馬達(dá)及馬達(dá)的感測磁體的制作方法
【專利摘要】本公開提供了一種馬達(dá)及馬達(dá)的感測磁體。感測磁體包括：通孔，該通孔定位在感測磁體的中央部處；以及多個磁極，所述多個磁極沿感測磁體的外周形成。此處，多個磁極包括第一磁極和沿通孔的方向從第一磁極延伸的第二磁極。
【專利說明】馬達(dá)及馬達(dá)的感測磁體
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年12月14日提交的韓國專利申請第10_2012_0146496號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益,其公開內(nèi)容全部通過參引并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種馬達(dá)及其感測磁體，并且更具體地涉及一種轉(zhuǎn)向馬達(dá)及其感測磁體。
【背景技術(shù)】
[0004]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種用于確保車輛的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的系統(tǒng)，并且通過單獨(dú)的動力輔助轉(zhuǎn)向。
[0005]近些年，替代使用油壓的輔助轉(zhuǎn)向設(shè)備，已經(jīng)主要使用具有少量動力損失并且準(zhǔn)確性良好的電子動力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)。該EPS包括速度傳感器、力矩角度傳感器、力矩傳感
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[0006]電子控制單元(ECT)通過包括在EPS中的傳感器檢測運(yùn)行條件，并且根據(jù)所檢測的運(yùn)行條件驅(qū)動馬達(dá)。因而，確保了轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性并且提供了快速的轉(zhuǎn)向回復(fù)力，從而使得能夠?qū)崿F(xiàn)駕駛者的安全駕駛。
[0007]在EPS系統(tǒng)中，馬達(dá)(在下文中稱為“EPS馬達(dá)”)輔助用于操作操縱柄的力矩，使得駕駛者能夠使用較少的動力執(zhí)行轉(zhuǎn)向操作。作為EPS馬達(dá)，能夠使用無刷直流(BLDC)馬達(dá)等。BLDC馬達(dá)意指這樣的直流(DC)馬達(dá):在該DC馬達(dá)中安裝有電子整流機(jī)構(gòu)，而沒有諸如電刷、整流器等的機(jī)械接觸單元。
[0008]EPS馬達(dá)包括出于轉(zhuǎn)向輔助的目的、用于對馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行檢測的感測磁體，以及傳感器。
[0009]感測磁體形成為盤形，并且包括形成在感測磁體的內(nèi)側(cè)的主磁體，和形成在感測磁體的外周側(cè)的副磁體。
[0010]主磁體包括多個磁極，該多個磁極以與插入至EPS馬達(dá)的轉(zhuǎn)子中的磁體相同的方式布置，并且主磁體被設(shè)置成面向傳感器。傳感器對根據(jù)主磁體的旋轉(zhuǎn)的磁通量變化進(jìn)行檢測，并且將檢測的信號傳遞至ECU，從而使ECU能夠計算轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。
[0011]副磁體包括比主磁體的磁極數(shù)量更大的磁極。副磁體把多個磁極設(shè)置為對應(yīng)于主磁體的單個磁極。因而，旋轉(zhuǎn)角度可以被更精細(xì)地劃分以被測量，并且因此可以更平順地執(zhí)行EPS馬達(dá)的驅(qū)動。
[0012]出于使主磁體與副磁體之間的磁通量的干擾最小化以及實(shí)現(xiàn)主磁體與副磁體的順序磁化的目的，在主磁體與副磁體之間設(shè)置假軌道(du_y track)。
[0013]如以上所描述的，感測磁體包括主磁體和副磁體,并且因此包括主磁體的內(nèi)環(huán)部和包括副磁體的外環(huán)部以預(yù)定的間隔被順序地磁化。因此，以預(yù)定的間隔執(zhí)行兩個磁化過程，并且因此存在增加了磁化時間的問題。[0014]此外，在主磁體與副磁體之間存在沒有使用的假軌道，從而增加了材料成本。
[0015]此外，由于存在主磁體與副磁體之間的磁通量的干擾，可能存在從傳感器輸出的頻率發(fā)生器(FG)信號的功率(duty)的不均勻性，從而使感測準(zhǔn)確性劣化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明涉及一種可以簡化感測磁體的磁化過程的馬達(dá)，以及該馬達(dá)的感測磁體。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種馬達(dá)，該馬達(dá)包括:旋轉(zhuǎn)軸；板，該板耦接至旋轉(zhuǎn)軸；以及感測磁體，該感測磁體耦接至該板，并且包括由該旋轉(zhuǎn)軸所穿過的通孔以及沿感測磁體的外周形成的多個磁極。此處，多個磁極可以包括第一磁極和沿通孔的方向從第一磁極延伸的第二磁極。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種感測磁體，該感測磁體包括:通孔，該通孔定位在感測磁體的中央部處；以及多個磁極，所述多個磁極沿感測磁體的外周形成。此處，多個磁極包括第一磁極和沿通孔的方向從第一磁極延伸的第二磁極。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]通過參照附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，本發(fā)明的以上目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，在附圖中:
[0020]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的馬達(dá)的橫截面圖；
[0021]圖2是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的霍爾集成電路(IC)的操作的視圖；以及
[0022]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的感測磁體的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本文中公開了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。然而，出于描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的目的，本文中所公開的具體的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和功能細(xì)節(jié)僅是代表性的，并且因而本發(fā)明的示例性實(shí)施方式可以以許多替代性形式來體現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)理解為被限定于本文中所陳述的本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。
[0024]因此，盡管本發(fā)明可以具有多種改型和替代性形式，但是在附圖中通過示例示出了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，并且在本文中將對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，并不存在將本發(fā)明限定于公開的特定形式的意圖，而與此相反，本發(fā)明將覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的改型、等同方案和替代方案。貫穿附圖的描述，同樣的附圖標(biāo)記意指同樣的元件。
[0025]將理解的是，盡管在本文中可以使用術(shù)語第一、第二等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用來對一個元件與另一個元件進(jìn)行區(qū)分。例如，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，第一元件可被稱作第二元件，并且相似地，第二元件可被稱作第一元件。如本文中所使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目中的一個或更多個項(xiàng)目的任何和全部組合。
[0026]將理解是，當(dāng)元件被稱作“連接”、或“耦接”至另一元件時，該元件能夠直接連接或耦接至另一元件，或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱作“直接連接”或“直接耦接”至另一元件時，不存在中間元件。用來描述元件之間的關(guān)系的其他詞語應(yīng)當(dāng)以同樣的方式來解釋(g卩，“在......之間”對“直接地在......之間”，“相鄰”對“直接相鄰”等)。
[0027]本文中所使用的措辭僅出于描述特定實(shí)施方式的目的，而不意圖限制本發(fā)明。如本文中所使用的，單數(shù)形式“一個(a)”、“一個(an)”、“這個(the)”意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有清楚地指示。還應(yīng)當(dāng)理解的是，術(shù)語“包括(comprises)”、"包括
(comprising)”、“包含(includes)”和/或“包含(including)”-當(dāng)在本文中使用時-
指定所闡述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在或添加。
[0028]除非另有限定，否則本文中所使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)都與本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員的通常理解具有相同的意思。還將理解的是，術(shù)語，比如在通常使用的詞典中所限定的那些術(shù)語，應(yīng)當(dāng)理解為具有與它們在相關(guān)技術(shù)的背景中的意思相一致的意思，并且將不在理想化或過于正式的意義上來理解該術(shù)語，除非本文中明確地如此限定。
[0029]還應(yīng)當(dāng)指出，在一些替代性實(shí)現(xiàn)中，在框中指出的功能/動作可以不按流程圖中指出的順序來發(fā)生。例如，根據(jù)涉及的功能/動作，連續(xù)示出的兩個框?qū)嶋H上可以實(shí)質(zhì)同時執(zhí)行，或者有時可以以相反的順序來執(zhí)行各框。
[0030]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電子動力轉(zhuǎn)向(EPS)馬達(dá)的橫截面圖，圖2是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的霍爾IC的操作的視圖，以及圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的感測磁體的立體圖。
[0031]參照圖1，具有開放的上部的圓柱形殼體10和耦接至殼體10的上部的支架20形成EPS馬達(dá)的外觀。
[0032]由殼體10和支架20可旋轉(zhuǎn)地支承旋轉(zhuǎn)軸30。
[0033]車輛的轉(zhuǎn)向柱連接至旋轉(zhuǎn)軸30的上部，以提供動力用于輔助轉(zhuǎn)向。
[0034]其中插入多個磁體的轉(zhuǎn)子50耦接至旋轉(zhuǎn)軸30的外周表面。此外，包括芯和線圈的定子40耦接至殼體10的內(nèi)周表面，以在轉(zhuǎn)子50的外周表面提供電磁力。
[0035]定子40被布置在殼體10的內(nèi)周表面。定子40包括定子芯、纏繞在定子芯上的線圈以及絕緣紙。
[0036]轉(zhuǎn)子50耦接至旋轉(zhuǎn)軸30的外周表面，并且轉(zhuǎn)子50的外周表面面向定子40。轉(zhuǎn)子50包括轉(zhuǎn)子芯和磁體。
[0037]當(dāng)向定子40施加電流時，通過定子40與轉(zhuǎn)子50的電磁相互作用而旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子50，并且因此與轉(zhuǎn)子50的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸30。
[0038]由于旋轉(zhuǎn)軸30通過減速齒輪(未示出)連接至車輛的轉(zhuǎn)向柱，因此轉(zhuǎn)向柱也能夠通過旋轉(zhuǎn)軸30的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。因而，EPS馬達(dá)輔助轉(zhuǎn)向柱的旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)向柱與駕駛者的方向盤的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)。
[0039]印刷電路板(PCB) 80耦接至支架20的上表面。
[0040]傳感器91和92被布置在PCB80的上表面。傳感器91和92可以根據(jù)它們的位置而被分類成主傳感器91和副傳感器92。
[0041]相比副傳感器92，主傳感器91可以被定位成與旋轉(zhuǎn)軸30鄰近。
[0042]主傳感器91檢測下文將描述的感測磁體70的極性變化或磁通量變化，以及輸出在計算轉(zhuǎn)子50的旋轉(zhuǎn)角度時使用的感測信號。
[0043]副傳感器92檢測下文將描述的感測磁體70的磁通量變化，從而輸出用于頻率發(fā)生器(FG)的感測信號。相比于從主傳感器91輸出的感測信號，在更精細(xì)地計算旋轉(zhuǎn)角度時，可以使用從副傳感器92輸出的用于FG的感測信號。
[0044]傳感器91和傳感器92中的每一者均可以實(shí)現(xiàn)為霍爾1C。
[0045]霍爾IC是鎖存型的(latch type)，在N磁極接近霍爾IC時霍爾IC輸出第一信號，并且在S磁極接近霍爾IC時霍爾IC輸出不同于第一信號的第二信號。此外，當(dāng)N磁極(或S磁極)接近霍爾IC時，霍爾IC可以輸出第一信號(或第二信號)，并且即使沒有產(chǎn)生磁通量也可以連續(xù)地輸出第一信號(或第二信號)，直到S磁極(或N磁極)接近霍爾IC為止。
[0046]從霍爾IC輸出的第一信號和第二信號可以是具有不同量值的信號。例如，第一信號可以是5V (或0V)，并且第二信號可以是OV或(5V)。
[0047]從霍爾IC輸出的第一信號和第二信號可以是具有不同量值的信號。例如，第一信號可以是具有正極性(+ )(或負(fù)極性(_))的信號，并且第二信號可以是具有負(fù)極性(_)(或正極性( + ))的信號。
[0048]參照圖2，在SI中，當(dāng)感測磁體70的N磁極接近霍爾IC時，霍爾IC輸出5V的感測信號。此后，即使N磁極移動遠(yuǎn)離霍爾1C，霍爾IC在S2中也維持5V，并且然后，在S3中通過感測磁體70的S磁極的接近，霍爾IC輸出OV的信號。此后，即使感測磁體70的S磁極移動遠(yuǎn)離霍爾1C，霍爾IC在S4和S5中也維持OV的輸出電壓，并且然后當(dāng)N磁極接近霍爾IC時，霍爾IC將OV的輸出電壓改變?yōu)?V。
[0049]再次參照圖1，板60在PCB80之上被形成為與PCB80間隔開預(yù)定間隔，并且板60被布置成面向PCB80。板60耦接至旋轉(zhuǎn)軸30，以連同旋轉(zhuǎn)軸30 —起旋轉(zhuǎn)。
[0050]感測磁體70被布置在板60下方，以面向布置在PCB80的上表面的傳感器91和92。感測磁體70耦接至旋轉(zhuǎn)軸30，以連同旋轉(zhuǎn)軸30 —起旋轉(zhuǎn)。如以上所描述的，傳感器91和92中的每一者均檢測根據(jù)感測磁體70的旋轉(zhuǎn)的磁通量變化或極性變化。在計算旋轉(zhuǎn)軸30的旋轉(zhuǎn)角度時使用通過傳感器91和92所檢測的根據(jù)旋轉(zhuǎn)的磁通量變化。
[0051]EPS馬達(dá)通過根據(jù)所計算的旋轉(zhuǎn)軸30的旋轉(zhuǎn)角度向定子40施加合適的電流而使旋轉(zhuǎn)軸30旋轉(zhuǎn)，從而輔助轉(zhuǎn)向力矩。
[0052]參照圖3，感測磁體70被形成為對應(yīng)于板60的形狀的盤形。
[0053]在感測磁體70的中央部中，通孔71被形成為使得旋轉(zhuǎn)軸30穿過通孔71。
[0054]感測磁體70可以包括多個N磁極721和多個S磁極722，所述多個N磁極721和多個S磁極722沿感測磁體70的外周交替地布置。因而，當(dāng)感測磁體70耦接至被旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸30時，N磁極721和S磁極722交替地經(jīng)過傳感器91和92。因此，傳感器91和92檢測極性變化或磁通量變化以輸出感測信號。
[0055]根據(jù)插入轉(zhuǎn)子50中的磁體中的每個磁體的位置，構(gòu)成感測磁體70的多個磁極72被劃分成多個組。此外，相比于剩余的磁極，每組中所包括的磁極當(dāng)中被布置在與其他組的邊界上的磁極721和723被形成為沿著在中央側(cè)形成的通孔71的方向延伸。
[0056]可以使用構(gòu)成感測磁體70的所有磁極72，以使副傳感器92精細(xì)地檢測根據(jù)轉(zhuǎn)子50的旋轉(zhuǎn)的磁通量變化。為此，構(gòu)成感測磁體70的所有磁極72被形成為覆蓋面向副傳感器92的位置82。[0057]構(gòu)成感測磁體70的磁極中沿通孔71的方向延伸的磁極721和723也可以被使用，以使主傳感器91檢測根據(jù)轉(zhuǎn)子50的旋轉(zhuǎn)的磁通量變化。為此，磁極721和723延伸，以覆蓋多至面向主傳感器91的位置81的程度。即，布置在每組的邊界上的磁極721和723用作主磁體以及一般的副磁體。
[0058]因而，在每組中沿通孔71的方向延伸的磁極721和723中的每一個磁極的極性可以根據(jù)插入轉(zhuǎn)子50中的每個磁體的位置來確定。即，每組可以以下述方式來形成:與對應(yīng)于每組的轉(zhuǎn)子50的磁體具有相同極性的磁極被布置在邊界部。例如，在與插入轉(zhuǎn)子50中的N磁極的磁體相對應(yīng)的組的情況下，N磁極和S磁極交替地布置，使得N磁極被布置在該組的邊界部。
[0059]如以上所描述的，由于實(shí)施為霍爾IC的主傳感器91被作為鎖存器來操作，因此當(dāng)在每組的邊界部檢測到N磁極(S磁極)時，即使沒有產(chǎn)生磁通量，在檢測S磁極(或N磁極)之前也連續(xù)地輸出對應(yīng)于N磁極的感測信號。因而，在不磁化單獨(dú)的主磁體的情況下，感測磁體70可以使位于主磁極變化的邊界部的磁極延伸至面向主傳感器91的位置，并且使用延伸的磁極作為主磁體。
[0060]如以上所描述的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在不磁化單獨(dú)的主磁體的情況下，在用作副磁體的磁極當(dāng)中的一些磁極可以延伸以用作主磁體。因而，可以減少在形成主磁體時使用的磁體需要，以及位于主磁體與副磁體之間的假軌道，從而減小了材料的成本。
[0061]此外，當(dāng)在磁化感測磁體時無需兩次磁化對應(yīng)于主磁體的內(nèi)環(huán)部和對應(yīng)于副磁體的外環(huán)部的情況下，執(zhí)行磁化過程的次數(shù)可以減少為一次，從而簡化了磁化過程。
[0062]此外，因主磁體而發(fā)生的FG失真可以通過移除主磁體來防止。
[0063]對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說明顯的是，在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，能夠?qū)Ρ景l(fā)明的以上描述的示例性實(shí)施方式做出各種改型。因而，其意圖在于本發(fā)明覆蓋包含在所附權(quán)利要求及其等同替代的范圍內(nèi)的全部這種改型。
【權(quán)利要求】
1.一種馬達(dá)，包括: 旋轉(zhuǎn)軸； 板，所述板耦接至所述旋轉(zhuǎn)軸；以及 感測磁體，所述感測磁體耦接至所述板，并且包括由所述旋轉(zhuǎn)軸所穿過的通孔以及沿所述感測磁體的外周形成的多個磁極， 其中，所述多個磁極包括第一磁極以及沿所述通孔的方向從所述第一磁極延伸的第二磁極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，還包括: 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子耦接至所述旋轉(zhuǎn)軸并且包括多個磁體； 印刷電路板，所述印刷電路板布置成面向所述板；以及 第一傳感器和第二傳感器，所述第一傳感器和所述第二傳感器布置在所述印刷電路板的上表面的互相不同的位置，并且對所述感測磁體的根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的磁通量變化進(jìn)行檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達(dá)，其中，所述第一磁極和所述第二磁極布置在面向所述第一傳感器的位置，以及 所述第二磁極延伸至面向所述第二傳感器的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)，其中，所述多個磁極被劃分成多個組，以及 所述第二磁極是布置在所述多個組中的每一組的邊界處的磁極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的馬達(dá)，其中，根據(jù)所述多個磁體中的每個磁體的位置將所述多個磁極劃分成所述多個組。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的馬達(dá)，其中，所述第二磁極的極性是根據(jù)與包括所述第二磁極的組相對應(yīng)的磁體的極性來確定的。
7.—種感測磁體，包括: 通孔，所述通孔定位在所述感測磁體的中央部處；以及 多個磁極，所述多個磁極沿所述感測磁體的外周形成， 其中，所述多個磁極包括第一磁極以及沿所述通孔的方向從所述第一磁極延伸的第二磁極。
【文檔編號】H02K11/00GK103872852SQ201310684440
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】禹承勛 申請人:Lg伊諾特有限公司