WO2017200296A1 - 토크 센서, 토크 앵글 센서 및 이를 포함하는 조향 장치 - Google Patents

토크 센서, 토크 앵글 센서 및 이를 포함하는 조향 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로터와, 상기 로터 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 로터와 상기 스테이터 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 센싱부 및 상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징 내부에 배치되는 센서모듈을 포함하고, 상기 하우징의 외주면에서 돌출되며 외부 고정물에 점접촉하는 곡면을 포함하는 고정부를 포함하는 센서 장치를 제공한다.

Description

토크 센서, 토크 앵글 센서 및 이를 포함하는 조향 장치
실시예는 토크 센서, 토크 앵글 센서 및 이를 포함하는 조향 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 바퀴와 연결된 스티어링 휠(Steering wheel)을 조작하여 주행 방향을 조작한다. 그러나, 바퀴와 노면과의 저항이 크거나 스티어링의 장애요인 발생시 조작력이 약화되어 신속한 조작이 어려운 경우가 있고, 이를 해결하기 위해 파워 스티어링 시스템(EPS)이 사용된다. 이러한 파워스티어링 장치는 스티어링 휠의 조작에 동력장치를 개입하여 조작의 힘을 경감시키도록 하는 장치이다.
이러한 파워 스티어링 시스템(EPS)은 차속센서, 토크 앵글 센서 및 토크 센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.
토크 앵글 센서는 기능상 토크 센싱 모듈과 앵글(조향각, steering angle) 센싱 모듈로 구분될 수 있다. 이러한 센싱 모듈들은 하우징의 내부에 포함된다. 센싱 모듈은 포함한 하우징은 컬럼 하우징은 내부에 설치된다. 이때, 하우징은 컬러 하우징 내부에 회전하지 않도록 고정된다. 하우징의 외주면과 컬럼 하우징의 내측벽에는 상호 결합하는 고정구조가 마련될 수 있다. 그러나 일반적인 고정구조는 고정성을 확보하기 위하여. 하우징의 유동을 완전히 구속하는 형태로 실시된다.
그러나. 하우징이 컬럼 하우징에 완전히 구속되는 경우, 하우징과 컬럼 하우징과 조립성이 크게 떨어지고, 진동에 취약하여 센서 성능이 크게 떨어지는 문제점이 있다.
이에, 실시예는 센서 모듈과 컬럼 하우징의 결합성을 확보하면서도 유동성을 확보할 수 있는 토크 센서, 토크 앵글 센서 및 이를 포함하는 조향 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 실시예가 달성하기 위한 본 발명은, 로터와, 상기 로터 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 로터와 상기 스테이터 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 센싱부 및 상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징의 외주면에서 돌출되며 외부 고정물에 점접촉하는 곡면을 포함하는 고정부를 포함하는 토크 센서를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정부는 상기 하우징의 외주면에서 상호 마주보도록 돌출 형성되어 사이에 상기 외부 고정물의 수용공간을 형성하는 제1 클립과 제2 클립을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 클립 및 상기 제2 클립은 각각 상기 하우징의 외주면에서 기둥부와 상기 기둥부의 선단에 형성되어 상기 곡면을 포함하는 팁부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기둥부는 탄성 변형 가능하며, 상기 제1 클립의 팁부와 상기 제2 클립의 팁부 사이의 최단 거리인 제1 거리는 상기 제1 클립의 기둥부와 상기 제2 클립의 기둥부 사이의 최단 거리인 제2 거리 보다 작게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 거리는 상기 외부 고정물의 두께 보다 작게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 기둥부는 상기 중심홀의 중심을 지나는 반경 방향 기준선에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
상기 실시예가 달성하기 위한 다른 발명은, 로터와, 상기 로터 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 로터와 상기 스테이터 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 센싱부 및 상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징 내부에 배치되는 앵글센서모듈 및 토크센서모듈을 포함하고, 상기 하우징의 외주면에서 돌출되며 외부 고정물에 점접촉하는 곡면을 포함하는 고정부를 포함하는 토크 앵글 센서를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정부는 상기 하우징의 외주면에서 상호 마주보도록 돌출 형성되어 사이에 상기 외부 고정물의 수용공간을 형성하는 제1 클립과 제2 클립을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 클립 및 상기 제2 클립은 각각 상기 하우징의 외주면에서 기둥부와 상기 기둥부의 선단에 형성되어 상기 곡면을 포함하는 팁부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기둥부는 탄성 변형 가능하며, 상기 제1 클립의 팁부와 상기 제2 클립의 팁부 사이의 최단 거리인 제1 거리는 상기 제1 클립의 기둥부와 상기 제2 클립의 기둥부 사이의 최단 거리인 제2 거리 보다 작게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 거리는 상기 외부 고정물의 두께 보다 작게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 기둥부는 상기 중심홀의 중심을 지나는 반경 방향 기준선에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
상기 실시예가 달성하기 위한 또 다른 발명은, 내벽의 내측면에 돌출 형성된 고정리브를 포함하는 컬럼 하우징 및 중심홀을 포함하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되는 토크센서모듈 및 앵글센서모듈을 포함하고, 상기 하우징의 외주면에서 돌출되며 상기 고정리브에 점접촉하는 곡면을 포함하는 고정부를 포함하는 토크 앵글 센서를 포함하는 조향 장치를 제공할 수 있다.
바람직하게는. 상기 고정리브는 상기 곡면과 접촉하는 접촉평면을 포함할 수 있다.
실시예는, 로터와, 상기 로터 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 로터와 상기 스테이터 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 센싱부 및 상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 외주면에서 돌출되는 고정부를 포함하며, 상기 고정부는 외부 고정물에 접촉하는 접촉부 및 상기 하우징과 상기 접촉부를 탄성적으로 연결하는 탄성부를 포함하는 토크 센서를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 한 쌍의 상기 고정부는 상기 하우징의 외주면에서 상호 마주보도록 돌출될 수 있다.
바람직하게는, 상기 탄성부는 곡면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 접촉부는 평면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 한 쌍의 상기 고정부의 접촉부 사이의 최단 거리인 제1 거리는 상기 외부 고정물의 두께 보다 작게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 한 쌍의 상기 고정부의 접촉부는 상호 마주보도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정부는 상기 접촉부의 끝단에서 연장되는 스토퍼를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스토퍼는 상기 탄성부를 향하여 연장될 수 있다.
바람직하게는, 상기 접촉부는 각각 상부 경사면과 하부 경사면을 포함하고,
상기 상부 경사면은 상기 평면에서 상기 접촉부의 상단면까지 경사지게 형성되고, 상기 하부 경사면은 상기 평면에서 상기 접촉부의 하단면까지 경사지게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 접촉부는 상기 외부 고정물과 선접촉할 수 있다.
실시예는, 로터와, 상기 로터 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 로터와 상기 스테이터 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 센싱부 및 상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 외주면에서 돌출되는 고정부를 포함하며, 상기 고정부는 외부 고정물에 접촉하는 접촉부 및 상기 하우징과 상기 접촉부를 탄성적으로 연결하는 탄성부를 포함하는 토크 앵글 센서를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 접촉부는 상기 외부 고정물과 선접촉할 수 있다.
바람직하게는, 한 쌍의 상기 고정부는 상기 하우징의 외주면에서 상호 마주보도록 돌출될 수 있다.
바람직하게는, 상기 탄성부는 곡면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 접촉부는 평면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 한 쌍의 상기 고정부의 접촉부 사이의 최단 거리인 제1 거리는 상기 외부 고정물의 두께 보다 작게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 한 쌍의 상기 고정부의 접촉부는 상호 마주보도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정부는 상기 접촉부의 끝단에서 연장되는 스토퍼를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스토퍼는 상기 탄성부를 향하여 연장될 수 있다.
바람직하게는, 상기 접촉부는 각각 상부 경사면과 하부 경사면을 포함하고, 상기 상부 경사면은 상기 평면에서 상기 접촉부의 상단면까지 경사지게 형성되고, 상기 하부 경사면은 상기 평면에서 상기 접촉부의 하단면까지 경사지게 형성될 수 있다.
실시예는, 로터와, 상기 로터 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 로터와 상기 스테이터 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 센싱부 및 상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 외주면에서 돌출되는 고정부를 포함하며, 상기 고정부는 외부 고정물에 접촉하는 접촉부 및 상기 하우징과 상기 접촉부를 탄성적으로 연결하는 탄성부를 포함하는 토크 센서를 포함하는 조향 장치를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 접촉부는 상기 외부 고정물과 선접촉할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 한 쌍의 상기 고정부는 상기 하우징의 외주면에서 상호 마주보도록 돌출될 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 탄성부는 곡면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 접촉부는 평면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 한 쌍의 상기 고정부의 접촉부 사이의 최단 거리인 제1 거리는 상기 외부 고정물의 두께 보다 작게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 한 쌍의 상기 고정부의 접촉부는 상호 마주보도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 고정부는 상기 접촉부의 끝단에서 연장되는 스토퍼를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 스토퍼는 상기 탄성부를 향하여 연장될 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 접촉부는 각각 상부 경사면과 하부 경사면을 포함하고,
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 상부 경사면은 상기 평면에서 상기 접촉부의 상단면까지 경사지게 형성되고, 상기 하부 경사면은 상기 평면에서 상기 접촉부의 하단면까지 경사지게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 고정리브를 포함하는 컬럼 하우징을 더 포함하고, 상기 토크 센서는 상기 컬럼 하우징 내부에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 접촉부는 상기 고정리브에 접촉할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 고정리브는 상기 접촉부와 접촉하는 곡면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 고정리브는 제1 리브와, 제2 리브를 포함하고, 상기 제1 리브와 상기 제2 리브 사이에는 공간이 형성될 수 있다.
실시예는, 로터와, 상기 로터 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 로터와 상기 스테이터 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 센싱부 및 상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 외주면에서 돌출되는 고정부를 포함하며, 상기 고정부는 외부 고정물에 접촉하는 접촉부 및 상기 하우징과 상기 접촉부를 탄성적으로 연결하는 탄성부를 포함하는 토크 앵글 센서를 포함하는 조향 장치를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 접촉부는 상기 외부 고정물과 선접촉할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 한 쌍의 상기 고정부는 상기 하우징의 외주면에서 상호 마주보도록 돌출될 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 탄성부는 곡면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 접촉부는 평면을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 한 쌍의 상기 고정부의 접촉부 사이의 최단 거리인 제1 거리는 상기 외부 고정물의 두께 보다 작게 형성될 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 한 쌍의 상기 고정부의 접촉부는 상호 마주보도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 고정부는 상기 접촉부의 끝단에서 연장되는 스토퍼를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 스토퍼는 상기 탄성부를 향하여 연장될 수 있다.
바람직하게는, 조향 장치로서, 상기 접촉부는 각각 상부 경사면과 하부 경사면을 포함하고, 상기 상부 경사면은 상기 평면에서 상기 접촉부의 상단면까지 경사지게 형성되고, 상기 하부 경사면은 상기 평면에서 상기 접촉부의 하단면까지 경사지게 형성될 수 있다.
실시예에 따르면, 컬럼 하우징의 고정리브와 점접촉하는 곡면을 포함하는 고정부를 구비하여, 센서 모듈과 컬럼 하우징의 결합성을 확보하면서도 유동성을 확보할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 컬럼 하우징의 고정리브와 선접촉하는 평면을 포함하는 고정부를 구비하여, 센서 모듈과 컬럼 하우징의 결합성을 확보하면서도 유동성을 확보할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 실시예에 따른 센서 장치를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 센서 장치의 분해도,
도 3은 하우징의 고정부를 도시한 도면,
도 4는 컬럼 하우징의 고정리브를 도시한 도면,
도 5는 하우징의 측면도로서, 컬럼 하우징의 고정리브에 결합하는 고정부를 도시한 도면,
도 6은 고정리브와 고정부의 결합상태를 도시한 도면,
도 7은 고정부를 도시한 도면,.
도 8은 다른 실시예에 따른 센서 장치를 도시한 도면,
도 9는 도 8에서 도시한 센서 장치의 분해도,
도 10은 하우징의 고정부를 도시한 도면,
도 11은 컬럼 하우징의 고정리브를 도시한 도면,
도 12는 하우징의 측면도로서, 컬럼 하우징의 고정리브에 결합하는 고정부를 도시한 도면,
도 13은 고정리브와 고정부의 결합상태를 도시한 도면,
도 14는 고정리브와 고정부의 결합상태를 도시한 도면,
도 15는 고정부의 정면을 도시한 도면이다.
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 토크 앵글 센서를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 토크 앵글 센서의 분해도이다.
도 1 및 도 2를 병행 참조하면, 실시예에 따른 센서 장치는 하우징(100)과, 토크센서모듈(200) 앵글센서모듈(300)을 포함할 수 있다.
하우징(100)은 상부 하우징(100A)과 하부 하우징(100B)을 포함할 수 있다. 상부 하우징(100A)과 하부 하우징(100B) 사이에 앵글센서모듈(200)과 토크센서모듈(300)에 수용될 수 있다.
실시예에서 정의하는 제1 축과 제2 축 중 어느 하나는 차량의 핸들과 연결된 입력축일 수 있고, 나머지 하나는 차량의 바퀴와 연결된 출력축일 수 있다.
토크센서모듈(200)은 제1 축과 제2 축의 비틀림에 따라 발생하는 자기장을 검출한다.
토크센서모듈(200)은 제1 축과 연결되는 로터(210)와, 제2 축과 연결되는 스테이터(220)를 포함할 수 있다. 로터(210)는 로터 코어가 제1 축에 결합하고, 로터 코어의 외주면에 마그넷이 부착될 수 있다. 로터(210)는 스테이터(220)의 내측에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 스테이터(220)는 2개의 스테이터링이 마주보는 형태로 배치될 수 있으며, 2개의 스테이터링은 홀더에 수용될 수 있다. 또한. 토크센서모듈(200)는 로터(210)와 스테이터(220)의 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 자기소자와 자기소자와 스테이터부 사이에 배치된 콜렉터 등을 포함할 수 있다.
앵글센서모듈(300)은 제1축 또는 제2축과 연동 회전하는 메인 기어(310)와, 메인 기어(310)와 기어 결합되는 2개의 서브 기어(320)를 포함할 수 있다. 메인 기어(310)는 제2축과 일체로 회전될 수 있다. 서브 기어(320)는 메인 기어(310)의 회전에 따라 회전된다. 이때, 2개의 서브 기어(320)에는 마그넷이 장착될 수 있다. 인쇄회로기판에는 서브 기어에 장착된 마그넷의 회전에 의해 발생하는 자기장을 측정할 수 있는 소자들이 구비될 수 있으며, 이 소자들은 자기저항소자(AMRIC) 및 홀 소자(Hall IC) 중 어느 하나일 수 있다.
도 3은 하우징의 고정부를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하우징(100)은 제1 축과 제2 축이 삽입되기 위한 중심홀(A)이 형성될 수 있다. 그리고 하우징(100)의 외주면에 고정부(110)가 돌출된 형태로 마련될 수 있다. 고정부(110)는 컬럼 하우징과 결합을 위한 구성이다.
도 4는 컬럼 하우징의 고정리브를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 컬럼 하우징(20)의 내벽에는 내측을 향하여 고정리브(21)가 돌출 형성될 수 있다. 고정리브(21)는 고정부(110)에 끼워진다. 고정리브(21)는 측면에 접촉평면을 포함할 수 있다. 나아가 단면이 사각형인 형태로 실시될 수 있다.
고정부(110)는 제1 클립(111)과 제2 클립(112)을 포함할 수 있다. 제1 클립(111)과 제2 클립(112)은 하우징(100)의 외주면에 각각 돌출되어 형성된다. 제1 클립(111)과 제2 클립(112) 사이에는 고정리브(21)의 수용공간이 형성된다. 제1 클립(111)과 제2 클립(112)은 외력에 대응하여 탄성 변형 가능하게 형성될 수 있다.
도 5는 하우징의 측면도로서, 컬럼 하우징의 고정리브에 결합하는 고정부를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 클립(111)과 제2 클립(112) 사이의 수용공간에 고정리브(21)가 삽입됨으로써. 하우징(100)이 컬럼 하우징(도 4의 20)에 고정될 수 있다.
도 6은 고정리브와 고정부의 결합상태를 도시한 도면이고, 도 7은 고정부를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 고정부(110)에 고정리브(21)가 끼워진다. 즉, 제1 클립(111)과 제2 클립(112) 사이에 고정리브(21)가 끼워진다. 제1 클립(111)과 제2 클립(112)은 각각 기둥부(111a,112a)와 팁부(111b,112b)를 포함할 수 있다.
기둥부(111a,112a)는 하우징(100) 외주면에서 돌출 형성된다. 그리고 팁부(111b,112b)는 기둥부(111a,112a)의 선단에 형성될 수 있다. 기둥부(111a,112a)는 탄성 변형 가능하도록 형성될 수 있다. 팁부(111b,112b)는 고정리브(21)와 점접촉하는 곡면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 팁부(111b,112b)는 구형 또는 반구형으로 구면을 포함하도록 실시될 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 제1 클립(111)의 팁부(111b)와 제2 클립(112)의 팁부(112b) 사이의 최단 거리를 L1이라 한다. 제1 클립(111)의 기둥부(111a)와 제2 클립(112)의 기둥부(112) 사이의 최단 거리를 L2라 한다.
이때, L1은 고정리브(21)의 두께(도 5의 W)보다 작게 형성될 수 있다. 그리고 L1은 L2보다 작게 형성될 수 있다.
고정리브(21)가 제1 클립(111)과 제2 클립(112) 사이에 끼워 진 상태에서, 팁부(111b,112b)는 고정리브(21)의 측면과 점접촉하게 된다. 팁부(111b,112b)가 구면을 포함하기 때문이다.
그리고 L1은 고정리브(21)의 두께(W)보다 작게 형성되기 때문에 팁부(111b,112b)는 고정리브(21)를 탄성적으로 가압하게 된다.
한편, 기둥부(111a,112a)는 L1이 L2보다 작도록 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 제1 클립(111)의 기둥부(111a)의 길이 방향을 나타내는 기준선(P1)은 하우징(100)의 중심(C)을 지나는 중심선(CL)과 경사각(R1)을 이루도록 하우징(100)의 외주면에 경사지게 배치될 수 있다. 또한, 제2 클립(112)의 기둥부(112a)의 길이 방향을 나타내는 기준선(P2)은 하우징(100)의 중심(C)을 지나는 중심선(CL)과 경사각(R2)을 이루도록 하우징(100)의 외주면에 경사지게 배치될 수 있다.
기둥부(111a,112a)는 팁부(111b,112b)를 향할수록 상호 모아 지도록 구성된다. 고정리브(21)가 끼워질 때 팁부(111b,112b)가 벌어지는데, 이러한 기둥부(111a,112a)의 구성은 기둥부(111a,112a)의 내부 응력에 대한 저항성을 높이는 이점이 있다.
구조적 안정성을 높이기 위하여 각 기둥부(111a,112a)는 하우징(100) 측으로 갈수록 단면적이 증가하도록 형성될 수 있다.
제1 클립(111)의 기둥부(111a)의 길이와 제2 클립(112)의 (112a)의 길이는 동일하게 형성될 수 있다. 제1 클립(111)의 팁부(111b)의 크기와 제2 클립(112)의 팁부(112b)의 크기는 동일하게 형성될 수 있다. 그러나 실시예는 이에 한정되지 않으며, 고정리브(21)의 형상에 대응하여 제1 클립(111)의 기둥부(111a)의 길이와 제2 클립(112)의 (112a)의 길이가 상이하도록 변경 실시할 수 있다. 또한, 제1 클립(111)의 팁부(111b)의 크기와 제2 클립(112)의 팁부(112b)의 크기도 다르게 실시할 수 있다.
팁부(111b,112b)가 고정리브(21)가 점접촉하기 때문에 고정리브(21)에 하우징(100)이 고정된 상태에서, 하우징(100)의 좌우유동 뿐만 아니라 상하 유동도 가능한 구성이다. 때문에 하우징(100)의 유동 방향이 다양한 이점이 있다. 이러한 고정부(110)의 구성은 하우징(100)에 전달되는 외부 진동이나 충격에 대한 흡수가 용이한 이점이 있다.
이러한 하우징(100)은 컬럼 하우징(20)과의 조립성이 매우 양호하다. 컬럼 하우징(20)에 형성된 고정리브(21)의 위치와 하우징(100)의 고정부(110)의 위치의 정렬이 정교하지 않더라도 조립이 유리한 이점이 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 센서 장치를 도시한 도면이고, 도 9는 도 1에서 도시한 센서 장치의 분해도이다.
도 8 및 도 9를 병행 참조하면, 실시예에 따른 센서 장치는 하우징(100)과, 토크센서모듈(200) 앵글센서모듈(300)을 포함할 수 있다.
하우징(100)은 상부 하우징(100A)과 하부 하우징(100B)을 포함할 수 있다. 상부 하우징(100A)과 하부 하우징(100B) 사이에 앵글센서모듈(200)과 토크센서모듈(300)에 수용될 수 있다.
실시예에서 정의하는 제1 축과 제2 축 중 어느 하나는 차량의 핸들과 연결된 입력축일 수 있고, 나머지 하나는 차량의 바퀴와 연결된 출력축일 수 있다.
토크센서모듈(200)은 제1 축과 제2 축의 비틀림에 따라 발생하는 자기장을 검출한다.
토크센서모듈(200)은 제1 축과 연결되는 로터(210)와, 제2 축과 연결되는 스테이터(220)를 포함할 수 있다. 로터(210)는 로터 코어가 제1 축에 결합하고, 로터 코어의 외주면에 마그넷이 부착될 수 있다. 로터(210)는 스테이터(220)의 내측에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 스테이터(220)는 2개의 스테이터링이 마주보는 형태로 배치될 수 있으며, 2개의 스테이터링은 홀더에 수용될 수 있다. 또한. 토크센서모듈(200)는 로터(210)와 스테이터(220)의 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 자기소자와 자기장을 수집하는 콜렉터 등을 포함할 수 있다.
앵글센서모듈(300)은 제1 축 또는 제2 축과 연동 회전하는 메인 기어(310)와, 메인 기어(310)와 기어 결합되는 2개의 서브 기어(320)를 포함할 수 있다. 메인 기어(310)는 제2 축과 일체로 회전될 수 있다. 서브 기어(320)는 메인 기어(310)의 회전에 따라 회전된다. 이때, 2개의 서브 기어(320)에는 마그넷이 장착될 수 있다. 인쇄회로기판에는 서브 기어에 장착된 마그넷의 회전에 의해 발생하는 자기장을 측정할 수 있는 소자들이 구비될 수 있으며, 이 소자들은 자기저항소자(AMRIC) 및 홀 소자(Hall IC) 중 어느 하나일 수 있다.
도 10은 하우징의 고정부를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하우징(100)은 제1 축과 제2 축이 삽입되기 위한 중심홀(A)이 형성될 수 있다. 그리고 하우징(100)의 외주면에 고정부(120)가 돌출된 형태로 마련될 수 있다. 고정부(120)는 컬럼 하우징과 결합을 위한 구성이다.
도 11은 컬럼 하우징의 고정리브를 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 컬럼 하우징(20)에는 고정리브(21)가 형성될 수 있다. 고정리브(21)는 고정부(120)에 끼워진다.
한 쌍의 고정부(120:121,122)가 하우징(100)의 외주면에 각각 돌출되어 형성될 수있다. 한 쌍의 고정부(120:121,122) 사이에는 고정리브(21)의 수용공간이 형성된다. 고정부(110)는 외력에 대응하여 탄성 변형 가능하게 형성된다.
도 12는 하우징의 측면도로서, 컬럼 하우징의 고정리브에 결합하는 고정부를 도시한 도면이고, 도 13은 고정리브와 고정부의 결합상태를 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 한 쌍의 고정부(120:121,122) 사이의 수용공간에 고정리브(21)가 삽입됨으로써. 하우징(100)이 컬럼 하우징(도 11의 20)에 고정될 수 있다. 이때, 한 쌍의 고정부(120:121,122)의 최단 거리(d)는 고정리브(21)의 두께(도 12의 W)보다 작게 형성될 수 있다.
도 14는 고정리브와 고정부의 결합상태를 도시한 도면이고, 도 15는 고정부의 정면을 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 고정부(120:121,122)는 탄성부(121a,122a)와 접촉부(121b,122b)를 포함할 수 있다. 접촉부(121b,122b)는 고정리브(21)와 접촉하는 부분이며, 탄성부(121a,122a)는 하우징(100)과 접촉부(121b,122b)를 탄성적으로 연결한다. 접촉부(121b,122b)의 끝단에는 스토퍼(121c,122c)가 연장되어 마련될 수 있다.
이러한 고정부(120:121,122)는 각각 일정 두께를 갖는 띠형의 면부재가 굽어지고 꺽여 형성될 수 있다. 즉, 탄성부(121a,122a)와 접촉부(121b,122b)와 스토퍼(121c,122c)는 그 형상 및 기능적 특성에 따라 구분되어 설명될 수 있을 뿐, 서로 상하로 연결된 하나의 수단일 수 있다.
탄성부(121a,122a)는 하우징(100) 외주면에서 돌출 형성된다. 탄성부(121a,122a)는 하우징(100)에 외팔보 형태로 결합되어 탄성 변형이 용이하다. 2개의 탄성부(121a,122a)는 마주보는 위치에서 끝단이 모아지도록 굽어 형성되어 곡면을 포함한다.
접촉부(121b,122b)는 탄성부(121a,122a)의 끝단에서 하우징(100) 측으로 꺽여 형성될 수 있다. 이러한 접촉부(121b,122b)는 고정리브(21)와 선접촉하는 평면(121ba,122ba)을 포함할 수 있다.
어느 하나의 고정부(121)의 평면(121ba)과 다른 하나의 고정부(122)의 평면(122ba)은 상호 마주보도록 배치된다.
이때, 고정리브(21)는 고정부(120)의 평면(121ba,122ba)과 선접촉하는 곡면을 포함하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정리브(21)는 원통형으로 실시될 수 있다.
고정리브(21)는 제1 리브(21a)와 제2 리브(21b)로 구분될 수 있다. 제1 리브(21a)와 제2 리브(21b) 사이에는 이격 공간이 형성된다. 그리고, 제1 리브(21a)는 어느 하나의 고정부(121)의 평면(121ba)에 접촉할 수 있다. 제2 리브(21b)는 다른 하나의 고정부(122)의 평면(122ba)에 접촉할 수 있다. 이러한 제1 리브(21a)와 제2 리브(21b)는 각각 단면이 반원인 반 원통형으로 실시될 수 있다.
제1 리브(21a)와 제2 리브(21b) 사이에 공간이 마련되기 때문에, 고정리브(21)가 고정부(120)에 삽입될 때, 탄성 변형이 용이하다. 제1 리브(21a)와 제2 리브(21b)의 복원력은 하우징(100)은 컬럼 하우징(20)의 결합력을 높인다.
한편, 스토퍼(121c,122c)는 접촉부(121b,122b)의 끝단에서 탄성부(121a,122a)를 향하여 꺽여 형성될 수 있다. 스토퍼(121c,122c)는 접촉부(121b,122b)가 과도하게 변형되지 않도록 막아주는 역할을 한다.
도 14에서 도시한 바와 같이, 고정리브(21)가 고정부(120)에 삽입되면, 고정리브(21)가 고정부(120)의 평면(121ba,122ba)을 가압하면서 접촉부(121b,122b)가 벌어진다. 벌어진 접촉부(121b,122b)는 복원력을 통해 고정리브(21)를 누르고 있기 때문에, 하우징(100)과 컬럼 하우징(20)의 결합력인 확보된다.
접촉부(121b,122b)가 고정리브(21)와 선접촉하며, 굽어 형성되는 고정부(120)의 구조 상, 접촉부(121b,122b)의 탄성 변위 구간이 크기 때문에, 고정리브(21)에 하우징(100)이 고정된 상태에서, 하우징(100)의 좌우유동 뿐만 아니라 상하 유동도 가능한 구성이다. 때문에 하우징(100)의 유동 방향이 다양한 이점이 있다. 이러한 고정부(110)의 구성은 하우징(100)에 전달되는 외부 진동이나 충격에 대한 흡수가 용이한 이점이 있다.
도 15를 참조하면, 어느 하나의 고정부(121)의 접촉부(121b)는 상부 경사면(121bb)와 하부 경사면(121bc)를 포함할 수 있다. 상부 경사면(121bb)은 평면(121ba)에서 접촉부(121b)의 상단면까지 경사지게 형성된다. 그리고 하부 경사면(121bc)은 평면(121ba)에서 접촉부(121b)의 하단면까지 경사지게 형성된다.
또한, 다른 하나의 고정부(122)의 접촉부(122b)는 상부 경사면(122bb)와 하부 경사면(122bc)를 포함할 수 있다. 상부 경사면(122bb)은 평면(122ba)에서 접촉부(122b)의 상단면까지 경사지게 형성된다. 그리고 하부 경사면(122bc)은 평면(122ba)에서 접촉부(122b)의 하단면까지 경사지게 형성된다.
고정리브(21)가 고정부(120)의 상부 또는 하부에서 삽입될 때, 이러한 상부 경사면(121bb,122bb)과 하부 경사면(121bc,122bc)은 고정리브(21)가 삽입되는 입구를 확장하여, 고정리브(21)가 수용공간 안에 보다 원활하게 삽입될 수 있도록 유도한다.
이러한 하우징(100)은 컬럼 하우징(20)과의 조립성이 매우 양호하다. 컬럼 하우징(20)에 형성된 고정리브(21)의 위치와 하우징(100)의 고정부(120)의 위치의 정렬이 정교하지 않더라도 조립이 유리한 이점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
<부호의 설명>
20: 컬럼 하우징, 21: 고정리브, 100: 하우징, 110,120: 고정부, 111: 제1 클립, 112: 제2 클립, 121a,122a: 탄성부, 121b,122b: 접촉부, 121ba,122ba: 평면, 121c,122c: 스토퍼, 200: 앵글센서모듈, 210: 로터, 220: 스테이터, 300: 토크센서모듈, 310: 메인 기어, 320: 서브 기어

Claims (10)

  1. 로터;
    상기 로터 외측에 배치되는 스테이터;
    상기 로터와 상기 스테이터 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 센싱부; 및
    상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징 내부에 배치되는 센서모듈을 포함하고,
    상기 하우징의 외주면에서 돌출되며 외부 고정물에 점접촉하는 곡면을 포함하는 고정부를 포함하는 센서 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 하우징의 외주면에서 상호 마주보도록 돌출 형성되어 사이에 상기 외부 고정물의 수용공간을 형성하는 제1 클립과 제2 클립을 포함하는 센서 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 클립 및 상기 제2 클립은 각각 상기 하우징의 외주면에서 기둥부와 상기 기둥부의 선단에 형성되어 상기 곡면을 포함하는 팁부를 포함하는 센서 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 기둥부는 탄성 변형 가능하며,
    상기 제1 클립의 팁부와 상기 제2 클립의 팁부 사이의 최단 거리인 제1 거리는 상기 제1 클립의 기둥부와 상기 제2 클립의 기둥부 사이의 최단 거리인 제2 거리 보다 작게 형성되는 센서 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 거리는 상기 외부 고정물의 두께 보다 작게 형성되는 센서 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 기둥부는 상기 중심홀의 중심을 지나는 반경 방향 기준선에 대해 경사지게 형성되는 센서 장치.
  7. 로터;
    상기 로터 외측에 배치되는 스테이터;
    상기 로터와 상기 스테이터 사이에서 발생한 자기장을 측정하는 센싱부; 및
    상기 로터 및 상기 스테이터를 수용하는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징은 외주면에서 돌출되는 고정부를 포함하며,
    상기 고정부는 접촉부 및
    상기 하우징과 상기 접촉부를 탄성적으로 연결하는 탄성부를 포함하는 센서 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    한 쌍의 상기 고정부는 상기 하우징의 외주면에서 상호 마주보도록 돌출되는 센서 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    한 쌍의 상기 고정부의 접촉부 사이의 최단 거리인 제1 거리는 상기 외부 고정물의 두께 보다 작게 형성되는 센서 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 접촉부는 각각 상부 경사면과 하부 경사면을 포함하고,
    상기 상부 경사면은 상기 평면에서 상기 접촉부의 상단면까지 경사지게 형성되고,
    상기 하부 경사면은 상기 평면에서 상기 접촉부의 하단면까지 경사지게 형성되는 센서 장치.
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