KR20160027273A - Torque sensor unit - Google Patents
Torque sensor unit Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160027273A KR20160027273A KR1020140112896A KR20140112896A KR20160027273A KR 20160027273 A KR20160027273 A KR 20160027273A KR 1020140112896 A KR1020140112896 A KR 1020140112896A KR 20140112896 A KR20140112896 A KR 20140112896A KR 20160027273 A KR20160027273 A KR 20160027273A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- magnet
- holder
- ring
- holder base
- angular
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
- G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/08—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
- B62D6/10—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
Abstract
Description
본 발명은 토크 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력축과 출력축을 구비하는 샤프트에 대한 인가 토크를 감지하는 토크 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a torque sensor, and more particularly, to a torque sensor for sensing an applied torque to a shaft having an input shaft and an output shaft.
일반적으로 차량의 주행 또는 정지시에 조향스티어링 휠을 회전시킴에 따라 노면과 접촉하고 있는 바퀴도 회전하게 된다. 즉, 상기 조향스티어링 휠을 좌측 방향 또는 우측 방향으로 회전시키게 되면 이와 동일한 방향으로 바퀴가 회전하게 된다. 그런데, 상기 바퀴는 노면과 접촉된 상태이기 때문에 상기 바퀴와 상기 노면 사이의 마찰력에 의해서 상기 조향스티어링 휠과 상기 바퀴의 회전비는 서로 상이하게 되어 운전자는 상기 조향스티어링 휠을 조작함에 있어 큰 힘을 필요로 하게 된다.Generally, as the steering steering wheel is rotated when the vehicle is running or stopped, the wheel in contact with the road surface also rotates. That is, when the steering wheel is rotated leftward or rightward, the wheel rotates in the same direction. Since the wheel is in contact with the road surface, the steering ratio between the steering steering wheel and the wheel is different from each other due to the friction between the wheel and the road surface, so that the driver needs a large force to operate the steering steering wheel. .
이와 같은 조향력을 보조하는 장치로서 파워 스티어링 시스템(PS;Power Steering System)이 구비되며, 파워 스티어링 시스템 중에서도 전동 모터를 이용하는 EPS 방식이 실생활에서 사용되는 승용 차량 등에서 적용 범위를 넓혀 가고 있다. A power steering system (PS) is provided as a device for assisting the steering force, and an EPS system using an electric motor among power steering systems is expanding its application range in passenger vehicles used in real life.
이와 같은 파워 스티어링 시스템에 있어 동력 보조를 위하여, 조향 스티어링 휠과 연결되는 입력축 측과 차륜 측과 연동하는 출력축 측 간의 토크 부하를 감지하기 위하여 양자 간의 회전각 편차를 측정하는 토크센서(Torque sensor)가 구비된다. In order to assist the power assist in such a power steering system, a torque sensor for measuring the rotational angle deviation between the input shaft side connected to the steering steering wheel and the output shaft side interlocked with the wheel side Respectively.
토크센서는 접촉방식과 비접촉식방식으로 크게 구분되는데, 접촉방식은 소음과 내구성의 저하문제로 인해 최근에는 비접촉식방식의 토크센서를 채택하고 있다. 또한, 비접촉식방식의 토크센서는 크게 자기저항 검출방식, 자기변형 검출방식, 정전용량 검출방식, 그리고 광학식 검출방식으로 구분된다.The torque sensor is largely classified into a contact type and a non-contact type. Recently, a non-contact type torque sensor is adopted as a contact type due to a problem of reduction in noise and durability. The non-contact type torque sensor is classified into a magnetoresistance detection method, a magnetostriction detection method, a capacitance detection method, and an optical detection method.
한편, 종래에 제공되고 있는 전기식 동력 조향장치에 구비된 자기저항 검출방식의 토크센서는, 운전자가 조작하게 되는 조향스티어링 휠이 입력 샤프트의 상단에 결합되고, 상기 입력 샤프트의 하단은 토션바(Torsion bar)에 의해 출력 샤프트의 상단과 연결된다. 그리고, 상기 출력 샤프트의 하단은 바퀴와 연결되고, 상기 토션바를 포함하는 상기 입력 샤프트의 하단과 상기 출력 샤프트의 상단은 그 외부에 하우징으로 보호된다. 또한, 상기 하우징의 내부에는 앞서 언급한 토크센서 및 동력수단이 설치된다. 여기서, 상기 입력 샤프트에는 일정한 간격마다 교차되는 극성을 갖는 영구마그네트가 구비된다. 그리고, 상기 입력 샤프트에 구비된 영구마그네트에 의해 자기 유도 발생이 가능한 강자성체의 물질로 영구마그네트의 극수에 상응하는 치차 구조물의 검출링이 출력 샤프트에 설치된다. 그리고, 상기 검출링에는 자기를 검출하는 센서가 연결되는 구조로 이루어진다. 이때, 입력 샤프트에 설치된 영구마그네트와 출력 샤프트에 설치된 치차 구조물의 검출링 사이에서 상대적인 비틀림에 의해 서로 대응하는 면적의 변화가 발생된다. 따라서, 상기 검출링에는 자력의 변화가 발생되고, 이 자력의 변화를 상기 센서가 검출하게 되어 출력 샤프트가 입력 샤프트에 대하여 비틀림이 발생된 각을 감지하게 된다.On the other hand, in the conventional torque sensor of the magnetic resistance detection system provided in the electric power steering apparatus, the steering steering wheel to be operated by the driver is coupled to the upper end of the input shaft, and the lower end of the input shaft is connected to a torsion bar bar to the top of the output shaft. The lower end of the output shaft is connected to a wheel, and the lower end of the input shaft including the torsion bar and the upper end of the output shaft are protected by a housing on the outside thereof. In addition, the above-mentioned torque sensor and power means are installed inside the housing. Here, the input shaft is provided with a permanent magnet having a polarity crossing at a constant interval. A detection ring of the gear structure corresponding to the number of poles of the permanent magnet is provided on the output shaft as a ferromagnetic substance which can be magnetically induced by the permanent magnet provided on the input shaft. The detection ring is connected to a sensor for detecting magnetism. At this time, a change in the area corresponding to each other is caused by the relative torsion between the permanent magnet installed on the input shaft and the detection ring of the gear structure provided on the output shaft. Therefore, a change in the magnetic force is generated in the detection ring, and the sensor detects the change in the magnetic force, so that the output shaft senses the angle at which the twist occurs with respect to the input shaft.
하지만, 종래 기술에 따른 비접촉 방식의 토크 센서는 구성요소가 과다하고 조립이 복잡하여 오작동 가능성이 증대되고, 제조 원가가 증대되었으며, 구성요소의 과다로 인한 내구 연한의 문제점이 노출되었다.However, the non-contact type torque sensor according to the related art has a problem that the malfunction is increased, the manufacturing cost is increased, and the durability problem due to the excessive component is exposed because the components are excessive and the assembly is complicated.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 간단한 구조로 제조 가능하고 감도를 증대시키고 감지 신뢰성을 증대시키며, 제조 원가를 절감시킨 구조의 토크 센서를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a torque sensor which can be manufactured with a simple structure, increases sensitivity, increases sensing reliability, and reduces manufacturing cost.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 토크 센서 장치는, 입력축과 출력축의 단부를 수용하고 위치 고정 배치되어 입력축 및 출력축에 상대 회동 가능한 하우징에 수용 배치되고, 입력축과 출력축 중 어느 한 측의 일단에 연결되어 상기 하우징의 내부에서 회동 가능하게 상기 하우징에 수용 배치되는 마그네트 링을 포함하는 마그네트 유니트의 회전으로 발생하는 자기장의 변화를 감지하는 토크 센서를 포함하는 센싱 유니트를 구비하고, 상기 마그네트 유니트는: 일단이 입력축에 연결되는 마그네트 홀더와, 상기 마그네트 홀더를 사이에 두고 이격 배치되는 마그네트 링을 구비하고, 상기 마그네트 홀더는: 일단이 입력축과 연결되는 마그네트 홀더 샤프트와, 상기 마그네트 홀더 샤프트의 타단에 배치되고 양측에 상기 마그네트 링이 배치되는 마그네트 홀더 베이스를 구비하고, 상기 마그네트 링에는 내주면에 형성되는 마그네트 링 바디 핏이, 그리고 상기 마그네트 홀더 베이스는 상기 마그네트 홀더 샤프트와 연결되는 홀더 베이스 바디의 일면 상에 상기 마그네트 링 바디 핏과 맞물림 가능한 홀더 베이스 바디 핏을 구비하는 토크 센서 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the torque sensor device of the present invention includes an input shaft and an output shaft, the input shaft and the output shaft being rotatably disposed relative to the input shaft and the output shaft, And a torque sensor for detecting a change in a magnetic field generated by the rotation of the magnet unit, the magnet unit including a magnet ring rotatably received in the housing, the magnet unit being connected to the end of the housing, A magnet holder having a first end coupled to the input shaft and a magnet ring spaced apart from the magnet holder, the magnet holder comprising: a magnet holder shaft having one end connected to the input shaft; And the magnet rings are disposed on both sides of the magnet ring Wherein the magnet ring body has a magnet ring body formed on an inner circumferential surface of the magnet ring and the magnet holder base is engageable with the magnet ring body fittable on one surface of a holder base body connected to the magnet holder shaft, A torque sensor device comprising a holder base body fit.
상기 토크 센서 장치에 있어서, 상기 홀더 베이스 바디 핏은 상기 홀더 베이스 바디의 양면에 형성될 수도 있다.In the torque sensor device, the holder base body pits may be formed on both sides of the holder base body.
상기 토크 센서 장치에 있어서, 상기 홀더 베이스 바디 핏은 상기 마그네트 유니트의 회전축에 수직한 평면에 상기 홀더 베이스 바디의 양면에 비대칭 배치될 수도 있다.In the torque sensor device, the holder base body pit may be arranged asymmetrically on both sides of the holder base body in a plane perpendicular to the rotation axis of the magnet unit.
상기 토크 센서 장치에 있어서, 상기 홀더 베이스 바디 핏은: 상기 마그네트 홀더 베이스의 입력축 측에 형성되는 홀더 베이스 어퍼 바디 핏와, 상기 마그네트 홀더 베이스의 출력축 측에 형성되는 홀더 베이스 로워 바디 핏를 구비하고, 상기 홀더 베이스 어퍼 바디 핏과 상기 홀더 베이스 로워 바디 핏은 상기 마그네트 유니트의 회전축에 수직한 평면 상에 투영될 경우, 상기 마그네트 유니트의 회전 중심과 상기 홀더 베이스 어퍼 바디 핏 및 상기 홀더 베이스 로워 바디 핏을 지나는 선분 간에 사전 설정 핏팅 앵글을 구비할 수도 있다.The holder base body fit includes: a holder base upper body fit formed on an input shaft side of the magnet holder base; and a holder base lower body fit formed on an output shaft side of the magnet holder base, When the base upper body fit and the holder base lower body fit are projected on a plane perpendicular to the rotation axis of the magnet unit, the rotation center of the magnet unit, the line segment passing through the holder base upper body fit and the holder base lower body fit A preset fitting angle may be provided.
상기 토크 센서 장치에 있어서, 상기 사전 설정 핏팅 앵글(γ)은:In the torque sensor device, the preset fitting angle?
여기서, n은 총 착자 개수/2, 2m+1은 홀수(m=0,1,2,...)일 수도 있다.Here, n may be the total number of pulses / 2 and 2m + 1 may be an odd number (m = 0, 1, 2, ...).
상기 토크 센서 장치에 있어서, 상기 마그네트 링 바디 핏은 돌기 구조를 이루고, 상기 홀더 베이스 바디 핏은: 상기 마그네트 링 바디 핏을 수용하는 홀더 베이스 바디 핏 수용홈과, 상기 홀더 베이스 바디 핏 수용홈의 외측에 형성되고 상기 홀더 베이스 바디 핏 수용홈의 너비보다 작은 너비를 갖는 홀더 베이스 바디 핏 가이드를 구비할 수도 있다.In the torque sensor device, the magnet ring body pit has a protrusion structure, and the holder base body pit includes: a holder base body pit receiving groove for receiving the magnet ring body pit; and an outer side of the holder base body pit receiving groove And a holder base body pit guide having a width smaller than the width of the holder base body pit receiving groove.
상기 토크 센서 장치에 있어서, 상기 홀더 베이스 바디 핏은 사다리꼴 단면 형상을 구비할 수도 있다.In the torque sensor device, the holder base body pit may have a trapezoidal cross-sectional shape.
상기 토크 센서 장치에 있어서, 상기 마그네트 링 바디 핏은 원형 또는 육각형 단면 형상을 구비할 수도 있다.
In the torque sensor device, the magnet ring body pit may have a circular or hexagonal cross-sectional shape.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다. The torque sensor device according to the present invention having the above-described configuration has the following effects.
첫째, 본 발명의 토크 센서 장치는, 마그네트 링 바디 핏과 홀더 베이스 바디 핏의 맞물림을 통하여 조립성을 개선하고 오조립 가능성을 차단 내지 방지할 수도 있다. First, the torque sensor device of the present invention improves the assemblability through engagement of the magnet ring body pit and the holder base body pit, and can prevent or prevent the possibility of misassembly.
둘째, 본 발명의 토크 센서 장치는, 마그네트 링 바디 핏과 홀더 베이스 바디 핏이 양면 배치를 통하여 안정적인 장착 구조를 형성하고, 회전축에 수직하고 양측 사이에 개재되는 평면에 대하여 비대칭 배치 구조를 이룸으로써 180도 반전 상태에서의 오조립 가능성을 방지할 수도 있다. Second, in the torque sensor device of the present invention, the magnet ring body pit and the holder base body pit form a stable mounting structure through a two-sided arrangement, and an asymmetric arrangement structure perpendicular to the rotation axis and interposed between the two sides forms a 180 The possibility of erroneous assembly in the reversed state can also be prevented.
셋째, 본 발명의 토크 센서 장치는, 마그네트 링 바디 핏과 홀더 베이스 바디 핏의 형상을 변형하여 원치 않는 이탈을 방지하는 구조를 형성할 수도 있다.
Third, the torque sensor device of the present invention may form a structure for preventing undesired departure by deforming the shapes of the magnet ring body pit and the holder base body pit.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 하우징의 개략적인 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 하우징의 도면 부호 A,B에 대한 개략적인 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 하우징의 커버 가이드 및 베이스 가이드의 개략적인 외력 대응 상태를 나타내는 부분 선도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 하우징의 커버 가이드 및 베이스 가이드의 일유형 들의 개략적인 부분 상태도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 유니트의 개략적인 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 유니트의 개략적인 측면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 홀더 샤프트의 개략적인 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 링의 개략적인 부분 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 홀더 베이스의 홀더 베이스 바디 핏의 개략적인 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 링의 마그네트 홀더 장착 상태의 개략적인 부분 측단면도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 링과 마그네트 홀더의 개략적인 프레스 핏 상태를 나타내는 부분 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 링과 마그네트 홀더의 개략적인 프레스 핏 상태를 나타내는 부분 확대 평면도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 링과 마그네트 홀더의 개략적인 프레스 핏 상태를 나타내는 부분 확대 측단면도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 링과 마그네트 커버 사이에 개재되는 마그네트 버퍼부의 장착 상태를 나타내는 부분 확대 측단면도이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 마그네트 링과 마그네트 커버 사이에 개지되는 마그네트 버퍼부의 다른 일예의 사시도이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 컬렉터 유니트의 개략적인 부분 사시도이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 컬렉터 유니트의 개략적인 부분 확대 평면도이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 컬렉터 유니트의 개략적인 부분 확대 측단면도이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 컬렉터 유니트의 컬렉터 홀드의 변형예의 개략적인 부분 단면도이다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 컬렉터 유니트의 컬렉터 홀드의 변형예의 개략적인 코킹 과정의 부분 단면도이다.
도 25는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 컬렉터 유니트의 컬렉터 홀더의 변형예의 개략적인 부분 단면도이다.
도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 센싱 유니트의 앵귤러 센서 모듈의 개략적인 부분 사시도이다.
도 27은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 센싱 유니트의 앵귤러 센서 모듈 앵귤러 센서 홀더의 배면의 개략적인 부분 배면도이다.
도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 센싱 유니트의 앵귤러 센서 모듈 앵귤러 로터의 개략적인 부분 단면도이다.
도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 앵귤러 로터의 부분 확대 단면도이다.
도 30은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 앵귤러 로터 및 앵귤러 홀더의 부분 확대 단면도이다.
도 31은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 링 유니트의 개략적인 부분 분해 사시도이다.
도 32는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 슬리브의 개략적인 사시도이다.
도 33은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 링 바디의 개략적인 사시도이다.
도 34는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 링 바디의 개략적인 부분 확대 사시도이다.
도 35는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 링 바디의 변형예의 개략적인 부분 확대 사시도이다.
도 36은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 링 피스의 개략적인 사시도이다.
도 37은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 링 바디와 쉴드 링 피스의 조립 상태를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 38은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 링 오버 바디의 개략적인 사시도이다.
도 39는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 링 유니트의 개략적인 사시도이다.
도 40은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 링 바디와 쉴드 링 피스의 조립 상태 및 열융착 전의 상태를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 41은 도 40의 부분 확대 사시도이다.
도 42는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 쉴드 링 피스의 개략적인 사시도이다.
도 43 및 도 44는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 홀더 베이스 바디 핏 및 마그네트 링 바디 핏의 변형예의 개략적인 부분 단면도이다.
도 45는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 홀더 베이스 바디 핏의 위치 관계를 나타내는 개략적인 투영 평면도이다.
도 46은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 앵귤러 로터 내 앵귤러 마그네트의 배치 상태 변형예를 나타내는 개략적인 부분 평면도이다.
도 47 내지 도 49는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 로터 바디 가이드 및 앵귤러 마그네트 가이드의 개략적인 배치 상태를 나타내는 부분 평면도, 사시도 및 중첩 평면도이다.
도 50은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 로터 바디 가이드 및 앵귤러 마그네트 가이드의 또 다른 변형예의 개략적인 배치 상태를 나타내는 부분 평면도이다.
도 51은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서 장치의 앵귤러 홀더 쉴드부를 구비하는 앵귤러 홀더 변형예의 개략적인 사시도이다.
도 52 내지 도 54는 도 51의 선 D-D를 따라 취한 변형예의 부분 단면도이다. 1 is a schematic exploded perspective view of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic perspective view of a housing of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 and 4 are schematic partial enlarged views of a housing A and a housing B of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
5 is a partial diagram showing a schematic external force corresponding state of a cover guide and a base guide of a housing of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic partial partial state view of one type of cover guide and base guide of a torque sensor housing according to one embodiment of the present invention.
7 is a schematic exploded perspective view of a magnet unit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic side view of a magnet unit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic perspective view of a magnet holder shaft of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic partial perspective view of a magnet ring of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
11 is a schematic partial cross-sectional view of a holder base body pit of a magnet holder base of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
12 is a schematic partial side cross-sectional view of the magnet ring of the torque sensor device according to the embodiment of the present invention, in which the magnet holder is mounted.
13 is a partial plan view showing a magnet ring of a torque sensor device and a schematic press fit state of a magnet holder according to an embodiment of the present invention.
14 is a partially enlarged plan view showing a magnet ring of the torque sensor device and a schematic press fit state of a magnet holder according to an embodiment of the present invention.
15 is a partially enlarged side sectional view showing the magnet ring of the torque sensor device and the schematic press pit state of the magnet holder according to an embodiment of the present invention.
16 and 17 are partially enlarged side sectional views showing a mounting state of a magnet buffer portion interposed between a magnet ring and a magnet cover of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
18 is a perspective view of another example of a magnet buffer unit opened between a magnet ring and a magnet cover of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
19 is a schematic partial perspective view of a collector unit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
20 is a schematic partial enlarged plan view of a collector unit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
21 is a schematic partial enlarged cross-sectional side view of a collector unit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
22 is a schematic partial cross-sectional view of a modification of the collector holder of the collector unit of the torque sensor device according to the embodiment of the present invention.
23 and 24 are partial cross-sectional views of a schematic calking process of a variation of the collector hold of the collector unit of the torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
25 is a schematic partial cross-sectional view of a modification of the collector holder of the collector unit of the torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
26 is a schematic partial perspective view of an angular sensor module of a sensing unit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
27 is a schematic partial rear view of the rear side of an angular sensor module angular sensor holder of a sensing unit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
28 is a schematic partial cross-sectional view of an angular sensor module angular rotor of a sensing unit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
29 is a partially enlarged cross-sectional view of an angular rotor of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
30 is a partially enlarged cross-sectional view of an angular rotor and an angular holder of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
31 is a schematic partially exploded perspective view of a shield ring unit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
32 is a schematic perspective view of a shield sleeve of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
33 is a schematic perspective view of a shield ring body of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
34 is a schematic partial enlarged perspective view of a shield ring body of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
35 is a schematic partial enlarged perspective view of a modification of the shield ring body of the torque sensor device according to the embodiment of the present invention.
36 is a schematic perspective view of a shield ring piece of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
37 is a schematic perspective view showing an assembled state of the shield ring body and the shield ring piece of the torque sensor device according to the embodiment of the present invention.
38 is a schematic perspective view of a shield ring over body of the torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
39 is a schematic perspective view of a shield ring unit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 40 is a schematic perspective view showing an assembly state of a shield ring body and a shield ring piece of the torque sensor device according to an embodiment of the present invention, and a state before thermal fusion; FIG.
41 is a partially enlarged perspective view of Fig.
Figure 42 is a schematic perspective view of a shield ring piece of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
43 and 44 are schematic partial sectional views of a modification of the holder base body pit and the magnet ring body pit of the torque sensor device according to the embodiment of the present invention.
45 is a schematic plan view showing a positional relationship of a holder base body pit of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
46 is a schematic partial plan view showing a modified example of the arrangement of the angular magnet in the angular rotor of the torque sensor device according to the embodiment of the present invention.
47 to 49 are a partial plan view, a perspective view, and a superposition plan view showing a schematic arrangement state of a rotor body guide and an angular magnet guide of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
50 is a partial plan view showing a schematic arrangement state of another modified example of the rotor body guide and the angular magnet guide of the torque sensor device according to the embodiment of the present invention.
51 is a schematic perspective view of a modified example of an angular holder having an angular holder shield portion of a torque sensor device according to an embodiment of the present invention.
52 to 54 are partial cross-sectional views of a modification taken along line DD of Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 토크 센서 장치(10)의 구성 및 작용을 설명하도록 한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the
본 발명의 토크 센서 장치(10)는 하우징(100), 마그네트 유니트(200), 컬렉터 유니트(300), 센싱 유니트(400) 및 쉴드 링 유니트(500)를 포함하는데, 본 발명의 토크 센서 장치(10)는 입력축(2) 및 출력축(3) 사이에 배치되어 입력축(2)과 출력축(3)의 상대 회동 변위를 통하여 입력축(2) 및 출력축(3) 간의 토크를 감지한다. The
하우징(100)은 입력축(2)과 출력축(3)의 단부를 수용하고 위치 고정 배치되어 입력축(2) 및 출력축(3)에 상대 회동 가능하다.The
마그네트 유니트(200)는 하우징(100)에 수용 배치되고, 입력축(2)의 일단에 연결되어 하우징(100)의 내부에서 회동 가능하게 하우징(100)에 수용 배치되는 마그네트 링(220)을 포함한다. The
컬렉터 유니트(300)는 하우징(100)에 위치 고정되고 마그네트 유니트(200)의 외측에 배치되어 마그네트 유니트(200)의 자기장을 집속시킨다. The
센싱 유니트(400)는 컬렉터 유니트(300)의 외주 측에 배치되어 컬렉터 유니트(300)를 통하여 집속되는 자기장을 감지하는 토크 센서(410)를 포함한다. The
쉴드 링 유니트(500)는 컬렉터 유니트(300)와 마그네트 유니트(200) 사이에 배치되고, 출력축(3)의 일단에 연결되어, 컬렉터 유니트(300)를 통하여 집속되는 마그네트 유니트(200)의 자기장을 입력축(2) 및 출력축(3) 간의 상대 회동에 의하여 변화시킨다.The
보다 상세하게는, 하우징(100)은 하우징 커버(110)와 하우징 베이스(120)를 포함한다. 하우징 커버(110)는 하우징 베이스(120)와 체결되어 다른 구성요소를 수용하는 내부 공간을 형성한다. More specifically, the
하우징 커버(110)는 입력축 측에 배치되고, 하우징 베이스(120)는 하우징 커버(110)에 대향하여 출력축(3) 측에 배치된다. The
하우징 커버(110)의 외주에는 하우징 커버 장착부(111)가 구비되고, 하우징 베이스(120)의 외주에는 하우징 베이스 장착부(121)가 배치되어 서로 맞물림 체결되는 구조를 형성한다. A housing
하우징 커버(110)와 하우징 베이스(120)는 중앙에 각각 하우징 커버 관통구(113) 및 하우징 베이스 관통구(미도시)를 구비하여 입력축(2) 및 출력축(3), 그리고 입력축(2)과 출력축(3)을 직접 연결하는 토션바(5)의 관통 배치를 가능하게 한다. The
하우징 커버(110)와 하우징 베이스(120)의 외측에는 각각 커버 연장부(112) 및 베이스 연장부(122)가 배치되어 커넥터 등의 배치를 가능하게 한다. The
한편, 본 발명의 하우징 커버(110)와 하우징 베이스(120)는 서로 맞물림 조립시 자기 정렬 기능과 외력에 대한 내충격성을 강화하기 위한 구성요소를 더 구비할 수 있다. 즉, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(100)은 경사 슬로프 가이드부(115,125)를 더 구비한다. Meanwhile, the
경사 슬로프 가이드부(115,125)는 하우징 커버(110)와 하우징 베이스(120)의 서로 맞닿는 단부에 배치된다. 경사 슬로프 가이드부(115,125)는 커버 가이드(115)와 베이스 가이드(125)를 포함한다. 커버 가이드(115)는 하우징 커버(110)의 단부로 하우징 베이스(120) 측을 향하여 배치되고, 베이스 가이드(125)는 하우징 베이스(120)의 단부로 커버 가이드(110)에 대향 배치된다. The inclined
커버 가이드(115)는 커버 경사면(117)을 구비하고, 베이스 가이드(125)는 베이스 경사면(127)을 구비하고, 커버 경사면(117)과 베이스 경사면(127)은 서로 맞닿아 면접촉을 이루는 구조를 형성한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 외력(F)이 하우징(100)에 가해지는 경우, 커버 가이드(115)와 베이스 가이드(125)의 서로 맞닿는 커버 경사면(117)과 베이스 경사면(127)은 하우징의 중심으로부터 반경 방향을 향하는 선분, 즉 도면 상 수평선에 대하여 소정의 각도(θ)를 이루는데, 커버 경사면(117)과 베이스 경사면(127)에 전달되는 외력(F)은 Fsinθ으로 형성되어 전체적으로 커버 경사면(117)과 베이스 경사면(127)의 접촉 면적에 대한 압력 분산 효과를 이루게 되어, 삼각 슬로프 구조의 경사 슬로프 가이드부(115,125)를 통하여 외력이 분산되어 원치 않는 외력, 즉 충격 등에 대한 내충격성을 강화할 수 있다. The
이러한 경사 슬로프 가이드부(115,125)는 복수 개가 배치되어, 커버 가이드(115) 및 베이스 가이드(125)가 서로 대향하여 맞물림 가능하게 복수 개의 쌍을 이루며 배치되는 구조를 형성할 수도 있다. 이와 같은 경사 슬로프 가이드부(115,125)의 원주 상 복수 배치를 통하여 외력에 대한 균등한 압력 분산으로 어느 측으로부터 외충격이 발생하더라도 안정적인 내충격성을 확보할 수 있으며, 경사면 구조를 통하여 자기 정렬 기능을 실행하여 조립 위치를 안정적으로 안내하는 기능을 실행할 수도 있다. A plurality of such sloped
이때, 복수 개의 경사 슬로프 가이드부(115,125)는 모두 동일한 구조를 이룰 수도 있으나, 경우에 따라 경사 슬로프 가이드부(115,125)는 서로 상이한 구조, 예를 들어 적어도 두 개의 경사 슬로프 가이드부, 즉 두 쌍의 커버 가이드(115) 및 베이스 가이드(125)가 구비하는 각각의 경사면이 하우징(100)의 중심으로부터 서로 상이하게 교차되는 구조를 취할 수도 있다. 즉, 도 6의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 경사면을 달리하거나 수직 내지 수평 접촉부의 배치 위치를 서로 달리하는 구성을 취할 수도 있다. 이와 같은 적어도 두 쌍의 커버 가이드 및 베이스 가이드가 서로 상이한 구조를 이룸으로써 오조립 가능성을 방지할 수도 있다.
In this case, the plurality of inclined
마그네트 유니트(200, 도 7 참조)는 앞서 기술한 바와 같이, 하우징(100)에 수용 배치되고, 입력축(2)의 일단에 연결되어 하우징(100)의 내부에서 회동 가능하게 하우징(100)에 수용 배치되는 마그네트 링(220)을 포함하는데, 마그네트 유니트(200)는 마그네트 홀더(210)와 마그네트 링(220)과 마그네트 커버(230)와 마그네트 버퍼부(240)를 포함한다. 7) is accommodated in the
마그네트 홀더(210)은 일단이 입력축(2) 측에 연결되고, 마그네트 링(220)은 마그네트 홀더(210)를 사이에 두고 이격 배치되고, 마그네트 커버(230)는 마그네트 홀더(210)와의 사이에 마그네트 링(220)이 배치되도록 형성되어 마그네트 홀더(210)와 연결되고, 마그네트 버퍼부(240)는 마그네트 커버(230)와 마그네트 링(220) 사이에 배치되어 마그네트 커버(230)와 마그네트 링(220) 간의 완충 기능을 실행한다. One end of the
마그네트 홀더(210)는 마그네트 홀더 샤프트(2110)와 마그네트 홀더 베이스(2120)를 포함한다. 마그네트 홀더 샤프트(2110)는 일단이 입력축(2)과 연결되는데, 마그네트 홀더 샤프트(2110)는 적어도 입력축(2) 측과 연결되는 부위는 원통형 구조를 이룬다. 마그네트 홀더 베이스(2120)는 마그네트 홀더 샤프트(2110)의 타단에 배치되고 양측에 마그네트 링(220)이 배치된다.The
본 실시예에서 마그네트 홀더 샤프트(2110)는 입력축(2) 측과의 안정적인 연결 상태를 유지하는 강성을 확보하도록 오스테나이트계 스테인레스 스틸 등의 재료로 형성될 수 있으나, 소정의 강성 등을 확보하는 범위에서 다양한 재료 선택이 가능하다. 마그네트 홀더 샤프트(2110)는 홀더 샤프트 바디(2111)와 홀더 샤프트 베이스(2113)를 구비한다. 홀더 샤프트 바디(2111)는 중앙에 홀더 샤프트 바디 관통구(2112)가 구비되는 원통형 중공 구조를 이루어 입력축(2) 측과의 연결 및 토션바(5) 등의 관통을 가능하게 하고, 홀더 샤프트 베이스(2113)는 홀더 샤프트 바디(2111)의 타단에 반경 방향으로 연장 형성된다. In the present embodiment, the
이때, 홀더 샤프트 베이스(2113)의 외주면에는 홀더 샤프트 베이스 그루브(2114)를 더 구비하는 구조를 취하여 마그네트 홀더 베이스(2120)와의 맞물림을 통한 양자 간의 상대 회동을 방지할 수도 있다. At this time, the
마그네트 링(220)은 링 타입의 마그네트로 구비되는데, 본 실시예에서 마그네트 링(220)은 원주 방향으로 다극 착자, 예를 들어 원주 방향으로 N,S,N,S,..의 순서로 극성이 교번 배치되는 구조의 마그네트로 형성된다. 본 실시예에서 마그네트 링(220)은 마그네트 어퍼 링(2210)와 마그네트 로워 링(2220)을 포함하는데, 이들은 서로 동일한 구조를 이루어 장착시 뒤집어 장착하여 제조 원가를 절감시키는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. The
마그네트 어퍼 링(2210)과 마그네트 로워 링(2220)은 각각 마그네트 어퍼 링 바디(2211)와 마그네트 로워 링 바디(2221)를 포함하는데, 마그네트 어퍼 링 바디(2211)는 입력축 측 방향에 배치되고 마그네트 로워 링 바디(2221)는 출력축 측 방향에 배치된다. The magnet
마그네트 링(220)의 내주면에는 마그네트 링 바디 핏(2213,2223)이 배치되는데, 마그네트 어퍼 링(2210)과 마그네트 로워 링(2220)에는 각각 마그네트 어퍼 링 바디 핏(2213)과 마그네트 로워 링 바디 핏(2223)이 배치된다. 마그네트 어퍼 링과 마그네트 로워 링은 서로 동일하게 제조되고 뒤집어져 장착되어 각각의 어퍼/로워 구조를 취할 수도 있다. 마그네트 어퍼 링 바디 핏(2213) 및 마그네트 로워 링 바디 핏(2223)은 각각의 마그네트 링의 내주면의 단부 일측에 배치되는데, 이와 같은 구조를 통하여 불필요한 재료 낭비를 방지하고 자속의 불필요한 변동을 최소화하고, 마그네트 링이 입력축 및 출력축 측에 각각 동일한 요소가 뒤집어져 장착되는 경우 다른 구성요소와의 간섭 등을 최소화하는 구조를 취할 수도 있다. Magnet
마그네트 어퍼 링 바디 핏과 마그네트 로워 링 바디 핏은 홈 구조로 형성될 수도 있으나, 본 실시예에서는 돌출 구조로 형성되며 마그네트 링과 마그네트 홀더 간의 맞물림을 이루는 범위에서 다양한 구성이 가능하다. The magnet upper ring body pit and the magnet lowering body pit may be formed in a groove structure. However, in this embodiment, the magnet upper ring body pit may be formed in a protruding structure and may have various configurations in the range of engaging between the magnet ring and the magnet holder.
마그네트 커버(230)는 마그네트 홀더(210)와의 사이에 마그네트 링(220)이 배치되도록 형성되어 마그네트 홀더(210)와 연결되는데, 마그네트 커버(230)는 마그네트 어퍼 커버(2310)와 마그네트 로워 커버(2320)를 포함한다. The
마그네트 어퍼 커버(2310)는 입력축(2) 측에 배치되고, 마그네트 로워 커버(2320)는 출력축(3) 측에 배치되는데, 마그네트 어퍼 커버(2310)는 마그네트 홀더(210)의 입력축(2)을 향한 일면과 체결되고, 마그네트 로워 커버(2320)는 마그네트 홀더(210)의 출력축(3)을 향한 일면과 체결된다. The magnet
마그네트 어퍼 커버(2310)에는 마그네트 어퍼 커버 안착부(2311)와 마그네트 어퍼 커버 바디(2313)를 포함하는데, 마그네트 어퍼 커버 안착부(2311)는 마그네트 어퍼 커버 바디(2313)보다 넓은 직경을 구비하고 마그네트 어퍼 커버 바디(2313)는 마그네트 홀더(210)의 축 길이 방향으로 넓은 길이를 구비한다. 마그네트 어퍼 커버 안착부(2311)에는 마그네트 어퍼 링(2210)이 안정적인 수용 배치 구조를 형성하고, 마그네트 어퍼 커버 바디(2313)는 마그네트 홀더(210)와 연결된다. The magnet
마찬가지로, 마그네트 로워 커버(2320)에는 마그네트 로워 커버 안착부(2321)와 마그네트 로워 커버 바디(2323)를 포함하는데, 마그네트 로워 커버 안착부(2321)는 마그네트 로워 커버 바디(2323)보다 넓은 직경을 구비하고 마그네트 로워 커버 바디(2323)는 마그네트 홀더(210)의 축 길이 방향으로 넓은 길이를 구비한다. 마그네트 로워 커버 안착부(2321)에는 마그네트 로워 링(2220)이 안정적인 수용 배치 구조를 형성하고, 마그네트 로워 커버 바디(2323)는 마그네트 홀더(210)와 연결된다. Similarly, the magnet
마그네트 버퍼부(240)는 마그네트 커버(230)와 마그네트 링(220) 사이에 배치되어 마그네트 커버(230)와 마그네트 링(220) 간의 완충 기능을 실행하는데, 마그네트 버퍼부(240)는 마그네트 어퍼 커버(2310)와 마그네트 어퍼 링(2210) 및 마그네트 로워 커버(2320)와 마그네트 로워 링(2220)의 사이 중의 적어도 하나에 개재되는데, 본 실시예에서 마그네트 버퍼부(240)는 양측 모두에 배치된다. The
마그네트 버퍼부(240)는 마그네트 어퍼 버퍼부(2410)와 마그네트 로워 버퍼부(2420)를 구비하고, 각각은 마그네트 어퍼 커버(2310)와 마그네트 어퍼 링(2210) 및 마그네트 로워 커버(2320)와 마그네트 로워 링(2220)의 사이에 배치된다. The
마그네트 버퍼부(240)는 마그네트 커버(230)와 마그네트 링(220)의 접촉면 사이에 개재되어 양자의 직접적인 접촉을 지양하고 완충 기능을 실행하여 양자 간의 맞닿음에 의한 조립 제조 공정 과정 상에서의 구성요소의 파손을 최소화시킬 수 있다. 마그네트 커버와 마그네트 홀더 간에는 조립 장착 구조가 형성되는데, 본 실시에에서 양자는 초음파 융착 공정을 통하여 연결되는 구조를 형성한다. 마그네트 커버와 마그네트 홀더 사이에는 상당한 진동수의 미세 진동이 발생하고 마그네트 커버와 마그네트 홀더의 접촉면 사이에서 융착이 발생하여 양자 간의 공고한 결합을 이루게 되는데, 이 과정에서 마그네트 커버와 마그네트 홀더 간에 발생하는 상대 진동, 즉 미세 병진 운동에 의한 미세 진동 압축력 내지 충격력은 마그네트 커버(230)와 마그네트 홀더(210) 사이에 개재되는 마그네트 링(220)에 직접 전달될 수 있고 이러한 과정에서 마그네트 링의 크랙 내지 파손 가능성이 상당히 높은바, 본 발명의 마그네트 유니트(200)는 마그네트 버퍼부(240)를 구비하고, 마그네트 버퍼부(240)가 마그네트 링(220)과 마그네트 커버(240) 사이에 개재되어 양자 간의 직접적인 접촉을 방지하고 축 길이 방향으로의 소정의 완충 유격을 허용함으로써 마그네트 링(220)의 파손을 방지할 수 있다. The
또한, 본 발명의 마그네트 버퍼부(240)는 마그네트 커버와 마그네트 링의 사이에 개재되는데, 경우에 따라 마그네트 홀더와 마그네트 링 사이에 부가적으로 구비되는 구성을 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. In addition, the
본 발명의 마그네트 버퍼부(240)는 조립 제조 과정 상에서의 완충을 통한 충격량 감쇠 기능과 더불어 작동 과정 상에서의 성능 유지 기능을 실행할 수도 있다. 예를 들어, 마그네트 링(220)과 마그네트 커버(220) 내지 마그네트 홀더(210)는 상이한 재료로 인하여 상이한 열팽창 계수를 구비하고, 작동 과정 상에서 소정의 열을 받는 경우 또는 조립 제조 과정 상에서 열이 전달되는 경우 소정의 이들 구성 간의 상이한 열팽창으로 인하여 발생하는 점유 공간의 상이함으로 인하여 직접적 접촉 구조를 이루는 경우 발생 가능한 박리 내지 파손 등의 위험성을 최소화시킬 수 있다. The
본 발명의 마그네트 유니트(200)가 구비하는 마그네트 버퍼부(240)는 마그네트 링의 파손을 방지한 범위에서 다양한 재료가 선택될 수 있는데, 본 발명의 일시예에 따른 마그네트 버퍼부(240)는 실리콘 도포층이다. 즉, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 마그네트 커버(230), 즉 마그네트 어퍼 커버(2310)와 마그네트 어퍼 링(2210) 사이에 도포된 후, 양자를 가압함으로써 양자 사이에 소정의 마그네트 버퍼부(240)를 형성할 수 있다. 이때, 도포되는 실리콘은 내열성 실리콘으로 형성되어 발열로 인한 완충 기능의 약화를 방지할 수도 있다.The
본 실시예에서 마그네트 버퍼부(240)는 실리콘 도포층으로 형성하였으나, 도 18에 도시된 바와 같이 링 타입의 펠트지 내지 부직포의 재료 형성된 마그네트 버퍼부로 형성될 수도 있다. 펠트지 내지 부직포의 두께는 완충 기능의 설정 사양에 따라 다양한 구성이 가능하며, 마그네트 버퍼부의 일면 내지 양면 상에 접착층이 더 구비될 수도 있다. In the present embodiment, the
이와 같이 마그네트 버퍼부는 등 양자 간의 접촉에 의한 충격량을 감쇠시키는 범위에서 다양한 재료가 선택될 수 있다.
As described above, the magnet buffer portion can be selected from various materials within a range that attenuates the amount of impact due to contact between the backlight.
한편, 마그네트 홀더 베이스(2120)는 홀더 베이스 바디(2121)와 홀더 베이스 바디 핏(2123;2123-1,2123-2,2123-3,2123-4)를 포함한다. 홀더 베이스 바디(2121)는 마그네트 홀더 샤프트(2110)와 연결되어 마그네트 홀더 샤프트(2110)와 함께 일체 회동하고, 홀더 베이스 바디 핏(2123;2123-1,2123-2,2123-3,2123-4)은 홀더 베이스 바디(2121)의 일면 상에 마그네트 링(220)의 내주면에 형성되는 마그네트 링 바디 핏(2213,2223)과 맞물림 가능하다. Meanwhile, the
홀더 베이스 바디 핏(2123;2123-1,2123-2,2123-3,2123-4)과 마그네트 링 바디 핏(2213,2223)은 서로 대향 배치되어 서로 맞물림 가능한 쌍을 이루는 구조를 형성하는데, 홀더 베이스 바디 핏과 마그네트 링 바디 핏의 쌍은 복수 개가 구비될 수 있다. The holder base body pads 2123 (2123-1, 2123-2, 2123-3, and 2123-4) and the magnet
앞서 기술된 바와 같이, 마그네트 링 바디 핏은 수용홈 구조를 이루고 대응되는 홀더 베이스 바디 핏은 돌기 구조를 이룰 수도 있으나, 본 발명의 일실시예에서 마그네트 링 바디 핏은 돌기 구조를 그리고 대응되는 홀더 베이스 바디 핏은 수용홈 구조를 취한다. As described above, the magnet ring body pit may have a receiving groove structure and the corresponding holder base body pits may have a protruding structure. However, in an embodiment of the present invention, the magnet ring body pit may have a protrusion structure and a corresponding holder base The body fit has a receiving groove structure.
홀더 베이스 바디 핏이 수용홈 구조를 이루는 경우 돌기 구조의 마그네트 링 바디 핏의 원활한 수용을 이루는 구조를 더 취할 수도 있다. 즉, 홀더 베이스 바디 핏(2123;2123-1,2123-2,2123-3,2123-4)은 홀더 베이스 바디 핏 수용홈(2123a)과 홀더 베이스 바디 핏 가이드(2123b)를 구비한다. 홀더 베이스 바디 핏 수용홈(2123a)은 마그네트 링 바디 핏(2213,2223)을 수용하는 요홈 구조이고, 홀더 베이스 바디 핏 가이드(2123b)는 홀더 베이스 바디 핏 수용홈(2123b)의 외측에 형성되고 홀더 베이스 바디 핏 수용홈(2123b)의 너비보다 큰 너비를 갖는다. When the holder base body pit forms a receiving groove structure, it may further include a structure for smooth reception of the magnet ring body pit of the projection structure. That is, the holder base body pads 2123 (2123-1, 2123-2, 2123-3, and 2123-4) include a holder base body
이와 같은 구조를 통하여 마그네트 링과 마그네트 홀더 간의 맞물림을 통한 위치 정렬을 원활하게 하고 조립성을 개선할 수 있다. With this structure, positional alignment through the engagement between the magnet ring and the magnet holder can be smoothly performed and the assembling property can be improved.
이와 같은 홀더 베이스 바디 핏은 홀더 베이스 바디(2121)의 앙면에 형성될 수 있고, 홀더 베이스 바디(2121)의 양면에 형성된 홀더 베이스 바디 핏(2123)은 마그네트 어퍼 링 및 마그네트 로워 링에 형성된 각각의 마그네트 어퍼 링 바디 핏(2213) 및 마그네트 로워 링 바디 핏(2223)과 맞물림 체결될 수 있다. The holder
이때, 마그네트 홀더의 마그네트 홀더 베이스(2120)의 홀더 베이스 바디(2121)의 양면에 각각 형성되는 홀더 베이스 바디 핏(2123)은 서로 양면 대칭 배치되는 구조를 취할 수도 있고, 서로 소정의 사전 설정된 각도(θ)를 갖도록 사이각 배치되는 구조를 취할 수도 있다. 양면 배치되는 구조를 취할 경우 조립 위치 대칭화로 조립 공정이 단순하고 명확해질 수 있다. The holder
또한, 마그네트 홀더와 마그네트 링 간의 핏 장착시 원활한 조립을 위한 프레스 핏 구조를 형성할 수 있다. 즉, 복수 개의 쌍을 이루는 마그네트 링 바디 핏(2213,2223) 중, 인접한 두 개의 쌍은 마그네트 링 바디 핏(2213-1;2213-2,2223-1;2223-2)과 홀더 베이스 바디 핏(2123-1,2123-2) 간에 중간 끼워 맞춤 구조를 이루고, 나머지, 즉 본 실시예에서 마그네트 링 바디 핏(2213-3;2213-3,2223-4;2223-4)과 홀더 베이스 바디 핏(2123-3,2123-4)는 헐거원 끼워 맞춤 구조를 이루는 것을 특징으로 한다. Further, a press-fit structure can be formed for smooth assembly when fitting the magnet holder and the magnet ring. That is, of the plurality of pairs of magnet
즉, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 중간 끼워 맞춤을 이루는 마그네트 링 바디 핏(2213-1;2213-2,2223-1;2223-2)과 홀더 베이스 바디 핏(2123-1,2123-2) 간에는 유격이 거의 발생하지 않으나, 헐거운 끼워 맞춤을 이루는 마그네트 링 바디 핏(2213-3;2213-3,2223-4;2223-4)과 홀더 베이스 바디 핏(2123-3,2123-4) 간에는 각각의 방향으로 xt,yt의 유격 오차가 발생한다. 이와 같은 각 방향으로의 완전 구속 상태를 배제하고 소정의 유격을 허용하되 두 지점에서의 중간 끼워 맞춤을 통하여 조립 위치 기준 확보를 이룰 수 있다.
That is, as shown in FIGS. 12 to 14, the magnet ring body pits 2213-1, 2213-2, 2223-1, and 2223-2 and the holder base body fits 2123-1, 2, the clearance between the magnet ring body fits 2213-3 (2213-3, 2223-4) and 2223-4 and the holder base body fits 2123-3 and 2123-4, which are loosely fitted, The pitch error of xt, yt occurs in each direction between the tracks. It is possible to eliminate the completely restrained state in each direction and to allow a predetermined clearance, but to assure an assembly position reference through intermediate fitting at two points.
한편, 마그네트 홀더와 마그네트 커버 간에는 별도의 체결 요소를 통하여 조립되는 구조를 취할 수도 있으나, 본 발명은 초음파 융착을 통한 맞물림 체결 구조를 형성하여 양자의 사이 공간에 배치되는 마그네트 링 및 마그네트 버퍼부를 안정적으로 유지시킬 수 있다. The magnet holder and the magnet cover may be assembled through separate fastening elements. However, the present invention provides a fastening structure by ultrasonic welding so that the magnet ring and the magnet buffer portion disposed in the space between the magnet holder and the magnet cover can be stably Can be maintained.
앞서 기술된 바와 같이, 마그네트 어퍼 커버(2310)의 마그네트 어퍼 커버 바디(2313) 및 마그네트 로워 커버(2320)의 마그네트 로워 커버 바디(2323)는 마그네트 홀더(210)의 마그네트 홀더 베이스(2120)의 홀더 베이스 바디(2121)과 접하는데, 마그네트 어퍼 커버 바디(2313) 및 마그네트 로워 커버 바디(2323) 측과, 홀더 베이스 바디(2121) 측 중의 적어도 일측는 초음파 융착을 위한 융착 돌기(2315,2325)가 구비된다. 본 실시예에서는 초음파 융착을 위한 융착 돌기가 마그네트 어퍼 커버 바디(2313) 및 마그네트 로워 커버 바디(2323) 측에 형성된다. 마그네트 어퍼 커버 바디(2313) 및 마그네트 로워 커버 바디(2323)에는 각각 마그네트 어퍼 커버 융착 돌기(2315) 및 마그네트 로워 커버 융착 돌기(2325)가 형성되고, 마그네트 커버(230)와 마그네트 홀더(210) 간의 초음파 융착 공정을 통하여 초음파 미세 진동시, 양자 간에 열융착 접합되어 양자 간의 공고한 결합 상태를 형성하고, 마그네트 링의 위치 이동을 방지할 수 있다.
The magnet
한편, 상기 실시예에서 홀더 베이스 바디 핏과 마그네트 링 바디 핏은 마그네트 유니트의 회전축에 수직한 평면을 중심으로 대칭 배치되는 구조를 취하였으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 앞선 실시예에서 홀더 베이스 바디 핏과 마그네트 링 바디 핏은 마그네트 유니트의 회전축에 수직한 평면 상에서 상하 동일한 위치를 형성하였으나, 본 발명의 홀더 베이스 바디 핏은 홀더 베이스 바디의 양면에 형성되되 마그네트 유니트의 회전축에 수직한 평면 상에서 볼 때 홀더 베이스 바디(2121)의 양면 상에 형성되는 홀더 베이스 바디 핏은 서로 사전 설정된 각도로 교차되는 비대칭 배치 구조를 형성한다. 도 45에는 홀더 베이스 바디(2121)의 양면에 형성된 각각의 홀더 베이스 바디 핏의 형상이 개략적으로 중첩 도시되는데, 홀더 베이스 바디의 중심(O)에서 홀더 베이스 바디(2121)의 일면, 즉 입력축 측을 향하여 배치되는 홀더 베이스 바디 핏(2123U)은 선분 O-O1 상에 배치되고, 아랫면에 형성되어 출력축 측을 향하는 홀더 베이스 바디 핏(2123L)은 중심으로부터 이어지는 선분 O-O2 상에 배치되며, 이들을 각각 마그네트 유니트의 회전축에 수직한 평면 상에 투영할 경우 각각의 선분 O-O1과 선분 O-O2는 사전 설정된 크기의 사전 설정 핏팅 앵글(γ)을 이루면 배치된다. In the above embodiment, the holder base body pit and the magnet ring body pit are arranged symmetrically about a plane perpendicular to the rotation axis of the magnet unit, but the present invention is not limited thereto. That is, although the holder base body pit and the magnet ring body pit have the same upper and lower positions on a plane perpendicular to the rotation axis of the magnet unit in the previous embodiment, the holder base body pit of the present invention is formed on both sides of the holder base body, The holder base body pits formed on both sides of the
여기서, 사전 설정 핏팅 앵글(γ)는 다음과 같은 관계를 형성할 수 있다. Here, the preset fitting angle? Can form the following relationship.
여기서, n은 (마그네트 링의 원주를 따라 형성되는 총 착자 개수)/2, 2m+1은 홀수(m=0,1,2,...)인데, 이와 같은 관계를 통하여 홀더 베이스 바디 측으로 마그네트 링을 장착하는 경우 동일한 마그네트 링에 대하여 별도의 구분없이 상하 장착 가능하되, 홀더 베이스 바디 핏과 마그네트 링 바디 핏이 서로 사전 설정 핏팅 앵글(γ)만큼 각이격되어 배치되는 구조를 통하여 상하 장착을 이루더라도 사전 설정된 배치 관계, 즉 본 실시예에서는 상하 마그네트 링 간에 서로 반대되는 극성의 원주 배치 구조를 이루도록 안정적인 장착 구조를 안내함으로써 오조립 가능성을 완전하게 차단할 수도 있다. Here, n is an odd number (m = 0, 1, 2, ...) / 2 and 2m + 1 are the total number of magnetizations formed along the circumference of the magnet ring. When the ring is mounted, it is possible to vertically mount the same magnet ring without any distinction, but the holder base body fit and the magnet ring body fit are spaced apart from each other by preset fitting angles (γ) The possibility of misassembly can be completely blocked by guiding the stable mounting structure so as to form a circumferential arrangement structure of polarities opposite to each other between the upper and lower magnet rings in a predetermined arrangement relationship, that is, in this embodiment.
또 한편, 상기 실시예에서 마그네트 링 바디 핏은 돌기 구조를 이루고 바디 핏의 수용을 위한 넓은 크기의 수용 구조의 홀더 베이스 바디 핏을 구비하는 구성르 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 원치 않는 이탈을 방지하고 위치 변동을 방지하도록 결합력을 강화하는 조립 구조를 형성할 수도 있다. 즉, 도 43 및 도 44에 도시된 바와 같이, 마그네트 링 바디 핏(2213-A,2213-B)은 돌기 구조를 형성하고, 홀더 베이스 바디 핏(2123-A,2123-B)는 홀더 베이스 바디 핏 수용홈(2123a-A,2123a-B)와 홀더 베이스 바디 핏 가이드(2123b-A,2123b-B)을 구비하되, 홀더 베이스 바디 핏 수용홈(2123a-A,2123a-B)은 마그네트 링 바디 핏을 수용하는 수용 공간을 이루고, 홀더 베이스 바디 핏 가이드(2123b-A,2123b-B)는 홀더 베이스 바디 핏 수용홈(2123a-A,2123a-B)의 외측에 형성되고 홀더 베이스 바디 핏 수용홈(2123a-A,2123a-B)의 너비, 즉 입구 너비보다 작은 너비를 갖는 구조를 이룬다. 즉, 이와 같이 홀더 베이스 바디 핏 가이드(2123b-A,2123b-B)가 홀더 베이스 바디 핏 수용홈(2123a-A,2123a-B)보다 작은 너비를 구비하여 마그네트 링 바디 핏(2213-A,2213-B)이 억지끼워 맞춤되는 구조를 형성하여 원치 않는 양자 간의 분리 이탈을 방지하여 제조 과정 상에서의 위치 변동으로 인한 불량 발생을 방지 내지 최소화할 수도 있다. In the above-described embodiment, the magnet ring body pit has a protrusion structure and a holder base body pit having a large-sized receiving structure for receiving the body pit. However, the present invention is not limited to this, And an assembling structure reinforcing the bonding force to prevent positional fluctuation may be formed. That is, as shown in FIGS. 43 and 44, the magnet ring body pits 2213-A and 2213 -B form a protruding structure, and the holder base body pits 2123-A and 2123- The holder base body
이와 같은 마그네트 링 바디 핏(2213-A,2213-B)과 홀더 베이스 바디 핏(2123-A,2123-B)의 형상은 도 43과 같이 홀더 베이스 바디 핏 가이드(2123b-A)가 소정의 경사각도(φ)를 갖는 쐐기 형상의 사다리꼴 형상을 이룰 수도 있고, 도 44와 같이 육각형 단면 구조를 취할 수도 있고 도시되지는 않았으나 환형 구조의 원형 단면 구조를 이룰 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 또한, 앞서 기술한 바와 같이, 이와 같은 결합력 강화 구조는 모든 마그네트 링 바디 핏과 홀더 베이스 바디 핏에 대하여도 형성될 수도 있고, 적어도 어느 하나 내지 한 쌍의 마그네트 링 바디 핏과 홀더 베이스 바디 핏에 형성되어 소정의 조립 위치를 명확하게 확보하되 소정의 유격을 형성하여 조립시 조작성을 향상시키는 구조를 형성할 수도 있음은 앞서 기술한 바와 동일하다.
The shapes of the magnet ring body pits 2213-A and 2213-B and the holder base body pads 2123-A and 2123-B are the same as those of the holder base
본 발명의 컬렉터 유니트(300)는 하우징(100)에 위치 고정되고 마그네트 유니트(200)의 외측에 배치되어 마그네트 유니트(200)의 자기장을 집속시키는데, 본 발명의 컬렉터 유니트(300)는 컬렉터 홀더(310)와 컬렉터(320)를 포함한다. The
컬렉터 홀더(310)는 하우징(100)에 위치 고정 장착되고, 컬렉터(320)는 컬렉터 홀더(310)에 위치 고정 장착되어 내부에 배치되는 마그네트 유니트(200)에 의하여 형성되는 자기장의 집속시켜 컬렉터 유니트(300)에 인접 배치되는 센싱 유니트(400)의 토크 센서(410) 등에 전달하고, 토크 센서(410) 등의 센서가 자속 변화를 감지하여 입력축, 출력축 측의 회전 변위를 감지하여 이로부터 토크를 산출할 수 있다. The
본 발명의 컬렉터 유니트(300)는 컬렉터(320)의 인서트 몰딩 구조를 배제하여 열변형을 방지하고 장기간 사용시 수지제와의 박리로 인한 손상 가능성을 최소화하되, 별도의 체결 수단을 요하지 않고 신속한 조립이 가능하고 유지성이 우수한 구조의 컬렉터 유니트이다. The
본 발명의 컬렉터(320)는 컬렉터 홀더(310)의 양면 측에 각각 배치되는 구조를 취하며, 두 개의 컬렉터(320) 각각이 컬렉터 홀더(310)의 각 측에 배치되는데, 각각의 컬렉터(320)는 소정의 간극을 갖고 마그네트 유니트 회동축 길이 방향으로 이격 배치된다. 컬렉터(320)는 소정의 링 구조를 형성하고 내부에는 마그네트 유니트(200)가 상대 회동 가능하게 이격 수용 배치된다. The
컬렉터(320)는 컬렉터 링(3210)과 컬렉터 터미널(3220)을 포함한다. 컬렉터 링(3210)는 컬렉터 링 수평부(3211,3221)과 컬렉터 링 수직부(3213,3223)을 포함한다. 컬렉터 링 수평부(3211,3221)는 마그네트 유니트(200)의 회동축 길이 방향에 수직한 평면 상에 형성되고, 컬렉터 링 수직부(3213,3223)는 마그네트 유니트(200)의 회동축 길이 방향으로 형성되며 일단이 컬렉터 링 수평부(3211,3221)의 내측 단부와 연결된다. The
컬렉터 터미널(3220)는 컬렉터 링(3210)의 컬렉터 링 수평부(3211,3221)의 일측 단부에서 토크 센서(410)를 향하여 연장 형성되며 소정의 굴곡 구조를 형성하여 인접 배치되는 토크 센서(410)와의 에어갭을 최소화시키는 구조를 취할 수 있다. The
컬렉터 링(320)에는 컬렉터 링 장착부(3215,3225)가 구비되는데, 컬렉터 링 장착부(3215,3225)는 컬렉터 홀더(310) 측과 연결된다. The
컬렉터 홀더(310)는 컬렉터 홀더 바디(311)와 컬렉터 홀더 연장부(313)을 포함하는데, 컬렉터 홀더 연장부(313)는 컬렉터 홀더 바디(311)에 연결되어 센싱 유니트(400)의 토크 센서(410) 등의 위치 고정을 위한 장착 구조 기능을 실행할 수도 있다. 컬렉터 홀더 바디(311)에는 컬렉터 링 장착부(3215,3225)에 대응 배치되는 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111)이 형성된다. 본 실시예에서 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111)는 돌기 구조를 이루고 컬렉터 링 장착부(3215,3225)는 관통구 구조를 형성한다. 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111)와 컬렉터 링 장착부(3215,3225)가 맞물림되는 구조를 통하여 컬렉터 홀더 바디(311)와 컬렉터 링(320) 간의 안정적인 체결 구조를 형성할 수 있다. The
경우에 따라 관통구 구조의 컬렉터 링 장착부(3215,3225)는 복수 개가 구비되는 경우 서로 상이한 관통 형상을 구비하여 오조립 방지 내지 정위치 확보후 조립 과정 상에서의 유격 제공을 이룰 수도 있다. 즉, 복수 개의 컬렉터 링 장착부 중 어느 하나는 원형 구조를 이루고 다른 하나는 타원형 구조를 이루어 최소한의 조립 위치를 확보하되, 다른 컬렉터 링 장착부를 통하여 소정의 유격 공간을 제공하여 안정적인 조립 공정을 가능하게 할 수도 있다. In some cases, when a plurality of collector
또한, 컬렉터 홀더 바디(311)에는 컬렉터 홀더 바디 장착단(3115)가 형성되는데, 컬렉터 홀더 바디 장착단(3115)은 컬렉터 홀더 바디(311)의 일면, 즉 본 실시예에서는 양면 상에 컬렉터 홀더 바디(311)의 일면, 즉 본 실시예에서는 양면에 대하여 단차 형성되는 구조를 이루는데, 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111)는 컬렉터 홀더 바디 장착단(3115)의 일면 상에 배치되고, 컬렉터 링(320)의 일부는 컬렉터 홀더 바디 장착단(3115)의 일면과 접하여 지지됨으로써 컬렉터 링(320)의 적어도 일부는 컬렉터 홀더 바디(311)의 일면, 즉 본 실시예에서는 양면에 대하여 이격 배치되는 구조를 취한다. 이와 같은 면접촉 제한 구조로 인하여 컬렉터 링(320)에 부여되는 스트레스를 최소화할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 컬렉터 링(320)이 컬렉터 홀더(310)에 대하여 3점 장착 지지되되, 컬렉터 홀더 바디 장착단(3115)의 지점 이외의 영역에서 도면 부호 t로 지시되는 이격 단차 높이를 형성하여 면접촉을 최소화시킴으로써 컬렉터 링(320)에 가해지는 스트레스, 즉 열팽창율의 상이함으로 인하여 발생하는 스트레스 내지 조립 과정에서 볼트 체결 등에 의하여 발생하는 응력 차이로 인한 스트레스 등을 최소화시켜 궁극적으로 집속 기능을 일정하게 유지시켜 토크 센서(410)를 통한 감도를 일정하게 유지시킬 수 있다. A collector holder
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111)와 컬렉터 링 장착부(3215,3225)의 연결은 코킹(caulking)을 통한 고정 구조를 취할 수도 있다. 즉, 도 21에 도시된 바와 같이, 컬렉터 링이 컬렉터 홀더에 장착된 후, 즉 컬렉터 링 장착부(3215,3225)가 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111)에 삽입 장착된 후, 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111)는 코킹 가공(3111-1)되어 컬렉터 링(320)과 컬렉터 홀더(310) 간의 안정적인 장착 구조를 가능하게 하고, 자동화 공정을 통하여 복수 개의 위치에 대하여도 코킹 높이(h, 도 21 참조)을 일정하게 유지시키고 작업 누락을 방지하며, 궁극적으로 작업 시간을 단축시켜 종전의 볼트 내지 스크류 체결을 통한 작업 속도 저하를 방지할 수도 있다. Meanwhile, the connection between the collector holder
또한, 본 발명의 일예에 따르면, 컬렉터 홀더와 컬렉터 링 간의 코킹 작업 과정 상에서의 강성 저하로 인한 좌굴 내지 파손을 방지하도록 본 발명의 컬렉터 홀더 바디(311)는 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111)가 형성되는 컬렉터 홀더 바디 장착단(3115)의 하부에는 컬렉터 홀더 바디(311)의 외주 단면보다 큰 단면, 즉 두께가 더 두꺼운 부분으로서 컬렉터 홀더 바디 장착 보강부(3113)을 구비하여 강성을 보강할 수도 있다. 또한, 컬렉터 홀더 바디(311)의 외주에는 컬렉터 홀더 바디 리브(315)를 통하여 강성을 더욱 보강할 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, the
한편, 코킹 및 조립 과정 상에서 컬렉터 링의 자기 정렬을 위하여 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111)가 경사 구조를 취할 수도 있다. 즉, 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111)의 외주면은 컬렉터 홀더 바디 장착단(3115)을 향할수도록 외주가 커지는 구조(DA<DB)를 이루어 코킹을 위한 초기 삽입 과정 상에서 소정의 자기 정렬을 통하여 소정의 위치 정렬을 이루도록 할 수도 있다. On the other hand, the collector holder
또한, 컬렉터 홀더와 컬렉터 링의 장착은 코킹 구조 이외에 다양한 구조를 취할 수도 있다. Further, the collector holder and the collector ring may have various structures other than the caulking structure.
도 22 및 도 25에 도시된 바와 같이, 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111b,3111d)는 스냅 핏 구조로 형성될 수 있는데, 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111b,3111d)의 단부는 후크 단부를 이루고, 중앙에 후크 요홈(3112b,3112d)가 구비되어 소정의 탄성 동작을 가능하게 한다. 또한 경우에 따라 컬렉터 홀더 바디 장착부(3111d)의 외주에 핏 리브(3114d)가 배치되어 후크 단부와 핏 리브 사이에 컬렉터 링이 배치되도록 하여 컬렉터 링에 인가되는 스트레스를 최소화하는 구조를 더 구비할 수도 있다.
22 and 25, the collector holder
본 발명의 센싱 유니트(400)는 앞서 기술된 바와 같이, 컬렉터 유니트(300)의 외주 측에 배치되어 컬렉터 유니트(300)를 통하여 집속되는 자기장을 감지하는 토크 센서(410)를 포함하는데, 본 실시예에서 토크 센서(410)는 두 개가 배치되어 감지 성능을 증대시키고, 페일세이프 기능을 더 부여할 수도 있다. 토크 센서(410)는 토크 센서 기판(401) 상에 장착되고, 토크 센서(410)는 컬렉터 유니트(300)의 컬렉터 링(320)에 형성되는 컬렉터 링 터미널(3220)의 사이에 배치되어 자장 변화를 전기적 신호로 추출하고 이로부터 입력축 및 출력축 간의 토크를 산출 가능하게 한다. The
토크 센서(410)는 비접촉 방식의 홀센서(홀센서 IC) 내지 MR 센서, AMR 센서, GMR 센서일 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. 즉, 토크 센서(410)는 입력축(2)과 출력축(3)에서의 상대 회동 차이를 마그네트 유니트(200)와 쉴 링 유니트(500) 간의 상대 회동에 의하여 발생하는 자기장의 변화로 인하여 발생하는 전기적 신호의 차이를 통하여 토크 산출 가능한 구조를 취한다. The
한편, 본 발명의 센싱 유니트(400)는 토크 센서(410)이외에 회전 변위, 즉 차량의 스티어링 휠의 경우 조향각을 감지하는 앵귤러 센서 모듈(420)을 더 포함할 수 있다. 앵귤러 센서 모듈(420)은 앵귤러 센서(4240)와 앵귤러 마그네트(4230)와 앵귤러 로터(4220)와 오버 바디 앵귤러 기어를 포함한다. 앵귤러 센서(4240)는 비접촉 방식의 홀센서 내지 MR 센서, AMR 센서, GMR 센서일 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. 앵귤러 센서(4240)는 하우징(100)에 대하여 위치 고정되어 배치되는데, 앵귤러 센서(4240)는 앵귤러 센서 기판(402, 도 19 참조)에 장착되고, 앵귤러 센서 기판(402)은 하우징(100)의 하우징 베이스(120)에 위치 고정되어 장착된다. 토크 센서 기판(401)은 앵귤러 센서 기판(402)과 전기적 소통을 위한 연결 구조를 형성할 수도 있다. 앵귤러 마그네트(4230)는 앵귤러 센서(4210)에 상대 회동 가능하게 배치되는데, 앵귤러 로터(4220)에는 앵귤러 마그네트(4230)가 배치된다. In addition, the
본 실시예에서 앵귤러 센서(4240) 및 앵귤러 로터(4220), 앵귤러 마그네트(4230)는 두 개가 배치되어 보정 및 크로스체크를 통한 감도 증진 및 페일 세이프 기능을 통하여 하나의 센서의 오류시 다른 하나를 통한 신호 검출을 가능하게 할 수 있는데, 본 발명이 개수에 한정되는 것은 아니다. 이들 쌍을 이루는 구성요소는 치수의 상이함은 있으나 기본적으로 동일한 구조를 취하는바, 두 개의 구조 중 하나를 중심으로 설명한다. In the present embodiment, two
앵귤러 로터(4220)는 로터 바디(4221)와 로터 기어(4225)와 로터 가이드(4227)를 포함하는데, 로터 바디(4221)에는 로터 바디 수용부(4223)이 형성되는데, 로터 바디 수용부(4223)에 앵귤러 마그네트(4230)가 배치된다. The
로터 기어(4225)는 로터 바디(4221)의 외주 단부에 배치되고 하기되는 오버 바디 앵귤러 기어(533)와 치합되어 상대 회동을 이루어 앵귤러 마그네트(4230)의 회동을 통한 회전각 감지를 이루도록 한다. The
로터 바디 수용부(4223)는 로터 바디 수용부 스톱퍼(42233,42235)을 포함한다. 로터 바디 수용부(4233,42235)는 로터 바디 수용부 개구(42231)의 내측면에 형성되어 앵귤러 마그네트(4230)의 원치 않는 로터 바디(4221)로부터의 이탈을 방지한다. 본 실시예에서 로터 바디 수용부에 앵귤러 마그네트가 인서트 사출되는 방식으로 형성되었으나, 경우에 따라 이와 같은 로터 바디 수용부 스톱퍼 구조를 통하여 직접 삽입 배치되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. The rotor
로터 가이드(4227)는 로터 바디(4221)로부터 로터 바디(4221)의 회전축 길이 방향으로 돌출 형성되는데, 로터 가이드(4227)는 다른 구성요소, 즉 앵귤러 홀더와의 접촉을 통하여 로터 바디의 안정적 회동을 이루도록 한다. The
오버 바디 앵귤러 기어(533)는 쉴드 링 유니트(500)의 쉴드 링 오버 바디(530)에 구비되는데, 출력축(3) 측에서의 회전 변위 감지를 통하여, 예를 들어 차량의 스티어링 샤프트와 연결되는 차륜 측에서의 조향각을 감지할 수 있다. 오버 바디 The over-body
앵귤러 센서 모듈(420)은 하우징(100), 보다 구체적으로 하우징 베이스(120) 측에 배치되는 앵귤러 홀더(4210)를 더 구비할 수 있는데, 앵귤러 홀더(4210)는 일측이 개방되고 앵귤러 로터(4220)를 회동 가능하게 수용한다. 보다 구체적으로, 앵귤러 홀더(4210)는 앵귤러 홀더 수용부(4213)와, 앵귤러 홀더 가이드(4211)와 앵귤러 홀더 탄성 수용부(4217)와 앵귤러 홀더 탄성부(4215)를 포함한다. The
앵귤러 홀더 수용부(4213)는 로터 바디(4221)의 회동 시 로터 기어(4225)를 간섭없이 수용 가능한 공간으로 형성되며, 앵귤러 홀더 가이드(4211)는 로터 가이드(4227;42271,42273)의 대응되는 위치로 로터 가이드(4227), 즉 로터 바디(4221)를 상대 회동 가능하게 면접촉 지지하고, 앵귤러 홀더 탄성 수용부(4217)는 앵귤러 홀더(4210)의 개방된 일측의 반대편, 즉 앵귤러 로터(4220)가 수용되는 측의 반대편에 배치되고, 앵귤러 홀더 탄성부(4215)는 일단이 앵귤러 홀더 탄성 수용부(4217, 도 27 참조)에 수용 지지되고, 타단이 하우징(100) 측에 지지되어 앵귤러 홀더(4210)에 탄성 지지력을 제공한다. The angular
경우에 따라 앵귤러 홀더(4210)에는 앵귤러 홀더(4210)의 가동 방향을 따라 길이 형성되는 홀더 가동 가이드(4218)이 구비되고 이에 대응되는 위치로 하우징 측에는 홀더 가동 가이드 대응부(미도시)가 구비되어 앵귤러 홀더(4210)의 탄성 지지 상태에서의 안정적인 가동을 이루도록 할 수 있다. In some cases, the
여기서, 앵귤러 홀더 가이드(4211)와 로터 가이드(42271,42273)는 서로 대응 배치되도, 로터 바디(4211)의 회동축의 길이 방향으로 쌍을 이루어 배치된다. 즉, 도 26에 도시된 바와 같이, 앵귤러 홀더 가이드 및 로터 가이드는 앵귤러 로터의 회동축 길이 방향으로 두 개가 배치된다. Here, the
이들의 맞닿음 구조를 통하여 저널 베어링의 기능을 실행하여 앵귤러 로터가 앵귤러 홀더에 대하여 안정적인 회동 안내 구조를 형성하도록 할 수도 있다. The journal bearing function may be performed through these abutment structures to allow the angular rotor to form a stable pivoting guide structure with respect to the angular holder.
한편, 이와 같이 회동축 길이 방향에 대하여 이격된 쌍을 이루는 앵귤러 홀더 가이드 및 로터 가이드는 서로 상이한 구조를 취할 수 있다. 즉, 로터 가이드는 로터 어퍼 가이드(42271)와 로터 로워 가이드(42273)을 포함하고, 앵귤러 홀더 가이드(4211)는 앵귤러 홀더 어퍼 가이드(42111)와 앵귤러 홀더 로워 가이드(42113)을 포함하는데, 이들이 이루는 쌍, 즉 어퍼 파트와 로워 파트 간에 상이한 치수를 구비하여 앵귤러 로터가 뒤집어져 반전된 상태로 삽입 수용 배치되는 오조립 상태를 완전하게 차단할 수 있다. Meanwhile, the angular holder guide and the rotor guide, which are spaced apart from each other in the direction of the axis of the rotary shaft, can be different from each other. That is, the rotor guide includes a rotor
본 실시예에서는 회전축의 상하, 즉 어퍼/로우 파트에 대한 치수의 상이한 구조만을 기술하였으나, 앵귤러 로터가 복수 개가 배치되는 경우 복수 개의 앵귤러 로터 간에 어퍼 파트와 로워 파트 중 적어도 하나가 중첩되지 않는 치수를 구비하도록 하여 모든 앵귤러 로터가 정해진 위치 이외의 위치에 삽입 배치되는 것을 방지할 수도 있다. However, when a plurality of angular rotors are disposed, a dimension that does not overlap at least one of the upper part and the lower part between the plurality of angular rotors is set to be smaller than the dimension that does not overlap the upper part and the lower part. So that it is possible to prevent all the angular rotors from being inserted and disposed at positions other than the predetermined positions.
또한, 로터 어퍼 가이드(42271)와 로터 로워 가이드(42273), 그리고 앵귤러 홀더 어퍼 가이드(42111)와 앵귤러 홀더 로워 가이드(42113)는 앵귤러 로터의 안정적인 회동을 강화하는 구성을 더 취할 수도 있다. 즉, 앵귤러 홀더 어퍼 가이드(42111)와 앵귤러 홀더 로워 가이드(42113)는 경사면을 구비하되 어퍼 파트와 로워 파트가 이루는 경사면은 앵귤러 로터의 중심 측을 향하도록, 달리 표현하면, 경사면의 법선(선 I-I,II-II)이 앵귤러 로터의 회동축 중심 측을 향하여 서로 교차(Oc)되는 구조를 취하고, 로터 어퍼 가이드(42271)와 로터 로워 가이드(42273)도 도 대응하는 경사면 구조를 형성할 수 있다(도 30 참조). 이와 같이 로터 어퍼 가이드(42271)와 로터 로워 가이드(42273)는 ">" 타입의 중심을 향하여 경사면의 법선이 회동축 중심 측을 향하여 배치되는 구조를 취함으로써, 앵귤러 로터를 상하에 대하여 안정적으로 수용할 수 있다. 즉, 앵귤러 로터의 회동시 회동축 길이 방향으로의 위치 이동을 방지하여 보다 안정적인 작동 상태 형성을 통한 감지 불량 상태 발생 가능성을 현저하게 감소시킬 수도 있다. 물론, 이 경우에도 로터 어퍼 가이드와 로터 로워 가이드의 앵귤러 로터 회동축을 향하여 돌출된 길이는 상이한 값을 구비하여 상하 내지 쌍을 이루는 앵귤러 로터의 오조립을 방지할 수도 있다. 이와 같은 구조를 통하여 앵귤러 로터는 앵귤러 홀더의 수용부에서 안정적인 회동 구조를 형성할 수 있다.
Further, the rotor
한편, 상기 실시예에서 로터 바디 수용부에 앵귤러 마그네트가 인서트 사출되는 방식으로 형성되었으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 앵귤러 마그네트가 로터 바디 수용부에 삽입 고정 내지 부착되는 방식을 취할 수도 있다. 앵귤러 마그네트 및 이에 대응하는 로터 바디 수용부는 원형, 링형 및 다각형 중 어느 하나의 형상을 구비할 수도 있다. 즉, 도 46의 (a),(b),(c)에 도시된 바와 같이 로터 바디(4221)의 외주에는 로터 기어(4225)가 형성되고, 로터 바디(4221)의 내측에는 로터 바디 수용부(4223C1,4223C2,4223C3)가 형성될 수 있다. 로터 바디 수용부(4223C1,4223C2,4223C3)는 원형 형상일 수도 있고, 링형 형상일 수도 있고, 다각형 형상일 수도 있는데, 링형 형상의 외주면이 소정의 각형을 형성한 구조를 취할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 적정한 형상을 구비할 수 있다. In the meantime, in the above embodiment, the angular magnet is insert-injected into the rotor body accommodating portion. However, the present invention is not limited to this, and the angular magnet may be inserted or fixed to the rotor body accommodating portion. The angular magnet and its corresponding rotor body receiving portion may have the shape of either a circle, a ring, or a polygon. That is, as shown in Figs. 46A, 46B and 46C, a
또한, 이러한 로터 바디 수용부로 앵귤러 마그네트가 삽입 배치되는 구조를 취하는 경우, 로터 바디 수용부 및 앵귤러 마그네트에는 삽입 장착력을 강화시키거나 조립성을 개선하는 구성요소가 더 구비될 수도 있다. 즉, 로터 바디(4221)의 로터 바디 수용부(4223C1,4223C2,4223C3)에는 로터 바디 가이드(4251,4253)가 형성되고, 앵귤러 마그네트 측에는 로터 바디 가이드(4251,4253)에 대응하여 앵귤러 마그네트 가이드(4261,4263)이 배치된다. 본 발명의 로터 바디 가이드(4251,4253)와 앵귤러 마그네트 가이드(4261,4263)는 서로 다소 간의 억지 끼워 맞춤 구조를 형성하여 양자 간의 원치 않는 삽탈을 방지할 수도 있다. 경우에 따라 이들 사이에 접착제 등이 도포되는 구성을 취할 수도 있다. In addition, when the rotor body receiving portion and the angular magnet have a structure in which the angular magnet is inserted and disposed, the rotor body receiving portion and the angular magnet may be further provided with components for enhancing the insertion force or improving the assemblability. In other words, rotor body guides 4251 and 4253 are formed in the rotor body receiving portions 4223C1, 4223C2 and 4223C3 of the
또한, 본 실시예에서의 로터 바디 가이드(4251,4253)는 돌기 구조로, 그리고 앵귤러 마그네트 가이드(4261,4263)는 수용홈 구조를 취하는 것으로 설명하나, 경우에 따라 서로 반대되는 구성을 취할 수도 있음은 본 발명의 기술로부터 명백하다.It should be noted that the rotor body guides 4251 and 4253 in the present embodiment are described as having a protruding structure and the angular magnet guides 4261 and 4263 have a receiving groove structure, Are apparent from the description of the present invention.
또한, 로터 바디 가이드와 앵귤러 마그네트 가이드는 단수 개가 형성되어 로터 바디 및 앵귤러 마그네트의 각각의 도심(centroid)에 배치되는 구조를 취할 수도 있다. 이 경우 로터 바디 가이드 및 앵귤러 가이드는 180도 반전시 형상을 달리하는 180도 비대칭 구조를 취하여 오조립 가능성을 방지할 수도 있다. In addition, the rotor body guide and the angular magnet guide may have a structure in which a single number of the rotor body guide and the angular magnet guide are disposed in the respective centroids of the rotor body and the angular magnet. In this case, the rotor body guide and the angular guide may have a 180-degree asymmetric structure that is different in shape when reversing 180 degrees, thereby preventing the possibility of misassembling.
또한, 경우에 따라, 장착성을 강화하도록 복수 개가 배치되는 구조를 취할 수도 있다. 이 경우, 로터 바디 가이드(4251,4253) 중의 어느 하나는 적어도 다른 하나와 상이한 형상을 구비함으로써, 조립시 위치 회전에 의한 오조립 가능성을 방지할 수도 있다. 본 발명의 로터 바디 가이드는 다양한 형상을 구비할 수 있으나, 본 실시예에서는 원형 형상을 이루는 구조를 중심으로 설명한다. In some cases, a plurality of structures may be arranged to enhance the mountability. In this case, since any one of the rotor body guides 4251 and 4253 has a shape different from at least one of the other, it is possible to prevent the possibility of erroneous assembly due to rotation of the position during assembly. The rotor body guide of the present invention may have various shapes, but in the present embodiment, a structure having a circular shape will be mainly described.
도 47 내지 도 49에 도시된 바와 같이, 로터 바디 가이드(4251,4253)는 로터 바디(4221)의 로터 바디 수용부(4223C1)에 복수 개가 배치되는데, 각각은 서로 상이한 형상을 구비한다. 즉, 도면 부호 4251로 지시되는 로터 바디 가이드(4251)는 오각형 형상을 구비하고, 도면 부호 4253으로 지시되는 로터 바디 가이드(4253)는 직사각형 형상을 취하여 서로 상이한 구성을 취할 수 있고, 이와 같은 상이한 형상을 통하여 오조립 가능성을 방지하고 장착 조립성을 향상 시킬 수도 있다. 47 to 49, a plurality of rotor body guides 4251 and 4253 are disposed in the rotor body receiving portion 4223C1 of the
이 때, 본 발명의 앵귤러 마그네트(4230)는 단수 개의 N극과 S극만을 갖는 바이폴라 마그네트로 구현될 수 있고, 이 경우, 로터 바디 가이드(4251,4253)는 바이폴라 마그네트로 구현되는 앵귤러 마그네트(4230)의 각극성 측에 대응하여 하나 이상이 배치되는 구조를 취한다. In this case, the
각 극성 측에 배치되는 하나 이상의 로터 바디 가이드는 앵귤러 마그네트(4230)의 각 극성 측에 대응하는 영역 측의 도심(center of figure; centroid) 상에 배치되고, 앵귤러 마그네트(4230)의 각 극성에 배치되는 로터 바디 가이드(4251)의 총합이 이루는 도심은 앵귤러 마그네트(4230)의 전체 영역, 즉 N극과 S극을 모두 포함하는 영역의 도심 상에 배치되는 구조를 취한다. 즉, 도 47 내지 도 49에 도시된 바와 같이, N극 영역에는 도면 부호 4251로 지시되는 로터 바디 가이드(4251)가 그리고 S극 영역에는 도면 부호 4253으로 지시되는 로터 바디 가이드(4253)가 배치되는데, 이들은 서로 상이한 형상을 구비하고, 각각의 로터 바디 가이드(4251,4253)는 앵귤러 마그네트의 각각의 극성 영역(N,S)에 대한 내지는 대응하는 영역에 대한 도심(centroid; G1,G2) 상에 배치되고, 전체 앵귤러 마그네트 영역 내지 이의 대응하는 영역에 대한 전체 도심(G0)은 중앙 영역에 배치되어, 앵귤러 마그네트가 장착된 로터 바디(4221)가 전체 도심(G0)을 중심으로 안정적인 회동 상태를 이루도록 하여 무게 중심이 회전 중심으로부터 벗어나 편중된 회전 상태를 형성하는 것을 방지할 수도 있다. One or more rotor body guides disposed on the respective polarity sides are disposed on a center of figure (centroid) on the side of the region corresponding to each polarity side of the
이 경우, 경우에 따라, 전체 무게의 균형을 맞추기 위하여 각 극성 영역 내지 이의 대응하는 영역에 배치되는 로터 바디 가이드(4251,4253)의 부피 내지 부ㅊ피의 총합은 동일한 구성을 취할 수도 있다. 즉, 도 49에 도시된 바와 같이, 오각형 형상의 로터 바디 가이드(4251)는 전체적 면적은 넓으나 낮은 높이를 구비하고 직사각형 형상의 로터 바디 가이드(4253)는 전체적인 면적은 작으나 높은 높이를 구비하여 각 극성 영역 측 내지 이의 대응하는 영역에 배치되는 로터 바디 가이드 내지 앵귤러 마그네트 가이드에 대한 돌출 부분 내지 수용홈에 의한 빈 공간의 체적 균형을 이루어 회동 상태시 편중 형상을 방지하고 균일한 평형 회동 운동을 구현할 수 있다. In this case, depending on the case, the sum of the volume and the total volume of the rotor body guides 4251 and 4253 disposed in the respective polarity regions or corresponding regions thereof may be the same as that of the rotor body guides 4251 and 4253 in order to balance the entire weight. That is, as shown in FIG. 49, the pentagonal
한편, 상기 실시예에서 N극과 S극 영역 측에 로터 바디 가이드 등이 하나씩만 구비되는 구조가 도시되었으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어 도 50에 도시된 바와 같이, 앵귤러 마그네트(4230)의 각 극성에 배치되는 로터 바디 가이드 중, 어느 한 극성 측에 대응하여 배치되는 로터 바디 가이드가 복수 개가 구비될 수 있고, 이 경우 어느 한 극성 측에 대응하여 배치되는 복수 개의 로터 바디 가이드의 총합의 도심은 앵귤러 마그네트(4230)의 각 극성에 대응하는 영역 측의 도심과 일치한다.
In the above embodiment, only one rotor body guide is provided on the N-pole and S-pole regions, but the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 50, a plurality of rotor body guides arranged corresponding to any one of the polarities of the rotor body guides disposed at the respective polarities of the
또 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 센싱 유니트는 토크 센서와 더불어 앵귤러 센서 모듈을 모두 구비하는 구조를 취할 수 있는데, 토크 센서 장치의 컴팩트한 구성을 이루는 과정에서 이러한 센서 요소들이 근접 배치되고 이에 따라 상호 불필요한 영향을 이루어 원하는 감지 정확도, 즉 입출력축에 대한 토크값과 회전각 값의 정확도를 저하시킬 가능성을 차단 내지 최소화하도록 본 발명에 따른 센싱 유니트는 상호 간의 차폐 요소를 더 구비할 수도 있다. In the meantime, the sensing unit according to an embodiment of the present invention can have a structure including both the torque sensor and the angular sensor module. In the course of the compact construction of the torque sensor device, The sensing unit according to the present invention may further include a shielding element for mutually interrupting or minimizing a desired sensing accuracy, that is, a possibility of lowering the accuracy of the torque value and the rotation angle value with respect to the input / output axis.
즉, 도 51에 도시된 바와 같이, 센싱 유니트의 앵귤러 센서 모듈에 구비되는 앵귤러 홀더(4210)의 토크 센서(410, 도 1 및 도 19 참조)를 향한 일면에는 앵귤러 홀더 쉴드부(4219)가 더 구비되는데, 앵귤러 홀더 쉴드부(4219)는 토크센서(410) 및 마그네트 링 측과 앵귤러 센서 모듈의 앵귤러 센서 및 앵귤러 마그네트의 사이에 개재되어 양자 간의 자장 영향을 차단 내지 최소화하여 컴팩트한 구성을 이루더라도 토크센서 내지 앵귤러 센서가 마그네트 링 내지 앵귤러 마그네트에 의하여 불필요하게 영향을 받아 자기장 경로가 변화하거나 세기가 변화되어 토크 센서 내지 앵귤러 센서를 통하여 감지되는 감지 신호의 정확도 저하를 방지할 수도 있다. 도 51에서의 앵귤러 홀더 쉴드부(4219)는 앵귤러 홀더 쉴드 연장부(42191)를 구비하고, 앵귤러 홀더 쉴드 연장부(42191)는 앵귤러 홀더(4210)의 일면으로부터 연장 형성되어 앵귤러 로터의 배치 영역의 적어도 일부를 덮어 차폐시킨다. 51, an angular
본 실시예에서 앵귤러 홀더 쉴드 연장부(42191)는 앵귤러 홀더와 일체로 형성되는 구조를 이루었으나, 경우에 따라 앵귤러 홀더의 별개의 상부 커버로 형성될 수도 있고, 앵귤러 홀더의 상면을 형성하는 커버 자체로 형성되어 앵귤러 홀더를 구성하는 일 구성요소로 형성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하고, 다른 구성요소, 예를 들어 로터 바디 등의 구성요소들과의 간섭을 회피하는 범위에서 다양한 형상이 가능하다. In this embodiment, the angular holder
경우에 따라, 앵귤러 홀더 쉴드 연장부(42191)에는 소정의 자성체 분말이 내포되어 하방에 배치되는 앵귤러 마그네트로부터 앵귤러 센서 측으로의 자장 경로를 영향을 최소화하되, 앵귤러 마그네트로부터 상방향으로 배치되는 토크센서(410) 측으로의 자장 경로 영향 내지는 마그네트 링으로부터 앵귤러 센서 측으로의 자장 경로 영향을 차단 내지 최소화시킬 수도 있다. In some cases, the angular holder
앵귤러 홀더 쉴드(4291)는 앵귤러 홀더 쉴드 연장부(42191) 이외에 앵귤러 홀더 쉴드 플레이트(42193)를 더 구비할 수도 있다. 앵귤러 홀더 쉴드 플레이트(42193)는 앵귤러 홀더 쉴드 연장부(42191)에 배치될 수 있다. 앵귤러 홀더 쉴드 플레이트(42193)는 페라이트 등의 자성체로 구현될 수도 있는데, 도 52 및 도 53에는 앵귤러 홀더 쉴드 플레이트(42193)는 도 51의 선 D-D를 따라 형성된 단면의 일예들이 도시된다. 먼저, 도 52에 도시된 바와 같이, 도 52 및 도 53에 도시된 바와 같이, 앵귤러 홀더 쉴드 플레이트(42193)는 앵귤러 홀더 쉴드 연장부(42191)에 인서트 사출 형성되는 구조를 취할 수도 있다. 이와 같은 구성을 통하여 앵귤러 홀더 쉴드의 장착 조립성을 향상시킬 수도 있다. The angular holder shield 4291 may further include an angular
또한, 도 53에 도시된 바와 같이, 앵귤러 홀더 쉴드 플레이트(42193A)는 앵귤러 홀더 쉴드 연장부(42191)의 일면 상에 부착 위치 고정되는 시트 타입으로 구현될 수도 있다. 53, the angular
또한, 상기 실시예들에서 앵귤러 홀더 쉴드부(4219)는 앵귤러 홀더 쉴드 연장부를 구비하는 구조를 취하였으나 별도의 앵귤러 홀더 쉴드 연장부를 구비하지 않고 자성체로 형성되는 앵귤러 홀더 쉴드 플레이트(42191B)가 직접 앵귤러 홀더의 커버로 형성 장착되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
In the above embodiments, the angular
본 발명의 쉴드 링 유니트(500)는 앞서 기술한 바와 같이, 컬렉터 유니트(300)와 마그네트 유니트(200) 사이에 배치되고, 출력축(3)의 일단에 연결되어, 컬렉터 유니트(300)를 통하여 집속되는 마그네트 유니트(200)의 자기장을 입력축(2) 및 출력축(3) 간의 상대 회동에 의하여 변화시킴으로써 자속의 변화로 인하여 상기한 센싱 유니트(400)의 토크 센서(410)로 하여금 변화된 전기적 신호 출력을 형성하여 입력축 및 출력축 간의 인가 토크를 감지할 수 있다. The
이와 같은 본 발명의 쉴드 링 유니트(500)는 쉴드 링 바디(510)와 쉴드 링 피스(520)를 포함한다. 쉴드 링 바디(510)는 컬렉터 유니트(300)의 내측에 배치되고 마그네트 유니트(200)를 상대 회동 가능하게 내부에 수용하는데, 쉴드 링 바디(510)는 입력축 측에 배치되는 마그네트 유니트(200)와 컬렉터 유니트(300) 사이에 개재되어 출력축(3)과 함께 회동한다. 쉴드 링 피스(520)는 쉴드 링 바디(510)에 사전 설정된 간격으로 쉴드 링 바디(510)의 외주에 복수 개가 이격 배치된다. The
쉴드 링 피스(520)는 마그네트 유니트와 컬렉터 유니트 간의 자기장의 경로를 변화시키는 기능을 수행하도록 퍼멀로이 등의 연자성체로 형성되는데, 이에 국한되는 것은 아니다. 쉴드 링 피스(520)는 스트립 타입의 재료의 펀칭 및 커팅 공정을 통하여 제조 가능하며, 릴 타입으로 형성되어 소정의 자동화 공정을 통합 쉴드 바디에 삽입 배치될 수 있다. The
쉴드 링 피스(520)는 링 피스 바디(521)와 링 피스 연결부(523)을 구비하고, 링 피스 바디(521)는 쉴드 링 유니트(500)의 반경 방향에 실질적으로 수직하게 배치되고 쉴드 링 바디(510), 보다 구체적으로 하기되는 쉴드 바디 홀더 링 피스 안착부(51311)에 배치된다. 링 피스 연결부(523)는 링 피스 바디(521)의 단부에 수직 하게 연장 배치되고 쉴드 바디 라운더 안착부(51311)에 안착된다. 쉴드 링 피스(520)는 단위체로 형성되어 절곡 공정을 통하여 제조되는 방식을 취할 수 있다. 링 피스 연결부(523)에는 링 피스 연결 장착부(525)가 형성된다. The
링 피스 바디(521)의 단부에는 링 피스 바디 챔퍼링(528)이 형성되어 쉴드 링 바디(510) 측으로의 삽입 배치 과정에서 안정적이고 원활한 삽입 구조를 형성토록 할 수도 있다. A ring-piece body chamfering 528 may be formed at the end of the ring-
이와 같은 쉴드 링 피스(520)를 삽입 장착하는 방식을 통하여 재료 원가 절감과 더불어 자동화 공정을 통한 공정 원가 절감을 이룰 수 있다. 또한, 쉴드 링 피스(520)의 형상의 단순 최적화를 통하여 스크랩 등의 양을 최소화시켜 불필요한 재료 낭비를 방지하여 원가 절감을 이룰 수 있다. 이외에도, 자동 조립을 가능하게 하여 공정 오차 내지 양품 수율을 증대시킬 수도 있다. The method of inserting and mounting the
뿐만 아니라, 복수 개의 쉴드 링 피스(520)의 하기되는 쉴드 링 바디(510) 측으로의 삽입 배치 구조를 통하여 차폐부와 비차폐부 영역의 명확한 분리 및 원치 않는 영역의 노출 가능성을 완전하게 방지하여 감도의 저하 내지 불량 문제를 차단할 수 있다. 즉, 종래의 쉴드 링으로서의 쉴드 링 피스 대신 동일 기능의 구성요소로 비차폐부로서 관통구를 갖는 스트립 타입의 쉴드 링이 형성되고, 스트립 타입의 쉴드 링을 쉴드 링 바디에 인서트 사출되는 경우 쉴드 링 바디의 두께의 치수 제한으로 인하여 스트립 타입의 쉴드 링의 몰딩 부위에 대한 몰딩 두께를 일정하게 균일화 형성하는 것이 용이하지 않아 노출이 필요치 않는 몰딩 부위에 대하여도 쉴드 링이 노출되는 불량 문제가 발생할 수 있는데, 본 발명의 피스 타입의 삽입 배치 구조를 통하여 이와 같은 불량 문제를 원천적으로 차단시킬 수 있다. In addition, through the insertion arrangement structure of the plurality of
쉴드 링 바디(510)는 쉴드 슬리브(511)와 쉴드 바디(513)를 구비한다. 쉴드 슬리브(511)는 출력축(3) 측과의 안정적인 연결 상태를 유지하는 강성을 확보하도록 오스테나이트계 스테인레스 스틸 등의 재료로 형성될 수 있으나, 소정의 강성 등을 확보하는 범위에서 다양한 재료 선택이 가능하다. The
쉴드 슬리브(511)는 입력축(2) 측의 일단과 연결되는데, 쉴드 슬리브(5111)는 슬리브 샤프트(5111)와 슬리브 패리페럴(5113)을 포함한다. 슬리브 샤프트(5111)는 입력축(2) 측의 일단과 연결되고, 슬리브 샤프트(5111)의 중앙에는 슬리브 샤프트 관통구(5112)가 형성되어 토션바와 같은 구성요소의 관통을 허용한다. The
슬리브 페리페럴(5113)은 슬리브 샤프트(5111)의 단부로 반경 방향으로 연장 형성된다. 슬리브 패리페럴(5113)에는 하나 이상의 슬리브 패리페럴 그루브(5115)가 형성되어 쉴드 바디(513)과의 상대 회동을 방지할 수 있다. 본 발명의 쉴드 링 바디는 쉴드 슬리브와 쉴드 바디의 별도의 체결 구조를 통하여 형성될 수도 있으나, 본 발명의 쉴드 링 바디는 쉴드 슬리브의 인서트 사출을 통하여 쉴드 바디와 일체 형성되는 구조를 취한다. The
쉴드 바디(513)는 쉴드 슬리브와 연결되고 쉴드 링 피스가 장착된다. 쉴드 바디(513)는 쉴드 바디 라운더(5131)와 쉴드 바디 홀더(5133)을 포함한다. 쉴드 바디 라운더(5131)는 쉴드 슬리브와 연결되고, 쉴드 바디 홀더(5133)는 쉴드 바디 라운더(5131)에 연결되어 쉴드 링 피스(520)의 수용 장착을 가능하게 한다. The
쉴드 바디 라운더(5131)에는 쉴드 링 피스(520)의 일단을 안착시키는 쉴드 바디 라운더 안착부(51311)가 구비된다. 쉴드 바디 라운더 안착부(51311)는 안착 그루브(51311a)와 안착 융착 돌기(5131b)를 포함하는데, 안착 그루브(51311a)는 쉴드 바디 라운더 안착부(51311)의 일면에 형성된다. 안착 그루브(51311a)는 요홈 구조로 형성되어 쉴드 링 피스(520)의 링 피스 바디(521)에 연결되는 링 피스 연결부(523)를 수용 배치 가능하게 한다. The
안착 융착 돌기(51311b)는 안착 그루브(51311a)의 일면에 형성되는데, 링 피스 연결 장착부(525)에 대응하여 삽입 가능한 돌기 구조로 형성된다. 본 실시예의 안착 융착 돌기(51311b)는 링 피스 연결 장착부(525)에 관통 삽입된 후 열융착을 통하여 압압되어 쉴드 링의 이탈을 방지할 수 있다. The
쉴드 바디 홀더(5133)에는 쉴드 바디 홀더 링 피스 관통구(5134)가 구비되고, 쉴드 바디 홀더 링 피스 관통구(5134)의 내측에는 쉴드 바디 홀더 링 피스 안착부(5135)가 구비되는데, 쉴드 바디 홀더 링 피스 안착부(5135)는 쉴드 링 피스(520)의 타단, 즉 링 피스 바디(521)를 안착 지지함으로써 쉴드 바디 홀더 내에서의 안정적인 장착 구조를 형성한다. The
쉴드 바디 홀더 링 피스 안착부(5135)는 링 피스 안착 얼라인 가이드(5135a)를 구비하는데, 링 피스 안착 얼라인 가이드(5135a)는 쉴드 바디 홀더 링 피스 관통구(5134)의 내측으로 쉴드 바디 홀더(5133)의 중심 측을 향하도록 도브 테일 구조로 경사 형성된다. 즉, 링 피스 안착 얼라인 가이드(5135a)가 형성하는 내측 너비는 쉴드 바디 홀더 링 피스 관통구(5134)의 너비보다 큰 값을 구비하여 링 피스 바디의 단부가 외부로 이탈하는 것을 방지한다. The shield body holder ring piece seating portion 5135 is provided with a ring piece
또한, 쉴드 바디 홀더 링 피스 안착부(5135)는 링 피스 안착 스톱퍼(5135b)를 포함하는데, 링 피스 안착 스톱퍼(5135b)는 쉴드 바디 홀더 링 피스 안착부(5135)의 단부로 쉴드 바디 홀더(5133)의 회동축에 실질적으로 수직한 단부에 형성되어 쉴드 링 피스의 링 피스 바디의 단부를 지지 가능한 구조를 취한다. The shield body holder ring piece seating portion 5135 includes a ring
이때, 링 피스 안착 스톱퍼(5135b)의 일면 상에는 링 피스 가이드 대응부(5137)가 형성되고, 링 피스 바디(521)의 단부에는 링 피스 가이드(527)가 형성되고, 링 피스 가이드 대응부(5137)와 링 피스 가이드(527)가 서로 맞물림되는 구조를 형성하는데, 본 실시예에서 링 피스 가이드(527)는 요홈 구조를, 그리고 링 피스 가이드 대응부(5137)는 돌기 구조를 취하나 서로 반대되는 구조를 취할 수도 있다. 본 실시예에서 링 피스 가이드(527) 및 링 피스 가이드 대응부(5137)는 두 개가 구비되었으나 본 발명의 링 피스 가이드(527) 및 링 피스 가이드 대응부(5137)가 개수에 한정되는 것은 아니다.
At this time, a ring-piece
한편, 본 발명의 쉴드 링 유니트(500)는 쉴드 링 오버 바디(530)를 더 포함하는데, 쉴드 링 오버 바디(530)는 쉴드 링 바디(510)와 결합하여 쉴드 링 바디(510)에 장착된 쉴드 링 피스(520)를 고정 지지한다. The
쉴드 링 오버 바디(530)는 오버 바디 관통구(531)를 통하여 다른 구성요소의 관통을 허용하고, 외주에는 오버 바디 앵귤러 기어(533)를 형성하여 센싱 유니트(400)의 앵귤러 마그네트(4230)가 배치되는 앵귤러 로터(4220)와 치합된다. The shield ring over
쉴드 링 오버 바디(530)는 별도의 체결 방식을 통하여 결합될 수도 있으나, 본 실시예서는 쉴드 링 피스가 장착된 쉴드 링 바디를 인서트 사출하여 오버 몰딩하는 방식을 취하여 구성요소의 위치 변동을 방지하는 일체화 구조를 제공할 수 있다. The shield ring over
쉴드 슬리브(511)가 1차 몰딩 공정을 통하여 쉴드 바디(513)가 형성되어 쉴드 링 바디(510)를 형성하고, 쉴드 링 피스(520)를 펀칭 내지 커팅 및 절곡 공정 등을 통하여 준비한다(도 32, 도 33, 도 36 참조)A
그런 후, 쉴드 링 바디(510)에 쉴드 링 피스(520)가 삽입 배치된다(도 37 참조). 쉴드 링 바디(510)에 쉴드 링 피스(520)가 삽입 배치된 후, 즉 안착 융착 돌기(51311b)가 쉴드 링 피스(520)의 링 피스 연결 장착부(525)를 관통하도록 배치되어 링 피스 연결부(523)가 쉴드 바디 라운더 안착부(51311)의 안착 그루브(51311a)에 수용 안착 배치되고, 쉴드 링 피스(520)의 링 피스 바디(521)의 타단이 쉴드 바디 홀더 링 피스 안착부(5135)의 링 피스 안착 얼라인 가이드(5135a)에 의하여 안내되고 링 피스 안착 스톱퍼(5135b)에 의하여 단부 지지되어 쉴드 링 피스의 원치 않는 이탈이 방지되는 삽입 배치가 완료된 후, 안착 융착 돌기는 열융착되어 쉴드 링 피스의 위치를 고정시킬 수도 있다. 그런 후, 쉴드 링 바디의 일단, 즉 쉴드 링 피스의 링 피스 연결부 측에 오버 몰딩되어 쉴드 링 오버 바디(530)가 쉴드 링 바디의 일측에 형성 배치될 수 있다(도 38 및 도 39 참조).
Thereafter, the
이상에서 본 바와 같이 본 발명은 샤프트에 인가되는 토크를 비접촉식 방식을 통하여 감지하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 또한, 앞선 실시예들에서 입력축 측에는 마그네트 유니트가 그리고 출력축 측에는 쉴드 링 유니트가 배치되는 구조를 중심으로 설명하였으나, 서로 반대되는 구성을 취할 수도 있다는 점은 본 발명으로부터 명백하다.
As described above, according to the present invention, the torque applied to the shaft can be variously changed within a range of sensing through a non-contact type method. In the above embodiments, the magnet unit is disposed on the input shaft side and the shield ring unit is disposed on the output shaft side. However, it is apparent from the present invention that the configuration opposite to the above may be employed.
100...하우징
110...하우징 커버
120...하우징 베이스
200...마그네트 유니트
210...마그네트 홀더
220...마그네트 링
230...마그네트 커버
240...마그네트 버퍼부
300...컬렉터 유니트
310...컬렉터 홀더
320...컬렉터
400...센싱 유니트
410...토크 센서
420...앵귤러 센서 모듈100 ...
120 ...
210 ...
230 ...
300 ...
320 ...
410 ...
Claims (8)
상기 마그네트 유니트는: 일단이 입력축에 연결되는 마그네트 홀더와, 상기 마그네트 홀더를 사이에 두고 이격 배치되는 마그네트 링을 구비하고,
상기 마그네트 홀더는: 일단이 입력축과 연결되는 마그네트 홀더 샤프트와, 상기 마그네트 홀더 샤프트의 타단에 배치되고 양측에 상기 마그네트 링이 배치되는 마그네트 홀더 베이스를 구비하고,
상기 마그네트 링에는 내주면에 형성되는 마그네트 링 바디 핏이, 그리고 상기 마그네트 홀더 베이스는 상기 마그네트 홀더 샤프트와 연결되는 홀더 베이스 바디의 일면 상에 상기 마그네트 링 바디 핏과 맞물림 가능한 홀더 베이스 바디 핏을 구비하는 토크 센서 장치.A housing accommodated in an end portion of an input shaft and an output shaft and fixedly disposed and accommodated in a housing rotatable relative to an input shaft and an output shaft and connected to one end of an input shaft and an output shaft, And a torque sensor for sensing a change in a magnetic field generated by rotation of the magnet unit including the magnet ring,
The magnet unit includes: a magnet holder having one end connected to the input shaft; and a magnet ring spaced apart from the magnet holder by the magnet holder,
The magnet holder includes: a magnet holder shaft having one end connected to the input shaft; and a magnet holder base disposed at the other end of the magnet holder shaft and having the magnet rings disposed on both sides thereof,
Wherein the magnet ring has a magnet ring body fit formed on an inner circumferential surface thereof and the magnet holder base has a holder base body pit capable of engaging with the magnet ring body pit on a surface of a holder base body connected to the magnet holder shaft, Sensor device.
상기 홀더 베이스 바디 핏은 상기 홀더 베이스 바디의 양면에 형성되는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.The method according to claim 1,
Wherein the holder base body pits are formed on both sides of the holder base body.
상기 홀더 베이스 바디 핏은 상기 마그네트 유니트의 회전축에 수직한 평면에 상기 홀더 베이스 바디의 양면에 비대칭 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the holder base body pit is asymmetrically disposed on both sides of the holder base body in a plane perpendicular to the rotation axis of the magnet unit.
상기 홀더 베이스 바디 핏은:
상기 마그네트 홀더 베이스의 입력축 측에 형성되는 홀더 베이스 어퍼 바디 핏와,
상기 마그네트 홀더 베이스의 출력축 측에 형성되는 홀더 베이스 로워 바디 핏를 구비하고,
상기 홀더 베이스 어퍼 바디 핏과 상기 홀더 베이스 로워 바디 핏은 상기 마그네트 유니트의 회전축에 수직한 평면 상에 투영될 경우, 상기 마그네트 유니트의 회전 중심과 상기 홀더 베이스 어퍼 바디 핏 및 상기 홀더 베이스 로워 바디 핏을 지나는 선분 간에 사전 설정 핏팅 앵글을 구비하는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.The method of claim 3,
The holder base body pit comprises:
A holder base upper body fit formed on the input shaft side of the magnet holder base,
And a holder base lower body fit formed on the output shaft side of the magnet holder base,
When the holder base upper body pit and the holder base lower body pit are projected on a plane perpendicular to the rotation axis of the magnet unit, the rotation center of the magnet unit, the holder base upper body pit, and the holder base lower body pit And a preset fitting angle between segments passing through the sensor.
상기 사전 설정 핏팅 앵글(γ)은:
여기서, n은 총 착자 개수/2, 2m+1은 홀수(m=0,1,2,...)
인 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.5. The method of claim 4,
The preset fitting angle (?) Is:
Where n is the total number of pulses / 2, 2m + 1 is an odd number (m = 0, 1, 2, ...)
And the torque sensor device.
상기 마그네트 링 바디 핏은 돌기 구조를 이루고,
상기 홀더 베이스 바디 핏은:
상기 마그네트 링 바디 핏을 수용하는 홀더 베이스 바디 핏 수용홈과,
상기 홀더 베이스 바디 핏 수용홈의 외측에 형성되고 상기 홀더 베이스 바디 핏 수용홈의 너비보다 작은 너비를 갖는 홀더 베이스 바디 핏 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.6. The method of claim 5,
The magnet ring body pit has a protrusion structure,
The holder base body pit comprises:
A holder base body pit receiving groove for receiving the magnet ring body pit,
And a holder base body pit guide formed on an outer side of the holder base body pit receiving groove and having a width smaller than a width of the holder base body pit receiving groove.
상기 홀더 베이스 바디 핏은 사다리꼴 단면 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.The method according to claim 6,
Wherein the holder base body pit has a trapezoidal cross-sectional shape.
상기 마그네트 링 바디 핏은 원형 또는 육각형 단면 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the magnet ring body pit has a circular or hexagonal cross-sectional shape.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140112896A KR20160027273A (en) | 2014-08-28 | 2014-08-28 | Torque sensor unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140112896A KR20160027273A (en) | 2014-08-28 | 2014-08-28 | Torque sensor unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160027273A true KR20160027273A (en) | 2016-03-10 |
Family
ID=55538677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140112896A KR20160027273A (en) | 2014-08-28 | 2014-08-28 | Torque sensor unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20160027273A (en) |
-
2014
- 2014-08-28 KR KR1020140112896A patent/KR20160027273A/en not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017533408A (en) | Torque sensor device | |
JP5221679B2 (en) | Non-contact torque sensor for steering device | |
JP2017533407A (en) | Torque sensor device | |
US9302700B2 (en) | Torque sensor and power steering system using the torque sensor | |
JP6291682B2 (en) | Rotation angle detection device and power steering device | |
WO2013140864A1 (en) | Torque sensor | |
CN103162886A (en) | Torque sensor apparatus | |
KR20150036833A (en) | Rotation detection device and power steering device | |
US8314607B2 (en) | Rotation angle detector | |
JP6908014B2 (en) | Manufacturing method of magnetic detector module, detector, case assembly, and magnetic detector module | |
KR101584913B1 (en) | Torque sensor unit | |
JP2018059805A (en) | Torque sensor | |
CN109923029A (en) | Torque index sensor and transfer including the torque index sensor | |
JP2014149180A (en) | Torque sensor | |
KR101584912B1 (en) | Torque sensor unit | |
US11385077B2 (en) | Sensing device | |
KR101630057B1 (en) | Torque sensor unit | |
KR101584914B1 (en) | Torque sensor unit | |
JP5852484B2 (en) | Torque sensor | |
KR20160027273A (en) | Torque sensor unit | |
JP2008157762A (en) | Torque-measuring device | |
KR20160027272A (en) | Torque sensor unit | |
KR101656939B1 (en) | Torque sensor unit | |
KR20160027461A (en) | Torque sensor unit | |
KR101585337B1 (en) | Torque sensor unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |