KR100795052B1 - 스티어링 시스템의 토크센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티어링 시스템의 토크센서에 관한 것으로서, 그 목적은 기어박스 하우징의 내부에 한 쌍이 설치되는 보빈의 사이에 축방향 및 반경방향의 진동유격을 보상할 수 있는 지지구조를 마련한 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 검출링 외부의 축방향 양측으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 보빈과, 상기 보빈의 축방향 양단측과 밀착되도록 상기 하우징에 형성되는 단턱 및 스냅링과, 축방향 양측으로 분리되어 상기 보빈의 사이에 삽입되되 서로 마주하는 그 중간측에 외주측으로 확장되는 경사면이 형성된 한 쌍의 캠부재와, 상기 캠부재와 외부를 연통시키도록 상기 기어박스 하우징에 반경방향으로 관통되는 실린더공과, 상기 실린더공의 내부에 삽입되되 일측에는 상기 경사면의 내부에 삽입되어 상기 캠부재를 반경방향 및 축방향으로 이동시키도록 일측에 경사지게 형성된 캠돌기가 마련된 압력핀과, 상기 압력핀을 탄성 지지하도록 판스프링을 개재하여 상기 실린더공의 외부에 설치되는 고정판재가 구비되는 구성이다.

보빈, 축방향, 반경방향, 캠부재, 경사면, 압력핀, 판스프링

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.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 기어박스 하우징 11: 단턱

12: 설치홈 13: 스냅링

14: 플레이트 15: 실린더공

20: 입력축 21: 출력축

22: 토션바 30: 검출링

40: 보빈 41: 보상측보빈

42: 검출측보빈 50: 캠부재

51: 경사면 60: 압력핀

61: 캠돌기 70: 판스프링

80: 고정판재

본 발명은 스티어링 시스템의 토크센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기어박스 하우징의 내부에 설치되는 보빈의 축방향 및 반경방향의 진동유격을 보상받을 수 있도록 보빈의 지지구조를 개선한 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) 회 전방향 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 보상측보빈(6b)과 출력축(3) 방향으로 설치되는 검출측보빈(6a)으로 구분되어 기어박스 하우징(1)의 내부에 고정된다.

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

이로써, 조립시 보상측보빈(6b)을 기어박스 하우징(1)에 삽입하고, 그 후단측으로는 스페이서(7)를 삽입하며, 다시 스페이서(7)의 후단측으로 검출측보빈(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.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기어박스 하우징의 내부에 한 쌍이 설치되는 보빈의 사이에 축방향 및 반경방향의 진동유격을 보상할 수 있는 지지구조를 마련한 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 검출링 외부의 축방향 양측으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 보빈과, 상기 보빈의 축방향 양단측과 밀착되도록 상기 하우징에 형성되는 단턱 및 스냅링과, 축방향 양측으로 분리되어 상기 보빈의 사이에 삽입되되 서로 마주하는 그 중간측에 외주측으로 확장되는 경사면이 형성된 한 쌍의 캠부재와, 상기 캠부재와 외부를 연통시키도록 상기 기어박스 하우징에 반경방향으로 관통되는 실린더공과, 상기 실린더공의 내부에 삽입되되 일측에는 상기 경사면의 내부에 삽입되어 상기 캠부재를 반경방향 및 축방향으로 이동시키도록 일측에 경사지게 형성된 캠돌기가 마련된 압력핀과, 상기 압력핀을 탄성 지지하도록 판스프링을 개재하여 상기 실린더공의 외부에 설치되는 고정판재가 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 삽 입 설치되고, 타측으로는 중공의 출력축(21)이 삽입 설치되어 서로 연결되며, 그 내부에는 입력축(20)과 출력축(21)에 각각 고정되어, 입력축(20)과 출력축(21) 회전방향 유격 발생시 비틀리도록 토션바(22)가 설치된다.

그리고, 입력축(20)과 출력축(21) 그리고 그 사이에는 세 개로 분리 형성된 검출링(30)이 각각 설치되고, 이 검출링(30)의 사이 사이 외측으로는 보빈(40)이 설치되는데, 이 보빈(40)은 입력축(20) 방향으로 설치되는 보상측보빈(41)과 출력축(21) 방향으로 설치되는 검출측보빈(42)으로 구분된다.

한편, 기어박스 하우징(10)의 내부 일측에는 보상측보빈(41)을 축방향으로 지지할 수 있도록 단턱(11)이 형성되고, 검출측보빈(42)의 외측으로는 적절한 탄성력을 가지며 진동유격 흡수를 높임과 동시에 온도변화에 따른 유격발생을 줄일 수 있도록 알루미늄재질로 마련된 플레이트(14)가 설치되고, 이 플레이트(14)의 축방향 외측으로는 이와 검출측보빈(42)의 이동을 제한하도록 스냅링(13)과 이 스냅링(13)이 설치되는 설치홈(12)이 형성된다.

또한, 축방향 양측으로 이격되어 배치되는 보상측보빈(41)과 검출측보빈(42)의 사이에는 축방향 및 반경방향의 진동유격을 보상할 수 있는 지지구조로서, 캠부재(50)와 압력핀(60) 및 고정판재(80)가 설치된다.

즉, 캠부재(50)는 한 쌍의 보빈(40)의 사이에 삽입되되 서로 마주하는 그 중간측에 외주측으로 확장되는 경사면(51)이 형성되도록 양측으로 한 쌍이 분리 형성되는 것이며, 압력핀(60)은 이 경사면(51)의 사이에 설치되어 캠부재(50)를 반경방향 및 축방향으로 이동시키도록 일측에 경사진 캠돌기(61)가 형성되며 타측은 이보 다 넓게 형성된다.

또, 이 압력핀(60)이 반경방향으로 왕복이동 가능하도록 캠부재(50)와 마주하는 기어박스 하우징(10)에는 내,외측으로 관통 형성되는 실린더공(15)이 형성되고, 고정판재(80)는 이 압력핀(60)의 배면측에는 이를 탄성 지지할 수 있도록 판스프링(70)을 개재하여 실린더공(15)을 폐쇄하여 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명 스티어링 시스템의 토크센서는, 기어박스 하우징(10)의 내부에 형성된 단턱(11)에 보상측보빈(41)의 축방향 일측을 밀착되도록 이를 삽입하고, 이 보상측보빈(41)의 축방향 타측에는 양측으로 분리 형성된 캠부재(50)와 검출측보빈(42)과 플레이트(14)를 차례대로 설치한다.

그리고 플레이트(14)의 축방향 외측으로 스냅링(13)을 고정 설치한 후, 기어박스 하우징(10)의 외주측에 형성된 실린더공(15)의 내부로 압력핀(60)을 설치한 후 이의 배면측으로 판스프링(70)이 밀착되도록 고정판재(80)를 설치한다.

이로써, 고정판재(80)에 설치된 판스프링(70)에 의해 캠부재(50)측으로 탄성 지지되는 압력핀(60)은 캠부재(50)의 경사면(51)과 이의 일측에 형성된 캠돌기(61)로 인해 캠부재(50)를 축방향 양측으로 탄성 지지하게된다.

즉, 온도변화 등에 의해 보빈(40)의 축방향 변위 및 진동이 발생될 때 이를 탄력적으로 지지하는 캠부재(50)와 압력핀(60)과 판스프링(70)에 의해 이러한 변위 및 진동이 흡수되고, 압력핀(60)이 보빈(40)의 외경과 직접 밀착 가능하도록 배치되어 이의 반경방향으로의 변위 및 진동을 흡수할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 시스템의 토크센서는, 보빈을 축방향 및 반경방향으로 탄력적으로 지지하는 캠부재와 압력핀과 판스프링 등을 구비함으로 인해 온도변화 등에 의해 발생되는 보빈의 축방향 및 반경방향 변위 및 진동을 흡수할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 기어박스 하우징의 내부에 회전 가능하도록 삽입 설치되되 서로 연결되는 입력축과 출력축, 상기 입력축과 출력축의 외부 및 그 사이에 각각 설치되는 검출링과, 상기 검출링 외부의 축방향 양측으로 이격되어 배치되는 한 쌍의 보빈과, 상기 보빈의 축방향 양단측과 밀착되도록 상기 하우징에 형성되는 단턱 및 스냅링과, 축방향 양측으로 분리되어 상기 보빈의 사이에 삽입되되 서로 마주하는 그 중간측에 외주측으로 확장되는 경사면이 형성된 한 쌍의 캠부재와, 상기 캠부재와 외부를 연통시키도록 상기 기어박스 하우징에 반경방향으로 관통되는 실린더공과, 상기 실린더공의 내부에 삽입되되 일측에는 상기 경사면의 내부에 삽입되어 상기 캠부재를 반경방향 및 축방향으로 이동시키도록 일측에 경사지게 형성된 캠돌기가 마련된 압력핀과, 상기 압력핀을 탄성 지지하도록 판스프링을 개재하여 상기 실린더공의 외부에 설치되는 고정판재가 구비된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스냅링과 이와 축방향으로 마주하는 상기 보빈의 사이에는 알루미늄재질의 플레이트가 설치된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.

Images