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KR101506732B1 - 조향용 복합센싱장치 - Google Patents

조향용 복합센싱장치 Download PDF

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KR101506732B1
KR101506732B1 KR1020080080966A KR20080080966A KR101506732B1 KR 101506732 B1 KR101506732 B1 KR 101506732B1 KR 1020080080966 A KR1020080080966 A KR 1020080080966A KR 20080080966 A KR20080080966 A KR 20080080966A KR 101506732 B1 KR101506732 B1 KR 101506732B1
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steering
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김용철
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

조향용 복합센싱장치가 개시된다. 상기 조향용 복합센싱장치는 제 1 회로기판의 삽입돌기가 제 2 회로기판의 관통홀에 삽입되어 요철 결합되므로, 제 1 회로기판이 제 2 회로기판에 견고하게 결합된다. 그리고, 제 1 회로기판의 테두리부를 감싸서 지지하는 지지부재가 제 2 회로기판에 결합되므로, 제 1 회로기판이 제 2 회로기판에 더욱 견고하게 결합된다. 따라서, 제 1 회로기판이 제 2 회로기판으로부터 분리될 우려가 없고, 제 1 회로기판과 제 2 회로기판을 접속시키는 납땜부에 크랙이 발생할 우려가 없으므로, 제품의 신뢰성이 향상된다.

Description

조향용 복합센싱장치 {MANIFOLD SENSING APPARATUS FOR STEERING}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향용 복합센싱장치의 사시도.
도 2는 도 1의 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 제 1 회로기판과 제 2 회로기판의 확대 분해 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 하우징 130 : 스테이터
140,241,245 : 제 1,2,3 마그네트
210 : 케이스 220 : 메인기어
231,235 : 제 1,2 보조기어 310 : 마이컴
320 : 입력축 330 : 출력축
본 발명은 조향용 복합센싱장치에 관한 것이다.
차량용 파워 스티어링 시스템은 주행중인 차량의 진행방향을 전환하기 위하여 조향륜의 방향을 전환시키는 장치이다. 주행중인 차량의 조향 정도는 차량을 제어하기 위한 데이터로 활용되므로, 조향토크 및 조향각을 센싱하여 차량의 조향 정 도를 검출한다. 조향용 복합센싱장치란 차량 등의 조향토크 및 조향각을 센싱하는 장치를 말한다.
종래의 조향용 복합센싱장치의 조향토크 센싱장치 및 조향각 센싱장치는 마그네트의 회전에 따른 자속의 변화를 감지하는 센서가 각각 설치된 제 1 및 제 2 회로기판(PCB : Printed Circuit Board)을 가진다.
상기와 같은 종래의 조향용 복합센싱장치는 조향토크를 감지하는 센서가 설치된 상기 제 1 회로기판을 조향각을 감지하는 센서가 설치된 상기 제 2 회로기판에 수직으로 세워서 납땜하여 패턴을 연결한다.
그런데, 상기 제 1 회로기판과 상기 제 2 회로기판의 결합 구조상 결합력이 약하여, 진동이나 충격 등에 의해 상기 제 1 회로기판이 상기 제 2 회로기판으로부터 분리될 우려가 있다. 또한, 진동이나 충격 등에 의해 상기 제 1 회로기판과 상기 제 2 회로기판이 유동하면, 상기 제 1 회로기판과 상기 제 2 회로기판을 접속 결합시키는 납땜부에 크랙이 발생하여 단락이 발생될 우려가 있다. 이로인해, 제품의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 조향용 복합센싱장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조향용 복합센싱장치는,
조향용 복합센싱장치에 있어서,
조향토크를 감지하는 센서가 설치된 제 1 회로기판(Printed Circuit Board); 상기 제 1 회로기판에 수직하게 결합되며 조향각을 감지하는 센서가 설치된 제 2 회로기판을 포함하고,
상기 제 1 회로기판 및 상기 제 2 회로기판에는 삽입돌기 및 관통홀(Through Hole)이 각각 형성되어 상호 요철 결합된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 조향용 복합센싱장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향용 복합센싱장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 조향용 복합센싱장치는 조향토크 센싱장치(100)와 조향각 센싱장치(200)를 가진다.
조향토크 센싱장치(100)는 상호 결합되어 내부에 소정 공간을 형성하는 브라켓(111)과 커버(115)를 가지는 원통형의 하우징(110)이 마련된다. 이때, 하우징(110)의 수직방향을 기준으로 브라켓(111)은 하측에 위치되고, 커버(115)는 상측에 위치된다. 브라켓(111) 및 커버(115)의 중앙부측에는 상호 대응되게 제 1 및 제 2 관통공(112,116)이 각각 형성된다.
이하, 구성요소들의 면을 지칭함에 있어서, 하우징(110)의 수직방향에 대하여, 상측을 향하는 면 및 방향을 "상면 및 상측"이라 하고, 하측을 향하는 면 및 방향을 "하면 및 하측"이라 한다.
하우징(110)의 내부에는 원통형상의 스테이터홀더(120)가 설치되고, 스테이터홀더(120)의 상단면(上端面) 및 하단면(下端面)에는 스테이터(130)가 각각 결합된다.
스테이터(130)의 내측에는 복수의 극을 갖는 링형상의 제 1 마그네트(140)가 배치되어, 외주면이 스테이터(130)의 치(133)와 소정 간격을 가지면서 대향한다.
1 마그네트(140)는 내주면이 원통형상의 마그네트홀더(150)의 외주면이 결합되고, 마그네트홀더(150)의 내주면에는 커버(115)의 제 2 관통공(112)을 관통한 조향축측인 입력축(320)이 결합된다.
스테이터홀더(120)의 하부측에 돌출 형성된 결합관(123)은 브라켓(111)의 제 1 관통공(112)을 통과하여 하우징(110)의 하측으로 노출되며, 내주면에 조향바퀴측인 출력측(330)이 연결된다. 입력축(320)과 출력축(330)은 토션바(미도시)를 매체로 연결된다.
그리하여, 조향 핸들에 외력을 가하여 회전시키면 입력축(320)이 회전되고, 입력축(320)과 동일하게 마그네트홀더(150) 및 제 1 마그네트(140)도 회전한다. 그리고, 출력축(330)은 상기 토션바를 통하여 입력축(320)의 회전력을 전달받아 회전하고, 스테이터홀더(120) 및 스테이터(130)는 출력축(330)과 동일하게 회전한다.
그런데, 출력축(330)은 도로와 접촉된 상기 조향바퀴측과 연결되어 있으므로, 도로와 상기 조향바퀴와의 마찰저항에 의하여 상기 토션바에는 토크가 발생한다. 상기 토션바의 토크에 의하여 제 1 마그네트(140)와 스테이터(130)의 회전각도는 상이하고, 제 1 마그네트(140)의 회전각도와 스테이터(130)의 회전각도 차이에 따라 제 1 마그네트(140)와 스테이터(130) 사이에 야기되는 자기장은 다르다.
제 1 마그네트(140)와 스테이터(130) 사이에 발생된 자기장은 제 1 회로기판(160)에 설치된 제 1 센서(165)에 의하여 감지된다. 그리하여, 제 1 센서(165)가 감지한 자기장의 세기를 후술할 조향각 센싱장치(200)의 케이스(210)측에 설치된 마이컴(310)이 수신하여, 수신한 값과 설정된 기준 값을 비교하여 토크를 측정하고, 측정된 토크에 따라 차량의 조향에 필요한 보조 조작력을 결정하여 모터 등을 구동시킨다.
조향각 센싱장치(200)는 상면이 개방되어 브라켓(111)의 하면에 결합된 케이스(210)를 가진다. 케이스(210)의 하면에는 제 3 관통공(213)이 형성되는데, 제 3 관통공(213)을 관통하여 출력축(330)이 결합관(123)의 내주면에 결합된다.
결합관(123)의 외주면에는 메인기어(220)가 결합되어 스테이터홀더(120)와 함께 회전한다. 메인기어(220)에는 제 1 보조기어(231)가 맞물려 연동하며, 제 1 보조기어(231)에는 제 1 보조기어(231)와 다른 기어비를 가지는 제 2 보조기어(235)가 맞물려 연동된다. 제 1 및 제 2 보조기어(231,235)는 브라켓(111)의 하면에 결합되어 지지된다.
제 1 및 제 2 보조기어(231,235)의 중앙부측에는 제 2 및 제 3 마그네트(241,245)가 각각 결합되어, 제 1 및 제 2 보조기어(231,235)와 각각 동일하게 회전한다.
그리고, 케이스(210)의 하면에는 제 2 회로기판(250)이 설치되고, 제 2 회로기판(250)에는 제 2 및 제 3 마그네트(241,245)와 대향되게 제 2 및 제 3 센 서(255a,255b)가 설치된다. 제 2 및 제 3 센서(255a,255b)는 제 2 및 제 3 마그네트(241,245)의 회전각도를 센싱하여, 제 2 회로기판(250)에 설치된 마이컴(310)으로 송신한다.
도 2의 미설명 부호 170은 스테이터(130)의 자기장을 집중하는 컬렉터(Collector)이다. 컬렉터(170)는 커버(115)측에도 설치되어 스테이터(130)의 자기장을 집중한다.
제 1 회로기판(160)은 테두리부측이 제 2 회로기판(250)에 접속 설치되어 제 2 회로기판(250)과 수직을 이룬다. 그런데, 제 1 회로기판(160)이 제 2 회로기판(250)에 견고하게 결합되지 못하면, 제 1 회로기판(160)과 제 2 회로기판(250)이 분리되거나 접속불량이 발생할 수 있다.
본 실시예에 따른 조향용 복합센싱장치는 제 1 회로기판(160)을 제 2 회로기판(250)에 견고하게 설치할 수 있도록 형성되는데, 이를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 제 1 회로기판과 제 2 회로기판의 확대 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 제 1 회로기판(160)의 테두리부 일측면 및 제 2 회로기판(250)에는 상호 대응되게 형성되어 상호 삽입 결합되는 복수의 삽입돌기(161) 및 복수의 관통홀(Through Hole)(251)이 각각 형성된다. 즉, 삽입돌기(161)와 관통홀(251)은 상호 요철 형태로 삽입 결합되므로, 제 1 회로기판(160)이 제 2 회로기판(250)에 견고하게 결합되는 것이다.
제 1 회로기판(160)과 제 2 회로기판(250)은 상호 전기적으로 접속되어야 하 므로, 삽입돌기(161)의 외면 및 관통홀(251)의 내주면에는 동박이 형성된다. 그리고, 제 1 회로기판(160)과 제 2 회로기판(250)은 안정된 접속을 위하여, 삽입돌기(161)를 관통홀(251)에 삽입한 후, 납땜한다. 즉, 삽입돌기(161)의 외면에 형성된 동박과 관통홀(251)의 내주면에 형성된 동박은 납땜 접속된다.
관통홀(251)이 형성된 제 2 회로기판(250)의 하면에는 관통홀(251)에 삽입된 삽입돌기(161)의 단부가 접촉 지지되는 패드(미도시)가 결합될 수도 있다. 상기 패드는 삽입돌기(161)의 단부가 제 2 회로기판(250)의 외측으로 노출되는 것을 방지한다.
제 1 회로기판(160)과 제 2 회로기판(250)의 더욱 견고한 결합을 위하여 제 2 회로기판(250)에는 제 1 회로기판(160)의 테두리부를 감싸서 지지하는 지지부재(180)가 설치된다.
지지부재(180)는 제 1 회로기판(160)의 외형과 대응되는 일측이 개방된 프레임 형상으로 형성되어, 제 2 회로기판(250)과 접촉하지 않으면서 외부로 노출된 제 1 회로기판(160)의 테두리부를 감싼다.
이때, 프레임(180)의 내면에는 제 1 회로기판(160)의 테두리부측이 삽입되는 삽입로(182)가 형성된다. 그리고, 지지부재(180)의 양단부측은 제 2 회로기판(250)에 삽입 결합되는데, 제 2 회로기판(250)에는 지지부재(180)에 양단부측이 삽입되는 결합공(253)이 형성된다. 따라서, 제 1 회로기판(160)은 지지부재(180)에 의하여 더욱 견고하게 제 2 회로기판(250)에 결합되는 것이다.
결합공(253)에 삽입된 지지부재(180)의 양단부측은 제 2 회로기판(250)에 납 땜 결합될 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 조향용 복합센싱장치는 제 1 회로기판의 삽입돌기가 제 2 회로기판의 관통홀에 삽입되어 요철 결합되므로, 제 1 회로기판이 제 2 회로기판에 견고하게 결합된다. 그리고, 제 1 회로기판의 테두리부를 감싸서 지지하는 지지부재가 제 2 회로기판에 결합되므로, 제 1 회로기판이 제 2 회로기판에 더욱 견고하게 결합된다. 따라서, 제 1 회로기판이 제 2 회로기판으로부터 분리될 우려가 없고, 제 1 회로기판과 제 2 회로기판을 접속시키는 납땜부에 크랙이 발생할 우려가 없으므로, 제품의 신뢰성이 향상된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (7)

  1. 조향용 복합센싱장치에 있어서,
    조향토크를 감지하는 센서가 설치된 제 1 회로기판(Printed Circuit Board);
    상기 제 1 회로기판에 수직하게 결합되며 조향각을 감지하는 센서가 설치된 제 2 회로기판을 포함하고,
    상기 제 1 회로기판 및 상기 제 2 회로기판에는 삽입돌기 및 관통홀(Through Hole)이 각각 형성되어 상호 요철 결합된 조향용 복합센싱장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입돌기의 외면 및 상기 관통홀의 내주면에는 동박이 형성되며,
    상기 삽입돌기는 상기 관통홀에 삽입되어 납땜된 조향용 복합센싱장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 회로기판에는 상기 제 1 회로기판의 테두리부를 감싸서 지지하는 지지부재가 결합된 조향용 복합센싱장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지부재는 일측이 개방된 프레임 형상으로 형성되어 외부로 노출된 상기 제 1 회로기판의 테두리부를 감싸고,
    상기 지지부재의 양단부측은 상기 제 2 회로기판에 형성된 결합공에 삽입 결합된 조향용 복합센싱장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프레임의 내면에는 상기 제 1 회로기판의 테두리부측이 삽입되는 삽입로가 형성된 조향용 복합센싱장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 결합공에 삽입된 상기 지지부재의 단부측은 상기 제 2 회로기판에 납땜된 조향용 복합센싱장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 관통홀이 형성된 상기 제 2 회로기판에는 상기 삽입돌기의 단부가 접촉 지지되는 패드가 결합된 조향용 복합센싱장치.
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