KR102113735B1 - 토크센서 - Google Patents

Abstract

토크센서가 개시된다. 이 토크센서는 로터;및 스테이터 홀더를 포함하는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터 홀더는 축방향으로 돌출되는 복수 개의 제2 결합편과, 상기 복수 개의 제2 결합편에 관통 결합된 제2 호그링을 포함하고, 상기 복수 개의 제2 결합편은 상기 제2 호그링이 관통되는 관통홀이 원주방향으로 형성되고, 상기 관통홀의 내벽은 상기 제2 호그링과 접촉된다.

Description

토크센서{Torque sensor}

실시예는 토크 센서에 관한 것이다.

차량용 파워 스티어링 시스템은 조향 바퀴에 걸리는 마찰 저항이 커서 조향 핸들을 조향하기 위한 조작력이 큰 경우 조향 핸들을 원활하게 조작할 수 있도록 하는 시스템이다.

종래에는 유압을 이용하는 유압식 파워 스티어링 시스템이 널리 이용되었으나, 최근에는 모터의 회전력을 이용하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 이용이 증가하고 있는 추세다.

전동식 파워 스티어링 시스템은 한국공개특허공보 제10-2009-0002885호에서 개시되는 바와 같이 토크센서가 요구된다.

한편, 상기 공보에서 개시되는 토크센서는 호그링(Hog ring)이 압착부의 외주면에 호그링의 탄성력에 의해 결합되는 구조를 가지고 있다. 여기서, 호그링은 한국공개특허공보 제10-2009-0002885호에서는 압착링으로 지칭하고 있으나, 토크센서 기술분야에서 호그링과 압착링은 혼용되어 사용된다.

이에 따라, 호그링을 압착부에 끼우는 공정에서 호그링이 이탈될 가능성이 높은 문제점이 있다. 이에 더하여, 호그링을 압착부에 끼우는 조립공정이 요구되어 제조원가가 증가되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 호그링의 이탈 가능성이 적으며 조립공정 수가 감소되어 제조원가가 절감되는 토크센서를 제공하는 데에 있다.

실시예에 따르면, 로터 및 스테이터 홀더를 포함하는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터 홀더는 상기 스테이터 홀더의 축방향으로 돌출되는 복수 개의 제2 결합편과, 상기 복수 개의 제2 결합편에 관통 결합된 제2 호그링을 포함하고, 상기 복수 개의 제2 결합편은 상기 제2 호그링이 관통되는 관통홀이 원주방향으로 형성되고, 상기 관통홀의 내벽은 상기 제2 호그링과 접촉되는 토크센서를 제공할 숭 있다.

바람직하게는, 상기 제2 호그링은 탄성력을 가질 수 있다.

바람직하게는, 상기 복수 개의 제2 결합편은 상기 제2 결합편의 내면에 형성된 결합돌기를 포함하고, 상기 결합돌기는 샤프트의 외주면에 형성된 결합홈에 결합할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 호그링과 상기 복수 개의 결합돌기는 인서트 사출될 수 있다.

바람직하게는, 상기 스테이터 홀더는 제1 스테이터 링과 제2 스테이터 링을 고정할 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터는 로터 홀더와 싱기 로터 홀더의 외면에 장착되는 링형 마그네트를 포함하는 토크센서.

바람직하게는, 상기 로터 홀더는 축방향으로 돌출되는 복수 개의 제1 결합편과, 상기 복수 개의 제1 결합편에 관통 결합된 제1 호그링을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 복수 개의 제1 결합편은 상기 제1 호그링이 관통되는 관통홀이 원주방향으로 형성되고, 상기 관통홀의 내벽은 상기 제1 호그링과 접촉될 수있다.

실시예는, 로터 홀더를 포함하는 로터 및 스테이터를 포함하고, 상기 로터 홀더는 상기 로터 홀더는 축방향으로 돌출되는 복수 개의 제1 결합편과, 상기 복수 개의 제1 결합편에 관통 결합된 제1 호그링을 포함하고, 상기 복수 개의 제1 결합편은 상기 제1 호그링이 관통되는 관통홀이 원주방향으로 형성되고, 상기 관통홀의 내벽은 상기 제1 호그링과 접촉될 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터는 상기 로터 홀더의 외주면에 장착되는 마그네트를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 토크센서의 제조공정에서 호그링의 이탈 가능성이 없어지며 토크센서의 조립공정 수가 감소되어 제조원가가 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 토크센서를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스테이터 홀더와 로터 홀더를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 A를 확대한 확대도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서를 나타낸 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서의 로터 홀더와 스테이터 홀더를 나타낸 정면 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서는 로터로서, 원통형상의 로터 홀더(30)와, 마그네트(33)을 포함하고, 스테이터로서, 서로 마주보고 이격 배치된 제1 스테이터링(11)과 제2 스테이터링(12), 출력축에 연결되는 스테이터 홀더(20)를 포함할 수 있다.

로터와 스테이터가 회전함으로써 발생되는 자기적 변화를 감지하는 자기센서(도면에 미 도시)를 더 포함한다. 입력축(40)과 출력축(50)은 비틀림 탄성을 가지는 토션바(60)에 의해 결합된다.

한편, 이하에서는 토크센서가 자기센서를 이용하여 토크를 감지하는 기능에 대한 설명은 한국공개특허공보 제10-2011-0038280호 등에서 이미 개시되어 있는 일반적으로 알려진 사항이므로 생략하기로 한다.

스테이터 홀더(20)는 원통형 형상으로 형성되어 내부에 제1 스테이터링(11)과 제2스테이터링(12)이 수용된다. 제1 스테이터링(11)과 제2 스테이터링(12)은 서로 마주보는 방향으로 절곡된 투스(tooth, 24)를 포함한다. 스테이터 홀더(20)의 중앙부에는 로터 홀더(30)가 회전 가능하게 수용된다.

스테이터 홀더(20)는 출력축(50)의 외면을 가압하여 스테이터 홀더(20)와 출력축(50)이 결합되도록 하는 제2 결합편(21)을 더 포함할 수 있다. 제2 결합편(21)이 중심방향으로 모아지도록, 제2 결합편(21)은 제2 호그링(22)를 포함할 수 있다.

제2 호그링(22)은 제2 결합편(21)의 원주방향으로 형성되는 관통홀에 끼워진다. 제2 호그링(22)은 탄성력을 가지는 재질로 형성되어 일부분이 개방된 링 형태로 구현될 수 있다.

한편, 제2 호그링(22)은 제2 결합편(21)에 인서트 사출되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 호그링(22)의 조립공정이 삭제되고, 토크센서의 조립공정에서 제2 호그링(22)이 누락되는 것이 방지된다.

로터 홀더(30)는 원통형으로 형성되어 내부에 입력축(40)이 결합된다. 로터 홀더(30)의 외주면에는 링형상의 마그네트(33)이 결합된다.

그리고 로터 홀더(30)는 입력축(40)의 외면을 가압하여 로터 홀더(30)와 입력축(40)이 결합되도록 하는 제1 결합편(31)을 더 포함할 수 있다. 제1 결합편(31)에는 제1 결합편(31)이 중심방향으로 모아지도록 하는 제1 호그링(32)를 포함할 수 있다.

제1 호그링(32)은 제1 결합편(31)의 원주방향으로 형성되는 관통홀에 끼워진다. 제1 호그링(32)은 탄성력을 가지는 재질로 형성되어 일부분이 개방된 링 형태로 구현될 수 있다.

한편, 제1 호그링(32)은 제1 결합편(31)에 인서트 사출되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 호그링(32)의 조립공정이 삭제되고, 토크센서의 조립공정에서 제1 호그링(32)이 누락되는 것이 방지된다.

도 3은 도 1의 A를 확대한 도면이다.

도 3을 참조하면, 제2 결합편(21)의 내면에는 제2 결합편(21)의 중심쪽으로 돌출된 결합돌기(23)가 형성된다. 그리고 출력축(50)의 외주면에는 결합돌기(23)의 형상에 대응되는 결합홈(51)이 형성된다. 이러한 결합돌기(23)와 결합홈(51)에 의해 스테이터 홀더(20)와 출력축(50)은 서로 간의 축방향 상대이동이 제한된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 스테이터링
20: 스테이터 홀더
21: 제2 결합편
22: 제2 호그링
30: 로터 홀더
31: 제1 결합편
32: 제1 호그링

Claims (10)

1. 로터;및
   스테이터 홀더를 포함하는 스테이터를 포함하고,
   상기 스테이터 홀더는 상기 스테이터 홀더의 축방향으로 돌출되는 복수 개의 제2 결합편과, 상기 복수 개의 제2 결합편에 관통 결합된 제2 호그링을 포함하고,
   상기 복수 개의 제2 결합편은 상기 제2 호그링이 관통되는 관통홀이 원주방향으로 형성되고, 상기 관통홀의 내벽은 상기 제2 호그링과 접촉되는 토크센서.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 호그링은 탄성력을 가지는 토크센서.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 제2 결합편은 상기 제2 결합편의 내면에 형성된 결합돌기를 포함하고, 상기 결합돌기는 샤프트의 외주면에 형성된 결합홈에 결합하는 토크센서.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 호그링과 상기 복수 개의 결합돌기는 인서트 사출되는 토크센서.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 스테이터 홀더는 제1 스테이터 링과 제2 스테이터 링을 고정하는 토크센서.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 로터는 로터 홀더와 상기 로터 홀더의 외면에 장착되는 링형 마그네트를 포함하는 토크센서.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 로터 홀더는 축방향으로 돌출되는 복수 개의 제1 결합편과, 상기 복수 개의 제1 결합편에 관통 결합된 제1 호그링을 포함하는 토크센서.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 복수 개의 제1 결합편은 상기 제1 호그링이 관통되는 관통홀이 원주방향으로 형성되고, 상기 관통홀의 내벽은 상기 제1 호그링과 접촉되는 토크센서.
9. 로터 홀더를 포함하는 로터;및
   스테이터를 포함하고,
   상기 로터 홀더는 상기 로터 홀더는 축방향으로 돌출되는 복수 개의 제1 결합편과, 상기 복수 개의 제1 결합편에 관통 결합된 제1 호그링을 포함하고,
   상기 복수 개의 제1 결합편은 상기 제1 호그링이 관통되는 관통홀이 원주방향으로 형성되고, 상기 관통홀의 내벽은 상기 제1 호그링과 접촉되는 토크센서.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 로터는 상기 로터 홀더의 외주면에 장착되는 마그네트를 포함하는 토크센서.

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