KR20190083495A

KR20190083495A - 회전 센싱 장치

Info

Publication number: KR20190083495A
Application number: KR1020180001209A
Authority: KR
Inventors: 변성욱
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2018-01-04
Publication date: 2019-07-12
Also published as: KR102599973B1

Abstract

본 발명은, 제1 커버; 상기 제1 커버와 결합하는 제2 커버; 상기 제2 커버에 배치되는 로터; 상기 제2 커버와 상기 로터 사이에 배치되는 제1 마그넷; 상기 제1 마그넷과 상기 제2 커버 사이에 배치되는 스테이터; 상기 제1 커버와 상기 로터 사이에 배치되는 안착부; 상기 안착부상에 배치되는 제2 마그넷; 상기 제2 커버의 바닥면상에 배치되는 회로기판; 상기 회로기판상에 배치되는 제1 홀센서와 제2 홀센서; 상기 제1 커버는 개구를 갖는 상판과 상기 상판에서 아래로 연장된 측판을 포함하고, 상기 제1 커버의 상기 측판은 상기 제2 홀센서와 대응되는 위치에 형성된 제1 홈과 상기 제1 홈과 이격된 제2 홈을 포함하는 회전 센싱 장치를 제공한다.

Description

회전 센싱 장치{Rotating sensing apparatus}

실시예는 회전 센싱 장치에 관한 것이다.

파워 스티어링 시스템(Electronic Power System 이하, EPS라 한다.)은 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써, 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.

EPS는 적절한 토크를 제공하기 위하여, 조향축의 토크, 조향각 등을 측정하는 회전 센싱 장치를 포함한다. 회전 센싱 장치는 조향축에 걸리는 토크를 측정하는 토크 센서와, 조향축의 각가속도를 측정하는 인덱스 센서가 마련될 수 있다. 조향축은 핸들에 연결되는 입력축과 바퀴측의 동력전달구성과 연결되는 출력축과, 입력축과 출력축을 연결하는 토션바를 포함할 수 있다.

토크 센서는 토션바의 비틀림 정도를 측정하여 조향축에 걸리는 토크를 측정한다. 그리고 인덱스 센서는 출력축의 회전을 감지하여, 조향축의 각가속도를 측정한다. 회전 센싱 장치에서, 이러한 토크 센서와 인덱스 센서는 함께 배치되어 일체로 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 회전 센싱 장치는 토크 센서와 인덱스 센서 사이에서 자계간섭이 발생한다. 따라서, 자계간섭을 막기 위하여, 커버를 강자성체로 형성한다. 그러나 커버를 강자성체로 형성하는 경우, 커버 측으로 플럭스가 흘러, 모터 성능에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

이에, 자계간섭을 회피하기 위하여 커버를 강자성체로 사용하면서도, 모터의 성능을 확보하는 회전 센싱 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 제1 커버와, 상기 제1 커버와 결합하는 제2 커버와, 상기 제2 커버에 배치되는 로터와, 상기 제2 커버와 상기 로터 사이에 배치되는 제1 마그넷과, 상기 제1 마그넷과 상기 제2 커버 사이에 배치되는 스테이터와, 상기 제1 커버와 상기 로터 사이에 배치되는 안착부와, 상기 안착부상에 배치되는 제2 마그넷과, 상기 제2 커버의 바닥면상에 배치되는 회로기판과, 상기 회로기판상에 배치되는 제1 홀센서와 제2 홀센서와, 상기 제1 커버는 개구를 갖는 상판과, 상기 상판에서 아래로 연장된 측판을 포함하고, 상기 제1 커버의 상기 측판은 상기 제2 홀센서와 대응되는 위치에 형성된 제1 홈과 상기 제1 홈과 이격된 제2 홈을 포함하는 회전 센싱 장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 커버와 결합되는 콜렉터를 더 포함하고, 상기 제2 홈은 상기 컬렉터의 측면 끝단과 인접하여 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 홈은 제2-1 홈과 제2-2 홈을 포함하고, 상기 제2-1 홈과 상기 제2-2 홈은 상기 컬렉터의 양측 끝단과 인접하여 각각 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 홈의 크기는 상기 제1 홈의 크기의 0.2 내지 0.5배일 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2-2 홈의 원주방향의 폭은 상기 제2-1 홈의 원주방향의 폭의 1.5배 내지 2.5배일 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2-1 홈은 상기 제2-2 홈보다 상기 제1 홈에 가깝게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2-1 홈은 원주방향으로 상기 컬렉터 일측 끝단 내측에 배치되고, 상기 제2-2 홈은 원주방향으로 상기 컬렉터 일측 끝단 외측에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 홈은 2개이고, 상기 제1 커버의 원주 방향을 기준으로, 상기 2개의 제2 홈의 사이의 각도는 80° 내지 120°일 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 홈은 2개이고, 상기 제1 커버의 원주 방향을 기준으로, 상기 컬렉터는 상기 2개의 홈 사이에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 홀센서는, 상기 제1 커버의 원주 방향을 기준으로, 상기 제1 커버의 중심에서 상기 콜렉터의 양 끝단을 연결하는 2개의 가상의 기준선 사이에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 측판은 상기 상판의 외측에 배치되는 외측판과, 상기 상판의 내측에 배치된 내측판을 포함하고, 상기 제1 홈 및 상기 제2 홈은 상기 외측판에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2-1 홈과 상기 제2-2홈은 상기 컬렉터에 대하여 대칭으로 배치될 수 있다.

실시예에 따르면, 커버를 강자성체로 사용하면서도, 자계 간섭을 줄이는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 실시예에 따른 회전 센서 장치를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 회전 센서 장치의 분해도,
도 3은 도 2에서 도시한 회로기판의 측면도,
도 4는 도 2에서 도시한 안착부의 측면도,
도 5는 도 2의 제2-2 커버를 도시한 도면,
도 6은 안착부를 도시한 도면,
도 7은 제1 커버를 도시한 사시도,
도 8은 도 7에서 도시한 제2 커버의 저면도,
도 9는 제2 커버에 배치된 콜렉터를 도시한 도면,
도 10은 콜렉터의양 측면 끝단에서 토크출력변화량을 도시한 그래프,
도 11은 콜렉터에 인접하게 위치한 제2 홈을 포함하는 제1 커버를 도시한 도면,
도 12는 콜렉터와 제1 홀센서의 위치를 조시한 도면,
도 13은 도 8의 A-A를 기준으로 하는 단면도로서, 제1 커버의 내측판에 의해 유도되는 플럭스의 흐름을 도시한 도면,
도 14는 실시예에 따른 회전 센싱 장치의 토크출력변화량과 비교예에 따른 회전 센싱 장치의 토크출력변화량을 비교한 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

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.

도 1은 실시예에 따른 회전 센서 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 회전 센서 장치의 분해도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 회전 센싱 장치(10)는, 제1 커버(100)와, 제2 커버(200)와, 로터(300)와, 제1 마그넷(400)과, 스테이터(500)와, 안착부(600)와, 제2 마그넷(700)과, 회로기판(800)과, 제1 홀센서(900)와, 제2 홀센서(1000)를 포함할 수 있다.

제1 커버(100)는 제2 커버(200)와 결합한다. 제1 커버(100)는 안착부(600)를 덮는다. 제1 커버(100)는 금속 소재로 이루어 진다. 이는 제2 마그넷(700)에서 발생되는 플럭스(flux)를 제1 커버(200) 측으로 유도하기 위함이다. 제1 커버(100)에 의해, 제2 마그넷(700)에서 발생되는 플럭스가 제1 마그넷(400)으로 흐르는 것이 제한되다. 때문에, 자계 간섭을 회피하기 위해 별도의 차폐판을 설치할 필요가 없다. 제1 커버(100)는 중심부에 개구(111)를 갖는다.

제2 커버(200)는 제2-1 커버(210)와 제2-2 커버(220)를 포함할 수 있다. 제2-1 커버(210)와 제2-2 커버(220)는 서로 마주보고 배치된다. 제2-1 커버(210)와 제2-2 커버(220) 사이에 수용공간이 마련된다, 제2 커버(200)는 이 수용공간에 스테이터(500)를 수용한다. 회로기판(800)은 제2-1 커버(210)와 제2-2 커버(220) 사이에 위치한다. 제2-1 커버(210)는 로터(300)가 관통하는 제1 홀(211)을 포함할 수 있다. 그리고, 제2-2 커버(220)는 스테이터(500)가 관통하는 제2 홀(221)을 포함할 수 있다.

로터(300)는 스테이터(500)의 내측에 위치한다. 그리고 로터(300)는 제2 커버(2000에 배치된다. 로터(300)는 조향축의 입력축과 연결된다, 여기서, 입력축이란, 차향의 핸들과 연결된 조향축일 수 있다.

제1 마그넷(400)은 로터(300)의 외측에 위치하고, 제2 커버(200)의 내측에 위치한다. 제1 마그넷(400)은 로터(300)의 외주면에 접착되어 고정되거나 압입되어 고정될 수 있다.

스테이터(500)는 로터(300)의 외측에 배치된다. 스테이터(500)는 스테이터링(510)과, 몰드부재(520)와, 홀더(530)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 스테이터링(510)은 마주 보고 배치된다. 그리고, 한 쌍의 스테이터링(510)은 몰드부재(520)의 상측 및 하측에 각각 고정될 수 있다. 홀더(530)는 몰드부재(520)에 결합한다. 홀더(530)는 조향축의 출력축과 연결될 수 있다. 여기서, 출력축이란, 바퀴측의 동력전달구성과 연결되는 조향축일 수 있다. 스테이터(500)는 출력축과 연결되어 출력축과 함께 회전한다. 한편, 스테이터(500)는 콜렉터(도 9의 540)를 포함한다. 콜렉터(540)는 스테이터(500)의 자화량을 수집한다.

안착부(600)는 제1 커버(100)의 내측에 위치한다. 그리고 안착부(600)는 로터(300)의 외측에 위치한다. 안착부(600)는 제2-2 커버(220)에 결합될 수 있다. 안착부(600)는 환형의 부재이다. 안착부(600)는 중심에 홀(710)을 포함한다. 스테이터(500)는 이 홀(710)을 관통한다.

제2 마그넷(700)은 안착부(600)에 장착된다. 제2 마그넷(700)은 안착부(600)에 인서트 몰드(insert mold)되거나 접착되어 고정될 수 있다. 제2 마그넷(700)은 출력축이 회전하는 경우, 안착부(600)와 함께 회전한다. 따라서, 제2 마그넷(700)은 출력축이 회전함에 따라 주기적으로 제2 홀센서(1000)에 근접하고 멀어지는 상태를 반복한다.

도 3은 도 2에서 도시한 회로기판의 측면도이다.

회로기판(800)은, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 제1 홀센서(900)와 제2 홀센서(1000)가 배치된다.

회로기판(800)은 제1 면(810)과 제2 면(820)을 포함한다. 제1 면(810)은 제2-1 커버(210)를 향한다. 제2 면(820)은 제2-2 커버(220)를 향한다. 제1 홀센서(900)는 제1 면(310)에 배치될 수 있다. 제2 홀센서(1000)는 제2 면(320)에 배치될 수 있다.

제1 홀센서(900)는 로터(300)의 제1 마그넷(400)과 스테이터(500)의 전기적 상호 작용에 의해 발생하는 스테이터(500)의 자화량을 검출한다. 제1 홀센서(900)는 회로기판(800)에 배치된다. 그리고, 제1 홀센서(900)는 2개의 콜렉터(도 9의 540) 사이에 위치한다. 이러한 제1 홀센서(900)는 스테이터링(510)과 제1 마그넷(400)간의 상호 작용에 의해 자화된 자화량을 검출한다.

로터(300)와 스테이터(500)와 제1 홀센서(900)는 토크를 측정하는 구성이다. 입력축과 출력축의 회전량의 차이로 인하여 입력축과 출력축의 토션바에 비틀림이 발생한다, 비틀림이 발생하면, 로터(300)의 제1 마그넷(400)의 회전량과 스테이터(500)의 회전량이 달라진다 따라서, 제1 마그넷(400)과 스테이터링(510)의 대향면이 달라짐으로써 자화량 변화가 발생한다. 제1 홀센서(900)에 의해 검출된 자화량 변화에 기초하여 조향축에 걸리는 토크를 측정할 수 있다.

제2 홀센서(1000)는 안착부(600)에 배치된 제2 마그넷(700)에 인접할 때 마다 360° 주기로 검출신호를 출력한다. 제2 홀센서(1000)에서 출력된 검출신호에 기초하여 출력축의 각가속도가 연산될 수 있다.

도 4는 도 2에서 도시한 안착부의 측면도이다.

도 4를 참조하면, 안착부(600)는 제1 면(610)과 제2 면(620)을 포함한다. 축방향(C)을 기준으로, 제1 면(610)은 제2 커버(200)를 향한다. 제2 면(620)은 제1 커버(100)를 향한다. 제2 마그넷(700)은 제2 커버(200)를 향하도록 제2 면(720)에 배치될 수 있다. 안착부(600)는 스테이터(500)의 홀더(530)에 결합되어, 출력축이 회전하는 경우, 함께 회전한다.

도 5는 도 2의 제2-2 커버를 도시한 도면이다.

홀센서하우징(222)은 제2-2 커버(220)의 외면에서 돌출된다. 홀센서하우징(222)은 수용부(223)에 인접하여 배치된다. 홀센서하우징(222)의 내부에는 제2 홀센서(1000)가 위치한다, 이러한 홀센서하우징(222)은 제2 홀센서(1000)의 위치를 고정한다. 수용부(223)는 제2-2 커버(220)의 외면에서 오목한 형태로, 제2 홀(221)주변에 배치될 수 있다. 수용부(223)는 안착부(600)가 수용되는 곳이다.

한편, 제2-2 커버(220)는 결합부(224)를 포함할 수 있다. 결합부(224)는 제2 커버(200)와 결합한다. 결합부(224)는 수용부(223)를 둘레를 따라 복수 개가 배치될 수 있다. 이러한 결합부(224)는 체결용 돌기일 수 있다. 그리고, 제2-2 커버(220)의 둘레에는 제2-1 커버(210)와 결합을 위한 체결부(225)가 마련될 수 있다.

도 6은 안착부를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 안착부(600)는 결합용 돌기(620)를 포함할 수 있다. 돌기(620)는 안착부(600)의 내주면에서 돌출된다. 안착부(600)가 스테이터(500)의 몰드부재(520)에 결합될 때, 돌기(620)는 축방향과 수직한 방향으로 몰드부재(520)에 결합될 수 있다. 이때, 몰드부재(520)의 외주면에는 돌기(620)와 결합하는 결합구조가 형성될 수 있다. 이러한 돌기(620)는 회전 센싱 장치의 두께를 줄인다. 안착부(600)가 스테이터(500)의 몰드부재(520)에 결합할 때, 돌기(620)는 몰드부재(520)와 회전축의 축방향과 수직한 방향으로 결합하기 때문이다. 돌기(620)는 축방향을 기준으로, 회전 센싱 장치의 두께를 결정하는데 영향을 미치지 않는다. 안착부(600)와 몰드부재(520)가 축방향으로 결합하는 결합 구조를 갖으면, 필연적으로 회전 센싱 장치의 두께를 증가시키는데, 실시예에 따른 회전 센싱 장치는 축방향으로 필요한 결합 공간을 배제함으로써, 회전 센싱 장치의 두께를 줄이는 이점을 갖는다.

도 7은 제1 커버를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7에서 도시한 제2 커버의 저면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 커버(200)는 상판(110)과 측판(120,150)을 포함할 수 있다. 상판(110)은 원판 형태이며, 중심에 스테이터(500)의 홀더(530)가 관통하는 개구(111)가 배치된다. 측판(120,150)은 상판(110)의 둘레를 따라 배치되며, 상판(110)에서 아래로 연장된다. 측판(120,150)은 외측판(120)과 내측판(150)으로 구분된다. 외측판(120)은 안착부(600)와 홀센서하우징(222) 사이에 배치된다. 즉, 외측판(120)은 안착부(600)의 외측에 배치되며, 홀센서하우징(222)의 내측에 배치된다. 외측판(120)의 둘레를 따라 복수 개의 체결 플랜지(101)가 배치된다. 체결 플랜지(101)는 제2-2 커버(220)와 결합하기 위한 것이다.

외측판(120)에는 제1 홈(130)과 제2 홈(140)이 형성된다. 제1 커버(100)의 원주 방향을 기준으로, 제1 홈(130)은 제2 홀센서(1000)에 정렬된다.

제1 홈(130)은 외측판(120)의 일부가 절개된 형태이다. 제1 홈(130)을 통해 외측판(120)의 외측 공간과 내측 공간이 연통된다. 제1 커버(100)가 제2 커버(200)에 결합할 때, 제1 홈(130)은 회전 방향으로 홀센서하우징(222)과 정렬된다. 외측판(120)이 제2 마그넷(700)과 제2 홀센서(1000) 사이를 가로 막는데, 제2 홀센서(1000)의 위치에서, 제1 홈(130)을 통해, 제2 마그넷(700)은 제2 홀센서(1000)를 마주 보게 위치한다. 출력축의 회전과 함께, 제2 마그넷(700)이 회전한다. 제2 마그넷(700)이 회전함에 따라 주기적으로, 제2 마그넷(700)은 제2 홀센서(1000)에 근접하거나 멀어진다. 제2 홀센서(1000)는 이를 통해 360° 주기마다 검출신호를 생성할 수 있다.

제2 홈(140)은 2개가 배치될 수 있다. 제2 홈(140)도 외측판(120)의 일부가 절개된 형태이다. 제2 홈(140)은 제1 홈(130)과 떨어져 위치한다.

도 9는 제2 커버에 배치된 콜렉터를 도시한 도면이고, 도 10은 콜렉터의양 측면 끝단에서 토크출력변화량을 도시한 그래프이고, 도 11은 콜렉터에 인접하게 위치한 제2 홈을 포함하는 제1 커버를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 콜렉터(540)는 제2-2커버(220)에 장착될 수 있다.

도 10은 콜렉터(540)를 통해 검출되는 토크출력변화량을 나타낸다. 도 10의 A가 도시한 파형은 커버가 있는 경우, 제2 마그넷(700)이 콜렉터(540)를 지날 때 토크출력변화량을 나타내는 파형이다. 그리고, 도 10의 B가 도시한 파형은 커버가 없는 경우, 제2 마그넷(700)이 콜렉터(540)를 지날 때 토크출력변화량을 나타내는 파형이다. 여기서 커버란, 실시예의 제1 커버(100)와 대응되는 구성요소로, 실시예의 제1 커버(100)와 같이, 제2 마그넷(700)과 제2 홀센서(1000) 사이를 가로 막는 측판을 구비하며, 측판에 제1 홈(130)과 같이 제2 홀센서(1000)와 정렬된 홈을 구비한 부재를 의미한다.

콜렉터(540)는, 커버가 있는 경우, 제2 마그넷(700)이 콜렉터(540)를 지날 때, 도 10의 A와 같이, 콜렉터(540)의 양 측면 끝단 지점에서 토크출력변화량에 플러스(+)측으로 영향을 미친다. 콜렉터(540)의 양 측면 끝단 지점에서 커버에 의해 자계 간섭이 크게 영향을 미치기 때문이다.

반면에, 커버가 없는 경우, 제2 마그넷(700)이 콜렉터(540)를 지날 때, 콜렉터(540)의 양 측면 끝단 지점에서 토크출력변화량에 마이너스(-)측으로 영향을 미친다.

따라서, 커버가 배치된 상태에서, 도 10의 O1과 O2 지점과 같이, 커버의 자계 간섭이 크게 작용하는 지점에 한하여, 커버를 제거한 경우, 토크출력변화량을 개선시킬 수 있다.

도 11을 참조하면, 2개의 제2 홈(140)은 각각 콜렉터(540)의 양 측면 끝단(541)에 인접하여 위치한다. 제2 홈(140)의 크기는 제1 홈(130)의 크기 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 회전 방향으로, 제2 홈(140)의 폭(C2,C3)은 제1 홈(130)의 폭(C1)보다 작을 수 있다. 이때, 제2 홈(140)의 크기는 제1 홈(130)의 크기의 0.2배 내지 0.5배 이내일 수 있다. 예를 들어, 회전 방향으로, 제2 홈(140)의 폭(C2,C3)은 제1 홈(130)의 폭(C1)의 0.2배 내지 0.5배 이내일 수 있다.

2개의 제2 홈(140)을 제2-1 홈(141)과 제2-2 홈(142)으로 구분한다. 제1 커버(100)의 원주 방향을 기준하는 콜렉터(540)의 폭의 중심과 제1 커버(100)의 중심을 지나는 기준선(L)을 기준으로 제2-1 홈(141)과 제2-2 홈(142)은 대칭되게 배치될 수 있다.

다만, 제1 커버(100)에 배치된 제1 홈(130)의 위치와 체결 플랜지(101)의 위치를 고려하여 기준선(L)을 기준으로 제2-1 홈(141)의 위치와 제2-2 홈(142)의 위치가 비대칭이거나, 제2-1 홈(141)의 크기와 제2-2 홈(142)의 크기가 상이할 수 있다. 특히, 제2-1 홈(141)과 제2-2 홈(142) 중 제1 홈(130)에 가깝게 배치된 어느 하나의 크기가 다른 하나의 크기보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1 커버(100)에서, 콜렉터(540)의 좌측에는, 제1 홈(130)과 제2-1 홈(141)이 배치된다. 이때, 제1 홈(130)이 콜렉터(540)의 끝단에 인접하기 때문에, 제2-2 홈(142)만이 배치된 콜렉터(540)의 우측과 달리, 콜렉터(540)의 좌측에서는, 제1 홈(130)을 통해서도 자계 간섭을 줄일 수 있다. 따라서, 제2-1 홈(141)은 제2-2 홈(142)과 비교할 때, 그 크기를 줄일 수 있다. 또한, 이는 제1 홈(130)에 따른 제2-1 홈(141)의 공간적 제약을 고려한 것이다. 또한, 체결 플랜지(101)의 위치가 콜렉터(540)의 끝단(541)에 인접하는 경우, 체결 플랜지(101)의 위치를 고려하여 제2-1 홈(141)의 크기를 제2-2 홈(142)의 크기보다 작게 설정할 수 있다. 예를 들어, 회전 방향으로, 제2-1 홈(141)의 폭(C2)은 제2-2 홈(142)의 폭(C3) 보다 작을 수 있다. 제2-2 홈(142)의 폭(C3)은 제2-1 홈(141)의 (C2)의 1.5배 내지 2.5배일 수 있다.

제1 커버(100)의 원주 방향을 기준으로, 2개의 제2 홈(140) 사이의 각도(R1)는 80° 내지 120° 이내일 수 있다. 또한, 제1 커버(100)의 원주 방향을 기준으로, 콜렉터(540)의 양 끝단(541) 사이의 각도(R2)는 90° 내지 110°이내일 수 있다. 제1 홈(130)의 위치와 체결 플랜지(101)의 위치를 고려할 때, 제1 커버(100)의 원주 방향을 기준으로, 제2-1 홈(141)은 콜렉터(540)의 양 끝단(541)의 내측에 위치할 수 있다. 반면에, 제2-2 홈(142)은 제1 커버(100)의 원주 방향을 기준으로, 제2-1 홈(141)은 콜렉터(540)의 끝단(541)의 외측에 배치될 수 있다.

그리고, 제1 커버(100)의 원주 방향을 기준으로, 제2-1 홈(141)은 제2-2 홈(142)보다 콜렉터(540)의 끝단(541)에 가깝게 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 커버(100)의 원주 방향을 기준으로, 제2-1 홈(141)과 콜렉터(540)의 끝단(541) 사이의 거리(d1)은 제2-2 홈(142)과 콜렉터(540)의 끝단(541) 사이의 거리(d2)보다 작을 수 있다.

도 12는 콜렉터와 제1 홀센서의 위치를 조시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 제1 커버(100)의 중심(C)에서 콜렉터(540)의 양 측면 끝단을 잇는 가상의 기준선을 각각 제1 기준선(B1)과 제2 기준선(B2)이라 한다. 콜렉터(540)는 제1 커버(100)의 원주 방향을 기준으로, 제2-1 홈(141)과 제2-2 홈(142) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 제1 홀센서(900)는 제1 커버(100)의 원주 방향을 기준으로, 제1 기준선(B1)과 제2 기준선(B2) 사이에 해당하는 도 12의 P영역에 배치된다.

도 13은 도 8의 A-A를 기준으로 하는 단면도로서, 제1 커버의 내측판에 의해 유도되는 플럭스의 흐름을 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 제2 마그넷(700)을 기준으로, 외측에 외측판(120)이 위치하고, 내측에 내측판(150)이 위치한다. 내측판(150)의 높이(h2)는 외측판(120)의 높이(h1) 보다 작을 수 있다.

제2 마그넷(700)의 플럭스는 외측판(120)의 외측으로 흐르지 못하고, 외측판(120)에 의해 상판(110)으로 유도된다. 상판(110)으로 유도된 플럭스는 도 13의 T에서 도시한 바와 같이, 내측판(150)의 내측으로 흐르지 못하고, 내측판(150)을 따라 흐르다가 다시 제2 마그넷(700) 측으로 유도된다. 내측판(150)이 없다면 상판(110)으로 유도된 플럭스는 제2 마그넷(700)의 내측으로 누설될 것이다. 누설된 플럭스는 토크 센서 측에 자계 간섭을 유발할 것이다. 이렇게 내측판(150)은 외측판(120)에 의해 상판(110)으로 유도된 플럭스가 제2 마그넷(700)의 내측으로 누설되는 것을 방지하여 자계 간섭 효과를 추가적으로 크게 줄인다.

도 14는 실시예에 따른 회전 센싱 장치의 토크출력변화량과 비교예에 따른 회전 센싱 장치의 토크출력변화량을 비교한 그래프이다.

도 14를 참조하면, 도 10의 C는 비교예에 따른 회전 센싱 장치의 토크출력변화량을 나타내는 파형이다. 그리고 도 10의 D는 실시예에 따른 회전 센싱 장치의 토크출력변화량을 나타내는 파형이다. 비교예의 경우, 실시예의 제1 커버(100)와 대응되는 커버를 포함하되, 제2 홀센서(1000)와 정렬된 홈만 구비하고, 실시예의 제2 홈(140)과 대응되는 홈이 없는 커버가 장착된 것이다.

실시예의 경우, 도 14의 O1과 O2가 나타내는 지점에서, 비교예의 토크출력변화량보다 크기가 크게 감소하는 것으로 나타난다. 콜렉터(540)의 양측 끝단에서 제2 홈(140)에 의해, 토크출력변화량에 마이너스(-)측으로 영향을 미쳐, 플러스(+)측으로 오버된 토크출력변화량이 상쇄되기 때문이다. 반면에, 비교예의 경우, 커버의 자계 간섭으로 인하여, 콜렉터(540)의 양측 끝단에서 토크출력변화량 크게 증가함을 알 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 회전 센싱 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 회전 센싱 장치
100: 제1 커버
130: 제1 홈
140: 제2 홈
141: 제2-1 홈
142: 제2-2 홈
200: 제2 커버
300: 로터
400: 제1 마그넷
500: 스테이터
540: 콜렉터
600: 안착부
700: 제2 마그넷
800: 회로기판
900: 제1 홀센서
1000: 제2 홀센서

Claims

제1 커버;
상기 제1 커버와 결합하는 제2 커버;
상기 제2 커버에 배치되는 로터;
상기 제2 커버와 상기 로터 사이에 배치되는 제1 마그넷;
상기 제1 마그넷과 상기 제2 커버 사이에 배치되는 스테이터;
상기 제1 커버와 상기 로터 사이에 배치되는 안착부;
상기 안착부상에 배치되는 제2 마그넷;
상기 제2 커버의 바닥면상에 배치되는 회로기판;
상기 회로기판상에 배치되는 제1 홀센서와 제2 홀센서;
상기 제1 커버는 개구를 갖는 상판과, 상기 상판에서 아래로 연장된 측판을 포함하고,
상기 제1 커버의 상기 측판은 상기 제2 홀센서와 대응되는 위치에 형성된 제1 홈과
상기 제1 홈과 이격된 제2 홈을 포함하는 회전 센싱 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 커버와 결합되는 콜렉터를 더 포함하고,
상기 제2 홈은 상기 컬렉터의 측면 끝단과 인접하여 배치된 회전 센싱 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 홈은 제2-1 홈과 제2-2 홈을 포함하고, 상기 제2-1 홈과 상기 제2-2 홈은 상기 컬렉터의 양측 끝단과 인접하여 각각 배치된 회전 센싱 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 홈의 크기는 상기 제1 홈의 크기의 0.2 내지 0.5배인 회전 센싱 장치.
제3 항에 있어서,
상기 제2-2 홈의 원주방향의 폭은 상기 제2-1 홈의 원주방향의 폭의 1.5배 내지 2.5배인 회전 센싱 장치.
제5 항에 있어서,
상기 제2-1 홈은 상기 제2-2 홈보다 상기 제1 홈에 가깝게 배치되는 회전 센싱 장치.
제3 항에 있어서,
상기 제2-1 홈은 원주방향으로 상기 컬렉터 일측 끝단 내측에 배치되고,
상기 제2-2 홈은 원주방향으로 상기 컬렉터 일측 끝단 외측에 배치되는 회전 센싱 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 홈은 2개이고, 상기 제1 커버의 원주 방향을 기준으로, 상기 2개의 제2 홈의 사이의 각도는 80° 내지 120°인 회전 센싱 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제2 홈은 2개이고, 상기 제1 커버의 원주 방향을 기준으로, 상기 컬렉터는 상기 2개의 홈 사이에 배치되는 회전 센싱 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제1 홀센서는, 상기 제1 커버의 원주 방향을 기준으로, 상기 제1 커버의 중심에서 상기 콜렉터의 양 끝단을 연결하는 2개의 가상의 기준선 사이에 배치되는 회전 센싱 장치.
제1 항에 있어서,
상기 측판은 상기 상판의 외측에 배치되는 외측판과, 상기 상판의 내측에 배치된 내측판을 포함하고,
상기 제1 홈 및 상기 제2 홈은 상기 외측판에 배치되는 회전 센싱 장치.
제3 항에 있어서,
상기 제2-1 홈과 상기 제2-2 홈은 상기 컬렉터에 대하여 대칭으로 배치되는 회전 센싱 장치.