KR101888480B1 - 복합형 토오크센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 스티어링 시스템의 토오크량 검출수단과 함께 장착되는 바퀴의 조향각도 검출수단을 마련하여 전복 사고를 방지하기 위한 조향각도의 검출의 신뢰성을 향상시키도록 한 복합형 토오크센서에 관한 것이다.
본 발명은 조향핸들에 연결되는 입력축과 바퀴의 조향축에 연결되고 입력축과 결합되는 출력축을 내부에 배치한 하우징과; 상기 입력축 및 출력축의 토오크량을 검출하여 바퀴의 회전방향을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어지는 토오크량 검출수단; 및 상기 하우징과 토오크량 검출수단에 상호 결합되면서 바퀴의 회전각도를 제어하도록 조향각도 검출수단을 포함하여 이루어지는 복합형 토오크센서에 있어서, 상기 조향각도 검출수단은, 상기 출력축의 외주면에 형성되는 웜기어와; 상기 웜기어의 상부에 맞물려 회전하는 웜휠과; 상기 웜휠의 회전축을 선단에 결합시켜 지지하는 브래킷과; 상기 웜휠의 일측 선단에 고정되는 영구자석과; 상기 영구자석에 근접하도록 배치되면서 출력축의 회전량을 상기 검출부로 전달할 수 있도록 제2 PCB 기판에 전기적 회로로 연결되는 앵글센서와; 상기 출력축의 회전량을 각도 측정용 앵글센서에서 비례 출력하고 이 출력 신호를 상기 컨트롤러에 마련된 마이컴을 통해 변환 출력하여 바퀴의 회전각도를 취득하여 제어하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

복합형 토오크센서{Complex Type Torque Sensor}

본 발명은 차량의 복합형 토오크센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조향축의 토오크값을 얻는 스티어링 시스템의 토오크량 검출수단과 함께 장착되는 바퀴의 조향각도 검출수단을 마련하여 전복 사고를 방지할 수 있도록 한 복합형 토오크센서에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 조향장치는 핸들 조작의 편리함을 위하여 대부분 토오크센서를 이용하는 전자제어식 파워스티어링 시스템을 적용하고 있고, 이러한 전자제어식 파워스티어링 시스템은 운전자가 핸들을 회전시킬 경우에 핸들과 바퀴 사이에 발생하는 토오크량을 검출한 후, 그 편차만큼 조향장치로 바퀴를 회전시키는데 필요한 회전력을 제공함으로써, 적은 힘으로도 편리하게 핸들을 조작할 수 있도록 해주는 역할을 한다.

예를 들면, 차량의 조향장치는 핸들을 회전시켜 바퀴를 조향하도록 구성되는데, 바퀴와 노면 사이에는 바퀴의 하중에 상응하는 마찰력이 작용하고 있어 핸들과 바퀴 사이에 회전 편차가 발생하게 되고, 이를 감안하여 최근 대부분의 조향장치는 토오크센서를 이용해서 회전 편차를 측정하고, 측정된 편차만큼 출력축에 별도의 회전 동력을 제공하여 편차를 보상하도록 설계된다.

상기 조향장치의 토오크센서 중 하나로서, 본 출원인이 등록받은 국내 등록특허 제10-1359347호(2014.02.10. 공고) "절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토오크센서"가 제안되었다.

그리고 토오크센서를 이용한 전자제어식 파워스티어링 시스템은 조향장치의 제어가 매우 편리하게 이루어지나, 차량 중 특히 지게차의 경우 진행속도에 따른 바퀴의 조향각도를 제어하지 못하여 급회전시 전복되는 사고가 발생하므로 이를 방지하기 위한 제어장치들이 제안되었다.

예컨대 국내 공개특허 제10-1996-0041044호(1996.12.17. 공개) "전동 지게차의 진행 방향각 표시장치"는 전동 지게차의 스티어링 휠 축에 결합된 구동기어와, 상기한 구동기어의 동력을 전달해주는 동력 전달수단과, 전동 지게차 스티어링 휠의 회전각을 실제 조향 바퀴의 각도 변환 정도로 환산해줄 수 있도록 상기한 구동기어의 이(齒)의 수에 대하여 적절한 비율의 기어 잇수를 갖고서 상기한 동력 전달 수단에 의해 피동적으로 회전하는 피동 기어와 상기한 피동 기어 위에 피동 기어 축에 결합된 후진각 기어와, 상기한 후진각 기어의 상부에 피동앵커 축 상단에 부착되어 전동 지게차 후륜의 후진 방향각을 표시해주는 후진각 표시침과, 상기한 후진각 기어와 동일한 기어 잇수를 갖고서 맞물려 회전되고 회전 축 상단에는 전진 방향각을 표시해주는 전진각 표시침이 설치된 전진각 기어로 구성되었다. 상기 전동 지게차의 진행 방향각 표시장치는 스티어링 휠 축에 고정된 구동기어와 이 구동기어와 연동하는 피동기어의 작동으로 바퀴의 전진각도 및 후진각도를 운전자가 식별할 수 있도록 표시함으로써 안전하게 운전할 수 있으나, 상기 구동기어와 피동기어 그리고 동력 전달수단이 외부로 노출된 기계적 구조로서 설치 및 수리가 매우 복잡하고 외부의 물질적 충격이나 간섭 등으로 고장 및 손상될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 국내 등록특허 제10-0301210호(2001.10.27. 공고) "차륜의 위치 표시 장치"는 핸들축에 삽착된 구동기어와, 상기 구동기어에 치합하여 회동되는 연동기어를 구비하고, 이 연동기어의 회동각에 따라 변화되는 저항값을 아날로그적으로 출력하여 핸들의 회전량을 감지하는 포텐셔 미터를 구비하며, 차륜의 위치를 감지하여 차륜의 위치 데이터를 LED의 점등으로 출력하는 차륜의 위치 감지수단을 마련하여 이루어진 것이다. 상기 차륜의 위치 표시 장치는 운전자가 차륜의 위치 및 핸들의 회전각도를 LED의 점등을 통하여 시각적으로 확인을 할 수가 있고, LCD판넬에 표시되는 각종 차륜의 위치에 대한 문자 또는 기호의 메시지를 통하여 운전자는 손쉽게 차륜의 위치에 대한 정보를 얻게 되어 안전운전에 기여할 수 있는 효과는 있으나, 핸들축에 장착되는 구동기어와 이 구동기어와 맞물려 회전하는 연동기어 및 포텐셔 미터 역시 외부로 노출된 기계적 구조로서 설치 및 수리가 매우 복잡하고 외부의 물질적 충격이나 간섭 등으로 고장 및 손상될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 국내 등록특허 제10-0688453호(2007.03.02. 공고) "지게차의 조향각도 감지장치"는 차체에 고정되는 실린더 하우징과, 상기 실린더 하우징으로 도입되는 작동유에 의해 좌,우 왕복운동하며 바퀴를 조향하는 양쪽의 로드를 갖는 조향실린더를 구비하는 지게차에 있어서, 상기 로드와 함께 좌,우 왕복운동하도록 상기 로드의 양단을 상기 조향실린더의 바깥쪽으로 연결하는 지지대와; 상기 지지대의 어느 한 지점에 설치되는 자석과; 상기 지지대와 일정한 간극을 두고 상기 지지대와 동일한 방향으로 상기 실린더 하우징에 고정적으로 설치되는 지지보드와; 상기 지지보드에 상기 자석의 운동궤적을 따라 몰딩되며, 상기 자석의 이동에 따라 저항값이 변화되는 센서를 포함하여 이루어진 것이다. 상기 지게차의 조향각도 감지장치는 기계적인 마찰 접촉 없이도 조향각도를 감지할 수 있는 구성이지만 센서 및 다수의 리미트 스위치의 결합 구성이 복잡하고 역시 외부에 노출상태로 장착되는 구성이므로 외부의 물질적 충격이나 간섭 등으로 고장 및 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 국내 공개실용신안 제20-1999-003346호(1999.01.25. 공개) "지게차의 조향각 표시장치"는 후륜의 조향 각도를 검출하는 조향각 센서와, 상기 조향각 센서의 신호를 출력하는 조향각 센서신호 출력부와, 상기 조향각 센서신호 출력부의 신호로 후륜의 조향각을 판단하고 판단한 조향각에 따라 표시 구동신호를 출력하는 표시 구동부 및 상기 표시 구동부의 출력신호에 따라 후륜의 조향각을 표시하는 표시부로 구성되었다. 상기 지게차의 조향각 표시장치는 지게차의 후륜의 조향각을 검출하여 표시부에 표시함으로써 후륜의 조향각을 운전자가 정확하게 판단하여 안전 운전을 할 수 있으나. 이 또한 후륜의 조향각을 조절하는 실린더의 로드에 조향각 샌서를 장착하여 로드의 이동에 따른 가변 저항값의 변화를 검출하는 구성 역시 외부에 노출상태로 장착되는 구성이므로 외부의 물질적 충격이나 간섭 등으로 고장 및 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

국내 공개특허 제10-1996-0041044호(1996.12.17. 공개) 국내 등록특허 제10-0301210호(2001.10.27. 공고) 국내 등록특허 제10-0688453호(2007.03.02. 공고) 국내 공개실용신안 제20-1999-003346호(1999.01.25. 공개)

따라서, 본 발명은 종래 기술의 결함과 부족에 대해, 구조가 단순하고 합리적이며 간편하게 외부로 노출됨이 없이 조립되면서 관리가 편리하도록 기존의 스티어링 시스템의 토오크량 검출수단과 함께 장착되는 바퀴의 조향각도 검출수단을 마련하여 전복 사고를 방지하기 위한 조향각도의 검출의 신뢰성을 향상시키도록 한 복합형 토오크센서를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 복합형 토오크센서는 조향핸들에 연결되는 입력축과 바퀴의 조향축에 연결되고 입력축과 결합되는 출력축을 내부에 배치한 하우징과; 상기 입력축 및 출력축의 회전 토오크량을 검출하는 검출부와 이 검출부로부터 전달된 데이터를 통해 바퀴의 회전방향을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어지는 토오크량 검출수단 및 상기 하우징과 토오크량 검출수단에 상호 결합되면서 바퀴의 회전각도를 제어하도록 조향각도 검출수단을 포함하여 이루어지는 복합형 토오크센서에 있어서, 상기 조향각도 검출수단은, 상기 출력축의 외주면에 형성되는 웜기어와; 상기 웜기어의 상부에 맞물려 회전하는 웜휠과; 상기 웜휠의 회전축을 선단에 결합시켜 지지하는 브래킷과; 상기 웜휠의 일측 선단에 고정되는 영구자석과; 상기 영구자석에 근접하도록 배치되면서 출력축의 회전량을 상기 검출부로 전달할 수 있도록 제2 PCB 기판에 전기적 회로로 연결되는 앵글센서와; 상기 출력축의 회전량을 각도 측정용 앵글센서에서 비례 출력하고 이 출력 신호를 상기 컨트롤러에 마련된 마이컴을 통해 변환 출력하여 바퀴의 회전각도를 취득하여 제어하도록 이루어진 것을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명은 조향각도를 검출하기 위해 회전하는 웜휠이 웜기어에 백래시(backlash) 없이 밀착된 상태로 회전할 수 있도록 스프링이 브래킷을 탄성 지지할 수 있도록 배치하여 이루어진 것을 특징으로 것을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 복합형 토오크센서는 출력축에 형성된 웜기어와 이 웜기어와 맞물려 회전하는 웜휠 및 이 웜휠에 장착된 영구자석의 자기력 변화를 각도 측정용 앵글센서 및 검출부 그리고 컨트롤러에 마련된 마이컴을 통해 바퀴의 회전각도를 정밀하게 취득하는 조향각도 검출수단의 제어를 통해 미도시된 통상적인 디스플레이 표시창에 표시하고 경고음을 발생시키거나 핸들의 작동을 정지되도록 이루어지므로 전복 사고를 미연에 방지할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 조향각도 검출수단은 기존 조향장치인 토오크량 검출수단의 하우징과 출력축과 PCB 기판의 검출부 그리고 컨트롤부 구성들과 병합되어 이루어지므로 그 구조가 컴팩트하고 원가 절감이 가능하며 외부로 노출되지 않으므로 외부의 물질적 충격이나 간섭 등으로부터 안전하게 보호되므로 안전성과 수명을 보장할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 복합형 토오크센서를 일부 절결하여 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 복합형 토오크센서의 조향각도 검출수단을 나타낸 사시도.
도 3은 도 1의 'A-A선' 단면도.
도 4는 도 1의 'B-B선' 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 조향각도 검출수단의 조향각도를 검출하는 과정을 나타낸 블럭도.
도 6은 본 발명의 따른 토오크량 검출수단의 토오크량을 검출하는 과정을 나타내는 블럭도이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도시된 바와 같이 본 발명은 도 1 및 도 6에서와 같이 미도시된 조향핸들에 연결되는 입력축(10)과 미도시된 바퀴의 조향축에 연결되고 입력축(10)과 결합되는 출력축(13)을 내부에 배치한 하우징(1)과; 상기 입력축(10) 및 출력축(13)의 외주면을 따라 배열되는 N, S 극성을 갖는 제1 및 제2 다극링자석(2, 3)과, 이 제1 및 제2 다극링자석(2, 3)의 외측 상부에 배치되어 자기력을 수집하도록 PCB 기판(23)에 제1 및 제2 홀센서(4,4')를 전기적 회로로 연결하여 토오크량을 검출하는 검출부(14)와, 상기 제1 및 제2 홀센서(4,4')로부터 입력되는 자기력을 통해 위치 각도 차이값을 토오크 비례 전압으로 변환 출력하여 바퀴의 회전방향을 제어하는 컨트롤러(12)를 포함하는 토오크량 검출수단(100)인 기본 구성의 기술을 이용하게 된다.

상기 토오크량 검출수단(100)은 각각의 제1 및 제2 홀센서(4,4')를 이용하여 입력축(10)의 제1 다극링자석(2)과 출력축(13)의 제2 다극링자석(3) 간 N극 및 S극 자기력을 동시에 취득하여 얻어진 값을 연산하여 절대위상각을 얻어내고, 이 입력축(10)과 출력축(13)의 절대위상각의 차이를 연산하여 입력축(10)과 출력축(13)의 위상각 차이값을 통해 바퀴의 진행 방향을 조정할 수 있는 전압변환을 위한 토오크량을 정확하게 검출할 수 있는 것으로, 본 출원인이 국내에서 등록특허 제10-1359347호(2014.02.10. 공고) "절대위상각 검출을 이용한 조향장치의 토오크센서"의 기술이므로 더 상세한 구성 및 작동에 대하여는 생략하기로 한다.

즉, 본 발명의 핵심기술은 기존 조향장치의 하우징(1)과 상기 토오크량 검출수단(100)의 구성들과 상호 병합되어 바퀴의 회전각도를 제어할 수 있도록 조향각도 검출수단(200)을 더 포함하는 것으로, 상기 조향각도 검출수단(200)이 외부로 노출됨이 없이 컴팩트하게 구성되어 외적 물질적 충격이나 간섭을 받지 않도록 하고, 바퀴의 조향을 위한 회전방향 및 회전각도를 동시에 용이하고 정밀하게 검출할 수 있도록 하는 데 있다.

이를 위한 본 발명의 조향각도 검출수단(200)은 도 1 내지 도 4에서와 같이 조향을 위한 출력축(13)의 회전량을 앵글센서(5)를 통해 검출하고 이를 연산하여 바퀴의 조향각도 상태를 정밀하게 취득한 데이터를 통해 미도시된 디스플레이 표시창에 표시하고, 경고음을 발생시키거나 작동을 정지시키도록 이루어진다.

상기 조향각도 검출수단(200)은 출력축(13)의 회전량을 정밀하게 검출하기 위해 웜기어(6)와 웜휠(7)의 기어방식을 적용하게 되고, 앵글센서(5)를 통해 웜휠(7)의 회전량을 검출부(14)로 전달하고, 상기 검출부(14)의 데이터를 컨트롤러(12)로 전달하여 바퀴의 조향각도의 변위 상태를 검출하고 제어하도록 이루어진다.

이에, 상기 웜기어(6)는 출력축(13)의 외주면에 형성되며, 웜휠(7)은 상기 웜기어(6)의 상부에 얹혀져 맞물려 회전하도록 배치되고, 상기 웜휠(7)의 회전축(71)을 선단에 결합시켜 지지할 수 있도록 브래킷(8)을 마련하게 된다.

그리고 상기 웜휠(7)의 일측 선단에는 도 4에서와 같이 N극과 S극의 영구자석(72)을 장착하게 되고, 상기 영구자석(72) 자력의 변화를 취득할 수 있도록 근접 위치에 앵글센서(5)가 배치된다.

상기 앵글센서(5)는 출력축(13)의 회전량을 웜휠(7)의 일측에 장착된 영구자석(72)의 회전에 따른 자력의 변화를 취득할 수 있도록 제2 PCB 기판(23')에 전기적 회로로 연결되고, 상기 제2 PCB 기판(23')는 PCB 기판(23)에 전기적 회로로 연결되어 상기 앵글센서(5)가 취득한 신호를 검출부(14)로 전달할 수 있도록 이루어진다.

또한, 상기 출력축(13)의 회전량을 웜휠(7)의 일측에 장착된 영구자석(72)의 회전에 따른 자력의 변화를 취득한 각도 측정용 앵글센서(5) 및 검출부(14)를 통해 비례 출력하고 이 출력 신호를 상기 컨트롤러(12)에 마련된 마이컴(121)을 통해 변환 출력하여 바퀴의 회전각도를 정밀하게 취득하고 제어를 통해 미도시된 통상적인 디스플레이 표시창에 표시하고, 경고음을 발생시키거나 핸들의 작동을 정지되도록 이루어진다.

또한, 바퀴의 회전각도를 정밀하게 취득할 수 있도록 상기 브래킷(8)의 후단 양측에는 하우징(1)에 형성된 걸림홈(15)에 안착되어 회전중심이 되는 힌지(81)가 돌출 형성되고, 상기 브래킷(8)의 선단 상부에는 힌지(81)를 중심으로 회전하여 웜휠(7)이 웜기어(6)에 밀착되어 백래시(backlash)의 발생을 방지시키는 스프링(9)을 마련하여 이루어진다.

또한, 상기 웜기어(6)는 두줄 나사선으로 형성하여 웜휠(7)에 회전력을 높여 웜휠(7)의 원활한 회전을 돕도록 이루어지고, 웜기어(6)와 웜휠(7)은 차량(지게차)의 핸들 회전수에 적합하도록 6:1 회전 비율로 구성하여 웜휠(7)의 1회전(360도)에 따른 톱니파 1개가 비례하여 나오는 각도센서(5)의 0~5V의 신호를 컨트롤부(12)의 마이컴(121)을 통해 연산하여 바퀴의 회전각도를 정밀하게 검출하도록 이루어진다.

그리고 바퀴의 조향 및 회전각도를 검출하기 위한 초기의 0점 세팅은 도 1 및 도 5에서와 같이 출력축(13)의 외주면에 배열된 제2 다극링자석(3)에 빛 반사체(31)를 부착하고, 이 빛 반사체(31)로부터 반사된 빛을 감지하도록 PCB 기판(23)에 전기적으로 광센서(5')를 마련되며, 상기 광센서(5')로부터 송출되는 전압으로 컨트롤러(12)의 마이컴(121)을 통해 0점을 찾도록 이루어진다.

또한, 상기 마이컴(121)에는 1초 이상 누르면 출력축(13)의 회전각도 위치와 상관 없이 자동으로 2.5V(중심)로 세팅하도록 자동 셋팅스위치(122)를 마련할 수도 있다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 빛 반사체(31)와 광센서(5') 그리고 컨트롤러(12)의 마이컴(121)을 통해 0점을 세팅하거나, 자동 셋팅스위치(122)를 1초 이상 물러 출력축(13)의 회전각도 위치와 상관없이 자동으로 2.5V(중심)로 세팅하여 컨트롤러(12)의 마이컴(121)을 통해 0점을 자동 세팅한다.

상기 상태에서 핸들이 연결된 입력축(10)을 회전시키면 각각의 제1 및 제2 홀센서(4,4')가 입력축(10)의 제1 다극링자석(2)과 출력축(13)의 제2 다극링자석(3)의 이동에 따른 N극 및 S극 자기력을 동시에 취득하여 얻어진 값을 연산하여 절대위상각을 얻어내고, 이 입력축(10)과 출력축(13)의 절대위상각의 차이를 연산하여 입력축(10)과 출력축(13)의 위상각 차이값을 통해 바퀴의 조향방향이 설정되고 계속하여 입력축(10)을 회전시키면 소망하는 조향각도로 바퀴가 이동된다.

이때 차량(지게차)의 진행속도와 바퀴의 조향각도는 차량(지게차)의 안전한 방향 전환 또는 전복 사고로 이어질 수 있는 상관관계가 있으므로 조향각도 상태를 정밀하게 검출하고 제어하기 위한 조향각도 검출수단(200)이 작동하게 된다.

상기 조향각도 검출수단(200)의 작동은 도 3 및 도 4에서와 같이 출력축(13)의 회전과 동시에 원주면에 형성된 두줄 나사산으로 이루어진 웜기어(6)가 회전하면 맞물려있는 웜휠(7)를 원활하게 회전시킨다.

상기 웜휠(7)의 회전은 회전축(71)을 지지하고 있는 브래킷(8)의 도움으로 이루어지며, 상기 브래킷(8)은 후단 양측에 형성된 힌지(81)가 하우징(1)에 형성된 걸림홈(15)에 안착되어 회전중심 역할을 수행하면서 선단 상부에 배치된 스프링(9)의 탄성력을 웜휠(7)에 전달하고, 이 웜휠(7)은 웜기어(6)에 백래시의 발생 없이 밀착되어 회전되므로 안정적이고 정밀한 회전으로 이어진다.

또한, 상기 웜휠(7)의 회전은 일측에 장착된 영구자석(72)의 회전으로 이어지고, 이 영구자석(72)의 회전으로부터 발생하는 자기력 변화를 근접 위치에 배치된 앵글센서(5)가 취득하게 된다.

그리고 상기 앵글센서(5)는 도 4 및 도 5에서와 같이 취득한 데이터를 제2 PCB 기판(23')과 PCB 기판(23)에 전기적인 회로 연결을 통해 검출부(14)로 전달하게 되고, 검출부(14)에서는 다시 웜기어(6)와 웜휠(7)이 6:1 회전 비율로 작동하면서 웜휠(7)의 1회전(360도)에 따른 톱니파 1개가 비례하여 나오는 각도 측정용 앵글센서(5)의 0~5V의 신호를 컨트롤부(12)의 마이컴(121)으로 전달한 후 연산을 통해 바퀴의 회전각도를 정밀하게 검출하게 된다.

따라서, 출력축(13)의 회전으로 웜기어(6) 및 웜휠(7)를 작동시키고, 상기 웜휠(7)에 장착된 영구자석(72)의 자기력 변화를 각도 측정용 앵글센서(5) 및 검출부(14)에서 비례 출력하고, 이 출력 신호를 상기 컨트롤러(12)에 마련된 마이컴(121)을 통해 변환 출력하여 바퀴의 회전각도를 정밀하게 취득하고 제어를 통해 미도시된 통상적인 디스플레이 표시창에 표시하고, 경고음을 발생시키거나 핸들의 작동을 정지되도록 이루어지는 것이다.

그리고 조향각도 검출수단(200)은 기존 조향장치인 토오크량 검출수단(100)의 하우징(1)과 출력축(13)과 PCB 기판(23)의 검출부(14) 그리고 컨트롤부(12) 구성들과 병합되어 이루어지므로 그 구조가 컴팩트하고 원가 절감이 가능하며 외부로 노출되지 않으므로 외부의 물질적 충격이나 간섭 등으로부터 안전하게 보호되므로 안전성과 수명을 보장할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 상기 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에 한정하는 것은 아니다. 따라서 상기 실시 예를 적절히 변형 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있으므로 적절한 변경 및 수정과 균등물들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다.

1: 하우징 10 : 입력축
11 : 토션바 12 : 컨트롤러
13 : 출력축 14 : 검출부
15: 걸림홈 2 : 제1 다극링자석
23: PCB 기판 23': 제2 PCB 기판
3 : 제2 다극링자석 4 : 제1 홀센서
4' : 제2 홀센서 5: 앵글센서
6: 원기어 7: 웜휠
71: 회전축 72: 영구자석
8: 브래킷 81: 힌지
9: 스프링 100: 토오크량 검출수단
200: 조향각도 검출수단

Claims (3)

1. 조향핸들에 연결되는 입력축(10)과 바퀴의 조향축에 연결되고 입력축(10)과 결합되는 출력축(13)을 내부에 배치한 하우징(1)과;
   상기 입력축(10) 및 출력축(13)의 회전 토오크량을 검출하는 검출부(14)와 이 검출부(14)로부터 전달된 데이터를 통해 바퀴의 회전방향을 제어하는 컨트롤러(12)를 포함하여 이루어지는 토오크량 검출수단(100); 및,
   상기 하우징(1)과 토오크량 검출수단(100)에 상호 결합되면서 바퀴의 회전각도를 제어하도록 조향각도 검출수단(200)을 포함하여 이루어지는 복합형 토오크센서에 있어서,
   상기 조향각도 검출수단(200)은,
   상기 출력축(13)의 외주면에 형성되는 웜기어(6)와;
   상기 웜기어(6)의 상부에 맞물려 회전하는 웜휠(7)과;
   상기 웜휠(7)의 회전축(71)을 선단에 결합시켜 지지하는 브래킷(8)과;
   상기 웜휠(7)의 일측 선단에 고정되는 영구자석(72)과;
   상기 영구자석(72)에 근접하도록 배치되면서 출력축(13)의 회전량을 상기 검출부(14)로 전달할 수 있도록 제2 PCB 기판(23')에 전기적 회로로 연결되는 앵글센서(5); 를 포함하고,
   상기 브래킷(8)의 후단 양측에는 하우징(1)에 형성된 걸림홈(15)에 안착되어 회전중심이 되는 힌지(81)가 돌출 형성되고, 상기 브래킷(8)의 선단 상부에는 상기 힌지(81)를 중심으로 회전하여 웜휠(7)이 웜기어(6)에 밀착되어 백래시(backlash)의 발생을 방지시키는 스프링(9)이 배치되어 있으며,
   상기 출력축(13)의 회전량은 각도 측정용 앵글센서(5)에서 비례 출력하고 이 출력신호를 상기 컨트롤러(12)에 마련된 마이컴(121)을 통해 변환 출력하여 바퀴의 회전각도를 취득하여 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 복합형 토오크센서.
   
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3. 제1항에 있어서, 상기 웜기어(6)는 두줄 나사선으로 형성되고, 웜기어(6)와 웜휠(7)은 6:1 회전 비율로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합형 토오크센서.

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