KR100746690B1 - Torque Sensor for Power Steering System of Automobile - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 별도의 설비와 고정부재 없이 센서 하우징에 코일조립체를 용이하게 조립할 수 있는 구조를 가짐과 아울러 코일조립체의 조립위치 변동이 방지되는 구조를 갖는 자동차의 파워 스티어링용 토크 센서를 개시한다.The present invention discloses a torque sensor for a power steering of a motor vehicle having a structure capable of easily assembling a coil assembly to a sensor housing without a separate device and a fixing member, and having a structure that prevents variation of an assembly position of the coil assembly.

본 발명의 구성은, 스티어링 휠의 조향력을 전달하는 입력축과 토션 바 및 피니언축이 서로 연결 설치되는 센서 하우징, 상기 입력축과 피니언축의 연결부에 설치되는 복수개의 검출링, 상기 검출링의 외주에 설치되는 제1 및 제2코일조립체, 상기 제1 및 제2코일조립체를 이격시키는 스페이서가 각각 구비된 자동차의 파워 스티어링용 토크 센서에 있어서, 상기 제1코일조립체의 하면과 상기 제2코일조립체의 상면에 각각 홈이 형성되고, 상기 스페이서의 상 ·하면에는 각각 상기 제1 및 제2코일조립체의 홈에 삽입되는 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.
The configuration of the present invention, the sensor housing that is connected to the input shaft and the torsion bar and the pinion shaft for transmitting the steering force of the steering wheel, a plurality of detection rings provided in the connection portion of the input shaft and the pinion shaft, the outer ring of the detection ring In a torque sensor for a power steering of an automobile having a first and a second coil assembly and a spacer spaced apart from the first and the second coil assembly, respectively, the torque sensor for a power steering of the vehicle, the lower surface of the first coil assembly and the upper surface of the second coil assembly. Each of the grooves is formed, and the upper and lower surfaces of the spacer is characterized in that the projections are inserted into the grooves of the first and second coil assembly, respectively.

토크 센서, 파워 스티어링, 코일조립체, 스페이서, 돌기, 센서 하우징, 홈Torque sensor, power steering, coil assembly, spacer, protrusion, sensor housing, groove

Description

자동차의 파워 스티어링용 토크 센서{Torque Sensor for Power Steering System of Automobile} Torque Sensor for Power Steering System of Automobile             

도 1 : 종래의 토크 센서에서 코일조립체의 조립부위를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing the assembly of the coil assembly in a conventional torque sensor,

도 2 : 도 1에 적용된 코일조립체와 고정부재의 분리사시도,2 is an exploded perspective view of the coil assembly and the fixing member applied to FIG.

도 3 : 본 발명의 실시예로서 코일조립체 조립부위를 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing a coil assembly assembly portion as an embodiment of the present invention;

도 4 : 본 발명의 다른 실시예를 도 3에 대응하여 나타낸 단면도,4 is a sectional view corresponding to FIG. 3 according to another embodiment of the present invention;

도 5 : 본 발명에 적용되는 코일조립체를 나타낸 사시도,5 is a perspective view showing a coil assembly applied to the present invention,

도 6 : 본 발명에 적용되는 스페이서의 예를 나타낸 사시도,6 is a perspective view showing an example of a spacer applied to the present invention;

도 7 : 본 발명의 또다른 실시예를 도 4에 대응하여 나타낸 단면도.7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 센서 하우징 1a : 홈1: sensor housing 1a: groove

2 : 제1코일조립체 2a : 홈2: first coil assembly 2a: groove

3 : 제2코일조립체 3a : 홈3: second coil assembly 3a: groove

4 : 스페이서 4a∼4c : 돌기4 spacer 4a to 4c projection

w : 와이어
w: wire

본 발명은 자동차의 파워 스티어링에 관련된 기술로서, 보다 상세하게는 파워 스티어링장치에서 스티어링 휠을 조작했을 때 토션 바의 비틀림 각을 감지하여 제어부로 입력하는 자동차의 파워 스티어링용 토크 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to a power steering technology of a vehicle, and more particularly, to a torque sensor for a power steering of a vehicle, which detects a torsion angle of a torsion bar and inputs it to a control unit when a steering wheel is operated in a power steering apparatus.

자동차의 조향장치 가운데, 전동식 파워 스티어링장치(EPS: Electric Power Steering System)는 기존의 유압대신 전동기(모터)의 동력으로 조향력을 보조한다. 이러한 전동식 파워 스티어링장치에서는, 우선 운전자의 조향 의도를 스티어링 휠에 직결된 토크 센서를 통하여 감지하며, 감지된 신호를 제어부(ECU)가 받아서 차량의 현재 속도 등을 고려하여 알맞은 힘을 제공하도록 모터를 구동함으로써 조향력을 보조하게 된다. 즉, 주 ·정차시나 저속 주행시에는 큰 힘을 보조하여 운전자의 수고를 덜고, 고속 주행시에는 작은 힘만을 보조하도록 하여 차체의 안정성을 유지할 수 있도록 하는 것이다.Among the steering devices of automobiles, an electric power steering system (EPS) assists steering power by the power of an electric motor (motor) instead of the existing hydraulic pressure. In the electric power steering device, first, the driver's steering intention is sensed through a torque sensor directly connected to the steering wheel, and the controller (ECU) receives the detected signal to provide a suitable force in consideration of the current speed of the vehicle and the like. By driving, the steering power is assisted. In other words, it is possible to maintain the stability of the vehicle body by assisting a large force at the time of parking, stopping or driving at a low speed to assist the driver, and assisting only a small force at a high speed.

이러한 전동식 파워 스티어링장치에 설치되는 토크 센서의 예가, 본 발명의 출원인이 2000년 9월 29일자로 출원하여 2003년 2월 11일자로 등록받은 특허등록 제373521호(명칭 : 차량용 토크감지장치)에 상세히 기술되어 있다.An example of a torque sensor installed in such an electric power steering apparatus is described in Patent Registration No. 37371 (name: vehicle torque sensing device) filed by the applicant of the present invention on September 29, 2000 and registered on February 11, 2003. It is described in detail.

특히, 첨부도면 도 1 및 도 2에는 각각 상기 등록 특허로부터 발췌한 토크 센서의 코일조립체 조립부위 및 여기에 적용된 코일조립체와 고정부재가 도시되어 있다. 도면에 나타나 있는 바와 같이, 센서 하우징(10)에 스톱퍼(20)를 결합하는 도중에 제1코일조립체(30)와 제2코일조립체(40)가 축방향 및 반경방향으로 움직이는 것을 방지하기 위하여, 센서 하우징(10)의 내벽과 제1코일조립체(30) 및 제2코일조립체(40)의 외주 사이에 각각 링형상의 고정부재(50,60)가 설치된 기술이 개시되어 있다.In particular, Figure 1 and Figure 2 shows the coil assembly assembly portion of the torque sensor extracted from the registered patent, respectively, and the coil assembly and the fixing member applied thereto. As shown in the figure, in order to prevent the first coil assembly 30 and the second coil assembly 40 from moving in the axial direction and the radial direction during the coupling of the stopper 20 to the sensor housing 10, the sensor A technology in which ring-shaped fixing members 50 and 60 are provided between the inner wall of the housing 10 and the outer circumferences of the first coil assembly 30 and the second coil assembly 40 is disclosed.

그런데, 이와 같은 고정부재(50,60)를 사용하는 경우, 센서 하우징(10)과 제1 및 제2코일조립체(30,40) 사이에 고정부재(50,60)를 조립하기 위한 별도의 압입용 또는 조립용 설비를 갖추어야 하기 때문에 비용면에서 불리하고 작업 또한 용이하지 못하다는 문제점이 있다.
However, when using the fixing members 50 and 60, a separate press-fit for assembling the fixing members 50 and 60 between the sensor housing 10 and the first and second coil assemblies 30 and 40 is performed. It is disadvantageous in terms of cost and is not easy to work because it must be equipped with equipment for assembly or assembly.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 별도의 설비와 고정부재 없이 센서 하우징에 코일조립체를 용이하게 조립할 수 있는 구조를 가짐과 아울러 코일조립체의 조립위치 변동이 방지되는 구조를 갖는 자동차의 파워 스티어링용 토크 센서를 제공하는 데에 있다.
The present invention has been made to improve the conventional problems as described above, the object is to have a structure that can easily assemble the coil assembly in the sensor housing without a separate equipment and fixing member and the assembly position of the coil assembly An object of the present invention is to provide a torque sensor for power steering of a vehicle having a structure in which variation is prevented.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 파워 스티어링용 토크 센서는, 스티어링 휠의 조향력을 전달하는 입력축과 토션 바 및 피니언축이 서로 연결 설치되는 센서 하우징, 상기 입력축과 피니언축의 연결부에 설치되는 복 수개의 검출링, 상기 검출링의 외주에 설치되는 제1 및 제2코일조립체, 상기 제1 및 제2코일조립체를 이격시키는 스페이서가 각각 구비된 자동차의 파워 스티어링용 토크 센서에 있어서, 상기 제1코일조립체의 하면과 상기 제2코일조립체의 상면에 각각 홈이 형성되고, 상기 스페이서의 상 ·하면에는 각각 상기 제1 및 제2코일조립체의 홈에 삽입되는 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.Torque sensor for power steering of the vehicle according to the present invention for achieving the above object, the sensor housing that is connected to the input shaft and the torsion bar and pinion shaft for transmitting the steering force of the steering wheel, installed in the connection portion of the input shaft and pinion shaft In the torque sensor for a power steering of a vehicle provided with a plurality of detection rings, the first and second coil assemblies provided on the outer periphery of the detection ring, the spacer spaced apart from the first and second coil assemblies, respectively, Grooves are formed on the lower surface of the first coil assembly and the upper surface of the second coil assembly, respectively, and the protrusions inserted into the grooves of the first and second coil assemblies are formed on the upper and lower surfaces of the spacer, respectively.

여기서, 상기 센서 하우징의 내주면에도 홈이 형성되고, 상기 스페이서의 측면에는 상기 센서 하우징 내주면의 홈에 삽입되는 돌기가 더 형성된 구조가 개시될 수도 있다.Here, a groove may also be formed on the inner circumferential surface of the sensor housing, and a structure may further include a protrusion formed on a side surface of the spacer, the protrusion being inserted into the groove of the inner circumferential surface of the sensor housing.

또, 상기 제1 및 제2코일조립체에 형성되는 홈은, 각각 제1 및 제2코일조립체에 권취된 와이어의 도출부에 형성된 구조로 개시될 수도 있다.
In addition, the grooves formed in the first and second coil assemblies may be disclosed as a structure formed in the lead portion of the wire wound in the first and second coil assemblies, respectively.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 도 3은 본 발명에 따른 토크 센서의 실시예를 나타낸 단면도로서 코일조립체 조립부위를 보여주고 있다. 도시된 바와 같이, 센서 하우징(1)의 내부에 제1코일조립체(2)와 제2코일조립체(3)가 각각 설치되어 있는데, 스티어링 휠의 조향력을 전달하는 입력축(미도시)과 토션 바(미도시) 및 피니언축(미도시)이 이들 코일조립체(2,3)를 관통하도록 서로 연결되면서 설치된다. 그리고, 코일조립체(2,3)의 내측으로는 코일조립체(2,3)와 상호 작용하여 자기회로를 구성하는 복수개의 검출링(미도시)이 설치된다. 한편, 제1코일조립체(2)와 제2코일조립체(3) 의 사이에는 이들 코일조립체(2,3)를 소정 간격으로 이격시키는 스페이서(4)가 설치되어 있다. 특히, 본 발명의 스페이서(4)는, 제1코일조립체(2)의 하측면 및 제2코일조립체(3)의 상측면과 각각 접하는 상 ·하면부에 돌기(4a,4b)가 형성되어 있다. 아울러, 제1코일조립체(2)의 하측면과 제2코일조립체(3)의 상측면에는 스페이서(4)에 형성된 이들 상 ·하면부의 돌기(4a,4b)가 각각 삽입되는 홈(2a,3a)들이 형성되어 있다.Accompanying drawings Figure 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the torque sensor according to the present invention shows a coil assembly assembly portion. As shown, the first coil assembly 2 and the second coil assembly 3 are installed in the sensor housing 1, respectively. An input shaft (not shown) and a torsion bar (not shown) that transmit steering force of the steering wheel ( And pinion shafts (not shown) are installed while being connected to each other so as to pass through these coil assemblies (2, 3). In addition, a plurality of detection rings (not shown) are disposed inside the coil assemblies 2 and 3 to form a magnetic circuit by interacting with the coil assemblies 2 and 3. On the other hand, a spacer 4 is provided between the first coil assembly 2 and the second coil assembly 3 to space these coil assemblies 2 and 3 at predetermined intervals. In particular, in the spacer 4 of the present invention, protrusions 4a and 4b are formed at upper and lower surfaces of the first coil assembly 2 and in contact with the upper surface of the second coil assembly 3, respectively. . In addition, the grooves 2a and 3a into which the protrusions 4a and 4b of the upper and lower portions formed on the spacer 4 are inserted into the lower side of the first coil assembly 2 and the upper side of the second coil assembly 3, respectively. ) Are formed.

한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내고 있는데, 여기서는 센서 하우징(1)의 내주면에도 홈(1a)이 형성되고, 상기 스페이서(4)의 측면에는 센서 하우징(1) 내주면의 홈(1a)에 삽입되는 돌기(4c)가 더 형성된 구조가 부가되어 있다. 도 5와 도 6에는 각각 전술한 실시예와 본 실시예에서 적용된 코일조립체(2,3)와 스페이서(4)의 홈(2a,3a)과 돌기(4a,4b)에 대한 구조가 보다 명확히 나타나 있다.On the other hand, Figure 4 shows another embodiment of the present invention, wherein the groove (1a) is also formed on the inner peripheral surface of the sensor housing 1, the groove (1a) of the inner peripheral surface of the sensor housing 1 on the side of the spacer 4 The structure which further provided the processus | protrusion 4c inserted in) is added. 5 and 6 show the structures of the grooves 2a and 3a and the protrusions 4a and 4b of the coil assemblies 2 and 3 and the spacer 4 applied in the above-described embodiment and the present embodiment, respectively, more clearly. have.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예를 나타내고 있다. 여기서는 스페이서(4)의 상 ·하면부에 형성되는 돌기(4a,4b)가 측면부 돌기(4c)와 달리 제1 및 제2코일조립체(2,3)로부터 와이어(w)가 도출되는 부위에 형성된 구조가 개시되어 있다. 즉, 스페이서(4)의 돌기(4a,4b,4c)들은, 도 4에서와 같이 센서 하우징(1) 내주면의 홈(1a)에 끼워지는 측면부 돌기(4c)를 중심으로 스페이서(4)의 한쪽 부위에 집중되어 형성될 수도 있지만, 도 7의 구조와 같이 분산 형성될 수도 있는 것이다. 후자의 경우, 제1 및 제2코일조립체(2,3)의 홈(2a,3a)은 상기 와이어(w)의 도출부위에 형성되어야 함은 당연하다.
Figure 7 shows another embodiment of the present invention. In this case, the protrusions 4a and 4b formed on the upper and lower surfaces of the spacer 4 are formed at the portion where the wire w is drawn from the first and second coil assemblies 2 and 3, unlike the side protrusions 4c. The structure is disclosed. That is, the protrusions 4a, 4b, and 4c of the spacer 4 have one side of the spacer 4 centered on the side surface protrusion 4c fitted into the groove 1a of the inner circumferential surface of the sensor housing 1 as shown in FIG. Although it may be formed concentrated on the site, it may be formed dispersed as shown in the structure of FIG. In the latter case, it is a matter of course that the grooves 2a and 3a of the first and second coil assemblies 2 and 3 should be formed in the lead portion of the wire w.

이와 같이 이루어진 본 발명의 토크 센서에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the torque sensor of the present invention made as described above are as follows.

먼저, 센서 하우징(1)에 대한 제1코일조립체(2)와 스페이서(4) 및 제2코일조립체(3)의 조립 순서는 현재 나열된 순서대로 이루어지되, 앞서 언급한 돌기(4a,4b,4c) 및 홈(2a,3a,1a)들이 서로 맞추어지는 상태로 조립이 되어야 한다. 이러한 조립은, 홈(1a,2a,3a)에 돌기(4a,4b,4c)가 끼워지도록 스페이서(4)와 제1 및 제2코일조립체(2,3)를 센서 하우징(1)에 삽입하기만 하면 되므로 별도의 조립용 설비 없이 간단한 수작업으로도 충분히 수행할 수가 있다.First, the assembling order of the first coil assembly 2 and the spacer 4 and the second coil assembly 3 with respect to the sensor housing 1 is made in the order currently listed, and the aforementioned projections 4a, 4b, and 4c. ) And the grooves (2a, 3a, 1a) should be assembled in a state that fits each other. This assembly involves inserting the spacer 4 and the first and second coil assemblies 2, 3 into the sensor housing 1 so that the projections 4a, 4b, 4c fit in the grooves 1a, 2a, 3a. Since it is only necessary to perform a simple manual operation without a separate assembly equipment.

이렇게 스페이서(4)와 제1 및 제2코일조립체(2,3)가 스페이서(4)의 상 ·하측 돌기(4a,4b)와 코일조립체(2,3)의 홈(2a,3a)간 결합에 의해 일체화된 상태를 유지하게 되면, 차량 운행에 따른 진동이 발생하더라도 제1 및 제2코일조립체(2,3)와 스페이서(4) 상호간의 최초 조립 위치가 변하지 않고 고정상태가 유지된다. 더욱이, 전술한 세번째 실시예에서와 같이 스페이서(4)의 측면부 돌기(4c)가 센서 하우징(1)의 내주면에 형성된 홈(1a)에 끼워진 구조가 개시되는 경우, 스페이서(4)의 반경방향 회전이 방지되므로 더욱 견고한 고정상태가 유지될 수 있다.Thus, the spacer 4 and the first and second coil assemblies 2 and 3 are coupled between the upper and lower protrusions 4a and 4b of the spacer 4 and the grooves 2a and 3a of the coil assemblies 2 and 3. When the integrated state is maintained, the first assembly position between the first and second coil assemblies 2 and 3 and the spacers 4 does not change even when vibration occurs in accordance with vehicle driving, and thus the fixed state is maintained. Moreover, when the structure in which the side projection 4c of the spacer 4 is fitted into the groove 1a formed in the inner circumferential surface of the sensor housing 1 is disclosed as in the third embodiment described above, the radial rotation of the spacer 4 is started. This prevents a more rigid fixation.

또한, 제1 및 제2코일조립체(2,3)가 유동되지 않고 최초 조립 위치를 고수하게 됨에 따라, 종래와 같은 고정부재가 없어도 코일조립체들의 유동으로 인해 와이어가 단선되는 문제는 발생하지 않게 된다.
In addition, as the first and second coil assemblies 2 and 3 do not flow and adhere to the initial assembly position, even if there is no fixing member as in the prior art, the problem of disconnection of wires due to the flow of the coil assemblies does not occur. .

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 파워 스티어링용 토크 센서는, 별도의 설비와 고정부재 없이 센서 하우징에 코일조립체를 용이하게 조립할 수 있음은 물론 코일조립체의 조립위치도 변동이 없게 되는 구조를 가짐에 따라 비용 절감과 작업 용이성으로 생산성을 향상시키는 효과를 발휘한다. As described above, the torque sensor for a power steering of a vehicle according to the present invention can be easily assembled to the sensor assembly without additional equipment and fixing member, as well as the structure of the coil assembly is also unchanged structure As a result, the cost savings and the ease of operation improve productivity.

Claims (3)

삭제delete 스티어링 휠의 조향력을 전달하는 입력축과 토션 바 및 피니언축이 서로 연결 설치되는 센서 하우징, 상기 입력축과 피니언축의 연결부에 설치되는 복수개의 검출링, 상기 검출링의 외주에 설치되는 제1 및 제2코일조립체, 상기 제1 및 제2코일조립체를 이격시키는 스페이서가 각각 구비된 자동차의 파워 스티어링용 토크 센서에 있어서,A sensor housing in which an input shaft, a torsion bar, and a pinion shaft, which transmit steering force of a steering wheel, are connected to each other, a plurality of detection rings installed at a connection portion between the input shaft and the pinion shaft, and first and second coils installed at an outer circumference of the detection ring In the torque sensor for a power steering of a vehicle, each of which is provided with a spacer spaced apart from the assembly, the first and second coil assembly, 상기 제1코일조립체의 하면과 상기 제2코일조립체의 상면에 각각 홈이 형성되고, 상기 스페이서의 상 ·하면에는 각각 상기 제1 및 제2코일조립체의 홈에 삽입되는 돌기가 형성되며,Grooves are formed in the lower surface of the first coil assembly and the upper surface of the second coil assembly, respectively, and protrusions are inserted into the grooves of the first and second coil assemblies, respectively. 상기 센서 하우징의 내주면에도 홈이 형성되고, 상기 스페이서의 측면에는 상기 센서 하우징 내주면의 홈에 삽입되는 돌기가 더 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 파워 스티어링용 토크 센서.A groove is formed on an inner circumferential surface of the sensor housing, and a side surface of the spacer further includes a protrusion inserted into a groove of the inner circumferential surface of the sensor housing. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 및 제2코일조립체에 형성되는 홈은, 각각 제1 및 제2코일조립체에 권취된 와이어의 도출부에 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 파워 스티어링용 토크 센서.The grooves formed in the first and second coil assemblies are formed in the lead portion of the wire wound around the first and second coil assemblies, respectively.
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