KR20100105990A - 조향장치용 비접촉식 토크센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 조향장치용 비접촉식 토크센서에 관한 것으로서, 각각 외주면을 따라 복수의 N극 자석과 S극 자석이 교대로 배치되는 상부 마그넷 링(상부 자석)과 하부 마그넷 링(하부 자석)이 상하로 소정 간격 이격하여 구비되는 자력발생부와; 상기 자력발생부의 반경방향 외측에 배치되는 단일의 원통으로서 상기 상부 마그넷 링(상부 자석)과 하부 마그넷 링(하부 자석)의 N극 자석 또는 S극 자석과 대응하여 동일한 간격으로 복수의 관통부가 형성된 자기차폐링을 구비한 자기차폐부와; 상기 자기차폐부를 통과하는 자속을 수집하는 자기검출부; 및 상기 자기검출부로부터 수집된 자속의 세기를 검출하는 자기검출 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 2차에 걸친 자기유도 과정을 거치지 않고 한 번의 자기유도만으로도 출력축의 비틀림 각을 측정할 수 있으며, 특히 자기유도 과정 중 손실되는 자속의 양을 줄임으로써 센서로서의 성능을 향상시키고, 전체 제조원가를 낮출 수 있다.

조향장치, 비틀림 각도 검출, 토크센서

Description

조향장치용 비접촉식 토크센서{NON-CONTACTING TYPE TORQUE SENSOR FOR STEERING SYSTEM}

본 발명은 조향장치용 비접촉식 토크센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조향핸들의 조작에 의해 입력축이 회전될 때, 바퀴와 연결된 출력축이 상기 입력축과 동일하게 회전될 수 있도록 하여 조향력을 향상시키기 위한 조향장치용 비접촉식 토크센서에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 주행 또는 정지시에 조향핸들을 회전시킴에 따라 노면과 접촉하고 있는 바퀴도 회전하게 된다. 즉, 상기 조향핸들을 좌측 방향 또는 우측 방향으로 회전시키게 되면 이와 동일한 방향으로 바퀴가 회전하게 된다. 그런데, 상기 바퀴는 노면과 접촉된 상태이기 때문에 상기 노면과의 사이에 발생하는 마찰력에 의해 상기 조향핸들과 상기 바퀴의 회전량이 서로 상이하게 된다는 문제가 발생할 수 있다.

이러한 문제에 대하여, 조향핸들과 바퀴의 회전각 편차를 측정 및 보상하기 위한 토크센서(Torque sensor)가 구비된다. 즉, 토크센서는 조향핸들과 바퀴의 회전각 편차를 측정하고, 이 측정된 편차만큼 별개의 동력수단을 이용하여 바퀴를 회 전시킴으로써 차량을 진행하고자 하는 방향으로 안전하고 정확하게 조향할 수 있도록 하여 조향 편의성을 높이기 위한 장치이다.

토크센서는 크게 접촉방식과 비접촉식방식으로 구분되는데, 접촉방식은 소음과 내구성의 저하문제로 인해 최근에는 비접촉식방식의 토크센서가 채택되고 있다. 비접촉식방식의 토크센서는 크게 자기저항 검출방식, 자기변형 검출방식, 정전용량 검출방식 그리고 광학식 검출방식으로 구분된다.

전기식 동력 조향장치에 구비되는 종래의 자기저항 검출방식의 토크센서는, 운전자가 조작하게 되는 조향핸들이 입력축의 상단에 결합되고, 상기 입력축의 하단은 토션바(Torsion bar)에 의해 출력축의 상단과 연결된다. 그리고, 상기 출력축의 하단은 바퀴와 연결되고, 상기 토션바를 포함하는 상기 입력축의 하단과 상기 출력축의 상단은 그 외부가 하우징에 의해 보호된다. 이 하우징의 내부에는 앞서 언급한 토크센서 및 동력수단이 마련된다.

여기서, 상기 입력축에는 일정한 간격마다 극성이 교차하는 영구자석이 구비된다.

그리고, 상기 입력축에 구비된 영구자석에 의해 자기 유도 발생이 가능한 강자성체의 물질로 영구자석의 극수에 상응하는 치차 구조물의 검출링이 출력축에 설치된다. 그리고, 상기 검출링에는 자기를 검출하는 센서가 연결되는 구조로 이루어진다.

따라서, 운전자가 조향핸들을 조작할 때 상기 입력축에 회전력이 전달되고, 이 입력축의 회전에 의해 토션바가 회전하게 된다. 그리고, 이 토션바는 출력축과 도 연결되어 있기 때문에, 출력축으로 회전력을 전달하게 되어 바퀴가 조향핸들이 조작하는 방향으로 회전된다.

이때, 입력축에 설치된 영구자석과 출력축에 설치된 치차 구조물의 검출링 사이에서 상대적인 비틀림에 의해 서로 대응하는 면적에 있어서 변화가 발생하게 된다. 따라서, 상기 검출링에는 자속의 변화가 발생되고, 이 자속의 변화를 상기 센서를 통해 검출함으로써 출력축의 입력축에 대한 비틀림 각을 감지하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같이 이루어진 종래의 토크센서는 센서의 주변으로 검출링이 계속적으로 회전 운동하는 구조로서 영구자석으로부터 형성된 자기력의 변화가 심하고, 회전 시 검출링과 자기검출소자의 간섭을 피하기 위해 고정형 검출링을 추가로 설치해야만 하였다.

그런데, 이와 같이 고정형 검출링을 추가로 설치할 경우 영구자석에서 발생된 자속은 검출링을 통해 1차로 자기유도된 후, 고정형 검출링을 통해 2차로 자기유도되기 때문에 2번의 자기유도를 거치면서 자속이 감소 및 왜곡되어 입력축과 출력축의 정확한 비틀림을 검출할 수가 없다는 문제가 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 2차에 걸친 자기유도 과정을 거치지 않고 한 번의 자기유도만으로도 출력축의 비틀림 각을 감지할 수 있는 조향장치용 비접촉식 토크센서를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 자기유도 과정 중 손실되는 자속의 양을 줄임으로써 센서로서의 성능을 향상시키고, 나아가 제조원가를 낮출 수 있는 조향장치용 비접촉식 토크센서를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 차량의 핸들에 연결된 입력축과 차량의 바퀴에 연결된 출력축 사이에 설치되어 상기 핸들의 회전 조작 시 상기 입력축과 상기 출력축 사이에 발생되는 비틀림을 검출하기 위한 조향장치용 비접촉식 토크센서에 있어서, 상기 입력축에 결합되고, 각각 중심에서 동일한 반경을 갖도록 외주면을 따라 복수의 N극 자석과 S극 자석이 원주방향으로 서로 이웃하도록 교대로 배치되는 상부 마그넷 링과 하부 마그넷 링이 서로 일치하는 자극끼리 대응하며 상하로 소정 간격으로 이격하여 구비되는 자력발생부와; 상기 자력발생부의 반경방향 외측에 배치되는 단일의 원통으로서 상기 상부 마그넷 링의 N극 자석과 S극 자석 중 어느 하나와 대응하여 동일한 간격으로 복수의 상부 관통부가 형성되는 상부 차폐면과, 상기 하부 마그넷 링의 N극 자석과 S극 자석 중 상기 상부 관통부와는 다른 자석과 대응하여 동일한 간격으로 복수의 하부 관통부가 형성되는 하부 차폐 면으로 이루어진 자기차폐링을 구비하고, 상기 출력축에 결합되는 자기차폐부와; 상기 자기차폐부의 반경방향 외측에 배치되며, 상기 상부 차폐면을 통과하는 자속을 수집하는 상부 자속 수집링과 상기 상부 자속 수집링으로부터 연장 형성된 상부 집자 터미널을 구비하는 상부 집자 부재와, 상기 하부 차폐면을 통과하는 자속을 수집하는 하부 자속 수집링과 상기 하부 자속 수집링으로부터 연장 형성된 하부 집자 터미널을 구비하는 하부 집자 부재를 포함하는 자기검출부; 및 상기 자기검출부의 상부 집자 터미널과 하부 집자 터미널 사이에 위치되어 자속의 세기를 검출하는 자기검출 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서를 제공한다.

여기서, 상기 자력발생부는 상기 상부 마그넷 링과 상기 하부 마그넷 링이 외주면을 따라 상하로 마련되는 백요크를 포함하고, 상기 백요크는, 상면이 상기 상부 마그넷 링의 하면과 면접하고 하면이 상기 하부 마그넷 링의 상면에 면접함으로써 상기 상부 마그넷 링과 상기 하부 마그넷 링 사이의 간격을 결정하는 경계 림(rim)을 가질 수도 있다.

이때, 상기 백요크는 자성체로 이루어질 수도 있다.

또는, 상기 백요크는 비자성체인 엔지니어링 플라스틱으로서 상기 상부 마그넷 링과 상기 하부 마그넷 링이 상기 외주면을 따라 부착 내지 일체로 성형될 수도 있다.

그리고, 상기 상부 마그넷 링의 상면으로부터 상기 하부 마그넷 링의 하면까지의 길이는 상기 자기차폐링의 상하 길이보다 작거나 같도록 할 수도 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 차량의 핸들에 연결된 입력축과 차량의 바퀴에 연결된 출력축 사이에 설치되어 상기 핸들의 회전 조작 시 상기 입력축과 상기 출력축 사이에 발생되는 비틀림을 검출하기 위한 조향장치용 비접촉식 토크센서에 있어서, 상기 입력축에 결합되고, 중심에서 동일한 반경을 갖도록 외주면을 따라 복수의 N극 자석과 S극 자석이 상부 및 하부에서 각각 원주 방향으로 서로 이웃하도록 교대로 배치되되 상부 자석과 하부 자석 간에는 서로 다른 극이 소정 간격으로 이격하여 구비되는 자력발생부와; 상기 자력발생부의 반경방향 외측에 배치되는 원통으로서, 상기 상부 자석과 하부 자석 각기 하나씩 함께 대응하며 원주 방향으로 상기 상부 자석 또는 하부 자석과 대응하는 위치에 형성되는 복수의 관통부를 갖는 자기차폐링을 구비하고, 상기 출력축에 결합되는 자기차폐부와; 상기 자기차폐부의 반경방향 외측에 배치되며, 상기 상부 차폐면을 통과하는 자속을 수집하는 상부 자속 수집링과 상기 상부 자속 수집링으로부터 연장 형성되는 상부 집자 터미널을 구비하는 상부 집자 부재와, 상기 하부 차폐면을 통과하는 자속을 수집하는 하부 자속 수집링과 상기 하부 자속 수집링으로부터 연장 형성되어 상기 상부 집자 터미널과 대면하는 하부 집자 터미널을 구비하는 하부 집자 부재를 포함하는 자기검출부; 및 상기 자기검출부의 상부 집자 터미널과 하부 집자 터미널 사이에 위치되어 자속의 세기를 검출하는 자기검출 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서를 제공한다.

여기서도, 상기 자력발생부는 상기 상부 자석과 상기 하부 자석이 외주면을 따라 상하로 마련되는 백요크를 포함하고, 상기 백요크는, 상면이 상기 상부 자석 의 하면과 면접하고 하면이 상기 하부 자석의 상면에 면접함으로써 상기 상부 자석과 상기 하부 자석 사이의 간격을 결정하는 경계 림(rim)을 갖도록 할 수도 있다.

이때, 상기 백요크는 자성체로 이루어질 수도 있다.

또는, 상기 백요크는 비자성체인 엔지니어링 플라스틱으로서 상기 상부 자석과 상기 하부 자석이 상기 외주면을 따라 부착 내지 일체로 성형될 수도 있다.

그리고, 상기 상부 자석의 상면으로부터 상기 하부 자석의 하면까지의 길이는 상기 자기차폐링의 상하 길이보다 작거나 같을 수도 있다.

이상과 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서에 의하면, 입력축에 결합되는 자력발생부에 N극 및 S극의 자석이 배치되고 출력축에 결합되는 자기차폐부에 각각 복수 개의 상부 및 하부 관통부가 형성됨에 따라, 상기 출력축이 입력축에 대하여 비틀림이 발생할 경우 상기 자력발생부의 자속이 상기 자기차폐부에 형성된 상기 복수의 상부 및 하부 관통부를 통과하여 외측의 자기검출부로 전달됨으로써 자기검출 센서부에서 비틀림의 신호로서 감지된다.

즉, 입력축과 출력축의 비틀림 각에 따라 N극과 S극의 자속이 복수개의 관통부를 통과하는 정도에 따라 그 세기가 달라지게 전달되고, 이를 자기검출부를 통해 자기검출 센서부에서 감지하게 되는 것이다.

따라서, 자기차폐부의 영구자석에서 발생된 자속은 자기차폐부의 자기차폐링을 통해 직접 자기검출부로 전달되므로 자속이 감소 내지 왜곡될 염려가 없으며, 이에 따라 입력축과 출력축의 정확한 비틀림을 검출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서에 의하면, 자력발생부의 상부 마그넷 링과 하부 마그넷 링은 각각 자기차폐부의 상부 관통부와 하부 관통부에 대응되는 부분에 배치되고 상기 상,하부 마그넷 링 사이에는 소정의 간격을 유지함에 따라 자기차폐부를 통과하는 자속이 반사되어 되돌아옴으로 인해 손실이 발생하는 것을 줄일 수 있다.

마찬가지로, 본 발명에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서에 의하면, 자력발생부의 상부 자석과 하부 자석은 각각 자기차폐부의 관통부와 대응되는 부분에 배치되고 상기 상,하부 자석 사이에는 소정의 간격을 유지함에 따라 자기차폐부를 통과하는 자속이 반사되어 되돌아옴으로 인해 손실이 발생하는 것을 줄일 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서에 의하면, 자력발생부에 구비되는 자석이 상부 마그넷 링(상부 자석)과 하부 마그넷 링(하부 자석)으로 분할하여 구비됨으로써 상기 자력발생부의 상하 전 길이에 걸쳐 단일의 자석으로 구비될 필요가 없으며, 나아가 상부 자석과 하부 자석 간 유지되는 간격만큼 자석이 불필요하므로 토크센서의 부품원가를 크게 낮출 수 있으며 전체적으로 토크센서의 제조원가 감소를 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서(100, 이하 줄여서 "토크센서"라 한다)는 도 1에 도시된 바와 같이 자동차의 핸들 축에 해당하는 입력축(10)과 차륜 구동축과 직접 연결되는 출력축(20)의 사이에 마련되어 상기 입력축(10)과 출력축(20) 사이의 비틀림 각도를 측정하는 기능을 담당한다.

입력축(10)과 출력축(20)은 서로 직접 연결되지 않고, 도 2에 도시된 바와 같이, 토션바(torsion bar, 30)를 매개로 하여 서로 연결된다. 즉, 토션바(30)는 상단부가 입력축(10)에 삽입되어 관통공(31)이 상기 입력축(10)의 체결공(12)에 일치되면 결합핀(도면 미도시)이 삽입됨으로서 입력축(10)과의 체결이 이루어진다. 또한, 토션바(30)의 하단부에도 마찬가지로 관통공(32)이 형성되어 출력축(20)에 삽입 시 체결공(22)에 일치되면 결합핀(도면 미도시)이 삽입됨으로서 체결이 이루어진다.

한편, 토크센서(100)는 상기 토션바(30)에 의해 삽입된 상태에서 상기 입력축(10)과 출력축(20)에 각각 결합된다.

토크센서(100)의 구성을 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 크게 입력축(10)에 결합되는 자력발생부(110), 이 자력발생부(110)의 외측에 마련되어 출력축(20)에 결합되는 자기차폐부(120), 이 자기차폐부(120)의 외측에 고정되게 마련되는 자기검출부(130), 이 자기검출부(130)와 일정한 위치관계를 이루는 자기검출 센서부(140) 기타 상부커버(151)와 하부커버(152)가 포함된다.

자력발생부(110)는 N극 자석(111a)과 S극 자석(111b)이 원주방향으로 서로 이웃하도록 교대로 배치되어 이루어지는 상부 마그넷 링(magnet ring, 111)과, 이와 마찬가지로 N극 자석(112a)과 S극 자석(112b)이 교대 배치되는 하부 마그넷 링(112)을 구비한다.

이들 상,하부 마그넷 링(111, 112)은 자성체인 링 형상의 백요크(back yoke, 113)의 외주면에 상하로 서로 소정 간격 이격하여 부착되고, 상기 백요크(113)는 그 내주면이 마그넷 홀더(114)의 안착부(114a)에 고정 부착된다.

백요크(113)는 강철(steel) 재질로 이루어질 수 있으며, 후술하는 바와 같이 마그넷 링(111, 112)으로부터 발생되는 자속이 외측 방향으로 더욱 집중될 수 있도록 한다.

그러나, 백요크(113)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 엔지니어링 플라스틱과 같은 비자성체로 이루어질 수도 있다. 이때, 상,하부 마그넷 링(111, 112)은 이러한 백요크(113)에 접착될 수도 있으며, 인서트 사출 등에 의해 일체로 성형될 수도 있다.

마그넷 홀더(114)는 엔지니어링 플라스틱과 같이 비자성체로 이루어지며, 상기한 바와 같이 외주면으로 백요크(113)가 수용 및 고정되는 안착부(114a)가 형성된다.

또한, 마그넷 홀더(114)는 상기 안착부(114a)의 상부 축방향으로는 원주 방향으로 복수의 제1 결합편(114b)이 소정 간격 이격되게 연장 형성된다.

이들 제1 결합편들(114b)의 내측으로는 상기한 입력축(10)이 수용 결합된다.

이를 위해, 각 제1 결합편(114b)의 상단부에는 내측으로 걸림단부(도 4 및 도 5의 114c)가 돌출 형성되어, 수용되는 입력축(10)에 원주방향으로 복수 개소에 함입 형성되는 요홈부(11)에 걸려 삽입된다.

이와 같이 복수의 제1 결합편(114b)이 입력축(10)에 결합되면, 그 공통되는 외주연으로는 제1 스냅링(115)이 끼워져 각 결합편(114b)이 외측으로 벌어지는 것을 방지하도록 한다.

제1 스냅링(115)이 끼워진 모습은 도 1, 도 4 및 도 5 등에서 확인할 수 있다.

자기차폐부(120)는 자기차폐링(121)과 차폐링 홀더(125)를 구비한다.

자기차폐링(121)은 자성체로 이루어진 단일의 원통으로서 상하로 1/2되는 지점을 기준으로 상부에 위치하는 상부 차폐면(122)과 하부에 위치하는 하부 차폐면(123)으로 나뉜다.

상부 차폐면(122)과 하부 차폐면(123)에는 각각 원주 방향으로 일정 간격을 이루는 관통부(122h, 123h)가 다수개로 형성되되, 상부 관통부(122h)와 하부 관통부(123h)는 서로 어긋나게 지그재그로 형성된다.

이를 구체적으로 살펴보면, 각 관통부(122h, 123h)는 그 내측으로 위치하게될 마그넷 링(111, 112)을 이루는 하나의 자석(111a, 111b 등)의 범위 내에 존재하는 좌우 폭을 갖는다(도 9 참조).

그리고, 각 차폐면(122, 123) 상에서, 좌우로 인접하게 위치되는 관통부(122h) 사이에는 자석(111a, 111b 참조) 하나의 좌우 폭에 해당하는 만큼의 간격을 갖는다.

따라서, 예를 들어, 어느 하나의 상부 관통부(122h)가 그 내측의 N극 자석(111a)과 일치하도록 위치하게 되는 경우에는 모든 상부 관통부들(122h)이 각각 N극 자석(111a)과 일치하도록 위치하게 되고, 이때 모든 하부 관통부들(123h)은 각각 S극 자석(111b)과 일치 대응하게 된다.

비자성체인 차폐링 홀더(125)는 원통 형상을 갖는 홀딩부(126)를 가지며, 이 홀딩부(126)의 하부로는 상기한 출력축(20)에 결합되는 제2 결합편(도 4의 128)을 갖는다.

홀딩부(126)는 내측면에 자기차폐링(121)을 수용 및 지지하되, 특히 내측면에 다수의 결합돌기(127)가 자기차폐링(121)의 상부 관통부(122h)와 하부 관통부(123h)에 일치되게 돌출 형성되어 상기 자기차폐링(121)과의 결합 시 서로 일치하여 삽입된다.

또한, 차폐링 홀더(125)는 상기 홀딩부(126)의 하부 축방향으로 돌출 형성되되 서로 원주 방향으로 소정 간격 이격되게 형성되는 복수의 제2 결합편(128)을 구비한다(도 4 참조). 제2 결합편(128)의 구성 및 기능은 상기한 제1 결합편(114b)과 대동소이하다.

즉, 이들 제2 결합편들(128)의 내측으로는 상기한 출력축(20)이 수용 결합되며, 이를 위해 각각의 제2 결합편(128)의 내주면에는 하단부에 걸림단부(128a)가 돌출 형성되어 출력축(20)과의 결합 시 요홈부(도 2의 21)에 삽입 결합된다.

또한, 제2 결합편(128)의 결합 시 그 외주연으로는 제2 스냅링(129)이 끼워져 출력축(20)과 분리되는 것을 방지하도록 한다.

자기차폐링(121)과 차폐링 홀더(125)는 상기 자기차폐링(121)을 금형 내에 삽입하여 엔지니어링 플라스틱과 일체로 성형하는 인서트 사출 방식에 의해 서로 결합될 수 있다. 인서트 사출된 모습은 도 4에서 확인할 수 있다.

자기검출부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 자성체인 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132), 그리고 이들 집자 부재(131, 132) 간의 간격을 일 정하게 유지하기 위해 이들을 지지하는 비자성체인 집자 부재 홀더(133)를 포함한다.

도 3에는 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)가 집자 부재 홀더(133)와 독립적으로 존재하여 서로 결합되는 것처럼 보이나, 실제로는 도 4에 도시된 바와 같이 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)가 집자 부재 홀더(133) 내에 파묻힌 채로 존재한다. 따라서, 이를 위해서는 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)가 인서트 사출에 의해 집자 부재 홀더(133)와 일체로 성형된다.

도 7은 이러한 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)의 위치관계를 설명하기 위해 해당 부분만을 분리하여 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 상부 집자 부재(131)는 상하 폭이 좁은 원통 형상의 상부 자속 수집링(131a), 이 상부 자속 수집링(131a)의 상단 둘레로 소정 폭으로 연장 형성되는 상부 집자로 플랜지(131b), 이 상부 집자로 플랜지(131b)의 우측 단부로부터 하방향으로 굴곡 형성되는 상부 집자 터미널(131c)을 갖는다.

하부 집자 부재(132)는 상기 상부 집자 부재(131)와 상하 대칭을 이루도록 형성된다. 즉, 하부 집자 부재(132)는 상하 폭이 좁은 원통 형상의 하부 자속 수집링(132a), 이 하부 자속 수집링(132a)의 하단 둘레로 소정 폭으로 연장 형성되는 하부 집자로 플랜지(132b), 이 하부 집자로 플랜지(132b)의 우측 단부로부터 상방향으로 굴곡 형성되는 하부 집자 터미널(132c)을 갖는다.

이러한 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)는 서로 상하로 배치되되 각각 상기한 자기차폐링(121)의 외측으로 소정 간격 이격되게 배치된다.

이때, 상부 집자 부재(131)의 상부 자속 수집링(131a)은 상기한 자기차폐링(121)의 상부 차폐면(122)과 마주 보게 위치되며, 내측의 마그넷 링(111)으로부터 발생되어 상부 차폐면(122)의 관통부(122h)를 통과하여 나오는 자속을 수집하는 기능을 담당한다.

이와 같이 수집된 자속은 상부 자속 수집링(131a)의 상단 둘레로 위치하는 상부 집자 플랜지(131b)로 전달되고, 다시 상부 집자 플랜지(131b)의 우측 일단부에 위치한 상부 집자 터미널(131c)로 집중된다.

마찬가지로, 하부 집자 부재(132)의 하부 자속 수집링(132a)은 상기한 자기차폐링(121)의 하부 차폐면(123)과 마주 보게 위치되며, 내측의 마그넷 링(111)으로부터 발생되어 하부 차폐면(123)의 관통부(123h)를 통과하여 나오는 자속을 수집하는 기능을 담당한다.

수집된 자속은 하부 자속 수집링(132a)의 하단 둘레로 위치하는 하부 집자 플랜지(132b)로 전달되고, 다시 하부 집자 플랜지(132b)의 우측 일단부에 위치한 하부 집자 터미널(132c)로 집중된다.

즉, 자기 검출부(130)에서 수집되는 자속은 상부 집자 터미널(131c)과 하부 집자 터미널(132c)로 집중된다.

도 7에서, 상부 집자 터미널(131c)은 상부 집자로 플랜지(131b)로부터 하방향으로 연장되어 상부 자속 수집링(131a)의 하단을 지나 반경 방향으로 굴곡되어 우측으로 연장되며, 하부 집자 터미널(132c)은 하부 집자로 플랜지(132b)로부터 상 방향으로 연장되어 하부 자속 수집링(132a)의 상단을 지나 상부 집자 터미널(131c)에 대응하여 반경 방향으로 굴곡되어 우측으로 연장된다.

집자 부재 홀더(133)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 내측 상하 부분에 각각 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)를 각각 인서트 성형에 의해 수용한다.

나아가, 집자 부재 홀더(133)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상,하단부에 각각 상부 홀더 플랜지(133a)와 하부 홀더 플랜지(133b)가 형성된다.

상부 홀더 플랜지(133a)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 내측에 상부 집자 부재(131)의 상부 집자 플랜지(131a)가 인서트 결합되며, 하부 홀더 플랜지(133b)는 내측에 하부 집자 부재(132)의 하부 집자 플랜지(132a)가 인서트 결합된다.

상부 집자 터미널(131c)과 하부 집자 터미널(132c) 사이에는 자기검출 센서부(도 3의 140)가 개재되어 양 터미널(131c, 132c) 간에 발생하는 자속의 세기를 검출한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 토크센서(100)는 상부커버(151)와 하부커버(152)를 상하로 구비하여 그 내측으로 자력발생부(110), 자기차폐부(120), 자기검출부(130) 및 자기검출 센서부(140)를 수용 및 지지한다.

도 3의 분해된 상태의 토크센서(100)에 대하여, 도 5는 상기 토크센서(100)의 조립된 상태를 도시한 사시도이고, 도 6은 조립된 토크센서(100)의 평면도이다.

도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 자력발생부(110)는 외형상 집자 부재 홀더(133)로 대표되는 자기검출부(130)의 내측에 위치하며, 자력발생부(110)와 자기검출부(130)의 사이에는 외형상 차폐링 홀더(125)로 대표되는 자기차폐부(120) 가 위치한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 토크센서(100)에서, 자력발생부(110)의 상부 마그넷 링(111)과 하부 마그넷 링(112)은 도 8에 도시된 바와 같이 상하로 소정 간격 이격하여 구비된다.

이를 위해, 상기 마그넷 링(111, 112)이 부착되는 백요크(113)에는 외주면의 중간 부위에서 외측으로 돌출되어 원주방향으로 연장 형성되는 경계 림(rim, 113a)이 형성된다(도 3 참조).

이 경계 림(113a)의 상면은 상부 마그넷 링(111)의 하면과 면접하고, 그 하면은 하부 마그넷 링(112)의 상면과 면접한다. 따라서, 상부 마그넷 링(111)과 하부 마그넷 링(112) 간의 간격은 상기 경계 림(113a)의 상하 두께(t)에 의해 결정된다.

이와 같은 경계 림(113a)에 의하면, 마그넷 링(111, 112)의 구성에 요하는 자석의 양을 줄일 수 있다. 즉, 경계 림(113a)의 상하 두께(t)에 해당하는 자석의 양이 감소되는 것이다. 뿐만 아니라, 마그넷 링(111, 112)을 구성하는 자석 또한 상부 자석(ex. 111a)과 하부 자석(ex. 112a)을 상하 일체로 구비할 필요없이 이를 나누어 작은 조각의 자석으로 분할하여 구비할 수 있으므로 자석의 부품원가 내지 부품의 사용 효율성을 높일 수 있다.

실제로, 토크센서(100)의 제조원가 중 마그넷 링(111, 112)의 원재료비가 상당부분을 차지하고 있다는 점을 고려할 때, 상기와 같은 마그넷 링(111, 112)의 분할 및 사용량 감소는 전체 토크센서(100)의 가격경쟁력을 높일 수 있는 요인으로 작용한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 토크센서(100)에서와 같이, 상하로 분리된 마그넷 링(111, 112)에 의하면 아래의 2가지 이유로 인해 자기차폐링(121)을 통과하는 자속의 감소량을 크게 낮출 수 있다.

첫째, 마그넷 링(111, 112)을 구성하는 각 자석(111a, 111b, 112a, 112b)은, 도 10 이하에서 보는 바와 같이, 모두 자기차폐링(121)의 관통부(122h, 123h)와 동일한 폭을 가지고 또한 상기 관통부(122h, 123h)에 포함되는 상하 폭을 가지고 있으므로 자기차폐링(121)에 통과 내지 흡수되는 자속을 제외하고 외부로 유출 내지 상기 자기차폐링(121)에 의해 반사되는 자속을 최소화할 수 있다.

둘째, 도 8에서 보는 바와 같이 상부 마그넷 링(111)과 하부 마그넷 링(112)이 소정 간격(t) 이격되어 있음에 따라, 도 9에서 보는 바와 같이, 예를 들어 상부의 N극 자석(111a)으로부터 발생되는 자속이 만약의 경우 자기차폐링(121)에 의해 반사된다 하더라도 반사된 자속이 상기 자석(111a)과는 대각선 방향으로 배치되는 하부의 S극 자석(:이는 하부 N극 자석(112a)과 이웃하고 있음)으로 되돌아오기가 어렵게 구성되어 있다. 즉, 상,하 마그넷 링(111, 112) 사이에 경계 림(113a)만큼의 간격이 설정됨에 따라 마그넷 링(111, 112)과 자기차폐링(121) 사이에 순환되는 자속은 그만큼 형성되기 어려워진다.

결과적으로 마그넷 링(111, 112)에서 발생하여 자기차폐링(121)을 통과하는 자속의 감소량을 크게 줄임으로써 상,하부 집자부재(131, 132)를 거쳐 자기검출 센서부(140)에 유도되는 자속을 충분히 확보할 수 있어 전체적으로 토크센서(100)의 성능 향상에 기여할 수 있다.

한편, 도 9에서 보는 바와 같이, 백요크(113)와 결합된 상태의 상,하 마그넷 링(111, 112)의 상하단에 이르는 길이는 자기차폐링(121)의 상하 길이보다 작거나 최소한 같은 것이 자속의 손실을 방지한다는 측면에서 볼 때 바람직하다.

이하에서는 이상과 같은 구성을 갖는 조향장치용 비접촉식 토크센서(100)의 작용에 대하여 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 토크센서(100)의 주요부의 구조 관계를 설명하기 위한 가상의 개략도로서, 원형의 구성을 평면적으로 펼쳐서 나타낸 것이다.

자기 차폐링(121)의 상부 관통부(122h)와 하부 관통부(123h)는 각각 상부 마그넷 링(111)과 하부 마그넷 링(112)의 해당 자극의 자석에 대응되게 위치한다.

마그넷 링(111, 112)으로부터 발생되는 자속은 자기 차폐링(121)의 관통부(122h, 123h)를 지나 반대측 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)에 각각 도달한다.

정상상태, 즉 중립상태에서의 위치관계는, 도 11에 도시된 바와 같이, 자기 차폐링(121)의 상부 관통부(122h) 및 하부 관통부(123h)가 모두 N극 자석과 S극 자석의 경계에 1/2씩 걸쳐져 있다.

따라서, 각 관통부(122h, 123h)를 통과하여 나오는 자속은 N극과 S극이 절반씩 차지하게 되므로 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)에 수집 및 집자되는 자속은 각각 0이 된다.

결과적으로, 검출되는 자속은 0으로서, 이는 입력축(10)가 출력축(20)의 회 전 각도가 서로 일치함을 의미한다.

이에 비해, 도 12a는 입력축(10)이 출력축(20)에 비해 좌측 방향으로 비틀림이 발생한 경우를 나타내며, 도 12b는 입력축(10)이 출력축(20)에 비해 좌측 방향으로 최대의 비틀림이 발생한 경우를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 도 12a의 상태에서는 상기 입력축(10)에 고정되는 마그넷 링(111, 112)이 상기 출력축(20)에 고정되는 자기 차폐링(121)에 비해 다소 좌측으로 치우치게 되므로, 상부 관통부(122h)를 통과하는 자속은 S극이 더 많이 차지하게 되고, 하부 관통부(123h)를 통과하는 자속은 반대로 N극 자속이 더 많아지게 된다.

따라서, 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)에는 각각 서로 다른 자속이 일정한 크기로 수집 및 집자되므로, 검출되는 자속 또한 그에 상응하는 값으로 나타나게 된다.

최대의 비틀림을 도시한 도 12b의 상태에서는, 모든 상부 관통부(122h)로는 S극의 자속만이 통과하고, 모든 하부 관통부(123h)로는 N극의 자속만이 통과함으로써 검출되는 자속 또한 최대값으로 나타나게 된다.

이때 유의할 점은, 도 11의 중립상태의 경우에나 도 12a 또는 도 12b의 비틀림 상태의 경우에나, 자기차폐링(121)에 유도되는 자속은 항상 0이라는 점이다.

즉, 자기차폐링(121)은 상부 차폐면(122)에 유도되는 자속은 하부 차폐면(123)에 유도되는 자속과 항상 정반대로 같은 크기를 가지며, 이들 상부 차폐면(122)과 하부 차폐면(123)은 서로 일체로 이루어져 있으므로 자속의 합은 항상 0 이 되는 것이다.

그러므로, 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)는 상기 자기차폐링(121)에 의한 2차 자기유도 현상이 발생하지 않게 된다.

도 13a는 입력축(10)이 출력축(20)에 비해 우측 방향으로 비틀림이 발생한 경우를 나타내며, 도 13b는 입력축(10)이 출력축(20)에 비해 우측 방향으로 최대의 비틀림이 발생한 경우를 나타낸다.

도 13a 및 도 13b의 상황은 상기한 도 12a와 도 12b의 상황과는 정반대로서 이에 대한 설명은 상기한 바로부터 충분히 유추되어지므로 생략하기로 한다.

한편, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 토크센서의 주요부의 변형례를 나타내는 가상의 개략도로서, 도 10에서와 같이 원형의 구성을 평면적으로 펼쳐서 나타낸 것이다.

본 변형례에서, 자력발생부의 마그넷 링(211)은 N극 자석(211a)과 S극 자석(211b)이 원주 방향으로 서로 이웃하도록 교대 배치되는 상부 자석과, 마찬가지로 N극 자석(211c)과 S극 자석(211d)이 원주 방향으로 서로 이웃하도록 교대 배치되는 하부 자석을 포함한다.

이때, 상부 자석(211a, 211b)과 하부 자석(211c, 211d) 간에는 서로 다른 극이 경계 림(213a)에 의해 이격 배치된다. 즉 N극 자석과 S극 자석은 좌우측 자석뿐 아니라 상하 자석 간에도 서로 다른 극을 가지게 된다.

이상과 같은 자력발생부에 대하여, 자기차폐부는 도시된 바와 같이 상부 자석(211a, 211b)의 하나와 이와 이웃하는 하부 자석(211c, 211d)의 하나에 함께 대 응하도록 상하 길이 방향으로 연장 형성되는 관통부(221h)를 갖는 자기차폐링(221)을 구비한다.

관통부(221h)는 원주방향으로 하나의 N극 또는 S극 자석에 대응하여 복수 개 형성된다.

이러한 상태에서, 마그넷 링(211)으로부터 발생되는 자속은 자기 차폐링(221)의 관통부(221h)를 지나 반대측의 상부 집자 부재(231)와 하부 집자 부재(232)에 각각 도달한다.

이때, 정상상태, 즉 중립상태에서의 위치관계는, 도 15에 도시된 바와 같이, 자기 차폐링(221)의 관통부(221h)는 모두 상부 및 하부 자석의 각 부분에서 N극 자석과 S극 자석의 경계에 1/2씩 걸쳐져 있다.

따라서, 각 관통부(221h)를 통과하여 나오는 자속은 N극과 S극이 절반씩 차지하게 되므로 상기한 상부 집자 부재(도 14의 231)와 하부 집자 부재(232)에 수집 및 집자되는 자속은 각각 0이 된다.

결과적으로, 검출되는 자속 또한 0으로서, 이는 입력축과 출력축의 회전 각도가 서로 일치함을 의미한다.

이에 비해, 도 16a는 입력축(10)이 출력축(20)에 비해 좌측 방향으로 비틀림이 발생한 경우를 나타내며, 도 16b는 입력축(10)이 출력축(20)에 비해 좌측 방향으로 최대의 비틀림이 발생한 경우를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 도 16a의 상태에서는 상기 입력축(10)에 고정되는 마그넷 링(211)이 상기 출력축(20)에 고정되는 자기 차폐링(221)에 비해 다소 좌측으로 치 우치게 된다.

이때, 관통부(221h)를 상하로 2등분하여 보면, 관통부(221h)의 상부를 통과하는 자속은 S극이 더 많이 차지하게 되고, 상기 관통부(221h)의 하부를 통과하는 자속은 반대로 N극이 더 많아지게 된다.

따라서, 상부 집자 부재(131)와 하부 집자 부재(132)에는 각각 서로 다른 자속이 일정한 크기로 수집 및 집자되므로, 검출되는 자속 또한 그에 상응하는 값으로 나타나게 된다.

최대의 비틀림을 도시한 도 16b의 상태에서는, 관통부(221h)의 상부로는 S극의 자속만이 통과하고, 상기 관통부(221h)의 하부로는 N극의 자속만이 통과한다. 따라서, 검출되는 자속 또한 최대값으로 나타나게 된다.

본 변형례에서도 상기한 실시예의 경우와 마찬가지로, 도 15의 중립상태의 경우에나 도 16a 또는 도 16b의 비틀림 상태의 경우에나, 자기차폐링(221)에 유도되는 자속은 항상 0이라는 점이다.

즉, 자기차폐링(221)을 상하로 2등분하여 보면, 상부에 유도되는 자속은 하부에 유도되는 자속과 항상 정반대로 같은 크기를 가지며, 이들 상,하부는 모두 일체로 이루어진 자기차폐링(221)을 형성하므로 상기 자기차폐링(221)의 전체 자속은 항상 0이 되는 것이다.

그러므로, 상부 집자 부재(231)와 하부 집자 부재(232)는 상기 자기차폐링(221)에 의한 2차 자기유도 현상이 발생하지 않게 된다.

도 17a는 입력축(10)이 출력축(20)에 비해 우측 방향으로 비틀림이 발생한 경우를 나타내며, 도 17b는 입력축(10)이 출력축(20)에 비해 우측 방향으로 최대의 비틀림이 발생한 경우를 나타낸다.

도 17a 및 도 17b의 상황은 상기한 도 16a와 도 16b의 상황과는 정반대로서 이에 대한 설명은 상기한 바로부터 충분히 유추되어지므로 생략하기로 한다.

한편, 이상에서 설명된 조향장치용 비접촉식 토크센서는 본 발명의 이해를 돕기 위한 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정의된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서의 설치 상태를 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 설치 상태를 분해하여 도시한 분해 사시도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서를 나타내는 분해 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서의 결합 상태를 도시한 측단면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서의 결합 상태를 도시한 사시도,

도 6은 도 5의 조향장치용 비접촉식 토크센서의 평면도(도 4의 측단면도는 도 6의 A-A선을 따라 절단한 단면임),

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서의 일 구성요소인 자기검출부의 주요부를 도시한 확대 사시도,

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서의 일 구성요소인 자력발생부의 주요부를 도시한 확대 사시도,

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서의 작용을 설명하기 위한 부분 확대 단면도,

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서의 주요 구성 관계를 설명하기 위한 개략 분해도,

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서가 중립 위치일 때의 주요 구성 관계를 도시한 개략도,

도 12a와 도 12b 그리고 도 13a와 도 13b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서가 비틀림 상태일 때의 주요 구성 관계를 도시한 개략도,

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 조향장치용 비접촉식 토크센서의 주요 구성의 변형례를 설명하기 위한 개략 분해도,

도 15는 도 14의 변형례의 경우 조향장치용 비접촉식 토크센서가 중립 위치일 때의 주요 구성 관계를 도시한 개략도,

도 16a와 도 16b 그리고 도 17a와 도 17b는 각각 도 14의 변형례의 경우 조향장치용 비접촉식 토크센서가 비틀림 상태일 때의 주요 구성 관계를 도시한 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 입력축 11, 21: 요홈부

12, 22: 체결공 20: 출력축

30: 토션바 100: 토크센서

110: 자력발생부 111: 상부 마그넷 링

111a, 112a: N극 자석 111b, 112b: S극 자석

112: 하부 마그넷 링 113: 백요크

113a: 경계 림 114: 마그넷 홀더

114a: 안착부 114b: 제1 결합편

114c: 걸림단부 115: 제1 스냅링

120: 자기차폐부 121: 자기차폐링

122: 상부 차폐면 122h: 상부 관통부

123: 하부 차폐면 123h: 하부 관통부

125: 차폐링 홀더 126: 홀딩부

127: 결합돌기 128: 제2 결합편

129: 제2 스냅링 130: 자기검출부

131: 상부 집자 부재 131a: 상부 자속 수집링

131b: 상부 집자로 플랜지 131c: 상부 집자 터미널

132: 하부 집자 부재 132a: 하부 자속 수집링

132b: 하부 집자로 플랜지 132c: 하부 집자 터미널

133: 집자 부재 홀더 133a: 상부 홀더 플랜지

133b: 하부 홀더 플랜지 140: 자기검출 센서부

151: 상부커버 152: 하부커버

Claims (10)

1. 차량의 핸들에 연결된 입력축과 차량의 바퀴에 연결된 출력축 사이에 설치되어 상기 핸들의 회전 조작 시 상기 입력축과 상기 출력축 사이에 발생되는 비틀림을 검출하기 위한 조향장치용 비접촉식 토크센서에 있어서,

   상기 입력축에 결합되고, 각각 중심에서 동일한 반경을 갖도록 외주면을 따라 복수의 N극 자석과 S극 자석이 원주방향으로 서로 이웃하도록 교대로 배치되는 상부 마그넷 링과 하부 마그넷 링이 서로 일치하는 자극끼리 대응하며 상하로 소정 간격으로 이격하여 구비되는 자력발생부와;

   상기 자력발생부의 반경방향 외측에 배치되는 단일의 원통으로서 상기 상부 마그넷 링의 N극 자석과 S극 자석 중 어느 하나와 대응하여 동일한 간격으로 복수의 상부 관통부가 형성되는 상부 차폐면과, 상기 하부 마그넷 링의 N극 자석과 S극 자석 중 상기 상부 관통부와는 다른 자석과 대응하여 동일한 간격으로 복수의 하부 관통부가 형성되는 하부 차폐면으로 이루어진 자기차폐링을 구비하고, 상기 출력축에 결합되는 자기차폐부와;

   상기 자기차폐부의 반경방향 외측에 배치되며, 상기 상부 차폐면을 통과하는 자속을 수집하는 상부 자속 수집링과 상기 상부 자속 수집링으로부터 연장 형성된 상부 집자 터미널을 구비하는 상부 집자 부재와, 상기 하부 차폐면을 통과하는 자속을 수집하는 하부 자속 수집링과 상기 하부 자속 수집링으로부터 연장 형성된 하부 집자 터미널을 구비하는 하부 집자 부재를 포함하는 자기검출부; 및

   상기 자기검출부의 상부 집자 터미널과 하부 집자 터미널 사이에 위치되어 자속의 세기를 검출하는 자기검출 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서.
2. 제1항에 있어서,

   상기 자력발생부는 상기 상부 마그넷 링과 상기 하부 마그넷 링이 외주면을 따라 상하로 마련되는 백요크를 포함하고,

   상기 백요크는, 상면이 상기 상부 마그넷 링의 하면과 면접하고 하면이 상기 하부 마그넷 링의 상면에 면접함으로써 상기 상부 마그넷 링과 상기 하부 마그넷 링 사이의 간격을 결정하는 경계 림(rim)을 갖는 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서.
3. 제2항에 있어서,

   상기 백요크는 자성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서.
4. 제2항에 있어서,

   상기 백요크는 비자성체인 엔지니어링 플라스틱으로서 상기 상부 마그넷 링과 상기 하부 마그넷 링이 상기 외주면을 따라 부착 내지 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 상부 마그넷 링의 상면으로부터 상기 하부 마그넷 링의 하면까지의 길이는 상기 자기차폐링의 상하 길이보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서.
6. 차량의 핸들에 연결된 입력축과 차량의 바퀴에 연결된 출력축 사이에 설치되어 상기 핸들의 회전 조작 시 상기 입력축과 상기 출력축 사이에 발생되는 비틀림을 검출하기 위한 조향장치용 비접촉식 토크센서에 있어서,

   상기 입력축에 결합되고, 중심에서 동일한 반경을 갖도록 외주면을 따라 복수의 N극 자석과 S극 자석이 상부 및 하부에서 각각 원주 방향으로 서로 이웃하도록 교대로 배치되되 상부 자석과 하부 자석 간에는 서로 다른 극이 소정 간격으로 이격하여 구비되는 자력발생부와;

   상기 자력발생부의 반경방향 외측에 배치되는 원통으로서, 상기 상부 자석과 하부 자석 각기 하나씩 함께 대응하며 원주 방향으로 상기 상부 자석 또는 하부 자석과 대응하는 위치에 형성되는 복수의 관통부를 갖는 자기차폐링을 구비하고, 상기 출력축에 결합되는 자기차폐부와;

   상기 자기차폐부의 반경방향 외측에 배치되며, 상기 상부 차폐면을 통과하는 자속을 수집하는 상부 자속 수집링과 상기 상부 자속 수집링으로부터 연장 형성되는 상부 집자 터미널을 구비하는 상부 집자 부재와, 상기 하부 차폐면을 통과하는 자속을 수집하는 하부 자속 수집링과 상기 하부 자속 수집링으로부터 연장 형성되어 상기 상부 집자 터미널과 대면하는 하부 집자 터미널을 구비하는 하부 집자 부재를 포함하는 자기검출부; 및

   상기 자기검출부의 상부 집자 터미널과 하부 집자 터미널 사이에 위치되어 자속의 세기를 검출하는 자기검출 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서.
7. 제6항에 있어서,

   상기 자력발생부는 상기 상부 자석과 상기 하부 자석이 외주면을 따라 상하로 부착되는 백요크를 포함하고,

   상기 백요크는, 상면이 상기 상부 자석의 하면과 면접하고 하면이 상기 하부 자석의 상면에 마련됨으로써 상기 상부 자석과 상기 하부 자석 사이의 간격을 결정하는 경계 림(rim)을 갖는 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서.
8. 제7항에 있어서,

   상기 백요크는 자성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서.
9. 제7항에 있어서,

   상기 백요크는 비자성체인 엔지니어링 플라스틱으로서 상기 상부 자석과 상 기 하부 자석이 상기 외주면을 따라 부착 내지 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 상부 자석의 상면으로부터 상기 하부 자석의 하면까지의 길이는 상기 자기차폐링의 상하 길이보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 조향장치용 비접촉식 토크센서.

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