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WO2019022325A1 - 토크 센서 - Google Patents

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Info

Publication number
WO2019022325A1
WO2019022325A1 PCT/KR2018/000538 KR2018000538W WO2019022325A1 WO 2019022325 A1 WO2019022325 A1 WO 2019022325A1 KR 2018000538 W KR2018000538 W KR 2018000538W WO 2019022325 A1 WO2019022325 A1 WO 2019022325A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
disposed
collector
stator
housing
flange portion
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/000538
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이수형
우명철
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020170093349A external-priority patent/KR102355648B1/ko
Priority claimed from KR1020170115189A external-priority patent/KR102452164B1/ko
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to EP18839179.1A priority Critical patent/EP3660479A4/en
Priority to CN201880049515.7A priority patent/CN110998270B/zh
Priority to US16/630,788 priority patent/US11958555B2/en
Priority to JP2020502138A priority patent/JP7026201B2/ja
Publication of WO2019022325A1 publication Critical patent/WO2019022325A1/ko

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/104—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving permanent magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/148—Details about the circuit board integration, e.g. integrated with the diaphragm surface or encapsulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

Definitions

  • An embodiment relates to a torque sensor.
  • An electronic power steering system (hereinafter referred to as EPS) drives a motor in an electronic control unit according to operating conditions to ensure swing stability and provide quick restoring force, .
  • the EPS includes a torque sensor that measures the torque of the steering shaft to provide an appropriate torque.
  • the steering shaft may include an input shaft connected to the handle, an output shaft connected to the power transmission structure on the wheel side, and a torsion bar connecting the input shaft and the output shaft.
  • the torque sensor measures the degree of torsion of the torsion bar and measures the torque applied to the steering shaft.
  • a torque sensor may include a rotor, a stator, and a collector.
  • the collector measures the magnetization of the stator.
  • the collector is made of a thin metal material. And the collector is fixed to the housing. The collector is fixed to the housing by operations such as heat fusion or ultrasonic fusion. At this time, the collector may be deformed in the process of fixing the collector to the housing. When deformation occurs in the collector, there is a problem that the performance of measuring the magnetization of the collector is greatly deteriorated.
  • the mounting position of the collector corresponding to the sensor is a very important factor that determines the measurement performance of the collector.
  • the collector must be correctly positioned at the mounting location and should not move after placement.
  • a fixing method such as heat fusion or ultrasonic fusion
  • such a fixing method can cause a problem that the process is difficult to manage and defects are caused in the fused portion, causing the collector to move.
  • the torque sensor is separated from the main gear, and a separate middle case must be provided to maintain the engagement between the main gear and the sub gear.
  • the embodiment provides a torque sensor capable of firmly fixing the collector to an accurate position without causing deformation of the collector in the process of fixing the collector to the housing.
  • the embodiment provides a torque sensor in which a main gear meshing with a sub gear is integrated with a stator.
  • a motor control apparatus including a housing, a rotor disposed inside the housing, a stator disposed outside the rotor, a circuit board disposed in the housing, a hall sensor disposed in the circuit board, A collector disposed adjacent to the sensor, the collector including a body portion and an extension extending from the body portion, the body portion being spaced apart from the housing, the extension portion including a torque sensor in direct contact with the housing, Lt; / RTI >
  • the housing includes a fixing portion for fixing an extension portion of the collector, and the extension portion may be surrounded by the fixing portion and include a through hole.
  • the collector includes a bending portion facing the hall sensor, and a part of the extension of the collector may be farthest from the bending portion.
  • the collector includes a bending portion facing the hall sensor, and the body portion includes a curved portion, and the extending portion is formed with a curved portion extending from the center of the curved portion and a reference line passing through the center of rotation of the rotor, May be disposed closer to the stator and further away from the reference line than the bend.
  • the bottom surface of the housing includes a first surface and a second surface, the second surface is disposed lower than the first surface, and the second surface may include a groove portion in which the collector is disposed .
  • the fixing portion may protrude from the second surface.
  • the thickness of the collector may be smaller than the height from the second surface to the top of the fixing portion.
  • the housing includes a support block, and the support block protrudes from the first surface, and may be disposed around the groove.
  • the collector includes a bending portion facing the hall sensor, and the body portion further includes a leg portion, the leg portion is bent at an outer edge of the body portion, and the bending portion is bent outward from the leg portion And the upper leg portion and the bent portion can be disposed apart from the support block.
  • the extending portion includes a latching portion, and the latching portion may be bent at an end of the extending portion.
  • a stator comprising a rotor including a magnet and a stator disposed outside the rotor, the stator including a cylindrical base, a holder coupled to the outside of the base, wherein the holder includes a body and a flange portion protruding along a circumferential direction of the body, a gear tooth is formed on an outer circumferential surface of the flange portion, and the flange portion is inserted into the flange portion in an axial direction And a second hole for receiving the first hole.
  • the first statoring may include a ring-shaped first body; A first tooth extending axially in an inner peripheral surface of the first body; And a first protrusion extending axially from an outer circumferential surface of the first body, wherein the first protrusion can penetrate the first hole.
  • the second statoring may include a ring-shaped second body; A second tooth extending axially in an inner peripheral surface of the second body; And a second protrusion extending axially from an outer circumferential surface of the second body, the length of the second protrusion being different from the length of the first protrusion.
  • the first protrusions and the second protrusions may be provided with at least two projections spaced apart from each other.
  • a stator comprising a rotor including a magnet and a stator disposed outside the rotor, the stator including a cylindrical base, a holder coupled to the outside of the base, wherein the holder includes a body and a flange portion protruding along the circumferential direction of the body, a gear tooth is formed on an outer circumferential surface of the flange portion, and the flange portion is formed on an upper side of the body And a torque sensor disposed at a predetermined distance from each of the corner and the lower side edge.
  • the length of the first leg of the first collector disposed adjacent to the first statoring may be different from the length of the second leg of the second collector disposed adjacent to the second statoring.
  • the first torque sensor is disposed opposite to the first leg of the first collector, and the second torque sensor is disposed opposite the first collector of the second collector, 2 < / RTI > legs.
  • first flange portions spaced apart from each other and disposed on an upper portion and a lower portion of the main body, wherein the flange portion has a lower side edge of the first flange portion disposed at a lower portion of the main body, And can be disposed at a predetermined distance from each of the upper side edges of the first flange portion to be disposed.
  • the lower surface of the flange portion is located at a predetermined height H4 at a lower side edge of the first flange portion and the height H4 is a height of the main body with respect to a lower side edge of the first flange portion H), it can be placed at a position of 1/2 to 2/3.
  • an advantageous effect of simplifying the assembling process of the collector and the housing is provided.
  • the main gear which meshes with the sub gear can be integrated with the holder of the stator to realize miniaturization. That is, since the main gear is integrally formed with the holder, the torque sensor can be easily manufactured and the conventional middle case can be omitted, thereby making it possible to downsize the torque sensor.
  • main gear integrally with the holder of the stator, it is possible to prevent a clearance generated between the main gear and the stator, which is conventionally engaged with the rotation of the stator.
  • the main gear is integrally formed with the holder, the rotational force of the holder is transmitted to the main gear as it is, thereby improving the sensing ability.
  • the assembling process of the torque sensor can be simplified.
  • FIG. 1 is a view showing a torque sensor according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a view showing the collector shown in FIG. 1,
  • Fig. 3 is a plan view of the collector shown in Fig. 2,
  • Fig. 4 is a view showing the housing shown in Fig. 1,
  • FIG. 5 is a side sectional view of a collector and a housing with reference to a groove portion of a housing disposed in the torque sensor according to the first embodiment
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an extension of a collector coupled with a fixed portion of a housing disposed in the torque sensor according to the first embodiment
  • FIG. 7 is a view showing a collector disposed apart from a housing disposed in the torque sensor according to the first embodiment
  • FIG. 9 is a side view of the rotor of the torque sensor according to the second embodiment, the stator according to the first embodiment, the sub gear, the collector and the circuit board,
  • FIG. 10 is a perspective view showing a stator according to a first embodiment of the torque sensor according to the second embodiment
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing the stator according to the first embodiment of the torque sensor according to the second embodiment
  • FIG. 12 is a side view showing the stator according to the first embodiment of the torque sensor according to the second embodiment
  • FIG. 13 is a perspective view showing a stator according to a second embodiment of the torque sensor according to the second embodiment
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing a stator according to a second embodiment of the torque sensor according to the second embodiment
  • FIG. 15 is a side view showing a stator according to a second embodiment of the torque sensor according to the second embodiment
  • 16 is a side view of the rotor of the torque sensor according to the second embodiment, the stator according to the second embodiment, the sub gear, the collector and the circuit board.
  • the terms including ordinal, such as second, first, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component.
  • / or < / RTI &gt includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • the upper or lower (lower) (on or under) all include that the two components are in direct contact with each other or that one or more other components are indirectly formed between the two components. Also, when expressed as 'on or under', it may include not only an upward direction but also a downward direction based on one component.
  • FIG. 1 is a view showing a torque sensor according to a first embodiment.
  • the torque sensor 1 includes a housing 1100, a rotor 1200, a stator 1300, a circuit board 1400, a hall sensor (Hall IC) (1500), and a collector (1600).
  • the housing 1100 may be composed of an upper part and a lower part which are mutually coupled.
  • a hole 1110 is disposed in the center of the housing 1100.
  • a stator 1300 is located inside the hole 1110.
  • a circuit board 1400 and a collector 1600 may be disposed in the housing 1100.
  • the rotor 1200 is disposed inside the stator 1300.
  • the rotor 1200 is connected to the input shaft of the steering shaft, wherein the input shaft can be a steering shaft connected to the steering wheel of the differential.
  • the rotor 1200 may include a cylindrical yoke 1210 and a magnet 1220 disposed on the yoke 1210. An input shaft is inserted into the yoke 1210.
  • the magnet 1220 may be disposed outside the yoke 1210.
  • the magnet 1220 can be adhesively fixed or press-fitted to the outer circumferential surface of the yoke 1210.
  • the stator 1300 is disposed outside the rotor 1200.
  • the stator 1300 may include an annular stator tooth 1310, a mold member 1320, and a holder 1330.
  • the pair of stator teeth 1310 may be disposed in a pair facing each other.
  • the two stator teeth 1310 can be fixed to the upper side and the lower side of the mold member 1320, respectively.
  • the holder 1330 is coupled to the mold member 1320.
  • the holder 1330 can be connected to the output shaft of the steering shaft.
  • the output shaft may be a steering shaft connected to the power transmission structure on the wheel side.
  • the stator 1300 is connected to the output shaft and rotates together with the output shaft.
  • the circuit board 1400 may be fixed to the housing 1100.
  • a connector may be disposed on the circuit board 1400 and the connector is connected to an electronic control unit (ECU).
  • ECU electronice control unit
  • the hall sensor 1500 is mounted on the circuit board 1400.
  • the Hall sensor 1500 detects the magnetization amount of the stator 1300 generated by the electrical interaction between the magnet 1220 of the rotor 1200 and the stator 1300.
  • the collector 1600 collects the flux of the stator 1300.
  • the collector 1600 may include an upper collector 1600A and a lower collector 1600B.
  • the upper collector 1600A and the lower collector 1600B may be disposed apart from each other with respect to the axial direction of the rotor 1200.
  • the Hall sensor 1500 is disposed between the upper collector 1600A and the lower collector 1600B with respect to the axial direction of the rotor 1200.
  • Fig. 2 is a view showing the collector shown in Fig.
  • the collector 1600 may include a body portion 1610, an extension portion 1620, and a bent portion 1630.
  • the body portion 1610 is a member for collecting the flux of the stator 1300 disposed adjacent to the stator 1300.
  • the extension 1620 is a member for fixing the collector 1600 to the housing 1100.
  • the body portion 1610 is spaced apart from the housing 1100 and the extension portion 1620 is disposed in direct contact with the housing 1100. Specifically, the body portion 1610 may be inserted and integrated with the housing 1100 in a state where the body portion 1610 is spaced apart from the housing 1100.
  • the collector 1600 is a plate-shaped member having a constant thickness, and may be a member made of metal.
  • the body portion 1610, the extension portion 1620, and the bent portion 1630 may be separately described according to their shape and functional characteristics, and may be connected to each other.
  • the inner edge of the body portion 1610 may include a curved portion 1611.
  • " inside " refers to the direction toward the stator 1300 when the collector 1600 is disposed, and " outside " refers to the direction opposite to the direction toward the stator 1300.
  • the curved portion 1611 is disposed along the periphery of the stator 1300 when the collector 1600 is fixed to the housing 1100.
  • the leg portion 1612 extends at the outer edge of the body portion 1610. [ The leg portion 1612 is bent at an outer edge of the body portion 1610 in the axial direction of the rotor 1200 and has a constant height. Two leg portions 1612 may be disposed. The bent portion 1630 is connected to the leg portion 1612. The bent portion 1630 may be bent outward from the upper end of the leg portion 1612. The bent portion 1630 is arranged to face the hall sensor 1500. [ The width of the leg portion 1612 may be increased so as to be directed toward the outer edge of the body portion 1610 in the bent portion 1630. [
  • FIG. 3 is a plan view of the collector shown in Fig.
  • the curved surface portion 1611 of the body portion 1610 is formed such that when the collector 1600 is fixed to the housing 1100, the center of curvature thereof becomes the center of rotation of the rotor 1200 (C).
  • the overall shape of the collector 1600 may be symmetrical with respect to the reference line L passing the center P of the curved surface portion 1611 and the rotation center C.
  • the extension portion 1620 may be disposed in an area farthest from the bending portion 1630 in the region of the body portion 1610.
  • the extension portion 1620 is located in a region that does not affect the flux of the bent portion 1630.
  • the bent portion 1630 is disposed close to the reference line L, and is disposed outside the body portion 1610.
  • the extension portion 1620 is disposed as far as possible from the reference line L and is disposed inside the body portion 1610. That is, the extension portion 1620 is disposed as far as possible from the bent portion 1630 inwardly, and at the same time, can be disposed as far away from the reference line L as possible.
  • the extension portions 1620 may be disposed on both sides of the body portion 1610, respectively.
  • the extension portion 1620 may be disposed so as to extend from both ends of the curved surface portion 1611, respectively.
  • the two extensions 1620 may be arranged to be symmetrical with respect to the reference line L.
  • the extension portion 1620 may include a through hole 1621. As the extension extends through the through hole 620 in the process of insert injection into the housing 1100, the coupling force between the extension 1620 and the housing 1100 is increased.
  • Fig. 4 is a view showing the housing shown in Fig. 1. Fig.
  • the housing 1100 of FIG. 4 may be either an upper part (1100A in FIG. 1) and a lower part (1100B in FIG. 1).
  • the housing 1100 may include a groove 1120.
  • the bottom surface of the housing 1100 may include a first surface 1130 and a second surface 1140.
  • the groove portion 1120 is disposed on the second surface 1140.
  • the trench 1120 is where the collector 1600 is housed.
  • the planar shape of the groove portion 1120 may correspond to the planar shape of the collector 1600.
  • the housing 1100 may include a fixing portion 1150.
  • the fixing portion 1150 fixes the extension portion 1620 of the collector 1600.
  • the fixing portion 1150 may be part of the housing 1100 protruding from the second surface 1140.
  • the fixing portion 1150 may be disposed around the hole 1110 of the housing 1100. [
  • the fixing portions 1150 may be disposed on both sides of the groove portion 1120, respectively.
  • FIG. 5 is a side sectional view of a collector and a housing with reference to a groove portion of a housing disposed in the torque sensor according to the first embodiment.
  • a groove 1120 is disposed adjacent to the hole 1110.
  • the second surface 1140 in which the groove portion 1120 is located is disposed lower than the first surface 1130.
  • a support block 1160 may be disposed at a boundary between the first surface 1130 and the second surface 1140.
  • the support block 1160 structurally supports the leg portion 1612 and the bent portion 1630 of the collector 1600 and functions to restrict deformation or movement of the collector 1600 by more than a predetermined displacement.
  • the support block 1160 protrudes from the first surface 1130 and is arranged to have a constant height.
  • the height h1 from the first surface 1130 to the upper end of the support block 1160 should be smaller than the height h2 of the bent portion 1630 on the first surface 1130.
  • a gap G is formed between the body portion 1610 and the second surface 1140 of the housing 1100. That is, the surface of the body portion 1610 does not touch the housing 1100. Accordingly, it is possible to prevent the surface of the body portion 1610 from being deformed or damaged due to contact with the housing 1100 and affecting the flux. Also, the leg portion 1612 and the bent portion 1630 may be disposed apart from the support block 1160 as well.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an extension of a collector which is engaged with a fixed portion of a housing disposed in a torque sensor according to the first embodiment.
  • the extension 1620 of the collector 1600 is fixed to the fixed portion 1150 of the housing 1100.
  • the fixing portion 1150 may be disposed to protrude from the second surface 1140 of the housing 1100.
  • the fixing portion 1150 is disposed so as to surround the extension portion 1620.
  • the extension portions 1620 disposed on both sides of the body portion 1610 may be fixed to the fixing portion 1150 such that the body portions 1610 are spaced apart from the second surface 1140.
  • the height h3 from the second surface 1140 to the upper end of the fixing portion 1150 is larger than the thickness t of the collector 1600. [ That is, the thickness t of the collector 1600 is smaller than the height h3 from the second surface 1140 to the upper end of the fixing portion 1150.
  • the extension portion 1620 may include a latch portion 1622.
  • the latching portion 1622 is disposed such that the end of the extending portion 1620 is bent.
  • the engaging portion 1622 constrains the extending portion 1620 inside the fixing portion 1150 so that the collector 1600 does not come off from the fixing portion 1150.
  • the configuration of the collector 1600 can be equally applied to the upper collector (1600A in FIG. 1) and the lower collector (1600B in FIG. 1).
  • FIG. 7 is a view showing a collector disposed apart from a housing disposed in the torque sensor according to the first embodiment.
  • the collector 1600 is fixed to the fixing portion 1150 and is disposed apart from the housing 1100 while maintaining a gap, as shown in FIG. 7A. Therefore, it is possible to prevent the surface of the collector 1600 from being damaged or deformed due to contact with the housing 1100 to affect the flux.
  • the torque sensor 2 can be disposed between the input shaft (not shown) and the output shaft (not shown) of the steering shaft.
  • the torque sensor 2 may be referred to as a sensor assembly.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing the torque sensor according to the second embodiment
  • FIG. 9 is a side view of the rotor, the stator, the sub gear, the collector and the circuit board of the torque sensor according to the second embodiment.
  • the x direction shown in FIGS. 8 and 9 means the axial direction
  • the y direction means the radial direction.
  • the axial direction and the radial direction are perpendicular to each other.
  • the torque sensor 2 includes a housing 2100, a rotor 2200 connected to the input shaft, stator 2300 and 2300a connected to the output shaft, A collector 2400, a collector 2500, and a circuit board 2600.
  • a sub-magnet is disposed in the sub gear 2400, and a magnetic element for sensing the magnetization of the sub-magnet may be disposed on the circuit board 2600.
  • the circuit board 2600 may be provided with a sensor for measuring torque.
  • the housing 2100 can form the contour of the torque sensor 2. [
  • the housing 1100 of the torque sensor 1 according to the first embodiment can be used.
  • the collector 1600 of the torque sensor 1 according to the first embodiment can be used.
  • the housing 2100 may include a first housing 2110 and a second housing 2120 which are mutually coupled to each other to have a receiving space therein.
  • the first housing 2110 may be called an upper part.
  • the second housing 2120 may be called a lower part.
  • a first through hole 2111 through which the input shaft passes may be formed in the first housing 2110 and a second through hole 2121 through which an output shaft (not shown) may pass may be formed in the second housing 2120 .
  • the input shaft may be connected to the steering wheel side
  • the output shaft may be connected to the steering wheel side.
  • a rotor 2200, stator 2300, 2300a, sub gear 2400, collector 2500 and circuit board 2600 may be disposed in the accommodation space.
  • the rotor 2200 is disposed inside the stator 2300, 2300a.
  • the rotor 2200 is connected to the input shaft of the steering shaft, where the input shaft may be a steering shaft connected to the handle of the differential.
  • the rotor 2200 may include a cylindrical yoke 2210 and a magnet 2220 disposed on the yoke 2210. An input shaft is inserted into the yoke 2210.
  • the magnet 2220 may be disposed outside the yoke 2210.
  • the magnet 2220 may be adhesively fixed or press-fitted to the outer circumferential surface of the yoke 2210.
  • the stator 2300, 2300a is disposed outside the rotor 2200.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a stator according to the first embodiment of the torque sensor according to the second embodiment
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing the stator according to the first embodiment of the torque sensor according to the second embodiment
  • 12 is a side view showing the stator according to the first embodiment of the torque sensor according to the second embodiment.
  • the stator 2300 includes a base 2310, a holder 2320, a first stator 2330, and a second stator 2330.
  • the stator 2300 includes a base 2310, 2340).
  • the base 2310 may be formed in a cylindrical shape.
  • the base 2310 may be connected to the output shaft of the steering shaft.
  • the output shaft may be connected to a power transmission arrangement on the wheel side.
  • the stator 2300 is connected to the output shaft and rotates together with the output shaft.
  • the base 2310 may be formed of a metal material.
  • the present invention is not limited to this, and it is a matter of course that a material considering a certain strength or more may be used so that the output shaft can be fitted and fixed.
  • the first stator 2330 and the second stator 2340 may be fixedly mounted on the holder 2320.
  • the holder 2320 may include a main body 2321, a flange portion 2322, a gear teeth 2323, a first hole 2324, and a second hole 2325.
  • the main body 2321 may be disposed at one side end of the base 2310.
  • the main body 2321 may be disposed at one end of the base 2310 by an insert injection method using synthetic resin such as resin.
  • the body 2321 may be provided with a first stator 2330 and a second stator 2340 facing each other and axially spaced from each other.
  • the flange portion 2322 may be formed to protrude outward along the circumferential direction in the main body 2321.
  • the flange portion 2322 may be integrally formed with the main body 2321.
  • the inside means a direction toward the center C with respect to the main body 2321, and the outside means a direction opposite to the inside.
  • the flange portion 2322 may be disposed on the upper side of the main body 2321. [ At this time, the upper surface of the main body 2321 and the upper surface of the flange portion 2322 may be disposed on the same plane.
  • the gear teeth 2323 may be integrally formed with the flange portion 2322 on the outer circumferential surface of the flange portion 2322.
  • the gear teeth 2323 can be engaged with the gear teeth of the first sub gear 2410. Accordingly, when the main body 2321 is rotated, the gear teeth 2323 rotate in association with this rotation. Then, the first sub gear 2410 rotates in conjunction with the rotation of the gear teeth 2323.
  • the hysteresis can be defined as the difference between the output when the main gear rotates counterclockwise and the output when the main gear rotates clockwise.
  • the main body 2321 of the holder 2320, the flange portion 2322, and the gear teeth 2323 are integrally formed so that the rotation of the holder 2320 is directly transmitted to the first sub gear 2410 . Accordingly, the sensing ability of the torque sensor 2 can be improved.
  • the first hole 2324 may be formed in the flange portion 2322. 11, the first hole 2324 is formed to penetrate the flange portion 2322 in the axial direction.
  • the first protrusion 2333 of the first stator 2330 may be inserted into the first hole 2324.
  • the second hole 2325 may be formed in the body 2321. As shown in FIGS. 10 and 11, the second holes 2325 may be spaced apart from each other along the circumferential direction of the main body 2321. The second tooth 2342 of the second stator 2340 may be inserted into the second hole 2325.
  • the second tooth 2342 As the second tooth 2342 is inserted into the second hole 2325, the second tooth 2342 can be disposed on the inner surface of the main body 2321.
  • Statorings 2330 and 2340 may be configured as a pair.
  • the first stator 2330 includes a ring-shaped first body 2331, a plurality of first teeth 2332 extending in the axial direction from the inner circumferential surface of the first body 2331, and a plurality of second teeth 2332 extending from the outer circumferential surface of the first body 2331 And a plurality of first protrusions 2333 extending in the axial direction.
  • the first tooth 2332 and the first protrusion 2333 may be formed to protrude in the same direction.
  • the first tooth 2332 and the first protrusion 2333 may protrude toward the second stator 2340.
  • the first body 2331, the first tooth 2332, and the first protrusion 2333 may be integrally formed.
  • the second stator 2340 includes a ring-shaped second body 2341, a plurality of second teeth 2342 extending in the axial direction from the inner circumferential surface of the second body 2341, and a plurality of second teeth 2342 extending from the outer circumferential surface of the second body 2341 And a plurality of second protrusions 2343 extending in the axial direction.
  • the second tooth 2342 and the second protrusion 2343 may be formed to protrude in the same direction.
  • the second tooth 2342 and the second protrusion 2343 may protrude toward the first stator 2330.
  • the second body 2341, the second tooth 2342, and the second protrusion 2343 may be integrally formed.
  • the first stator 2330 may be disposed on the upper portion of the main body 2321 and the second stator ring 2340 may be disposed on the lower portion of the main body 2321 so as to be spaced apart from each other. have.
  • the first tooth 2332 of the first stator 2330 and the second tooth 2342 of the second stator 2340 may be arranged to interlock with each other at regular intervals along the circumferential direction.
  • the first protrusion 2333 can penetrate the first hole 2324. At this time, one end side region of the first protrusion 2333 may be exposed to the outside in the first hole 2324 formed in the flange portion 2322.
  • the first protrusion 2333 can be fixed to the flange 2322 in a calking manner in which the exposed end of the first protrusion 2333 is pressed and bent. Accordingly, the engaging force of the first protrusion 2333 with respect to the flange portion 2322 can be improved.
  • the second protrusion 2343 may be fixed to the outer circumferential surface of the main body 2321.
  • a pair of first flange portions 2326 may be further formed on the main body 2321 in consideration of the caulking force caused by the caulking of the first protrusions 2333 and the second protrusions 2343.
  • each of the pair of first flange portions 2326 may be spaced apart from the upper portion and the lower portion of the main body 2321, respectively.
  • the first flange portion 2326 may protrude outward along the circumferential direction of the main body 2321.
  • the first flange portion 2326 may be integrally formed with the main body 2321.
  • a flange portion 2322 may be disposed on the first flange portion 2326 disposed on the upper portion of the main body 2321.
  • the first protrusion 2333 can be fixed to the first flange 2326 on the upper side by pressing the end of the first protrusion 2333.
  • the second protrusion 2343 can be fixed to the first flange 2326 at the lower side by pressing the end of the second protrusion 2343.
  • the height H1 of the first flange portion 2326 on the upper side and the height H2 of the first flange portion 2326 on the lower side may be the same as shown in Fig.
  • the height H1 of the first flange portion 2326 on the upper side and the height H2 of the first flange portion 2326 on the lower side may be the axial thickness of the first flange portion 2326.
  • the first stator 2330 and the second stator 2340 can be formed in the same shape, and the same mold can be used. Accordingly, the production cost of the first stator 2330 and the second stator 2340 can be reduced.
  • the height H3 of the gear teeth 2323 may be smaller than the height H1 of the first flange portion 2326 on the upper side. At this time, the height H1 of the first flange portion 2326 on the upper side may be based on the upper surface of the first flange portion 2326.
  • the height H3 of the gear teeth 2323 may be the thickness in the axial direction of the gear teeth 2323. [ 12, the gear teeth 2323 disposed on the outer peripheral surface of the flange portion 2322 may be disposed between one side edge and the other edge of the first flange portion 2326 on the upper side. But is not necessarily limited thereto. For example, in consideration of the arrangement relationship with the circuit board 2600, one side edge of the flange portion 2322 may be disposed adjacent to one side edge or the other side edge of the first flange portion 2326 on the upper side, .
  • the length L2 of the second protrusion 2343 may be different from the length L1 of the first protrusion 2333.
  • the length L2 of the second protrusion 2343 may be shorter than the length L1 of the first protrusion 2333.
  • the height H2 of the first flange portion 2326 on the lower side may be smaller than the height H1 of the first flange portion 2326 on the upper side. Therefore, one region of the circuit board 2600 can be disposed between the flange portion 2322 and the first flange portion 2326 on the lower side, and accordingly, the arrangement space of the circuit or the like disposed on the circuit board 2600 The degree of freedom of arrangement of the circuit can be improved.
  • each of the protrusions 2333 and 2343 when viewed in the radial direction (y direction), can be disposed between the teeth 2332 and 2342, respectively. If the protrusions 2333 and 2343 are disposed to overlap with the teeth 2332 and 2342 when viewed in the radial direction (y direction), the protrusions 2333 and 2343 are inserted into the teeth 2332 and 2342, It is possible to prevent the influence on the magnetic field.
  • the first protrusions 2333 may be provided as at least two first protrusions 2333a spaced apart from each other.
  • Each of the second protrusions 2343 may be provided with at least two second protrusions 2343a spaced apart from each other.
  • the protrusions 2333 and 2343 formed of the two protrusions can realize a double caulking structure to further improve the bonding force of the protrusions 2333 and 2343 with respect to the flange portions 2322 and 2326.
  • the double caulking structure increases the contact area with the first flange portion 2326, the caulking force with respect to the rotational direction of the protruding portions 2333 and 2343 can be increased.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a stator according to a second embodiment of the torque sensor according to the second embodiment
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing the stator according to the second embodiment of the torque sensor according to the second embodiment
  • 15 is a side view showing a stator according to a second embodiment of the torque sensor according to the second embodiment.
  • stator 2300 According to the first embodiment, the same components as those of the stator 2300 according to the first embodiment will be denoted by the same reference numerals as those of the stator 2300a according to the second embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
  • stator 2300a according to the second embodiment is different in that the first hole 2324 of the stator 2300 according to the first embodiment is removed.
  • the stator 2300a may include a base 2310, a holder 2320a, a first stator 2330, and a second stator 2340 .
  • the holder 2320a of the stator 2300a may include a body 2321, a flange portion 2322, a gear tooth 2323, and a second hole 2325.
  • the flange portion 2322 may be disposed at a predetermined distance from the upper side edge and the lower side edge of the main body 2321, respectively.
  • the holders 2320a of the stator 2300a are spaced apart from each other to fix the first stator 2330 and the second stator 2340 to each other, 1 flange portion 2326, as shown in FIG.
  • the flange portion 2322 may be disposed between the pair of first flange portions 2326.
  • the flange portion 2322 has a lower side edge 2326a of the first flange portion 2326 disposed at the lower portion of the main body 2321 and an upper side edge 2326b of the first flange portion 2326 disposed at the upper portion. And may be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the lower surface 322a of the flange portion 2322 may be positioned at a predetermined height H4 at the lower side edge 2326a.
  • the height H4 may be located at 1/2 to 2/3 of the height H of the main body 2321 with respect to the lower side edge 2326a.
  • the first flange portion 2326 may be disposed on the upper portion and the lower portion of the main body 2321. At this time, the first flange portion 2326 may be formed to protrude outward along the circumferential direction in the main body 2321. That is, the first flange portion 2326 is spaced apart from the upper portion and the lower portion of the main body 2321, respectively.
  • the first protrusions 2333 of the first stator 2330 and the second protrusions 2343 of the second stator 2340 are fixed to the first flange portions 2326 by caulking, Each end can be fixed.
  • protrusions 2333 and 2334 of the stator 2300a according to the second embodiment are provided as one protrusion, the protrusions 2333 and 2334 of the stator 2300 according to the second embodiment are not limited thereto. 2333, and 2334, respectively.
  • the sub gear 2400 can engage with the gear teeth 2323 of the stator 2300, 2300a. As shown in Fig. 16, two sub gears 2400 may be disposed. Accordingly, the sub gear 2400 can be divided into a first sub gear 2410 and a second sub gear 2420.
  • the first sub gear 2410 can be engaged with the gear teeth of the stator 2300, 2300a.
  • the second sub gear 2420 can engage with the first sub gear 2410.
  • the sub gear 2400 is arranged such that two sub-gears 2400 are arranged in order to realize an effective rotation amount difference, but the present invention is not limited thereto, and a plurality of sub-gears 2400 may be disposed.
  • submagnets may be disposed in the first sub gear 2410 and the second sub gear 2420, respectively.
  • first sub-gear 2410 may be provided with the first sub-magnet 2411
  • second sub-gear 2420 may be provided with the second sub-magnet 2412.
  • the collector 2500 allows a sensor disposed on the circuit board 2600 to sense a change in the magnetic force.
  • the collector 2500 may collect the flux of the stator 2300, 2300a.
  • the collector 2500 may be formed of a metal material and may be fixed inside the housing 2100.
  • the collector 2500 may be divided into a first collector 2510 and a second collector 2520 according to the arrangement position.
  • the first collector 2510 may be disposed adjacent to the first stator 2330.
  • the adjacency may mean that they are arranged to be contacted or spaced apart at a predetermined interval.
  • the first collector 2510 may include a first plate 2511 and a first leg 2512.
  • the first plate 2511 may be formed in a plate shape.
  • the first plate 2511 may be disposed adjacent to the first body 2331 of the first stator 2330.
  • the first leg 2512 may be formed to protrude axially from the first plate 2511. At this time, the first leg 2512 may be bent outwardly. Accordingly, the end of the first leg 2512 can be bent in the radial direction.
  • the second collector 2520 may be disposed adjacent to the second statoring 2340.
  • the second collector 2520 may include a second plate 2521 and a second leg 2522.
  • the second plate 2521 may be formed in a plate shape.
  • the second plate 511 may be disposed adjacent to the second body 2341 of the second stator 2340.
  • the second leg 2522 may be formed to protrude axially from the second plate 2521. At this time, the second leg 2522 may be bent outwardly. Accordingly, the end of the second leg 2522 can be bent in the radial direction.
  • the circuit board 2600 may be disposed between the first stator 2330 and the second stator 2340.
  • the circuit board 2600 may include a first magnetic element 2610, a second magnetic element 2620, a first sensor 2630 and a second sensor 2640.
  • the first sensor 2630 and the second sensor 2640 may be torque sensor members for sensing the torque.
  • the first magnetic element 2610, the second magnetic element 2620, the first sensor 2630, and the second sensor 2640 may be Hall ICs.
  • the first magnetic element 2610 may be disposed at a position corresponding to the first sub-magnet 2411 to sense a magnetic field change of the first sub-magnet 2411.
  • the second magnetic element 2620 may be disposed at a position corresponding to the second sub-magnet 2412 to sense a magnetic field change of the second sub-magnet 2412. Accordingly, the first magnetic element 2610 and the second magnetic element 2620 can sense the rotated angle by sensing the amount of rotation and the rotational speed
  • the first sensor 2630 may be disposed at a position corresponding to the end of the first leg 2512.
  • the first sensor 2630 may be disposed in a region of the circuit board 2600 spaced apart from the end of the first leg 2512 by a predetermined distance. That is, the first sensor 2630 may be disposed to face the first leg 2512.
  • the second sensor 2640 may be disposed at a position corresponding to the end of the second leg 2522.
  • the second sensor 2640 may be disposed in a region of the circuit board 2600 spaced apart from the end of the second leg 2522 by a predetermined distance. That is, the second sensor 2640 may be disposed to face the second leg 2522.
  • the rotation difference between the rotor 2200 and the stator 2300 and 2300a occurs due to the twist between the input shaft and the output shaft and the rotation difference is generated between the first sensor 2630 and the first sensor 2630 through the collector 2500, 2 sensor 2640 as a change in magnetic force. Accordingly, the first sensor 2630 and the second sensor 2640 can measure a torque capable of smoothly adjusting the steering wheel.
  • 16 is a side view of the rotor of the torque sensor according to the second embodiment, the stator according to the second embodiment, the sub gear, the collector and the circuit board.
  • the lower surface 2322a of the flange portion 2322 has a height H (H) of the main body 2321 with respect to the lower side edge 2326a ), As shown in FIG.
  • the length of the first leg 2512 and the length of the second leg 2522 may be different so that the circuit board 2600 is disposed between the first leg 2512 and the second leg 2522. [ As shown in FIG. 16, the length of the second leg 2522 is shorter than the length of the first leg 2512.

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Abstract

실시예는 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되는 로터와, 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 하우징에 배치되는 회로기판과, 상기 회로기판에 배치되는 홀센서 및 상기 홀센서에 인접하여 배치되는 콜렉터를 포함하고, 상기 콜렉터는 몸체부와 상기 몸체부에서 연장되는 연장부를 포함하고, 상기 몸체부는 상기 하우징과 이격되어 배치되고, 상기 연장부는 상기 하우징과 직접 접촉하는 토크 센서를 제공할 수 있다.

Description

토크 센서
실시예는 토크 센서에 관한 것이다.
전자식 파워 스티어링 시스템(Electronic Power Steering 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 토크를 측정하는 토크 센서를 포함한다. 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. 이러한 토크 센서는 로터와, 스테이터와, 콜렉터를 포함할 수 있다. 콜렉터는 스테이터의 자화량을 측정한다.
콜렉터는 박판 형태의 금속 소재로 이루어진다. 그리고 콜렉터는 하우징에 고정된다. 콜렉터는 열융착 또는 초음파 융착 등과 같은 작업으로 하우징에 고정된다. 이때, 콜렉터가 하우징에 고정되는 과정에서 콜렉터에 변형이 발생할 수 있다. 콜렉터에 변형이 발생하면, 콜렉터의 자화량 측정 성능이 크게 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 센서에 대응한 콜렉터의 장착 위치는 콜렉터의 측정 성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이다. 따라서, 콜렉터는 장착 위치에 정확하게 배치되어야 하며, 배치 후, 움직이지 말아야 한다. 그러나, 열융착이나 초음파 융착 등과 같은 고정 방식으로, 콜렉터를 하우징에 고정하는 경우, 정확한 위치에 콜렉터를 장착하는 것이 쉽지 않다. 또한, 이러한 고정 방식은 공정 관리가 어렵고, 융착부에 불량이 발생하여 콜렉터가 움직이는 문제를 야기할 수 있다.
한편, 토크 센서는 메인 기어가 분리되어 있고, 메인 기어와 서브 기어와의 치합을 유지하기 위해 별도의 미들 케이스를 구비해야 한다.
그에 따라, 상기 토크 센서는 부품수가 증가하고 그에 따라 조립 공정이 추가되어 생산 단가가 상승하는 문제가 있다.
이에, 상기 토크 센서는 소형화를 요구하는 현재의 실정에 대응하기 어려운 문제가 있다.
실시예는 콜렉터를 하우징에 고정하는 과정에서, 콜렉터의 변형이 발생하지 않고, 콜렉터를 정확한 위치에 견고하게 고정할 수 있는 토크 센서를 제공한다.
실시예는 서브기어와 치합하는 메인 기어를 스테이터에 일체화한 토크센서를 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 실시예에 따라, 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되는 로터와, 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터와, 상기 하우징에 배치되는 회로기판과, 상기 회로기판에 배치되는 홀센서 및 상기 홀센서에 인접하여 배치되는 콜렉터를 포함하고, 상기 콜렉터는 몸체부와 상기 몸체부에서 연장되는 연장부를 포함하고, 상기 몸체부는 상기 하우징과 이격되어 배치되고, 상기 연장부는 상기 하우징과 직접 접촉하는 토크 센서에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 하우징은 상기 콜렉터의 연장부를 고정하는 고정부를 포함하며, 상기 연장부는 상기 고정부에 둘러싸여 접촉하며 관통홀을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 콜렉터는 상기 홀센서와 마주보는 절곡부를 포함하며, 상기 콜렉터의 연장부의 일부는 상기 절곡부와 가장 멀리 떨어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 콜렉터는 상기 홀센서와 마주보는 절곡부를 포함하며, 상기 몸체부는 곡면부를 포함하고, 상기 곡면부의 중심과 상기 로터의 회전 중심을 지나는 기준선을 기준으로, 상기 연장부는 상기 절곡부 보다 상기 스테이터에 더 가깝게 배치되고, 상기 절곡부 보다 상기 기준선에서 더 멀게 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 하우징의 바닥면은 제1 면과 제2 면을 포함하고, 상기 제2 면은 상기 제1 면보다 낮게 배치되고, 상기 제2 면은 상기 콜렉터가 배치되는 홈부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정부는 상기 제2 면에서 돌출되어 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 콜렉터의 두께는 상기 제2 면에서 상기 고정부의 상단까지의 높이보다 작을 수 있다.
바람직하게는, 상기 하우징은 지지블록을 포함하고, 상기 지지블록은 상기 제1 면에서 돌출되며, 상기 홈부의 둘레에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 콜렉터는 상기 홀센서와 마주보는 절곡부를 포함하며, 상기 몸체부는 다리부를 더 포함하고, 상기 다리부는 상기 몸체부의 외측 에지에서 꺽여 배치되고, 상기 절곡부는 상기 다리부에서 외측으로 꺽여 배치되고, 상가 다리부 및 상기 절곡부는 상기 지지블록과 이격 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 연장부는 걸림부를 포함하고, 상기 걸림부는 상기 연장부의 단부에서 꺽여 배치될 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 마그넷을 포함하는 로터 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 원통 형상의 베이스, 상기 베이스의 외측에 결합된 홀더 및 상기 홀더에 결합되는 제1 스테이터링과 제2 스테이터링을 포함하며, 상기 홀더는 본체 및 상기 본체의 원주방향을 따라 돌출된 플랜지부를 포함하고, 상기 플랜지부의 외주면에 기어치가 형성되며, 상기 플랜지부에는 축방향으로 관통하는 제1 홀을 포함하는 토크 센서에 의해 달성된다.
그리고, 상기 제1 스테이터링은 링 형상의 제1 몸체; 상기 제1 몸체의 내주면에서 축방향으로 연장된 제1 투스; 및 상기 제1 몸체의 외주면에서 축방향으로 연장된 제1 돌기부를 포함하고, 상기 제1 돌기부는 상기 제1 홀을 관통할 수 있다.
그리고, 상기 제2 스테이터링은 링 형상의 제2 몸체; 상기 제2 몸체의 내주면에서 축방향으로 연장된 제2 투스; 및 상기 제2 몸체의 외주면에서 축방향으로 연장된 제2 돌기부를 포함하고, 상기 제2 돌기부의 길이는 상기 제1 돌기부의 길이와 상이할 수 있다.
그리고, 상기 제1 돌기부 및 상기 제2 돌기부 각각은 서로 이격되어 배치되는 적어도 둘의 돌기로 제공될 수 있다.
상기 과제는 실시예에 따라, 마그넷을 포함하는 로터 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 원통 형상의 베이스, 상기 베이스의 외측에 결합된 홀더 및 상기 홀더에 결합되는 제1 스테이터링과 제2 스테이터링을 포함하며, 상기 홀더는 본체 및 상기 본체의 원주방향을 따라 돌출된 플랜지부를 포함하고, 상기 플랜지부의 외주면에 기어치가 형성되며, 상기 플랜지부는 상기 본체의 상부측 모서리와 하부측 모서리 각각에서 소정의 거리로 이격되게 배치되는 토크 센서에 의해 달성된다.
그리고, 상기 제1 스테이터링에 인접하게 배치되는 제1 콜렉터의 제1 레그의 길이는 상기 제2 스테이터링에 인접하게 배치되는 제2 콜렉터의 제2 레그의 길이와 상이할 수 있다.
한편, 상기 플랜지부의 기어치와 맞물리는 제1 서브기어; 상기 제1 서브기어에 맞물리는 제2 서브기어; 및 자기소자를 포함하는 회로기판을 더 포함하며, 상기 자기소자는 상기 제1 서브기어와 상기 제2 서브기어 각각에 배치되는 서브 마그넷의 자화를 센싱할 수 있다.
그리고, 상기 회로기판에 배치되는 제1 센서와 제2 센서를 더 포함하며, 상기 제1 토크 센서는 제1 콜렉터의 제1 레그와 마주보게 배치되고, 상기 제2 토크 센서는 제2 콜렉터의 제2 레그와 마주보게 배치될 수 있다.
또한, 상호 이격되어 상기 본체의 상부와 하부에 배치되는 한 쌍의 제1 플랜지부를 포함하고, 상기 플랜지부는 상기 본체의 하부에 배치되는 상기 제1 플랜지부의 하부측 모서리와 상기 본체의 상부에 배치되는 상기 제1 플랜지부의 상부측 모서리 각각에서 소정의 거리로 이격되게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 플랜지부의 하면은 상기 제1 플랜지부의 하부측 모서리에서 소정의 높이(H4)에 위치하고, 상기 높이(H4)는 상기 제1 플랜지부의 하부측 모서리를 기준으로 상기 본체의 높이(H) 대비 1/2~2/3의 위치에 위치할 수 있다.
실시예에 따르면, 콜렉터를 하우징에 고정하는 과정에서, 콜렉터의 변형이 발생하지 않는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 콜렉터를 정확한 위치에 고정할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 콜렉터와 하우징의 고정력을 높이는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 콜렉터의 측정 성능을 높이는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 콜렉터와 하우징의 조립 공정을 간소화하는 유리한 효과를 제공한다.
실시예는 서브기어와 치합하는 메인 기어를 스테이터의 홀더에 일체화하여 소형화를 구현할 수 있다. 즉, 상기 토크 센서는 메인 기어가 홀더와 일체로 형성되기 때문에, 제조가 용이하고, 종래에 사용하던 미들 케이스를 생략할 수 있어 토크 센서의 소형화가 가능하다.
또한, 상기 메인 기어를 스테이터의 홀더에 일체로 형성함으로써, 종래에 스테이터의 회전에 연동하도록 결합되는 메인기어와 스테이터 사이에 발생하는 유격을 방지할 수 있다.
또한, 메인기어가 홀더와 일체로 형성되기 때문에, 홀더의 회전력이 메인 기어에 그대로 전달되므로 센싱 능력이 향상된다.
또한, 상기 메인 기어를 홀더에 일체로 형성한 스테이터를 제공함으로써, 토크 센서의 조립 공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 토크 센서를 도시한 도면이고,
도 2는 도 1에서 도시한 콜렉터를 도시한 도면이고,
도 3은 도 2에서 도시한 콜렉터의 평면도이고,
도 4는 도 1에서 도시한 하우징을 도시한 도면이고,
도 5는 제1 실시예에 따른 토크 센서에 배치되는 하우징의 홈부를 기준으로 콜렉터와 하우징의 측단면도를 나타낸 도면이고,
도 6은 제1 실시예에 따른 토크 센서에 배치되는 하우징의 고정부와 결합하는 콜렉터의 연장부를 도시한 단면도이고,
도 7은 제1 실시예에 따른 토크 센서에 배치되는 하우징과 이격 배치되는 콜렉터를 도시한 도면이고,
도 8은 제2 실시예에 따른 토크 센서를 나타내는 분해사시도이고,
도 9는 제2 실시예에 따른 토크 센서의 로터, 제1 실시예에 따른 스테이터, 서브기어, 콜렉터 및 회로기판에 대한 측면도이고,
도 10은 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제1 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 사시도이고,
도 11은 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제1 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 분해사시도이고,
도 12는 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제1 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 측면도이고,
도 13은 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제2 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 사시도이고,
도 14는 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제2 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 분해사시도이고,
도 15는 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제2 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 측면도이고,
도 16은 제2 실시예에 따른 토크 센서의 로터, 제2 실시예에 따른 스테이터, 서브기어, 콜렉터 및 회로기판에 대한 측면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제1 실시예
도 1은 제1 실시예에 따른 토크 센서를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 토크 센서(1)는, 하우징(1100)과, 로터(1200)와, 스테이터(1300)와, 회로기판(1400)과, 홀센서(Hall IC)(1500)와, 콜렉터(1600)를 포함할 수 있다.
하우징(1100)은 상호 결합하는 상부 파트와 하부 파트로 이루어질 수 있다. 그리고, 하우징(1100)은 중심에 홀(1110)이 배치된다. 홀(1110)의 내측에 스테이터(1300)가 위치한다. 하우징(1100) 내부에는 회로기판(1400)과 콜렉터(1600)가 배치될 수 있다.
로터(1200)는 스테이터(1300)의 내측에 배치된다. 로터(1200)는 조향축의 입력축과 연결된다, 여기서, 입력축이란 차향의 핸들과 연결된 조향축일 수 있다. 로터(1200)는 원통형의 요크(1210)와 요크(1210)에 배치되는 마그넷(1220)을 포함할 수 있다. 요크(1210)의 내측으로 입력축이 삽입된다. 그리고 요크(1210)의 외측으로 마그넷(1220)이 배치될 수 있다. 마그넷(1220)은 요크(1210)의 외주면에 접착 고정되거나 압입 고정될 수 있다.
스테이터(1300)는 로터(1200)의 외측에 배치된다. 스테이터(1300)는 환형의 스테이터 투스(1310)와, 몰드부재(1320)와, 홀더(1330)를 포함할 수 있다. 스테이터 투스(1310)는 마주보는 형태로 한 쌍이 떨어져 배치될 수 있다. 그리고, 2개의 스테이터 투스(1310)는 몰드부재(1320)의 상측 및 하측에 각각 고정될 수 있다. 홀더(1330)는 몰드부재(1320)에 결합된다. 홀더(1330)는 조향축의 출력축과 연결될 수 있다. 여기서, 출력축이란 바퀴측의 동력전달구성과 연결되는 조향축일 수 있다. 따라서, 스테이터(1300)는 출력축과 연결되어 출력축과 함께 회전한다.
회로기판(1400)은 하우징(1100)에 고정될 수 있다. 회로기판(1400)에는 커넥터가 배치될 수 있으며 커넥터는 전자 제어 장치(ECU)와 연결된다.
홀센서(1500)는 회로기판(1400)에 실장된다. 홀센서(1500)는 로터(1200)의 마그넷(1220)과 스테이터(1300)의 전기적 상호 작용에 의해 발생하는 스테이터(1300)의 자화량을 검출한다.
콜렉터(1600)는 스테이터(1300)의 플럭스(flux)을 수집한다. 콜렉터(1600)는 상부 콜렉터(1600A)와 하부 콜렉터(1600B)를 포함할 수 있다. 상부 콜렉터(1600A)와 하부 콜렉터(1600B)는 로터(1200)의 축 방향을 기준으로 떨어져 배치될 수 있다. 그리고 홀센서(1500)는 로터(1200)의 축 방향을 기준으로, 상부 콜렉터(1600A)와 하부 콜렉터(1600B) 사이에 배치된다.
도 2는 도 1에서 도시한 콜렉터를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 콜렉터(1600)는 몸체부(1610)와, 연장부(1620)와, 절곡부(1630)를 포함할 수 있다.
몸체부(1610)는 스테이터(1300)에 인접하도록 배치되어 스테이터(1300)의 플럭스(flux)을 수집하기 위한 부재이다. 그리고 연장부(1620)는 콜렉터(1600)를 하우징(1100)에 고정시키기 위한 부재이다. 몸체부(1610)는 하우징(1100)과 이격 배치되고, 연장부(1620)는 하우징(1100)과 직접 접촉하도록 배치된다. 구체적으로, 몸체부(1610)가 하우징(1100)에서 이격된 상태에서 연장부(1620)가 하우징(1100)에 인서트 사출되어 일체화되는 형태로 실시될 수 있다.
콜렉터(1600)는 일정한 두께를 갖는 판상부재이며, 금속으로 이루어진 부재일 수 있다. 몸체부(1610)와 연장부(1620)와 절곡부(1630)는 그 형상 및 기능적 특성에 따라 구분되어 설명될 수 있을 뿐, 서로 연결된 하나의 수단일 수 있다.
몸체부(1610)의 내측 에지는 곡면부(1611)를 포함할 수 있다. 여기서, “내측”이라 함은 콜렉터(1600)가 배치되었을 때, 스테이터(1300)를 향하는 방향을 나타내고, “외측”이라 함은 스테이터(1300)를 향하는 방향의 반대 방향을 나타낸다. 곡면부(1611)는 콜렉터(1600)가 하우징(1100)에 고정되었을 때 스테이터(1300)의 둘레를 따라 배치된다.
몸체부(1610)의 외측 에지에서 다리부(1612)가 연장된다. 다리부(1612)는 몸체부(1610)의 외측 에지에서 로터(1200)의 축 방향으로 꺽여 일정한 높이를 갖는다. 다리부(1612)는 2개가 배치될 수 있다. 절곡부(1630)는 다리부(1612)와 연결된다. 절곡부(1630)는 다리부(1612)의 상단에서 외측으로 꺽여 배치될 수 있다. 절곡부(1630)는 홀센서(1500)와 마주보게 배치된다. 절곡부(1630)에서 몸체부(1610)의 외측 에지를 향할수록, 다리부(1612)의 폭은 증가하도록 형성될 수 있다.
도 3은 도 2에서 도시한 콜렉터의 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 몸체부(1610)의 곡면부(1611)는, 콜렉터(1600)가 하우징(1100)에 고정되었을 때, 그 곡률중심이 로터(도 1의 1200)의 회전 중심(C)과 일치하도록 배치될 수 있다. 그리고, 곡면부(1611)의 중심(P)과 회전 중심(C)을 지나는 기준선(L)을 기준으로 할 때, 콜렉터(1600)의 전체적인 형상은 대칭이 되도록 형성될 수 있다.
연장부(1620)는 몸체부(1610)의 영역 중 절곡부(1630)와 가장 멀리 떨어진 영역에 배치될 수 있다. 연장부(1620)는 절곡부(1630)의 플럭스(flux)에 영향을 미치지 않는 영역에 위치한다. 예를 들어, 절곡부(1630)는 기준선(L)에 가깝게 배치되며, 몸체부(1610)의 외측에 배치된다. 반면에, 연장부(1620)는 기준선(L)에서 최대한 멀리 배치되며, 몸체부(1610)의 내측에 배치된다. 즉, 연장부(1620)는 내측으로 절곡부(1630)와 최대한 떨어져 배치되며, 동시에 기준선(L)을 기준으로 최대한 떨어져 배치될 수 있다.
구체적으로, 연장부(1620)는 몸체부(1610)의 양 측면에 각각 배치될 수 있다. 연장부(1620)는 곡면부(1611)의 양 단부에서 각각 연장되어 배치될 수 있다. 2개의 연장부(1620)는 기준선(L)을 기준으로 대칭이 되도록 배치될 수 있다.
한편, 연장부(1620)는 관통홀(1621)을 포함할 수 있다. 연장부(1620)가 하우징(1100)에 인서트 사출되는 과정에서, 사출물이 관통홀(620)을 지나면서, 연장부(1620)와 하우징(1100)의 결합력을 높인다.
도 4는 도 1에서 도시한 하우징을 도시한 도면이다.
도 4의 하우징(1100)은 상부 파트(도 1의 1100A)와 하부 파트(도 1의 1100B) 중 어느 하나일 수 있다. 도 4를 참조하면, 하우징(1100)은 홈부(1120)를 포함할 수 있다. 그리고, 하우징(1100)의 바닥면은 제1 면(1130)과 제2 면(1140)을 포함할 수 있다. 홈부(1120)는 제2 면(1140)에 배치된다. 홈부(1120)는 콜렉터(1600)가 수용되는 곳이다. 홈부(1120)의 평면 형상은 콜렉터(1600)의 평면 형상과 대응될 수 있다.
그리고 하우징(1100)은 고정부(1150)를 포함할 수 있다. 고정부(1150)는 콜렉터(1600)의 연장부(1620)를 고정한다. 고정부(1150)는 제2 면(1140)에서 돌출된 하우징(1100)의 일부일 수 있다. 고정부(1150)는 하우징(1100)의 홀(1110)의 둘레에 배치될 수 있다. 그리고, 고정부(1150)는 홈부(1120)의 양측에 각각 배치될 수 있다.
도 5는 제1 실시예에 따른 토크 센서에 배치되는 하우징의 홈부를 기준으로 콜렉터와 하우징의 측단면도를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 홀(1110)에 인접하여 홈부(1120)가 배치된다. 홈부(1120)가 위치한 제2 면(1140)은 제1 면(1130)보다 낮게 배치된다. 제1 면(1130)과 제2 면(1140)의 경계에는 지지블록(1160)이 배치될 수 있다. 지지블록(1160)은 콜렉터(1600)의 다리부(1612)와 절곡부(1630)를 구조적으로 지지하여 일정 변위 이상으로 콜렉터(1600)가 변형되거나 움직이는 것을 제한하는 역할을 한다. 이러한 지지블록(1160)은 제1 면(1130)에서 돌출되어 일정한 높이를 갖도록 배치된다. 제1 면(1130)에서 지지블록(1160)의 상단까지의 높이(h1)는 제1 면(1130)에서 절곡부(1630)의 높이(h2)보다 작아야 한다.
몸체부(1610)와 하우징(1100)의 제2 면(1140) 사이에는 갭(G)이 형성된다. 즉, 몸체부(1610)의 표면이 하우징(1100)에 닿지 않는다. 따라서, 몸체부(1610)의 표면이 하우징(1100)과의 접촉으로 인하여 변형되거나 손상되어 플럭스(flux)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 다리부(1612)와 절곡부(1630) 또한 지지블록(1160)과 이격되어 배치될 수 있다.
도 6은 제1 실시예에 따른 토크 센서에 배치되는 하우징의 고정부와 결합하는 콜렉터의 연장부를 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 콜렉터(1600)의 연장부(1620)는 하우징(1100)의 고정부(1150)에 고정된다. 고정부(1150)는 하우징(1100)의 제2 면(1140)에서 돌출 배치될 수 있다. 고정부(1150)는 연장부(1620)를 둘러싸도록 배치된다. 몸체부(1610)의 양측에 배치된 연장부(1620)는 몸체부(1610)가 제2 면(1140)에서 이격된 상태에서 각각 고정부(1150)에 인서트 사출된 형태로 고정될 수 있다.
제2 면(1140)에서 고정부(1150)의 상단까지의 높이(h3)는 콜렉터(1600)의 두께(t)보다 크다. 즉, 콜렉터(1600)의 두께(t)는 제2 면(1140)에서 고정부(1150)의 상단까지의 높이(h3)보다 작다.
한편, 연장부(1620)는 걸림부(1622)를 포함할 수 있다. 걸림부(1622)는 연장부(1620)의 단부가 꺽인 형태로 배치된다. 이러한 걸림부(1622)는 고정부(1150)에서 콜렉터(1600)가 빠지지 않도록 연장부(1620)를 고정부(1150)의 내부에서 구속한다.
이러한 콜렉터(1600)의 구성은 상부 콜렉터(도 1의 1600A)와 하부 콜렉터(도 1의 1600B)에 모두 동일하게 적용될 수 있다.
도 7은 제1 실시예에 따른 토크 센서에 배치되는 하우징과 이격 배치되는 콜렉터를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 콜렉터(1600)는 고정부(1150)에 고정된 상태에서, 도 7의 A와 같이, 하우징(1100)과 갭을 유지한 채 떨어져 배치된다. 따라서, 하우징(1100)과의 접촉으로 인하여 콜렉터(1600)의 표면이 손상되거나 변형되어 플럭스(flux)에 영향을 미치는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
제2 실시예
제2 실시예에 따른 토크 센서(2)는 조향축의 입력축(미도시)과 출력축(미도시) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 토크 센서(2)는 센서 조립체라 불리 울 수 있다.
도 8은 제2 실시예에 따른 토크 센서를 나타내는 분해사시도이고, 도 9는 제2 실시예에 따른 토크 센서의 로터, 스테이터, 서브기어, 콜렉터 및 회로기판에 대한 측면도이다. 여기서, 도 8 및 도 9에 도시된 x 방향은 축 방향을 의미하며, y 방향은 반지름 방향을 의미한다. 그리고, 축 방향과 반지름 방향은 서로 수직한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 실시예에 따른 토크 센서(2)는 하우징(2100), 상기 입력축에 연결되는 로터(2200), 상기 출력축에 연결되는 스테이터(2300, 2300a), 서브기어(2400), 콜렉터(2500) 및 회로기판(2600)을 포함할 수 있다.
여기서, 서브기어(2400)에는 서브 마그넷이 배치되고, 회로기판(2600)에는 상기 서브 마그넷의 자화를 센싱하는 자기소자가 배치될 수 있다. 그리고, 회로기판(2600)에는 토크를 측정하는 센서가 배치될 수 있다.
하우징(2100)은 상기 토크 센서(2)의 외형을 형성할 수 있다. 여기서, 제2 실시예에 따른 토크 센서(2)의 하우징(2100)을 대신하여 제1 실시예에 따른 토크 센서(1)의 하우징(1100)이 사용될 수 있다. 그리고, 제2 실시예에 따른 토크 센서(2)의 콜렉터(2500)를 대신하여 제1 실시예에 따른 토크 센서(1)의 콜렉터(1600)가 사용될 수 있다.
하우징(2100)은 내부에 수용공간을 갖도록 상호 결합하는 제1 하우징(2110)과 제2 하우징(2120)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 하우징(2110)은 상부 파트라 불리 울 수 있다. 그리고, 제2 하우징(2120)은 하부 파트라 불리울 수 있다.
제1 하우징(2110)에는 상기 입력축이 통과하는 제1 관통홀(2111)이 형성되고, 제2 하우징(2120)에는 출력축(미도시)이 통과하는 제2 관통홀(2121)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 입력축은 조향 핸들측과 연결되고, 상기 출력축은 조향 바퀴측과 연결될 수 있다.
한편, 상기 수용공간에는 로터(2200), 스테이터(2300, 2300a), 서브기어(2400), 콜렉터(2500) 및 회로기판(2600)이 배치될 수 있다.
로터(2200)는 스테이터(2300, 2300a)의 내측에 배치된다. 로터(2200)는 조향축의 입력축과 연결된다, 여기서, 입력축이란, 차향의 핸들과 연결된 조향축일 수 있다.
로터(2200)는 원통형의 요크(2210)와 요크(2210)에 배치되는 마그넷(2220)을 포함할 수 있다. 요크(2210)의 내측으로 입력축이 삽입된다. 그리고, 요크(2210)의 외측으로 마그넷(2220)이 배치될 수 있다. 예컨데, 마그넷(2220)은 요크(2210)의 외주면에 접착 고정되거나 압입 고정될 수 있다.
스테이터(2300, 2300a)는 로터(2200)의 외측에 배치된다.
도 10은 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제1 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 사시도이고, 도 11은 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제1 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 분해사시도이고, 도 12는 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제1 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 측면도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하여 제1 실시예에 따른 스테이터(2300)를 살펴보면, 상기 스테이터(2300)는 베이스(2310), 홀더(2320), 제1 스테이터링(2330) 및 제2 스테이터링(2340)을 포함할 수 있다.
베이스(2310)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 베이스(2310)는 조향축의 상기 출력축과 연결될 수 있다. 여기서, 상기 출력축은 바퀴측의 동력전달구성과 연결될 수 있다. 따라서, 스테이터(2300)는 상기 출력축과 연결되어 상기 출력축과 함께 회전한다.
베이스(2310)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 상기 출력축이 끼움 고정될 수 있도록 일정 이상의 강도를 고려한 재질이 이용될 수 있음은 물론이다.
홀더(2320)에는 제1 스테이터링(2330) 및 제2 스테이터링(2340)이 고정되게 배치될 수 있다.
홀더(2320)는 본체(2321), 플랜지부(2322), 기어치(2323), 제1 홀(2324) 및 제2 홀(2325)을 포함할 수 있다.
본체(2321)는 베이스(2310)의 일측 단부에 배치될 수 있다. 예컨데, 본체(2321)는 레진과 같은 합성수지를 이용한 인서트 사출 방식에 의해 베이스(2310)의 일측 단부에 배치될 수 있다.
본체(2321)에는 서로 마주보고 축 방향으로 이격 배치된 제1 스테이터링(2330) 및 제2 스테이터링(2340)이 배치될 수 있다.
플랜지부(2322)는 본체(2321)에서 원주 방향을 따라 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그리고, 플랜지부(2322)는 본체(2321)와 일체로 형성될 수 있다. 여기서, 내측이라 함은 본체(2321)를 기준으로 중심(C)을 향하는 방향을 의미하고, 외측이라 함은 내측에 반대되는 방향을 의미한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 플랜지부(2322)는 본체(2321)의 상부측에 배치될 수 있다. 이때, 본체(2321)의 상면과 플랜지부(2322)의 상면은 동일 평면상에 배치될 수 있다.
기어치(2323)는 플랜지부(2322)의 외주면에 플랜지부(2322)와 일체로 형성될 수 있다. 그리고, 기어치(2323)는 제1 서브기어(2410)의 기어치와 치합될 수 있다. 따라서, 본체(2321)가 회전하게 되면 이에 연동되어 기어치(2323)는 회전하게 된다. 그리고, 기어치(2323)의 회전에 연동되어 제1 서브기어(2410)가 회전한다.
즉, 각각 별개로 제조된 메인기어가 스테이터에 결합하는 경우, 그들 사이에서 유격이 발생하거나 동심도가 맞지 않을 수 있기 때문에, 히스테리시스(Hysterisis)가 떨어지게 되어 센싱 성능이 저하되는 문제가 있다. 여기서, 상기 히스테리시스는 메인기어가 반시계 방향으로 회전할 때의 출력과 시계 방향으로 회전할 때의 출력 차이로 정의될 수 있다.
따라서, 이러한 문제가 발생하지 않도록 메인기어와 스테이터의 정확한 공차 및 동심도를 맞추어야 하기 때문에 금형 비용이 증가하고 조립 공정이 복잡해진다.
이에, 실시예는 홀더(2320)의 본체(2321), 플랜지부(2322) 및 기어치(2323)를 일체로 형성하여 홀더(2320)의 회전이 제1 서브기어(2410)에 그대로 전달되게 한다. 그에 따라, 상기 토크 센서(2)의 센싱 능력은 향상될 수 있다.
또한, 홀더(2320)의 본체(2321), 플랜지부(2322) 및 기어치(2323)가 일체로 형성된 구조는 조립 공정을 간단하게 한다. 그리고, 상기 메인기어가 동작할 수 있는 공간을 확보하기 위해 배치되는 별도의 미들 케이스를 삭제할 수 있기 때문에, 상기 구조는 상기 토크 센서(2)의 소형화를 가능하게 한다.
제1 홀(2324)은 플랜지부(2322)에 형성될 수 있다. 도 11을 참조하면, 제1 홀(2324)은 플랜지부(2322)를 축 방향으로 관통하게 형성된다. 그리고, 제1 홀(2324)에는 제1 스테이터링(2330)의 제1 돌기부(2333)가 삽입될 수 있다.
제2 홀(2325)은 본체(2321)에 형성될 수 있다. 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 홀(2325)은 본체(2321)의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 복수 개가 형성될 수 있다. 그리고, 제2 홀(2325)에는 제2 스테이터링(2340)의 제2 투스(2342)가 삽입될 수 있다.
그리고, 제2 홀(2325)에 제2 투스(2342)가 삽입됨에 따라, 제2 투스(2342)는 본체(2321)의 내면에 배치될 수 있다.
스테이터링(2330, 2340)은 한 쌍으로 구성될 수 있다.
제1 스테이터링(2330)은 링 형상의 제1 몸체(2331), 제1 몸체(2331)의 내주면에서 축방향으로 연장된 복수 개의 제1 투스(2332) 및 제1 몸체(2331)의 외주면에서 축방향으로 연장된 복수 개의 제1 돌기부(2333)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 투스(2332)와 제1 돌기부(2333)는 동일한 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 예컨데, 제1 투스(2332)와 제1 돌기부(2333)는 제2 스테이터링(2340)을 향해 돌출될 수 있다.
그리고, 제1 몸체(2331), 제1 투스(2332) 및 제1 돌기부(2333)는 일체로 형성될 수 있다.
제2 스테이터링(2340)은 링 형상의 제2 몸체(2341), 제2 몸체(2341)의 내주면에서 축방향으로 연장된 복수 개의 제2 투스(2342) 및 제2 몸체(2341)의 외주면에서 축방향으로 연장된 복수 개의 제2 돌기부(2343)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 투스(2342)와 제2 돌기부(2343)는 동일한 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 예컨데, 제2 투스(2342)와 제2 돌기부(2343)는 제1 스테이터링(2330)을 향해 돌출될 수 있다.
그리고, 제2 몸체(2341), 제2 투스(2342) 제2 돌기부(2343)는 일체로 형성될 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 스테이터링(2330)은 본체(2321)의 상부에 배치되고, 제2 스테이터링(2340)은 본체(2321)의 하부에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 제1 스테이터링(2330)의 제1 투스(2332)와 제2 스테이터링(2340)의 제2 투스(2342)는 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 상호 맞물리는 형태로 배치될 수 있다.
제1 돌기부(2333)는 제1 홀(2324)을 관통할 수 있다. 이때, 제1 돌기부(2333)의 단부측 일 영역은 플랜지부(2322)에 형성된 제1 홀(2324)에서 외부로 노출될 수 있다.
그리고, 노출된 상기 제1 돌기부(2333)의 단부를 가압하여 절곡시키는 코킹 방식으로 제1 돌기부(2333)는 플랜지부(2322)에 고정될 수 있다. 그에 따라, 플랜지부(2322)에 대한 제1 돌기부(2333)의 결합력은 향상될 수 있다.
제2 돌기부(2343)는 본체(2321)의 외주면에 고정될 수 있다.
한편, 제1 돌기부(2333)와 제2 돌기부(2343)의 코킹에 따른 코킹력을 고려하여, 본체(2321)에는 한 쌍의 제1 플랜지부(2326)가 더 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 한 쌍의 제1 플랜지부(2326) 각각은 본체(2321)의 상부와 하부에 각각 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 제1 플랜지부(2326)는 본체(2321)에서 원주 방향을 따라 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 제1 플랜지부(2326)는 본체(2321)와 일체로 형성될 수 있다.
그리고, 본체(2321)의 상부에 배치되는 제1 플랜지부(2326)에는 플랜지부(2322)가 배치될 수 있다.
그에 따라, 제1 돌기부(2333)의 단부를 가압하여 상부측의 제1 플랜지부(2326)에 제1 돌기부(2333)를 고정시킬 수 있다. 또한, 제2 돌기부(2343)의 단부를 가압하여 하부측의 제1 플랜지부(2326)에 제2 돌기부(2343)를 고정시킬 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상부측의 제1 플랜지부(2326)의 높이(H1)와 하부측의 제1 플랜지부(2326)의 높이(H2)는 동일할 수 있다. 상부측의 제1 플랜지부(2326)의 높이(H1)와 하부측의 제1 플랜지부(2326)의 높이(H2)는 제1 플랜지부(2326)의 축 방향 두께일 수 있다. 그에 따라, 제1 스테이터링(2330)과 제2 스테이터링(2340)은 동일한 형상으로 제작할 수 있으며, 동일한 금형을 이용할 수 있다. 이에, 제1 스테이터링(2330)과 제2 스테이터링(2340)의 생산 단가를 감소시킬 수 있다.
기어치(2323)의 높이(H3)는 상부측의 제1 플랜지부(2326)의 높이(H1)보다 작을 수 있다. 이때, 상부측의 제1 플랜지부(2326)의 높이(H1)는 제1 플랜지부(2326)의 상면을 기준으로 할 수 있다. 그리고, 기어치(2323)의 높이(H3)는 기어치(2323)의 축 방향 두께일 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 플랜지부(2322)의 외주면에 배치되는 기어치(2323)는 상부측의 제1 플랜지부(2326)의 일측 모서리와 타측 모서리 사이에 배치될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 회로기판(2600)과의 배치 관계를 고려하여 플랜지부(2322)의 일측 모서리는 상부측의 제1 플랜지부(2326)의 일측 모서리 또는 타측 모서리와 인접 또는 평면상 동일하게 배치될 수도 있다.
한편, 제2 돌기부(2343)의 길이(L2)는 제1 돌기부(2333)의 길이(L1)와 상이할 수 있다. 상세하게, 제2 돌기부(2343)는 길이(L2)는 제1 돌기부(2333)의 길이(L1)보다 짧을 수도 있다. 그에 따라, 하부측의 제1 플랜지부(2326)의 높이(H2)는 상부측의 제1 플랜지부(2326)의 높이(H1)보다 작을 수 있다. 따라서, 플랜지부(2322)와 하부측의 제1 플랜지부(2326) 사이에는 회로기판(2600)의 일 영역이 배치될 수 있으며, 그에 따라 회로기판(2600)에 배치되는 회로 등의 배치공간을 확보하여 회로의 배치 자유도를 향상시킬 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 반지름 방향(y 방향)에서 바라볼 때, 돌기부(2333, 2343) 각각은 투스(2332, 2342) 각각의 사이에 배치될 수 있다. 반지름 방향(y 방향)에서 바라볼 때, 돌기부(2333, 2343)가 투스(2332, 2342)와 오버랩되게 배치된다면 자계에 영향을 주게 되는바, 돌기부(2333, 2343)를 투스(2332, 2342) 사이에 배치하여 자계에 대한 영향을 방지할 수 있다.
제1 돌기부(2333)는 서로 이격되어 배치되는 적어도 둘의 제1 돌기(2333a)로 제공될 수 있다. 그리고, 제2 돌기부(2343) 각각은 서로 이격되어 배치되는 적어도 둘의 제2 돌기(2343a)로 제공될 수 있다.
두 개의 돌기로 형성된 돌기부(2333, 2343)는 더블 코킹(Double Caulking) 구조를 구현하여, 플랜지부(2322, 2326)에 대한 돌기부(2333, 2343)의 결합력은 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 더블 코킹 구조는 제1 플랜지부(2326)와의 접촉면적을 증가시키기 때문에, 돌기부(2333, 2343)의 회전방향에 대한 코킹력을 증대시킬 수 있다.
도 13은 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제2 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 사시도이고, 도 14는 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제2 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 분해사시도이고, 도 15는 제2 실시예에 따른 토크 센서의 제2 실시예에 따른 스테이터를 나타내는 측면도이다.
이하, 제2 실시예에 따른 스테이터(2300a)를 살펴볼 때, 제1 실시예에 따른 스테이터(2300)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 기재되는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 실시예에 따른 스테이터(2300)와 제2 실시예에 따른 스테이터(2300a)를 비교해 볼 때, 플랜지부(2322)가 본체(2321)에 형성된 위치에 차이가 있다. 그에 따라, 제2 실시예에 따른 스테이터(2300a)는 제1 실시예에 따른 스테이터(2300)의 제1 홀(2324)이 삭제된다는 점에 차이가 있다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 제2 실시예에 따른 스테이터(2300a)는 베이스(2310), 홀더(2320a), 제1 스테이터링(2330) 및 제2 스테이터링(2340)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 스테이터(2300a)의 홀더(2320a)는 본체(2321), 플랜지부(2322), 기어치(2323) 및 제2 홀(2325)을 포함할 수 있다. 여기서, 플랜지부(2322)는 본체(2321)의 상부측 모서리와 하부측 모서리 각각에서 소정의 거리로 이격되게 배치될 수 있다.
또한, 제1 스테이터링(2330) 및 제2 스테이터링(2340)의 고정을 위해 상기 스테이터(2300a)의 홀더(2320a)는 상호 이격되어 본체(2321)의 상부와 하부에 배치되는 한 쌍의 제1 플랜지부(2326)를 포함할 수 있다.
여기서, 플랜지부(2322)는 한 쌍의 제1 플랜지부(2326) 사이에 배치될 수 있다.
그리고, 플랜지부(2322)는 본체(2321)의 하부에 배치되는 제1 플랜지부(2326)의 하부측 모서리(2326a)와 상부에 배치되는 제1 플랜지부(2326)의 상부측 모서리(2326b) 각각에서 소정의 거리로 이격되게 배치될 수 있다.
이때, 플랜지부(2322)의 하면(322a)은 하부측 모서리(2326a)에서 소정의 높이(H4)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 높이(H4)는 하부측 모서리(2326a)를 기준으로 본체(2321)의 높이(H) 대비 1/2~2/3의 위치에 위치할 수 있다. 그에 따라, 회로기판(2600)이 일 영역이 배치될 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
제1 플랜지부(2326)는 본체(2321)의 상부와 하부에 배치될 수 있다. 이때, 제1 플랜지부(2326)는 본체(2321)에서 원주 방향을 따라 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 즉, 제1 플랜지부(2326)는 본체(2321)의 상부와 하부에 각각 이격되게 배치된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제1 플랜지부(2326) 각각에는 코킹 방식에 의해 제1 스테이터링(2330)의 제1 돌기부(2333) 및 제2 스테이터링(2340)의 제2 돌기부(2343) 각각의 단부가 고정될 수 있다.
여기서, 제2 실시예에 따른 스테이터(2300a)의 돌기부(2333, 2334)는 하나의 돌기로 제공된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 실시예에 따른 스테이터(2300)의 돌기부(2333, 2334)와 같이 두 개의 돌기로 형성될 수도 있다.
서브기어(2400)는 스테이터(2300, 2300a)의 기어치(2323)와 치합할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 서브기어(2400)는 2 개가 배치될 수 있다. 그에 따라, 서브기어(2400)는 제1 서브기어(2410)와 제2 서브기어(2420)로 구분될 수 있다.
제1 서브기어(2410)는 스테이터(2300, 2300a)의 기어치와 치합할 수 있다. 그리고, 제2 서브기어(2420)는 제1 서브기어(2410)와 치합할 수 있다.
여기서, 서브기어(2400)는 효과적인 회전량 차이를 구현하기 위해 2개가 배치된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 한 개 또는 3개 이상의 복수 개가 배치될 수도 있다.
도 8을 참조하면, 제1 서브기어(2410)와 제2 서브기어(2420) 각각에는 서브 마그넷이 배치될 수 있다. 예컨데, 제1 서브기어(2410)에는 제1 서브 마그넷(2411)이 배치되고, 제2 서브기어(2420)에는 제2 서브 마그넷(2412)이 배치될 수 있다.
상기 입력축과 상기 출력축 사이에 비틀림이 발생하게 되면, 로터(2200)와 스테이터(2300, 2300a) 사이의 회전 차이가 발생하게 되고, 이는 자기력의 변화로 감지된다.
이때, 콜렉터(2500)는 회로기판(2600)에 배치되는 센서가 상기 자기력의 변화를 감지할 수 있게 한다.
콜렉터(2500)는 스테이터(2300, 2300a)의 플럭스(flux)를 수집할 수 있다. 여기서, 콜렉터(2500)는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 하우징(2100) 내부에 고정될 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 콜렉터(2500)는 두 개가 제공될 수 있다. 콜렉터(2500)는 배치 위치에 의해 제1 콜렉터(2510)와 제2 콜렉터(2520)로 구분될 수 있다.
제1 콜렉터(2510)는 제1 스테이터링(2330)에 인접하게 배치될 수 있다. 여기서, 인접이라 함은 접촉 또는 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 것을 의미할 수 있다.
제1 콜렉터(2510)는 제1 플레이트(2511) 및 제1 레그(2512)를 포함할 수 있다.
제1 플레이트(2511)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 제1 플레이트(2511)는 제1 스테이터링(2330)의 제1 몸체(2331)에 인접하게 배치될 수 있다.
제1 레그(2512)는 제1 플레이트(2511)에서 축 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 제1 레그(2512)는 외측 방향으로 절곡될 수 있다. 그에 따라, 제1 레그(2512)의 단부는 반지름 방향으로 절곡될 수 있다.
제2 콜렉터(2520)는 제2 스테이터링(2340)에 인접하게 배치될 수 있다.
제2 콜렉터(2520)는 제2 플레이트(2521) 및 제2 레그(2522)를 포함할 수 있다.
제2 플레이트(2521)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 제2 플레이트(511)는 제2 스테이터링(2340)의 제2 몸체(2341)에 인접하게 배치될 수 있다.
제2 레그(2522)는 제2 플레이트(2521)에서 축 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 제2 레그(2522)는 외측 방향으로 절곡될 수 있다. 그에 따라, 제2 레그(2522)의 단부는 반지름 방향으로 절곡될 수 있다.
도 9 및 도 16에 도시된 바와 같이, 회로기판(2600)은 제1 스테이터링(2330)과 제2 스테이터링(2340) 사이에 배치될 수 있다.
회로기판(2600)에는 제1 자기소자(2610), 제2 자기소자(2620), 제1 센서(2630) 및 제2 센서(2640)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 센서(2630) 및 제2 센서(2640)는 토크를 감지하는 토크 센서 부재일 수 있다. 그리고, 제1 자기소자(2610), 제2 자기소자(2620), 제1 센서(2630) 및 제2 센서(2640)는 홀 소자(Hall IC)일 수 있다.
제1 자기소자(2610)는 제1 서브 마그넷(2411)에 대응되는 위치에 배치되어 제1 서브 마그넷(2411)의 자계 변화를 센싱할 수 있다. 그리고, 제2 자기소자(2620)는 제2 서브 마그넷(2412)에 대응되는 위치에 배치되어 제2 서브 마그넷(2412)의 자계 변화를 센싱할 수 있다. 그에 따라, 제1 자기소자(2610)와 제2 자기소자(2620)는 회전량 및 회전속도를 감지하여 회전된 앵글을 감지할 수 있다
제1 센서(2630)는 제1 레그(2512)의 단부에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 예컨데, 제1 센서(2630)는 제1 레그(2512)의 단부와 소정의 간격으로 이격된 회로기판(2600)의 일 영역에 배치될 수 있다. 즉, 제1 센서(2630)는 제1 레그(2512)와 마주보게 배치될 수 있다.
제2 센서(2640)는 제2 레그(2522)의 단부에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 예컨데, 제2 센서(2640)는 제2 레그(2522)의 단부와 소정의 간격으로 이격된 회로기판(2600)의 일 영역에 배치될 수 있다. 즉, 제2 센서(2640)는 제2 레그(2522)와 마주보게 배치될 수 있다.
상기 입력축과 상기 출력축 사이에 비틀림이 발생됨에 따라 로터(2200)와 스테이터(2300, 2300a) 사이의 회전 차이가 발생하게 되고, 상기 회전 차이는 콜렉터(2500)를 통해 제1 센서(2630)와 제2 센서(2640)에 자기력의 변화로 감지된다. 그에 따라, 제1 센서(2630)와 제2 센서(2640)는 조향 핸들을 원활하게 조절할 수 있는 토크를 측정할 수 있다.
도 16은 제2 실시예에 따른 토크 센서의 로터, 제2 실시예에 따른 스테이터, 서브기어, 콜렉터 및 회로기판에 대한 측면도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제2 실시예에 따른 스테이터(2300a)에 있어서, 플랜지부(2322)의 하면(2322a)은 하부측 모서리(2326a)를 기준으로 본체(2321)의 높이(H) 대비 1/2되는 위치에 위치할 수 있다.
따라서, 회로기판(2600)이 제1 레그(2512)와 제2 레그(2522) 사이에 배치되기 위해서 제1 레그(2512)의 길이와 제2 레그(2522)의 길이는 상이할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 레그(2522)의 길이는 제1 레그(2512)의 길이보다 짧다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 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. 그리고 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
<부호의 설명>
1, 2: 토크센서, 1100, 2100: 하우징, 1200, 2200: 로터, 1300, 2300, 2300a: 스테이터, 1400, 2600: 회로기판, 1500: 홀센서, 1600, 2500: 콜렉터

Claims (20)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되는 로터;
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
    상기 하우징에 배치되는 회로기판;
    상기 회로기판에 배치되는 홀센서 및
    상기 홀센서에 인접하여 배치되는 콜렉터를 포함하고,
    상기 콜렉터는 몸체부와 상기 몸체부에서 연장되는 연장부를 포함하고,
    상기 몸체부는 상기 하우징과 이격되어 배치되고, 상기 연장부는 상기 하우징과 직접 접촉하는 토크 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 콜렉터의 연장부를 고정하는 고정부를 포함하며,
    상기 연장부는 상기 고정부에 둘러싸여 접촉하며, 관통홀을 포함하는 토크 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 콜렉터는 상기 홀센서와 마주보는 절곡부를 포함하며,
    상기 콜렉터의 연장부의 일부는 상기 절곡부와 가장 멀리 떨어진 토크 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 콜렉터는 상기 홀센서와 마주보는 절곡부를 포함하며,
    상기 몸체부는 곡면부를 포함하고,
    상기 곡면부의 중심과 상기 로터의 회전 중심을 지나는 기준선을 기준으로,
    상기 연장부는 상기 절곡부 보다 상기 스테이터에 더 가깝게 배치되고, 상기 절곡부 보다 상기 기준선에서 더 멀게 배치되는 토크 센서.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징의 바닥면은 제1 면과 제2 면을 포함하고,
    상기 제2 면은 상기 제1 면보다 낮게 배치되고,
    상기 제2 면은 상기 콜렉터가 배치되는 홈부를 포함하는 토크 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    고정부는 상기 제2 면에서 돌출되어 배치되는 토크 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 콜렉터의 두께는 상기 제2 면에서 상기 고정부의 상단까지의 높이보다 작은 토크 센서.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 하우징은 지지블록을 포함하고,
    상기 지지블록은 상기 제1 면에서 돌출되며, 상기 홈부의 둘레에 배치되는 토크 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 콜렉터는 상기 홀센서와 마주보는 절곡부를 포함하며,
    상기 몸체부는 다리부를 더 포함하고,
    상기 다리부는 상기 몸체부의 외측 에지에서 꺽여 배치되고,
    상기 절곡부는 상기 다리부에서 외측으로 꺽여 배치되고,
    상가 다리부 및 상기 절곡부는 상기 지지블록과 이격 배치되는 토크 센서.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연장부는 걸림부를 포함하고,
    상기 걸림부는 상기 연장부의 단부에서 꺽여 배치되는 토크 센서.
  11. 마그넷을 포함하는 로터 및
    상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 스테이터는
    원통 형상의 베이스,
    상기 베이스의 외측에 결합된 홀더 및
    상기 홀더에 결합되는 제1 스테이터링과 제2 스테이터링을 포함하며,
    상기 홀더는
    본체 및 상기 본체의 원주방향을 따라 돌출된 플랜지부를 포함하고,
    상기 플랜지부의 외주면에 기어치가 형성되며,
    상기 플랜지부에는 축방향으로 관통하는 제1 홀을 포함하는 토크 센서.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 스테이터링은
    링 형상의 제1 몸체;
    상기 제1 몸체의 내주면에서 축방향으로 연장된 제1 투스; 및
    상기 제1 몸체의 외주면에서 축방향으로 연장된 제1 돌기부를 포함하고,
    상기 제1 돌기부는 상기 제1 홀을 관통하는 토크 센서.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 스테이터링은
    링 형상의 제2 몸체;
    상기 제2 몸체의 내주면에서 축방향으로 연장된 제2 투스 및
    상기 제2 몸체의 외주면에서 축방향으로 연장된 제2 돌기부를 포함하고,
    상기 제2 돌기부의 길이는 상기 제1 돌기부의 길이와 상이한 토크 센서.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 돌기부 및 상기 제2 돌기부 각각은
    서로 이격되어 배치되는 적어도 둘의 돌기로 제공되는 토크 센서.
  15. 마그넷을 포함하는 로터 및 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 스테이터는
    원통 형상의 베이스,
    상기 베이스의 외측에 결합된 홀더 및
    상기 홀더에 결합되는 제1 스테이터링과 제2 스테이터링을 포함하며,
    상기 홀더는 본체 및 상기 본체의 원주방향을 따라 돌출된 플랜지부를 포함하고,
    상기 플랜지부의 외주면에 기어치가 형성되며,
    상기 플랜지부는 상기 본체의 상부측 모서리와 하부측 모서리 각각에서 소정의 거리로 이격되게 배치되는 토크 센서.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 스테이터링에 인접하게 배치되는 제1 콜렉터의 제1 레그의 길이는
    상기 제2 스테이터링에 인접하게 배치되는 제2 콜렉터의 제2 레그의 길이와 상이한 토크 센서.
  17. 제11항 또는 제15항에 있어서,
    상기 플랜지부의 기어치와 맞물리는 제1 서브기어;
    상기 제1 서브기어에 맞물리는 제2 서브기어 및
    자기소자를 포함하는 회로기판을 포함하며,
    상기 자기소자는 상기 제1 서브기어와 상기 제2 서브기어 각각에 배치되는 서브 마그넷의 자화를 센싱하는 토크 센서.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 회로기판에 배치되는 제1 센서와 제2 센서를 더 포함하며,
    상기 제1 토크 센서는 제1 콜렉터의 제1 레그와 마주보게 배치되고,
    상기 제2 토크 센서는 제2 콜렉터의 제2 레그와 마주보게 배치되는 토크 센서.
  19. 제15항에 있어서,
    상호 이격되어 상기 본체의 상부와 하부에 배치되는 한 쌍의 제1 플랜지부를 포함하고,
    상기 플랜지부는 상기 본체의 하부에 배치되는 상기 제1 플랜지부의 하부측 모서리와 상기 본체의 상부에 배치되는 상기 제1 플랜지부의 상부측 모서리 각각에서 소정의 거리로 이격되게 배치되는 토크 센서.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 플랜지부의 하면은 상기 제1 플랜지부의 하부측 모서리에서 소정의 높이(H4)에 위치하고, 상기 높이(H4)는 상기 제1 플랜지부의 하부측 모서리를 기준으로 상기 본체의 높이(H) 대비 1/2~2/3의 위치에 위치하는 토크 센서.
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