KR20030057844A - 스티어링 시스템의 토크센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티어링 시스템의 토크센서에 관한 것으로서, 그 목적은 기어박스 하우징의 내부에 보빈을 용이하게 설치하고 축방향 및 반경방향으로의 진동유격을 보상할 수 있도록 보빈의 외측에 스페이서가 일체로 형성된 튜브를 구비한 스티어링 시스템의 토크센서를 제공하는 것이며, 기어박스 하우징(10)의 내부에 회전 가능하도록 삽입 설치되되 서로 연결되는 입력축(20)과 출력축(30), 상기 입력축(20)과 출력축(30)의 외부 및 그 사이에 각각 설치되는 검출링(50)과, 상기 검출링(50)의 외부 축방향 양측으로 배치되도록 상기 기어박스 하우징(10)에 고정된 보빈(60)을 구비한 스티어링 시스템의 토크센서에 있어서, 상기 보빈(60)이 양측으로 삽입되어 서로 이격되도록 그 중간에 일체로 스페이서(71)가 형성되어 상기 기어박스 하우징(10)의 내부에 압입되는 튜브(70)가 구비되는 구성이다.

Description

스티어링 시스템의 토크센서{TORQUE SENSOR OF STEERING SYSTEM}

본 발명은 스티어링 시스템의 토크센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기어박스 하우징의 내부에 보빈을 용이하게 설치하고 축방향 및 반경방향의 진동유격을 보상받을 수 있도록 기어박스 하우징과 보빈 사이에 튜브를 마련한 스티어링 시스템의 토크센서에 관한 것이다.

일반적으로 스티어링 시스템은 스티어링휠을 회전시켜 바퀴를 조향시키는 것으로서, 바퀴와 노면 사이에 작용하는 마찰력에 의해 스티어링휠과 바퀴 사이의 회전비가 다르게 나타난다.

따라서, 이를 측정하여 보상하기 위해 토크센서를 구비하는데, 이 토크센서는 스티어링휠의 회전각도와 바퀴의 회전각도 사이의 편차를 측정하여 이를 제어부에 전달하게 된다.

이러한 토크센서는, 스티어링휠과 연결되는 입력축과, 바퀴측에 연결되는 출력축의 외측에 다수개의 검출링을 설치하고 그 외측에 코일이 권선된 보빈을 설치하여 검출링 사이의 대향 면적과 자속 변화로 인한 인덕턴스 값을 측정한다.

도 1은 이러한 종래 토크센서의 설치상태를 보인 측단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 기어박스 하우징(1)의 내부 일측으로는 중공의 입력축(2)이 삽입 설치되고, 타측으로는 중공의 출력축(3)이 삽입 설치되며, 출력축(3)과 마주하는 입력축(2)의 선단은 출력축(3)의 내부로 삽입 설치된다.

이때, 입력축(2)과 출력축(3)은 회전력 전달시 회전방향으로 소정의 유격이 발생되도록 연결되고, 그 내부에는 토션바(4)가 설치되는데, 이 토션바(4)의 일단은 입력축(2)에 고정되고 타단은 출력축(3)에 고정되어, 입력축(2)과 출력축(3) 회전방향 유격 발생시 비틀리게 된다.

한편, 입력축(2)과 출력축(3) 그리고 그 사이에는 세 개로 분리 형성된 검출링(5)이 각각 설치되는데, 이 검출링(5)은 원통형으로서 인접한 검출링(5)과 마주하는 선단이 요철형성되어 입력축(2)과 출력축(3)의 회전시 그 사이의 마주하는 면적이 변화하게된다.

그리고, 이 검출링(5)의 사이 사이 외측으로는 보빈(6)이 설치되는데, 이 보빈(6)은 입력축(2) 방향으로 설치되는 보상측보빈(6b)과 출력축(3) 방향으로 설치되는 검출측보빈(6a)으로 구분되어 기어박스 하우징(1)의 내부에 고정된다.

또한, 기어박스 하우징(1)의 내부 일측에는 보상측보빈(6b)을 축방향으로 지지할 수 있도록 단턱(1a)이 형성되고, 보상측보빈(6b)과 검출측보빈(6a)의 사이에는 이들의 이격 간격을 설정할 수 있도록 스페이서(7)가 설치되며, 검출측보빈(6a)의 축방향 외측으로는 웨이브와셔(8)와 스냅링(9)이 설치된다.

이로써, 조립시 보상측보빈(6b)을 기어박스 하우징(1)에 삽입하고, 그 후단측으로는 스페이서(7)를 삽입하며, 다시 스페이서(7)의 후단측으로 검출측보빈(6a)을 삽입한 후 탄성체인 웨이브와셔(8)를 개재시켜 스냅링(9)으로 고정한다.

그러나 이와 같은 종래의 스티어링 시스템의 토크센서는, 탄성체인 웨이브와셔에 의해 보빈의 축방향 진동유격을 보상받지만, 반경방향으로의 진동유격보상이 이루어지지 않아 소음 및 진동이 발생되는 문제점이 있었다.

또, 공간이 좁은 기어박스 하우징의 내부에 분리 형성된 보빈과 스페이서와 웨이브와셔 및 스냅링을 설치해야하므로, 이를 조립하는 작업이 불편하고, 이로 인해 조립성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기어박스 하우징의 내부에 보빈을 용이하게 설치하고 축방향 및 반경방향으로의 진동유격을 보상할 수 있도록 보빈의 외측에 스페이서가 일체로 형성된 튜브를 구비한 스티어링 시스템의 토크센서를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 토크센서의 설치상태를 보인 측단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 토크센서의 설치상태를 보인 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 튜브와 보빈의 설치상태를 보인 사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10:기어박스 하우징 11:단턱

20:입력축 30:출력축

40:토션바 50:검출링

60:보빈 61:검출측보빈

62:보상측보빈 70:튜브

71:스페이서 72:코팅부

73:외주홈 74:내주홈

75:스냅링

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 스티어링 시스템의 토크센서는, 기어박스 하우징의 내부에 회전 가능하도록 삽입 설치되되 서로 연결되는 입력축과 출력축, 상기 입력축과 출력축의 외부 및 그 사이에 각각 설치되는 검출링과, 상기 검출링의 외부 축방향 양측으로 배치되도록 상기 기어박스 하우징에 고정된 보빈을 구비한 스티어링 시스템의 토크센서에 있어서, 상기 보빈이 양측으로 삽입되어 서로 이격되도록 그 중간에 일체로 스페이서가 형성되어 상기 기어박스 하우징의 내부에 압입되는 튜브가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 토크센서의 설치상태를 보인 측단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 기어박스 하우징(10)의 내부 일측으로는 중공의 입력축(20)이 삽입 설치되고, 타측으로는 중공의 출력축(30)이 삽입 설치되어 서로 연결되며, 그 내부에는 입력축(20)과 출력축(30)에 각각 고정되어, 입력축(20)과 출력축(30) 회전방향 유격 발생시 비틀리도록 토션바(40)가 설치된다.

그리고, 입력축(20)과 출력축(30) 그리고 그 사이에는 세 개로 분리 형성된 검출링(50)이 각각 설치되고, 이 검출링(50)의 사이 사이 외측으로는 보빈(60)이 설치되는데, 이 보빈(60)은 입력축(20) 방향으로 설치되는 보상측보빈(62)과 출력축(30) 방향으로 설치되는 검출측보빈(61)으로 구분된다.

한편, 기어박스 하우징(10)의 내부 일측에는 보상측보빈(62)을 축방향으로 지지할 수 있도록 단턱(11)이 형성되고, 보상측보빈(62)과 검출측보빈(61)의 외측으로는 보빈(60)의 용이한 설치와 축방향 및 반경방향으로의 진동유격을 보상할 수 있도록 튜브(70)가 설치된다.

도 3은 이러한 튜브와 보빈을 보인 부분절개 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 튜브(70)는 기어박스 하우징(10)의 내부에 압입 설치되는 중공관으로서 양측으로 보빈(60)이 삽입되며 그 중간측에는 보상측보빈(62)과 검출측보빈(61)을 이격시킬 수 있도록 중심측으로 돌출되는 스페이서(71)가 일체로 형성된다.

이때, 보상측보빈(62)은 튜브(70)의 밖으로 끝단이 나오게 하여 튜브(70)를 기어박스 하우징(10)에 압입시 단턱(11)에 밀착되도록 구성되어지고, 검출측보빈(61)은 튜브(70)의 내부에 완전히 삽입되는데, 이를 고정시킬 수 있도록 튜브(70)의 내주면에 원주형으로 형성되는 내주홈(74)이 형성되고, 이 내주홈(74)에는 스냅링(75)이 설치된다.

그리고, 튜브(70)의 내부에 형성된 스페이서(71)의 외측으로 외주홈(73)이 형성되는데, 이 외주홈(73)은 튜브(70)가 반경방향으로 탄성력을 가질 수 있도록 마련되는 것으로서, 튜브(70)의 외주면을 따라 원형으로 함몰 형성되어 기어박스하우징(10)에 설치시 그 내부면과 이격된다.

아울러, 튜브(70)는 탄성력을 가지는 소재로 마련되며, 그 내부면에는 진동유격 흡수를 높임과 동시에 온도변화에 따른 유격발생을 줄일 수 있도록 플라스틱 코팅부(72)가 마련되며, 기어박스 하우징(10)과 보빈(60)에 견고히 밀착되도록 축방향 내측에서 외측으로 지름이 커지도록 테이퍼 형성된다.

즉, 보빈(60)이 삽입된 튜브(70)를 기어박스 하우징(10)에 압입하면 튜브(70)의 확장된 부분이 중심측으로 수축되어 기어박스 하우징(10)의 내부면과 견고히 밀착되고, 이와 동시에 그 내부면이 보빈(60)의 외부면에 견고히 밀착되어 보빈(60)의 반경방향 및 축방향의 진동 및 유격을 방지하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명 스티어링 시스템의 토크센서는, 튜브(70)의 양측으로 보빈(60)을 삽입하는데, 이때, 보상측보빈(62)은 튜브(70)의 외측으로 돌출되고, 검출측보빈(61)의 그 내부에 완전히 삽입되며, 그 사이는 스페이서(71)에 의해 이격된다.

그리고, 검출측보빈(61)을 고정하기 위해 튜브(70)의 내주면에 형성된 내주홈(74)에 스냅링(75)을 설치함으로써, 보상측보빈(62)과 검출측보빈(61)은 튜브(70) 및 스냅링(75)에 의해 하나의 부품과 같이 일체화된다.

아울러, 보빈(60)이 설치된 튜브(70)를 기어박스 하우징(10)의 내부에 압입하여 단턱(11)에 보상측보빈(62)을 밀착시킴으로써, 테이퍼진 튜브(70)의 확장된 양측선단이 중심측으로 압입되어 그 외부면이 기어박스 하우징(10)과 밀착됨과 동시에 그 내부면이 보빈(60)과 견고히 밀착된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 시스템의 토크센서는, 스페이서가 일체로 형성된 튜브로 인해 보빈을 기어박스의 내부에 용이하게 설치할 수 있어 조립성이 향상되는 이점이 있다.

또, 튜브가 그 내부에 플라스틱 코팅부가 마련되어 보빈의 외부에 설치됨으로 인해 보빈의 축방향 및 반경방향으로의 진동유격 및 온도의 변화에 따른 유격을 보상할 수 있어 소음과 진동을 저감하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 기어박스 하우징의 내부에 회전 가능하도록 삽입 설치되되 서로 연결되는 입력축과 출력축, 상기 입력축과 출력축의 외부 및 그 사이에 각각 설치되는 검출링과, 상기 검출링의 외부 축방향 양측으로 배치되도록 상기 기어박스 하우징에 고정된 보빈을 구비한 스티어링 시스템의 토크센서에 있어서,

   상기 보빈(60)이 양측으로 삽입되어 서로 이격되도록 그 중간에 일체로 스페이서(71)가 형성되어 상기 기어박스 하우징(10)의 내부에 압입되는 튜브(70)가 구비된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.
2. 제 1항에 있어서, 상기 튜브(70)의 내부에는 상기 보빈(60)을 축방향으로 고정시킬 수 있도록 내주면에 원주형으로 형성되는 내주홈(74)과 이에 삽입되는 스냅링(75)이 마련된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서
3. 제 1항에 있어서, 상기 튜브(70)의 내부면에는 진동유격 흡수를 높이도록 플라스틱 코팅부(72)가 마련된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.
4. 제 1항에 있어서, 상기 튜브(70)는 탄성력을 가지는 소재로 마련되며 축방향 내측에서 외측으로 지름이 커지도록 테이퍼 형성되어 상기 기어박스 하우징(10)과 보빈(60)에 견고히 밀착되는 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.