KR101188414B1 - 비접촉식 각도 센서 - Google Patents

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KR101188414B1
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Abstract

본 발명은 비접촉식 각도 센서에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 비접촉식 각도 센서는, 내부에 제2 형상의 홈이 형성된 제1 형상으로 구성되며, 양측면에 레버가 형성되고, 상기 레버가 형성되지 않은 다른 측면에는 락킹홀이 형성되되, 상기 제2 형상의 홈에는 조립홀이 구비된 하부 하우징; 상기 조립홀에 끼워져, 상기 조립홀을 메우는 형상으로 구성되며, 상기 하부 하우징의 하부에서 상기 조립홀에 끼워지면, 상기 조립홀을 통과하는 복수의 후크를 구비한 샤프트 레버; 마그넷을 고정하며, 상기 복수의 후크에 대응하는 복수의 결합홈을 포함하고, 상기 하부 하우징의 상부에서 상기 복수의 결합홈을 상기 복수의 후크에 끼워 상기 샤프트 레버와 결합하는 마그넷 홀더; 외곽의 일부가 상기 제2 형상의 홈에 끼워지는 형상으로 구성되어, 상기 마그넷 홀더의 상부에서 상기 제2 형상의 홈에 끼워져, 구비된 락킹돌기를 상기 락킹홀에 끼워 상기 하부 하우징과 결합하며, 상부에 제3 형상의 홈을 구비한 상부 하우징; 상기 제3 형상의 홈 내부에 안착 및 고정되고, 홀 소자(Hall IC)가 실장된 피씨비; 및 상기 상부 하우징의 상부에서 상기 하부 하우징과 연접하여 상기 하부 하우징에 용접되어, 외부로부터의 이물질에 의해 상기 피씨비가 오염되지 않도록 하는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

비접촉식 각도 센서{Contactless Angle Sensor}
본 발명은 비접촉식 각도 센서에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 외부로부터의 이물질이 피씨비로 전달되는 것을 방지할 수 있는 비접촉식 각도 센서에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은 주행 또는 정지시에 조향 핸들을 회전하면 노면과 접촉하고 있는 바퀴도 회전한다.
그런데, 바퀴는 노면과 접촉되므로, 조향 핸들과 바퀴의 회전각은 바퀴와 노면과의 마찰력에 의하여 차이가 발생한다. 따라서, 차량은 이러한 편차를 측정하는 각도 센서를 구비하고, 측정된 편차를 별개의 동력수단으로 보상함으로써, 진행방향을 정확하게 조향한다.
통상, 각도 센서는 접촉식 각도 센서와 비접촉식 각도 센서가 있으며, 근래에는 홀 소자를 이용하여 회전량에 따른 자속 변화를 감지하는 비접촉식 각도 센서를 주로 사용한다.
종래의 비접촉식 각도 센서는 도 1과 같이, 상부 케이스, 피씨비(Printed Circuit Board), 마그넷, 하부 케이스 및 회전 샤프트로 구성되었다. 도 1의 비접촉식 각도 센서는 회전 샤프트가 하부 케이스의 홀(Hole)에 끼워져 외부로 노출되는 구조이어서, 하부 케이스 홀과 회전 샤프트를 통해서 외부 이물질이 유입되어, 피씨비상의 홀 소자가 소손될 가능성이 컸다.
이를 방지하기 위해서, 실용신안출원 제2010-008780호에는 회로기판(160)을 커버(140)의 회로기판 수용부(138)에 실장한 후 포팅액을 채워 굳힘으로써, 이물질로 인쇄회로기판(160)상 홀 소자의 소손을 막는 도 2와 같은 구조의 종래의 비접촉식 각도 센서가 개시된바 있다.
그러나, 제2010-008780호의 비접촉식 각도 센서도 회전 샤프트가 하부 케이스의 홀에 끼워지는 구조이어서, 회전 샤프트의 회전이 지속 될수록 회전 샤프트가 끼워지는 홀이 마모되면서 그 사이로 수분이 유입될 가능성이 컸다.
뿐만 아니라, 포팅액을 일정하게 채우기도 어려우며, 포팅액이 일단 굳어지면 뜯어내기도 어려워, 홀 소자에만 문제가 생겨도, 커버를 통째로 갈아야하는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 복수의 층으로 구성되어, 회전 샤프트를 연결하는 부위를 통해서 유입된 이물질이 피씨비로 전달되지 않도록 할 수 있는 비접촉식 각도 센서를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 피씨비의 상하좌우를 감싸는 형상으로 구비되어, 외부에서 유입되는 이물질로 인해 피씨비가 손상되는 것을 방지할 수 있는 비접촉식 각도 센서를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일면에 따른 비접촉식 각도 센서는, 내부에 제2 형상의 홈이 형성된 제1 형상으로 구성되며, 양측면에 레버가 형성되고, 상기 레버가 형성되지 않은 다른 측면에는 락킹홀이 형성되되, 상기 제2 형상의 홈에는 조립홀이 구비된 하부 하우징; 상기 조립홀에 끼워져, 상기 조립홀을 메우는 형상으로 구성되며, 상기 하부 하우징의 하부에서 상기 조립홀에 끼워지면, 상기 조립홀을 통과하는 복수의 후크를 구비한 샤프트 레버; 마그넷을 고정하며, 상기 복수의 후크에 대응하는 복수의 결합홈을 포함하고, 상기 하부 하우징의 상부에서 상기 복수의 결합홈을 상기 복수의 후크에 끼워 상기 샤프트 레버와 결합하는 마그넷 홀더; 외곽의 일부가 상기 제2 형상의 홈에 끼워지는 형상으로 구성되어, 상기 마그넷 홀더의 상부에서 상기 제2 형상의 홈에 끼워져, 구비된 락킹돌기를 상기 락킹홀에 끼워 상기 하부 하우징과 결합하며, 상부에 제3 형상의 홈을 구비한 상부 하우징; 상기 제3 형상의 홈 내부에 안착 및 고정되고, 홀 소자(Hall IC)가 실장된 피씨비; 및 상기 상부 하우징의 상부에서 상기 하부 하우징과 연접하여 상기 하부 하우징에 용접되어, 외부로부터의 이물질에 의해 상기 피씨비가 오염되지 않도록 하는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 면에 따른 비접촉식 각도 센서는, 내부에 제2 형상의 홈이 형성된 제1 형상으로 구성되며, 양측면에 레버가 형성되고, 상기 레버가 형성되지 않은 다른 측면에는 락킹홀이 형성된 하부 하우징; 외곽의 일부가 상기 제2 형상의 홈에 끼워지는 형상으로 구성되어, 하부 하우징의 상부에서 상기 제2 형상의 홈에 끼워져, 구비된 락킹돌기가 상기 락킹홀에 끼워져 상기 하부 하우징과 결합하며, 상부에 제3 형상의 홈을 구비한 상부 하우징; 상기 제3 형상의 홈 내부에 안착 및 고정되며, 홀 소자(Hall IC)가 실장된 피씨비; 및 상기 상부 하우징의 상부에서 상기 하부 하우징과 연접하여 상기 하부 하우징에 용접되는 커버를 포함하되, 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징 사이에는 마그넷이 끼워진 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 회전 샤프트가 회전함에 따라 발생하는 틈으로 수분 및 정전기 등의 이물질이 유입됨에 따라 피씨비가 소손되던 종래의 문제점을 개선할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 압입 형태로 조립되도록 구성되어 조립이 용이하여 조립 공정의 불량률을 줄일 수 있으며, 조립 후 분리도 용이하여 AS 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 비접촉식 각도 센서를 도시한 도면.
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 비접촉식 각도 센서를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 각도 센서를 도시한 구조도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉식 각도 센서를 도시한 구조도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이제 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 각도 센서를 도시한 구조도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 각도 센서(30)는 하부 하우징(310), 마그넷(320), 상부 하우징(330), 피씨비(340) 및 커버(350)를 포함한다.
하부 하우징(310)은 하부면은 회전 샤프트와 연결되며, 내부에 제2 형상의 홈(311)이 형성된 제1 형상으로 구성되며, 양측면에 레버(312)가 형성되고, 레버(312)가 형성되지 않은 다른 측면에는 락킹홀(313)이 형성된다.
여기서, 레버(312)는 차체의 특정부위의 위치 변화량에 대응되도록 회전 샤프트를 회전시켜 비접촉식 각도 센서(30)를 회전시킨다. 레버(312)는 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍(두 개)으로 구성될 수 있으며, 하나 또는 세 개 이상으로 구성될 수도 있다.
상부 하우징(330)은 외곽의 일부가 제2 형상의 홈(311)에 끼워지는 형상으로 구성되어, 하부 하우징(310)의 상부에서 제2 형상의 홈(311)에 끼워지면, 구비된 락킹돌기(331)가 락킹홀(313)에 끼워져 하부 하우징(310)과 결합한다.
이때, 락킹돌기(331)는 상부 하우징(330)이 제2 형상의 홈(311)에 끼워지는 도중에는 탄성에 의해 구부러지며, 상부 하우징(330)의 하부면이 제2 형상의 홈(311)에 연접하면 락킹돌기(331)에 끼워진다.
상부 하우징(330)은 상부에는 내부에 피씨비(340)가 안착되는 제3 형상의 홈(332)을 구비하며, 상부 하우징(330)의 일측면은 피씨비(340)를 외부 장치와 연결하는 커넥터와 결합하는 형상으로 구성된다.
피씨비(340)는 제3 형상의 홈(332) 내부에 안착 및 고정되며, 자속의 변화를 감지하는 홀 소자(Hall IC) 및 커넥터를 통해 홀 소자를 외부 장치와 연결하는 연결부를 실장한다.
커버(350)는 하부 하우징(310)에 연접한 면이 제1 형상에 대응되도록 구성되며, 상부 하우징(330)의 상부에서 하부 하우징(310)과 연접하여 하부 하우징(310) 또는 하부 하우징(310) 및 상부 하우징(330)에 용접되어, 피씨비(340)를 보호한다.
도 3에서는, 제1 내지 제3 형상이 직사각형인 경우를 예로 들어 도시하였으나, 제1 내지 제3 형상은 모서리가 둥근 사각형 등과 같이 다른 형상으로 구성될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 비접촉식 각도 센서(30)는 도 3과 같이 구성되어, 하부 하우징(310)의 하부에 결합되는 회전 샤프트가 회전함에 따라 발생한 틈으로 수분을 포함하는 이물질이 유입되어 피씨비(340)를 소손하던 종래의 문제점을 개선할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉식 각도 센서에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉식 각도 센서를 도시한 구조도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉식 각도 센서(40)는 하부 하우징(410), 샤프트 레버(420), 마그넷 홀더(430), 상부 하우징(440), 피씨비(450) 및 커버(460)를 포함한다.
도 4의 비접촉식 각도 센서(40)는 도 3의 비접촉식 각도 센서와 대부분의 구성이 유사하나, 회전식 샤프트와의 연결부위의 구성에 다소 차이가 있다.
하부 하우징(410)은 내부에 제2 형상의 홈(411)이 형성된 제1 형상으로 구성되며, 양측면에 레버(412)가 형성되고, 레버(412)가 형성되지 않은 다른 측면에는 락킹홀(413)이 형성되되, 제2 형상의 홈(411)에는 조립홀(414)이 구비된다. 이때, 조립홀(414)은 제2 형상의 홈(411)의 중간에 위치하는 것이 좋다.
여기서, 제2 형상은 제1 형상보다 단면의 너비가 작으며, 도 4에서는 제1 형상 및 제2 형상이 직사각형으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
샤프트 레버(420)는 조립홀(414)에 끼워지면 조립홀(414)을 메우는 형상으로 구성되며, 하부 하우징(410)의 하부에서 조립홀(414)에 끼워지면, 조립홀(414)을 통과하는 복수의 후크(421)를 구비한다.
도 4에서는 조립홀(414)이 원형으로 구성되며, 샤프트 레버(420)는 조립홀(414)의 지름에 대응되는 지름의 원통 형상으로 구성되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
샤프트 레버(420)는 레버(412)와 연결된 자체 특정부위의 위치변화에 대응하도록 비접촉식 각도 센서(40)를 회전시키는 회전 샤프트(미도시)와 결합한다.
마그넷 홀더(430)은 마그넷을 고정하며, 복수의 후크(421)에 대응하는 복수의 결합홈(421)을 포함하고, 하부 하우징(410)의 상부에서 조립홀(414)을 통과한 복수의 후크(421)에 복수의 결합홈(421)을 끼워 샤프트 레버(420)와 결합한다.
도 4에서는 마그넷 홀더(430)가 별도로 구비된 경우를 예로 들어 설명하였지만, 비접촉식 각도 센서(40)는 마그넷 홀더(430)를 별도로 구비하지 않고 마그넷 자체를 도 4와 동일 또는 유사한 형상으로 구성하여 샤프트 레버(420)와 결합시킬 수 있음은 물론이다.
상부 하우징(440)은 마그넷 홀더(430)의 상부에서 제2 형상의 홈(411)에 끼워지면, 구비된 락킹돌기(446)를 락킹홀(413)에 끼워 하부 하우징(410)과 결합하며, 상부에 제3 형상의 홈(444)을 구비한다. 이때, 제3 형상은 제2 형상보다 단면의 너비가 작으며, 도 4에서는 제3 형상은 직사각형으로 도시하였으나 이에 한정되지 않는다.
이때, 락킹돌기(446)는 상부 하우징(440)이 제2 형상의 홈(411)에 끼워지는 도중에는 탄성에 의해 구부러지며, 상부 하우징(440)의 하부면이 제2 형상의 홈(411)에 연접하면 락킹돌기(446)에 끼워진다.
상부 하우징(440)은 제2 형상의 홈(411)에 끼워지는 안착부(441), 일측은 안착부(441)의 일측면의 개방된 부위(445)와 연결되며, 개방된 부위(445)를 외부로 연장하는 터널부(442) 및 터널부(442)의 타측과 연결되며, 커넥터를 끼우는 소켓부(443)를 포함한다. 여기서, 터널부(442)는 안착부(441)가 제2 형상의 홈(411)에 끼워지면, 제2 형상의 홈(411)의 외곽에 걸쳐진다.
여기서, 안착부(441)의 높이는 제2 형상의 홈(411)의 깊이보다 크며, 개방된 부위(445)의 수직길이는 제2 형상의 홈(411)의 깊이에 대응한다.
피씨비(450)는 제3 형상의 홈(444) 내부에 안착 및 고정되고, 비접촉식 각도 센서(40)의 회전에 따른 자속의 변화를 감지하는 홀 소자(Hall IC)(451) 및 소켓부(443)에 끼워지는 커넥터와 납땜(Soldering)되어 홀 소자에 의해 감지된 자속을 커넥터를 통해 외부 장치로 전달하는 연결부(452)를 실장한다.
커버(460)는 상부 하우징(440)의 상부에서 하부 하우징(410)과 연접하여 하부 하우징(410) 및 상부 하우징(440) 또는 하부 하우징(410)에 레이저 용접되어, 조립홀(414)로부터 유입된 외부 이물질에 의해 피씨비(450)가 오염되지 않도록 한다.
여기서, 커버(460)는 피씨비(450) 및 안착부(441)를 내부에 포함하도록, 하부 하우징(410)에 연접하는 면이 제1 형상으로 구성될 수 있다.
한편, 하부 하우징(410), 샤프트 레버(420), 마그넷 홀더(430), 상부 하우징(440) 및 커버(460)는 PBT(Polybutylene Terephthalate) GF 30 재질로 구성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 회전 샤프트가 회전함에 따라 발생하는 틈으로 수분 및 정전기 등의 이물질이 유입됨에 따라 피씨비가 소손되던 종래의 문제점을 개선할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 압입 형태로 조립되도록 구성되어 조립이 용이하여 조립 공정의 불량률을 줄일 수 있으며, 조립 후 분리도 용이하여 AS 편의성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 내부에 제2 형상의 홈이 형성된 제1 형상으로 구성되며, 양측면에 레버가 형성되고, 상기 레버가 형성되지 않은 다른 측면에는 락킹홀이 형성되되, 상기 제2 형상의 홈에는 조립홀이 구비된 하부 하우징;
    상기 조립홀에 끼워져, 상기 조립홀을 메우는 형상으로 구성되며, 상기 하부 하우징의 하부에서 상기 조립홀에 끼워지면, 상기 조립홀을 통과하는 복수의 후크를 구비한 샤프트 레버;
    마그넷을 고정하며, 상기 복수의 후크에 대응하는 복수의 결합홈을 포함하고, 상기 하부 하우징의 상부에서 상기 복수의 결합홈을 상기 복수의 후크에 끼워 상기 샤프트 레버와 결합하는 마그넷 홀더;
    외곽의 일부가 상기 제2 형상의 홈에 끼워지는 형상으로 구성되어, 상기 마그넷 홀더의 상부에서 상기 제2 형상의 홈에 끼워져, 구비된 락킹돌기를 상기 락킹홀에 끼워 상기 하부 하우징과 결합하며, 상부에 제3 형상의 홈을 구비한 상부 하우징;
    상기 제3 형상의 홈 내부에 안착 및 고정되고, 홀 소자(Hall IC)가 실장된 피씨비; 및
    상기 상부 하우징의 상부에서 상기 하부 하우징과 연접하여 상기 하부 하우징에 용접되어, 외부로부터의 이물질에 의해 상기 피씨비가 오염되지 않도록 하는 커버
    를 포함하는 비접촉식 각도 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 형상은, 직사각형을 포함하는 형상이며,
    상기 제3 형상은 상기 제2 형상보다 단면의 너비가 작고, 상기 제2 형상은 상기 제1 형상보다 단면의 너비가 작은 것인 비접촉식 각도 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상부 하우징은,
    상기 제2 형상의 홈에 끼워지는 안착부;
    일측은 상기 안착부의 일측면의 개방된 부위와 연결되며, 상기 개방된 부위를 외부로 연장하는 터널부; 및
    상기 터널부의 타측과 연결되며, 커넥터를 끼우는 소켓부
    를 포함하는 것인 비접촉식 각도 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 피씨비는,
    상기 커넥터와 연결되는 연결부를 포함하고, 상기 연결부는, 상기 커넥터와 결합하면 외부 장치와 상기 피씨비의 상기 홀 소자를 연결하는 것인 비접촉식 각도 센서.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 안착부의 높이는, 상기 제2 형상의 홈의 깊이보다 크며,
    상기 개방된 부위의 수직길이는, 상기 제2 형상의 홈의 깊이에 대응하는 것인 비접촉식 각도 센서.
  6. 내부에 제2 형상의 홈이 형성된 제1 형상으로 구성되며, 양측면에 레버가 형성되고, 상기 레버가 형성되지 않은 다른 측면에는 락킹홀이 형성된 하부 하우징;
    외곽의 일부가 상기 제2 형상의 홈에 끼워지는 형상으로 구성되어, 하부 하우징의 상부에서 상기 제2 형상의 홈에 끼워져, 구비된 락킹돌기가 상기 락킹홀에 끼워져 상기 하부 하우징과 결합하며, 상부에 제3 형상의 홈을 구비한 상부 하우징;
    상기 제3 형상의 홈 내부에 안착 및 고정되며, 홀 소자(Hall IC)가 실장된 피씨비; 및
    상기 상부 하우징의 상부에서 상기 하부 하우징과 연접하여 상기 하부 하우징에 용접되는 커버를 포함하되,
    상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징 사이에는 마그넷이 끼워진 것인 비접촉식 각도 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 형상의 홈에 형성된 조립홀에 끼워져, 상기 조립홀을 메우는 형상으로 구성되며, 상기 하부 하우징의 하부에서 상기 조립홀에 끼워지면, 상기 조립홀을 통과하는 복수의 후크를 구비하며, 하부에 회전 샤프트가 끼워지는 샤프트 레버; 및
    상기 복수의 후크에 대응하는 복수의 결합홈을 포함하고, 상기 하부 하우징의 상부에서 상기 복수의 결합홈을 상기 복수의 후크에 끼워, 상기 샤프트 레버와 결합하는 상기 마그넷을 포함하는 것인 비접촉식 각도 센서.
  8. 제6항에 있어서, 상기 락킹돌기는,
    상기 상부 하우징이 상기 제2 형상의 홈에 끼워지는 도중에는 탄성에 의해 구부러지며, 상기 상부 하우징의 하부면이 상기 제2 형상의 홈에 연접하면 상기 락킹돌기에 끼워지는 것인 비접촉식 각도 센서.
  9. 제6항에 있어서, 상기 상부 하우징의 일측면은,
    상기 피씨비와 외부 장치를 연결하는 커넥터와 결합하는 형상으로 구성되는 것인 비접촉식 각도 센서.
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