KR20140083782A - 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서 - Google Patents

마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서 Download PDF

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Abstract

마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 인풋 조향 샤프트와 고정되어 자기장을 형성시키는 마그넷부; 상기 마그넷부의 하측에 배치되고, 아웃풋 조향 샤프트와 고정되며, 상기 마그넷부의 회전에 따라 자석 극성변화를 감지하여 자기장 변화를 발생시키는 스테이터; 상기 스테이터의 상측에 배치되어 외관을 형성하는 상부 케이스; 및 상기 상부 케이스 외주연을 감싸는 하부 케이스를 포함하되, 상기 마그넷부는, 외주연의 외측에 요홈부가 형성된 요크부; 및 상기 요크부의 외면을 감싸도록 배치되고, 내측 일측면에 스토퍼가 형성되어 상기 요홈부에 끼움 결합되는 마그넷을 포함하는 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서가 제공된다.

Description

마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서{Non-contacting type torque sensor for magnet prevention}
본 발명은 비접촉식 토크센서의 마그넷 이탈방지 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마그넷 유동을 방지하고, 크랙에 의해 생기는 마그넷 이탈로 인한 센서의 고장을 방지하는 마그넷 이탈방지용 토크센서에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 주행 또는 정지시에 조향핸들을 회전시킴에 따라 노면과 접촉하고 있는 바퀴도 회전하게 된다. 즉, 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 되는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제에 대하여, 종래에는 조향핸들과 바퀴의 회전각 편차를 측정하기 위한 토크센서(Torque sensor)가 구비된다. 즉, 토크센서는 조향핸들과 바퀴의 회전각 편차를 측정하고, 이 측정된 편차만큼 별개의 동력수단을 이용하여 바퀴를 회전시킴으로써 차량을 진행하고자 하는 방향으로 안전하고 정확하게 조향할 수 있도록 하여 조향 편의성을 높이기 위한 장치이다.
토크센서는 크게 접촉방식과 비접촉방식으로 구분되는데, 접촉방식은 소음과 내구성의 저하문제로 인해 최근에는 비접촉식방식의 토크센서가 채택되고 있다.
일반적으로, 비접촉식방식의 토크센서에 이용되는 마그넷의 경우, 요크부에 접착제를 통하여 마그넷을 접착한 후에, 샤프트 홀더와 요크부를 조립하고 있다.
그러나, 상기와 같은 방법으로 마그넷과 요크부를 결합할 경우, 마그넷에 크랙이 발생시, 마그넷이 요크부로부터 이탈되는 문제점이 있다. 마그넷이 이탈됨에 따라, 토크센서가 작동하지 않을뿐더러, 접착 후에도 미세 유동에 의하여 마그넷이 회전방향으로 이동하여 토크센서의 성능을 저하 시키는 문제점이 있다. 또한, 마그넷 극성의 위치와 스테이터의 위치를 조정하기 위해 인풋 샤프트 홀더와 아웃풋 샤프트 홀더에는 영점 조정을 위한 홀을 형성하게 되는데, 두 개의 홀을 정렬하여 영점 조절을 할 경우, 두 개의 홀과 마그넷 극성간의 공차가 발생하여 토크센서가 제대로 작동하지 않는 문제점이 있다.
본 발명은, 마그넷과 요크부에 결합홈 및 결합돌기를 형성하여, 요크부가 마그넷으로부터 이탈되는 것을 예방하는 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 인풋 조향 샤프트와 고정되어 자기장을 형성시키는 마그넷부; 상기 마그넷부의 하측에 배치되고, 아웃풋 조향 샤프트와 고정되며, 상기 마그넷부의 회전에 따라 자석 극성변화를 감지하여 자기장 변화를 발생시키는 스테이터; 및 상기 상부 케이스 외주연을 감싸는 하부 케이스를 포함하되, 상기 마그넷부는, 외주연의 외측에 요홈부가 형성된 요크부; 및 상기 요크부의 외면을 감싸도록 배치되고, 내측 일측면에 스토퍼가 형성되어 상기 요홈부에 끼움 결합되는 마그넷을 포함하는 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서가 제공될 수 있다.
이때, 상기 요크부의 상부에는 원주방향으로 일정간격 다수의 요철부가 형성되고, 상기 요철부의 끝단이 하측으로 소정정도 구부러져 상기 마그넷의 상측이 고정될 수 있다.
또한, 상기 요철부 일측에는, 상기 요홈부와 상기 스토퍼가 고정되는 위치를 표시하기 위한 키홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 인풋 조향 샤프트는 상기 마그넷부와 접촉되는 하단이 상기 마그넷부를 감싸도록 소정정도 구부러져 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서는, 요크부에 요홈부가 형성되고, 마그넷을 형성된 스토퍼를 요홈부에 고정시켜, 요크부로부터 마그넷이 이탈되는 것을 방지하고, 외관으로 확인할 수 있는 키홈을 구비함으로써, 샤프트 홀더에 홀을 형성하는 공정을 배제시켜 제작 공정수를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서 중, 마그넷부와 인풋 조향 샤프트가 결합된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서 중, 요크부를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서 중, 마그넷을 보여주는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 또한, 이하의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도면에 도시된 각 구성들은 다소 과장되어 도시될 수 있음을 알려 둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서의 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서(1)는 조향 샤프트(2,3)에 고정되어 상기 조향 샤프트(2,3)의 회전에 따라 토크를 측정하는 것으로, 마그넷부(10), 상부 케이스(11), 하부 케이스(12) 및 스테이터(13)를 포함할 수 있다.
마그넷부(10)는 인풋 조향 샤프트(2)에 고정되어 자기장을 형성시킬 수 있다.
스테이터(13)는 마그넷부(10)의 하측에 배치되어 아웃풋 조향 샤프트(3)에 고정될 수 있다. 또한 스테이터(13)는 마그넷부(10)의 회전에 따라 자석의 극성변화를 감지하고, 감지된 자석의 극성변화를 통해 자기장 변화를 발생시킬 수 있다.
상부 케이스(11)는 스테이터(13)의 상측에 배치되어 스테이터의 외관을 형성할 수 있다.
하부 케이스(12)는 상부 케이스(11)의 외주연을 감싸도록 배치될 수 있다.
이하, 도 2 내지 5를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서 중, 마그넷부(10)에 대해 보다 자세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서 중, 마그넷부와 인풋 조향 샤프트가 결합된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서 중, 요크부을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서 중, 마그넷을 보여주는 사시도이다.
도 2 내지 5를 참고하면, 인풋 조향 샤프트(2)는 마그넷부(10)의 내측으로 관통될 수 있다. 또한 인풋 조향 샤프트(2)는, 마그넷부(10)와 접촉되는 하단이 마그넷부(10)를 감싸도록 상측으로 소정정도 구부러질 수 있다(도 3참고). 즉, 마그넷부(10)를 고정시킴으로써, 마그넷부(10)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
마그넷부(10)는 인풋 조향 샤프트(2)에 고정되어 전술한 스테이터(13)로 자석의 극성을 전달 해주는 것으로, 요크부(100) 및 마그넷(110)을 포함할 수 있다.
요크부(100) 외주연의 외측에는 요홈부(102)가 형성되어 후술할 스토퍼(110a)가 끼움 결합될 수 있다. 또한, 요크부(100)는 상부에 원주방향으로 일정간격 다수의 요철부(101)가 형성될 수 있다.
요철부(101)의 끝단은 하측으로 소정정도 구부러질 수 있다. 즉, 요크부(100)에 마그넷(110)이 결합될 때, 요철부(101)의 끝단이 하측으로 소정 정도 구부러져 마그넷(110)의 상측을 감싸도록 배치됨으로써, 마그넷(110)이 요크부(100)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 요철부(101) 상면의 일측에는, 요홈부(102)와 스토퍼(110a)가 고정되는 위치를 표시하기 위한 키홈(101a)이 형성될 수 있다. 따라서 사용자는 외관으로 마그넷(110)의 극성을 알 수 있다. 다시 말하면, 요홈부(102)와 스토퍼(110a)가 고정되는 위치에 대응되도록 요철부(101)의 상면에 키홈(101a)이 형성되어, 마그넷(110)의 극성을 외관으로 확인이 가능함으로써, 전술한 인풋 조향 샤프트(2) 및 아웃풋 조향 샤프트(3)에 홀을 형성할 필요가 없게 된다. 따라서 제작 공정수를 줄어 제작비가 절감되고, 홀의 영점을 맞추지 않아도 되므로, 공차 및 오차가 발생하여 센서의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
마그넷(110)은 자기장을 형성시키는 자성체로, 요크부(100)에 외주연을 감싸도록 장착되고 내측 일측면에 스토퍼(110a)가 형성될 수 있다. 즉, 스토퍼(110a)가 요크부(100)에 형성된 요홈부(102)에 끼움 결합됨으로써, 마그넷(110)이 회전방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서는 마그넷(110)에 형성된 스토퍼(110a)를 요홈부(102)에 장착시켜 마그넷(110)이 요크부(100)에 고정됨으로써, 마그넷(110)이 회전방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서는 요철부(101)에 키홈(101a)이 형성되어 사용자가 외관으로 마그넷(110)의 극성의 위치를 확인할 수 있다. 따라서 인풋 조향 샤프트(2) 및 아웃풋 조향 샤프트(3)에 홀을 형성하지 않아도 되므로, 제작 공정수가 줄게 되고 제작비가 절감될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서는 요크부(100)와 인풋 조향 샤프트(2)의 끝단이 마그넷(110)을 감싸도록 구부러지게 형성됨으로써, 마그넷(110)의 크랙 및 파손시에도 마그넷(110)이 요크부(100)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
1: 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서 2: 인풋 조향 샤프트
3: 아웃풋 조향 샤프트 10: 마그넷부
11: 상부 케이스 12: 하부 케이스
13: 스테이터 100: 요크부
101: 요철부 101a: 키홈
102: 요홈부 110: 마그넷
110a: 스토퍼

Claims (4)

  1. 인풋 조향 샤프트(2)와 고정되어 자기장을 형성시키는 마그넷부(10);
    상기 마그넷부(10)의 하측에 배치되고, 아웃풋 조향 샤프트(3)와 고정되며, 상기 마그넷부(10)의 회전에 따라 자석 극성변화를 감지하여 자기장 변화를 발생시키는 스테이터(13);
    상기 스테이터(13)의 상측에 배치되어 외관을 형성하는 상부 케이스(11); 및
    상기 상부 케이스(11) 외주연을 감싸는 하부 케이스(12);를 포함하되,
    상기 마그넷부(10)는,
    외주연의 외측에 요홈부(102)가 형성된 요크부(100); 및
    상기 요크부(100)의 외면을 감싸도록 배치되고, 내측 일측면에 스토퍼(110a)가 형성되어 상기 요홈부(102)에 끼움 결합되는 마그넷(110);을 포함하는 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서.

  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 요크부(100)의 상부에는 원주방향으로 일정간격 다수의 요철부(101)가 형성되고, 상기 요철부(101)의 끝단이 하측으로 소정정도 구부러져 상기 마그넷(110)의 상측이 고정되는 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서.
  3. 청구항 2항에 있어서,
    상기 요철부(101) 일측에는, 상기 요홈부(102)와 상기 스토퍼(110a)가 고정되는 위치를 표시하기 위한 키홈(101a)이 형성된 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서.
  4. 청구항 1항에 있어서,
    상기 인풋 조향 샤프트(2)는 상기 마그넷부(10)와 접촉되는 하단이 상그 마그넷부(10)를 감싸도록 소정정도 구부러져 형성되는 마그넷 이탈방지용 비접촉식 토크센서.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170022377A (ko) * 2015-08-20 2017-03-02 엘지이노텍 주식회사 로터, 이를 포함하는 토크 센서와 전동식 조향장치
KR20170022858A (ko) * 2016-04-29 2017-03-02 엘지이노텍 주식회사 로터, 이를 포함하는 토크 센서와 전동식 조향장치
KR20170082912A (ko) * 2016-01-07 2017-07-17 엘지이노텍 주식회사 로터, 이를 포함하는 토크 센서와 전동식 조향장치

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