KR101315717B1 - Position sensor - Google Patents

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KR101315717B1 KR1020120081512A KR20120081512A KR101315717B1 KR 101315717 B1 KR101315717 B1 KR 101315717B1 KR 1020120081512 A KR1020120081512 A KR 1020120081512A KR 20120081512 A KR20120081512 A KR 20120081512A KR 101315717 B1 KR101315717 B1 KR 101315717B1
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김태헌
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대성전기공업 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A position sensor is provided to have an improved structure utilizing a magnetic field induction method by a coil as a magnetic flux generating member. CONSTITUTION: A position sensor (100) includes a first rotor (110), a second rotor (120), an upper magnetic flux collecting ring (130), a lower magnetic flux collecting ring (140), and a magnetic sensor. The first rotor is rotated with an input shaft to be integrated. A first coils are coiled around the outer periphery of a cylinder forming the first rotor, and a plurality of first toothed gears (111) is protruding in all directions from the outer circumference or the inner circumference of the axial lower part of the first rotor. The second rotor is axially arranged to be parallel to the first rotor and rotated with the output shaft to be integrated. A second coil is coiled around the outer periphery of a cylinder forming the second rotor, and a plurality of second toothed gears (121) is protruding in all directions from the outer circumference or the inner circumference of the axial upper part of the second rotor and faces the first toothed gears. The upper magnetic flux collecting ring is arranged to face the upper part of the cylinder of the first rotor and collect magnetic flux becomes changed according to the difference of the area in which the first and second toothed gears are faced by the relative rotation of the first and second rotors.

Description

위치센서{POSITION SENSOR}Position sensor {POSITION SENSOR}

본 발명은 위치센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력축과 출력축 사이의 비틀림각도를 검출하기 위한 위치센서에 관한 것이다.The present invention relates to a position sensor, and more particularly to a position sensor for detecting the twist angle between the input shaft and the output shaft.

종래의 위치센서의 주요 구조는, 외주면을 따라 복수의 N극 자석과 S극 자석이 원주방향으로 교대로 배치되는 상부 마그넷 링(11)과 하부 마그넷 링(12), 이들 마그넷 링(11, 12)의 외측으로 상기 N극 자석 또는 상기 S극 자석 중 어느 하나와 대응하여 배치되는 복수의 차폐로드(21), 이들 차폐로드(21)를 통과하는 자속을 수집하는 상부 및 하부 자속수집링(31, 32), 이들 자속수집링으로부터 각각 연장된 집자터미널(33, 34)을 포함한다.The main structure of the conventional position sensor includes an upper magnet ring 11 and a lower magnet ring 12 in which a plurality of N pole magnets and S pole magnets are alternately disposed in the circumferential direction along the outer circumferential surface thereof, and these magnet rings 11 and 12. A plurality of shielding rods 21 disposed in correspondence with either the N pole magnet or the S pole magnet, and upper and lower magnetic flux collecting rings 31 for collecting magnetic flux passing through the shielding rod 21. 32), and house terminals 33 and 34 extending from these magnetic flux collecting rings, respectively.

마그넷 링(11, 12)은 핸들과 연결된 입력축에 장착되고 복수의 차폐로드(21)는 휠측과 연결된 출력축에 장착되어, 도 2와 같이 차폐로드(21)가 N극 자석과 S극 자석의 중간에 위치할 경우에는 자속수집링(31, 32)에서 감지되는 자속량은 0이 되어 중립 위치를 나타내고, 운전자의 핸들 조작에 의해 도 3과 같이 차폐로드(21)가 N극 자석 또는 S극 자석과 일치하도록 위치할 경우에는 자속수집링(31, 32)의 자속량이 최대가 된다.The magnet rings 11 and 12 are mounted on the input shaft connected to the handle, and the plurality of shielding rods 21 are mounted on the output shaft connected to the wheel side. As shown in FIG. 2, the shielding rod 21 is intermediate between the N pole magnet and the S pole magnet. When the magnetic flux is collected at the magnetic flux collecting rings 31 and 32, the magnetic flux detected by the magnetic flux collecting rings 31 and 32 becomes zero, indicating a neutral position. As shown in FIG. 3, the shielding rod 21 is an N pole magnet or an S pole magnet as shown in FIG. In the case where it is located to coincide with, the magnetic flux of the magnetic flux collecting rings 31 and 32 becomes the maximum.

수집된 자속은 집자터미널(33, 34)을 통해 자기센서(도면 미도시)에 전달되어 핸들 조작에 의한 축 간 비틀림을 감지할 수 있다.The collected magnetic flux may be transmitted to the magnetic sensor (not shown) through the house terminals 33 and 34 to detect the twist between the axes by the manipulation of the handle.

그러나, 이러한 종래의 위치센서 구조에서는 원하는 자속량의 검출로 센서출력을 충분히 발생할 수는 있으나, 희토류 재질의 영구자석을 사용하고 있어서 최근 희토류 가격 상승으로 인한 원가적인 문제가 있었다.However, in the conventional position sensor structure, although the sensor output can be sufficiently generated by the detection of the desired magnetic flux amount, there is a cost problem due to the recent increase of the rare earth price because the permanent magnet of rare earth material is used.

따라서, 본 발명의 목적은 희토류 재질의 영구자석을 사용하지 않을 수 있도록 개선된 구조의 위치센서를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a position sensor having an improved structure so that a permanent magnet of rare earth material is not used.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 입력축과 출력축 사이의 비틀림각도를 검출하기 위한 위치센서에 있어서, 상기 입력축과 일체로 회전하며, 원통의 외주면에 제1 코일이 권취되고 축방향으로 하단부의 외주면 또는 내주면에는 방사상으로 다수의 제1 치차가 돌출 형성된 제1 로터와; 상기 제1 로터와 축방향으로 나란히 배치되어 상기 출력축과 일체로 회전하며, 원통의 외주면에 제2 코일이 권취되고 축방향으로 상단부의 내주면 또는 외주면에는 방사상으로 다수의 제2 치차가 돌출 형성되어 상기 제1 치차와 대면하는 제2 로터와; 상기 제1 로터를 이루는 원통의 상단부에 대면하도록 배치되어, 상기 제1 로터와 상기 제2 로터의 상대회전에 따라 상기 제1 치차와 제2 치차 간의 대면하는 면적의 차이에 따라 변화하는 자속을 수집하는 상부 자속수집링과; 상기 제2 로터를 이루는 원통의 하단부에 대면하도록 배치되어, 상기 제1 로터와 상기 제2 로터의 상대회전에 따라 상기 제1 치차와 제2 치차 간의 대면하는 면적의 차이에 따라 변화하는 자속을 수집하는 하부 자속수집링과; 상기 상부 자속수집링과 상기 하부 자속수집링 사이에 발생하는 자속을 감지하기 위한 자기센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치센서를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a position sensor for detecting a torsion angle between an input shaft and an output shaft, which rotates integrally with the input shaft, and the first coil is wound around the outer circumferential surface of the cylinder, A first rotor having a plurality of first teeth protruding from the inner circumferential surface; The first rotor is disposed side by side in the axial direction and rotates integrally with the output shaft, and a second coil is wound around the outer circumferential surface of the cylinder, and a plurality of second teeth radially protrude from the inner circumferential surface or the outer circumferential surface of the upper end in the axial direction. A second rotor facing the first gear; It is arranged to face the upper end of the cylinder constituting the first rotor, collecting the magnetic flux that changes according to the difference in the area facing between the first gear and the second gear according to the relative rotation of the first rotor and the second rotor. An upper magnetic flux collecting ring; It is disposed to face the lower end of the cylinder constituting the second rotor, and collects the magnetic flux that changes according to the difference in the area facing between the first gear and the second gear according to the relative rotation of the first rotor and the second rotor. A lower magnetic flux collecting ring; It provides a position sensor comprising a magnetic sensor for detecting the magnetic flux generated between the upper magnetic flux collecting ring and the lower magnetic flux collecting ring.

여기서, 상기 위치센서는 상기 제1 로터와 상기 제1 코일의 사이에 개재되는 제1 절연부와, 상기 제1 절연부로부터 일체로 연장 형성되어 상기 제2 로터와 상기 제2 코일 사이에 개재되는 제2 절연부를 갖는 보빈을 더 포함할 수도 있다.Here, the position sensor is formed between the first insulator interposed between the first rotor and the first coil, and integrally extending from the first insulator and interposed between the second rotor and the second coil. It may further include a bobbin having a second insulation.

이때, 상기 제1 치차는 상기 제1 로터의 외주면에 형성되고, 상기 제2 치차는 상기 제2 로터의 내주면에 형성되며, 상기 제2 로터는 상기 제1 로터보다 직경이 더 클 수도 있다.In this case, the first gear is formed on the outer circumferential surface of the first rotor, the second gear is formed on the inner circumferential surface of the second rotor, and the second rotor may have a larger diameter than the first rotor.

한편, 상기 상부 자속수집링은 상기 제1 로터를 이루는 원통에 축방향으로 대면하고, 상기 하부 자속수집링은 상기 제2 로터를 이루는 원통에 축방향으로 대면하도록 형성될 수도 있다.On the other hand, the upper magnetic flux collecting ring may be formed to face the cylinder forming the first rotor in the axial direction, the lower magnetic flux collecting ring may be formed to face the cylinder forming the second rotor in the axial direction.

이때, 상기 위치센서는 상기 상부 자속수집링의 일측으로부터 연장되어 축방향으로 굴곡되는 제1 집자터미널과, 상기 하부 자속수집링의 일측으로부터 연장되어 축방향으로 굴곡됨으로써 상기 제1 집자터미널과 대면하는 제2 집자터미널을 더 포함하고, 상기 자기센서는 상기 제1 집자터미널과 상기 제2 집자터미널의 사이에 개재될 수도 있다.At this time, the position sensor is a first collector terminal extending from one side of the upper magnetic flux collecting ring and bent in the axial direction, and extending from one side of the lower magnetic flux collecting ring to be bent in the axial direction to face the first magnetic terminal Further comprising a second house terminal, the magnetic sensor may be interposed between the first house terminal and the second house terminal.

그리고, 상기 자기센서는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 중 적어도 하나의 온도에 따른 저항값 변화를 감지하여, 상기 감지된 자속에 대해 온도 보상을 수행한 신호를 출력할 수도 있다.The magnetic sensor may detect a change in resistance value according to the temperature of at least one of the first coil and the second coil, and output a signal for performing temperature compensation on the detected magnetic flux.

이때, 상기 온도 보상은 상기 자기센서에 프로그래밍된 룩업 테이블(Lookup Table)을 기준으로 수행되거나, 상기 자기센서에 프로그래밍된 다항식 형태의 변환식을 기준으로 수행될 수도 있다.In this case, the temperature compensation may be performed based on a lookup table programmed in the magnetic sensor or based on a polynomial type conversion formula programmed in the magnetic sensor.

이상과 같은 본 발명에 따른 위치센서에 의하면, 자속의 발생수단으로서 고가인 희토류 재질의 영구자석을 사용하는 대신 제1, 제2 코일에 의한 자기장 유도 방식을 사용하며 나아가 자속의 집자 방식 또한 서로 반경방향으로 대면하는 제1 및 제2 치차 간의 서로 대면하는 면적의 변화량에 기준을 두는 개선된 구조의 위치센서를 제공할 수 있다.According to the position sensor according to the present invention as described above, instead of using an expensive permanent magnet of rare earth material as a means for generating the magnetic flux, the magnetic field induction method by the first and second coils is used. It is possible to provide an improved position sensor based on the amount of change in the area facing each other between the first and second teeth facing in the direction.

도 1은 종래기술에 따른 위치센서의 주요 구성을 나타낸 분해사시도,
도 2 및 도 3은 도 1의 위치센서의 작동원리를 설명하기 위한 정면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위치센서의 주요부 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 위치센서를 가상으로 절단한 사시도,
도 6은 도 4의 위치센서의 자속 흐름을 설명하기 위한 개략도,
도 7 및 도 8은 도 4의 위치센서의 작동원리를 설명하기 위한 부분확대 평면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 위치센서의 일 구성요소인 자기센서의 온도에 따른 출력특성을 설명하기 위한 그래프,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 위치센서의 제어관계를 설명하기 위한 블록구성도이다.1 is an exploded perspective view showing the main configuration of a position sensor according to the prior art,
2 and 3 are front views for explaining the operation principle of the position sensor of FIG.
4 is a perspective view of an essential part of a position sensor according to an embodiment of the present invention;
5 is a perspective view of the virtually cut position sensor according to an embodiment of the present invention,
6 is a schematic diagram for explaining a magnetic flux flow of the position sensor of FIG.
7 and 8 are partially enlarged plan views for explaining the operation principle of the position sensor of FIG.
9 is a graph illustrating output characteristics according to temperature of a magnetic sensor which is one component of a position sensor according to an exemplary embodiment of the present invention;
10 is a block diagram illustrating a control relationship of a position sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 위치센서(100)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 로터(110)와 제2 로터(120), 상부 및 하부 자속수집링(130, 140) 그리고 자기센서(도면 미도시)를 포함하여 구성된다.Position sensor 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 4 and 5, the first rotor 110 and the second rotor 120, the upper and lower magnetic flux collecting ring (130, 140) And a magnetic sensor (not shown).

제1 로터(110)는 차량의 핸들에 연결되어 운전자의 핸들조작에 따라 회전하도록 장착되며, 하단부의 외주면에는 방사상으로 돌출 형성되는 다수의 제1 치차(111)를 갖는다.The first rotor 110 is connected to the steering wheel of the vehicle and mounted to rotate according to the steering wheel operation of the driver, and has a plurality of first gears 111 protruding radially from the outer circumferential surface of the lower end portion.

제2 로터(120)는 상기 제1 로터(110)와 축방향으로 나란히 배치되어, 차량의 휠측과 연결되어 전기모터에 의해 회전하도록 장착된다.The second rotor 120 is arranged side by side in the axial direction with the first rotor 110, is connected to the wheel side of the vehicle is mounted to rotate by the electric motor.

제2 로터(120)의 상단부 내주면에는 반경방향으로 제2 치차(121)가 돌출 형성되어 상기 제1 치차(111)와 반경방향으로 서로 대면한다.On the inner circumferential surface of the upper end of the second rotor 120, a second gear 121 protrudes in a radial direction to face each other in a radial direction with the first gear 111.

따라서, 본 실시예에서 제2 로터(120)는 제1 로터(110)보다 직경이 더 크게 형성된다.Therefore, in the present embodiment, the second rotor 120 has a larger diameter than the first rotor 110.

제1 로터(110)와 제2 로터(120)의 각 원통의 외주면에는 코일(112, 122)이 장착되어 제1 로터(110)와 제2 로터(120) 각각에 축방향으로 유도 자기장을 형성할 수 있도록 한다.Coils 112 and 122 are mounted on the outer circumferential surfaces of the cylinders of the first rotor 110 and the second rotor 120 to form an induction magnetic field in each of the first rotor 110 and the second rotor 120 in the axial direction. Do it.

이때, 각 코일(112,122)과 각 로터(110, 120)의 사이에는 전기적 절연을 위한 보빈(150)이 존재한다.At this time, a bobbin 150 for electrical insulation exists between each of the coils 112 and 122 and the rotors 110 and 120.

구체적으로, 보빈(150)은 제1 로터(110)와 제1 코일(112)의 사이에 개재되는 제1 절연부(151)를 통해 상기 제1 로터(110)와 제1 코일(112) 간의 절연을 담당하고, 제2 로터(120)와 제2 코일(122)의 사이에 개재되는 제2 절연부(152)를 통해 상기 제2 로터(120)와 제2 코일(122) 간의 절연을 담당한다.Specifically, the bobbin 150 is disposed between the first rotor 110 and the first coil 112 through the first insulating part 151 interposed between the first rotor 110 and the first coil 112. It is responsible for the insulation, and is responsible for the insulation between the second rotor 120 and the second coil 122 through the second insulator 152 interposed between the second rotor 120 and the second coil 122. do.

제1 절연부(151)와 제2 절연부(152)는 서로 간 일체로서 연장되게 형성될 수 있다.The first insulation portion 151 and the second insulation portion 152 may be formed to extend as one body with each other.

보빈(150)은 각각의 로터(110, 120)와 슬라이딩 공차를 가지고 있어서 각각의 로터(110, 120)가 회전이 가능하도록 하는 가이드 역할을 한다.The bobbin 150 has a sliding tolerance with each of the rotors 110 and 120 to serve as a guide for allowing the respective rotors 110 and 120 to rotate.

상부 자속수집링(130)과 하부 자속수집링(140)은, 제1 로터(110)와 제2 로터(120)에 각각 축방향으로 형성되는 유도 자기장을 검출할 수 있도록 상기 제1 로터(110) 및 제2 로터(120)의 각 축방향 상단부 또는 하단부와 대향하도록 위치한다.The upper magnetic flux collecting ring 130 and the lower magnetic flux collecting ring 140 may detect the induced magnetic field formed in the first rotor 110 and the second rotor 120 in the axial direction, respectively. ) And the respective axial upper end or lower end of the second rotor 120.

구체적으로, 본 실시예에서 상기 상부 자속수집링(130)과 하부 자속수집링(140)은 상기 제1 로터(110) 또는 제2 로터(120)를 이루는 원통에 축방향으로 각각 대면하도록 형성된다.Specifically, in the present embodiment, the upper magnetic flux collecting ring 130 and the lower magnetic flux collecting ring 140 are formed to face the cylinders constituting the first rotor 110 or the second rotor 120 in the axial direction, respectively. .

상부 자속수집링(130)과 하부 자속수집링(140)의 각 일측단에는 상기 유도 자기장을 수집하도록 제1 집자터미널(160)과 제2 집자터미널(170)이 연장 형성된다.At one end of each of the upper magnetic flux collecting ring 130 and the lower magnetic flux collecting ring 140, the first and second magnetic collecting terminals 160 and 170 are extended to collect the induction magnetic field.

본 실시예에서 상기 제1 집자터미널(160)과 제2 집자터미널(170)은 각각 한 쌍으로 구비되어 서로 축방향으로 굴곡되어 대면한다.In the present exemplary embodiment, the first terminal terminal 160 and the second terminal terminal 170 are provided in pairs, respectively, and are curved in the axial direction to face each other.

자기센서(도면 미도시)는 상기 서로 대면하는 제1 집자터미널(160)과 제2 집자터미널(170)의 사이에 각각 개재된다.A magnetic sensor (not shown) is interposed between the first and second house terminals 160 and 170 facing each other.

이상의 구성에 따라, 제1 및 제2 코일(112, 122)에 전류가 인가되면 제1 로터(110)와 제2 로터(120)에는, 도 6에서 보는 바와 같이, 축방향으로 유도 자기장(F)이 형성되며, 운전자의 핸들 조작에 의해 제1 로터(110)가 회전하면서 제1 치차(111)와 제2 치차(121)의 상대적인 위치 변화가 발생함에 따라 각각의 치차(111, 121)의 대향 면적의 변화가 발생하여 축방향으로 형성된 유도 자기장의 세기에 변화를 가져오게 된다.According to the above configuration, when a current is applied to the first and second coils 112 and 122, the first rotor 110 and the second rotor 120 have an induction magnetic field F in the axial direction as shown in FIG. 6. ) Is formed, and as the first rotor 110 is rotated by the driver's steering wheel, a relative position change of the first gear 111 and the second gear 121 occurs, so that each of the gears 111 and 121 is rotated. A change in the opposing area occurs, resulting in a change in the strength of the induced magnetic field formed in the axial direction.

이때, 각각의 치차(111, 121)의 서로 대향하는 면적이 클수록(도 7 참조) 유도된 자기장의 세기(F)는 최대가 되고, 대향하는 면적이 작을수록(도 8 참조) 유도된 자기장의 세기(F)는 최소가 된다.At this time, the larger the areas of the teeth 111 and 121 facing each other (see FIG. 7), the greater the intensity F of the induced magnetic field is, and the smaller the areas facing each other (see FIG. 8), The intensity F is at a minimum.

이러한 변화되는 자기장은 상부 자속수집링(130)과 하부 자속수집링(140)에 수집되어 제1, 제2 집자터미널(160, 170)을 거쳐 자기센서(도면 미도시)에서 그 변화를 감지하도록 한다.The changing magnetic field is collected in the upper magnetic flux collecting ring 130 and the lower magnetic flux collecting ring 140 to detect the change in the magnetic sensor (not shown) via the first and second magnetic collecting terminals 160 and 170. do.

한편, 상기한 실시예에서와 같이 유도 코일(112, 122)에 의해 자기장을 형성하는 구조에서는, 도 9에 도시된 바와 같이 주변 온도에 따라 코일(112, 122)의 저항값이 변하여 유도 자기장의 세기가 변화하여 결과적으로 자기센서의 출력값이 변화하는 문제점을 보상하기 위한 신호처리 알고리즘이 필요하다.Meanwhile, in the structure in which the magnetic fields are formed by the induction coils 112 and 122 as in the above-described embodiment, the resistance values of the coils 112 and 122 are changed according to the ambient temperature as shown in FIG. A signal processing algorithm is needed to compensate for the problem that the intensity changes and consequently the output value of the magnetic sensor changes.

이와 관련하여, 종래 사용된 온도 보상 방법은 별도의 온도보상 검출코일 조립체를 장착하여 운전자의 핸들 조작에 따른 자기장 변화의 영향을 받지 않는 위치에 장착하여 운전자의 핸들 조작에도 일정한 인덕턴스 변화값을 출력하도록 하고, 온도의 변화에 따른 인덕턴스 변화량만 가지도록 하여 이 값을 기준으로 최종 출력단인 자기저항검출코일조립체로부터 출력되는 값과 상대 비교한 값을 연산하여 온도보상을 실시하는 방법이 개시된 바 있다(특허등록 제10-0397711호 "차량용 토크감지장치"(등록일: 2003.09.13) 참조).In this regard, the conventionally used temperature compensation method is to mount a separate temperature compensation detection coil assembly in a position that is not affected by the magnetic field change caused by the driver's steering wheel to output a constant inductance change value even to the driver's steering wheel operation. In addition, a method of performing temperature compensation by calculating a relative comparison with a value output from a magnetoresistance detection coil assembly, which is the final output terminal, based on this value and having an inductance change amount according to temperature change has been disclosed (patent Registration No. 10-0397711 "Vehicle Torque Detection Device" (Registration date: Sep. 13, 2003).

이에 비해, 본 발명에서는 별도의 온도보상용 코일 조립체를 채용하지 않으며, 도 10에 도시된 바와 같이, 온도에 따라 변화되는 코일 저항값의 변화에 따른 자기장의 변화량에 대해 사전에 검토된 데이터 베이스(Data Base)를 자기센서(도 10의 180)에 룩업 테이블(Lookup Table) 또는 다항식으로 표현된 변환식으로 프로그래밍하고, 온도에 따른 코일(112, 122)의 저항값과 검출된 자기장의 세기를 입력신호로 하여 프로그래밍된 알고리즘에 따라 온도 보상을 실시하여 디지털 신호로 출력하도록 한다.In contrast, the present invention does not employ a separate coil assembly for temperature compensation, and as shown in FIG. 10, a database previously reviewed for the amount of change in the magnetic field according to the change in the coil resistance value that varies with temperature ( Data Base) is programmed into a lookup table or a polynomial conversion equation in a magnetic sensor (180 of FIG. 10), and the resistance values of the coils 112 and 122 and the intensity of the detected magnetic field according to temperature are input signals. The temperature compensation is performed according to the programmed algorithm to output the digital signal.

이와 같은 작업은 상기 기술된 내용과 같이 프로그램이 가능하도록 기 개발되어 사용중인 자기센서를 사용하므로써 해결이 가능하다.This task can be solved by using a magnetic sensor that is already developed and used to be programmable as described above.

한편, 이상에서 설명된 위치센서(100)는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기 설명된 바에 한정되는 것으로 이해되어서는 곤란하다.On the other hand, since the position sensor 100 described above is only one embodiment for helping the understanding of the present invention, it is difficult to understand that the scope of the present invention to the technical scope is limited to those described above.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.The scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

100: 위치센서 110: 제1 로터
111: 제1 치차 112: 제1 코일
120: 제2 로터 121: 제2 치차
122: 제2 코일 130: 상부 자속수집링
140: 하부 자속수집링 150: 보빈
151: 제1 절연부 152: 제2 절연부
160: 제1 집자터미널 170: 제2 집자터미널
180: 자기센서100: position sensor 110: first rotor
111: first gear 112: first coil
120: second rotor 121: second gear
122: second coil 130: upper magnetic flux collecting ring
140: lower magnetic flux collecting ring 150: bobbin
151: first insulation portion 152: second insulation portion
160: terminal 1 terminal 170: terminal 2 terminal
180: magnetic sensor

Claims (8)

입력축과 출력축 사이의 비틀림각도를 검출하기 위한 위치센서에 있어서,
상기 입력축과 일체로 회전하며, 원통의 외주면에 제1 코일이 권취되고 축방향으로 하단부의 외주면 또는 내주면에는 방사상으로 다수의 제1 치차가 돌출 형성된 제1 로터와;
상기 제1 로터와 축방향으로 나란히 배치되어 상기 출력축과 일체로 회전하며, 원통의 외주면에 제2 코일이 권취되고 축방향으로 상단부의 내주면 또는 외주면에는 방사상으로 다수의 제2 치차가 돌출 형성되어 상기 제1 치차와 대면하는 제2 로터와;
상기 제1 로터를 이루는 원통의 상단부에 대면하도록 배치되어, 상기 제1 로터와 상기 제2 로터의 상대회전에 따라 상기 제1 치차와 제2 치차 간의 대면하는 면적의 차이에 따라 변화하는 자속을 수집하는 상부 자속수집링과;
상기 제2 로터를 이루는 원통의 하단부에 대면하도록 배치되어, 상기 제1 로터와 상기 제2 로터의 상대회전에 따라 상기 제1 치차와 제2 치차 간의 대면하는 면적의 차이에 따라 변화하는 자속을 수집하는 하부 자속수집링과;
상기 상부 자속수집링과 상기 하부 자속수집링 사이에 발생하는 자속을 감지하기 위한 자기센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치센서.In the position sensor for detecting the twist angle between the input shaft and the output shaft,
A first rotor which is integrally rotated with the input shaft and has a first coil wound around the outer circumferential surface of the cylinder and a plurality of first teeth protruded radially on the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the lower end in the axial direction;
The first rotor is disposed side by side in the axial direction and rotates integrally with the output shaft, and a second coil is wound around the outer circumferential surface of the cylinder, and a plurality of second teeth radially protrude from the inner circumferential surface or the outer circumferential surface of the upper end in the axial direction. A second rotor facing the first gear;
It is arranged to face the upper end of the cylinder constituting the first rotor, collecting the magnetic flux that changes according to the difference in the area facing between the first gear and the second gear according to the relative rotation of the first rotor and the second rotor. An upper magnetic flux collecting ring;
It is disposed to face the lower end of the cylinder constituting the second rotor, and collects the magnetic flux that changes according to the difference in the area facing between the first gear and the second gear according to the relative rotation of the first rotor and the second rotor. A lower magnetic flux collecting ring;
And a magnetic sensor for detecting magnetic flux generated between the upper magnetic flux collecting ring and the lower magnetic flux collecting ring. 제1항에 있어서,
상기 제1 로터와 상기 제1 코일의 사이에 개재되는 제1 절연부와, 상기 제1 절연부로부터 일체로 연장 형성되어 상기 제2 로터와 상기 제2 코일 사이에 개재되는 제2 절연부를 갖는 보빈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치센서.The method of claim 1,
A bobbin having a first insulation portion interposed between the first rotor and the first coil and a second insulation portion integrally formed from the first insulation portion and interposed between the second rotor and the second coil. Position sensor, characterized in that it further comprises. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 치차는 상기 제1 로터의 외주면에 형성되고, 상기 제2 치차는 상기 제2 로터의 내주면에 형성되며, 상기 제2 로터는 상기 제1 로터보다 직경이 더 큰 것을 특징으로 하는 위치센서.3. The method according to claim 1 or 2,
The first gear is formed on an outer circumferential surface of the first rotor, the second gear is formed on an inner circumferential surface of the second rotor, and the second rotor is larger in diameter than the first rotor. . 제1항에 있어서,
상기 상부 자속수집링은 상기 제1 로터를 이루는 원통에 축방향으로 대면하고, 상기 하부 자속수집링은 상기 제2 로터를 이루는 원통에 축방향으로 대면하는 것을 특징으로 하는 위치센서.The method of claim 1,
The upper magnetic flux collecting ring is axially facing the cylinder constituting the first rotor, the lower magnetic flux collecting ring is axially facing the cylinder constituting the second rotor. 제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 상부 자속수집링의 일측으로부터 연장되어 축방향으로 굴곡되는 제1 집자터미널과;
상기 하부 자속수집링의 일측으로부터 연장되어 축방향으로 굴곡됨으로써 상기 제1 집자터미널과 대면하는 제2 집자터미널을 더 포함하고,
상기 자기센서는 상기 제1 집자터미널과 상기 제2 집자터미널의 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 위치센서.The method according to claim 1 or 4,
A first collector terminal extending from one side of the upper magnetic flux collecting ring and bent in an axial direction;
The second magnetic flux collecting terminal further extends from one side of the lower magnetic flux collecting ring to be axially curved to face the first magnetic terminal.
The magnetic sensor is a position sensor, characterized in that interposed between the first house terminal and the second house terminal. 제1항에 있어서,
상기 자기센서는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 중 적어도 하나의 온도에 따른 저항값 변화를 감지하여, 상기 감지된 자속에 대해 온도 보상을 수행한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 위치센서.The method of claim 1,
The magnetic sensor detects a change in resistance value according to a temperature of at least one of the first coil and the second coil, and outputs a signal for performing temperature compensation on the detected magnetic flux. 제6항에 있어서,
상기 온도 보상은 상기 자기센서에 프로그래밍된 룩업 테이블(Lookup Table)을 기준으로 수행되는 것을 특징으로 하는 위치센서.The method according to claim 6,
And the temperature compensation is performed based on a lookup table programmed in the magnetic sensor. 제6항에 있어서,
상기 온도 보상은 상기 자기센서에 프로그래밍된 다항식 형태의 변환식을 기준으로 수행되는 것을 특징으로 하는 위치센서.The method according to claim 6,
Wherein the temperature compensation is performed based on a polynomial type conversion equation programmed in the magnetic sensor.
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