KR20040054889A - Torque sensor of steering system - Google Patents

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KR20040054889A KR1020020081216A KR20020081216A KR20040054889A KR 20040054889 A KR20040054889 A KR 20040054889A KR 1020020081216 A KR1020020081216 A KR 1020020081216A KR 20020081216 A KR20020081216 A KR 20020081216A KR 20040054889 A KR20040054889 A KR 20040054889A
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Abstract

PURPOSE: A torque sensor of a steering system is provided to easily mount a bobbin in a gearbox housing and compensate vibration clearance of the axial and radial directions by integrating a spacer unit to the outside of the bobbin. CONSTITUTION: A torque sensor of a steering system is composed of input and output shafts(20,30) connected to each other to rotatively insert and mount in a gearbox housing(10); detecting rings(50) installed to the input shaft, the output shaft, and between the input and output shafts, respectively; a bobbin(60) fixed to the gearbox housing to arrange at both sides of the outer axial direction of the detecting ring; a sensor housing(70) inserted into the gearbox housing and integrated with a spacer unit(71) in the middle to insert and mutually separate the bobbin to both sides; and a tolerance ring(80) interposed between the sensor housing and the gearbox housing to generate elastic force to the radial direction.

Description

스티어링 시스템의 토크센서{TORQUE SENSOR OF STEERING SYSTEM}Torque sensor of steering system {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 센서하우징과 톨러런스링을 설치한 스티어링 시스템의 토크센서에 관한 것이다.The present invention relates to a torque sensor of a steering system, and more particularly, to a sensor housing between a gearbox housing and a bobbin to easily install a bobbin inside the gearbox housing and to compensate for axial and radial vibration gaps. And a torque sensor of a steering system in which a tolerance ring is installed.

일반적으로 스티어링 시스템은 스티어링휠을 회전시켜 바퀴를 조향시키는 것으로서, 바퀴와 노면 사이에 작용하는 마찰력에 의해 스티어링휠과 바퀴 사이의 회전비가 다르게 나타난다.In general, the steering system rotates the steering wheel to steer the wheels, and the rotation ratio between the steering wheel and the wheels is different due to the friction force acting between the wheels and the road surface.

따라서, 이를 측정하여 보상하기 위해 토크센서를 구비하는데, 이 토크센서는 스티어링휠의 회전각도와 바퀴의 회전각도 사이의 편차를 측정하여 이를 제어부에 전달하게 된다.Therefore, a torque sensor is provided to compensate for the measurement. The torque sensor measures a deviation between the rotation angle of the steering wheel and the rotation angle of the wheel and transmits the deviation to the controller.

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.The torque sensor is provided with a plurality of detection rings on an outer side of an input shaft connected to a steering wheel and an output shaft connected to a wheel side, and a bobbin with coils wound on the outside thereof so that a change in the opposing area and magnetic flux between the detection rings is achieved. Measure the resulting inductance value.

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.1 is a side sectional view showing an installation state of such a conventional torque sensor. As shown therein, the hollow input shaft 2 is inserted into one side of the gearbox housing 1 and the hollow output shaft 3 is inserted into the other side of the gearbox housing 1, and the input shaft facing the output shaft 3 is inserted therein. The tip of (2) is inserted into the output shaft (3).

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.At this time, the input shaft (2) and the output shaft (3) is connected so that a predetermined play occurs in the rotational direction when the rotational force is transmitted, the torsion bar (4) is installed therein, one end of the torsion bar (4) is the input shaft ( It is fixed to 2) and the other end is fixed to the output shaft (3), it is twisted when the clearance between the input shaft (2) and the output shaft (3) rotation direction occurs.

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.On the other hand, the input shaft (2) and the output shaft (3) and the three detection rings (5) formed separately therebetween are provided, each of which is a cylindrical cylindrical end that faces the adjacent detection ring (5) is uneven Formed to change the area facing each other when the input shaft 2 and the output shaft 3 rotate.

그리고, 이 검출링(5)의 사이 사이 외측으로는 보빈(6)이 설치되는데, 이 보빈(6)은 입력축(2) 방향으로 설치되는 보상측 보빈(6b)과 출력축(3) 방향으로 설치되는 검출측 보빈(6a)으로 구분되어 기어박스 하우징(1)의 내부에 고정된다.And the bobbin 6 is provided in the outer side between the detection rings 5, This bobbin 6 is installed in the direction of the compensation side bobbin 6b and the output shaft 3 which are installed in the input shaft 2 direction. It is divided into the detection side bobbin (6a) is fixed to the inside of the gearbox housing (1).

또한, 기어박스 하우징(1)의 내부 일측에는 보상측 보빈(6b)을 축방향으로 지지할 수 있도록 단턱(1a)이 형성되고, 보상측 보빈(6b)과 검출측 보빈(6a)의 사이에는 이들의 이격 간격을 설정할 수 있도록 스페이서(7)가 설치되며, 검출측 보빈(6a)의 축방향 외측으로는 웨이브와셔(8)와 스냅링(9)이 설치된다.In addition, a stepped portion 1a is formed at one inner side of the gearbox housing 1 to support the compensation side bobbin 6b in the axial direction, and between the compensation side bobbin 6b and the detection side bobbin 6a. The spacer 7 is provided so that these spaced intervals can be set, and the wave washer 8 and the snap ring 9 are provided in the axial direction outer side of the detection side bobbin 6a.

이로써, 조립시 보상측 보빈(6b)을 기어박스 하우징(1)에 삽입하고, 그 후단측으로는 스페이서(7)를 삽입하며, 다시 스페이서(7)의 후단측으로 검출측 보빈(6a)을 삽입한 후 탄성체인 웨이브와셔(8)를 개재시켜 스냅링(9)으로 고정한다.Thus, during assembly, the compensating side bobbin 6b is inserted into the gearbox housing 1, the spacer 7 is inserted into the rear end side thereof, and the detection side bobbin 6a is inserted into the rear end side of the spacer 7 again. After fixing the snap ring (9) through the wave washer (8) which is an elastic body.

그러나 이와 같은 종래의 스티어링 시스템의 토크센서는, 탄성체인 웨이브와셔에 의해 보빈의 축방향 진동유격을 보상받지만, 반경방향으로의 진동유격보상이 이루어지지 않아 소음 및 진동이 발생되는 문제점이 있었다.However, the torque sensor of the conventional steering system is compensated for the axial vibration gap of the bobbin by the wave washer, which is an elastic body, but the vibration gap compensation in the radial direction is not made, thereby causing noise and vibration.

또, 공간이 좁은 기어박스 하우징의 내부에 분리 형성된 보빈과 스페이서와 웨이브와셔 및 스냅링을 설치해야하므로, 이를 조립하는 작업이 불편하고, 이로 인해 조립성이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, since the bobbin, the spacer, the wave washer, and the snap ring must be installed separately inside the narrow gearbox housing, the work of assembling them is inconvenient.

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 스페이서부가 일체로 형성된 센서하우징 및 톨러런스링을 구비한 스티어링 시스템의 토크센서를 제공하는 것이다.The present invention is to solve such a conventional problem, an object of the present invention is to provide a spacer on the outer side of the bobbin to easily install the bobbin inside the gearbox housing and to compensate for the vibration gap in the axial and radial directions It is to provide a torque sensor of the steering system having an additional integrally formed sensor housing and tolerance ring.

도 1은 종래 토크센서의 설치상태를 보인 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view showing an installation state of a conventional torque sensor.

도 2는 본 발명에 따른 토크센서의 설치상태를 보인 측단면도이다.Figure 2 is a side sectional view showing an installation state of the torque sensor according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 센서하우징과 톨러런스링을 보인 사시도이다.3 is a perspective view showing a sensor housing and a tolerance ring according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10: 기어박스 하우징 11: 단턱10: gearbox housing 11: step

20: 입력축 30: 출력축20: input shaft 30: output shaft

40: 토션바 50: 검출링40: torsion bar 50: detection ring

60: 보빈 61: 검출측 보빈60: bobbin 61: detection side bobbin

62: 보상측 보빈 70: 센서하우징62: compensation bobbin 70: sensor housing

71: 스페이서부 72: 코팅부71: spacer portion 72: coating portion

74: 설치홈 75: 스냅링74: mounting groove 75: snap ring

80: 톨러런스링80: tolerance ring

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 스페이서부가 형성되어 상기 기어박스 하우징의 내부에 삽입되는 센서하우징과, 상기 센서하우징과 기어박스 하우징의 사이에 설치되어 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링이 구비된 것을 특징으로 한다.Torque sensor of the present invention to achieve the above object, the torque sensor is inserted into the inside of the gearbox housing rotatably installed input shaft and output shaft connected to each other, the detection ring is provided between the outside and between the input shaft and the output shaft, respectively And a torque sensor of a steering system having a bobbin fixed to the gearbox housing so as to be disposed on both outer axial sides of the detection ring, wherein the bobbin is inserted at both sides to form a spacer part integrally therebetween. The sensor housing is inserted into the gear box housing, and a tolerance ring is installed between the sensor housing and the gear box housing to generate an elastic force in the radial direction.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention;

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, 그내부에는 입력축(20)과 출력축(30)에 각각 고정되어, 입력축(20)과 출력축(30) 회전방향 유격 발생시 비틀리도록 토션바(40)가 설치된다.Figure 2 is a side sectional view showing an installation state of the torque sensor according to the present invention. As shown in the figure, a hollow input shaft 20 is inserted into one side of the gearbox housing 10 and a hollow output shaft 30 is inserted into and connected to the other side thereof. 20 and fixed to the output shaft 30, the torsion bar 40 is provided so as to twist when the clearance between the input shaft 20 and the output shaft 30 in the rotation direction.

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 보상측 보빈(62)과 출력축(30) 방향으로 설치되는 검출측 보빈(61)으로 구분된다.Then, three detection rings 50 are formed between the input shaft 20 and the output shaft 30 and therebetween, and the bobbin 60 is installed between the detection rings 50 on the outside. The bobbin 60 is divided into a compensation side bobbin 62 provided in the input shaft 20 direction and a detection side bobbin 61 installed in the output shaft 30 direction.

한편, 기어박스 하우징(10)의 내부 일측에는 보상측 보빈(62)을 축방향으로 지지할 수 있도록 단턱(11)이 형성되고, 보상측 보빈(62)과 검출측 보빈(61)의 외측으로는 보빈(60)의 용이한 설치와 축방향 및 반경방향으로의 진동유격을 보상할 수 있도록 튜브타입의 센서하우징(70)이 설치되고, 그 외부측에는 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링(80)이 설치된다.Meanwhile, a step 11 is formed at one inner side of the gearbox housing 10 to support the compensation side bobbin 62 in the axial direction, and to the outside of the compensation side bobbin 62 and the detection side bobbin 61. The tubular sensor housing 70 is installed to compensate for the easy installation of the bobbin 60 and the vibration gap in the axial direction and the radial direction, and the torsion ring 80 for generating the elastic force in the outer side thereof. ) Is installed.

도 3은 본 발명에 따른 센서하우징과 톨러런스링을 보인 사시도이고, 도 4는 도 3의 "A-A" 의 단면도이다. 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 센서하우징(70)은 기어박스 하우징(10)의 내부에 설치되는 중공관으로서 양측으로 보빈(60)이 약하게 압입되며 그 중간측에는 보상측 보빈(62)과 검출측 보빈(61)을 이격시킬 수 있도록 중심측으로 돌출되는 스페이서부(71)가 일체로 형성된다.3 is a perspective view illustrating a sensor housing and a tolerance ring according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of "A-A" of FIG. 3 and 4, the sensor housing 70 is a hollow tube installed inside the gearbox housing 10, and the bobbin 60 is weakly press-fitted to both sides thereof, and the compensation side bobbin 62 is disposed at the middle thereof. The spacer portion 71 protruding toward the center side is integrally formed so as to separate the detection side bobbin 61.

이때, 보상측 보빈(62)은 센서하우징(70)의 밖으로 끝단이 나오게 하여 센서하우징(70)이 기어박스 하우징(10)에 압입될 때 단턱(11)에 밀착되고, 검출측 보빈(61)은 센서하우징(70)의 내부에 완전히 압입되며, 이 검출측 보빈(61)의 축방향 외측에는 센서하우징(70)을 축방향으로 고정하는 스냅링(75)과 이를 위한 설치홈(74)이 형성된다.At this time, the compensating side bobbin 62 comes out of the sensor housing 70 so that the sensor housing 70 is in close contact with the step 11 when the sensor housing 70 is pressed into the gearbox housing 10, and the detection side bobbin 61 is provided. Is completely press-fitted into the inside of the sensor housing 70, and a snap ring 75 and an installation groove 74 for fixing the sensor housing 70 in the axial direction are formed on the axially outer side of the detection side bobbin 61. do.

그리고, 센서하우징(70)의 내부에 형성된 스페이서부(71)의 외측은 검출측 보빈(61)이 설치되는 일단측을 제외한 다른 부분이 모두 기어박스 하우징(10)의 내경과 이격되어 틈새를 형성하며, 이 틈새에는 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링(80)이 센서하우징(70)의 외주면과 기어박스 하우징(10)의 내주면 사이에 압착 설치된다.In addition, the outer portion of the spacer portion 71 formed inside the sensor housing 70 is spaced apart from the inner diameter of the gearbox housing 10 except for one end side at which the detection side bobbin 61 is installed to form a gap. The clearance ring 80 generating elastic force in the radial direction is compressed in the gap between the outer circumferential surface of the sensor housing 70 and the inner circumferential surface of the gearbox housing 10.

아울러, 톨러런스링(80)은 탄성력을 가지는 재질로서 한 쌍이 마련되고, 센서하우징(70)의 내부면에는 진동유격 흡수를 높임과 동시에 온도변화에 따른 유격발생을 줄일 수 있도록 플라스틱 코팅부(72)가 형성되어 보빈(60)과 견고히 밀착되므로, 톨러런스링(80)은 반경방향 및 축방향 탄성력으로 보빈(60)을 내재한 센서하우징(70)의 반경방향 및 축방향의 진동 및 유격을 강제적으로 방지하게 된다.In addition, the tolerance ring 80 is provided with a pair as a material having an elastic force, the plastic coating portion 72 to increase the vibration gap absorption on the inner surface of the sensor housing 70 and to reduce the gap caused by the temperature change at the same time. Is formed and tightly adhered to the bobbin 60, the tolerance ring 80 forcibly radiates vibration and play in the radial and axial directions of the sensor housing 70 incorporating the bobbin 60 with radial and axial elastic forces. Will be prevented.

이와 같이 구성된 본 발명 스티어링 시스템의 토크센서는, 센서하우징(70)의 양측으로 보빈(60)을 삽입하는데, 이때, 보상측 보빈(62)은 센서하우징(70)의 외측으로 돌출되고, 검출측 보빈(61)의 그 내부에 완전히 삽입되며, 그 사이는 스페이서부(71)에 의해 이격된다.The torque sensor of the present invention steering system configured as described above, the bobbin 60 is inserted into both sides of the sensor housing 70, wherein the compensation side bobbin 62 protrudes out of the sensor housing 70, the detection side It is completely inserted into the bobbin 61, and spaced apart by the spacer portion 71 therebetween.

그리고, 스페이서부(71)를 구비하고 내부에 보상측 보빈(62)과 검출측 보빈(61)이 설치되어 하나의 부품과 같이 일체화된 센서하우징(70)을 고정하기 위해 기어박스 하우징(10)의 내주면에 형성된 설치홈(74)에 스냅링(75)을 설치한다.In addition, the gearbox housing 10 is provided with a spacer portion 71 and a compensation side bobbin 62 and a detection side bobbin 61 are installed therein to fix the sensor housing 70 integrated as one component. Install the snap ring 75 in the installation groove 74 formed on the inner circumferential surface of the.

아울러, 보빈(60)이 설치된 센서하우징(70)의 외부측에는 축방향으로 이격되도록 한 쌍의 톨러런스링(80)을 설치하고, 이를 기어박스 하우징(10)의 내부에 삽입하여 단턱(11)에 보상측 보빈(62)을 밀착시킴으로써, 센서하우징(70)이 톨러런스링(80)에 의해 기어박스 하우징(10)과 밀착됨과 동시에 그 내부면이 보빈(60)과 견고히 밀착된다.In addition, a pair of tolerance rings 80 are installed on the outer side of the sensor housing 70 in which the bobbin 60 is installed, so as to be spaced in the axial direction, and inserted into the gearbox housing 10 to the step 11. By bringing the compensating side bobbin 62 into close contact, the sensor housing 70 is brought into close contact with the gearbox housing 10 by the tolerance ring 80 and its inner surface is firmly brought into close contact with the bobbin 60.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 시스템의 토크센서는, 스페이서부가 일체로 형성된 센서하우징으로 인해 보빈을 기어박스의 내부에 용이하게 설치할 수 있어 조립성이 향상되는 이점이 있다.As described in detail above, the torque sensor of the steering system according to the present invention, the bobbin can be easily installed in the gearbox due to the sensor housing formed integrally there is an advantage that the assembly is improved.

또, 센서하우징의 내부에는 플라스틱 코팅부가 마련되고 외부에는 축방향 및 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링이 설치되어 보빈을 내재한 센서하우징의 축방향 및 반경방향으로의 진동유격 및 온도의 변화에 따른 유격을 보상할 수 있어 소음과 진동을 저감하여 센서출력을 안정화를 이룰 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.In addition, a plastic coating part is provided inside the sensor housing, and a tolerance ring for generating an elastic force in the axial direction and the radial direction is installed outside, so as to change the vibration clearance and temperature in the axial direction and the radial direction of the sensor housing incorporating bobbins. The gap can be compensated for, thus reducing the noise and vibration, thereby making it possible to stabilize the sensor output, thereby improving the reliability of the product.

Claims (3)

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,An input shaft and an output shaft inserted into the gear box housing to be rotatable and connected to each other, the detection rings respectively provided between the input shaft and the output shaft and between the input shaft and the output shaft, and the gear box to be disposed on both sides of the detection ring in the outer axial direction. In a torque sensor of a steering system having a bobbin fixed to a housing, 상기 보빈이 양측으로 삽입되어 서로 이격되도록 그 중간에 일체로 스페이서부가 형성되어 상기 기어박스 하우징의 내부에 삽입되는 센서하우징과, 상기 센서하우징과 기어박스 하우징의 사이에 설치되어 반경방향으로 탄성력을 발생시키는 톨러런스링이 구비된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.The bobbin is inserted into both sides to be spaced apart from each other integrally formed with a spacer portion in the middle of the sensor housing is inserted into the interior of the gearbox housing, and is installed between the sensor housing and the gearbox housing to generate an elastic force in the radial direction Torque sensor of the steering system, characterized in that provided with a tolerance ring. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센서하우징의 내부면에는 진동유격 흡수를 높일 수 있도록 플라스틱 코팅부가 마련된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.Torque sensor of the steering system, characterized in that the inner surface of the sensor housing is provided with a plastic coating to increase the vibration gap absorption. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 톨러런스링은 탄성력을 가지는 재질로 마련되며 상기 기어박스 하우징과 센서하우징의 사이에 축방향 양측으로 한 쌍이 배치된 것을 특징으로 하는 스티어링 시스템의 토크센서.The tolerance ring is made of a material having an elastic force and a torque sensor of the steering system, characterized in that a pair is disposed between the gearbox housing and the sensor housing in both axial directions.
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