JP7113022B2 - センシング装置 - Google Patents

Description

本発明は、センシング装置に関する。

パワーステアリングシステム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ、以下、「ＥＰＳ」と言う）は、運行条件に応じて電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）でモーターを駆動して旋回安定性を保障して迅速な復元力を提供することで、運転者の安全な走行が可能にする。

ＥＰＳは、適切なトルクを提供するために、操向軸のトルクを測定するトルクセンサを含む。操向軸は、ハンドルに連結される入力軸と、輪側の動力伝達構成と連結される出力軸と、を含むことができる。

トルクセンサは、入力軸と出力軸との間のねじり程度を測定して操向軸にかかるトルクを測定する。このようなトルクセンサは、ハウジング、ロータ、ステータ及びセンサ部を含むことができる。

ここで、前記ステータは、ステータリング及び前記ステータリングが固定されるステータホルダを含むことができる。

前記ハンドルの回転に応じて、前記出力軸と連結されたステータホルダも回転するようになる。

そして、持続的な回転力が前記ステータホルダに印加されるによって、ステータリングとステータホルダが結合する領域では遊撃が増大される。それによって、ステータリングが円周方向に遊動する問題が発生する。

特に、Ｒ－ｔｙｐｅ ＥＰＳの場合、エンジンルームに設置されるため、Ｃ－ｔｙｐｅ ＥＰＳより苛酷なメカニカル（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）条件を要求している。例えば、Ｃ－ｔｙｐｅ ＥＰＳの場合、－４０～８５℃の温度条件を要求しているが、Ｒ－ｔｙｐｅ ＥＰＳの場合、－４０～１２５℃の温度条件を要求する。

したがって、強化された信頼性要求条件を満足するためにステータホルダとステータリングの間の結合力を向上させて持続的な回転力による遊撃の増大を防止する必要がある。

本発明は、ステータホルダの回転によるステータホルダとステータリングの間の遊撃を防止するようにステータホルダとステータリングの間の結合力を向上させるセンシング装置を提供する。

特に、ステータリングに形成された少なくとも二つの突起を用いて回転方向に対するコーキング力を増大させたセンシング装置を提供する。

本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に限定されず、ここで言及しなかったまた他の課題は、下の記載から当業者に明確に理解されるべきである。

前記課題は、実施例によって、ロータ；及び前記ロータの外側に配置されるステータを含み、前記ステータは、ステータホルダ及び前記ステータホルダに配置されるステータリングを含み、前記ステータリングは、ボディー、前記ボディーの内周面で突出して形成された複数個のトゥース、及び前記ボディーの外周面で突出して形成された突起部を含み、半径方向から見るとき、前記突起部は、前記トゥースの間に配置され、前記突起部は、互いに離隔して配置される少なくとも二つの突起で提供されるセンシング装置により達成される。

そして、前記ステータホルダは、ステータリング固定部とシャフト固定部を含み、前記突起は、前記ステータ固定部の外面にコーキングされて結合されてもよい。

そして、前記ステータリング固定部は、合成樹脂で形成されてもよい。

また、前記ステータホルダは、ステータリング固定部とシャフト固定部を含み、前記ステータリング固定部は、固定部本体及び前記固定部本体の外周面から半径方向に突出されたフランジ部を含み、前記突起は、前記フランジ部にコーキングにより固定されてもよい。

そして、前記コーキングにより前記フランジ部に溝が形成され、前記溝により形成される係止面に前記突起が支持されてもよい。

また、前記ステータホルダは、ステータリング固定部とシャフト固定部を含み、前記ステータリング固定部は、固定部本体及び前記固定部本体の外周面から半径方向に突出されたフランジ部を含み、前記突起は、前記フランジ部の溝に折り曲げて配置されてもよい。

また、前記突起の間の離隔距離ｄと前記突起の幅Ｗの比は、１：１．５であってもよい。

また、前記突起の一側面は、前記突起の中心を通過する仮想の線Ｌと所定の角度θで傾いて形成されてもよい。

また、前記突起は、前記ボディー側から遠くなるほど幅が増加することができる。

ここで、前記突起は、台形状に形成されてもよい。

また、前記ボディー、前記トゥース及び前記突起は、一体に形成され、前記トゥースと前記突起は、同一な方向に突出して形成されてもよい。

ここで、前記突起の高さは、前記トゥースの高さより小さくてもよい。

一方、前記センシング装置は、前記ロータと前記ステータ組立体の間から発生した磁場を測定するセンシング部をさらに含むことができる。

実施例によるセンシング装置は、互いに離隔して配置される少なくとも二つの突起を有する突起部を用いてステータホルダとステータリングの間の結合力を向上させることができる。

このとき、コーキング方式を通じて前記突起とステータホルダの間の回転方向の接触面積及び結合力を増大させてステータホルダの回転による遊動の発生を防止又は最小化することができる。

すなわち、ステータリングとステータホルダの間のコーキング力を増大させてステータリングの突起をステータホルダに固定させることで、ステータホルダの回転によってステータリングが遊動することを防止することができる。

実施例の多様で且つ有益な長所と効果は、上述した内容に限定されず、実施例の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されるはずである。

実施例によるセンシング装置を示す分解斜視図である。 実施例によるステータを示す斜視図である。 実施例によるステータを示す分解斜視図である。 実施例によるステータのステータリングの側面図である。 実施例によるステータに配置されるステータリングの他の実施例を示す側面図である。 実施例によるステータのフランジ部に形成された溝を示す図である。

本発明は、多様に変更可能であり、さまざまな実施例を有することができる。以下、特定実施例を図面に例示して説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むことと理解すべきである。

第２、第１などのように序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するために用いられるが、前記構成要素は前記用語によって限定されるものではない。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ための目的のみで用いられる。例えば、本発明の権利範囲を脱しない限り、第２構成要素は第１構成要素と命名されることができ、類似に第１構成要素も第２構成要素と命名されることができる。「及び／又は」という用語は、複数の関連された記載項目の組合せ又は複数の関連された記載項目のうちいずれかの項目を含む。

ある構成要素が他の構成要素に「連結されている」とか「接続されている」と言及された場合には、その他の構成要素に直接的に連結されているか又は接続されていることもできるが、中間に他の構成要素が存在することもできると理解すべきである。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されている」とか「直接接続されている」と言及された場合には、中間に他の構成要素が存在しないことと理解すべきである。

実施例の説明において、ある一つの構成要素が他の構成要素の「上又は下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」に形成されることで記載する場合において、上又は下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）は、二つの構成要素が互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触されるか一つ以上の他の構成要素が前記二つの構成要素の間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることを全て含む。また、「上又は下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」で表現される場合、一つの構成要素を基準として上側方向だけでなく下側方向の意味も含むことができる。

本出願で使用した用語は、ただし、特定の実施例を説明するためのものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文脈上明白に異に意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」又は「有する」などの用語は、明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はそれらを組み合わせたのが存在することを指定するためのものであって、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はそれらを組み合わせたものなどの存在又は付加可能性をあらかじめ排除しないことと理解すべきである。

異に定義しない限り、技術的や科学的な用語を含めてここで使用する全ての用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有した者により一般的に理解されることと同一の意味を有している。一般的に用いられる辞典に定義されている用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有することと解釈すべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味に解釈されない。

以下、添付図面を参照して実施例を詳しく説明するが、図面符号に関係なく同一であるか対応する構成要素には同一の参照番号を付与し、これに対する重複説明は省略する。

図１は、実施例によるセンシング装置を示す分解斜視図である。ここで、図１に示したｘ方向は、軸方向を意味し、ｙ方向は、半径方向を意味する。そして、軸方向と半径方向は互いに垂直する。

図１を参照して説明すると、実施例によるセンシング装置１は、ハウジング１００、ステータ２００、ロータ３００及びセンシング部４００を含むことができる。ここで、ステータ２００は、ステータ組立体と呼ばれ得る。

ハウジング１００は、前記センシング装置１の外形を形成することができる。

ハウジング１００は、内部に収容空間を有するように相互結合する第１ハウジング１１０と第２ハウジング１２０を含むことができる。

第１ハウジング１１０には、入力軸（図示せず）が通過する第１貫通ホール１１１が形成され、第２ハウジング１２０には、出力軸（図示せず）が通過する第２貫通ホール１２１が形成され得る。ここで、前記入力軸は、操向ハンドルと連結され、前記出力軸は、操向輪側と連結され得る。ここで、第１貫通ホール１１１は、第１ハウジングホールと呼ばれ得、第２貫通ホール１２１は、第２ハウジングホールと呼ばれ得る。

一方、前記収容空間には、ステータ２００、ロータ３００及びセンシング部４００が配置され得る。

図２及び図３を参照して説明すると、実施例によるステータ２００は、ステータホルダ２１０及びステータホルダ２１０に配置されるステータリング２２０を含むことができる。

ステータホルダ２１０には、ステータリング２２０が固定されて配置され得る。

ステータホルダ２１０は、円筒状のシャフト固定部２１１と、ステータリング固定部２１２と、を含むことができる。ここで、ステータリング固定部２１２には、一対のステータリング２２０が配置され得る。

シャフト固定部２１１は、電動式操向装置の出力軸（Ｏｕｔｐｕｔ ｓｈａｆｔ）に連結されて配置され得る。ここで、シャフト固定部２１１は、金属材質で形成され得る。しかし、必ずこれに限定されるものではなく、前記出力軸が挿入固定されるようにシャフト固定部２１１は、一定以上の強度を考慮した材質が用いられることは勿論である。

ステータリング固定部２１２は、シャフト固定部２１１の一側端部に配置され得る。例えば、ステータリング固定部２１２は、レジンのような合成樹脂を用いたインサート射出方式によりシャフト固定部２１１の一側端部に配置され得る。

ステータリング固定部２１２は、固定部本体２１３、フランジ部２１４及び固定部本体２１３に形成された挿入ホール２１５を含むことができる。ここで、挿入ホール２１５には、ステータリング２２０のトゥース２２２が挿入され得る。ここで、挿入ホール２１５は、ホールと呼ばれ得る。

フランジ部２１４は、リング形状の固定部本体２１３で円周方向に沿って外側（半径方向）に突出するように形成され得る。

一対のフランジ部２１４は、上下に離隔して配置され得る。図３に示したように、一対のフランジ部２１４は、固定部本体２１３の上端及び下端の外側に配置され得る。ここで、外側は、固定部本体２１３を基準として中心Ｃを向いた方向の反対方向を意味し、内側は、外側と反対される方向を意味する。

図３に示したように、複数個の挿入ホール２１５は、所定の間隔を置いて中心Ｃを基準として円周方向に沿って固定部本体２１３に形成され得る。

そして、挿入ホール２１５にステータリング２２０のトゥース２２２が挿入されるによって、ステータリング２２０のトゥース２２２は、ステータリング固定部２１２の内面に配置され得る。図２に示したように、ステータリング２２０のトゥース２２２は、固定部本体２１３の内面に配置され得る。

ステータリング２２０は、一対で構成され得る。

ステータリング２２０は、リング形状のボディー２２１、ボディー２２１の内周面に沿って互いに離隔して配置される複数個のトゥース２２２及びボディー２２１の外周面に沿って互いに離隔して配置される突起部２２３を含むことができる。ここで、トゥース２２２と突起部２２３は、同一の方向に突出するように形成され得る。そして、ボディー２２１、トゥース２２２及び突起部２２３は、一体に形成され得る。

トゥース２２２は、ボディー２２１の内周面で軸方向に向いて突出するように形成され得る。

図３に示したように、ステータリング２２０のうちいずれか一つは、ステータリング固定部２１２の一側（上部）に配置され、他の一つは、ステータリング固定部２１２の他側（下部）に配置され得る。それによって、ステータリング２２０のトゥース２２２は、図２に示したように、一定間隔を置いて相互噛み合う形態に配置され得る。

突起部２２３は、ボディー２２１の外周面で軸方向に向いて突出するように形成され得る。

突起部２２３は、コーキングによりステータリング固定部２１２の外面に固定され得る。突起部２２３の一側を加圧して折り曲げるコーキング方式で突起部２２３はステータリング固定部２１２の外面に結合されるので、組み立て公差が発生しない。

図６に示したように、突起部２２３は、ステータリング固定部２１２のフランジ部２１４にコーキングにより固定され得る。それによって、ステータリング固定部２１２に対する突起部２２３の結合力が向上され得る。

一方、前記半径方向を基準としてトゥース２２２と突起部２２３は相互離隔して配置され得る。

半径方向（ｙ方向）から見るとき、突起部２２３は、トゥース２２２の間に配置され得る。半径方向（ｙ方向）から見るとき、突起部２２３がトゥース２２２とオーバーラップされるように配置されると、磁界に影響を与えるようになるので、突起部２２３をトゥース２２２の間に配置して磁界に対する影響を防止することができる。

突起部２２３は、互いに離隔して配置される少なくとも二つの第１突起２２３ａで提供され得る。図３及び図４に示したように、突起部２２３は、ダブルコーキング（Ｄｏｕｂｌｅ Ｃａｕｌｋｉｎｇ）構造を具現して、ステータリング固定部２１２に対する突起部２２３の結合力を一層向上させることができる。また、前記ダブルコーキング構造は、ステータリング固定部２１２との接触面積を増加させるので、突起部２２３の回転方向に対するコーキング力を増大させることができる。

図４に示したように、二つの第１突起２２３ａは、既に設定された離隔距離ｄで離隔して配置され得る。そして、第１突起２２３ａは、四角形の形状に形成され得、第１突起２２３ａの高さは、トゥース２２２の高さより小さい。このとき、離隔距離ｄは、下記の数式によって形成され得る。

ｄ：Ｗ＝１：１．５

図４に示したように、離隔距離ｄと第１突起２２３ａの幅Ｗの比は、１：１．５であってもよい。すなわち、第１突起２２３ａをそれぞれ離隔距離ｄで相互隣接するように配置することで、突起部２２３の回転方向に対するコーキング力を増大させることができる。さらに、第１突起２２３ａの間にステータリング固定部２１２の一つの領域が配置されるので、前記ステータホルダ２１０とステータリング２２０の間の結合力は向上される。

図５は、実施例によるステータに配置されるステータリングの他の実施例を示す側面図である。他の実施例によるステータリング２２０ａは、上述したステータリング２２０を代替してステータホルダ２１０に配置され得る。

以下、前記ステータリング２２０ａを説明するにおいて、ステータリング２２０と同一な構成要素は同一な図面符号で記載し、それに対する具体的な説明は省略する。

図５を参照して説明すると、他の実施例によるステータリング２２０ａは、ボディー２２１、複数個のトゥース２２２及びボディー２２１の外周面に沿って互いに離隔して配置される突起部２２３を含むことができる。ここで、突起部２２３は、互いに離隔して配置される少なくとも二つの第２突起２２３ｂで提供され得る。

第２突起２２３ｂは、一側面が所定の角度θで傾いて形成され得る。

図５に示したように、第２突起２２３ｂの一側面は、前記突起の中心を通過する仮想の線Ｌと所定の角度θで傾いて形成され得る。それによって、第２突起２２３ｂは、ステータリング固定部２１２との接触面積が増加されるので、突起部２２３の回転方向に対するコーキング力を増大させることができる。

図５に示したように、第２突起２２３ｂは、ボディー２２１側の幅は狭く、ボディー２２１から遠くなるほど幅が増加できる。例えば、第２突起２２３ｂは、台形状に形成され得る。しかし、必ずこれに限定されるものではなく、第２突起２２３ｂは、ステータリング固定部２１２との接触面積を考慮して多様な形状に形成できることは勿論である。

一方、突起部２２３のコーキングにより突起部２２３がステータリング固定部２１２の外面に固定されるによって、図６に示したように、ステータリング固定部２１２のフランジ部２１４には、溝２１６が形成され得る。ここで、溝２１６は、前記突起２２３ａ、２２３ｂの数に対応するように形成される。それによって、前記溝２１６により形成される係止面２１７は、相互対向するように配置され得る。

そして、係止面２１７には、前記突起２２３ａ、２２３ｂが密着される。

したがって、係止面２１７は、前記突起２２３ａ、２２３ｂの側面を支持して回転方向に対するコーキング力を増大させることができる。特に、第２突起２２３ｂは、係止面２１７との接触面積が増大されるので、第１突起２２３ａより回転方向に対するコーキング力及び支持力が一層増大される。

前記溝２１６は、突起部２２３をコーキングして形成されることをその例としているが、必ずこれに限定されるものではない。例えば、フランジ部２１４に溝２１６を形成し、前記突起２２３ａ、２２３ｂを前記溝２１６に係合してステータリング２２０、２２０ａがステータリング固定部２１２に固定されるようにしてもよい。このとき、前記突起２２３ａ、２２３ｂの端部を折り曲げることで、前記溝２１６に突起２２３ａ、２２３ｂが配置され得る。それによって、前記突起２２３ａ、２２３ｂは、係止面２１７に支持され得る。

ロータ３００は、ステータリング２２０、２２０ａの内側に配置される。ロータ３００は、操向軸の入力軸と連結される。ここで、「入力軸」とは、車両のハンドルと連結された操向軸であってもよい。ロータ３００は、円筒状のヨーク３１０と、ヨーク３１０に配置されるマグネット３２０と、を含むことができる。ヨーク３１０の内側に入力軸が挿入される。そして、ヨーク３１０の外側にマグネット３２０が配置され得る。マグネット３２０にヨーク３１０の外周面が接着固定されるか圧入固定され得る。

センシング部４００は、ステータ２００とロータ３００の間に発生した磁場を測定する。このようなセンシング部４００は、操向力を補助するモーターの電子制御装置（ＥＣＵ）と連結されて測定された磁場の変化に基礎してトルクを算出して伝達する。

センシング部４００は、コレクター４１０と、センサを含む基板４２０と、を含むことができる。

コレクター４１０は、ステータ２００のフラックス（ｆｌｕｘ）を収集する。ここで、コレクター４１０は、金属材質に形成され得、ハウジング１００の内部に固定され得る。

基板４２０に配置されるセンサは、磁場の変化を検出することができる。前記センサとしては、Ｈａｌｌ ＩＣが提供され得る。それによって、前記センサは、ロータ３００のマグネット３２０とステータリング２２０、２２０ａの電気的相互作用により発生するステータリング２２０、２２０ａの磁化量を検出する。そして、検出された磁化量を基盤で前記センシング装置１はトルクを測定することができる。

上記では本発明の実施例を参照して説明したが、該当技術分野の通常の知識を有した者は、下記の特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることは理解すべきである。そして、このような修正と変更に関係された差異を添付した請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。

＜符号の説明＞
１：センシング装置、
１００：ハウジング
２００：ステータ
２１０：ステータホルダ
２１１： シャフト固定部
２１２：ステータリング固定部
２２０、２２０ａ：ステータリング
２２１：ボディー
２２２：トゥース
２２３：突起部
２２３ａ、２２３ｂ：突起
３００：ロータ
４００：センシング部

Claims (11)

1. ロータ；及び前記ロータの外側に配置されるステータを含み、
   前記ステータは、ステータホルダ及び前記ステータホルダに配置されるステータリングを含み、
   前記ステータリングは、ボディー、前記ボディーの内周面で突出して形成された複数個のトゥース、及び
   前記ボディーの外周面で突出して形成された突起部を含み、
   半径方向から見るとき、前記突起部は、前記トゥースの間に配置され、
   前記突起部は、互いに離隔して配置される少なくとも二つの突起により提供され、
   前記ステータホルダは、ステータリング固定部とシャフト固定部を含み、
   前記突起は、前記ステータリング固定部の外面にコーキングされて結合され、
   前記突起の間の離隔距離ｄと前記突起の幅Ｗの比は、１：１．５であることを特徴とする、センシング装置。
2. ロータ；及び前記ロータの外側に配置されるステータを含み、
   前記ステータは、ステータホルダ及び前記ステータホルダに配置されるステータリングを含み、
   前記ステータリングは、ボディー、前記ボディーの内周面で突出して形成された複数個のトゥース、及び
   前記ボディーの外周面で突出して形成された突起部を含み、
   半径方向から見るとき、前記突起部は、前記トゥースの間に配置され、
   前記突起部は、互いに離隔して配置される少なくとも二つの突起により提供され、
   前記ステータホルダは、ステータリング固定部とシャフト固定部を含み、
   前記突起は、前記ステータリング固定部の外面にコーキングされて結合され、
   前記突起の一側面は、前記突起の中心を通過する仮想の線Ｌと所定の角度θで傾いて形成されることを特徴とする、センシング装置。
3. ロータ；及び前記ロータの外側に配置されるステータを含み、
   前記ステータは、ステータホルダ及び前記ステータホルダに配置されるステータリングを含み、
   前記ステータリングは、ボディー、前記ボディーの内周面で突出して形成された複数個のトゥース、及び
   前記ボディーの外周面で突出して形成された突起部を含み、
   半径方向から見るとき、前記突起部は、前記トゥースの間に配置され、
   前記突起部は、互いに離隔して配置される少なくとも二つの突起により提供され、
   前記ステータホルダは、ステータリング固定部とシャフト固定部を含み、
   前記突起は、前記ステータリング固定部の外面にコーキングされて結合され、
   前記突起は、前記ボディー側から遠くなるほど幅が増加することを特徴とする、センシング装置。
4. 前記ステータリング固定部は、合成樹脂で形成されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のセンシング装置。
5. 前記ステータリング固定部は、固定部本体及び前記固定部本体の外周面から半径方向に突出されたフランジ部を含み、
   前記突起は、前記フランジ部にコーキングにより固定されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセンシング装置。
6. 前記コーキングにより前記フランジ部に溝が形成され、
   前記溝により形成される係止面に前記突起が支持されることを特徴とする、請求項５に記載のセンシング装置。
7. 前記ステータリング固定部は、固定部本体及び前記固定部本体の外周面から半径方向に突出されたフランジ部を含み、
   前記突起は、前記フランジ部の溝に折り曲げて配置されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載のセンシング装置。
8. 前記突起は、台形状に形成されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のセンシング装置。
9. 前記ボディー、前記トゥース及び前記突起は、一体に形成され、
   前記トゥースと前記突起は、同一な方向に突出して形成されることを特徴とする、請求項１～８のいずれか１項に記載のセンシング装置。
10. 前記突起の高さは、前記トゥースの高さより小さいことを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンシング装置。
11. 前記ロータと前記ステータの間から発生した磁場を測定するセンシング部をさらに含むことを特徴とする、請求項１～１０のいずれか１項に記載のセンシング装置。

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