KR101243535B1 - 조향용 복합 센싱 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조향용 복합 센싱 장치에 관한 것이다. 상기 조향용 복합 센싱 장치는 제 1 케이스, 상기 제 1 케이스의 내부에 설치되며 입력축에 결합되어 상기 입력축과 동일하게 회전하는 토크 마그네트 및 상기 토크 마그네트를 감싸는 상태로 상기 제 1 케이스의 내부에 설치되고 토션바를 매개로 상기 입력축과 연결된 출력축에 결합되어 상기 출력축과 동일하게 회전하는 스테이터를 포함하는 토크 센싱부; 상기 출력축과 함께 회전하는 메인기어, 상기 메인기어와 연동하여 회전하는 제 1 및 제 2 보조기어, 상기 제 1 및 제 2 보조기어에 각각 장착된 제 1 및 제 2 앵글 마그네트를 포함하는 각도 센싱부; 및 상기 제 1 케이스의 하단부에 장착되며 토크 마그네트와 상기 제 1 및 제 2 앵글 마그네트의 자기 간섭을 방지하는 제 1 및 제 2 요크를 포함한다.
토크 마그네트, 앵글 마그네트, 요크

Description

조향용 복합 센싱 장치{Manifold sensing apparatus for steering}
본 발명은 조향용 복합 센싱 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 토크 마그네트와 앵글 마그네트의 자기 간섭을 방지하는 기능을 포함하는 조향용 복합 센싱 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 스티어링 시스템은 조향 핸들을 원활하게 조작할 수 있도록 보조 조작력을 제공하는 시스템이며, 조향 핸들의 조향을 보조하는 보조 조략력은 토션바에 걸리는 토오크를 측정하여 그 크기를 결정한다.
조향 핸들의 토크를 측정하는 장치로는 자기장(Magnetic Field)방식이 많이 사용되고 있다.
종래 이러한 조향용 복합 센싱 장치를 구체적으로 살펴보면, 조향용 복합 센싱 장치는 스테어터의 내부에 링 형성의 마그네트가 삽입되어 있고, 마그네트는 조향 핸들과 연결된 입력축에 결합되어 상기 입력축과 동일하게 회전하며, 스테이터는 토션바를 매개로 상기 입력축과 연결된 출력축에 결합되어 상기 출력축과 동일 하게 회전한다.
이때, 외력을 가하여 조향 핸들을 회전시켰을 때, 입력축과 출력축의 회전각도를 상이하며, 따라서 마그네트와 스테이터의 회전각도도 상이하다.
조향용 복합 센싱 장치는 스테이터와 마그네트 사이에 형성되는 자기장을 집중하고, 집중된 자기장을 감지하여 보조 조작력을 결정하게 된다.
한편, 조향 각도 센싱부와 조향 토크 센싱부는 각각 마그네트의 회전에 따른 자속의 변화를 감지하여 조향 각도와 조향 토크를 센싱한다.
이때, 상대적으로 크기가 작은 조향 각도 센싱부의 마그네트에서 발생되는 자속이 상대적으로 큰 조향 토크 센싱부의 마그네트에서 발생되는 자속에 의하여 간섭을 받으며, 이에 따라 조향 각도 센싱부의 마그네트에서 발생되는 자속의 양을 정확하게 감지할 수 없는 문제가 발생하며, 따라서 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 신뢰성이 우수하고, 토크 마그네트와 앵글 마그네트의 자기 간섭을 방지하는 기능을 포함하는 조향용 복합 센싱 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제 1 케이스, 상기 제 1 케이스의 내부에 설치되며 입력축에 결합되어 상기 입력축과 동일하게 회전하는 토크 마그네트 및 상기 토크 마그네트를 감싸는 상태로 상기 제 1 케이스의 내부에 설치되고 토션바를 매개로 상기 입력축과 연결된 출력축에 결합되어 상기 출력축과 동일하게 회전하는 스테이터를 포함하는 토크 센싱부; 상기 출력축과 함께 회전하는 메인기어, 상기 메인기어와 연동하여 회전하는 제 1 및 제 2 보조기어, 상기 제 1 및 제 2 보조기어에 각각 장착된 제 1 및 제 2 앵글 마그네트를 포함하는 각도 센싱부; 및 상기 제 1 케이스의 하단부에 장착되며 토크 마그네트와 상기 제 1 및 제 2 앵글 마그네트의 자기 간섭을 방지하는 제 1 및 제 2 요크를 포함하는 조향용 복합 센싱 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 조향용 복합 센싱 장치는 토크 마그네트와 앵글 마그네트의 자기 간섭을 방지하며, 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세한 설명을 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "장착되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 장착되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 조향용 복합 센싱 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향용 복합 센싱 장치의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 각 구성부재가 결합된 상태의 요부 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조향용 복합 센싱 장치(100)는 제 1 케이스, 상기 제 1 케이스의 내부에 설치되며 입력축에 결합되어 상기 입력축과 동일하게 회전하는 토크 마그네트 및 상기 토크 마그네트를 감싸는 상태로 상기 제 1 케이스의 내부에 설치되고 토션바를 매개로 상기 입력축과 연결된 출력축에 결합되어 상기 출력축과 동일하게 회전하는 스테이터를 포함하는 토크 센싱부를 포함한다.
상기 제 1 케이스는 상부 케이스(110)와 중간 케이스(140)를 포함하고, 상부 케이스(110)와 중간 케이스(140)가 결합되어 내부에 공간부를 형성하며, 상부 케이스(110)와 중간 케이스(140)에는 상호 대응되게 제 1 관통공(111)과 제 2 관통공이 각각 형성된다.
중간 케이스(140)의 내부에는 원통 형상의 스테이터 홀더(130)가 장착되고, 스테이터 홀더(130)의 상단면 및 하단면에는 스테이터(131)가 각각 결합된다.
스테이터 홀더(130)의 내측에는 링 형상의 토크 마그네트(120)가 배치되며, 토크 마그네트(120)는 원통 형상의 마그네트 홀더(121)의 외주면에 결합되고, 외주면이 스테이터(131)와 소정 간격을 가지면서 대향한다.
마그네트 홀더(121)의 내주면에는 상부 케이스(110)의 제 1 관통홀(111)을 관통한 입력축(미도시)이 결합되고, 스테이터 홀더(130)의 하부측에 형성된 결합관(132)에는 차량의 조향 바퀴와 연결된 출력축(미도시)이 결합된다. 또한, 입력축(미도시)에는 조향 핸들이 연결될 수 있고, 입력축과 출력축은 토션바(미도시)를 매개로 연결된다.
상기 조향 핸들을 회전시키면, 입력축이 회전되고, 입력축과 동일하게 마그네트 홀더(121) 및 토크 마그네트(120)도 회전되며, 출력축은 토션바를 통하여 입력축의 회전력을 전달받아 회전되고, 출력축과 동일하게 스테이터 홀더(130) 및 스테이터(131)도 회전된다.
한편, 도로와 바퀴 사이의 마찰저항에 의하여 토션바에는 토크가 발생하며, 이러한 토크에 의하여 토크 마그네트(120)와 스테이터(131)의 회전 각도는 상이해지며, 이러한 회전 각도의 차이에 의하여 토크 마그네트(120)와 스테이터(131) 사이에 발생되는 자기장이 달라지게 되며, 이러한 자기장은 제 1 센서(도시되지 않음)에 의하여 감지된다. 또한, 상기 토크 센싱부는 자기장을 집중하는 컬렉터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조향용 복합 센싱 장치(100)는 상기 출력축과 함께 회전하는 메인기어(170), 상기 메인기어와 연동하여 회전하는 제 1 및 제 2 보조기어(171, 172), 상기 제 1 및 제 2 보조기어(171, 172)에 각각 장착된 제 1 및 제 2 앵글 마그네트(173, 174)를 포함하는 각도 센싱부를 포함한다.
여기서, 상기 메인기어(170)는 결합관(132)의 외부면에 결합되어, 스테이터 홀더(130)와 함께 회전한다. 메인기어(170)는 제 1 보조기어(171)와 맞물려 연동하고, 제 1 보조기어(171)는 제 2 보조기어(172)와 맞물려 연동하며, 이때 제 1 보조기어(171)의 기어비와 제 2 보조기어(172)의 기어비는 상호 다르게 형성되며, 제 1 케이스의 하단부에 결합되는 중간 케이스(140)에 결합되어 지지된다.
토크 센싱부의 토크 마그네트(120)는 각도 센싱부의 제 1 및 제 2 앵글 마그네트(173, 174)보다 크기가 크며, 토크 마그네트(120)는 스테이터 홀더(130)의 내부에 위치되고, 제 1 및 제 2 앵글 마그네트(173, 174)는 스테이터 홀더의 외부에 위치되며, 이로 인해 토크 마그네트(120)에서 발생된 자속에 의하여 제 1 및 제 2 앵글 마그네트(173, 174)에서 발생된 자속이 간섭을 받는다.
본 발명의 일 실시에에 따른 조향용 복합 센싱 장치(100)는 상기 제 1 케이스의 하단부에 장착되며 토크 마그네트(120)와 상기 제 1 및 제 2 앵글 마그네트(173, 174)의 자기 간섭을 방지하는 제 1 및 제 2 요크(175, 176)을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 요크(175, 176)는 상기 중간 케이스(140)에 각각 장착될 수 있고, 제 1 및 제 2 앵글 마그네트(173, 174)의 수직 상방에 각각 배치될 수 있다(도 2 참조).
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 조향용 복합 센싱 장치(100)는 토크 마그네트와 앵글 마그네트의 자기 간섭을 방지하며, 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향용 복합 센싱 장치의 분리 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 각 구성부재가 결합된 상태의 요부 단면도이다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 입력축의 회전에 연동하여 회전하는 토크 마그네트와 출력축과 함께 회전하는 스테이터 사이의 자기장의 변화를 감지하여, 입력축과 출력축 사이에 부가되는 토크를 측정하는 조향토크 센싱장치;
    상기 조향토크 센싱장치의 하측에 설치되며, 출력축의 회전에 연동하여 회전하는 메인기어와, 상기 메인기어의 회전에 연동하여 회전하는 제 1 및 제 2 앵글 마그네트를 가지는 제 1 및 제 2 보조기어를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 앵글 마그네트의 자기장을 감지하여, 상기 제 1 및 제 2 보조기어의 회전수를 통해 상기 출력축의 회전수를 측정하는 조향각 센싱장치; 및
    상기 조향토크 센싱장치와 조향각 센싱장치가 설치되는 케이스에 위치 고정되며, 상기 토크 마그네트의 자기장이 상기 제 1 및 제 2 앵글 마그네트에 전달되는 것을 차단하는 제 1 및 제 2 요크;를 포함하며,
    상기 케이스는,
    상부 케이스, 중간 케이스 및 하부 케이스로 구성되며,
    상기 제 1 및 제 2 요크는,
    상기 중간 케이스의 상기 제 1 및 제 2 앵글 마그네트와 마주보는 위치에 축 방향으로 일정 거리 이격되게 설치되되 상기 제 1 및 제 2 앵글 마그네트보다 큰 지름을 가지는 디스크 형상으로 마련되는 조향용 복합센싱장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 요크는,
    상기 제 1 및 제 2 앵글 마그네트보다 얇은 두께를 가지는 조향용 복합센싱장치.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 요크는,
    상기 제 1 및 제 2 보조기어의 제 1 및 제 2 앵글 마그네트 설치면의 반대쪽 면과 마주보는 상기 중간 케이스에 설치되는 조향용 복합 센싱장치.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 조향토크 센싱장치는,
    상부 케이스, 중간 케이스로 구성되는 제 1 케이스;
    상기 하부케이스 내부에 설치된 스테이터 홀더의 상단면 및 하단면에 설치되고, 출력축의 회전에 연동하여 회전하는 스테이터;
    상기 입력축과 연결되어, 상기 토크 마그네트를 상기 입력축의 회전에 연동하여 회전 가능하게 지지하는 마그네트 홀더; 및
    상기 하부 케이스에 설치되어, 상기 토크 마그네트의 자기장을 감지하는 제 1 센서;를 포함하는 조향용 복합 센싱장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 조향각 센싱장치는,
    상판이 개방되어 상기 제 1 케이스의 중간 케이스의 하판에 결합되는 제 2 케이스; 및
    상기 제 1 및 제 2 앵글 마그네트의 자기장의 변화를 감지하는 제 1 및 제 2 센서;를 포함하는 조향용 복합 센싱장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 메인기어는 상기 제 1 보조기어와 기어 결합되고, 상기 제 2 보조기어는 상기 제 1 보조기어와 기어 결합되며,
    상기 제 1 및 제 2 보조기어는 서로 다른 기어비를 가지는 조향용 복합 센싱장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 보조기어는, 상기 중간 케이스에 결합되는 조향용 복합 센싱장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 앵글 마그네트는,상기 제 1 및 제 2 보조 기어의 회전축 상에 설치되는 조향용 복합 센싱장치.
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