WO2023128719A1 - 센싱 장치 - Google Patents

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WO2023128719A1
WO2023128719A1 PCT/KR2023/000012 KR2023000012W WO2023128719A1 WO 2023128719 A1 WO2023128719 A1 WO 2023128719A1 KR 2023000012 W KR2023000012 W KR 2023000012W WO 2023128719 A1 WO2023128719 A1 WO 2023128719A1
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WO
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gear
sub
disposed
magnet
protrusion
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PCT/KR2023/000012
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English (en)
French (fr)
Inventor
양종엽
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/301—Sensors for position or displacement
    • B60Y2400/3012—Sensors for position or displacement using Hall effect

Definitions

  • the embodiment relates to a sensing device.
  • EPS electronic power steering system
  • the electric steering device drives a motor in an electronic control unit according to driving conditions and driver operation information detected by a vehicle speed sensor, torque sensor, angle sensor, etc. to ensure turning stability and provide a quick restoring force to the driver. enable safe driving.
  • the angle sensor includes a main gear that rotates in conjunction with the rotation of the rotor, a sub gear that rotates in mesh with the main gear, a magnet coupled to the sub gear, and a Hall IC that senses a change in magnetic force of the magnet. ) to measure the steering angle of the steering wheel.
  • the angle sensor uses a separate middle case supporting the sub gear.
  • the embodiment provides a sensing device that improves measurement accuracy of a steering angle through a support structure for rotatably supporting a sub gear without a separate middle case.
  • the task is a case; a rotor rotatably disposed inside the case; a stator arranged to correspond to the rotor; a main gear that rotates in conjunction with the stator; a sub gear that rotates in conjunction with the main gear; a magnet disposed on the sub gear; and a substrate including a sensor disposed to face the magnet, wherein the sub-gear includes a body having gear teeth formed on an outer circumferential surface, a first protrusion formed to protrude toward the substrate from one surface of the body, and a body formed from the other surface of the body. and a second protrusion formed to protrude, and an end of the first protrusion is achieved by a sensing device disposed in a groove formed in the substrate.
  • the problem is a case including an upper case and a lower case; a stator disposed inside the case; a rotor disposed inside the stator; a main gear that rotates in conjunction with the stator; a sub gear that rotates in conjunction with the main gear; a magnet disposed on the sub gear; and a substrate including a sensor disposed to correspond to the magnet, wherein a lower end of the sub-gear contacts the lower case and an upper end of the sub-gear contacts the substrate.
  • measurement accuracy may be improved by guiding rotation of the sub gear through a rotatably supporting structure and simultaneously preventing movement of the sub gear such as tilting.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a sensing device according to an embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a sensing device according to an embodiment
  • FIG. 3 is a perspective view showing a lower case of a sensing device according to an embodiment
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a lower case of a sensing device according to an embodiment
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed;
  • FIG. 6 is a bottom perspective view showing a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed;
  • FIG. 7 is a front view illustrating a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed;
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed;
  • FIG. 9 is a bottom view illustrating a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a sub-gear of a sensing device according to an embodiment
  • FIG. 12 is a bottom perspective view showing a substrate of a sensing device according to an embodiment
  • FIG. 13 is a bottom view illustrating a substrate of a sensing device according to an embodiment.
  • top (top) or bottom (bottom) is not only a case where two components are in direct contact with each other, but also one A case in which another component above is formed or disposed between two components is also included.
  • up (up) or down (down) it may include the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component.
  • the sensing device may be disposed between an output shaft (not shown) and an input shaft (not shown) of the steering shaft.
  • the output shaft may be referred to as a first shaft
  • the input shaft may be referred to as a second shaft.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a sensing device according to an embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a sensing device according to an embodiment
  • the X direction shown in FIGS. 1 and 2 may mean a radial direction
  • the Y direction may mean an axial direction.
  • the axial direction and the radial direction may be perpendicular to each other.
  • reference numeral 'C' shown in FIGS. 1 and 2 may mean rotation centers of the rotor 200, the stator 300, and the main gear 500.
  • reference numeral 'C1' shown in FIGS. 1 and 2 may be the rotation center of the sub gear 600 and the magnet 700.
  • 'C' and 'C1' may be arranged in parallel with respect to an axial direction.
  • the sensing device includes a case 100 including an upper case 100A and a lower case 100B, and a rotor rotatably disposed inside the case 100 ( 200), a stator 300 disposed to correspond to the rotor 200, a collector 400 disposed to correspond to the stator 300, a main gear 500 rotating in conjunction with the stator 300, the A substrate including a sub-gear 600 rotating in conjunction with the main gear 500, a magnet 700 disposed on the sub-gear 600, and a sensor 820 disposed to correspond to the magnet 700 ( 800) may be included.
  • the main gear 500 may be called a first gear
  • the sub gear 600 may be called a second gear.
  • the sensing device may include two sub-gears 600 .
  • the sensing device can improve the measurement accuracy of the steering angle through a support structure that rotatably supports the sub gear 600 .
  • the support structure may be formed on at least one of the lower case 100B and the substrate 800 .
  • the measurement accuracy can be improved by minimizing the flow due to the rotation of the sub-gear 600 through a groove formed in the substrate 800 so that one end of the sub-gear 600 is disposed.
  • the measurement accuracy can be improved by minimizing the flow due to the rotation of the sub-gear 600 through the support structure of the lower case 100B where the other end of the sub-gear 600 is disposed.
  • the sensing device may further include a holder 900 for placement and protection of the magnet 700 .
  • the case 100 may form an outer shape of the sensing device.
  • the case 100 may include an upper case 100A and a lower case 100B coupled to each other to have a receiving space therein. Also, the rotor 200, the stator 300, the collector 400, and the like may be disposed in the accommodation space.
  • a through hole may be formed in the upper case 100A.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a lower case of a sensing device according to an embodiment
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a lower case of a sensing device according to an embodiment.
  • the lower case 100B protrudes from the case body 110, the through hole 120 formed in the case body 110, and the bottom surface 111 of the case body 110. It may include a first guide 130 and a second guide 140 formed to be.
  • the case body 110 may be called a lower case body.
  • the lower case 110B may include a friction surface 150 contacting the stator 300 .
  • the case body 110 may be formed in a tubular shape and may be formed of a synthetic resin material such as plastic.
  • the through hole 120 may be formed in the case body 110 . At this time, the through hole 120 may be formed to pass through the case body 110 in an axial direction.
  • the first guide 130 may guide rotation of the sub gear 600 .
  • the first guide 130 may be formed in a pipe shape and may be disposed inside the sub gear 600 .
  • the center of the first guide 130 may be disposed on the same axis as the center of rotation C1 of the sub gear 600 .
  • the second guide 140 may guide rotation of the sub gear 600 .
  • the second guide 140 may be formed in a pipe shape and may be disposed outside the sub gear 600 .
  • the center of the second guide 140 may be disposed on the same axis as the rotation center C1 of the sub gear 600 .
  • first guide 130 and the second guide 140 may be spaced apart from each other based on the rotation center C1 of the sub gear 600 . Accordingly, a groove 160 may be formed between the first guide 130 and the second guide 140, and the lower end of the sub gear 600 may be disposed in the groove 160.
  • the groove 160 may be called a case groove.
  • first guide 130 and the second guide 140 implement a support structure for rotatably supporting the sub-gear 600, thereby preventing movement such as tilting occurring in the sub-gear 600. or can be minimized.
  • first guide 130 and the second guide 140 may be formed to have different heights based on the bottom surface 111 .
  • the protruding height of the first guide 130 based on the bottom surface 111 may be greater than the protruding height of the second guide 140 . Accordingly, the first guide 130 and the second guide 140 can more stably guide the rotation of the sub gear 600 while improving utilization of the internal space of the case 100.
  • the friction surface 150 may contact one area of the lower side of the stator 300 .
  • the friction surface 150 may be formed at a predetermined axial height relative to the bottom surface 111 .
  • a lubricating member may be applied to the friction surface 150.
  • the rotor 200 may be rotatably disposed inside the stator 300 . Also, the rotor 200 may be connected to a second shaft that is an input shaft among the steering shafts. And, the input shaft may be a steering shaft connected to a steering wheel of a vehicle.
  • the inner side may mean a direction toward the center C based on the radial direction
  • the outer side may mean a direction opposite to the inner side.
  • the rotor 200 may include a cylindrical first yoke 210 and a magnet 220 disposed on the first yoke 210 .
  • the first yoke 210 and the magnet 220 may be coupled through a configuration such as a rotor holder.
  • the rotor holder may be formed of a synthetic resin such as resin. Accordingly, the rotor holder may couple the first yoke 210 and the magnet 220 through an insert injection method.
  • the first yoke 210 may be coupled to the second shaft. Accordingly, the first yoke 210 may rotate in association with the rotation of the second shaft.
  • the first yoke 210 may be formed in a cylindrical shape or a tubular shape, and may be formed of a metal material.
  • the magnet 220 may be disposed outside the first yoke 210 .
  • the magnet 220 may be adhesively fixed or press-fitted to the outer circumferential surface of the first yoke 210 .
  • the magnet 220 may be called a rotor magnet or a main magnet.
  • the stator 300 may be rotatably disposed outside the rotor 200 . Also, the stator 300 may be connected to a first shaft that is an output shaft.
  • the stator 300 includes a second yoke 310 connected to the output shaft, a stator body 320 disposed on one side of the outer circumferential surface of the second yoke 310, and a pair of stator teeth disposed on the stator body 320 (330).
  • the second yoke 310 may be connected to a first shaft that is an output shaft among steering shafts. Accordingly, the second yoke 310 may rotate in association with the rotation of the first shaft.
  • the second yoke 310 may be formed of a metal material, but is not necessarily limited thereto.
  • the second yoke 310 may be made of another material having a certain strength or higher so that the first shaft can be fitted and fixed.
  • the stator body 320 may be disposed at one end of the second yoke 310 .
  • the stator body 320 may be disposed at one end of the second yoke 310 by an insert injection method using a synthetic resin such as resin.
  • the magnet 220 of the rotor 200 may be spaced apart from each other inside the stator body 320 .
  • stator body 320 may include a hole formed for coupling with the stator tooth 330 .
  • the stator tooth 330 may be fixed by being coupled to the stator body 320 .
  • the stator teeth 330 may be configured as a pair so as to be respectively disposed on the top and bottom of the stator body 320 .
  • the stator tooth 330 may be called a stator ring.
  • stator tooth 330 may include a plurality of teeth disposed spaced apart from each other along the inner circumferential surface of the stator body 320 , and the teeth may be disposed corresponding to the magnet 220 .
  • the tooth may be disposed outside the magnet 220 based on the radial direction.
  • the collector 400 enables a torque sensor (not shown) disposed on the substrate 800 to detect a change in magnetic force caused by a difference in rotation between the input shaft and the output shaft due to twisting.
  • the collector 400 may be formed of a metal material and may be fixed to the case 100 .
  • Two collectors 400 may be disposed corresponding to each of the pair of stator teeth 230 so as to collect flux of the stator 300 .
  • the collector 400 can be divided into an upper collector and a lower collector according to the arrangement position.
  • the main gear 500 may be arranged to interlock with the rotation of the stator 300 .
  • the main gear 500 may be coupled to the stator body 320 of the stator 300 and rotate in conjunction with the rotation of the stator 300 .
  • the main gear 500 may be formed in a ring shape, and a plurality of gear teeth may be formed on an outer circumferential surface. Also, gear teeth of the main gear 500 may mesh with gear teeth of the sub gear 600 .
  • the sub gear 600 may rotate in conjunction with the rotation of the main gear 500 .
  • the sub gear 600 may mesh with the main gear 500.
  • the sub gear 600 may be arranged to have a rotation center C1 different from that of the main gear 500.
  • the sensing device may include two sub-gears 600 .
  • both of the two sub gears 600 are disposed to mesh with the main gear 500, but are not necessarily limited thereto.
  • one sub-gear 600 may be arranged to mesh with the main gear 500 and the other sub-gear 600 .
  • FIG. 5 is a perspective view showing a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed
  • FIG. 6 is a bottom perspective view illustrating a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed
  • FIG. 7 is a perspective view according to an embodiment.
  • 8 is a plan view illustrating a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed
  • FIG. 9 is a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed.
  • FIG. 10 is a bottom view showing a gear
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sub-gear in which a magnet of a sensing device according to an embodiment is disposed
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a sub-gear of a sensing device according to an embodiment.
  • a magnet 700 may be disposed inside the sub gear 600 .
  • the holder 900 may be disposed to cover the remaining area except for the upper surface of the magnet 700 .
  • the sub gear 600 includes a body 610 having a hole 611 formed in the center, a first protrusion 620 formed to protrude toward the substrate 800 from an upper surface of the body 610, and the body ( 610) may include a second protrusion 630 formed to protrude toward the lower case 100B from the lower surface, which is the other surface.
  • the sub gear 600 may include a first support part 640 and a second support part 650 supporting the holder 900 to which the magnet 700 disposed therein is coupled.
  • the body 610, the first protrusion 620, the second protrusion 630, the first support part 640, and the second support part 650 may be integrally formed.
  • the body 610 may include gear teeth formed on an outer circumferential surface to mesh with gear teeth of the main gear 500 .
  • a magnet 700 may be disposed inside the body 610 . Accordingly, the magnet 700 may also rotate in association with the rotation of the sub gear 600 .
  • the body 610 may include a hole 611 formed to penetrate in an axial direction so that the upper surface of the magnet 700 is exposed. Accordingly, the magnet 700 may be disposed to face the sensor 820 through the hole 611 .
  • the sub gear 600 maintains a constant distance G between the magnet 700 and the sensor 820 through the hole 611 and the first protrusion 620, thereby measuring the sensing device. to keep the precision constant.
  • the sensing device may secure the separation distance G through the hole 611 .
  • the separation distance G may be referred to as a gap.
  • the sub gear 600 since the first protrusion 620 contacts the substrate 800 and the second protrusion 630 contacts the lower case 100B, the sub gear 600 Even when rotating, the magnet 700 and the sensor 820 can maintain the separation distance G constant. Accordingly, the sensing device can maintain constant measurement accuracy.
  • the first protrusion 620 may protrude from the body 610 in the axial direction to have a predetermined height H.
  • the upper end of the first protrusion 620 may be disposed inside the groove 811 formed in the substrate 800 . Accordingly, rotation of the sub gear 600 may be guided by the groove 811 .
  • the height H is greater than the thickness T of the sensor 820 in the axial direction to form the separation distance G.
  • a lubricating member may be disposed in the groove 811, and the internal space of the first protrusion 620 may be closed due to the lubricating member, so that internal pressure may increase.
  • a rupture sound or damage may occur due to a pressure difference between the inner space and the outside.
  • the above problem can be solved by providing the first protrusion 620 as a plurality of protrusions spaced apart from each other along the circumferential direction.
  • the above problem can be solved by eliminating the generation of the pressure difference using the passage 621 formed between the protrusions.
  • the protrusion may be formed to have a predetermined width W1 in the circumferential direction.
  • the passage 621 may be formed to have a predetermined width W2 in the circumferential direction.
  • the width W1 of the protrusion in the circumferential direction may be greater than the width W2 of the passage 621 in the circumferential direction.
  • the circumferential width W1 of the protrusion may be referred to as a first width
  • the circumferential width W2 of the passage 621 may be referred to as a second width.
  • the plurality of protrusions may be arranged rotationally symmetrically. Accordingly, a plurality of passages 621 may also be arranged in a rotationally symmetrical manner. Therefore, the pressure difference generated when the sub gear 600 rotates can be uniformly resolved through the passage 621 without being biased to one side.
  • the second protrusion 630 may be formed in a pipe shape.
  • the second protrusion 630 may contact the lower surface 111 of the lower case 100B. At this time, the second protrusion 630 may be disposed in the groove 160 formed between the first guide 130 and the second guide 140, and the first guide 130 and the second guide 140 ) can be guided by
  • the first support part 640 and the second support part 650 prevent the magnet 700 from being separated from the sub gear 600 .
  • the first support part 640 and the second support part 650 support the upper and lower parts of the holder 900 to which the magnet 700 is coupled to prevent the magnet 700 from being separated. .
  • the holder 900 to which the magnet 700 is coupled can be disposed inside the sub gear 600 through an insert injection method, the holder 900 to which the magnet 700 is coupled is an axis. It may be disposed between the first support part 640 and the second support part 650 based on the direction.
  • the first support part 640 and the second support part 650 may be formed to protrude inward from the body 610 .
  • the reference of the radial direction may be the rotation center C1 of the sub gear 600 .
  • the magnet 700 may be disposed inside the sub gear 600 and may be formed in a cylindrical shape.
  • the magnet 700 may be coupled to the sub gear 600 through an insert injection molding method. Accordingly, the magnet 700 may share the rotation center C1 with the sub gear 600 and rotate in conjunction with the rotation of the sub gear 600 .
  • the magnet 700 may be called an angle magnet or a sub magnet.
  • the magnet 700 may include an upper surface disposed to face the sensor 820 .
  • the upper surface may be disposed to have the sensor 820 and the separation distance G.
  • the substrate 800 may be disposed above the sub gear 600 . Also, the substrate 800 may support the sub-gear 600 by contacting the sub-gear 600 . In this case, the substrate 800 may be disposed outside the stator body 320 . Here, the substrate 800 may be a printed circuit board.
  • FIG. 12 is a bottom perspective view illustrating a substrate of a sensing device according to an embodiment
  • FIG. 13 is a bottom view illustrating a substrate of a sensing device according to an embodiment.
  • the substrate 800 may include a substrate body 810 and a sensor 820 disposed on the substrate body 810 .
  • the substrate 800 may include a torque sensor (not shown) capable of sensing torque in addition to the sensor 820 .
  • the sensor 820 and the torque sensor may be Hall ICs.
  • the torque sensor may be disposed on the substrate 800 to correspond to the collector 400 .
  • the substrate body 810 may be formed in a flat plate shape and may include a groove 811 concavely formed on a lower surface.
  • the groove 811 may guide rotation of the first protrusion 620 .
  • the groove 811 may be formed to have a predetermined depth (D). At this time, in consideration of the distance G, the sum of the depth D of the groove 811 and the thickness T of the sensor 820 in the axial direction is the height H of the first protrusion 620 may be smaller than
  • the sensor 820 may be disposed to correspond to the magnet 700 to sense a change in the magnetic field of the magnet 700 .
  • one surface of the sensor 820 may be disposed to face an upper surface of the magnet 700 .
  • the senor 820 may be formed to have a predetermined thickness T in the axial direction and may be disposed on the lower surface of the substrate 800 .
  • the sensors 820 may be disposed on the substrate 800 in the same number as the magnets 700 .
  • the groove may be deleted from the substrate 800 . Accordingly, the first protrusion 620 of the sub-gear 600 may be disposed in contact with the lower surface of the substrate 800 to prevent or minimize the movement of the sub-gear 600 .
  • the holder 900 may be formed to surround the magnet 700 .
  • the holder 900 may be formed in a cylindrical shape with an opening formed on one side. Accordingly, the magnet 700 may be disposed inside the holder 900 .
  • the magnet 700 may be fixed inside the holder 900 by an adhesive member such as a bond. At this time, when the magnet 700 is inserted into the holder 900, the pressure inside the holder 900 increases due to the adhesive member so that the magnet 700 does not settle inside the holder 900. problems may arise. To solve this problem, a hole 910 may be formed in the holder 900 .

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Abstract

실시예는 케이스; 상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 배치되는 로터; 상기 로터에 대응되게 배치되는 스테이터; 상기 스테이터에 연동하여 회전하는 메인 기어; 상기 메인 기어에 연동하여 회전하는 서브 기어; 상기 서브 기어에 배치되는 마그넷; 및 상기 마그넷과 마주보게 배치되는 센서를 포함하는 기판을 포함하고, 상기 서브 기어는 외주면에 기어치가 형성된 바디, 상기 바디의 일면에서 상기 기판을 향해 돌출되게 형성된 제1 돌출부, 및 상기 바디의 타면에서 돌출되게 형성된 제2 돌출부를 포함하며, 상기 제1 돌출부의 단부는 상기 기판에 형성된 홈에 배치되는 센싱 장치를 개시한다. 이에 따라, 상기 센싱 장치는 회전 가능하게 지지하는 지지구조를 통해 서브 기어의 회전을 안내함과 동시에 틸팅과 같은 서브 기어의 유동을 방지하여 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

센싱 장치
실시예는 센싱 장치에 관한 것이다.
차량의 조향 안정성을 확보하기 위해 별도의 동력을 이용하여 조향을 보조하는 조향장치가 차량에 사용될 수 있으며, 특히, 동력의 손실이 적고 정확성이 우수한 전동식 조향장치(EPS, Electronic Power Steering System}가 사용된다.
그리고, 상기 전동식 조향장치는 차속센서, 토크센서 및 앵글센서 등에서 감지한 운행조건 및 운전자 조작정보에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.
그리고, 상기 앵글센서는 로터의 회전에 연동하여 회전하는 메인 기어, 상기 메인 기어에 치합하여 회동하는 서브 기어, 상기 서브 기어에 결합된 마그넷, 및 상기 마그넷의 자력 변화를 감지하는 홀 아이씨(Hall IC) 등을 이용하여 조향 핸들의 조향각도를 측정한다.
그러나, 상기 서브 기어에 고정된 마그넷의 중심과 상기 마그넷에 대응되게 배치되는 홀 아이씨의 중심이 정확하게 얼라인(Align)하지 않는 경우, 정확한 조향 각도를 측정하는데 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 상기 앵글센서는 상기 서브 기어를 지지하는 별도의 미들케이스를 이용하게 된다.
그러나, 상기 미들케이스를 이용하게 되는 경우, 상기 앵글센서의 사이즈가 커지는 문제가 있다.
또한, 상기 미들케이스와 상기 앵글센서의 다른 구성 간에 배치상 간섭이 발생하는 문제가 있다.
또한, 상기 미들케이스의 조립 공정이 추가되기 때문에 생산성이 하락하고, 상기 미들케이스로 인한 조립 공차가 증가하여 측정 정밀도의 신뢰도 또한 감소하는 문제가 있다.
이에, 상기 앵글센서에서 상기 미들케이스를 삭제하더라도 조향 각도의 측정 정밀도를 향상시키도록 구조적으로 개선된 센싱 장치의 개발이 요청되고 있는 실정이다.
실시예는 별도의 미들케이스없이 서브 기어를 회전 가능하게 지지하는 지지구조를 통해, 조향 각도의 측정 정밀도를 향상시키는 센싱 장치를 제공한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 케이스; 상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 배치되는 로터; 상기 로터에 대응되게 배치되는 스테이터; 상기 스테이터에 연동하여 회전하는 메인 기어; 상기 메인 기어에 연동하여 회전하는 서브 기어; 상기 서브 기어에 배치되는 마그넷; 및 상기 마그넷과 마주보게 배치되는 센서를 포함하는 기판을 포함하고, 상기 서브 기어는 외주면에 기어치가 형성된 바디, 상기 바디의 일면에서 상기 기판을 향해 돌출되게 형성된 제1 돌출부, 및 상기 바디의 타면에서 돌출되게 형성된 제2 돌출부를 포함하며, 상기 제1 돌출부의 단부는 상기 기판에 형성된 홈에 배치되는 센싱 장치에 의해 달성된다.
상기 과제는 상부 케이스와 하부 케이스를 포함하는 케이스; 상기 케이스의 내부에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측에 배치되는 로터; 상기 스테이터에 연동하여 회전하는 메인 기어; 상기 메인 기어에 연동하여 회전하는 서브 기어; 상기 서브 기어에 배치되는 마그넷; 및 상기 마그넷과 대응되도록 배치되는 센서를 포함하는 기판을 포함하고, 상기 서브 기어의 하단은 상기 하부 케이스에 접촉하고, 상기 서브 기어의 상단은 상기 기판에 접촉되게 배치되는 센싱 장치에 의해 달성된다.
실시예는 회전 가능하게 지지하는 지지구조를 통해 서브 기어의 회전을 안내함과 동시에 틸팅과 같은 서브 기어의 유동을 방지하여 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 사시도이고,
도 2는 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 단면도이고,
도 3은 실시예에 따른 센싱 장치의 하부 케이스를 나타내는 사시도이고,
도 4는 실시예에 따른 센싱 장치의 하부 케이스를 나타내는 평면도이고,
도 5는 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 사시도이고,
도 6은 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 저면사시도이고,
도 7은 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 정면도이고,
도 8은 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 평면도이고,
도 9는 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 저면도이고,
도 10은 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 단면도이고,
도 11은 실시예에 따른 센싱 장치의 서브 기어를 나타내는 단면도이고,
도 12는 실시예에 따른 센싱 장치의 기판을 나타내는 저면사시도이고,
도 13은 실시예에 따른 센싱 장치의 기판을 나타내는 저면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
실시예에 따른 센싱 장치는 조향축의 출력축(미도시)과 입력축(미도시) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 출력축은 제1 축이라 불릴 수 있고, 상기 입력축은 제2 축이라 불릴 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 실시예에 따른 센싱 장치를 나타내는 단면도이다. 여기서, 도 1 내지 도 2에 도시된 X 방향은 반경 방향을 의미할 수 있으며, Y 방향은 축 방향을 의미할 수 있다. 그리고, 상기 축 방향과 반경 방향은 서로 수직할 수 있다. 또한, 도 1 내지 도 2에 도시된 도면 부호 'C'는 로터(200), 스테이터(300), 및 메인 기어(500)의 회전 중심을 의미할 수 있다. 그리고, 도 1 및 도 2에 도시된 도면 부호 'C1'은 서브 기어(600)와 마그넷(700)의 회전 중심일 수 있다. 그리고, 상기 'C'과 'C1'은 축 방향을 기준으로 평행하게 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 센싱 장치는 상부 케이스(100A)와 하부 케이스(100B)를 포함하는 케이스(100), 상기 케이스(100)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 로터(200), 상기 로터(200)에 대응되게 배치되는 스테이터(300), 상기 스테이터(300)에 대응되게 배치되는 콜렉터(400), 상기 스테이터(300)에 연동하여 회전하는 메인 기어(500), 상기 메인 기어(500)에 연동하여 회전하는 서브 기어(600), 상기 서브 기어(600)에 배치되는 마그넷(700), 및 상기 마그넷(700)과 대응되도록 배치되는 센서(820)를 포함하는 기판(800)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 메인 기어(500)는 제1 기어라 불릴 수 있고, 상기 서브 기어(600)는 제2 기어라 불릴 수 있다. 그리고, 상기 센싱 장치는 두 개의 서브 기어(600)를 포함할 수 있다.
상기 센싱 장치는 서브 기어(600)를 회전 가능하게 지지하는 지지구조를 통해 조향 각도의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 지지구조는 상기 하부 케이스(100B)와 기판(800) 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 서브 기어(600)의 일측 단부가 배치되도록 상기 기판(800)에 형성된 홈을 통해 상기 서브 기어(600)의 회전에 따른 유동을 최소화함으로써, 상기 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 서브 기어(600)의 타측 단부가 배치되는 하부 케이스(100B)의 지지구조를 통해 상기 서브 기어(600)의 회전에 따른 유동을 최소화함으로써, 상기 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 센싱 장치는 상기 마그넷(700)의 배치 및 보호를 위해 홀더(900)를 더 포함할 수 있다.
상기 케이스(100)는 상기 센싱 장치의 외형을 형성할 수 있다.
상기 케이스(100)는 내부에 수용공간을 갖도록 상호 결합하는 상부 케이스(100A)와 하부 케이스(100B)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 수용공간에는 로터(200), 스테이터(300), 콜렉터(400) 등이 배치될 수 있다.
상기 입력축과 상기 로터(200)의 결합을 고려하여, 상기 상부 케이스(100A)에는 관통홀이 형성될 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 센싱 장치의 하부 케이스를 나타내는 사시도이고, 도 4는 실시예에 따른 센싱 장치의 하부 케이스를 나타내는 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 하부 케이스(100B)는 케이스 바디(110), 상기 케이스 바디(110)에 형성된 관통홀(120), 및 상기 케이스 바디(110)의 저면(111)에서 돌출되게 형성된 제1 가이드(130)와 제2 가이드(140)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 케이스 바디(110)는 하부 케이스 바디라 불릴 수 있다.
또한, 상기 하부 케이스(110B)는 상기 스테이터(300)와 접촉하는 마찰면(150)을 포함할 수 있다.
상기 케이스 바디(110)는 통 형상으로 형성될 수 있으며, 플라스틱과 같은 합성 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 입력축과 상기 스테이터(300)의 결합을 고려하여, 상기 케이스 바디(110)에는 상기 관통홀(120)은 형성될 수 있다. 이때, 상기 관통홀(120)은 상기 케이스 바디(110)를 축 방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
상기 제1 가이드(130)는 상기 서브 기어(600)의 회전을 안내할 수 있다.
상기 제1 가이드(130)는 파이프 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 서브 기어(600)의 내부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 가이드(130)의 중심은 상기 서브 기어(600)의 회전 중심(C1)과 동축 선상에 배치될 수 있다.
상기 제2 가이드(140)는 상기 서브 기어(600)의 회전을 안내할 수 있다.
상기 제2 가이드(140)는 파이프 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 서브 기어(600)의 외부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 가이드(140)의 중심은 상기 서브 기어(600)의 회전 중심(C1)과 동축 선상에 배치될 수 있다.
한편, 상기 제1 가이드(130)와 제2 가이드(140)는 상기 서브 기어(600)의 회전 중심(C1)을 기준으로 상호 이격되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 가이드(130)와 제2 가이드(140) 사이에는 홈(160)이 형성될 수 있으며, 상기 홈(160)에는 상기 서브 기어(600)의 하측 단부가 배치될 수 있다. 여기서, 상기 홈(160)은 케이스 홈이라 불릴 수 있다.
즉, 상기 제1 가이드(130)와 제2 가이드(140)는 상기 서브 기어(600)를 회전 가능하게 지지하는 지지구조를 구현하여, 상기 서브 기어(600)에 발생하는 틸팅 등의 유동을 방지 또는 최소화할 수 있다.
또한, 상기 제1 가이드(130)와 제2 가이드(140)는 저면(111)을 기준으로 서로 다른 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 상세하게, 상기 저면(111)을 기준으로 상기 제1 가이드(130)의 돌출 높이는 상기 제2 가이드(140)의 돌출 높이보다 클 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 가이드(130)와 제2 가이드(140)는 좀 더 안정적으로 상기 서브 기어(600)의 회전을 안내하면서도 상기 케이스(100)의 내부 공간 활용도를 향상시킬 수 있게 한다.
상기 마찰면(150)은 상기 스테이터(300)의 하부측 일 영역과 접촉할 수 있다.
또한, 상기 마찰면(150)은 상기 저면(111)을 기준으로 소정의 축 방향 높이에 형성될 수 있다.
또한, 상기 스테이터(300)의 회전시 마찰력을 최소화하기 위해, 상기 마찰면(150)에는 윤활부재가 도포될 수 있다.
상기 로터(200)는 스테이터(300)의 내측에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 로터(200)는 상기 조향축 중 입력축인 제2 축과 연결될 수 있다. 그리고, 상기 입력축은 차량의 핸들과 연결된 조향축일 수 있다. 여기서, 상기 내측이라 함은 반경 방향을 기준으로 중심(C)을 향하는 방향을 의미할 수 있고, 외측이라 함은 상기 내측에 반대되는 방향을 의미할 수 있다.
상기 로터(200)는 원통형의 제1 요크(210)와 제1 요크(210)에 배치되는 마그넷(220)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 요크(210)와 상기 마그넷(220)은 로터 홀더와 같은 구성을 매개로 결합할 수도 있다. 예컨대, 상기 로터 홀더는 레진과 같은 합성수지로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 로터 홀더는 인서트 사출 방식을 통해 상기 제1 요크(210)와 상기 마그넷(220)을 결합시킬 수 있다.
상기 제1 요크(210)는 상기 제2 축과 결합할 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 요크(210)는 제2 축의 회전에 연동하여 회전할 수 있다. 여기서, 상기 제1 요크(210)는 원통 형상 또는 관 형상으로 형성될 수 있으며, 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 마그넷(220)은 상기 제1 요크(210)의 외측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 마그넷(220)은 제1 요크(210)의 외주면에 접착 고정되거나 또는 압입 고정될 수 있다. 그리고, 상기 마그넷(220)은 로터 마그넷 또는 메인 마그넷이라 불릴 수 있다.
상기 스테이터(300)는 로터(200)의 외측에 회전 가능하게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 스테이터(300)는 출력축인 제1 축과 연결될 수 있다.
상기 스테이터(300)는 상기 출력축과 연결되는 제2 요크(310), 제2 요크(310)의 외주면 일측에 배치되는 스테이터 바디(320), 및 스테이터 바디(320)에 배치되는 한 쌍의 스테이터 투스(330)를 포함할 수 있다.
상기 제2 요크(310)는 조향축 중 출력축인 제1 축에 연결될 수 있다. 그에 따라, 상기 제2 요크(310)는 상기 제1 축의 회전에 연동하여 회전할 수 있다. 여기서, 상기 제2 요크(310)는 금속 재질로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 상기 제2 요크(310)는 상기 제1 축이 끼움 고정될 수 있도록 일정 이상의 강도를 갖는 다른 재질이 이용될 수도 있다.
상기 스테이터 바디(320)는 제2 요크(310)의 일측 단부에 배치될 수 있다. 예컨데, 상기 스테이터 바디(320)는 레진과 같은 합성수지를 이용한 인서트 사출 방식에 의해 제2 요크(310)의 일측 단부에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 스테이터 바디(320)의 내부에는 로터(200)의 마그넷(220)이 이격되어 배치될 수 있다.
그리고, 상기 스테이터 바디(320)는 상기 스테이터 투스(330)와의 결합을 위해 형성된 홀을 포함할 수 있다.
상기 스테이터 투스(330)는 스테이터 바디(320)에 결합하여 고정될 수 있다. 이때, 상기 스테이터 투스(330)는 상기 스테이터 바디(320)의 상부와 하부에 각각 배치되도록, 한 쌍으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 스테이터 투스(330)는 스테이터 링이라 불릴 수 있다.
또한, 상기 스테이터 투스(330)는 스테이터 바디(320)의 내주면을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 투스를 포함할 수 있으며, 상기 투스는 상기 마그넷(220)에 대응되게 배치될 수 있다. 예컨데, 상기 투스는 반경 방향을 기준으로 상기 마그넷(220)의 외측에 배치될 수 있다.
상기 콜렉터(400)는 기판(800)에 배치되는 토크 센서(미도시)가 상기 입력축과 상기 출력축의 비틀림에 따른 회전 차이에 의해 발생하는 자기력의 변화를 감지할 수 있게 한다. 여기서, 콜렉터(400)는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 상기 케이스(100)에 고정될 수 있다.
상기 콜렉터(400)는 스테이터(300)의 플럭스(flux)를 수집할 수 있도록 한 쌍의 스테이터 투스(230) 각각에 대응되게 두 개가 배치될 수 있다. 여기서, 상기 콜렉터(400)는 배치 위치에 의해 상부 콜렉터와 하부 콜렉터로 구분될 수 있다.
상기 메인 기어(500)는 상기 스테이터(300)의 회전에 연동하도록 배치될 수 있다. 예컨데, 상기 메인 기어(500)는 상기 스테이터(300)의 스테이터 바디(320)와 결합되어 상기 스테이터(300)의 회전에 연동하여 회전할 수 있다.
상기 메인 기어(500)는 링 형상으로 형성될 수 있으며, 외주면 상에 복수의 기어치가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 메인 기어(500)의 기어치는 상기 서브 기어(600)의 기어치와 치합할 수 있다.
상기 서브 기어(600)는 메인 기어(500)의 회전에 연동하여 회전할 수 있다. 예컨데, 상기 서브 기어(600)는 메인 기어(500)와 치합할 수 있다. 이때, 상기 서브 기어(600)는 메인 기어(500)와 다른 회전 중심(C1)을 갖도록 배치될 수 있다.
조향각의 측정 정밀도를 향상시키기 위해, 상기 센싱 장치는 두 개의 상기 서브 기어(600)를 구비할 수 있다. 여기서, 두 개의 상기 서브 기어(600) 모두 상기 메인 기어(500)와 치합할 수 있게 배치되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 하나의 상기 서브 기어(600)는 상기 메인 기어(500)와 다른 하나의 서브 기어(600)에 치합되게 배치될 수도 있다.
도 5는 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 사시도이고, 도 6은 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 저면사시도이고, 도 7은 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 정면도이고, 도 8은 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 평면도이고, 도 9는 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 저면도이고, 도 10은 실시예에 따른 센싱 장치의 마그넷이 배치된 서브 기어를 나타내는 단면도이고, 도 11은 실시예에 따른 센싱 장치의 서브 기어를 나타내는 단면도이다.
도 5 내지 도 11을 참조하면, 상기 서브 기어(600)의 내부에는 마그넷(700)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 홀더(900)는 상기 마그넷(700)의 상면을 제외한 나머지 영역을 감싸도록 배치될 수 있다.
상기 서브 기어(600)는 중앙에 홀(611) 형성된 바디(610), 상기 바디(610)의 일면인 상면에서 상기 기판(800)을 향해 돌출되게 형성된 제1 돌출부(620), 및 상기 바디(610)의 타면인 하면에서 상기 하부 케이스(100B)를 향해 돌출되게 형성된 제2 돌출부(630)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 서브 기어(600)는 내부에 배치되는 마그넷(700)이 결합된 홀더(900)를 지지하는 제1 지지부(640)와 제2 지지부(650)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 바디(610), 제1 돌출부(620), 제2 돌출부(630), 제1 지지부(640), 및 제2 지지부(650)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 바디(610)는 상기 메인 기어(500)의 기어치와 치합하도록 외주면에 형성된 기어치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 바디(610)의 내부에는 마그넷(700)이 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 서브 기어(600)의 회전에 연동하여 상기 마그넷(700) 또한 회전할 수 있다.
그리고, 상기 바디(610)는 상기 마그넷(700)의 상면이 노출되도록 축 방향으로 관통되게 형성된 홀(611)을 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 마그넷(700)은 상기 홀(611)을 통해 상기 센서(820)와 마주보게 배치될 수 있다.
이때, 상기 서브 기어(600)는 홀(611)과 제1 돌출부(620)를 통해 상기 마그넷(700)과 센서(820) 사이의 이격 간격(G)을 일정하게 유지함으로써, 상기 센싱 장치의 측정 정밀도를 일정하게 유지할 수 있게 한다. 상세하게, 상기 제1 돌출부(620)의 단부가 상기 홈(811)에 배치되더라도, 상기 센싱 장치는 상기 홀(611)을 통해 상기 이격 간격(G)을 확보할 수 있다. 여기서, 상기 이격 간격(G)은 갭이라 불릴 수 있다.
예컨데, 상기 서브 기어(600)는 상기 제1 돌출부(620)가 기판(800)에 접촉하고 상기 제2 돌출부(630)가 상기 하부 케이스(100B)에 접촉하기 때문에, 상기 서브 기어(600)가 회전하더라도 상기 마그넷(700)과 센서(820)는 상기 이격 간격(G)을 일정하게 유지할 수 있다. 그에 따라, 상기 센싱 장치는 측정 정밀도를 일정하게 유지할 수 있다.
상기 제1 돌출부(620)는 소정의 높이(H)를 갖도록 상기 바디(610)에서 축 방향으로 돌출되게 형성될 수 이다. 이때, 상기 제1 돌출부(620)의 상부측 단부는 상기 기판(800)에 형성된 홈(811) 내부에 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 서브 기어(600)의 회전은 상기 홈(811)에 의해 안내될 수 있다.
여기서, 상기 높이(H)는 상기 센서(820)의 축 방향 두께(T)보다 크게 형성되어 상기 이격 간격(G)을 형성되게 한다.
한편, 상기 홈(811)에는 윤활부재가 배치될 수 있으며, 상기 윤활부재로 인해 상기 제1 돌출부(620)의 내부 공간은 밀폐되어 내부 압력이 증가할 수 있다. 그리고, 상기 서브 기어(600)의 회전시 상기 내부 공간과 외부의 압력차에 의해 파열음 또는 손상이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 제1 돌출부(620)는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기로 제공되어 상기 문제를 해결할 수 있다. 상세하게, 상기 돌기의 사이에는 형성된 통로(621)를 이용하여 상기 압력차의 발생을 해소함으로써, 상기 문제를 해결할 수 있다.
상기 돌기는 소정의 원주 방향 폭(W1)을 갖도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 통로(621)는 소정의 원주 방향 폭(W2)을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 돌기의 원주 방향 폭(W1)은 상기 통로(621)의 원주 방향 폭(W2)보다 클 수 있다. 여기서, 상기 돌기의 원주 방향 폭(W1)은 제1 폭이라 불릴 수 있고, 상기 통로(621)의 원주 방향 폭(W2)은 제2 폭이라 불릴 수 있다.
한편, 복수 개의 상기 돌기는 회전 대칭되게 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 통로(621) 또한 회전 대칭되게 복수 개가 배치될 수 있다. 따라서, 상기 서브 기어(600)의 회전시 발생하는 압력차는 상기 통로(621)를 통해 일측에 치우지지 않고 균일하게 해소될 수 있다.
상기 제2 돌출부(630)는 파이프 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제2 돌출부(630)는 상기 하부 케이스(100B)의 저면(111)에 접촉될 수 있다. 이때, 상기 제2 돌출부(630)는 상기 제1 가이드(130)와 제2 가이드(140) 사이에 형성된 홈(160)에 배치될 수 있으며, 상기 제1 가이드(130)와 제2 가이드(140)에 의해 안내될 수 있다.
상기 제1 지지부(640)와 상기 제2 지지부(650)는 상기 마그넷(700)이 서브 기어(600)로부터 이탈되는 것을 방지한다. 상세하게, 상기 제1 지지부(640)와 상기 제2 지지부(650)는 상기 마그넷(700)이 결합된 홀더(900)의 상부와 하부를 지지하여 상기 마그넷(700)의 이탈을 방지할 수 있다.
이때, 상기 마그넷(700)이 결합된 홀더(900)는 인서트 사출 방식을 통해 상기 서브 기어(600)의 내부에 배치될 수 있기 때문에, 상기 상기 마그넷(700)이 결합된 홀더(900)는 축 방향을 기준으로 상기 제1 지지부(640)와 상기 제2 지지부(650) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 지지부(640)와 상기 제2 지지부(650)는 상기 바디(610)에서 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 반경 방향의 기준은 상기 서브 기어(600)의 회전 중심(C1)일 수 있다.
상기 마그넷(700)은 상기 서브 기어(600)의 내부에 배치될 수 있으며, 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 마그넷(700)은 인서트 사출 성형 방식을 통해 상기 서브 기어(600)와 결합될 수 있다. 그에 따라, 상기 마그넷(700)은 상기 서브 기어(600)와 회전 중심(C1)을 공유하고, 상기 서브 기어(600)의 회전에 연동하여 회전할 수 있다. 여기서, 상기 마그넷(700)은 앵글 마그넷 또는 서브 마그넷이라 불릴 수 있다.
또한, 상기 마그넷(700)은 상기 센서(820)와 마주보게 배치되는 상면을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 상면은 상기 센서(820)와 상기 이격 간격(G)을 갖도록 배치될 수 있다.
상기 기판(800)은 상기 서브 기어(600)의 상부에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 기판(800)은 상기 서브 기어(600)와 접촉하여 상기 서브 기어(600)를 지지할 수 있다. 이때, 상기 기판(800)은 상기 스테이터 바디(320)의 외측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 기판(800)은 인쇄회로기판일 수 있다.
도 12는 실시예에 따른 센싱 장치의 기판을 나타내는 저면사시도이고, 도 13은 실시예에 따른 센싱 장치의 기판을 나타내는 저면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 기판(800)은 기판 바디(810)와 상기 기판 바디(810)에 배치되는 센서(820)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판(800)은 상기 센서(820) 외에 토크를 감지할 수 있는 토크 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 센서(820) 및 토크 센서는 홀 소자(Hall IC)일 수 있다. 그리고, 상기 토크 센서는 상기 콜렉터(400)에 대응되게 상기 기판(800)에 배치될 수 있다.
상기 기판 바디(810)는 평판 형상으로 형성될 수 있으며, 하면에 오목하게 형성된 홈(811)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 홈(811)에는 상기 제1 돌출부(620)의 단부가 배치되기 때문에, 상기 홈(811)은 상기 제1 돌출부(620)의 회전을 안내할 수 있다.
또한, 상기 홈(811)은 소정의 깊이(D)를 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 이격 간격(G)을 고려하여, 상기 홈(811)의 깊이(D)와 상기 센서(820)의 축 방향 두께(T)의 합은 상기 제1 돌출부(620)의 높이(H)보다 작을 수 있다.
상기 센서(820)는 상기 마그넷(700)의 자계 변화를 센싱하도록 상기 마그넷(700)에 대응되게 배치될 수 있다. 예컨데, 상기 센서(820)의 일면은 상기 마그넷(700)의 상면과 마주보게 배치될 수 있다.
또한, 상기 센서(820)는 소정의 축 방향 두께(T)를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 기판(800)의 하면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 센서(820)는 마그넷(700)과 동일한 갯수로 상기 기판(800)에 배치될 수 있다.
한편, 상기 기판(800)에서 상기 홈이 삭제될 수도 있다. 그에 따라, 상기 서브 기어(600)의 제1 돌출부(620)는 상기 기판(800)의 하면에 접촉되게 배치되어 상기 서브 기어(600)의 유동을 방지 및 최소화할 수도 있다.
상기 홀더(900)는 상기 마그넷(700)을 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 센서(820)의 센싱을 고려하여, 상기 홀더(900)는 일측에 개구가 형성된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 홀더(900)의 내부에 상기 마그넷(700)이 배치될 수 있다.
또한, 상기 마그넷(700)은 본드와 같은 접착 부재에 의해 상기 홀더(900) 내부에 고정될 수 있다. 이때, 상기 홀더(900)의 내부에 상기 마그넷(700) 삽입시, 상기 접착 부재로 인해 상기 홀더(900)의 내부에 압력이 증가하여 상기 마그넷(700)이 상기 홀더(900) 내부에 안착하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 상기 홀더(900)에 홀(910)이 형성될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
<부호의 설명>
100: 케이스, 200: 로터, 300: 스테이터, 400: 콜렉터, 500: 메인 기어, 600: 서브 기어, 610: 바디, 611: 홀, 620: 제1 돌출부, 630: 제2 돌출부, 700: 마그넷, 800: 기판, 820: 센서, 900: 홀더

Claims (16)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 배치되는 로터;
    상기 로터에 대응되게 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터에 연동하여 회전하는 메인 기어;
    상기 메인 기어에 연동하여 회전하는 서브 기어;
    상기 서브 기어에 배치되는 마그넷; 및
    상기 마그넷과 마주보게 배치되는 센서를 포함하는 기판을 포함하고,
    상기 서브 기어는 외주면에 기어치가 형성된 바디, 상기 바디의 일면에서 상기 기판을 향해 돌출되게 형성된 제1 돌출부, 및 상기 바디의 타면에서 돌출되게 형성된 제2 돌출부를 포함하며,
    상기 제1 돌출부의 단부는 상기 기판에 형성된 홈에 배치되는 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 돌출부는 원주 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기로 제공되며,
    상기 돌기 사이에는 통로가 형성되는 센싱 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홈에는 윤활부재가 배치되는 센싱 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 통로는 상기 서브 기어의 중심을 기준으로 회전 대칭되게 배치되는 센싱 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 돌출부는 파이프 형상으로 형성되며,
    상기 바디는 상기 제2 돌출부의 내부와 연통되게 형성된 홀을 포함하는 센싱 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마그넷은 상기 홀을 통해 상기 센서와 마주보게 배치되는 센싱 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 케이스의 하부 케이스는 저면에서 돌출되게 형성된 제1 가이드와 제2 가이드를 포함하고,
    상기 제2 돌출부의 하부측 단부는 상호 이격되게 배치되는 상기 제1 가이드와 제2 가이드 사이에 배치되는 센싱 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 저면을 기준으로 상기 제1 가이드의 높이는 상기 제2 가이드의 높이보다 큰 센싱 장치
  9. 제6항에 있어서,
    상기 홈의 깊이(D)와 상기 센서의 축 방향 두께(T)의 합은 상기 제1 돌출부의 높이(H)보다 작은 센싱 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    일측에 개구가 형성된 통 형상의 홀더를 더 포함하고,
    상기 홀더의 내부에는 상기 마그넷이 배치되는 센싱 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 서브 기어는 상기 마그넷이 결합한 홀더를 지지하는 제1 지지부와 제2 지지부를 포함하고,
    상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는 축 방향으로 상호 이격되게 배치되는 센싱 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 마그넷은 접착 부재를 통해 상기 홀더에 고정되며,
    상기 홀더에는 홀이 형성되는 센싱 장치.
  13. 상부 케이스와 하부 케이스를 포함하는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터의 내측에 배치되는 로터;
    상기 스테이터에 연동하여 회전하는 메인 기어;
    상기 메인 기어에 연동하여 회전하는 서브 기어;
    상기 서브 기어에 배치되는 마그넷; 및
    상기 마그넷과 대응되도록 배치되는 센서를 포함하는 기판을 포함하고,
    상기 서브 기어의 하단은 상기 하부 케이스에 접촉하고,
    상기 서브 기어의 상단은 상기 기판에 접촉되게 배치되는 센싱 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 서브 기어는 외주면에 기어치가 형성된 바디, 상기 바디의 일면에서 상기 기판을 향해 돌출되게 형성된 제1 돌출부, 및 상기 바디의 타면에서 돌출되게 형성된 제2 돌출부를 포함하며,
    상기 제1 돌출부의 단부는 상기 기판에 접촉하는 센싱 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 서브 기어는 외주면에 기어치가 형성된 바디, 및 상기 바디의 일면에서 상기 기판을 향해 돌출되게 형성된 제1 돌출부를 포함하며,
    상기 제1 돌출부의 단부는 상기 기판에 접촉하고,
    상기 마그넷은 상기 바디에 형성된 홀을 통해 상기 센서와 마주보게 배치되는 센싱 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 홈의 깊이(D)와 상기 센서의 축 방향 두께(T)의 합은 상기 제1 돌출부의 높이(H)보다 작은 센싱 장치.
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