KR102521179B1 - 센싱 장치 - Google Patents

센싱 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102521179B1
KR102521179B1 KR1020180082565A KR20180082565A KR102521179B1 KR 102521179 B1 KR102521179 B1 KR 102521179B1 KR 1020180082565 A KR1020180082565 A KR 1020180082565A KR 20180082565 A KR20180082565 A KR 20180082565A KR 102521179 B1 KR102521179 B1 KR 102521179B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stator
disposed
collector
tooth
magnet
Prior art date
Application number
KR1020180082565A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200008449A (ko
Inventor
변성욱
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020180082565A priority Critical patent/KR102521179B1/ko
Priority to US16/973,568 priority patent/US11525747B2/en
Priority to CN201880095720.7A priority patent/CN112424577B/zh
Priority to EP18926955.8A priority patent/EP3825671B1/en
Priority to PCT/KR2018/014185 priority patent/WO2020017705A1/ko
Publication of KR20200008449A publication Critical patent/KR20200008449A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102521179B1 publication Critical patent/KR102521179B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/104Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving permanent magnets
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14Housings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

실시예는 스테이터; 및 상기 스테이터에 적어도 일부가 배치되는 로터를 포함하며, 상기 스테이터는 스테이터 홀더, 상기 스테이터 홀더와 결합된 스테이터 바디, 상기 스테이터 바디에 배치되는 제1 스테이터 투스 및 제2 스테이터 투스를 포함하고, 상기 로터는 로터 홀더, 상기 로터 홀더와 결합된 로터 바디, 및 상기 로터 바디와 결합된 마그넷을 포함하며, 상기 제1 스테이터 투스는 제1 바디 및 상기 제1 바디와 연결되고 서로 이격된 복수 개의 제1 투스를 포함하고, 상기 제2 스테이터 투스는 제2 바디 및 상기 제2 바디와 연결되고 서로 이격된 복수 개의 제2 투스를 포함하며, 복수 개의 상기 제1 투스와 복수 개의 상기 제2 투스는 반경 방향으로 오버랩되는 센싱 장치에 관한 것이다. 이에 따라, 상기 센싱 장치는 토크 측정시 외부에서 생성되는 외부 자기장에 의한 자계 간섭을 방지 또는 최소화할 수 있다.

Description

센싱 장치{APPARATUS FOR SENSING}
실시예는 센싱 장치에 관한 것이다.
파워 스티어링 시스템(Electronic Power System, 이하, 'EPS'라 한다.)은 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써, 운전자로 하여금 안전한 주행을 가능하게 한다.
EPS는 적절한 토크를 제공하기 위하여, 조향축의 토크, 조향각 등을 측정하는 센서 조립체를 포함한다. 상기 센서 조립체는 조향축에 걸리는 토크를 측정하는 토크 센서와 조향축의 각가속도를 측정하는 인덱스 센서를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 조향축은 핸들에 연결되는 입력축, 바퀴측의 동력전달구성과 연결되는 출력축 및 입력축과 출력축을 연결하는 토션바를 포함할 수 있다.
상기 토크 센서는 토션바의 비틀림 정도를 측정하여 조향축에 걸리는 토크를 측정한다. 그리고 인덱스 센서는 출력축의 회전을 감지하여, 조향축의 각가속도를 측정한다. 상기 센서 조립체에서, 상기 토크 센서와 인덱스 센서는 함께 배치되어 일체로 구성될 수 있다.
상기 토크 센서는 하우징, 로터, 스테이터 투스를 포함하는 스테이터 및 콜렉터를 포함하여 상기 토크를 측정할 수 있다.
이때, 상기 토크 센서는 마그네틱 타입의 구조로서, 상기 콜렉터가 스테이터 투스의 외측에 배치되는 구조로 제공될 수 있다.
그러나, 외부의 자기장이 생성될 때, 상기 구조에서 상기 콜렉터가 외부 자기장의 통로 역할을 수행하기 때문에, 홀 아이씨(Hall IC)의 자속 값에 영향을 주는 문제가 있다. 그에 따라, 상기 토크 센서의 출력값에 변화가 발생하여 토션바의 비틀림 정도를 정확히 측정할 수 없는 문제가 발생한다.
특히, 차량에 전장화가 많아짐에 따라 외부 자계에 의해 상기 토크 센서가 영향을 받을 수 있는 경우가 많아지기 때문에, 외부 자계에 영향을 받지 않는 토크 센서가 요청되고 있는 실정이다.
실시예는 토크 측정시 외부에서 생성되는 외부 자기장에 의한 자계 간섭을 회피할 수 있는 센싱 장치를 제공한다.
상세하게, 스테이터 투스 사이에 콜렉터를 배치하여 상기 콜렉터가 외부 자계의 통로 역할을 수행하는 것을 방지하는 센싱 장치를 제공한다.
또한, 스테이터 투스 사이에 회전 가능하게 마그넷을 배치하여 스테이터 투스를 대전시키는 센싱 장치를 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, 스테이터; 및 상기 스테이터에 적어도 일부가 배치되는 로터를 포함하며, 상기 스테이터는 스테이터 홀더, 상기 스테이터 홀더와 결합된 스테이터 바디, 상기 스테이터 바디에 배치되는 제1 스테이터 투스 및 제2 스테이터 투스를 포함하고, 상기 로터는 로터 홀더, 상기 로터 홀더와 결합된 로터 바디, 및 상기 로터 바디와 결합된 마그넷을 포함하며, 상기 제1 스테이터 투스는 제1 바디 및 상기 제1 바디와 연결되고 서로 이격된 복수 개의 제1 투스를 포함하고, 상기 제2 스테이터 투스는 제2 바디 및 상기 제2 바디와 연결되고 서로 이격된 복수 개의 제2 투스를 포함하며, 복수 개의 상기 제1 투스와 복수 개의 상기 제2 투스는 반경 방향으로 오버랩되는 센싱 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 마그넷은 제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷, 및 상기 제1 단위 마그넷과 상기 제2 단위 마그넷 사이에 배치되는 연결부를 포함하고, 상기 제1 단위 마그넷은 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 각각 N극 영역과 S극 영역을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 영역의 N극 영역과 상기 제2 영역의 S극 영역은 서로 대응되게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 마그넷의 연결부는 상기 로터 바디의 외주면으로 노출되지 않을 수 있다.
또한, 상기 센싱 장치는 상기 제1 스테이터 투스의 제1 바디와 상기 제2 스테이터 투스의 제2 바디 사이에 서로 이격되어 배치되는 제1 콜렉터와 제2 콜렉터, 상기 제1 콜렉터와 상기 제2 콜렉터 사이에 배치되는 센서, 및 상기 센서와 연결된 회로기판을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 콜렉터는 상기 센서와 마주하는 제1 콜렉터 바디 및 상기 제1 콜렉터 바디로부터 연장된 제1 연장부를 포함하고, 상기 제2 콜렉터는 상기 센서와 마주하는 제2 콜렉터 바디 및 상기 제2 콜렉터 바디로부터 연장된 제2 연장부를 포함하며, 상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부는 반경 방향으로 오버랩되지 않을 수 있다.
그리고, 상기 제1 콜렉터 바디와 상기 제2 콜렉터 바디는 평면을 포함하고, 상기 센서는 상기 제1 콜렉터 바디와 상기 제2 콜렉터 바디 사이에 배치되며, 상기 센서는 상기 마그넷과 축 방향으로 오버랩될 수 있다.
또한, 상기 센싱 장치는 상기 회로기판과 결합된 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 축 방향으로 돌출된 제1 돌기부 및 제2 돌기부를 포함하고, 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부 사이에 상기 센서가 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제1 돌기부는 상기 제1 연장부의 내측에 배치되고, 상기 제2 돌기부는 상기 제2 연장부의 외측에 배치될 수 있다.
이때, 상기 제1 돌기부는 상기 제1 연장부의 내측에 배치되고, 상기 제2 돌기부는 상기 제2 연장부의 외측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 센서는 복수의 핀을 포함하고, 복수의 상기 핀은 상기 하우징을 관통하여 상기 회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 센서는 상기 하우징의 일면에 배치되고, 상기 회로기판은 상기 하우징의 타면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 센싱 장치는 상기 하우징과 결합된 커버를 포함하고, 상기 커버는 상기 회로기판 아래에 배치된 바디부 및 상기 바디부로부터 축 방향으로 연장된 측벽을 포함하며, 상기 측벽은 상기 센서와 반경 방향으로 오버랩될 수 있다.
한편, 상기 제1 단위 마그넷은 반경 방향으로의 두께가 상기 연결부의 반경 방향으로의 두께보다 클 수 있다.
여기서, 상기 제1 단위 마그넷은 축 방향의 폭이 상기 연결부의 축 방향으로의 폭보다 클 수 있다.
한편, 상기 스테이터 바디는 상기 스테이터 홀더가 결합되는 내측부, 반경 방향을 기준으로 상기 내측부의 외측에 배치되는 외측부 및 상기 내측부와 상기 외측부 사이에 반경 방향으로 배치되는 격판을 포함하고, 상기 격판에는 원주 방향을 따라 복수 개의 제1 홀 및 제2 홀이 형성되며, 상기 제1 투스는 상기 제1 홀을 관통하고, 상기 제2 투스는 상기 제2 홀을 관통할 수 있다.
여기서, 상기 내측부와 상기 외측부 사이에 배치되는 상기 마그넷은 상기 격판의 상부측에 배치될 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 제1 투스를 포함하고 제1 반경을 갖는 제1 스테이터 투스; 제2 투스를 포함하고 제2 반경을 갖는 제2 스테이터 투스; 상기 제1 스테이터 투스와 상기 제2 스테이터 투스 사이에 배치된 제1 콜렉터와 제2 콜렉터; 상기 제1 콜렉터와 상기 제2 콜렉터 사이에 배치된 센서; 및 상기 제1 스테이터 투스와 상기 제2 스테이터 투스 사이에 회전 가능하게 배치된 마그넷을 포함하고, 상기 제1 투스와 상기 제2 투스는 서로 마주보게 배치되고, 상기 마그넷의 회전시, 서로 반대 극으로 대전되는 센싱 장치에 의해 달성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 센싱 장치는 한 쌍의 스테이터 투스 사이에 한 쌍의 콜렉터를 배치하고, 상기 콜렉터 사이에 센서를 배치하기 때문에, 토크 측정시 외부에서 생성되는 외부 자기장에 의한 자계 간섭을 방지 또는 최소화할 수 있다.
또한, 반경 방향으로 상호 이격되게 배치되는 제1 스테이터 투스의 제1 투스와 제2 스테이터 투스의 제2 투스를 오버랩되게 배치하고, 마그넷을 상기 제1 투스와 상기 제2 투스 사이에서 회전시킴으로써 상기 제1 투스와 상기 제2 투스가 서로 다른 극으로 대전시킬 수 있다.
실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 사시도이고,
도 2는 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 분해사시도이고,
도 3은 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 단면사시도이고,
도 4는 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터를 나타내는 사시도이고,
도 5는 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터를 나타내는 분해사시도이고,
도 6은 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터를 나타내는 단면도이고,
도 7은 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 스테이터 바디를 나타내는 사시도이고,
도 8은 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 스테이터 바디를 나타내는 평면도이고,
도 9는 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 스테이터 바디를 나타내는 단면도이고,
도 10은 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 제1 스테이터 투스를 나타내는 측면도이고,
도 11은 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 제2 스테이터 투스를 나타내는 측면도이고,
도 12는 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 제1 스테이터 투스와 제2 스테이터 투스를 나타내는 평면도이고,
도 13은 실시예에 따른 센싱 장치의 로터를 나타내는 분해사시도이고,
도 14는 실시예에 따른 센싱 장치의 로터의 마그넷을 나타내는 평면도이고,
도 15는 실시예에 따른 센싱 장치의 로터의 마그넷을 나타내는 측면도이고,
도 16은 실시예에 따른 센싱 장치의 제1 스테이터 투스와 제2 스테이터 투스에 대한 마그넷의 배치를 나타내는 사시도이고,
도 17은 실시예에 따른 센싱 장치의 제1 스테이터 투스와 제2 스테이터 투스에 대한 마그넷의 배치를 나타내는 평면도이고,
도 18은 도 15의 A영역을 나타내는 도면이고,
도 19는 실시예에 따른 센싱 장치의 제1 콜렉터와 제2 콜렉터를 나타내는 도면이고,
도 20은 실시예에 따른 센싱 장치의 제1 스테이터 투스, 제2 스테이터 투스, 제1 콜렉터 및 제2 콜렉터를 나타내는 도면이고,
도 21은 실시예에 따른 센싱 장치의 제1 스테이터 투스, 제2 스테이터 투스, 제1 콜렉터, 제2 콜렉터 및 센서의 배치를 나타내는 저면도이고,
도 22는 실시예에 따른 센싱 장치의 회로기판에 배치된 센서를 나타내는 도면이고,
도 23은 실시예에 따른 센싱 장치의 하우징을 나타내는 사시도이고,
도 24는 실시예에 따른 센싱 장치의 하우징을 나타내는 저면사시도이다.
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)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 분해사시도이고, 도 3은 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 단면사시도이다. 도 1 및 2에서 x 방향은 축 방향을 의미하며, y 방향은 반경 방향을 의미한다. 그리고, 축 방향과 반경 방향은 서로 수직한다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 실시예에 따른 센싱 장치(1)는 스테이터(100), 스테이터(100)에 일부가 배치되는 로터(200), 스테이터(100) 내에 배치되는 제1 콜렉터(300), 제1 콜렉터(300)와 반경 방향으로 이격되게 스테이터(100) 내에 배치되는 제2 콜렉터(400), 제1 콜렉터(300)와 제2 콜렉터(400) 사이에 배치되는 센서(500), 센서(500)와 전기적으로 연결된 회로기판(600), 회로기판(600)이 결합된 하우징(700) 및 회로기판(600)을 덮도록 하우징(700)과 결합하는 커버(800)를 포함할 수 있다. 여기서, 스테이터(100)는 출력축(미도시)과 연결되고, 스테이터(100)에 적어도 일부가 회전 가능하게 배치되는 로터(200)는 입력축(미도시)과 연결될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
이때, 상기 로터(200)는 스테이터(100)에 대해 회전 가능하게 배치될 수 있다. 그리고, 반경 방향을 기준으로 제2 콜렉터(400)는 제1 콜렉터(300)의 내측에 배치될 수 있다. 여기서, 내측이라 함은 상기 반경 방향을 기준으로 중심(C)을 향하여 배치되는 방향을 의미하고, 외측이라 함은 내측과 반대되는 방향을 의미할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터를 나타내는 사시도이고, 도 5는 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터를 나타내는 분해사시도이고, 도 6은 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터를 나타내는 단면도이다.
스테이터(100)는 조향축의 출력축(미도시)과 연결될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 스테이터(100)는 스테이터 홀더(110), 스테이터 홀더(110)의 외주면 일측에 배치되는 스테이터 바디(120), 스테이터 바디(120)에 배치되는 제1 스테이터 투스(130) 및 제2 스테이터 투스(140)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 스테이터 투스(130)와 제2 스테이터 투스(140)는 반경 방향으로 상호 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 제1 스테이터 투스(130)와 제2 스테이터 투스(140)는 스테이터 바디(120)에 고정될 수 있다.
스테이터 홀더(110)는 전동식 조향장치의 출력축(Output shaft)에 연결될 수 있다. 그에 따라, 스테이터 홀더(110)는 상기 출력축의 회전에 연동하여 회전할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 스테이터 홀더(110)는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 스테이터 홀더(110)는 금속 재질로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 스테이터 홀더(110)는 상기 출력축이 끼움 고정될 수 있도록 일정 이상의 강도를 고려한 다른 재질이 이용될 수 있음은 물론이다.
스테이터 홀더(110)는 스테이터 바디(120)와 결합할 수 있다.
이때, 스테이터 바디(120)는 스테이터 홀더(110)의 일측 단부에 배치될 수 있다. 예컨데, 스테이터 바디(120)는 레진과 같은 합성수지를 이용한 인서트 사출 방식에 의해 스테이터 홀더(110)의 일측 단부에 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 스테이터 바디를 나타내는 사시도이고, 도 8은 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 스테이터 바디를 나타내는 평면도이고, 도 9는 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 스테이터 바디를 나타내는 단면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 스테이터 바디(120)는 원통 형상의 내측부(121), 반경 방향을 기준으로 내측부(121)의 외측에 이격되게 배치되는 외측부(122) 및 내측부(121)와 외측부(122)를 연결하는 격판(123)을 포함할 수 있다. 여기서, 내측부(121), 외측부(122) 및 격판(123)은 일체로 형성될 수 있다.
내측부(121)의 내측에는 스테이터 홀더(110)가 결합될 수 있다.
외측부(122)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 외측부(122)는 내측부(121)의 외측에 이격되어 배치될 수 있다. 그에 따라, 외측부(122)와 내측부(121) 사이에는 공간(S)이 형성될 수 있다.
격판(123)은 판 형상으로 형성될 수 있다.
격판(123)은 내측부(121)와 외측부(122) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 격판(123)은 내측부(121)와 외측부(122)를 연결하도록 반경 방향으로 배치될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 공간(S)은 격판(123)에 의해 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 구분될 수 있다. 그에 따라, 격판(123)의 상부측에는 마그넷(230)이 배치되고, 격판(123)의 하부측에는 센서(500)가 배치될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 축 방향을 기준으로 외측부(122)의 중심을 지나는 가상의 수평선(L1)보다 하측에 격판(123)이 배치될 수 있다.
한편, 제1 스테이터 투스(130)와 제2 스테이터 투스(140)의 배치를 위해 격판(123)에는 제1 홀(124)과 제2 홀(125)이 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 공간(S1)에는 제1 스테이터 투스(130)의 제1 바디(131)와 제2 스테이터 투스(140)의 제2 바디(141)가 배치될 수 있다. 그리고, 격판(123)의 제1 홀(124)과 제2 홀(125)을 통해 상기 제2 공간(S2)에는 제1 스테이터 투스(130)의 제1 투스(132)와 제2 스테이터 투스(140)의 제2 투스(142)가 배치될 수 있다.
제1 홀(124)은 원주 방향을 따라 상호 이격되어 복수 개가 형성될 수 있다. 그리고, 제1 스테이터 투스(130)의 제1 투스(132)는 제1 홀(124)을 관통하여 제2 공간(S2)에 배치된다. 이때, 제1 홀(124)의 개수는 제1 스테이터 투스(130)의 제1 투스(132)의 개수와 동일하다.
제1 홀(124)은 외측부(122)의 내주면에 인접하게 배치될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 홀(124)은 외측부(122)의 내주면에 맞닿도록 격판(123)에 형성될 수 있다.
제2 홀(125)은 원주 방향을 따라 상호 이격되어 복수 개가 형성될 수 있다. 이때, 반경 방향을 기준으로 제2 홀(125)은 제1 홀(124)의 내측에 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 제2 스테이터 투스(140)의 제2 투스(142)는 제2 홀(125)을 관통하여 제2 공간(S2)에 배치된다. 이때, 제2 홀(125)의 개수는 제2 스테이터 투스(140)의 제2 투스(142)의 개수와 동일하다.
제2 홀(125)은 내측부(121)의 외주면에 인접하게 배치될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 홀(125)은 내측부(121)의 외주면에 맞닿도록 격판(123)에 형성될 수 있다.
제1 스테이터 투스(130)와 제2 스테이터 투스(140)는 스테이터 바디(120)에 결합될 수 있다. 이때, 제1 스테이터 투스(130)와 제2 스테이터 투스(140)는 스테이터 바디(120)의 내측부(121)의 외주면과 외측부(122)의 내주면 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 제1 스테이터 투스(130)와 제2 스테이터 투스(140)는 마그넷(230)의 회전에 의한 대전을 위해 금속 재질로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 스테이터 투스(130)는 본드와 같은 접착부재(미도시)에 의해 외측부(122)의 내주면에 고정될 수 있고, 제2 스테이터 투스(140)는 본드와 같은 접착부재(미도시)에 의해 내측부(121)의 외주면에 고정될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 체결부재(미도시) 또는 코킹 방식 등을 통해 제1 스테이터 투스(130)와 제2 스테이터 투스(140) 각각은 스테이터 바디(120)에 고정될 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 제1 스테이터 투스를 나타내는 측면도이고, 도 11은 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 제2 스테이터 투스를 나타내는 측면도이다.
도 5 및 도 10을 참조하면, 제1 스테이터 투스(130)는 링 형상의 제1 바디(131) 및 상기 제1 바디(131)에서 상호 이격되어 축 방향으로 돌출된 복수 개의 제1 투스(132)를 포함할 수 있다. 예컨데, 제1 투스(132)는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치될 수 있으며, 제1 바디(131)의 상부측에서 상측으로 연장될 수 있다. 그에 따라, 제1 바디(131)와 복수 개의 제1 투스(132)는 일체로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 바디(131)는 제1 투스 바디라 불릴 수 있다.
제1 투스(132)는 하광상협의 형상으로 형성될 수 있다. 예컨데, 반경 방향에서 바라볼 때, 제1 투스(132)의 하부측 폭은 상부측 폭보다 클 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 투스(132)는 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 투스(132)가 제1 홀(124)을 관통함에 따라, 제1 바디(131)의 상면은 격판(123)의 하면에 접촉될 수 있다.
도 5 및 도 11을 참조하면, 제2 스테이터 투스(140)는 링 형상의 제2 바디(141) 및 상기 제2 바디(141)에서 상호 이격되어 축 방향으로 돌출된 복수 개의 제2 투스(142)를 포함할 수 있다. 예컨데, 제2 투스(142)는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치될 수 있으며, 제2 투스(142)의 상부측에서 상측으로 연장될 수 있다. 그에 따라, 제2 바디(141)와 복수 개의 제2 투스(142)는 일체로 형성될 수 있다. 여기서, 제2 바디(141)는 제2 투스 바디라 불릴 수 있다.
제2 투스(142)는 하광상협의 형상으로 형성될 수 있다. 예컨데, 반경 방향에서 바라볼 때, 제2 투스(142)의 하부측 폭은 상부측 폭보다 클 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 투스(142)는 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 제2 투스(142)가 제2 홀(125)을 관통함에 따라, 제2 바디(141)의 상면은 격판(123)의 하면에 접촉될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 바디(131)의 상면(131a)을 기준으로 제1 바디(131)의 높이(H1)는 제1 투스(132)의 높이(H2)보다 작다. 그리고, 도 11을 참조하면, 제2 바디(141)의 상면(141a)을 기준으로 제2 바디(141)의 높이(H3)는 제2 투스(142)의 높이(H4)보다 작다. 또한, 제1 바디(131)의 높이(H1)는 제2 바디(141)의 높이(H3)와 동일하고, 제1 투스(132)의 높이(H2)는 제2 투스(142)의 높이(H4)와 동일할 수 있다.
도 12는 실시예에 따른 센싱 장치의 스테이터의 제1 스테이터 투스와 제2 스테이터 투스를 나타내는 평면도이다.
도 12를 참조하면, 제1 스테이터 투스(130)는 제2 스테이터 투스(140)의 외측에 배치된다. 여기서, 중심(C)을 기준으로 제1 스테이터 투스(130)는 제1 반경(R1)을 갖도록 형성될 수 있고, 제2 스테이터 투스(140)는 제2 반경(R2)으로 형성될 수 있다. 상세하게, 중심(C)을 기준으로 제1 바디(131)에 대한 반지름은 제2 바디(141)에 대한 반지름보다 크다.
그리고, 중심(C)을 기준으로 가상의 반경선상(L2)에 제1 투스(132)의 중심(C1)과 제2 투스(142)의 중심(C2)이 배치될 수 있다. 그에 따라, 반경 방향(y 방향)에서 바라볼 때, 제1 투스(132)와 제2 투스(142)는 반경 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 투스(132)와 제2 투스(142)는 누설을 감소시킬 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 중심(C)을 기준으로 제1 투스(132)의 일측 모서리와 타측 모서리는 제1 각(θ1)을 형성할 수 있다. 그리고, 중심(C)을 기준으로 제2 투스(142)의 일측 모서리와 타측 모서리는 제2 각(θ2)을 형성할 수 있다.
또한, 원주 방향을 기준으로 제1 투스(132)의 일측 모서리와 타측 모서리에 대한 제1 폭(W1)은 제2 투스(142)의 일측 모서리와 타측 모서리에 대한 제2 폭(W2)과 동일할 수 있다. 그리고, 제1 투스(132)는 제2 각(θ2) 사이에 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 투스(132)와 제2 투스(142)는 반경 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다.
여기서, 제1 투스(132)의 제1 폭(W1)과 제2 투스(142)의 제2 폭(W2)이 동일한 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 제1 투스(132)의 제1 폭(W1)이 제2 투스(142)의 제2 폭(W2)보다 클 수도 있다.
로터(200)는 스테이터(100)에 대해 회전 가능하게 배치될 수 있다. 그리고, 로터(200)는 조향축의 입력축(미도시)과 연결될 수 있다.
도 13은 실시예에 따른 센싱 장치의 로터를 나타내는 분해사시도이다.
도 2 및 도 13을 참조하면, 로터(200)는 로터 홀더(210), 로터 홀더(210)의 외주면 일측에 배치되는 로터 바디(120) 및 로터 바디(120)에 결합된 마그넷(230)을 포함할 수 있다. 이때, 로터 홀더(210)와 마그넷(230)은 레진과 같은 합성수지를 이용한 인서트 사출 방식을 통해 형성되는 로터 바디(120)에 의해 로터 바디(120)에 결합될 수 있다. 그리고, 로터(200)의 마그넷(230)은 제1 투스(132)와 제2 투스(142) 사이에 배치될 수 있다.
로터 홀더(210)는 전동식 조향장치의 입력축(Input shaft)에 연결될 수 있다. 그에 따라, 로터 홀더(210)는 상기 입력축의 회전에 연동하여 회전할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 로터 홀더(210)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 로터 홀더(210)의 단부는 로터 바디(220)에 결합될 수 있다.
로터 홀더(210)는 금속 재질로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 스테이터 홀더(110)는 상기 출력축이 끼움 고정될 수 있도록 일정 이상의 강도를 고려한 다른 재질이 이용될 수 있음은 물론이다.
도 13을 참조하면, 로터 바디(220)는 로터 홀더(210)와 결합되는 결합부(221). 결합부(221)에서 하측으로 연장된 복수 개의 돌기(222) 및 돌기(222)의 하측은 연결하는 프레임(223)을 포함할 수 있다.
돌기(222)는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 복수 개가 배치될 수 있다. 그에 따라, 돌기(222) 사이에는 반경 방향으로 관통된 홀(224)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홀(224)에는 마그넷(230)이 배치될 수 있다.
프레임(223)은 돌기(222)의 하부측을 연결하도록 배치될 수 있다. 이때, 프레임(223)은 돌기(222)를 기준으로 내측에 배치될 수 있다.
그에 따라, 프레임(223)은 홀(224)에 배치되는 마그넷(230)의 하부를 지지하여, 마그넷(230)이 축 방향으로 이탈되는 것을 방지한다.
마그넷(230)은 로터 바디(220)에 결합되며, 로터 홀더(210)의 회전에 연동되어 회전할 수 있다. 이때, 마그넷(230)은 제1 스테이터 투스(130)와 제2 스테이터 투스(140) 사이에 회전 가능하게 배치될 수 있다.
도 13을 참조하면, 마그넷(230)은 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 단위 마그넷(231)을 포함할 수 있다. 또한, 마그넷(230)은 단위 마그넷(231) 사이에 배치되어 단위 마그넷(231)을 연결하는 연결부(232)를 포함할 수 있다. 이때, 단위 마그넷(231)과 연결부(232)는 일체로 형성될 수 있다. 여기서, 단위 마그넷(231)은 8개가 제공될 수 있다.
여기서, 단위 마그넷(231)은 원주 방향을 따라 제1 단위 마그넷(231a)과 제2 단위 마그넷(231b)이 교대로 배치될 수 있다. 그리고, 제1 단위 마그넷(231a)과 제2 단위 마그넷(231b)은 연결부(232)에 의해 연결될 수 있다. 따라서, 마그넷(230)은 제1 단위 마그넷(231a), 제2 단위 마그넷(231b) 및 연결부(232)를 포함할 수 있다.
도 14는 실시예에 따른 센싱 장치의 로터의 마그넷을 나타내는 평면도이고, 도 15는 실시예에 따른 센싱 장치의 로터의 마그넷을 나타내는 측면도이다.
도 14를 참조하면, 제1 단위 마그넷(231a)은 반경 방향으로의 두께(T1)가 연결부(232)의 반경 방향으로의 두께(T2)보다 크다.
도 15를 참조하면, 제1 단위 마그넷(231a)은 축 방향으로의 폭(W3)이 연결부(232)의 축 방향으로의 폭(W2)보다 크다.
도 16은 실시예에 따른 센싱 장치의 제1 스테이터 투스와 제2 스테이터 투스에 대한 마그넷의 배치를 나타내는 사시도이고, 도 17은 실시예에 따른 센싱 장치의 제1 스테이터 투스와 제2 스테이터 투스에 대한 마그넷의 배치를 나타내는 평면도이다. 그리고, 도 18은 도 17의 A영역을 나타내는 도면이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 마그넷(230)의 제1 단위 마그넷(231a)과 제2 단위 마그넷(231b)은 제1 투스(132)와 제2 투스(142) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 마그넷(230)은 제1 투스(132)와 제2 투스(142) 사이에서 원주 방향을 따라 회전할 수 있다.
도 18을 참조하면, 제1 단위 마그넷(231a)은 제1 영역(231a-1)과 제2 영역(231a-2)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 영역(231a-1)과 제2 영역(231a-2) 각각은 N극 영역(NA)과 S극 영역(SA)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 영역(231a-1)의 N극 영역(NA)과 제2 영역(231a-2)의 S극 영역(SA)은 서로 대응되게 배치될 수 있다. 예컨데, 제1 영역(231a-1)의 N극 영역(NA)과 제2 영역(231a-2)의 S극 영역(SA)은 서로 이웃하게 배치될 수 있다.
도 16에 있어서, 제1 영역(231a-1)과 제2 영역(231a-2)은 원주 방향을 기준으로 좌우로 구분되었지만 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 제1 영역(231a-1)과 제2 영역(231a-2) 각각이 N극 영역(NA)과 S극 영역(SA)을 포함하는 것을 고려해 볼 때, 반경 방향을 기준으로 제1 영역(231a-1)과 제2 영역(231a-2)은 외측 영역과 내측 영역으로 구분될 수도 있다.
따라서, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 단위 마그넷(231a)은 대각선 방향으로 N극 영역(NA) 및 S극 영역(SA)이 배치될 수 있다. 여기서, 제1 단위 마그넷(231a)이 제1 영역(231a-1)과 제2 영역(231a-2)을 포함하는 것을 그 예로 하고 있으나, 제2 단위 마그넷(231b) 또한 제1 영역(231a-1)과 제2 영역(231a-2)을 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 마그넷(230)이 시계 방향으로 회전시, 제1 스테이터 투스(130)의 제1 투스(132)는 S극이 가까워지기 때문에 S극으로 대전된다. 그리고, 제2 스테이터 투스(140)의 제2 투스(142)는 N극이 가까워지기 때문에 N극으로 대전된다. 그에 따라, 센서(500)는 제1 콜렉터(300)와 제2 콜렉터(400)를 통해 인가되는 자계를 통해 각도 측정을 할 수 있다. 이때, 제1 단위 마그넷(231a)의 원주 방향에 대한 폭을 증가시키면 상기 센서(500)는 더 넓은 각도를 측정할 수 있다.
만일 마그넷(230)이 반시계 방향으로 회전하게 된다면, 제1 스테이터 투스(130)의 제1 투스(132)는 N극이 가까워지기 때문에 N극으로 대전된다. 그리고, 제2 스테이터 투스(140)의 제2 투스(142)는 S극이 가까워지기 때문에 S극으로 대전된다.
즉, 제1 투스(132)와 제2 투스(142)가 서로 마주보게 배치된 상태에서, 마그넷(230)의 회전시, 제1 투스(132)와 제2 투스(142)는 서로 반대 극으로 대전될 수 있다.
연결부(232)는 단위 마그넷(231)을 연결한다. 예컨데, 연결부(232)는 제1 단위 마그넷(231a)과 제2 단위 마그넷(231b) 사이에 배치될 수 있다.
연결부(232)는 제1 단위 마그넷(231a)과 제2 단위 마그넷(231b)의 상부를 연결할 수 있다. 이때, 연결부(232)는 제1 단위 마그넷(231a)과 제2 단위 마그넷(231b) 각각의 반경 방향에 대한 중심을 지나는 원주 방향의 선(L3)을 기준으로 내측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 선(L3)은 가상의 선일 수 있다.
따라서, 마그넷(230)이 로터 바디(220)에 배치될 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 마그넷(230)의 연결부(232)는 로터 바디(220)의 외주면으로 노출되지 않는다. 예컨데, 로터 바디(220)는 연결부(232)의 외측면(232a)을 덮도록 배치된다.
제1 콜렉터(300)와 제2 콜렉터(400)는 스테이터(100)의 플럭스(flux)을 수집한다. 여기서, 제1 콜렉터(300)와 제2 콜렉터(400)는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 반경 방향을 기준으로 상호 이격되게 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 콜렉터(300)와 제2 콜렉터(400)는 하우징(700)의 상부에 배치될 수 있다.
도 19는 실시예에 따른 센싱 장치의 제1 콜렉터와 제2 콜렉터를 나타내는 도면이고, 도 20은 실시예에 따른 센싱 장치의 제1 스테이터 투스, 제2 스테이터 투스, 제1 콜렉터 및 제2 콜렉터를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 20을 참조하면, 제1 콜렉터(300)와 제2 콜렉터(400)는 제1 스테이터 투스(130)의 제1 바디(131)와 제2 스테이터 투스(140)의 제2 바디(141) 사이에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 제1 스테이터 투스(130)와 제2 스테이터 투스(140)는 외부 자기장을 차단하여, 상기 외부 자기장에 의해 제1 콜렉터(300)와 제2 콜렉터(400)가 영향을 받는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다.
도 19를 참조하면, 제1 콜렉터(300)는 제1 콜렉터 바디(310)와 제1 연장부(320)를 포함할 수 있다.
제1 콜렉터 바디(310)는 센서(500)와 마주보게 배치될 수 있다. 이때, 제1 콜렉터 바디(310)는 센서(500)와 마주보게 배치되는 평면(311)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 콜렉터 바디(310)의 평면(311)은 센서(500)를 기준으로 센서(500)의 외측에 배치될 수 있다.
제1 연장부(320)는 제1 콜렉터 바디(310)의 일측에서 원주 방향으로 연장될 수 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 연장부(320)는 소정의 곡률로 형성된 곡면을 포함할 수 있다.
도 19를 참조하면, 제2 콜렉터(400)는 제2 콜렉터 바디(410)와 제2 연장부(420)를 포함할 수 있다.
제2 콜렉터 바디(410)는 센서(500)와 마주보게 배치될 수 있다. 이때, 제2 콜렉터 바디(410)는 센서(500)와 마주보게 배치되는 평면(411)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 콜렉터 바디(410)의 평면(411)은 센서(500)를 기준으로 센서(500)의 내측에 배치될 수 있다.
제2 연장부(420)는 제2 콜렉터 바디(410)의 일측에서 원주 방향으로 연장될 수 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 제2 연장부(420)는 소정의 곡률로 형성된 곡면을 포함할 수 있다.
이때, 원주 방향을 기준으로 제2 연장부(420)는 제1 연장부(310)의 연장 방향과 반대 방향으로 연장될 수 있다. 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 연장부(320)는 시계 방향으로 연장되고, 제2 연장부(420)는 반시계 방향으로 연장될 수 있으며, 제1 연장부(320)와 제2 연장부(420)는 반경 방향을 기준으로 상호 오버랩되지 않게 배치될 수 있다.
즉, 반경 방향을 기준으로 상호 오버랩되게 제1 콜렉터 바디(310)와 제2 콜렉터 바디(410)만이 배치된다.
도 20을 참조하면, 제1 연장부(320)와 제2 연장부는 반경 방향을 기준으로 상호 오버랩되지 않게 제1 바디(131)와 제2 바디(141) 사이에 배치되기 때문에, 누설을 최소화할 수 있다.
센서(500)는 스테이터(100)와 로터(200) 사이에 발생한 자기장의 변화를 검출할 수 있다. 상기 센서(500)로는 Hall IC가 제공될 수 있다. 그에 따라, 상기 센서(500)는 로터(200)의 마그넷(230)과 스테이터(100)의 전기적 상호 작용에 의해 발생하는 스테이터(100)의 자화량을 검출한다. 그리고, 검출된 자화량을 기반으로 상기 센싱 장치(1)는 토크를 측정할 수 있다.
도 21은 실시예에 따른 센싱 장치의 제1 스테이터 투스, 제2 스테이터 투스, 제1 콜렉터, 제2 콜렉터 및 센서의 배치를 나타내는 저면도이다.
도 21을 참조하면, 센서(500)는 제1 콜렉터(300)의 제1 콜렉터 바디(310)와 제2 콜렉터(400)의 제2 콜렉터 바디(420) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 센서(500)는 축 방향으로 마그넷(230)과 오버랩되게 배치될 수 있다. 즉, 축 방향의 하부에서 바라볼 때, 센서(500)는 마그넷(230)과 축 방향으로 오버랩될 수 있다. 다만, 센서(500)와 마그넷(230) 사이에는 격판(123)이 배치될 수 있다.
도 22는 실시예에 따른 센싱 장치의 회로기판에 배치된 센서를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 22를 참조하면, 센서(500)는 복수의 핀(510)을 포함할 수 있다.
상기 핀(510)은 하우징(700)을 관통하여 회로기판(600)과 전기적으로 연결될 수 있다.
회로기판(600)은 조향력을 보조하는 모터의 전자 제어 장치와 연결되어 측정된 자기장의 변화에 기초하여 토크를 산출할 수 있게 한다.
도 3을 참조하면, 회로기판(600)은 하우징(700)의 하부에 결합될 수 있다.
도 23은 실시예에 따른 센싱 장치의 하우징을 나타내는 사시도이고, 도 24는 실시예에 따른 센싱 장치의 하우징을 나타내는 저면사시도이다.
하우징(700)은 플라스틱과 같은 합성수지 재질로 형성될 수 있다.
도 23 및 도 24를 참조하면, 하우징(700)은 하우징 바디(710), 하우징 바디(710)의 상면(711)에서 축 방향으로 돌출된 제1 돌기부(720)와 제2 돌기부(730) 및 하우징 바디(710)의 하면(712)에서 축 방향으로 돌출된 제3 돌기부(740)를 포함할 수 있다. 여기서, 하우징 바디(710), 제1 돌기부(720), 제2 돌기부(730) 및 제3 돌기부(740)는 일체로 형성될 수 있다.
하우징 바디(710)는 판 형상으로 형성될 수 있으며, 중앙에 홀(713)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홀(713)에는 스테이터(100)의 스테이터 바디(120)가 배치될 수 있다. 상세하게, 상기 홀(713)에는 스테이터 바디(120)의 내측부(121)가 배치될 수 있다.
제1 돌기부(720)와 제2 돌기부(730)는 하우징 바디(710)의 상면(711)에 원주 방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
이때, 제1 돌기부(720)는 제1 연장부(320)의 내측에 배치되고, 제2 돌기부(730)는 제2 연장부(420)의 외측에 배치될 수 있다.
그리고, 제1 돌기부(720)와 제2 돌기부(730)의 사이에는 센서(500)가 배치될 수 있다. 그에 따라, 센서(500)는 제1 콜렉터(300)의 제1 콜렉터 바디(310)와 제2 콜렉터(400)의 제2 콜렉터 바디(420) 사이에 배치될 수 있다.
이때, 센서(500)는 하우징 바디(710)의 상부측에 배치될 수 있다. 상세하게, 센서(500)는 하우징 바디(710)의 일면인 상면(711)에 배치될 수 있다.
회로기판(600)은 하우징 바디(710)의 하부측에 배치될 수 있다. 상세하게, 센서(500)는 하우징 바디(710)의 타면인 하면(712)에 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 도 3에 도시된 바와 같이, 회로기판(600)은 하우징 바디(710)의 하면(712)과 축 방향으로 이격되게 배치될 수도 있다.
제3 돌출부(740)는 하우징 바디(710)의 하면(712)에서 축 방향으로 돌출되게 형성될 수 있으며, 내부에 회로기판(600)이 배치되게 캐비티가 형성될 수 있다. 이때, 회로기판(600)의 배치를 위해 제3 돌출부(740)의 하부측에는 개구가 형성될 수 있다.
커버(800)는 하우징(700)의 하부에 결합된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 커버(800)는 회로기판(600) 아래에 배치된 바디부(810) 및 바디부(810)로부터 수직 방향(축 방향)으로 연장된 측벽(820)을 포함할 수 있다.
바디부(810)는 제3 돌출부(740)의 상기 개구를 덮도록 배치될 수 있다. 그에 따라, 바디부(810)는 제3 돌출부(740)의 내부에 배치된 회로기판(600)을 보호할 수 있다.
측벽(820)은 바디부(810)의 일측 가장자리에서 상부측으로 연장되게 돌출될 수 있다. 이때, 측벽(820)은 스테이터(100)의 외측에 이격되게 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 측벽(820)은 센서(500)와 반경 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다.
그에 따라, 측벽(820)은 외부 자기장을 차단하여, 상기 외부 자기장에 의해 제1 콜렉터(300), 제2 콜렉터(400) 및 센서(500)가 영향을 받는 것을 방지 또는 최소화할 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: 센싱 장치
100: 스테이터 110: 스테이터 홀더
120: 스테이터 바디 130: 제1 스테이터 투스
140: 제2 스테이터 투스
200: 로터
210: 로터 홀더 220: 로터 바디
230: 마그넷
300: 제1 콜렉터
400: 제2 콜렉터
500: 센서
600: 회로기판
700: 하우징
800: 커버

Claims (17)

  1. 스테이터; 및
    상기 스테이터에 적어도 일부가 배치되는 로터를 포함하며,
    상기 스테이터는
    스테이터 홀더,
    상기 스테이터 홀더와 결합된 스테이터 바디,
    상기 스테이터 바디에 배치되는 제1 스테이터 투스 및 제2 스테이터 투스를 포함하고,
    상기 로터는
    로터 홀더,
    상기 로터 홀더와 결합된 로터 바디, 및
    상기 로터 바디와 결합된 마그넷을 포함하며,
    상기 제1 스테이터 투스는 제1 바디 및 상기 제1 바디와 연결되고 서로 이격된 복수 개의 제1 투스를 포함하고,
    상기 제2 스테이터 투스는 제2 바디 및 상기 제2 바디와 연결되고 서로 이격된 복수 개의 제2 투스를 포함하며,
    복수 개의 상기 제1 투스와 복수 개의 상기 제2 투스는 반경 방향으로 오버랩되고,
    상기 마그넷은
    제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷, 및
    상기 제1 단위 마그넷과 상기 제2 단위 마그넷 사이에 배치되는 연결부를 포함하고,
    상기 제1 단위 마그넷은 제1 영역과 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 각각 N극 영역과 S극 영역을 포함하는 센싱 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역의 N극 영역과 상기 제2 영역의 S극 영역은 서로 대응되는 센싱 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마그넷의 연결부는 상기 로터 바디의 외주면으로 노출되지 않는 센싱 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스테이터 투스의 제1 바디와 상기 제2 스테이터 투스의 제2 바디 사이에 서로 이격되어 배치되는 제1 콜렉터와 제2 콜렉터,
    상기 제1 콜렉터와 상기 제2 콜렉터 사이에 배치되는 센서, 및
    상기 센서와 연결된 회로기판을 포함하는 센싱 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 콜렉터는 상기 센서와 마주하는 제1 콜렉터 바디 및 상기 제1 콜렉터 바디로부터 연장된 제1 연장부를 포함하고,
    상기 제2 콜렉터는 상기 센서와 마주하는 제2 콜렉터 바디 및 상기 제2 콜렉터 바디로부터 연장된 제2 연장부를 포함하며,
    상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부는 반경 방향으로 오버랩되지 않는 센싱 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 콜렉터 바디와 상기 제2 콜렉터 바디는 평면을 포함하고,
    상기 센서는 상기 제1 콜렉터 바디와 상기 제2 콜렉터 바디 사이에 배치되며,
    상기 센서는 상기 마그넷과 축 방향으로 오버랩되는 센싱 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 회로기판과 결합된 하우징을 포함하고,
    상기 하우징은 축 방향으로 돌출된 제1 돌기부 및 제2 돌기부를 포함하고,
    상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부 사이에 상기 센서가 배치되는 센싱 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 콜렉터는 상기 센서와 마주하는 제1 콜렉터 바디 및 상기 제1 콜렉터 바디로부터 연장된 제1 연장부를 포함하고,
    상기 제2 콜렉터는 상기 센서와 마주하는 제2 콜렉터 바디 및 상기 제2 콜렉터 바디로부터 연장된 제2 연장부를 포함하며,
    상기 제1 돌기부는 상기 제1 연장부의 내측에 배치되고,
    상기 제2 돌기부는 상기 제2 연장부의 외측에 배치되는 센싱 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 센서는 복수의 핀을 포함하고,
    복수의 상기 핀은 상기 하우징을 관통하여 상기 회로기판과 전기적으로 연결되는 센싱 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 센서는 상기 하우징의 일면에 배치되고,
    상기 회로기판은 상기 하우징의 타면에 배치되는 센싱 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 하우징과 결합된 커버를 포함하고,
    상기 커버는 상기 회로기판 아래에 배치된 바디부 및 상기 바디부로부터 축 방향으로 연장된 측벽을 포함하며,
    상기 측벽은 상기 센서와 반경 방향으로 오버랩되는 센싱 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단위 마그넷은 반경 방향으로의 두께가 상기 연결부의 반경 방향으로의 두께보다 큰 센싱 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 단위 마그넷은 축 방향의 폭이 상기 연결부의 축 방향으로의 폭보다 큰 센싱 장치.
  15. 스테이터; 및
    상기 스테이터에 적어도 일부가 배치되는 로터를 포함하며,
    상기 스테이터는
    스테이터 홀더,
    상기 스테이터 홀더와 결합된 스테이터 바디,
    상기 스테이터 바디에 배치되는 제1 스테이터 투스 및 제2 스테이터 투스를 포함하고,
    상기 로터는
    로터 홀더,
    상기 로터 홀더와 결합된 로터 바디, 및
    상기 로터 바디와 결합된 마그넷을 포함하며,
    상기 제1 스테이터 투스는 제1 바디 및 상기 제1 바디와 연결되고 서로 이격된 복수 개의 제1 투스를 포함하고,
    상기 제2 스테이터 투스는 제2 바디 및 상기 제2 바디와 연결되고 서로 이격된 복수 개의 제2 투스를 포함하며,
    복수 개의 상기 제1 투스와 복수 개의 상기 제2 투스는 반경 방향으로 오버랩되고,
    상기 스테이터 바디는
    상기 스테이터 홀더가 결합되는 내측부,
    반경 방향을 기준으로 상기 내측부의 외측에 배치되는 외측부 및
    상기 내측부와 상기 외측부 사이에 반경 방향으로 배치되는 격판을 포함하고,
    상기 격판에는 원주 방향을 따라 복수 개의 제1 홀 및 제2 홀이 형성되며,
    상기 제1 투스는 상기 제1 홀을 관통하고, 상기 제2 투스는 상기 제2 홀을 관통하는 센싱 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 내측부와 상기 외측부 사이에 배치되는 상기 마그넷은 상기 격판의 상부측에 배치되는 센싱 장치.
  17. 제1 투스를 포함하고 제1 반경을 갖는 제1 스테이터 투스;
    제2 투스를 포함하고 제2 반경을 갖는 제2 스테이터 투스;
    상기 제1 스테이터 투스와 상기 제2 스테이터 투스 사이에 배치된 제1 콜렉터와 제2 콜렉터;
    상기 제1 콜렉터와 상기 제2 콜렉터 사이에 배치된 센서; 및
    상기 제1 스테이터 투스와 상기 제2 스테이터 투스 사이에 회전 가능하게 배치된 마그넷을 포함하고,
    상기 제1 투스와 상기 제2 투스는 서로 마주보게 배치되고,
    상기 마그넷은
    제1 단위 마그넷과 제2 단위 마그넷, 및
    상기 제1 단위 마그넷과 상기 제2 단위 마그넷 사이에 배치되는 연결부를 포함하고,
    상기 제1 단위 마그넷은 제1 영역과 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 각각 N극 영역과 S극 영역을 포함하며,
    상기 마그넷의 회전시, 서로 반대 극으로 대전되는 센싱 장치.
KR1020180082565A 2018-07-16 2018-07-16 센싱 장치 KR102521179B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180082565A KR102521179B1 (ko) 2018-07-16 2018-07-16 센싱 장치
US16/973,568 US11525747B2 (en) 2018-07-16 2018-11-19 Sensing device that prevents magnetic field interference
CN201880095720.7A CN112424577B (zh) 2018-07-16 2018-11-19 传感装置
EP18926955.8A EP3825671B1 (en) 2018-07-16 2018-11-19 Torque sensing device
PCT/KR2018/014185 WO2020017705A1 (ko) 2018-07-16 2018-11-19 센싱 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180082565A KR102521179B1 (ko) 2018-07-16 2018-07-16 센싱 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200008449A KR20200008449A (ko) 2020-01-28
KR102521179B1 true KR102521179B1 (ko) 2023-04-13

Family

ID=69164518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180082565A KR102521179B1 (ko) 2018-07-16 2018-07-16 센싱 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11525747B2 (ko)
EP (1) EP3825671B1 (ko)
KR (1) KR102521179B1 (ko)
CN (1) CN112424577B (ko)
WO (1) WO2020017705A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102660627B1 (ko) * 2019-03-12 2024-04-25 엘지이노텍 주식회사 센싱 장치
US12062951B2 (en) * 2019-12-04 2024-08-13 Lg Innotek Co., Ltd. Sensing device

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19961884C2 (de) * 1999-12-20 2003-08-21 Thomas Strothmann Anordnung zur kontaktlosen Erfassung von Drehwinkeln, Drehmomenten und sonstigen, vorzugsweise rotatorischen Grössen zwischen rotierenden Teilen
US6510750B2 (en) * 2000-05-03 2003-01-28 Cts Corporation Steering wheel torque and position sensor
DE20220383U1 (de) 2002-11-28 2003-07-31 Valeo Schalter und Sensoren GmbH, 74321 Bietigheim-Bissingen Vorrichtung zum Bestimmen eines auf eine Welle ausgeübten Drehmoments
DE10256322A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung zum Bestimmen eines auf eine Welle ausgeübten Drehmoments
US7639004B2 (en) * 2007-07-23 2009-12-29 Gm Global Technology Operations, Inc. Apparatus for sensing angular displacement between first and second rotating shafts including flux collectors
KR101128608B1 (ko) 2008-03-11 2012-03-26 주식회사 만도 토크 앵글 센서 및 이를 구비한 전동식 조향장치
KR100915264B1 (ko) * 2008-03-25 2009-09-03 엘에스전선 주식회사 토크센서 및 이를 구비한 전동식 파워 스티어링 장치
KR20100092243A (ko) * 2009-02-12 2010-08-20 엘에스전선 주식회사 토크센서
KR100976701B1 (ko) * 2009-12-02 2010-08-18 대성전기공업 주식회사 조향장치용 비접촉식 토크센서
US8726742B2 (en) 2010-11-23 2014-05-20 Steering Solutions Ip Holding Corporation Torque sensing system having torque sensor, and steering system
KR101913858B1 (ko) 2011-12-06 2018-10-31 타이코에이엠피 주식회사 스티어링 칼럼의 비틀림을 측정하기 위한 토크센서 및 이를 이용한 측정방법
US9109965B2 (en) * 2012-05-17 2015-08-18 Lg Innotek Co., Ltd. Torque angle sensor
KR101353740B1 (ko) * 2012-06-28 2014-01-22 엘지이노텍 주식회사 토크센서
KR102120313B1 (ko) * 2013-09-27 2020-06-16 엘지이노텍 주식회사 토크 인덱스 센서
KR20150034984A (ko) * 2013-09-27 2015-04-06 엘지이노텍 주식회사 스테이터 조립체 및 이를 포함하는 토크 센서
KR101882550B1 (ko) * 2014-09-05 2018-07-27 엘에스오토모티브테크놀로지스 주식회사 토크 센서 장치
KR102327238B1 (ko) * 2015-04-13 2021-11-17 엘지이노텍 주식회사 토크센서모듈 및 이를 포함하는 조향각 센싱장치
KR102318234B1 (ko) 2015-07-23 2021-10-27 엘지이노텍 주식회사 토크앵글센서
KR102656078B1 (ko) * 2016-07-19 2024-04-11 엘지이노텍 주식회사 센서 장치
KR102698898B1 (ko) * 2019-05-22 2024-08-27 엘지이노텍 주식회사 센싱 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US11525747B2 (en) 2022-12-13
CN112424577B (zh) 2022-09-23
US20210247252A1 (en) 2021-08-12
WO2020017705A1 (ko) 2020-01-23
EP3825671A4 (en) 2021-12-15
CN112424577A (zh) 2021-02-26
KR20200008449A (ko) 2020-01-28
EP3825671A1 (en) 2021-05-26
EP3825671B1 (en) 2024-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3974796A1 (en) Sensing device
US11385077B2 (en) Sensing device
KR102521179B1 (ko) 센싱 장치
CN114787602B (zh) 感测装置
US20210175760A1 (en) Sensing device
EP3940358B1 (en) Sensing device
KR102662006B1 (ko) 센싱 장치
KR102651815B1 (ko) 센싱 장치
CN114867997B (zh) 感测装置
CN114286778B (zh) 感测装置
KR20210089509A (ko) 센싱 장치
KR102656073B1 (ko) 센싱장치
US9945742B2 (en) Torque sensor and electric power steering apparatus
KR102599287B1 (ko) 센싱 장치
KR102636852B1 (ko) 센싱 장치
KR102658684B1 (ko) 센싱 장치
KR20210070070A (ko) 센싱 장치
KR20210089510A (ko) 센싱 장치
KR20210070069A (ko) 센싱 장치
KR20210088974A (ko) 센싱 장치
KR20210070068A (ko) 센싱 장치
KR20210081020A (ko) 센싱 장치
KR20200093259A (ko) 센싱 장치
KR20190083495A (ko) 회전 센싱 장치
KR20180061953A (ko) 토크 인덱스 센서 및 이를 포함하는 조향 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant