KR20100038718A - Electronic power steering apparatus having torque sensor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An electronic power steering system with a torque sensor is provided to reduce the maintenance cost and time by replacing wrong PCB assembly and reduce torque measurement errors and obtain accurate measurement by constantly measuring torque. CONSTITUTION: An electronic power steering system with a torque sensor comprises a torque rotor, a position rotor, a magnetic charge detection unit(240) and a housing. The torque rotor comprises a first magnetic body. The position rotor comprises a second and third magnetic bodies. The magnetic charge detection unit comprises a PCB assembly and a concentrator. The magnetic charge detection unit is installed at the gear-box of a reduction gear(150). The housing is composed of upper and lower housing and surrounds the position rotor.

Description

토크 센서를 구비한 전동식 조향장치{Electronic power steering apparatus having torque sensor}Electronic power steering apparatus having torque sensor

본 발명은 토크 센서를 구비한 전동식 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 토크 센서의 PCB 조립체와 컨센트레이터를 분리형으로 하고서 이들을 기어박스 외부에 별도로 장착함으로써, PCB 조립체의 불량시 교체가 가능하게 되어 보수유지에 따른 비용 및 시간이 절감됨과 더불어, 토크 센서의 하우징의 움직임에 따른 영향이 없게 되어 토크 센서의 측정 성능의 변화도 작아져 토크 측정의 오류를 줄이고 정확한 측정치를 얻을 수 있는 토크 센서를 구비한 전동식 조향장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electric steering apparatus having a torque sensor. More specifically, by separating the PCB assembly and the concentrator of the torque sensor and attaching them separately to the outside of the gearbox, it is possible to replace the PCB assembly in case of failure of the PCB assembly, thereby reducing the cost and time for maintenance and maintaining the torque sensor. The present invention relates to an electric steering apparatus having a torque sensor which is not affected by the movement of the housing and thus changes in the measurement performance of the torque sensor is reduced, thereby reducing errors in torque measurement and obtaining accurate measured values.

일반적으로 차량에는 조향휠(핸들)의 조향력을 경감하여 조향 상태의 안정성을 보장하기 위한 수단으로서 동력보조 조향장치가 사용되는데, 이와 같은 동력보조 조향장치에는 기존에 유압을 이용한 유압식 조향장치(HPS; Hydraulic Power Steering System)가 차량에 널리 이용되었으나, 최근에는 유압을 사용하던 기존의 방식과는 달리 모터의 회전력을 이용하여 운전자의 조향력을 쉽게 해주며 환경친화적인 전동식 조향장치(EPS; Electronic Power Steering System)가 차량에 보편적으 로 설치되고 있다.In general, a power assisted steering device is used as a means for reducing the steering force of the steering wheel (handle) to ensure the stability of the steering state. Such a power assisted steering device includes a conventional hydraulic steering device (HPS) using hydraulic pressure. Hydraulic Power Steering System (WD) has been widely used in vehicles, but recently, unlike conventional methods that use hydraulic pressure, the motor's rotational force makes the driver's steering power easier and an environmentally friendly Electronic Power Steering System (EPS). ) Is commonly installed in vehicles.

이와 같은 전동식 조향장치는 차속센서, 조향 앵글 센서 및 조향 토크 센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자 제어 장치(ECU; Electronic Control Unit)에서 모터를 구동시켜 저속 운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 조향휠의 회전각에 따른 조속한 조향휠의 복원력을 제공하여 비상 상황에서 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하게 된다.The electric steering device drives a motor in an electronic control unit (ECU) according to the vehicle's driving conditions detected by a vehicle speed sensor, a steering angle sensor and a steering torque sensor, thereby providing a light and comfortable steering feeling at low speeds. In case of high speed operation, it provides heavy steering feeling and good direction stability, and provides optimum steering condition to the driver by providing rapid steering in the emergency situation by providing the restoring force of the steering wheel according to the rotation angle of the steering wheel. .

한편, 상기와 같은 전동식 조향장치는 운전자의 조향휠 회전력을 하측으로 전달할 수 있도록 조향휠과 기어박스의 사이에 배치되는 조향컬럼의 외부에 모터가 설치되어 그 내부의 조향축을 회전시킬 수 있도록 구성되어 조향휠 조타에 따른 운전자의 조향력을 보조하게 된다.On the other hand, the electric steering device as described above is configured to rotate the steering shaft inside the motor is installed on the outside of the steering column disposed between the steering wheel and the gearbox to transmit the driver's steering wheel rotation force to the lower side. It assists the driver's steering power due to steering wheel steering.

도 1은 종래의 전동식 조향장치의 개략적인 구성도로서, 도 1에서 도시된 바와 같이 전동식 조향장치(100)는 조향휠(102)로부터 양측 바퀴(126)까지 이어지는 조향 계통(130) 및 조향 계통(130)에 조향 보조 동력을 제공하는 보조 동력 기구(140)를 포함하여 구성된다.FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional electric steering apparatus. As shown in FIG. 1, the electric steering apparatus 100 includes a steering system 130 and a steering system extending from a steering wheel 102 to both wheels 126. And an auxiliary power mechanism 140 that provides steering assistance power to 130.

조향 계통(130)은 일측이 조향휠(102)에 연결되어 조향휠(102)과 함께 회전하고 타측은 한 쌍의 유니버설 조인트(104)를 매개로 피니언축(108)에 연결되는 조향축(106)을 포함하여 구성된다. 또한, 피니언축(108)은 랙-피니언 기구부(110)를 통해 랙바(112)에 연결되고, 랙바(112)의 양단은 타이로드(122)와 너클암(124)을 통해 차량의 바퀴(126)에 연결된다.Steering system 130 is a steering shaft 106, one side is connected to the steering wheel 102 to rotate together with the steering wheel 102 and the other side is connected to the pinion shaft 108 via a pair of universal joint 104 It is configured to include). In addition, the pinion shaft 108 is connected to the rack bar 112 through the rack-pinion mechanism unit 110, and both ends of the rack bar 112 are connected to the wheels 126 of the vehicle through the tie rods 122 and the knuckle arm 124. )

보조 동력 기구(140)는 운전자가 조향휠(102)에 가하는 토크를 감지하고 감지된 토크에 비례하는 전기 신호를 출력하는 토크 센서(142), 조향휠의 회전각에 비례하는 전기 신호를 출력하는 앵글 센서(143), 토크 센서(142)와 앵글 센서(143)로부터 전해지는 전기신호에 기초하여 제어 신호를 발생하는 전자 제어 장치(144), 전자 제어 장치(144)로부터 전해지는 제어 신호에 기초하여 보조 동력을 발생시키는 모터(146) 및 모터(146)에서 발생한 보조 동력을 조향축(106)에 전달하기 위하여 웜 기어(152) 및 웜휠 기어(156)을 구비한 감속기(150)를 포함하여 구성된다.The auxiliary power mechanism 140 detects torque applied by the driver to the steering wheel 102 and outputs an electrical signal proportional to the rotation angle of the steering wheel. On the basis of the control signals transmitted from the electronic control device 144 and the electronic control device 144 which generate control signals based on the electrical signals transmitted from the angle sensor 143, the torque sensor 142 and the angle sensor 143. And a reducer 150 having a worm gear 152 and a worm wheel gear 156 for transmitting the auxiliary power generated by the motor 146 and the steering shaft 106 to the auxiliary shaft. It is composed.

다만, 웜휠 기어(156)의 일측에 마련되는 토크 센서(142)와 앵글 센서(143)는 경우에 따라서 각각 하나씩만 구비되거나, 양자 모두 구비되어 전동식 조향장치(100)를 구성할 수 있다.However, only one torque sensor 142 and one angle sensor 143 provided on one side of the worm wheel gear 156 may be provided in each case, or both may be provided to configure the electric steering apparatus 100.

도 2는 종래의 토크 센서의 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view of a conventional torque sensor.

도 2에서 도시된 바와 같이 종래의 토크 센서(142)는 제 1 자성체(225)가 외주면을 따라 구비되어 있는 몸체부(224)와 몸체부(224)의 중앙에 형성되어 있는 입력축(180)이 결합되는 입력축 삽입공(221)과, 입력축 삽입공(221)의 둘레를 따라 돌출되어 수개 형성되는 압착부(222) 및 압착부(222)에 끼워지는 압착링(223)을 포함하여 구성되는 토크 로터(220)와; 토크 로터(220)가 내주하는 토크 로터 삽입부(239)와 출력축(140)의 일단이 끼워지는 출력축 결합부(237)가 형성되어 있고 상부 스테이터(231)와 연결되는 제 2 자성체(236)와 하부 스테이터(232)와 연결되는 제 3 자성체(235)가 토크 로터 삽입부(239)의 둘레를 따라 교대로 반복하여 배열되어 있는 포지션 로터(230)와; 포지션 로터(230)의 외주면 일측에 끼워지고 포지션 로터(230)의 상부 및 하부 스테이터(231, 232) 사이에 상하로 마련되는 컨센트레이터(242)와, 컨센트레이터(242) 사이에 마련되는 PCB 조립체(241)에 제 1 홀 IC 칩(243)과 제 2 홀 IC 칩(245)이 구비되며 포지션 로터(230)와 상대회전이 가능한 자기량 검출부(240)와; 상부 하우징(210)과 하부 하우징(250)으로 분리되어 구성되어 포지션 로터(230)와 자기량 검출부(240)를 감싸는 하우징(255);을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the conventional torque sensor 142 includes a body 224 having a first magnetic body 225 along an outer circumferential surface thereof and an input shaft 180 formed at the center of the body 224. Torque including an input shaft insertion hole 221 to be coupled, a compression portion 222 protruding along the circumference of the input shaft insertion hole 221 and a pressing ring 223 fitted to the pressing portion 222 A rotor 220; A second magnetic body 236 formed with a torque rotor insertion portion 239 in which the torque rotor 220 is circumscribed and an output shaft coupling portion 237 into which one end of the output shaft 140 is fitted and connected to the upper stator 231; A position rotor 230 in which a third magnetic body 235 connected to the lower stator 232 is alternately and repeatedly arranged along the circumference of the torque rotor insert 239; The PCB assembly provided between the concentrator 242 and the concentrator 242, which are fitted to one side of the outer circumferential surface of the position rotor 230, and are provided vertically between the upper and lower stators 231 and 232 of the position rotor 230. A magnetic quantity detector 240 having a first hole IC chip 243 and a second hole IC chip 245 at 241 and capable of relative rotation with the position rotor 230; And a housing 255 separated from the upper housing 210 and the lower housing 250 to surround the position rotor 230 and the magnetic amount detection unit 240.

이러한 토크 센서(142)는 조향축의 입력축(180)과 출력축(140)의 토크를 측정하여 전자 제어 장치로 전송하고 이에 따라 전자 제어 장치에서 구동 모터를 작동시켜 조향 보조력을 제공하게 되는데, 최근에는 자기장의 변화량을 측정하여 토크의 변화를 측정하는 비접촉식이 많이 사용된다.The torque sensor 142 measures the torque of the input shaft 180 and the output shaft 140 of the steering shaft and transmits the torque to the electronic controller, thereby operating the driving motor in the electronic controller to provide steering assistance. The non-contact type which measures the change of the torque by measuring the change amount of the magnetic field is frequently used.

토크 로터(220)의 몸체부(224)는 통상 환형상의 요크(미도시)에 플라스틱 등을 사출 성형하여 만드는데, 그 외주면에는 둘레를 따라 N극과 S극이 교대로 반복되는 제 1 자성체(225)가 구비되어 있다.The body portion 224 of the torque rotor 220 is usually made by injection molding plastic or the like in an annular yoke (not shown), and the first magnetic body 225 in which the N pole and the S pole are alternately repeated along the circumference thereof. ) Is provided.

여기서 N극과 S극은 N극이 6회, S극이 6회 교대로 반복되거나 N극이 8회, S극이 8회 교대로 반복되는 등의 구성으로 이루어져 있다.Here, the N pole and the S pole have a configuration in which the N pole is repeated six times, the S pole is repeated six times, or the N pole is repeated eight times, and the S pole is alternately repeated eight times.

포지션 로터(230)의 상부 스테이터(231)와 이에 연결되어 있는 제 2 자성체(236)는 N극으로 자화된 철판이고, 하부 스테이터(232)와 이에 연결되어 있는 제 3 자성체(235)는 S극으로 자화되어 있는 철판이다. 여기서 N극과 S극의 위치는 바뀔 수 있다.The upper stator 231 of the position rotor 230 and the second magnetic material 236 connected thereto are iron plates magnetized with N poles, and the lower stator 232 and the third magnetic material 235 connected thereto are S poles. It is an iron plate magnetized with. Here, the positions of the north pole and the south pole may be changed.

전자 제어 장치는 자기량 검출부(240)에서 검출된 자속(Flux)의 변화량을 받 아 이를 근거로 모터(146:도 1 참조)를 제어하여 운전자의 조향력을 보조하게 된다.The electronic controller controls the motor 146 (see FIG. 1) based on the change amount of the magnetic flux Flux detected by the magnetic amount detector 240 to assist the driver's steering force.

토션바(205)는 입력축(180)과 출력축(140)에 압입된 후 핀에 의해 고정되고, 운전자가 조향휠을 회전시킴에 따라 조향휠과 연결되는 입력축(180)이 회전하게 되며, 입력축(180)과 토션바(205)를 매개로 연결되는 출력축(140)이 연동하여 회전하게 된다.The torsion bar 205 is press-fitted to the input shaft 180 and the output shaft 140 and then fixed by a pin, and as the driver rotates the steering wheel, the input shaft 180 connected with the steering wheel rotates, and the input shaft ( 180 and the output shaft 140 connected through the torsion bar 205 is rotated in conjunction.

이때, 입력축(180)과 출력축(140) 사이에 비틀림이 발생하게 되면 출력축(140)에 압입되어 고정된 포지션 로터(230)와 입력축(180) 사이에 회전 각도의 차이가 발생하게 된다.In this case, when a torsion occurs between the input shaft 180 and the output shaft 140, a difference in rotation angle occurs between the position rotor 230 and the input shaft 180 fixed and press-fitted to the output shaft 140.

위와 같이 회전 각도의 차이가 발생하게 되면 포지션 로터(230)의 원주를 따라 교대로 반복하여 구비되어 있는 제 2 자성체(236) 및 제 3 자성체(235)와 제 1 자성체(225)의 사이에 형성되어 있던 자기장이 변화하게 되고, 그러면 토크 센서의 컨센트레이터(242)에서 모아진 자속이 두 개의 홀 IC 칩(243, 245)을 통과하는 양으로 토크를 측정하게 된다. When the difference in the rotation angle occurs as described above is formed between the second magnetic material 236 and the third magnetic material 235 and the first magnetic material 225 which are alternately and repeatedly provided along the circumference of the position rotor 230 The magnetic field is changed, and the torque is measured by the amount of the magnetic flux collected by the concentrator 242 of the torque sensor passing through the two Hall IC chips 243 and 245.

그러나, 이와 같은 종래의 토크 센서는 감속기(150)의 기어박스 내에 설치되어서, 예컨대 PCB 조립체가 불량인 경우에는 토크 센서만을 교체하지 못하여 전동식 조향장치 전체를 교체해야 하고, 이에 따라 보수유지에 불필요하게 많은 비용 및 시간이 소요된다고 하는 문제점이 있었다. However, such a conventional torque sensor is installed in the gearbox of the reducer 150, for example, if the PCB assembly is bad, it is not possible to replace only the torque sensor, so that the entire electric steering apparatus needs to be replaced. There has been a problem that it takes a lot of cost and time.

또한, 전술한 바와 같이 PCB 조립체 및 컨센트레이터를 포함하는 자기량 검출부(240)는 토크 센서의 하우징(255)에 직접 조립되는데, 이 하우징이 입력축 또 는 출력축 상에서 움직이게 됨에 따라 마모가 발생하고 불량이 증대되며, 특히 이러한 하우징의 움직임으로 인하여 토크 변화의 측정에 오류가 발생되는 문제점이 있었다.In addition, as described above, the magnetic field detection unit 240 including the PCB assembly and the concentrator is directly assembled to the housing 255 of the torque sensor. As the housing moves on the input shaft or the output shaft, wear and defects occur. In particular, there is a problem that an error occurs in the measurement of the torque change due to the movement of the housing.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 토크 센서의 PCB 조립체와 컨센트레이터를 분리형으로 하고서 이들을 감속기의 기어박스 외부에 별도로 장착함으로써, PCB 조립체의 불량시 교체가 가능하게 되어 보수유지에 따른 비용 및 시간이 절감됨과 더불어, 토크 센서의 하우징의 움직임에 따른 영향이 없게 되어 토크 센서의 측정 성능의 변화도 작아져 토크 측정의 오류를 줄이고 정확한 측정치를 얻을 수 있는 토크 센서를 구비한 전동식 조향장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, by separating the PCB assembly and the concentrator of the torque sensor and mounting them separately outside the gearbox of the reducer, it is possible to replace the defective PCB assembly repaired In addition to saving cost and time due to maintenance, there is no influence due to the movement of the housing of the torque sensor, so that the change in the measurement performance of the torque sensor is also reduced, so that the torque sensor can reduce errors in torque measurement and obtain accurate measurement values. The object is to provide an electric steering device.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 토크 센서를 구비한 전동식 조향장치는, 제 1 자성체가 외주면을 따라 구비되어 있는 몸체부와, 몸체부의 중앙에 형성되어 있는 입력축이 결합되는 입력축 삽입공과, 입력축 삽입공의 둘레를 따라 돌출되어 수개 형성되는 압착부 및, 압착부에 끼워지는 압착링을 포함하여 구성되는 토크 로터와; 이 토크 로터가 내주하는 토크 로터 삽입부와 출력축의 일단이 끼워지는 출력축 결합부가 형성되어 있고, 상부 스테이터와 연결되는 제 2 자성체와 하부 스테이터와 연결되는 제 3 자성체가 토크 로터 삽입부의 둘레를 따라 교대로 반복하여 배열되어 있는 포지션 로터와; 이 포지션 로터의 외주면 일측에 간격을 두고 위치되고서 포지션 로터의 상부 및 하부 스테이터 사이에 상하로 마련되는 컨센트레이터와, 이 컨센트레이터 사이에 마련되고 제 1 홀 IC 칩과 제 2 홀 IC 칩을 갖춘 PCB 조립체를 구비하며, 포지션 로터와 상대회전이 가능하되, 감속기의 기어박스에 장착되는 자기량 검출부와; 상부 하우징과 하부 하우징으로 구성되어 상기 포지션 로터를 감싸는 하우징;을 포함하여 구성된다.In order to achieve this object, the electric steering apparatus including the torque sensor according to the present invention includes an input shaft insertion hole in which a body portion having a first magnetic body provided along an outer circumferential surface, an input shaft formed at the center of the body portion, and an input shaft are coupled. A torque rotor including a compression part protruding along the circumference of the insertion hole, and a compression ring inserted into the compression part; The torque rotor insert portion in which the torque rotor is circumscribed and the output shaft coupling portion to which one end of the output shaft is fitted are formed, and the second magnetic substance connected to the upper stator and the third magnetic substance connected to the lower stator alternate along the circumference of the torque rotor insertion portion. A position rotor repeatedly arranged as; Positioned at one side of the outer circumferential surface of the position rotor and provided with an up and down concentrator between the upper and lower stators of the position rotor, and between the concentrator and having a first hole IC chip and a second hole IC chip. A magnetic flux detector having a PCB assembly and capable of relative rotation with the position rotor, the magnetic flux detector being mounted on a gearbox of the speed reducer; And a housing configured to include an upper housing and a lower housing to surround the position rotor.

본 발명에 의하면, PCB 조립체의 불량시 교체가 가능하게 되어 보수유지에 따른 비용 및 시간이 대폭 절감됨과 더불어, 토크 센서의 하우징의 움직임에 따른 영향이 없게 되어 토크 센서의 측정 성능의 변화도 작아져 토크 측정의 오류를 줄이고 정확한 측정치를 얻을 수 있는 효과가 있게 된다. According to the present invention, when the PCB assembly is defective, replacement is possible, thereby greatly reducing the cost and time due to maintenance, and there is no influence due to the movement of the housing of the torque sensor, thereby reducing the change in the measurement performance of the torque sensor. This reduces the error of torque measurement and has the effect of obtaining accurate measurements.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명에 따른 토크 센서를 구비한 전동식 조향장치는, 도 2에 도시된 토크 센서의 구성 중, 포지션 로터(230)의 외주면 일측에 소정의 간격을 두고 위치되고서 포지션 로터(230)의 상부 및 하부 스테이터(231, 232) 사이에 상하로 마련되는 컨센트레이터(242)와, 이 컨센트레이터(242) 사이에 마련되고 제 1 홀 IC 칩(243)과 제 2 홀 IC 칩(245)을 갖춘 PCB 조립체(241)를 구비하면서, 상기 포지션 로터(230)와 상대회전이 가능한 자기량 검출부(240)가, 도 3에 도시된 바와 같이 감속기(150)의 기어박스에 별도로 장착되는 것을 특징으로 한다. The electric steering apparatus provided with the torque sensor according to the present invention is located at one side of the outer circumferential surface of the position rotor 230 at a predetermined interval in the configuration of the torque sensor shown in FIG. 2 and the upper portion of the position rotor 230. A PCB provided between the lower stators 231 and 232 up and down, and a PCB provided between the concentrator 242 and having a first hole IC chip 243 and a second hole IC chip 245. While having the assembly 241, the position rotor 230 and the magnetic amount detection unit 240 capable of relative rotation are separately mounted to the gearbox of the reducer 150 as shown in FIG. 3.

즉, 다시 도 2를 참조해서 설명하면, 본 발명에 따른 토크 센서를 구비한 전 동식 조향장치에서, 제 1 자성체(225)가 외주면을 따라 구비되어 있는 몸체부(224)와, 이 몸체부(224)의 중앙에 형성되어 있는 입력축(180)이 결합되는 입력축 삽입공(221)과, 이 입력축 삽입공(221)의 둘레를 따라 돌출되어 수개 형성되는 압착부(222) 및, 이 압착부(222)에 끼워지는 압착링(223)을 포함하여 구성되는 토크 로터(220)와; 이 토크 로터(220)가 내주하는 토크 로터 삽입부(239)와 출력축(140)의 일단이 끼워지는 출력축 결합부(237)가 형성되어 있고, 상부 스테이터(231)와 연결되는 제 2 자성체(236)와 하부 스테이터(232)와 연결되는 제 3 자성체(235)가 토크 로터 삽입부(239)의 둘레를 따라 교대로 반복하여 배열되어 있는 포지션 로터(230)와; 상부 하우징(210)과 하부 하우징(250)으로 분리되어 구성되어 포지션 로터(230)를 감싸는 하우징(255);은 감속기(150)의 기어박스 내부에 설치된다. That is, referring to FIG. 2 again, in the electric steering apparatus including the torque sensor according to the present invention, the body portion 224 is provided with a first magnetic body 225 along the outer circumferential surface, and the body portion ( The input shaft insertion hole 221 to which the input shaft 180 formed in the center of the 224 is coupled, protrudes along the circumference of the input shaft insertion hole 221, and a number of the crimping portions 222, and the crimping portion ( A torque rotor 220 including a compression ring 223 fitted to the 222; An output shaft coupling part 237 into which the torque rotor insertion part 239 and the one end of the output shaft 140 are fitted, the inner rotor rotor 220 is formed, and a second magnetic material 236 connected to the upper stator 231. ) And the third rotor 235 connected to the lower stator 232 is alternately arranged alternately along the circumference of the torque rotor insert 239. The housing 255 is configured to be separated into the upper housing 210 and the lower housing 250 to surround the position rotor 230; is installed in the gearbox of the reducer 150.

또한, 이 기어박스는 도 1에 도시된 바와 같이 모터(146)와, 이 모터(146)에 형성된 웜 기어(152) 및, 이 웜 기어(152)와 치합하는 웜휠 기어(156)를 포함하여 구성된다.In addition, the gearbox includes a motor 146, a worm gear 152 formed on the motor 146, and a worm wheel gear 156 meshing with the worm gear 152, as shown in FIG. It is composed.

상기 자기량 검출부(240)는 감속기(150)의 기어박스 외부에서 이 기어박스를 관통하여 형성된 구멍에 그로밋 결합되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않고 임의의 결합방식으로 장착될 수 있음은 물론이다.The magnetic field detection unit 240 is preferably grommet coupled to the hole formed through the gearbox outside the gearbox of the reducer 150, but is not limited thereto and may be mounted in any coupling manner.

따라서, 본 발명에 따른 토크 센서를 구비한 전동식 조향장치는, 운전자가 조향휠을 회전시킴에 따라 조향휠과 연결되는 입력축(180)이 회전하게 되며, 입력축(180)과 토션바를 매개로 연결되는 출력축(140)이 연동하여 회전하게 된다. Accordingly, in the electric steering apparatus having the torque sensor according to the present invention, as the driver rotates the steering wheel, the input shaft 180 connected to the steering wheel is rotated, and the input shaft 180 and the torsion bar are connected to each other. The output shaft 140 rotates in conjunction.

이때, 입력축(180)과 출력축(140) 사이에 비틀림이 발생하게 되면 출력 축(140)에 압입되어 고정된 포지션 로터(230)와 입력축(180) 사이에 회전 각도의 차이가 발생하게 된다. At this time, when a torsion occurs between the input shaft 180 and the output shaft 140, the difference in the rotation angle between the position rotor 230 and the input shaft 180 is pressed into the output shaft 140 is fixed.

이와 같이 회전 각도의 차이가 발생하게 되면 포지션 로터(230)의 원주를 따라 교대로 반복하여 구비되어 있는 제 2 자성체(236) 및 제 3 자성체(235)와 제 1 자성체(225)의 사이에 형성되어 있던 자기장이 변화하게 되고, 그러면 컨센트레이터(242)에서 모아진 자속이 두 개의 홀 IC 칩(243, 245)을 통과하는 양으로 토크를 측정하게 된다. When the difference in the rotation angle is generated as described above, it is formed between the second magnetic body 236 and the third magnetic body 235 and the first magnetic body 225 which are alternately repeatedly provided along the circumference of the position rotor 230. The magnetic field is changed, and the torque is measured by the amount of magnetic flux collected by the concentrator 242 passing through the two Hall IC chips 243 and 245.

이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면, 만일 예컨대 PCB 조립체가 불량인 경우에 감속기(150)의 기어박스로부터 자기량 검출부(240)만을 분리하면 되므로, 종래와 같이 전동식 조향장치 전체를 교체할 필요가 없게 되고, 보수유지의 절차가 간소하고 용이하게 되는 장점이 있게 되는 것이다. According to the present invention having such a structure and shape, if the PCB assembly is defective, for example, only the magnetic field detection unit 240 needs to be separated from the gearbox of the reducer 150, so that the entire electric steering apparatus can be replaced as in the prior art. There is no need, and there is an advantage that the maintenance procedure is simple and easy.

또, PCB 조립체 및 컨센트레이터를 포함하는 자기량 검출부(240)가 감속기(150)의 기어박스에 장착되어 있기 때문에, 입력축 또는 출력축의 유동에 영향을 받지 않고 일정하게 토크를 측정할 수 있게 되어서, 성능의 변화도 작아져 토크 측정의 오류를 줄이고 정확한 측정치를 얻을 수 있다. In addition, since the magnetic flux detection unit 240 including the PCB assembly and the concentrator is mounted on the gearbox of the reducer 150, the torque can be constantly measured without being affected by the flow of the input shaft or the output shaft. Changes in performance are also small, reducing errors in torque measurements and obtaining accurate measurements.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아 니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description exemplarily illustrates the technical idea of the present invention, and those skilled in the art may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

도 1은 종래의 전동식 조향장치의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional electric steering apparatus.

도 2는 종래의 토크 센서의 분해 사시도이다. 2 is an exploded perspective view of a conventional torque sensor.

도 3은 본 발명에 의한 토크 센서를 구비한 전동식 조향장치를 간략하게 나타낸 사시도이다.Figure 3 is a perspective view briefly showing an electric steering apparatus with a torque sensor according to the present invention.

Claims (2)

제 1 자성체가 외주면을 따라 구비되어 있는 몸체부와, 몸체부의 중앙에 형성되어 있는 입력축이 결합되는 입력축 삽입공과, 입력축 삽입공의 둘레를 따라 돌출되어 수개 형성되는 압착부 및, 압착부에 끼워지는 압착링을 포함하여 구성되는 토크 로터와; 이 토크 로터가 내주하는 토크 로터 삽입부와 출력축의 일단이 끼워지는 출력축 결합부가 형성되어 있고, 상부 스테이터와 연결되는 제 2 자성체와 하부 스테이터와 연결되는 제 3 자성체가 토크 로터 삽입부의 둘레를 따라 교대로 반복하여 배열되어 있는 포지션 로터와; 이 포지션 로터의 외주면 일측에 간격을 두고 위치되고서 포지션 로터의 상부 및 하부 스테이터 사이에 상하로 마련되는 컨센트레이터와, 이 컨센트레이터 사이에 마련되고 제 1 홀 IC 칩과 제 2 홀 IC 칩을 갖춘 PCB 조립체를 구비하며, 포지션 로터와 상대회전이 가능하되, 감속기의 기어박스에 장착되는 자기량 검출부와; 상부 하우징과 하부 하우징으로 구성되어 상기 포지션 로터를 감싸는 하우징;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토크 센서를 구비한 전동식 조향장치.The first magnetic body is provided along the outer circumferential surface, the input shaft insertion hole is coupled to the input shaft formed in the center of the body portion, the compression portion is formed to protrude along the circumference of the input shaft insertion hole, and the fitting portion A torque rotor including a compression ring; The torque rotor insert portion in which the torque rotor is circumscribed and the output shaft coupling portion to which one end of the output shaft is fitted are formed, and the second magnetic substance connected to the upper stator and the third magnetic substance connected to the lower stator alternate along the circumference of the torque rotor insertion portion. A position rotor repeatedly arranged as; Positioned at one side of the outer circumferential surface of the position rotor and provided with an up and down concentrator between the upper and lower stators of the position rotor, and between the concentrator and having a first hole IC chip and a second hole IC chip. A magnetic flux detector having a PCB assembly and capable of relative rotation with the position rotor, the magnetic flux detector being mounted on a gearbox of the speed reducer; And an upper housing and a lower housing, the housing surrounding the position rotor. 제1항에 있어서, 상기 자기량 검출부는 상기 기어박스에 형성된 관통구멍에 그로밋 결합되는 것을 특징으로 하는 토크 센서를 구비한 전동식 조향장치.The electric steering apparatus with a torque sensor according to claim 1, wherein the magnetism detection unit is grommet-coupled to a through hole formed in the gear box.
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