KR100795051B1 - 스티어링 시스템의 토크센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티어링 시스템의 토크센서에 관한 것으로서, 그 목적은 기어박스 하우징의 내부에 보빈을 용이하게 설치하고 축방향 및 반경방향으로의 진동유격을 보상할 수 있도록 보빈의 외측에 스페이서부가 일체로 형성된 센서하우징 및 톨러런스링을 구비한 스티어링 시스템의 토크센서를 제공하는 것이며, 기어박스 하우징의 내부에 회전 가능하도록 삽입 설치되되 서로 연결되는 입력축과 출력축, 상기 입력축과 출력축의 외부 및 그 사이에 각각 설치되는 검출링과, 상기 검출링의 외부 축방향 양측으로 배치되도록 상기 기어박스 하우징에 고정된 보빈을 구비한 스티어링 시스템의 토크센서에 있어서, 상기 보빈이 양측으로 삽입되어 서로 이격되도록 그 중간에 일체로 스페이서부가 형성되어 상기 기어박스 하우징의 내부에 삽입되는 센서하우징과, 상기 센서하우징과 기어박스 하우징의 사이에 설치되어 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링이 구비되는 구성이다.

보빈, 반경방향, 진동, 유격, 센서하우징, 톨러런스링

Description

스티어링 시스템의 토크센서{TORQUE SENSOR OF STEERING SYSTEM}

도 1은 종래 토크센서의 설치상태를 보인 측단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 토크센서의 설치상태를 보인 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 센서하우징과 톨러런스링을 보인 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 기어박스 하우징 11: 단턱

20: 입력축 30: 출력축

40: 토션바 50: 검출링

60: 보빈 61: 검출측 보빈

62: 보상측 보빈 70: 센서하우징

71: 스페이서부 72: 코팅부

74: 설치홈 75: 스냅링

80: 톨러런스링

본 발명은 스티어링 시스템의 토크센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기 어박스 하우징의 내부에 보빈을 용이하게 설치하고 축방향 및 반경방향의 진동유격을 보상받을 수 있도록 기어박스 하우징과 보빈 사이에 센서하우징과 톨러런스링을 설치한 스티어링 시스템의 토크센서에 관한 것이다.

일반적으로 스티어링 시스템은 스티어링휠을 회전시켜 바퀴를 조향시키는 것으로서, 바퀴와 노면 사이에 작용하는 마찰력에 의해 스티어링휠과 바퀴 사이의 회전비가 다르게 나타난다.

따라서, 이를 측정하여 보상하기 위해 토크센서를 구비하는데, 이 토크센서는 스티어링휠의 회전각도와 바퀴의 회전각도 사이의 편차를 측정하여 이를 제어부에 전달하게 된다.

이러한 토크센서는, 스티어링휠과 연결되는 입력축과, 바퀴측에 연결되는 출력축의 외측에 다수개의 검출링을 설치하고 그 외측에 코일이 권선된 보빈을 설치하여 검출링 사이의 대향 면적과 자속 변화로 인한 인덕턴스 값을 측정한다.

도 1은 이러한 종래 토크센서의 설치상태를 보인 측단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 기어박스 하우징(1)의 내부 일측으로는 중공의 입력축(2)이 삽입 설치되고, 타측으로는 중공의 출력축(3)이 삽입 설치되며, 출력축(3)과 마주하는 입력축(2)의 선단은 출력축(3)의 내부로 삽입 설치된다.

이때, 입력축(2)과 출력축(3)은 회전력 전달시 회전방향으로 소정의 유격이 발생되도록 연결되고, 그 내부에는 토션바(4)가 설치되는데, 이 토션바(4)의 일단은 입력축(2)에 고정되고 타단은 출력축(3)에 고정되어, 입력축(2)과 출력축(3) 회전방향 유격 발생시 비틀리게 된다.

한편, 입력축(2)과 출력축(3) 그리고 그 사이에는 세 개로 분리 형성된 검출링(5)이 각각 설치되는데, 이 검출링(5)은 원통형으로서 인접한 검출링(5)과 마주하는 선단이 요철형성되어 입력축(2)과 출력축(3)의 회전시 그 사이의 마주하는 면적이 변화하게된다.

그리고, 이 검출링(5)의 사이 사이 외측으로는 보빈(6)이 설치되는데, 이 보빈(6)은 입력축(2) 방향으로 설치되는 보상측 보빈(6b)과 출력축(3) 방향으로 설치되는 검출측 보빈(6a)으로 구분되어 기어박스 하우징(1)의 내부에 고정된다.

또한, 기어박스 하우징(1)의 내부 일측에는 보상측 보빈(6b)을 축방향으로 지지할 수 있도록 단턱(1a)이 형성되고, 보상측 보빈(6b)과 검출측 보빈(6a)의 사이에는 이들의 이격 간격을 설정할 수 있도록 스페이서(7)가 설치되며, 검출측 보빈(6a)의 축방향 외측으로는 웨이브와셔(8)와 스냅링(9)이 설치된다.

이로써, 조립시 보상측 보빈(6b)을 기어박스 하우징(1)에 삽입하고, 그 후단측으로는 스페이서(7)를 삽입하며, 다시 스페이서(7)의 후단측으로 검출측 보빈(6a)을 삽입한 후 탄성체인 웨이브와셔(8)를 개재시켜 스냅링(9)으로 고정한다.

그러나 이와 같은 종래의 스티어링 시스템의 토크센서는, 탄성체인 웨이브와셔에 의해 보빈의 축방향 진동유격을 보상받지만, 반경방향으로의 진동유격보상이 이루어지지 않아 소음 및 진동이 발생되는 문제점이 있었다.

또, 공간이 좁은 기어박스 하우징의 내부에 분리 형성된 보빈과 스페이서와 웨이브와셔 및 스냅링을 설치해야하므로, 이를 조립하는 작업이 불편하고, 이로 인 해 조립성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기어박스 하우징의 내부에 보빈을 용이하게 설치하고 축방향 및 반경방향으로의 진동유격을 보상할 수 있도록 보빈의 외측에 스페이서부가 일체로 형성된 센서하우징 및 톨러런스링을 구비한 스티어링 시스템의 토크센서를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 스티어링 시스템의 토크센서는, 기어박스 하우징의 내부에 회전 가능하도록 삽입 설치되되 서로 연결되는 입력축과 출력축, 상기 입력축과 출력축의 외부 및 그 사이에 각각 설치되는 검출링과, 상기 검출링의 외부 축방향 양측으로 배치되도록 상기 기어박스 하우징에 고정된 보빈을 구비한 스티어링 시스템의 토크센서에 있어서, 상기 보빈이 양측으로 삽입되어 서로 이격되도록 그 중간에 일체로 스페이서부가 형성되어 상기 기어박스 하우징의 내부에 삽입되는 센서하우징과, 상기 센서하우징과 기어박스 하우징의 사이에 설치되어 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링이 구비된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 토크센서의 설치상태를 보인 측단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 기어박스 하우징(10)의 내부 일측으로는 중공의 입력축(20)이 삽입 설치되고, 타측으로는 중공의 출력축(30)이 삽입 설치되어 서로 연결되며, 그 내부에는 입력축(20)과 출력축(30)에 각각 고정되어, 입력축(20)과 출력축(30) 회전방향 유격 발생시 비틀리도록 토션바(40)가 설치된다.

그리고, 입력축(20)과 출력축(30) 그리고 그 사이에는 세 개로 분리 형성된 검출링(50)이 각각 설치되고, 이 검출링(50)의 사이 사이 외측으로는 보빈(60)이 설치되는데, 이 보빈(60)은 입력축(20) 방향으로 설치되는 보상측 보빈(62)과 출력축(30) 방향으로 설치되는 검출측 보빈(61)으로 구분된다.

한편, 기어박스 하우징(10)의 내부 일측에는 보상측 보빈(62)을 축방향으로 지지할 수 있도록 단턱(11)이 형성되고, 보상측 보빈(62)과 검출측 보빈(61)의 외측으로는 보빈(60)의 용이한 설치와 축방향 및 반경방향으로의 진동유격을 보상할 수 있도록 튜브타입의 센서하우징(70)이 설치되고, 그 외부측에는 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링(80)이 설치된다.

도 3은 본 발명에 따른 센서하우징과 톨러런스링을 보인 사시도이고, 도 4는 도 3의 "A-A" 의 단면도이다. 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 센서하우징(70)은 기어박스 하우징(10)의 내부에 설치되는 중공관으로서 양측으로 보빈(60)이 약하게 압입되며 그 중간측에는 보상측 보빈(62)과 검출측 보빈(61)을 이격시킬 수 있도록 중심측으로 돌출되는 스페이서부(71)가 일체로 형성된다.

이때, 보상측 보빈(62)은 센서하우징(70)의 밖으로 끝단이 나오게 하여 센서하우징(70)이 기어박스 하우징(10)에 압입될 때 단턱(11)에 밀착되고, 검출측 보빈(61)은 센서하우징(70)의 내부에 완전히 압입되며, 이 검출측 보빈(61)의 축방향 외측에는 센서하우징(70)을 축방향으로 고정하는 스냅링(75)과 이를 위한 설치 홈(74)이 형성된다.

그리고, 센서하우징(70)의 내부에 형성된 스페이서부(71)의 외측은 검출측 보빈(61)이 설치되는 일단측을 제외한 다른 부분이 모두 기어박스 하우징(10)의 내경과 이격되어 틈새를 형성하며, 이 틈새에는 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링(80)이 센서하우징(70)의 외주면과 기어박스 하우징(10)의 내주면 사이에 압착 설치된다.

아울러, 톨러런스링(80)은 탄성력을 가지는 재질로서 한 쌍이 마련되고, 센서하우징(70)의 내부면에는 진동유격 흡수를 높임과 동시에 온도변화에 따른 유격발생을 줄일 수 있도록 플라스틱 코팅부(72)가 형성되어 보빈(60)과 견고히 밀착되므로, 톨러런스링(80)은 반경방향 및 축방향 탄성력으로 보빈(60)을 내재한 센서하우징(70)의 반경방향 및 축방향의 진동 및 유격을 강제적으로 방지하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명 스티어링 시스템의 토크센서는, 센서하우징(70)의 양측으로 보빈(60)을 삽입하는데, 이때, 보상측 보빈(62)은 센서하우징(70)의 외측으로 돌출되고, 검출측 보빈(61)의 그 내부에 완전히 삽입되며, 그 사이는 스페이서부(71)에 의해 이격된다.

그리고, 스페이서부(71)를 구비하고 내부에 보상측 보빈(62)과 검출측 보빈(61)이 설치되어 하나의 부품과 같이 일체화된 센서하우징(70)을 고정하기 위해 기어박스 하우징(10)의 내주면에 형성된 설치홈(74)에 스냅링(75)을 설치한다.

아울러, 보빈(60)이 설치된 센서하우징(70)의 외부측에는 축방향으로 이격되도록 한 쌍의 톨러런스링(80)을 설치하고, 이를 기어박스 하우징(10)의 내부에 삽 입하여 단턱(11)에 보상측 보빈(62)을 밀착시킴으로써, 센서하우징(70)이 톨러런스링(80)에 의해 기어박스 하우징(10)과 밀착됨과 동시에 그 내부면이 보빈(60)과 견고히 밀착된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 시스템의 토크센서는, 스페이서부가 일체로 형성된 센서하우징으로 인해 보빈을 기어박스의 내부에 용이하게 설치할 수 있어 조립성이 향상되는 이점이 있다.

또, 센서하우징의 내부에는 플라스틱 코팅부가 마련되고 외부에는 축방향 및 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링이 설치되어 보빈을 내재한 센서하우징의 축방향 및 반경방향으로의 진동유격 및 온도의 변화에 따른 유격을 보상할 수 있어 소음과 진동을 저감하여 센서출력을 안정화를 이룰 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 기어박스 하우징의 내부에 회전 가능하도록 삽입 설치되되 서로 연결되는 입력축과 출력축, 상기 입력축과 출력축의 외부 및 그 사이에 각각 설치되는 검출링과, 상기 검출링의 외부 축방향 양측으로 배치되도록 상기 기어박스 하우징에 고정된 보빈을 구비한 스티어링 시스템의 토크센서에 있어서,

   상기 보빈이 양측으로 삽입되어 서로 이격되도록 그 중간에 일체로 스페이서부가 형성되어 상기 기어박스 하우징의 내부에 삽입되는 센서하우징과, 상기 센서하우징과 기어박스 하우징의 사이에 설치되어 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링이 구비된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 센서하우징의 내부면에는 진동유격 흡수를 높일 수 있도록 플라스틱 코팅부가 마련된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 톨러런스링은 탄성력을 가지는 재질로 마련되며 상기 기어박스 하우징과 센서하우징의 사이에 축방향 양측으로 한 쌍이 배치된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.

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