形態に係る操向角センシング装置のギアモジュール３０及び第２マグネット４０及び第３マグネット５０は、使用者のステアリングホイールの操向角をセンシングするようにする。従って、前記ギアモジュール３０は、メインギア３２、第１サブギア３４及び第２サブギア３６を含んで構成されてもよい。
【００５０】
この場合、前記メインギア３２は、前記ステーター２００から突出した結合部２４の外側面に挟まれ、前記メインギア３２の外周面には歯列が形成されている。
【００５１】
前記メインギア３２が前記結合部２４と結合され、前記結合部２４は前記出力軸１１と結合されるため、メインギア３２は出力軸１１の回転に連動して回転する。
【００５２】
さらに、前記メインギア３２が結合部２４の外側面からスリップされることを防止するために、メインギア３２及び結合部２４には各々係止突起（図示せず）または係止突起と結合する係止溝（図示せず）を形成してもよい。
【００５３】
前記ギアモジュールに含まれる前記第１サブギア３４は、例えば、円板形状を有し、第１サブギア３４の外周面には歯列が形成される構造で形成されてもよい。この場合、前記第１サブギア３４は、前記メインギア３２の歯列と直接歯車結合されて、第１サブギア３４及びメインギア３２は相互平行に配置される。前記メインギア３２及び第１サブギア３４は、例えば、第１ギア比を有する。また、前記第２サブギア３６は、例えば、円板形状を有し、第２サブギア３６の外周面には歯列が形成され、前記第２サブギア３６は第１サブギア３４のようにメインギア３２の歯列と直接歯車結合され、第２サブギア３６及びメインギア３２は、例えば、第２ギア比を有する。
【００５４】
すなわち、ギアモジュールの構造で前記第１サブギア３４及び第２サブギア３６は、各々前記メインギア３２と直接歯車結合される。前記第１及び第２サブギア３４、３６をメインギア３２に直接歯車結合する場合、メインギア３２に第１サブギア３４を直接歯車結合及び第１サブギア３４に第２サブギア３４を直接歯車結合する時に比べてバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）を大きく減少させることができる。
【００５５】
図６は、図５のギアモジュールの部分を図示した要部断面図である。
【００５６】
図６及び図５を参照すると、第２マグネット４０は、第１サブギア３４の回転中心に配置されて、第３マグネット５０は、第２サブギア３６の回転中心に配置される。第２ケース９０は、第１ケース８０の下部に結合されて、第２ケース９０は、上端が開口されて下端には出力軸１１が通過する貫通ホール９２が形成される。
【００５７】
第１マグネットセンサー６０は、前記第１サブギア３４の回転中心に固定された前記第２マグネット４０と対向するように後述される印刷回路基板４００の上面の上に配置される。前記第１マグネットセンサー６０は、前記第２マグネット４０の回転角度を測定して発生した信号をＥＣＵに伝送する。さらに、前記第２マグネットセンサー７０は、前記第２サブギア３６の回転中心に固定された前記第３マグネット５０と対向するように後述される印刷回路基板４００の前記上面と対向する下面の上に配置される。
【００５８】
前述した前記第２マグネットセンサー７０は、前記第３マグネット５０の回転角度を測定して発生した信号をＥＣＵに伝送する。以降、前記ＥＣＵは、前記第１マグネットセンサー６０及び第２マグネットセンサー７０から各々出力された信号を演算して、この結果操向輪の回転角度が算出できるようになる。
【００５９】
本発明の一実施形態において、ＥＣＵから算出された操向輪の回転角度は、ギアモジュール３０のメインギア３２と歯車結合された第１及び第２サブギア３４、３６の回転中心に配置された第２及び第３マグネット４０、５０の回転を第１及び第２マグネットセンサー６０、７０が各々センシングすることにより算出される。
【００６０】
さらに、本発明の一実施形態のようにギアモジュール３０のメインギア３２に第１及び第２サブギア３４、３６を直接歯車結合する場合、メインギア３２、第１サブギア３４及び第２サブギア３４の間で発生するバックラッシュを減少させることができ、バックラッシュを減少させることにより出力軸１１の実際の回転角度及び第１及び第２マグネットセンサー６０、７０によってセンシングされた回転角度の間の偏差を大きく減少させることができる。
【００６１】
さらに、本発明の実施形態に係る操向角センシング装置２００は、印刷回路基板４００をさらに含むことができる。前記印刷回路基板４００は、例えば、開口を有するドーナツ形状を有し、前記印刷回路基板４００の両側面には第１サブギア３４及び第２サブギア３６が回転可能に結合される。また、前記印刷回路基板４００は、例えば、メインギア３２、第１サブギア３４及び第２サブギア３６と平行に配置されてもよく、第１及び第２サブギア３４、３６は、メインギア３２と直接歯車結合されてもよい。前記印刷回路基板４００の上面及び前記上面と対向する下面には第１及び第２マグネットセンサー６０、７０が各々配置される。
【００６２】
この場合、前記印刷回路基板４００の上面に配置された前記第１マグネットセンサー６０は、前記第２マグネット４０の回転角をセンシングしてセンシング信号をＥＣＵに伝送して、前記第２マグネットセンサー７０は、前記第３マグネット５０の回転角をセンシングしてセンシング信号をＥＣＵに伝送する。
【００６３】
前記ＥＣＵは、前記第１及び第２マグネットセンサー６０、７０から伝送されたセンシング信号を演算して操向角を算出する。一方、前記印刷回路基板４００の両側に第１サブギア３４と第２マグネット４０及び第２サブギア３６と第３マグネット５０が配置される場合、第２マグネット４０及び第３マグネット５０から各々発生した磁場が相互干渉を起こして第１及び第２マグネットセンサー６０、７０が相互干渉を起こし得る。これを防止するために、第１及び第２サブギア３４、３６と対応する印刷回路基板４００の両側面のうち少なくとも一つの面に磁気の遮蔽膜９５を配置及び／または形成してもよい。磁気の遮蔽膜９５によって第２及び第３マグネット４０、５０から各々発生された磁場の干渉を防止することができる。
【００６４】
本実施形態に係るトルクセンサーモジュールは、ローターホルダー１１０と、ローターホルダー１１０の外周面に配置される第１マグネット１３０を含むローター１００、及びローター１００の外側にローター１００と離隔して配置されるステーター２００を含むことができる。この時、ステーター２００は、分割された複数の単位ステータートゥース（ｔｏｏｔｈ）２１０、２２０が結合されて形成されてもよい。
【００６５】
複数の単位ステータートゥース２１０、２２０の各々は、円周方向に延長されるヘッド部２１１及びヘッド部２１１から垂直方向に折り曲げられて延長される歯２１２を含むことができる。
【００６６】
複数の単位ステータートゥース２１０、２２０は、第１ヘッド部を含む第１ステータートゥース２１０と、複数の単位ステータートゥース２１０、２２０のうち第１ヘッド部と最も隣接するように位置する第２ヘッド部を含む第２ステータートゥース２２０を含むことができる。
【００６７】
第１ヘッド部及び第２ヘッド部は、離隔配置されてもよい。第１ヘッド部及び第２ヘッド部は、結合部材によって結合されてもよい。第１ヘッド部及び第２ヘッド部は、結着部によって結合されてもよい。結着部は、第１ヘッド部及び第２ヘッド部が直接融着されて形成されてもよい。
【００６８】
複数の単位ステータートゥース２１０、２２０は、相互間ヘッド部２１１と歯２１２の大きさ及び形状が同じであってもよい。
【００６９】
本実施形態に係るトルクセンサーモジュールは、第１マグネット１３０の移動に応じた磁界変化を感知する磁場センサー８４、及びステーター２００に配置されて第１マグネット１３０の移動に応じた磁界変化を磁場センサー８４に印加するコレクター５００を含むことができる。
【００７０】
複数の単位ステータートゥース２１０、２２０の個数は、第１マグネット１３０の着磁された極数の整数倍であり得る。
【００７１】
複数の単位ステータートゥース２１０、２２０は、円周方向に配列されて、隣接した単位ステータートゥース２１０、２２０の間に相互交差配置されてもよい。
ローター１００は、入力軸１０と結合し、ステーター２００は、出力軸１１と結合されてもよい。
【００７２】
本実施形態において操向角センシング装置３００は、ローターホルダー１１０とローターホルダー１１０の外周面に配置される第１マグネット１３０を含むローター１００、ローター１００の外側にローター１００と離隔して配置されるステーター２００、及びステーター２００に結合されて連動するギアモジュール３０を含むことができる。この時、ステーター２００は、分割された複数の単位ステータートゥース（ｔｏｏｔｈ）２１０、２２０が結合されて形成されてもよい。
【００７３】
ギアモジュール３０は、ステーター２００と連動するメインギア３２と、メインギア３２と結合する第１サブギア３４及び第２サブギア３６を含むことができる。この時、第１サブギア３４の回転中心及び第２サブギア３６の回転中心の各々には、第２マグネット４０及び第３マグネット５０が配置されてもよい。
【００７４】
第１マグネット１３０は、入力軸１０または出力軸１１に結合され、軸方向に着磁され得る。
【００７５】
第１マグネット１３０は、内部に中空を有し水平断面の形状が外径と内径を有する環状（ｒｉｎｇ  ｓｈａｐｅ）であり得る。
【００７６】
本実施形態に係るステーターの製造方法は、（ａ）平板型の基板材を準備する段階；及び（ｂ）前記基板材で複数の単位ステータートゥースを切開する段階を含み、前記複数の単位ステータートゥースは、第１歯及び前記第１歯から延長される第１ヘッド部を有する第１ステータートゥースと、前記第１歯と前記基板材に最も隣接するように位置する第２歯と前記第２歯から延長される第２ヘッド部を有する第２ステータートゥースを含み、前記（ｂ）段階は、前記第１ヘッド部が前記基板材の上部に位置して前記第２ヘッド部が前記基板材の下部に位置するように前記第１ステータートゥース及び前記第２ステータートゥースを配列して前記基板材から切開されてもよい。前記（ｂ）段階以後、（ｃ）前記（ｂ）段階で切開された複数の単位ステータートゥースでヘッド部に対して歯を折り曲げる段階；及び（ｄ）前記複数の単位ステータートゥースを円周方向に配列して結合させる段階を含むことができる。前記（ｄ）段階で、前記複数の単位ステータートゥースは、隣接したヘッド部が相互間ジグザグに位置するように結合されてもよい。前記（ｄ）段階で、前記複数の単位ステータートゥースの間の結合は、インサートモールディング（ｉｎｓｅｒｔ  ｍｏｌｄｉｎｇ）、超音波融着、熱融着、カシメ（Ｃａｕｌｋｉｎｇ）及びボンディング（Ｂｏｎｄｉｎｇ）のうちいずれか一つ以上によるものである。
【００７７】
前述した本発明の詳細な説明では具体的な実施形態について説明した。しかし、本発明の範疇から逸脱しない限度内では様々な変形が可能である。本発明の技術的思想は、本発明の記述した実施形態に限定されて定まることなく、特許請求範囲だけでなくこの特許請求範囲と均等物などによって定まらなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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