KR20140078208A - 토크센서 - Google Patents

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Abstract

토크센서가 개시된다. 이 토크센서는 출력축; 상기 출력축이 삽입되어 결합되는 고정자 홀더; 상기 고정자 홀더에 연결되어 상기 출력축의 외면에 접촉하는 고정자 홀더 가압부; 및 상기 고정자 홀더 가압부는 원주 방향으로 형성되는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀에는 상기 고정자 홀더 가압부가 중심방향으로 오므려지도록 하는 고정자 홀더 가압부 호그링이 위치한다.

Description

토크센서{Torque sensor}
본 발명은 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토크센서에 관한 것이다.
차량용 파워 스티어링 시스템은 조향 바퀴에 걸리는 마찰 저항이 커서 조향 핸들을 조향하기 위한 조작력이 큰 경우 조향 핸들을 원활하게 조작할 수 있도록 하는 시스템이다.
종래에는 유압을 이용하는 유압식 파워 스티어링 시스템이 널리 이용되었으나, 최근에는 모터의 회전력을 이용하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 이용이 증가하고 있는 추세다.
전동식 파워 스티어링 시스템은 한국공개특허공보 제10-2009-0002885호에서 개시되는 바와 같이 토크센서가 요구된다.
한편, 상기 공보에서 개시되는 토크센서는 호그링(Hog ring)이 압착부의 외주면에 호그링의 탄성력에 의해 결합되는 구조를 가지고 있다. 여기서, 호그링은 한국공개특허공보 제10-2009-0002885호에서는 압착링으로 지칭하고 있으나, 토크센서 기술분야에서 호그링과 압착링은 혼용되어 사용된다.
이에 따라, 호그링을 압착부에 끼우는 공정에서 호그링이 이탈될 가능성이 높은 문제점이 있다. 이에 더하여, 호그링을 압착부에 끼우는 조립공정이 요구되어 제조원가가 증가되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 호그링의 이탈 가능성이 적으며 조립공정 수가 감소되어 제조원가가 절감되는 토크센서를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 출력축; 상기 출력축이 삽입되어 결합되는 고정자 홀더; 상기 고정자 홀더에 연결되어 상기 출력축의 외면에 접촉하는 고정자 홀더 가압부; 및 상기 고정자 홀더 가압부는 원주 방향으로 형성되는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀에는 상기 고정자 홀더 가압부가 중심방향으로 오므려지도록 하는 고정자 홀더 가압부 호그링이 위치하는 토크센서를 제공한다.
본 발명의 다른 일 양태를 따르면, 입력축; 상기 입력축이 삽입되어 결합되는 회전자 홀더; 상기 회전자 홀더에 연결되어 상기 입력축의 외면에 접촉하는 회전자 홀더 가압부; 및 상기 회전자 홀더 가압부는 원주 방향으로 형성되는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀에는 상기 회전자 홀더 가압부가 중심방향으로 오므려지도록 하는 회전자 홀더 가압부 호그링이 위치하는 토크센서를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 토크센서의 제조공정에서 호그링의 이탈 가능성이 없어지며 토크센서의 조립공정 수가 감소되어 제조원가가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 토크센서를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자 홀더와 회전자 홀더를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 A를 확대한 확대도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서를 나타낸 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서의 회전자 홀더와 고정자 홀더를 나타낸 정면 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서는 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)로 이루어진 케이스(10), 케이스(10) 내부에 수용되어 케이스(10)에 결합되는 고정자 홀더(20), 고정자 홀더(20)의 내부에 회전 가능하게 수용되는 회전자 홀더(30), 회전자 홀더(30)에 결합되는 입력축(40) 및 고정자 홀더(40)에 결합되는 출력축(50)을 포함한다. 그리고 케이스(10)의 내부에는 고정자 홀더(20)에 결합되는 고정자 자석(24)과 회전자 홀더(30)에 결합되는 회전자 자석(33)들의 위치가 변함으로써 발생되는 자기적 변화를 감지하는 자기센서(도면에 미 도시)를 더 포함한다. 그리고 입력축(40)과 출력축(50)은 비틀림 탄성을 가지는 토션바(60)에 의해 결합된다.
한편, 이하에서는 토크센서가 자기센서를 이용하여 토크를 감지하는 기능에 대한 설명은 한국공개특허공보 제10-2011-0038280호 등에서 이미 개시되어 있는 일반적으로 알려진 사항이므로 생략하기로 한다.
고정자 홀더(20)는 원통형 형상으로 형성되어 내부에 회전자 홀더(30)가 회전 가능하게 수용된다. 고정자 홀더(20)의 내면에는 고정자 자석(24)이 부착된다.
그리고 고정자 홀더(20)는 출력축(50)의 외면을 가압하여 고정자 홀더(20)와 출력축(50)이 결합되도록 하는 고정자 홀더 가압부(21)를 더 포함한다. 고정자 홀더 가압부(21)는 고정자 홀더 가압부(21)가 중심방향으로 오므라들도록 하는 고정자 홀더 가압부 호그링(22)를 포함한다. 고정자 홀더 가압부 호그링(22)은 고정자 홀더 가압부(21)의 원주방향으로 형성되는 관통홀에 끼워진다. 고정자 홀더 가압부 호그링(22)은 탄성력을 가지는 재질로 형성되어 일부분이 개방된 링 형태로 구현될 수 있다.
한편, 고정자 홀더 가압부 호그링(22)은 고정자 홀더 가압부(21)에 인서트 사출되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 고정자 홀더 가압부 호그링(22)의 조립공정이 삭제되고, 토크센서의 조립공정에서 고정자 홀더 가압부 호그링(22)이 누락되는 것이 방지된다.
회전자 홀더(30)는 원통형으로 형성되어 내부에 입력축(40)이 결합된다. 회전자 홀더(30)의 외주면에는 링형태의 회전자 자석(33)이 결합된다.
그리고 회전자 홀더(30)는 입력축(40)의 외면을 가압하여 회전자 홀더(30)와 입력축(40)이 결합되도록 하는 회전자 홀더 가압부(31)를 더 포함한다. 회전자 홀더 가압부(31)에는 회전자 홀더 가압부(31)가 중심방향으로 오므라들도록 하는 회전자 홀더 가압부 호그링(32)를 포함한다. 회전자 홀더 가압부 호그링(32)은 회전자 홀더 가압부(31)의 원주방향으로 형성되는 관통홀에 끼워진다. 회전자 홀더 가압부 호그링(32)은 탄성력을 가지는 재질로 형성되어 일부분이 개방된 링 형태로 구현될 수 있다.
한편, 회전자 홀더 가압부 호그링(32)은 회전자 홀더 가압부(31)에 인서트 사출되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 회전자 홀더 가압부 호그링(32)의 조립공정이 삭제되고, 토크센서의 조립공정에서 회전자 홀더 가압부 호그링(32)이 누락되는 것이 방지된다.
도 3은 도 1의 A를 확대한 도면이다.
도 3을 참조하면, 고정자 홀더 가압부(21)의 내면에는 고정자 홀더 가압부(21)의 중심쪽으로 돌출된 결합돌출부(23)가 형성된다. 그리고 출력축(50)의 외주면에는 결합돌출부(23)의 형상에 대응되는 결합홈(51)이 형성된다. 이러한 결합돌출부(23)와 결합홈(51)에 의해 고정자 홀더(20)와 출력축(50)은 서로 간의 축방향 상대이동이 제한된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.
10: 케이스 20: 고정자 홀더
21: 고정자 홀더 가압부 22: 고정자 홀더 가압부 호그링
30: 회전자 홀더 31: 회전자 홀더 가압부
32: 회전자 홀더 가압부 호그링

Claims (6)

  1. 출력축;
    상기 출력축이 삽입되어 결합되는 고정자 홀더;
    상기 고정자 홀더에 연결되어 상기 출력축의 외면에 접촉하는 고정자 홀더 가압부; 및
    상기 고정자 홀더 가압부는 원주 방향으로 형성되는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀에는 상기 고정자 홀더 가압부가 중심방향으로 오므려지도록 하는 고정자 홀더 가압부 호그링이 위치하는 토크센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정자 홀더 가압부 호그링은 탄성력을 가지는 토크센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 출력축과 접촉하는 상기 고정자 홀더 가압부의 내면에는 중심방향으로 돌출된 결합돌출부를 포함하고,
    상기 출력축의 외면에는 상기 결합돌출부에 대응하는 형상을 가진 결합홈이 형성된 토크센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정자 홀더 가압부 호그링은 상기 고정자 홀더 가압부에 인서트 사출되는 토크센서.
  5. 입력축;
    상기 입력축이 삽입되어 결합되는 회전자 홀더;
    상기 회전자 홀더에 연결되어 상기 입력축의 외면에 접촉하는 회전자 홀더 가압부; 및
    상기 회전자 홀더 가압부는 원주 방향으로 형성되는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀에는 상기 회전자 홀더 가압부가 중심방향으로 오므려지도록 하는 회전자 홀더 가압부 호그링이 위치하는 토크센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전자 홀더 가압부 호그링은 탄성력을 가지는 토크센서.
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