KR101025244B1 - 차동기어를 이용한 토오크 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차동기어를 이용한 토오크 센서에 관한 것으로서, 조향핸들측에 결합되는 입력축과, 조향바퀴측에 연결되는 출력축 및 상기 입력축과 출력축에 장착되어 토오크량을 검출부에 전달하는 차동기어부 그리고 검출부에 전달된 입력축의 토오크를 제어수단 및 구동수단를 통해 조향바퀴측을 작동시키는 차동기어를 이용한 토오크 센서에 있어서, 상기 입력축의 선단에 관형태로 확장되면서 연장되고 둘레면에 개구부가 형성되는 입력측 작동부와; 상기 출력축의 선단에 관형태로 확장되면서 연장되고 둘레면에 개구부가 형성되며 상기 입력축의 작동부를 내측으로 끼울 수 있는 출력측 작동부와: 상기 입력측 작동부의 내측으로 배치되면서 입력측 작동부의 개구부 및 출력측 작동부의 개구부로 머리부가 관통되도록 돌출 형성하여 입력축의 회전력을 출력축에 직접전달하는 스냅링들과; 상기 입력축과 출력축으로 각각 끼워진 후 고정링에 의해 체결되어 입,출력측 작동부에 접하여 고정되면서 탄성력을 제공하는 주름부를 갖는 상측 링기어 및 하측 링기어와, 상기 상측 링기어 및 하측 링기어에 맞물려 회전되도록 회전 몸체에 축설되는 한 쌍의 피니언을 구비하여 이루어지는 차동기어부와; 상기 차동기어부의 한 쌍의 피니언을 축설한 회전 몸체에 고정되어 상기 입력축의 토오크를 제어수단 및 구동수단에 전달하기 위한 작동축을 갖는 검출부와; 상기 입력측의 작동부, 출력측 작동부, 스냅링, 차동기어부를 하우징에 삽입하여 작동하도록 하우징의 개방부에 체결되는 체결부재 및 검출부의 작동축이 관통된 차단판이 하우징의 측면에 관통 형성된 수납공간부를 폐쇄하 면서 지지하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 개량된 차동기어부의 탄성력을 지닌 상측 링기어 및 하측 링기어 사이에 배치된 한 쌍의 피니언이 맞물려 회전될 때 한 쌍의 피니언이 축설된 회전 몸체에 고정되어 있는 작동축을 통해 입력축의 토크량을 검출부에 회전 각도 또는 회전력으로 정확하게 전달이 가능하며, 검출부에 전달된 회전 각도 또는 회전력은 다양한 검출수단 중 선택된 어느 하나에 의해 검출된 후 제어수단 및 구동수단를 통해 조향바퀴측을 작동시킬 수 있으며, 각 요소의 부품 및 검출수단의 단독 교체가 가능하여 매우 경제성을 지니는 유용한 것이다.

Description

차동기어를 이용한 토오크 센서{TORQUE SENSORS USING DIFFERENTIAL GEAR}

본 발명은 차량의 조향핸들측에 연결되는 입력축에서 발생하는 토크량을 검출하는 토오크 센서에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 핸들이 연결된 입력축으로부터 전해지는 토오크량을 개량된 차동기어부를 통해 검출수단에 정확히 전달함으로써 검출수단에 입력된 입력측의 토오크량을 구동수단을 통해 조향바퀴측에 전달할 수 있고 기존의 검출수단의 적용 및 교체가 용이하게 이루어지도록 한 차동기어를 이용한 토오크 센서에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 핸들은 정지 또는 주행시 노면에 접촉되어 회전되는 바퀴의 진행 각도를 조정하도록 연결되어 있다. 이때 차량의 무게가 바퀴에 가해지므로 핸들을 통해 바퀴를 회전시키기 위해서는 큰 힘이 요구된다. 이를 해소하기 위해 조향장치에 전자제어식 파워스티어링 시스템을 장착하여 운전자가 핸들을 회전시킬 경우 조향 핸들과 바퀴 사이에서 발생하는 토크량을 검출한 후 그 편차만큼 조향장치에 의해 바퀴를 회전시키는데 필요한 회전력을 발생시킴으로써 적은 힘으로도 편리하게 핸들을 조작할 수 있도록 구성하고 있다.

상기 전자제어식 파워스티어링(EPS-Electronic Power Steering) 시스템은 최 초 구입시의 비용부담이 크기 때문에 오일펌프를 가동시켜야 하는 유압식에 비하여 연료절감 이점이 있어도 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다. 또한 토오크를 발생시키는 토션바가 필요하므로 장치가 대형화되는 문제점이다.

또한, 종래 차량의 조향 핸들로부터 발생하는 토오크를 측정하는 센서에는 접촉식과 비접촉식으로 구분되며, 접촉식은 스트레인 게이지나 포텐시오 메터를 이용하고, 비접촉식은 인덕션코일, 자기트랜스포머, 광센서 및 마그네틱 센서 등을 이용하고 있다.

상기와 같은 종래의 접촉식 조향 토오크 센서는 입력축에 인가한 토오크에 의해 입력축이 회전하면, 조향계의 부하에 대응하여 토션바에 뒤틀림이 발생하고, 태양기어나 유성기어 등의 기어기구에 의해서 이러한 뒤틀림이 직선변위로 변환되고, 그 변위를 포텐시오-메터에서 전기적인 신호로 변환하여 검출하기 때문에 이를 위한 직선변위 기구부가 필요하다. 따라서 토오크 센서는 기계적 구조물의 가공이 난이한 이외에 부피가 크고, 필요 부품수가 많으며, 토오크 검출부가 비대해지고 유지보수 및 장착이 까다롭다.

또한, 상기 종래의 비접촉식 조향 토오크 센서들은 자성체의 구조물의 부피가 크기 때문에 경량화가 어렵고, 전자유도(電磁誘導)의 영향이 크기 때문에 차폐가 필요하고, 부피 및 중량이 증가한다는 문제점이 있었다. 이외에도 신호처리회로가 복잡하여 제작비용이 고가인 단점과 부분 수리가 어려워 전체를 교체하여야만 하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 개량된 차동기어부를 통해 입력축의 토크량을 정확하게 검출부에 전달할 수 있도록 하고, 검출부에 전달된 회전 각도 또는 회전력을 다양한 검출수단을 통해 용이하게 검출하여 입력측의 토오크량을 정확히 구동수단를 통해 조향바퀴측에 전달하여 제어함과 아울러 기존의 검출수단의 적용 가능 및 교체가 용이하게 이루어지도록 한 차동기어를 이용한 토오크 센서를 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 차동기어를 이용한 토오크 센서는 조향핸들측에 결합되는 입력축과, 조향바퀴측에 연결되는 출력축 및 상기 입력축과 출력축에 장착되어 토오크량을 검출부에 전달하는 차동기어부 그리고 검출부에 전달된 입력축의 토오크를 제어수단 및 구동수단를 통해 조향바퀴측을 작동시키는 차동기어를 이용한 토오크 센서에 있어서, 상기 입력축의 선단에 관형태로 확장되면서 연장되고 둘레면에 개구부가 형성되는 입력측 작동부와; 상기 출력축의 선단에 관형태로 확장되면서 연장되고 둘레면에 개구부가 형성되며 상기 입력축의 작동부를 내측으로 끼울 수 있는 출력측 작동부와: 상기 입력측 작동부의 내측으로 배치되면서 입력측 작동부의 개구부 및 출력측 작동부의 개구부로 머리부가 관통되도록 돌출 형성하여 입력축의 회전력을 출력축에 직접전달하는 스냅링들과; 상기 입력축과 출력축으로 각각 끼워진 후 고정링에 의해 체결되어 입,출력측 작동부에 접하여 고정되면서 탄성력을 제공하는 주름부를 갖는 상측 링기어 및 하측 링기어와, 상기 상측 링기어 및 하측 링기어에 맞물려 회전되도록 회전 몸체에 축설되는 한 쌍의 피니언을 구비하여 이루어지는 차동기어부와; 상기 차동기어부의 한 쌍의 피니언을 축설한 회전 몸체에 고정되어 상기 입력축의 토오크를 제어수단 및 구동수단에 전달하기 위한 작동축을 갖는 검출부와; 상기 입력측의 작동부, 출력측 작동부, 스냅링, 차동기어부를 하우징에 삽입하여 작동하도록 하우징의 개방부에 체결되는 체결부재 및 검출부의 작동축이 관통된 차단판이 하우징의 측면에 관통 형성된 수납공간부를 폐쇄하면서 지지하도록 구성됨을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예로서, 상기 차동기어부의 상측 링기어 및 하측 링기어 사이에 맞물려 회전될 때 수평을 유지하도록 한 쌍의 피니언을 축설한 보조 회전 몸체를 균등 각도로 2개소에 더 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예로서, 상기 검출부는 작동축으로부터 전달되는 회전 각도 또는 회전력이 포터센서, 마그네틱센서, 광센서, 저항센서 중 어느 하나의 검출수단에 전달되도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 토오크 센서는 개량된 차동기어부의 탄성력을 지닌 상측 링기어 및 하측 링기어 사이에 배치된 한 쌍의 피니언이 맞물려 회전될 때 한 쌍의 피니언이 축설된 회전 몸체에 고정되어 있는 작동축을 통해 입력축의 토크량을 검출부에 회전 각도 또는 회전력으로 정확하게 전달이 가능하며, 검출부에 전달된 회전 각도 또는 회전력은 다양한 검출수단 중 선택된 어느 하나에 의해 검출된 후 제어수단 및 구동수단를 통해 조향바퀴측을 작동시킬 수 있으며, 각 요소의 부품 및 검출수단의 단독 교체가 가능하여 매우 경제성을 지니는 유용한 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차동기어를 이용한 토오크 센서를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 결합 단면도로서, 부호 1은 하우징, 2는 입력축, 3은 출력축, 4는 차동기어부, 5는 스냅링, 6은 회전 몸체, 8은 검출부, 9는 체결부재, 100은 제어수단, 200은 구동수단, 300은 조향비퀴측, 400은 조향핸들측을 나타낸다.

본 발명의 차동기어를 이용한 토오크 센서는 미도시된 핸들을 포함하는 조향핸들측(400)이 결합되는 입력축(2)과, 미도시된 바퀴를 포함하는 조향바퀴측(300)에 장착된 래크와 치합되는 출력축(3) 및 상기 입력축(2)과 출력축(3)에 장착되는 차동기어부(4) 그리고 입력축(2)의 토오크량을 감지하는 차동기어부(4) 들을 하우징(1)에 순차적으로 장착하여 검출부(8)에 전달된 입력축(2)의 토오크량 만큼 제어수단(100) 및 구동수단(200)를 통해 조향바퀴측(300)을 작동시키고, 상기 조향바퀴측(300)에 연결되는 출력축(3)은 바퀴의 회전과 연동하도록 이루어지는 것이 기본 구성이다.

상기 제어수단(100)은 통상적인 포터센서, 마그네틱센서, 광센서, 저항센서 중 어느 하나의 검출수단으로 이루어지는 검출부(8)로부터 전달되는 신호를 처리하기에 적합한 제어장치이며, 상기 구동수단(200)는 통상적인 정역회전이 가능한 모 터를 제어하면서 조향바퀴측(300)을 작동시키도록 이루어진다. 상기 출력축(3)은 입력측(2)에서 발생되는 토오크량을 측정하는 기준축의 역할을 하게 되고, 입력측(2)의 회전에 위해 발생된 토오크량에 적합하게 구동수단(200)을 통해 조향바퀴측(300)을 작동하면 출력축(3)은 연동하도록 이루어진다.

본 발명의 토오크 센서는 도 2 내지 도 4에서와 같이 입력축(2)의 선단에 관형태로 확장되면서 연장되고 둘레면 양측에 개구부(22)가 형성되는 입력측 작동부(21)를 마련하게 되고, 출력축(3)의 선단에 관형태로 확장되면서 연장되고 둘레면 양측에 개구부(32)가 형성되면서 상기 입력측 작동부(21)를 내측으로 끼울 수 있는 출력측 작동부(31)를 마련하게 된다. 또한, 상기 입력측 작동부(21)의 내측으로 배치되면서 입력측 작동부(21)의 개구부(22) 및 출력측 작동부(31)의 개구부(33)로 머리부(51)가 관통되도록 돌출 형성하여 입력축(2)의 회전력을 출력축(3)에 직접 전달가능하도록 2~6개의 금속 스냅링(5) 들을 배치하게 된다. 상기 금속 스냅링(5)의 수량은 입력축(2)의 회전력을 전달받는 것으로 소재 또는 열처리에 따라 탄성력이 차이가 있으므로 그 수량은 증감될 수 있으며 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 입력축(2)과 출력축(3)으로 각각 끼워진 후 고정링(12,12')이 입력축(2)과 출력축(3)에 나사방식으로 체결될 때 입,출력측 작동부(21,31)에 접하여 고정되는 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')을 마련함과 아울러 상기 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')에 맞물려 회전되도록 회전 몸체(6)에 축설되는 한 쌍의 피니언(42)을 구비하는 차동기어부(4)를 구비하게 된다. 또한, 상기 차동기어부(4)의 한 쌍의 피니언(42)을 축설한 회전 몸체(6)의 중앙 부분에 축설되어 상기 입력축(2)의 토오크를 제어수단(100)에 전달할 수 있도록 작동축(81)을 갖는 검출부(8)를 더욱 마련하게 된다. 또한, 상기 입력측 작동부(21), 출력측 작동부(31), 스냅링(5), 차동기어부(4) 들이 하우징(1)에 순차적으로 삽입되어 배치된 후 작동 가능하도록 하우징(1)의 개방부에 나사 체결되는 체결부재(9) 그리고 검출부(8)의 작동축(81)을 관통시킨 차단판(82)이 하우징(1)의 측면에 관통 형성된 수납공간부(11)에 나사결합되어 폐쇄하도록 구성된다.

한편, 상기 차동기어부(4)의 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')는 입력축(2)의 토오크 발생시 회전할 때 그 사이에 맞물려 회전되는 한 쌍의 피니언(42)이 검출부(8)의 작동축(81)을 중심으로 함께 회전하여 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')의 간격이 좁아지거나 원상태로의 복원이 원활하게 작동되도록 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')의 수평부분에 탄성력을 갖는 주름부(43,43')를 형성하게 된다.

본 발명의 다른 실시 예로서, 상기 차동기어부(4)의 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41') 사이에 검출부(8)의 작동축(81)을 고정하고 한 쌍의 피니언(42)을 축설한 회전 몸체(6)만을 배치할 경우 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')의 작동으로 간격이 좁아지고 복귀될 때 한 쌍의 피니언(42)과 접하지 않는 반대측 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')는 자유단이 되므로 수평을 이루지 못하고 간격이 좁아질 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 도 5에서와 같이 맞물려 회전될 때 한 쌍의 피니언(42')을 축설한 보조 회전 몸체(6')를 균등 각도로 2개소에 더 배치하여 하우징(1)에 지지되도록 장착함으로써 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')가 항상 수평 상태를 유지하면서 회전할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예로서, 검출부(8)는 하우징(1)의 일측에 형성되는 수납공간부(11)에 배치될 때 통상적인 포터센서, 마그네틱센서, 광센서, 저항센서 중 어느 하나의 검출수단을 선정하여 배치하게 되고, 작동축(81)으로부터 전달되는 회전 각도 또는 회전력을 검출한 후 검출된 값을 연산 또는 증폭 과정 등을 수행하는 제어수단(100)으로 송출하도록 구성하게 되며, 상기 제어수단(100)은 연이어 구동수단(200)을 작동시켜 구동수단(200)의 모터가 조향바퀴측(300)을 작동시켜 바퀴의 회전이 이루어지도록 구성하게 된다. 상기 검출부(8)에 장착되는 검출수단은 동 분야 및 제어기술분야에서 널리 사용되는 각종 센서를 사용하는 것이므로 그 구성의 상세한 설명은 생략한다.

도면 중 미설명부호 7은 체결부재(9)의 풀림을 방지하는 스톱링, 71은 베어링. 71'는 베어링, 72는 리테이너(retainer), 72'는 리테이너(retainer), 73은 부싱(bushing), 74는 부싱(bushing)으로서 이들은 입력축(2)과 출력축(3)의 원활한 회전을 위하여 지지하는 부품이고, 75는 고무재의 완충재, 76은 검출된 신호를 출력하는 케이블이다.

다음에는, 이와 같은 차동기어를 이용한 토오크 센서의 조립 및 작동 과정을 상세하게 설명한다.

조립과정을 도 2 및 도 3을 통해 살펴보면, 먼저, 입력축(2)과 출력측(3)에 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')을 끼운 후 고정링(12,12')을 입력축(2)과 출력측(3)에 나사 결합으로 견고하게 고정한다. 이어서 입력축(2)에 베어링(71)과 리 테이너(72)를 끼우면서 하우징(1)에 끼워 넣고 입력축(2)의 작동부(21) 내측으로 스냅링(5)들을 배치하게 된다.

다음으로 출력축(3)의 작동부(21) 내측의 축으로 부싱(73)과 완충재(75)를 끼우고 선단에 부싱(74)를 끼우며 작동부(31)의 상측으로는 베어링(71')과 리테이너(72')를 끼운 상태에서 출력축(3)을 하우징(1)에 배치되어 있는 입력축(2)과 동일 축선을 이루도록 끼워 조립한다.

다음으로 한 쌍의 피니언(42)을 축설한 회전 몸체(6)의 중심에 차단판(82)의 중심으로 관통한 검출부(8)의 작동축(81)을 고정한 후 상기 차단판(82)를 하우징(1)의 수납공간부(11)에 나사 결합시킬 때 한 쌍의 피니언(42)이 상기 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41') 사이로 끼워져 맞물려 회전되도록 결합시키게 되고, 검출부(8)에 케이블(76)을 접속시킨 후 커버(11')로서 수납공간부(11)를 폐쇄하게 된다.

다음으로 체결부재(9)를 하우징(1)의 개방부에 나사 체결하게 되면 체결부재(9)는 내측에 끼워지는 베어링(71')을 밀착하고 베어링(71')은 출력축(3)을 입력축(2)의 방향으로 이동시키면서 상측 링기어(41)와 하측 링기어(41')의 간격을 좁히게 되므로 간격의 적절한 조정을 통해 그 사이에 배치되는 한 쌍의 피니언(42)과 양호한 맞물림 상태를 유지시키게 되고, 소망하는 간격이 설정되면 체결부재(9)에 나사결합되는 스톱링(7)을 조여서 케이싱(1)으로부터 체결부재(9)의 풀림을 방지하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 토오크 센서는 미도시된 조향 핸들을 포함하 는 조향핸들측(400)이 고정되는 입력축(21)의 회전에 의하여 작동이 이루어지는 것으로 초기상태는 도 6(a) 및 도 7(a)와 같이 차동기어부(4)의 한 쌍의 피니언(42)이 수직선상에 위치되고 스냅링(5)의 머리부(51)의 양단이 입력축(2)의 개구부(22) 및 출력축(3)의 개구부(32)에 접촉된 상태에서 도 6(b) 및 도 7(b), 7(b')에서와 같이 입력축(2)을 회전시켜 작동부(21)의 개구부(22)가 스냅링(5)의 머리부(51)를 압착할 때 동시에 상측 링기어(41)가 우측으로 회전하면서 맞물려 있는 한 쌍의 피니언(42)을 회전시키게 된다. 상기 한 쌍의 피니언(42)의 회전은 곧 한 쌍의 피니언(42)을 축설하고 있는 회전 몸체(6)의 회전으로 이어지고, 회전 몸체(6)는 중앙에 고정된 작동축(81)을 회전함으로써 입력축(2)에서 발생한 토오크가 검출부(8)에 회전 각도 또는 회전력으로 전달되고, 상기 검출부(8)로부터 송출되는 신호는 도 1에서와 같이 통상적인 제어수단(100)으로 출력하고 제어수단(100)으로 입력된 신호는 변환을 통해 구동수단(200)의 미도시된 모터의 작동으로 이어져 최종적으로 바퀴의 방향을 우측으로 조정하는 조향바퀴측(300)의 작동으로 이어지게 된다.

상기 과정의 반대로 도 6(c) 및 도 7(c), 7(c')에서와 같이 입력축(2)을 회전시켜 작동부(21)의 개구부(22)가 스냅링(5)의 머리부(51)를 압착할 때 동시에 상측 링기어(41)가 좌측으로 회전하면서 맞물려 있는 한 쌍의 피니언(42)을 회전시키게 된다. 상기 한 쌍의 피니언(42)의 회전은 곧 한 쌍의 피니언(42)을 축설하고 있는 회전 몸체(6)의 회전으로 이어지고, 회전 몸체(6)는 중앙에 고정된 작동축(81)을 회전함으로써 입력축(2)에서 발생한 토오크가 검출부(8)에 회전 각도 또는 회전력의 전달로 이어져 최종적으로 바퀴의 방향을 좌측으로 조정하는 조향바퀴측(300) 의 작동으로 이어지게 된다. 이때, 출력축(3)은 조향바퀴측(300)과 연결되어 있으므로 함께 연동되어 바퀴의 회전이 이루어짐과 동시에 도 6(a) 및 도 7(a)와 같이 초기 상태의 위치로 복귀되는 것이며, 상기 과정이 반복적으로 연이어지면 바퀴의 회전 각도를 최대 한계까지 도달시킬 수 있는 것이다.

상기 과정 중 차동기어부(4)의 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')는 입력축(2)의 토오크 발생시 회전할 때 그 사이에 맞물려 회전되는 한 쌍의 피니언(42)이 검출부(8)의 작동축(81)을 중심으로 함께 좌,우측으로 회전할 때 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')의 간격이 도 6(a,b,c)에서와 같이 평상시의 간격(D)보다 간격(D')와 같이 좁아지거나 원상태로 원활하게 복원되는 것은 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')의 수평부분에 형성된 탄성력을 갖는 주름부(43,43')의 작동에 의하여 이루어진다.

또한, 검출부(8), 제어수단(100) 및 구동수단(200)의 고장이 발생하면 도 7(b') 및 동 7(c')에서와 같이 입력축(2)의 개구부(22)가 스냅링(5)의 머리부(51) 일측을 밀착하고 스냅링(5)의 머리부(51)의 타측은 출력축(3)의 개구부(32)에 접하면서 스냅링(5)의 머리부(51)의 틈새가 없을 때 입력측(2)의 토오크가 출력축(3)에 직접 전달되므로 바퀴를 직접 회동시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 도 3에서와 같이 한 쌍의 피니언(42')을 축설한 보조 회전 몸체(6')를 균등 각도로 2개소에 더 배치하여 한 쌍의 피니언(42')이 차동기어부(4)의 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41') 사이에 맞물려 회전되도록 배치하면 수평을 유지하면서 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')의 원활한 작동이 이루어지도록 돕게 된 다.

또한, 입력축(2)의 토오크를 전달받은 검출부(8)는 동 분야에서 널리 사용되는 포터센서, 마그네틱센서, 광센서, 저항센서 중 어느 하나의 검출수단을 선정하여 하우징(1)의 일측에 형성되는 수납공간부(11)에 배치할 수 있고, 검출된 값을 연산 또는 증폭 과정 등을 수행하기 적합한 제어수단(100)으로 송출하고, 상기 제어수단(100)은 연이어 구동수단(200)을 작동시켜 바퀴를 포함하는 조향바퀴측(300)을 작동시키도록 구성할 수 있으므로 상기 검출부(8)에 장착되는 검출수단의 적용이 편리하고 수리 및 교체가 용이한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

이상에서와 같은 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.

도 1은 본 발명에 따른 차동기어를 이용한 토오크 센서의 사시도.

도 2는 도 1의 분해 사시도.

도 3은 도 1의 결합 단면도

도 4는 본 발명에 따른 차동기어를 이용한 토오크 센서의 중요한 부분만을 나타낸 분해 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 차동기어를 이용한 토오크 센서의 다른 실시 예를 나타낸 횡단면도.

도 6는 본 발명에 따른 차동기어를 이용한 토오크 센서의 상,하측 링기어 및 한 쌍의 피니언의 작동 과정을 설명하기 위한 부분 확대 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 차동기어를 이용한 토오크 센서의 입력축의 작동부, 출력축의 작동부 및 스냅링의 작동 과정을 설명하기 위한 부분 확대 종단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 하우징 2 : 입력축

3 : 출력축 4 : 차동기어부

5 : 스냅링 6 : 회전 몸체

8 : 검출부 9 : 체결부재

100 : 제어수단 200 : 구동수단

300 : 조향바퀴측 400 : 조향핸들측

Claims (4)

1. 조향핸들측(400)이 결합되는 입력축(2)과, 조향바퀴측(300)에 연결되는 출력축(3) 및 상기 입력축(2)과 출력축(3)에 장착되어 토오크량을 검출부(8)에 전달하는 차동기어부(4) 그리고 검출부(8)에 전달된 입력축(4)의 토오크를 제어수단(100) 및 구동수단(200)을 통해 제어되어 조향바퀴측(300)을 작동시키도록 이루어지는 차동기어를 이용한 토오크 센서에 있어서,

   상기 입력축(2)의 선단에 관형태로 확장되면서 연장되고 둘레면에 개구부(22)가 형성되는 입력측 작동부(21)와;

   상기 출력축(3)의 선단에 관형태로 확장되면서 연장되고 둘레면에 개구부(32)가 형성되며 상기 입력측 작동부(21)를 내측으로 끼울 수 있는 출력측 작동부(31)와:

   상기 입력측 작동부(21)의 내측으로 배치되면서 입력측 작동부(21)의 개구부(22) 및 출력측 작동부(31)의 개구부(33)로 머리부(51)가 관통되도록 돌출 형성하여 입력축(2)의 회전력을 출력축(3)에 직접 전달하는 스냅링(5)들과;

   상기 입력축(2)과 출력축(3)으로 각각 끼워진 후 고정링(12,12')에 의해 체결되어 입,출력측 작동부(21,31)에 접하여 고정되는 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')와, 상기 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')에 맞물려 회전되도록 회전 몸체(6)에 축설되는 한 쌍의 피니언(42)을 구비하여 이루어지는 차동기어부(4)와;

   상기 차동기어부(4)의 한 쌍의 피니언(42)을 축설한 회전 몸체(6)에 고정되 어 상기 입력축(2)의 토오크를 제어수단(100)에 전달하기 위한 작동축(81)을 갖는 검출부(8)와;

   상기 입력측 작동부(21), 출력측 작동부(31), 스냅링(5), 차동기어부(4)를 하우징(1)에 삽입하여 작동하도록 하우징(1)의 개방부에 체결되는 체결부재(9) 및 검출부(8)의 작동축(81)을 관통시킨 차단판(82)이 하우징(1)의 측면에 관통 형성된 수납공간부(11)를 폐쇄하면서 지지하도록 구성됨을 특징으로 하는 차동기어를 이용한 토오크 센서.
2. 제1항에 있어서,

   상기 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41')의 수평부분에 탄성력을 갖는 주름부(43,43')를 형성한 것을 특징으로 하는 차동기어를 이용한 토오크 센서.
3. 제1항에 있어서,

   상기 차동기어부(4)의 상측 링기어(41) 및 하측 링기어(41') 사이에 맞물려 회전될 때 수평을 유지하도록 한 쌍의 피니언(42')을 축설한 보조 회전 몸체(6')를 균등 각도로 2개소에 더 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차동기어를 이용한 토오크 센서.
4. 제1항에 있어서,

   상기 검출부(8)는 포터센서, 마그네틱센서, 광센서, 저항센서 중 어느 하나 의 검출수단을 통해 작동축(81)으로부터 전달되는 회전 각도 또는 회전력을 검출하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차동기어를 이용한 토오크 센서.

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