KR100962048B1 - 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치 및 그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량의 스티어링 컬럼에 결합되어 그 스티어링 컬럼과 연동되어 회전하는 주기어; 상기 주기어를 수용하는 케이스; 중앙부에 영구자석을 포함하고, 상기 케이스에 대해 상대회전이 가능하게 설치되며, 상기 주기어에 맞물리도록 배치된 제1서브기어; 상기 제1서브기어와 동일한 구조를 가지며, 그 크기만이 다른 제2서브기어; 상기 영구자석의 하부에 그 영구자석과 이격되도록 배치된 자기센서가 설치되며 외부로부터 전기를 공급받기 위한 커넥터 핀이 구비되며 상기 케이스에 수용된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 커넥터 핀을 보호하도록 그 커넥터 핀을 감싸는 핀 수용부를 구비하며, 상기 케이스에 슬라이딩 방식으로 결합된 커넥터; 및 상기 케이스의 상부에 배치되어 상기 주기어, 제1서브기어, 제2서브기어, 인쇄회로기판을 덮는 커버;를 포함하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치에 있어서, 상기 케이스는, 상기 제1서브기어 및 상기 제2서브기어가 반경방향으로 유동하는 것을 방지하도록 상기 제1서브기어 및 상기 제2서브기어의 하부에 각각 마련된 홈부에 끼워지도록 된 제1서브기어 지지부 및 제2서브기어 지지부를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치 및 그 제조방법{Sensor device for detecting steering angle of steering wheel of a vehicle and a manufacturing method thereof}

본 발명은 차량의 스티어링 휠의 회전각도를 정밀하게 측정하기 위한 조향각 검출용 센서장치로서, 서브기어의 회전에 따라 연동되는 서브기어의 영구자석과 그 영구자석의 자기장의 변화를 감지하는 자기센서의 배열이 항상 일정하도록 조립이 가능하게 함으로써 측정오차를 최소화하도록 구조가 개선된 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

차량의 스티어링 휠의 조향각도를 감지하기 위한 센서 장치의 구조는 일반적으로 스티어링 휠과 일체로 회전하는 스티어링 컬럼에 기어구조 맞물려서 연동되는 주기어와, 그 주기어를 수용하는 케이스와, 상기 케이스 내에 설치되며, 상기 주기어에 기어구조로 맞물린 서브기어를 구비한다. 상기 서브기어의 중앙에는 영구자석이 설치되어 있다. 상기 스티어링 휠이 회전함에 따라 스티어링 컬럼이 일체로 회전하고 그 스티어링 컬럼에 연동되어 상기 주기어가 회전하며, 그 주기어의 회전에 따라 상기 서브기어가 회전한다. 상기 서브기어가 회전함에 따라 그 서브기어에 설 치된 영구자석에 의한 자기장이 변하게 된다. 그 자기장의 변화를 감지하는 자기센서가 구비된 인쇄회로기판이 상기 서브기어의 하부에 설치되어 있다.

그런데 종래의 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치는 상기 서브기어를 일정한 위치에 고정하기 위하여 상기 케이스에 별도로 조립되는 홀더를 구비하고 있다. 따라서 그 홀더를 제작하고 조립하기 위한 비용이 발생하므로 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기 인쇄회로기판은 상기 케이스에 상기 서브기어와 독립적으로 조립되었다. 따라서 상기 서브기어의 설치 위치가 유동 되며, 또한 상기 인쇄회로기판의 설치 위치도 유동 되었다. 이에 따라 상기 영구자석과 그 영구자석의 자기장의 변화를 감지하는 자기센서의 정렬이 어긋나게 됨으로써 조립과정에서 누적 공차가 발생하여 상기 스티어링 휠의 조향각 검출시 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 서브기어가 그 하부에 배치된 인쇄회로기판에 접촉된 상태로 회전하기 때문에 그 인쇄회로기판에 다른 부품의 실장공간이 줄어드는 문제점이 있다. 따라서 상기 인쇄회로기판의 크기가 커지는 문제점이 초래된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 서브기어의 유동을 방지하기 위한 구조를 구비하면서도 제조원가가 절감되며, 인쇄회로기판의 부품실장 공간을 확보함으로써 인쇄회로기판의 크기를 줄이고, 조향각 측정오차를 최소화하도록 구조가 개선된 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 차량의 스티어링 컬럼에 결합되어 그 스티어링 컬럼과 연동되어 회전하는 주기어;

상기 주기어를 수용하는 케이스;

중앙부에 영구자석을 포함하고, 상기 케이스에 대해 상대회전이 가능하게 설치되며, 상기 주기어에 맞물리도록 배치된 제1서브기어;

상기 제1서브기어와 동일한 구조를 가지며, 그 크기만이 다른 제2서브기어;

상기 영구자석의 하부에 그 영구자석과 이격되도록 배치된 자기센서가 설치되며 외부로부터 전기를 공급받기 위한 커넥터 핀이 구비되며 상기 케이스에 수용된 인쇄회로기판;

상기 인쇄회로기판의 커넥터 핀을 보호하도록 그 커넥터 핀을 감싸는 핀 수용부를 구비하며, 상기 케이스에 슬라이딩 방식으로 결합된 커넥터; 및

상기 케이스의 상부에 배치되어 상기 주기어, 제1서브기어, 제2서브기어, 인 쇄회로기판을 덮는 커버;를 포함하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치에 있어서,

상기 케이스는,

상기 제1서브기어 및 상기 제2서브기어가 반경방향으로 유동하는 것을 방지하도록 상기 제1서브기어 및 상기 제2서브기어의 하부에 각각 마련된 홈부에 끼워지도록 된 제1서브기어 지지부 및 제2서브기어 지지부를 구비한 점에 특징이 있다.

또한, 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치를 조립하는 방법에 있어서,

케이스에 자기센서가 설치되며 외부로부터 전기를 공급받기 위한 커넥터 핀이 구비된 인쇄회로기판을 상기 커넥터에 슬라이딩 방식으로 조립하는 인쇄회로기판 조립단계;

상기 인쇄회로기판 조립단계 후에, 상기 커넥터를 상기 케이스에 슬라이딩 방식으로 조립하는 커넥터 조립단계;

상기 커넥터 조립단계 후에, 중앙부에 영구자석을 포함한 제1서브기어 및 제2서브기어를 상기 케이스에 대해 상대회전이 가능하게 설치하는 서브기어 조립단계;

상기 서브기어 조립단계 후에 상기 제1서브기어 및 상기 제2서브기어와 맞물리도록 상기 주기어를 설치하는 주기어 조립단계; 및

상기 주기어 조립단계 후에 상기 케이스에 커버를 조립하는 커버 조립단계;를 포함하는 점에 특징이 있다.

상기 제1서브기어 지지부 및 상기 제2서브기어 지지부는 링 형상인 것이 바람직하다.

상기 제1서브기어 지지부 및 상기 제2서브기어 지지부는 상기 링 형상의 원주의 일부가 상기 케이스와 일체로 형성된 것이 바람직하다.

상기 인쇄회로기판의 양측단부는 상기 케이스에 마련된 제1가이드 홈에 끼워져 그 케이스에 결합된 것이 바람직하다.

상기 제1가이드 홈은 상기 주기어의 회전축에 수직인 방향으로 길게 연장된 것이 바람직하다.

상기 케이스는 상기 제1가이드 홈과 평행하게 형성되며 상기 제1가이드 홈부의 하측 한 쌍의 제2가이드 홈이 마련되며,

상기 커넥터는 상기 제2가이드 홈에 끼워지는 돌출 가이드부를 구비하여,

그 돌출 가이드부가 상기 제2가이드 홈에 끼워져서 상기 커넥터가 상기 케이스에 상대고정되는 것이 바람직하다.

상기 커넥터는 상기 인쇄회로기판의 양측단부의 일부를 수용하는 기판 조립홈을 구비한 것이 바람직하다.

상기 케이스는 복수의 제1탄성 걸림턱을 구비하며,

상기 커버는 상기 제1탄성 걸림턱과 대응하는 케이스 걸림홈을 구비하여,

상기 제1탄성 걸림턱이 상기 케이스 걸림홈에 끼워짐으로써 상기 케이스와 상기 커버가 상대 고정되며,

상기 커넥터는 복수의 커버 걸림홈을 구비하며,

상기 커버는 상기 커버 걸림홈과 대응하는 제2탄성 걸림턱을 구비하여,

상기 제2탄성 걸림턱이 상기 커버 걸림홈에 끼워짐으로써 상기 커버와 상기 커넥터가 상대 고정된 것이 바람직하다.

상기 자기센서는 홀 센서인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치는 검출 오차가 최소화되어 검출효율이 높을 뿐 아니라 제조 원가가 저렴하고, 인쇄회로기판의 부품 실장공간을 확보하여, 그 인쇄회로기판의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 케이스에 인쇄회로기판과 커넥터를 용이하게 조립할 수 있으므로 생산성이 현저하게 증가하는 효과가 있다. 또한, 커버와 케이스의 조립시 별도의 고정구를 사용하지 않고 자체에 마련된 요철구조에 의해 조립이 가능하므로 조립성이 우수한 효과가 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예처럼 커넥터를 슬라이딩 방식에 의해 케이스에 끼워 고정함으로써 그 커넥터의 핀 수용부 방향이 변하는 경우에도 동일한 구조에 의한 조립이 가능한 효과가 있다. 또한 제1서브기어 지지부와 제2서브기어 지지부는 각각 제1서브기어와 제2서브기어의 크기어 맞도록 마련되어 오조립이 방지하는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 "A" 부위의 케이스와 서브기어와 인쇄회로기판의 결합상태를 보여주는 개략적 측면도이다. 도 4는 도 3에서 서브기어와 인쇄회로기판을 제거한 도면이다. 도 5는 도 1에 도시된 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치에서 케이스에 인쇄회로기판이 조립된 상태를 보여주는 도면이다. 도 6은 도 1에 도시된 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치에서 케이스에 인쇄회로기판과 커넥터가 조립된 상태를 보여주는 도면이다. 도 7a 및 7b는 도 1에 도시된 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치에서 인쇄회로기판과 커넥터가 케이스에 조립되는 과정을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 7b를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치(10, 이하 "센서장치"라 칭함)는 주기어(15)와, 제1서브기어(17)와, 제2서브기어(17a)와, 케이스(20)와, 인쇄회로기판(30)과, 커넥터(40)와, 커버(50)를 포함하고 있다.

상기 주기어(15)는 차량의 스티어링 휠(미도시)과 일체로 회전되는 스티어링 컬럼(미도시)에 컬럼에 결합되어 그 스티어링 컬럼과 연동되어 회전하도록 설치된다. 상기 주기어(15)는 중앙부에 영구자석(18)을 포함하는 제1서브기어(17) 및 제2서브기어(17a)와 맞물려 있다. 상기 제1서브기어(17)와 상기 제2서브기어(17a)는 본 발명의 실시예에서 그 크기가 다르게 마련되어 있다. 즉 상기 제1서브기어(17)의 직경은 상기 제2서브기어(17a)의 직경보다 작다. 상기 제1서브기어(17)와 상기 제2서브기어(17a)는 서로 이격된 상태로 상기 주기어(15)와 각각 기어구조로 맞물 려 있다.

상기 케이스(20)는 상부가 개방된 구조이다. 상기 케이스(20)는 상기 주기어(15)를 수용하며, 후술하는 서브기어(17), 인쇄회로기판(30), 커넥터(40)를 또한 수용한다. 상기 케이스(20)는 서브기어 지지부(22)와, 제1가이드 홈(24)과, 제2가이드 홈(26)과, 제1탄성 걸림턱(28)을 구비하고 있다.

상기 제1서브기어 지지부(22)는 상기 제1서브기어(17)가 수평방향으로 유동하는 것을 방지하도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 제1서브기어 지지부(22)는 링 형상이다. 상기 제1서브기어 지지부(22)는 상기 링 형상의 원주의 일부가 상기 케이스(20)와 일체로 형성되어 있다. 즉, 상기 링 형상의 제1서브기어 지지부(22)는 일종의 외팔보 형식으로 상기 케이스(20)에 결합되어 있는 것이다. 이와 같은 구조를 가지는 것은 후술하는 인쇄회로기판(30)이 상기 제1서브기어 지지부(22)의 하측에 슬라이딩 되어 조립되기 때문이다. 상기 제1서브기어 지지부(22)에는 상기 제1서브기어(17)의 하부에 마련된 홈부(170, 도 3 참조)가 끼워져서 그 제1서브기어(17)가 수평방향으로 유동되는 것이 방지된다.

상기 제2서브기어 지지부(22a)는 상기 제2서브기어(17a)가 수평방향으로 유동하는 것을 방지하도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 제2서브기어 지지부(22a)는 상기 제1서브기어 지지부(22)와 이격되도록 배치되어 있다. 상기 제2서브기어 지지부(22a)는 상기 제1서브기어 지지부(22)와 그 크기만 다를 뿐 구조는 동일하다. 따라서 상기 제2서브기어 지지부(22a)에 대한 서술은 상기 제1서브기어 지지부(22)를 참고하기로 한다.

상기 제1가이드 홈(24)은 상기 케이스(20)의 내측면에 마련되어 있다. 상기 제1가이드 홈(24)은 후술하는 인쇄회로기판(30)의 측단부가 끼워지는 곳이다. 상기 제1가이드 홈(24)은 상기 제1가이드 홈(24)은 상기 주기어(15)의 회전축에 수직인 방향으로 길게 연장되어 있다.

상기 제2가이드 홈(26)은 상기 제1가이드 홈(24) 보다 하측에 위치하고 있다. 상기 제2가이드 홈(26)은 상기 케이스(20)의 내측 바닥면에 마련되어 있다. 상기 제2가이드 홈(26)은 후술하는 커넥터(40)가 상기 케이스(20)와 상대 결합되기 위해 마련된 것이다. 상기 제2가이드 홈(26)의 상기 제1가이드 홈(24)과 평행한 방향으로 연장되어 있다.

상기 제1탄성 걸림턱(28)은 상기 케이스(20)의 측면에 복수개 마련되어 있다. 상기 제1탄성 걸림턱(28)은 외팔보 형상으로 형성되어 있다. 상기 제1탄성 걸림턱(28)은 외력에 의해 탄성 변형이 가능하도록 되어 있다. 상기 제1탄성 걸림턱(28)은 후술하는 커버(50)를 상기 케이스(20)에 상대 고정하기 위해 마련된 것이다.

상기 인쇄회로기판(30)은 상기 서브기어 지지부(22)의 하측에 배치되어 있다. 상기 인쇄회로기판(30)은 상기 서브기어(17)에 설치된 영구자석(18)의 자기장의 변화를 감지하기 위한 자기센서(32)를 포함하고 있다. 상기 자기센서(32)로는 자기장의 변화를 감지하는 여러 종류의 센서가 채용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 홀 센서가 채용되었다. 상기 자기센서(32)는 상기 영구자석(18)의 하부에 그 영구자석(18)과 이격되도록 배치되어 있다. 상기 인쇄회로기판(30)은 상기 제1 가이드 홈(24)에 양측단부가 끼워짐으로써 상기 케이스(20)에 상대 고정된다. 상기 자기센서(32)는 상기 제1가이드 홈(24)에 의해 항상 일정한 위치에 위치하게 된다. 따라서 앞서 서술한 상기 제1서브기어 지지부(22), 상기 제2서브기어지지부(22a) 및 상기 제1가이드 홈(24)에 의하여 상기 영구자석(18)과 상기 자기센서(32)는 하나의 축상에 위치하도록 정렬되어 있다. 상기 인쇄회로기판(30)은 커넥터 핀(34)을 구비하고 있다. 상기 커넥터 핀(34)은 외부로부터 상기 인쇄회로기판(30)에 전기를 공급받기 위해 마련된 것이다. 상기 커넥터 핀(34)은 상기 인쇄회로기판(30) 중 상기 자기센서(32)가 설치된 면의 법선 방향으로 배치되거나 그 법선 방향에 대해 수직인 방향으로 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 도 1 내지 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 커넥터 핀(34)이 상기 법선 방향에 대해 수직인 방향으로 배치되어 있다. 한편, 다른 실시예에서는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(30a)의 법선 방향으로 배치될 수 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 지시부호 중 특별히 언급된 구성요소를 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 지시번호와 동일한 지시부호를 사용하였다. 이와 같이 상기 커넥터 핀(34a)의 방향이 변경되는 경우에는 해당 인쇄회로기판(30a)과 커넥터(34a)만을 다르게 제작하면 본 발명의 효과가 유지되는 센서장치를 제조할 수 있다.

상기 커넥터(40)는 상기 케이스(20)에 슬라이딩 방식으로 결합되어 있다. 상기 커넥터(40)는 돌출 가이드부(42)와, 기판 조립홈(44)과, 커버 걸림홈(46)과, 핀 수용부(48)를 구비하고 있다. 상기 돌출 가이드부(42)는 상기 케이스(20)에 마련된 상기 제2가이드 홈(26)에 끼워지는 부분이다. 상기 돌출 가이드부(42)는 판상의 돌 출부로서 상기 제2가이드 홈(26)에 대응하는 위치에 마련되어 있다. 상기 기판 조립홈(44)은 상기 인쇄회로기판(30)과 상기 커넥터(40)가 상대 고정되도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 인쇄회로기판(30)의 양측단부 중 일부가 상기 기판 조립홈(44)에 끼워짐으로써 상기 인쇄회로기판(30)과 상기 커넥터(40)는 상대 고정된다. 상기 커버 걸림홈(46)은 후술하는 커버(50)와 결합됨으로써 그 커버(50)와 상기 커넥터(40)가 상대 고정되도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 커버 걸림홈(46)은 복수개가 마련되어 있다. 상기 핀 수용부(48)는 상기 인쇄회로기판(30)의 커넥터 핀(34)을 보호하도록 그 커넥터 핀(34)을 감싸는 부위이다. 상기 핀 수용부(48)의 양단은 개방되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 커넥터(44) 와 도 8 및 도 9에 도시된 커넥터(44a)는 인쇄회로기판(30,30a)의 커넥터 핀(34,34a)의 방향 변경에 대응하는 핀 수용부(48,48a)만이 차이가 날 뿐 나머지 구성요소는 동일하다.

상기 커버(50)는 상기 케이스(20)의 개방된 상부를 덮어서 그 케이스(20)에 수용된 구성요소들을 외부와 격리시키는 부재이다. 즉, 상기 커버(50)는 상기 케이스(20)의 상부에 배치되어 상기 주기어(15), 제1서브기어(17), 제2서브기어(17a) 및 상기 인쇄회로기판(30)을 덮고 있다. 상기 커버(50)는 하부가 개방되어 있는 구조이다. 상기 커버(50)는 제2탄성 걸림턱(52)과 케이스 걸림홈(54)을 구비하고 있다. 상기 제2탄성 걸림턱(52)은 상기 커넥터(40)에 마련된 상기 커버 걸림홈(46)에 대응하는 위치에 마련되어 있다. 상기 제2탄성 걸림턱이 상기 커버 걸림홈(46)에 끼워져 결합됨으로써 상기 커버(50)는 상기 커넥터(40,40a)에 상대 고정된다. 상기 케이스 걸림홈(54)은 상기 케이스(20)에 구비된 상기 제1탄성 걸림턱(28)이 끼워지 는 곳이다. 상기 케이스 걸림홈(54)에 상기 제1탄성 걸림턱(28)이 끼워짐으로써 상기 커버(50)와 상기 케이스(20)는 상대 고정된다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치(10)의 작용을 그 센서장치(10)를 조립하는 과정을 예로들어 상세하게 서술하기로 한다. 도 10은 본 발명에 따른 센서장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.

도 10을 참조하면 먼저, 상기 케이스(20)에 자기센서(32)가 설치된 인쇄회로기판(30)을 상기 커넥터(40)에 접근시킨다. 상기 인쇄회로기판(30)의 양측단부 중 일부를 상기 커넥터(40)에 마련된 기판 조립홈(44)에 끼워 넣는다. 이와 같이 상기 인쇄회로기판(30)의 양측단부 중 일부가 상기 기판 조립홈(44)에 끼워짐으로써 상기 인쇄회로기판(30)과 상기 커넥터(40)는 상대 고정된다. 이 과정이 인쇄회로기판 조립단계(S1)에서 행해진다.

다음으로, 상기 인쇄회로기판 조립단계(S1) 후에, 상기 커넥터(40)를 상기 케이스(20)에 슬라이딩 방식으로 조립하는 커넥터 조립단계(S2)가 행해진다. 즉, 상기 커넥터(40)에 마련된 상기 돌출 가이드부(42)를 상기 제2가이드 홈(26)에 끼워 넣는다. 이 과정에서 상기 인쇄회로기판(30)의 양측단부 중 상기 기판 조립홈(44)에 끼워지지 않은 나머지 부분은 상기 케이스(20)에 구비된 제1가이드 홈(24)에 끼워지게 된다. 따라서 도 7a 및 도 7b와 도 6에 도시된 바와 같이 상기 케이스(20)에 상기 인쇄회로기판(30)과 상기 커넥터(40)가 상대 고정된다.

상기 커넥터 조립단계(S2) 후에, 상기 제1서브기어(17) 및 상기 제2서브기 어(17a)를 상기 케이스(20)에 대해 상대회전이 가능하게 설치하는 서브기어 조립단계(S3)를 행한다. 상기 서브기어 조립단계(S3)에서는 도 4의 상태로부터 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1서브기어(17) 및 상기 제2서브기어(17a)의 하부에 형성된 홈부(170)를 상기 케이스(20)에 마련된 상기 제1서브기어 지지부(22) 및 상기 제2서브기어 지지부(22a)에 각각 끼워서 그 제1서브기어(17)와 제2서브기어(17a)가 상기 제1서브기어 지지부(22) 및 상기 제2서브기어 지지부(22a)의 반경방향으로 유동되지 않도록 한다.

상기 서브기어 조립단계(S3) 후에 상기 제1서브기어(17)와, 상기 제2서브기어(17a)에 맞물리도록 상기 주기어(15)를 설치하는 주기어 조립단계(S4)를 행한다.

상기 주기어 조립단계(S4) 후에 상기 케이스(20)에 상기 커버(50)를 조립하는 커버 조립단계(S5)를 행함으로써 상기 센서장치(10)의 조립이 완료된다. 상기 커버 조립단계(S5)에서는 상기 커버(50)에 마련된 제2탄성 걸림턱(52)이 상기 커넥터(40)에 마련된 상기 커버 걸림홈(46)에 끼워짐으로써 상기 커버(50)와 상기 커넥터(40)가 상대 고정된다. 또한, 상기 커버(50)에 마련된 상기 케이스 걸림홈(54)에 상기 케이스(20)에 마련된 상기 제1탄성 걸림턱(28)이 끼워짐으로써 상기 커버(50)와 상기 케이스(20)가 상대 고정된다.

이와 같이 상기 커버(50)와 상기 케이스(20) 및 상기 커버(50)와 상기 커넥터(40)는 별도의 고정구를 필요로 하지 아니하고 자체적으로 마련된 구조의 결합에 의해 상대 고정되므로 조립이 용이하며, 조립을 위한 부품 수가 종래보다 적으므로 조립성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 상기 제1서브기어 지지부(22) 및 상기 제2 서브기어 지지부(22a)에 의해 그 제1서브기어 지지부(22) 및 제2서브기어 지지부(22a)에 설치된 상기 제1서브기어(17) 및 상기 제2서브기어(17a)가 반경방향으로 유동하지 않으며, 상기 인쇄회로기판(30)은 상기 커넥터(40)와 상기 케이스에 마련된 상기 제1가이드 홈(24)과 상기 기판 조립홈(44)에 의해 수평방향으로의 유동이 규제된다. 따라서 상기 제1서브기어(17) 및 상기 제2서브기어(17a)에 각각 설치된 영구자석(18)과 상기 인쇄회로기판(30)에 설치된 자기센서(32)는 일축 상에 위치한 상태로 작동을 하게 되므로 종래에 그 영구자석(18)과 자기센서(32)가 정렬되지 않음으로써 발생되던 측정오차가 거의 발생하지 않는 효과가 있다. 또한, 상기 제1서브기어 지지부(22) 및 상기 제2서브기어 지지부(22a)에 의하여 상기 제1서브기어(17)와 상기 제2서브기어(17a)와 상기 인쇄회로기판(30)이 서로 이격된 채로 상기 제1서브기어(17) 및 상기 제2서브기어(17a)가 회전하게 되므로 상기 제1서브기어(17) 및 상기 제2서브기어(17a)가 배치된 공간의 하부에도 다른 부품의 실장이 가능하게 된다. 따라서 상기 인쇄회로기판(30)의 크기를 작게 제작할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명의 실시예에서와 같이 상기 제1서브기어(17)와 상기 제2서브기어(17a)의 크기가 다른 경우에는 그 제1서브기어(17) 및 상기 제2서브기어(17a)에 각각 대응하도록 상기 제1서브기어 지지부(22) 및 상기 제2서브기어 지지부(22a)가 마련되어 있으므로 상기 제1서브기어(17)와 상기 제2서브기어(17a)의 오조립이 방지되는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1서브기어 지지부 및 상기 제2서브기어 지지부는 링 형상인 것으로 서술하였으나, 그 서브기어 지지부들이 링 형상이 아닌 경 우에도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1서브기어 지지부 및 상기 제2서브기어 지지부는 상기 링 형상의 원주의 일부가 상기 케이스와 일체로 형성된 것으로 서술하여 도시하였으나, 상기 제1서브기어 지지부 및 상기 제2서브기어 지지부는 별도의 부품으로 제작되어 접착이나 고정구를 사용하여 조립되더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 인쇄회로기판의 양측단부는 상기 케이스에 마련된 제1가이드 홈에 끼워져 그 케이스에 결합된 것으로 서술하였으나 상기 인쇄회로기판이 수평방향으로 유동하지 않도록 고정된 구조라면 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1가이드 홈은 상기 주기어의 회전축에 수직인 방향으로 길게 연장된 것으로 서술하였으나, 상기 제1가이드 홈은 필요에 따라 상기 주기어의 회전축에 수직인 방향으로부터 일정각도 기울어지게 연장된 경우라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 케이스는 상기 제1가이드 홈과 평행하게 형성되며 상기 제1가이드 홈의 하측 한 쌍의 제2가이드 홈이 마련되며, 상기 커넥터는 상기 제2가이드 홈에 끼워지는 돌출 가이드부를 구비하여, 그 돌출 가이드부가 상기 제2가이드 홈에 끼워져서 상기 커넥터가 상기 케이스에 상대고정되는 것으로 서술하였으나, 상기 커넥터와 상기 케이스가 적절한 방법으로 상대 고정될 수 있는 경우라면 상기 제2가이드 홈과 돌출 가이드부가 마련되지 않는 경우라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 커넥터는 상기 인쇄회로기판의 양측단부를 수용하는 기판 조립홈을 구비한 것으로 서술하였으나, 상기 기판 조립홈이 구비되지 않더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 케이스는 복수의 제1탄성 걸림턱을 구비하며, 상기 커버는 상기 제1탄성 걸림턱과 대응하는 케이스 걸림홈을 구비하여, 상기 제1탄성 걸림턱이 상기 케이스 걸림홈에 끼워짐으로써 상기 케이스와 상기 커버가 상대 고정되며, 상기 커넥터는 복수의 커버 걸림홈을 구비하며, 상기 커버는 상기 커버 걸림홈과 대응하는 제2탄성 걸림턱을 구비하여, 상기 제2탄성 걸림턱이 상기 커버 걸림홈에 끼워짐으로써 상기 커버와 상기 커넥터가 상대 고정된 것으로 서술하였으나, 상기 커버가 상기 케이스와 상기 커넥터에 적절하게 상대 고정될 수 있는 구조라면 상기 제1탄성 걸림턱이나 상기 제2탄성 걸림턱이 구비되지 않더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 자기센서는 홀 센서인 것으로 서술하였으나 상기 자기센서는 홀 센서 외에도 예컨대 자기 저항센서 등과 같이 자기장의 변화를 감지할 수 있는 센서가 채용된 경우라면 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치의 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치의 분해 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 "A" 부위의 케이스와 서브기어와 인쇄회로기판의 결합상태를 보여주는 개략적 측면도이다.

도 4는 도 3에서 서브기어와 인쇄회로기판을 제거한 도면이다.

도 5는 도 1에 도시된 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치에서 케이스에 인쇄회로기판이 조립된 상태를 보여주는 도면이다.

도 6은 도 1에 도시된 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치에서 케이스에 인쇄회로기판과 커넥터가 조립된 상태를 보여주는 도면이다.

도 7a 및 7b는 도 1에 도시된 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치에서 인쇄회로기판과 커넥터가 케이스에 조립되는 과정을 보여주는 도면이다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치의 도면이다.

도 10은 본 발명에 따른 센서장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.

<도면의 주요부분에 대한 기호의 설명>

10 : 차량의 스티어링 휠의 조향각 측정용 센서장치

15 : 주기어 17 : 제1서브기어

17a : 제2서브기어 18 : 영구자석

20 : 케이스 22 : 제1서브기어 지지부

22a : 제2서브기어 지지부 24 : 제1가이드 홈

26 : 제2가이드 홈 28 : 제1탄성 걸림턱

30,30a : 인쇄회로기판 32 : 자기센서

34,34a : 커넥터 핀 40,40a : 커넥터

42 : 돌출 가이드부 44 : 기판 조립홈

46 : 커버 걸림홈 48,48a : 핀 수용부

50 : 커버 52 : 제2탄성 걸림턱

54 : 케이스 걸림홈 170 : 홈부

S1 : 인쇄회로기판 조립단계 S2 : 커넥터 조립단계

S3 : 서브기어 조립단계 S4 : 주기어 조립단계

S5 : 커버 조립단계

Claims (10)

1. 차량의 스티어링 컬럼에 결합되어 그 스티어링 컬럼과 연동되어 회전하는 주기어;

   상기 주기어를 수용하는 케이스;

   중앙부에 영구자석을 포함하고, 상기 케이스에 대해 상대회전이 가능하게 설치되며, 상기 주기어에 맞물리도록 배치된 제1서브기어;

   상기 제1서브기어와 동일한 구조를 가지며, 그 크기만이 다른 제2서브기어;

   상기 영구자석의 하부에 그 영구자석과 이격되도록 배치된 자기센서가 설치되며 외부로부터 전기를 공급받기 위한 커넥터 핀이 구비되며 상기 케이스에 수용된 인쇄회로기판;

   상기 인쇄회로기판의 커넥터 핀을 보호하도록 그 커넥터 핀을 감싸는 핀 수용부를 구비하며, 상기 케이스에 슬라이딩 방식으로 결합된 커넥터; 및

   상기 케이스의 상부에 배치되어 상기 주기어, 제1서브기어, 제2서브기어, 인쇄회로기판을 덮는 커버;를 포함하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치에 있어서,

   상기 케이스는,

   상기 제1서브기어 및 상기 제2서브기어가 반경방향으로 유동하는 것을 방지하도록 상기 제1서브기어 및 상기 제2서브기어의 하부에 각각 마련된 홈부에 끼워지도록 된 제1서브기어 지지부 및 제2서브기어 지지부를 구비하며,

   상기 인쇄회로기판의 양측단부는 상기 케이스에 마련된 제1가이드 홈에 끼워져 그 케이스에 결합된 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1서브기어 지지부 및 상기 제2서브기어 지지부는 링 형상인 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1서브기어 지지부 및 상기 제2서브기어 지지부는 상기 링 형상의 원주의 일부가 상기 케이스와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1가이드 홈은 상기 주기어의 회전축에 수직인 방향으로 길게 연장된 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 케이스는 상기 제1가이드 홈과 평행하게 형성되며 상기 제1가이드 홈의 하측 한 쌍의 제2가이드 홈이 마련되며,

   상기 커넥터는 상기 제2가이드 홈에 끼워지는 돌출 가이드부를 구비하여,

   그 돌출 가이드부가 상기 제2가이드 홈에 끼워져서 상기 커넥터가 상기 케이스에 상대고정되는 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 커넥터는 상기 인쇄회로기판의 양측단부의 일부를 수용하는 기판 조립홈을 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 케이스는 복수의 제1탄성 걸림턱을 구비하며,

   상기 커버는 상기 제1탄성 걸림턱과 대응하는 케이스 걸림홈을 구비하여,

   상기 제1탄성 걸림턱이 상기 케이스 걸림홈에 끼워짐으로써 상기 케이스와 상기 커버가 상대 고정되며,

   상기 커넥터는 복수의 커버 걸림홈을 구비하며,

   상기 커버는 상기 커버 걸림홈과 대응하는 제2탄성 걸림턱을 구비하여,

   상기 제2탄성 걸림턱이 상기 커버 걸림홈에 끼워짐으로써 상기 커버와 상기 커넥터가 상대 고정된 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 자기센서는 홀 센서인 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치.
10. 차량의 스티어링 휠의 조향각 검출용 센서장치를 조립하는 방법에 있어서,

    케이스에 자기센서가 설치되며 외부로부터 전기를 공급받기 위한 커넥터 핀이 구비된 인쇄회로기판을 상기 커넥터에 슬라이딩 방식으로 조립하는 인쇄회로기판 조립단계;

    상기 인쇄회로기판 조립단계 후에, 상기 커넥터를 상기 케이스에 슬라이딩 방식으로 조립하는 커넥터 조립단계;

    상기 커넥터 조립단계 후에, 중앙부에 영구자석을 포함한 제1서브기어 및 제2서브기어를 상기 케이스에 대해 상대회전이 가능하게 설치하는 서브기어 조립단계;

    상기 서브기어 조립단계 후에 상기 제1서브기어 및 상기 제2서브기어와 맞물리도록 주기어를 설치하는 주기어 조립단계; 및

    상기 주기어 조립단계 후에 상기 케이스에 커버를 조립하는 커버 조립단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 스티어링 휠의 조향각 센서장치의 제조 방법.

Images