KR102445793B1

KR102445793B1 - 토크 센서

Info

Publication number: KR102445793B1
Application number: KR1020180002926A
Authority: KR
Inventors: 손호찬
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2022-09-21
Anticipated expiration: 2038-01-09
Also published as: KR20190084785A

Abstract

실시예는 제1 하우징과 제2 하우징을 포함하는 하우징; 상기 하우징의 내측에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터에 인접하게 배치되는 콜렉터 및 상기 스테이터의 내측에 배치되는 로터를 포함하고, 상기 제1 하우징은 본체 및 상기 본체의 내면에서 돌출된 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 스테이터의 일면과 접촉하는 접촉면과 상기 접촉면에 배치되는 홈을 포함하는 토크 센서에 관한 것이다. 이에 따라, 상기 토크 센서는 스테이터와 하우징 간의 면접촉량을 감소시켜 소음을 저감시킬 수 있다.

Description

토크 센서{TORQUE SENSOR}

실시예는 토크 센서에 관한 것이다.

전자식 파워 스티어링 시스템(Electronic Power Steering System 이하, EPS라 한다.)은 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써, 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.

EPS는 적절한 토크를 제공하기 위하여, 조향축의 토크를 측정하는 토크 센서를 포함한다. 조향축은 핸들에 연결되는 입력축과 바퀴측의 동력전달구성과 연결되는 출력축을 포함할 수 있다.

상기 토크 센서는 입력축과 출력축 사이의 비틀림 정도를 측정하여 조향축에 걸리는 토크를 측정한다.

상기 토크 센서는 하우징, 로터, 스테이터 및 콜렉터를 포함할 수 있다.

상기 스테이터의 일면은 하우징의 저면과 면접촉을 하게 된다. 그에 따라, 상기 스테이터가 회전시 상기 면접촉에 의해 소음이 발생하는 문제가 있다.

이때, 상기 스테이터와 상기 하우징의 면접촉량을 증가시켜 유격을 최소화함으로써 상기 토크 센서의 기능안전을 유도할 경우, 상기 소음은 더욱 증대되는 문제가 있다.

나아가, 스테이터의 스테이터 링과 상기 하우징의 재질 차이로 인해 소음이 증대되는 문제가 있다.

스테이터와 하우징 간의 면접촉량을 감소시켜 소음을 저감시킬 수 있는 토크 센서를 제공한다.

실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제는 실시예에 따라, 제1 하우징과 제2 하우징을 포함하는 하우징; 상기 하우징의 내측에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터에 인접하게 배치되는 콜렉터 및 상기 스테이터의 내측에 배치되는 로터를 포함하고, 상기 제1 하우징은 본체 및 상기 본체의 내면에서 돌출된 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 스테이터의 일면과 접촉하는 접촉면과 상기 접촉면에 배치되는 홈을 포함하는 토크 센서에 의해 달성된다.

그리고, 상기 돌출부는 제1 돌출부와 상기 제1 돌출부의 외측에 배치되는 제2 돌출부를 포함하며, 상기 홈은 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부 사이에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 내면은 제1 면과 제2 면을 포함하며, 상기 콜렉터가 배치되는 상기 제1 면의 일 영역은 상기 제2 돌출부의 일측단과 타측단 사이에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 스테이터의 중심(C)을 기준으로 상기 제1 돌출부의 일측단과 타측단은 제1 각도(θ1)를 형성하고, 상기 스테이터의 중심(C)을 기준으로 상기 제2 돌출부의 일측단과 타측단은 제2 각도(θ2)를 형성하며, 상기 제2 각도(θ2)는 상기 제1 각도(θ1)보다 작을 수 있다.

한편, 상기 제1 돌출부의 접촉면의 폭(W1), 상기 홈의 폭(W2) 및 상기 제2 돌출부의 접촉면의 폭(W3)의 합을 기준으로 상기 홈의 폭은 상기 합의 20~30%일 수 있다.

그리고, 상기 제1 돌출부의 폭(W1) 대비 상기 홈의 폭(W2)은 0.50~0.86일 수 있다.

그리고, 상기 제1 돌출부의 폭(W1)은 상기 제2 돌출부의 폭(W3)과 동일할 수 있다.

한편, 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부 각각은 C 자 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부 각각은 원주방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기로 제공될 수 있다.

그리고, 상기 돌기의 일단에는 상기 홈의 저면을 기준으로 경사지게 경사면이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 돌기는 평면상 호 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 토크 센서는 상기 접촉면에 배치되는 윤활부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 스테이터는 스테이터 요크; 상기 스테이터 요크와 연결되는 홀더 및 상기 홀더의 외면 일부를 덮도록 배치되는 한 쌍의 스테이터 링을 포함하며, 상기 스테이터 링의 일 영역은 상기 접촉면과 면접촉할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 토크 센서는 스테이터와 하우징 간의 면접촉량을 감소시켜 소음을 저감시킬 수 있다. 적어도 두 개의 돌출부와 홈을 이용하여 면접촉량을 최소화하여 소음을 저감시킬 수 있다.

또한, 상호 이격되어 배치되는 두 개의 돌출부를 통해 스테이터를 지지하기 때문에, 스테이터의 회전에 따른 유동을 최소화할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 토크 센서를 나타내는 분해사시도이고,
도 2는 실시예에 따른 토크 센서의 제1 하우징의 제1 실시예를 나타내는 사시도이고,
도 3은 실시예에 따른 토크 센서의 제1 하우징의 제1 실시예를 나타내는 평면도이고,
도 4는 실시예에 따른 토크 센서의 제1 하우징의 제2 실시예를 나타내는 사시도이고,
도 5는 실시예에 따른 토크 센서의 제1 하우징의 제2 실시예를 나타내는 평면도이고,
도 6은 도 5의 A-A선을 나타내는 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

실시예에 따른 토크 센서(1)는 조향축의 입력축(미도시)과 출력축(미도시) 사이에 배치될 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 토크 센서를 나타내는 분해사시도이다. 여기서, 도 1에 도시된 x 방향은 축 방향을 의미하며, y 방향은 반경 방향을 의미한다. 그리고, 축 방향과 반지름 방향은 서로 수직한다.

도 1을 참조하여 살펴보면, 실시예에 따른 토크 센서(1)는 제1 하우징(200)과 제2 하우징(300)을 포함하는 하우징(100), 하우징(100)의 내측에 배치되는 스테이터(400), 스테이터(400)의 내측에 배치되는 로터(500), 하우징(100)의 내에 배치되는 콜렉터(600) 및 센싱부(700)를 포함할 수 있다. 여기서, 스테이터(400)는 상기 출력축과 연결되고, 로터(500)는 상기 입력축과 연결될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.

하우징(100)은 상기 토크 센서(1)의 외형을 형성할 수 있다.

하우징(100)은 내부에 수용공간을 갖도록 상호 결합하는 제1 하우징(200)과 제2 하우징(300)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 수용공간에는 스테이터(400), 로터(500), 콜렉터(600) 및 센싱부(700)가 배치될 수 있다.

제1 하우징(200)에는 상기 입력축이 통과하는 제1 관통홀(211)이 형성되고, 제2 하우징(300)에는 상기 출력축이 통과하는 제2 관통홀(311)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 입력축은 조향 핸들과 연결되고, 상기 출력축은 조향 바퀴측과 연결될 수 있다.

제1 하우징(200)은 하우징(100) 내부에서 스테이터(400)가 회동할 수 있게 지지할 수 있다.

도 2는 실시예에 따른 토크 센서의 제1 하우징의 제1 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 3은 실시예에 따른 토크 센서의 제1 하우징의 제1 실시예를 나타내는 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 제1 하우징(200)은 본체(210), 본체(210)의 가장자리에서 축 방향으로 돌출된 측벽부(220) 및 본체(210)의 내면(212)에서 돌출된 돌출부(230)를 포함할 수 있다. 이때, 돌출부(230)는 스테이터(400)와 접촉할 수 있다. 여기서, 본체(210), 측벽부(220) 및 돌출부(230)는 일체로 형성될 수 있다.

본체(210)와 측벽부(220)는 제1 하우징(200)의 외형을 형성한다. 그리고, 본체(210)와 측벽부(220)는 합성수지 재질로 형성될 수 있다.

본체(210)는 제1 관통홀(211)과 내면(212)을 포함할 수 있다.

제1 관통홀(211)을 통해 상기 입력축이 통과하고, 상기 입력축은 상기 로터(500)에 연결될 수 있다.

본체(210)의 내면(212)은 제1 면(212a)과 제2 면(212b)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 면(212)에는 콜렉터(600)가 배치될 수 있다. 여기서, 내면(212)의 제1 면(212a)과 제2 면(212b)은 콜렉터(600)의 배치 여부에 의해 구분될 수 있다.

측벽부(220)는 본체(210)의 가장자리에서 축 방향으로 돌출되게 형성된다.

측벽부(220)는 스테이터(400)가 반경 방향으로 유동하는 것을 방지한다.

그리고, 측벽부(220)에는 제2 하우징(300)의 돌기(310)와 결합되는 결합구조(221)가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 결합구조는 내부에 형성된 홀을 포함하며, 상기 홀의 내부에는 상기 돌기(310)가 배치된다.

돌출부(230)는 본체(210)의 내면(212)에서 축 방향으로 돌출되게 연장될 수 있다. 그리고, 돌출부(230)의 접촉면(231)은 스테이터(400)의 일면과 면접촉할 수 있다. 이때, 접촉면(232)에는 홈(232)이 형성될 수 있다. 그에 따라, 접촉면(232)의 면접촉량은 홈(232)에 의해 감소하기 때문에, 상기 토크 센서(1)의 구동시 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다. 여기서, 홈(232)은 스테이터(400)의 일면과 이격되게 형성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 돌출부(230)는 제1 돌출부(230a)와 제1 돌출부(230a)의 외측에 배치되는 제2 돌출부(230b)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 돌출부(230a)와 제2 돌출부(230b) 각각은 본체(210)의 내면(212)에서 축 방향으로 돌출되게 연장될 수 있다.

제1 돌출부(230a)와 제2 돌출부(230b)는 반경 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 돌출부(230a)와 제2 돌출부(230b) 사이에는 홈(232)이 형성될 수 있다.

홈(232)을 사이에 두고 배치되는 제1 돌출부(230a)의 접촉면(231)과 제2 돌출부(230b)의 접촉면(231) 각각은 스테이터(400)의 스테이터 링(430)의 일 영역과 면접촉하게 된다. 그에 따라, 스테이터(400)의 회전에 따른 스테이터(400)의 유동을 최소화할 수 있다.

제1 돌출부(230a)와 제2 돌출부(230b) 각각은 평면상 'C'자 형상으로 형성될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 콜렉터(600)가 배치되는 본체(210)의 제1 면(212a)의 일 영역은 제2 돌출부(230b)의 일측단과 타측단 사이에 배치된다. 그에 따라, 콜렉터(600)의 일 영역은 제2 돌출부(230b)의 일측단과 타측단 사이에 배치된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스테이터(400)의 중심(C)을 기준으로 제1 돌출부(230a)의 일측단과 타측단은 제1 각도(θ1)를 형성할 수 있다. 그리고, 스테이터(400)의 중심(C)을 기준으로 제2 돌출부(230b)의 일측단과 타측단은 제2 각도(θ2)를 형성할 수 있다. 상기 제2 각도(θ2)는 상기 제1 각도(θ1)보다 작다. 여기서, 스테이터(400)의 중심(C)은 제1 관통홀(211)의 중심(C)일 수 있다.

한편, 제1 돌출부(230a)의 접촉면(231)의 폭(W1), 홈(232)의 폭(W2) 및 제2 돌출부(230b)의 접촉면(231)의 폭(W3)의 합을 기준으로 홈(232)의 폭(W2)은 상기 합의 20~30%일 수 있다.

제1 돌출부(230a)의 접촉면(231)의 폭(W1) 대비 홈(232)의 폭(W2)은 0.50~0.86일 수 있다. 예컨데, W1:W2=1:0.50~0.86일 수 있다.

그에 따라, 상기 홈(232)에 의해 스테이터(400)에 대한 면접촉량은 감소한다. 이때, 제2 돌출부(230b)의 접촉면(231)의 폭(W3)은 제1 돌출부(230a)의 접촉면(231)의 폭(W1)과 동일할 수 있다.

즉, 스테이터(400)의 소음 발생량과 접촉면(231)에 의한 스테이터(400)의 지지 안정성을 고려해 볼 때, 홈(232)의 폭(W2)은 제1 돌출부(230a)의 접촉면(231)의 폭(W1) 대비 0.50~0.86인 것이 바람직하다.

한편, 제1 돌출부(230a)의 접촉면(231)과 제2 돌출부(230b)의 접촉면(231) 각각에는 윤활부재(미도시)가 도포될 수 있다. 그에 따라, 스테이터(400)의 스테이터 링(430) 사이에는 윤활부재가 배치될 수 있다.

상기 윤활부재는 상기 스테이터(400)의 회동시 발생하는 소음을 더욱 감소시킨다. 여기서, 윤활부재로는 구리스(Grease)가 사용될 수 있다.

그리고, 상기 스테이터(400)가 회동하게 되면, 상기 홈(232)에 의해 상기 윤활부재가 비산되지 않고 접촉면(231)에 집중된다.

도 4는 실시예에 따른 토크 센서의 제1 하우징의 제2 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 5는 실시예에 따른 토크 센서의 제1 하우징의 제2 실시예를 나타내는 평면도이고, 도 6은 도 5의 A-A선을 나타내는 단면도이다.

이하, 제2 실시예에 따른 제1 하우징(200a)을 살펴볼 때, 제1 실시예에 따른 제1 하우징(200)과 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 기재되는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

제2 실시예에 따른 제1 하우징(200a)을 제1 실시예에 따른 제1 하우징(200)과 비교해 볼 때, 제2 실시예에 따른 제1 하우징(200a)은 제1 돌출부(230a)와 제2 돌출부(230b) 각각이 서로 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기(233, 234)로 제공된다는 점에서 차이가 있다. 그에 따라, 제2 실시예에 따른 제1 하우징(200a)의 부피는 제1 실시예에 따른 제1 하우징(200)보다 작아 재료비를 절감할 수 있다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 제1 하우징(200a)은 본체(210), 본체(210)의 가장자리에서 축방향으로 돌출된 측벽부(220) 및 본체(210)의 내면(212)에서 돌출된 돌출부(230)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 돌출부(230)는 제1 돌출부(230a)와 제1 돌출부(230a)의 외측에 배치되는 제2 돌출부(230b)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 돌출부(230a)와 제2 돌출부(230b)는 반경 방향으로 이격되게 배치됨에 따라, 제1 돌출부(230a)와 제2 돌출부(230b) 사이에는 홈(232)이 형성될 수 있다.

제1 돌출부(230a)는 중심(C)을 기준으로 원주방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기(233)일 수 있다. 여기서, 제1 돌출부(230a)의 돌기(233)는 제2 돌출부(230b)의 돌기(234)와 구분되게 제1 돌기라 불리 울 수 있다.

상기 제1 돌기(233)는 평면상 호 형상으로 형성될 수 있다.

제2 돌출부(230b)는 중심(C)을 기준으로 원주방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기(234)일 수 있다. 여기서, 제2 돌출부(230b)의 돌기(234)는 제2 돌기라 불리 울 수 있다.

상기 제2 돌기(234)는 평면상 호 형상으로 형성될 수 있다.

따라서, 홈(232)을 사이에 두고 배치되는 제1 돌기(233)의 접촉면(231)과 제2 돌기(234)의 접촉면(231) 각각은 스테이터(400)의 스테이터 링(430)의 일 영역과 면접촉하게 된다.

한편, 돌기(233, 234)의 일단에는 경사면(233a, 234a)이 배치될 수 있다.

도 6을 참조하면, 경사면(233a, 234a)은 홈(232)의 저면(232a)을 기준으로 소정의 각도(θ2)로 경사지게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 윤활부재는 경사면(233a, 234a)을 통해 돌기(233, 234) 각각의 접촉면(231) 및 이웃하게 배치되는 돌기(233, 234) 각각의 접촉면(231)에 도포될 수 있다.

이때, 경사면(233a, 234a)과 돌기(233, 234) 각각의 접촉면(231)이 만나는 모서리는 라운딩 처리될 수 있다.

스테이터(400)는 로터(500)의 외측에 배치된다. 이때, 스테이터(400)는 하우징(100)의 내측에 배치된다.

도 1을 참조하면, 스테이터(400)는 스테이터 요크(410), 스테이터 요크(410)와 연결되는 스테이터 홀더(420) 및 스테이터 홀더(420)의 일부를 덮도록 배치되는 한 쌍의 스테이터 링(430)을 포함할 수 있다.

스테이터 요크(410)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 스테이터 요크(410)는 조향축의 상기 출력축과 연결될 수 있다. 여기서, 상기 출력축은 바퀴측의 동력전달구성과 연결될 수 있다. 따라서, 스테이터(400)는 상기 출력축과 연결되어 상기 출력축과 함께 회전한다.

여기서, 스테이터 요크(410)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 상기 출력축이 끼움 고정될 수 있도록 일정 이상의 강도를 고려한 재질이 이용될 수 있음은 물론이다.

스테이터 홀더(420)는 스테이터 요크(410)의 일측 단부에 배치될 수 있다. 예컨데, 스테이터 홀더(420)는 레진과 같은 합성수지를 이용한 인서트 사출 방식에 의해 스테이터 요크(410)의 일측 단부에 배치될 수 있다.

스테이터 홀더(420)에는 스테이터 링(430)이 고정되게 배치될 수 있다. 예컨데, 스테이터 홀더(420)에는 서로 마주보고 축방향으로 이격 배치된 한 쌍의 스테이터 링(430)이 배치될 수 있다.

스테이터 링(430)은 한 쌍으로 구성될 수 있다. 여기서, 스테이터 링(430)은 금속재질로 형성될 수 있다.

스테이터 링(430)은 링 형상의 몸체(431), 몸체(431)의 내주면을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 투스(432) 및 몸체(431)의 외주면을 따라 서로 이격되어 배치되는 돌기부(433)를 포함할 수 있다. 여기서, 투스(432)와 돌기부(433)는 동일한 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그리고, 몸체(431), 투스(432) 및 돌기부(433)는 일체로 형성될 수 있다.

투스(432)는 몸체(431)의 내주면에서 축 방향을 향해 돌출되게 형성될 수 있다.

돌기부(433)는 몸체(431)의 외주면에서 축 방향을 향해 돌출되게 형성될 수 있다.

돌기부(433)는 코킹에 의해 스테이터 홀더(420)의 외주면에 고정될 수 있다.

로터(500)는 스테이터(400)의 내측에 배치된다. 로터(500)는 조향축의 입력축과 연결된다, 여기서, 입력축이란, 차향의 핸들과 연결된 조향축일 수 있다.

로터(500)는 원통형의 로터 요크(510)와 로터 요크(510)에 배치되는 마그넷(520)을 포함할 수 있다.

로터 요크(510)의 내측으로 입력축이 삽입된다. 그리고 로터 요크(510)의 외측으로 마그넷(520)이 배치될 수 있다. 마그넷(520)은 로터 요크(510)의 외주면에 접착 고정되거나 압입 고정될 수 있다.

콜렉터(600)는 스테이터(400)의 플럭스(flux)을 수집한다. 여기서, 콜렉터(600)는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 하우징(100) 내부에 고정될 수 있다. 예컨데, 콜렉터(600)는 본체(210)의 제1 면(212)에 배치될 수 있다.

콜렉터(600)는 스테이터 링(430)에 인접하게 배치될 수 있다. 여기서, 인접이라 함은 접촉 또는 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 것을 의미할 수 있다.

콜렉터(600)는 플레이트(610) 및 플레이트(610)에서 돌출되게 연장된 레그(620)를 포함할 수 있다. 여기서, 플레이트(610)의 일면은 본체(210)의 제1 면(212)에 배치될 수 있다.

센싱부(700)는 스테이터(400)와 로터(500) 사이에 발생한 자기장을 측정한다. 이러한 센싱부(400)는 조향력을 보조하는 모터의 전자 제어 자치(ECU)와 연결되어 측정된 자기장의 변화에 기초하여 토크를 산출하여 전달한다.

센싱부(700)는 회로기판(710) 및 센서(720)를 포함할 수 있다. 여기서, 센서(720)는 콜렉터(600)의 레그(620)의 단부에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

기판(710)에 배치되는 센서(720)는 자기장의 변화를 검출할 수 있다. 상기 센서로는 Hall IC가 제공될 수 있다. 그에 따라, 상기 센서(720)는 로터(500)의 마그넷(520)과 스테이터(400)의 전기적 상호 작용에 의해 발생하는 스테이터(400)의 자화량을 검출한다. 그리고, 검출된 자화량을 기반으로 상기 토크 센서(1)는 토크를 측정할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 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. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 토크 센서
100: 하우징
200: 제1 하우징
210: 본체 220: 측벽부
230: 돌출부
230a: 제1 돌출부 230b: 제2 돌출부
231: 접촉면 232: 홈
233, 234: 돌기
300: 제2 하우징
400: 스테이터
500: 로터
600: 콜렉터
700: 센싱부

Claims

제1 하우징과 제2 하우징을 포함하는 하우징;
상기 하우징의 내측에 배치되는 스테이터;
상기 하우징 내에 배치되는 콜렉터; 및
상기 스테이터의 내측에 배치되는 로터를 포함하고,
상기 스테이터는 스테이터 요크; 상기 스테이터 요크와 연결되는 홀더 및 상기 홀더의 외면 일부를 덮도록 배치되는 한 쌍의 스테이터 링을 포함하며,
상기 제1 하우징은
본체 및 상기 본체의 내면에서 돌출된 돌출부를 포함하고,
상기 돌출부는 접촉면과 상기 접촉면 사이에 배치되는 홈을 포함하고,
상기 스테이터 링은 상기 접촉면과 면접촉하는 토크 센서.
제1항에 있어서,
상기 돌출부는 제1 돌출부와 상기 제1 돌출부의 외측에 배치되는 제2 돌출부를 포함하며,
상기 홈은 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부 사이에 배치되는 토크 센서.
제2항에 있어서,
상기 내면은 제1 면과 제2 면을 포함하며,
상기 콜렉터가 배치되는 상기 제1 면의 일 영역은 상기 제2 돌출부의 일측단과 타측단 사이에 배치되는 토크 센서.
제3항에 있어서,
상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부 각각은 C 자 형상으로 형성되고,
상기 스테이터의 중심(C)을 기준으로 상기 제1 돌출부의 일측단과 타측단은 제1 각도(θ1)를 형성하고,
상기 스테이터의 중심(C)을 기준으로 상기 제2 돌출부의 일측단과 타측단은 제2 각도(θ2)를 형성하며,
상기 제2 각도(θ2)는 상기 제1 각도(θ1)보다 작은 토크 센서.
제2항에 있어서,
상기 제1 돌출부의 접촉면의 폭(W1), 상기 홈의 폭(W2) 및 상기 제2 돌출부의 접촉면의 폭(W3)의 합을 기준으로 상기 홈의 폭은 상기 합의 20~30%인 토크 센서.
제5항에 있어서,
상기 제1 돌출부의 폭(W1) 대비 상기 홈의 폭(W2)은 0.50~0.86인 토크 센서.
제6항에 있어서,
상기 제1 돌출부의 폭(W1)은 상기 제2 돌출부의 폭(W3)과 동일한 토크 센서.
제2항에 있어서,
상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부 각각은 원주방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기이고,
상기 돌기의 일단에는 상기 홈의 저면을 기준으로 경사지게 경사면이 형성된 토크 센서.
제1항에 있어서,
상기 접촉면에 배치되는 윤활부재를 더 포함하는 토크 센서.
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