KR101354824B1 - 결합력이 증대된 회전 각도 센서 - Google Patents

결합력이 증대된 회전 각도 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전 각도 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전 각도 센서 각 구성의 결합이 보다 용이하고, 견고할 수 있도록 하는 형상 변경 및 구조를 제공하여, 회전 각도 센서의 조립 및 체결이 용이하고, 결합 성능이 우수한 구조의 회전 각도 센서에 관한 것이다. 본 발명은 결합부재가 본체에 결합된 상태에서 쉽게 회전되지 않고 견고하게 고정되어 있을 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

결합력이 증대된 회전 각도 센서 {Rotary Position Sensor}
본 발명은 회전 각도 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전 각도 센서 각 구성의 결합이 보다 용이하고, 견고할 수 있도록 하는 형상 변경 및 구조를 제공하여, 회전 각도 센서의 조립 및 체결이 용이하고, 결합 성능이 우수한 구조의 회전 각도 센서에 관한 것이다.
일반적으로 회전 각도 센서는 연속적으로 변화하는 회전체의 물리적 변화량을 전기적 회로에서 응용하기 위해 사용하는 것으로, 운송차량의 엔진 스로틀 밸브의 개도량 제어나 스티어링 샤프트의 회전각제어, 전자식 가속페달의 답량제어, 중장비와 농기계의 위치제어 및 유체 이송밸브의 개폐측정 등에 사용되고 있다.
최근, 자동차 산업에 있어서의 회전 각도 센서는 주행 다이내믹 조절, 예컨대 전기 지원식 조향 시스템 등 주로 안전하고 편안한 차량 운행을 위해 사용되며, 이에 따라, 정밀도가 높은 동시에 견고한 회전 각도 센서에 대한 요구가 꾸준히 증가하고 있다.
이러한 회전 각도 센서는 전기저항식, 암호판 엔코더식, 홀센서식, 자기식, 자력식 등이 있으며, 최근에 사용되고 있는 회전 각도 센서는 변위각을 발생하는 회전체로서 영구자석을 이용하고, 이때 변위에 따른 자계의 세기를 홀(Hall) 소자를 이용하여 홀 소자에 유기되는 전압을 측정하여 회전각의 정도를 측정하는 것이 일반화되어 있다.
도 1은 일반적인 회전 각도 센서의 외관을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 회전 각도 센서는 회전 또는 움직임 대상물체(미도시)와 연결되는 회전체(200)를 구비하고, 회전체(200)의 단부에 구비되는 축(미도시)의 일 단부가 내입되는 본체(100)를 구비한다. 본체(100)의 내측에는 축의 단부에 구비되는 영구자석과, 홀소자 등의 각종 회로 소자 및 회로기판이 수용되며, 본체(100) 내부의 구성은, 회전센서의 동작 방식에 따라 자유롭게 적용될 수 있다. 본체(100)의 일 측방으로는 외부로 신호를 전달하기 위한 커넥팅 핀이 노출되어 있고, 하측 배면으로는 배면커버(300)가 씌워진다.
회전 각도 센서의 특징상, 회전체(200)를 본체(100)에 일단 결합하여 적용한 경우에는, 오랜 시간의 사용 또는 다양한 조건, 환경에서의 사용시에도 안정성 및 신뢰성을 갖도록 하는 것이 중요한데, 회전체(200)의 반복적인 회전 동작 및 크고 작은 충격에도 불구하고, 회전체(200)와 본체(100) 사이의 결합을 견고하게 유지하고, 상호 분리되지 않도록 하는 것이 필요하다.
종래에는 회전체(200)를 지지하며 결합하고 있는 결합부재를, 본체(100)의 삽입부 내에 단순 억지끼워맞춤이나 접착으로 결합시키는 방식을 사용했는데, 이러한 결합 방식은, 외부의 충격이나 오랜 시간의 사용에 대해서 견고한 결합력을 보장할 수 없는 것이었다. 따라서 보다 안전하고 신뢰성 있는 회전 각도 센서의 결합방식에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 회전체를 본체에 결합시키는 결합부재가, 본체에 결합된 상태에서 쉽게 회전되지 않고 견고하게 고정되어 있을 수 있도록 하는 회전 각도 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 결합부재가 본체의 삽입부에 결합되는 새로운 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 회전 각도 센서에 있어서, 회동되는 회전체; 상기 회전체의 축이 내입되며 결합되는 결합부재; 및 상기 결합부재가 개방된 삽입부에 끼워져 결합되어, 상기 회전체의 상기 축 단부를 내측으로 수용하고, 상기 회전체의 상기 축의 회전을 감지하는 센싱 동작을 수행하기 위한 구성을 내측에 수용하는 본체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 결합력이 증대된 회전 각도 센서를 제공한다.
상기 삽입부는: 외측으로 측벽이 형성되고, 상기 결합부재가 삽입되는 방향으로 개방되어 있으며, 상기 측벽에 형성되는 하나 이상의 강성보강부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 강성보강부는: 상기 결합부재가 삽입되는 방향을 따라, 상하의 길이 방향으로, 상기 삽입부 내측으로 돌출되는 형상인 것을 특징으로 한다.
상기 강성보강부의 상단에는 내입된 형상의 단차부가 형성되고, 상기 결합부재는 측방으로 연장된 수평의 지지부, 상기 지지부의 일부에 직선으로 절개된 형상의 평면부를 구비하고, 상기 지지부는 상기 단차부에 안착되는 동시에, 상기 평면부가 상기 단차부의 수직면부에 걸리면서 지지되어, 상기 지지부가 상기 단차부에 안착된 상태에서, 상기 결합부재가 회전되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 삽입부의 내측에는, 원통형의 측벽을 갖는 내측삽입부가 구비되고, 상기 내측삽입부에는 가로방향으로 돌출 또는 내입 형상의 제1결합부가 구비되고, 상기 결합부재의 하단에는 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되는 끼움부가 형성되고, 상기 끼움부에는 가로방향으로 상기 제1결합부와 맞물려 결합될 수 있도록 내입 또는 돌출 형상의 제2결합부가 구비되며, 상기 결합부재가 상기 삽입부에 결합될 때, 상기 끼움부가 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되면서, 상기 제1결합부와 상기 제2결합부가 상호 결합되면서, 상기 결합부재가 이탈되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 삽입부의 내측에는, 원통형의 측벽을 갖는 내측삽입부가 구비되고, 상기 내측삽입부에는 걸림돌기가 돌출형성되며, 상기 결합부재의 하단에는 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되는 끼움부가 형성되고, 상기 끼움부에는 끼움홈이 형성되며, 상기 결합부재가 상기 삽입부에 결합될 때, 상기 끼움부가 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되면서, 상기 끼움홈에 상기 걸림돌기가 삽입되어, 상기 끼움홈에 상기 걸림돌기가 안착된 상태에서, 상기 결합부재가 회전되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 삽입부의 내측에는, 원통형의 측벽을 갖는 내측삽입부가 구비되고, 상기 내측삽입부에는 끼움홈이 형성되며, 상기 결합부재의 하단에는 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되는 끼움부가 형성되고, 상기 끼움부에는 걸림돌기가 돌출형성되며, 상기 결합부재가 상기 삽입부에 결합될 때, 상기 끼움부가 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되면서, 상기 끼움홈에 상기 걸림돌기가 삽입되어, 상기 끼움홈에 상기 걸림돌기가 안착된 상태에서, 상기 결합부재가 회전되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 결합부재가 본체에 결합된 상태에서 쉽게 회전되지 않고 견고하게 고정되어 있을 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 일반적인 회전 각도 센서의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 결합부재를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 본체의 삽입부 내부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 본체의 삽입부에 회전체에 결합된 결합부재가 안착되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 본체와 회전체가 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 본체의 외관을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 본 발명 구성의 실시예들을 참조하여, 본 발명의 구성을 상세히 살펴보도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 결합부재를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 결합부재(210)는 상측으로는 회전체(200)의 일측 단부가 결합되며, 축이 관통 배치되고, 하측으로는 본체(100)의 개방된 삽입부(120)로 끼워진다.
원통형의 외관 구성 내측에는, 축의 테두리 부분으로 수분이나 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 구성이 삽입되고, 측벽 외측으로는 하측부에 후평방향의 지지부(212)가 테두리에 형성되어 있다. 지지부(212)는 결합부재(210)의 전체 외관에 대응되도록 원형의 외곽을 갖도록 형성되되, 일부에는 직선으로 절개된 형상의 평면부(214)가 하나 이상 형성된다.
하단부에는 끼움부(216)가 측벽을 형성하며 돌출 형성되어 있고, 측벽의 일부에는 끼움홈(218)이 형성되어 있다. 끼움부(216)는 후술할 삽입부(120)의 내측삽입부(110) 내로 인입되면서, 끼움홈(218)과 내측삽입부(110)의 걸림돌기(112)와 결합되도록 하는 구성이다.
또한 끼움부(216)에는 가로 방향으로 돌출된 형상의 제1결합부(217)가 구비되며, 이러한 제1결합부(217)는 후술할 제2결합부(114)와 암수 결합되며 맞물리는 역할을 한다. 제1결합부(217)가 돌출된 경우, 제2결합부(114)는 내입되는 형상으로 구성되며, 그 반대의 대응 형상일 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 본체의 삽입부 내부를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본체(100)의 상면에는 내부로 개방된 개방구가 형성된 삽입부(120)가 형성되고, 삽입부(120)로는 결합부재(210)의 하단부가 삽입되도록 한다.
삽입부(120)는 내부가 빈 측벽을 형성하며, 그 측벽에는 수직형 리브 형상의 강성보강부(122)가 형성되어, 삽입부(120) 측벽의 강도를 보강하게 된다. 이러한 강성보강부(122)는 수직의 판형으로 형성되고, 삽입부(120) 측벽의 내측 방향으로 돌출되며, 하나 또는 다수 개 형성되도록 할 수 있다.
강성보강부(122)의 상단부에는 내입된 형태의 단차부(124)가 형성된다. 단차부(124)는 강성보강부(122)의 상단 모서리부를 L형태로 파낸 것과 같은 형상이며, 이 단차부(124)에는 결합부재(210)의 지지부(212) 또는 평면부(214)가 안착, 지지된다.
강성보강부(122)의 내측으로는 내측이 관통된 원통 형상의 측벽을 갖는 내측삽입부(110)를 구비한다. 내측삽입부(110)의 중심 공간으로는 회전체(200)의 축이 관통되며 내입되고, 그 외측 부분에는 결합부재(210)의 하단 끼움부(216)가 삽입되며 결합된다. 내측삽입부(110) 내에는 수직 방향의 걸림돌기(112)가 구비되고, 그 상측에는 가로 방향으로 제2결합부(114)가 내입 형태로 구성된다.
도 4는 본 발명에 따른 본체의 삽입부에 회전체에 결합된 결합부재가 안착되는 모습을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 본체와 회전체가 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 결합부재(210)의 지지부(212)는 강성보강부(122)에 하부가 지지되며 배치되는데, 단차부(124)가 있는 경우에는 단차부(124) 수평면부측에 지지부(212)의 하면이 지지된다. 또한 단차부(124)의 수직 측벽면부측에는 평면부(214)가 접촉, 지지된다. 평면부(214)는 지지부(212)의 원형 외면을 일부 절개한 형태로 각도를 달리하므로, 평면부(214)에 단차부(124)가 지지되면, 지지부(212)는 단차부(124)의 측벽면부에 걸려서 회동이 불가능하게 된다. 따라서 단차부(124)에 의해 지지부(212) 즉, 결합부재(210)의 회전을 방지하게 되어, 결합부재(210)와 본체(100) 사이의 견고한 고정을 가능하게 한다.
또한 내측삽입부(110)에는 제2결합부(114)가 내입 형상으로 가로 방향으로 구성된다. 도 5에서와 같이, 끼움부(216)에 돌출 형성된 제1결합부(217)는, 끼움부(216)가 하방 안착될때, 제2결합부(114)에 삽입되면서, 상호 암수 결합이 된다. 이로써 끼움부(216)가 상방으로 이탈되는 것을 방지한다.
또한 결합부재(210)의 하단에 구비된 끼움부(216)와 끼움홈(218)이 내측의 내측삽입부(110)에 삽입되면서, 내측삽입부(110)에서 안쪽으로 돌출되는 걸림돌기(112)가 끼움홈(218)에 삽입된다. 이를 위해 걸림돌기(112)과 끼움홈(218)의 형상은 상호 암수결합이 가능하도록 대응 형성한다. 또한 암수를 반대로, 끼움부(216)에 걸림돌기(미도시)를 외측으로 돌출 형성하고, 내측삽입부(110)에 관통형 또는 일부 내입형 끼움홈(미도시)을 구비하여, 상호 맞물리게 결합하는 것도 가능하다.
이러한 걸림돌기(112) 및 끼움홈(218)의 결합에 의해, 결합부재(210)는 본체(100)에 결합된 상태에서 회전되지 않게 견고히 지지되므로, 신뢰성 있는 고정이 가능하게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 본체의 외관을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본체(100)의 배면에는 배면커버(300)가 체결된다. 기존에는 접착이나 융착 방식으로 결합하였고, 도 1에서 보는 바와 같이, 배면커버(300)와 본체(100)의 측벽 사이에 테두리 너비 차에 의한 층이 생겨서, 외부에서 배면커버(300)의 측단부를 살짝 건드리기만 해도, 쉽게 배면커버(300)가 벗겨지는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 배면커버(300)가 결합되는 부분에 본체(100)로부터 외측으로 곡면이나 경사면을 갖도록 돌출되는 돌출곡면부(130; 경사면인 경우도 가능하나, 곡면부로 통합하여 표시함)를 형성하여, 배면커버(300)의 외측 테두리 단부의 상면이 외부로 노출되지 않도록 한다. 배면커버(300)는 본체(100)에 레이저융착 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 본체 110 : 내측삽입부
112 : 걸림돌기 120 : 삽입부
122 : 강성보강부 124 : 단차부
130 : 돌출곡면부 200 : 회전체
210 : 결합부재 212 : 지지부
214 : 평면부 216 : 끼움부
218 : 끼움홈 300 : 배면커버

Claims (7)

  1. 회전 각도 센서에 있어서,
    회동되는 회전체;
    상기 회전체의 축이 내입되며 결합되는 결합부재; 및
    상기 결합부재가 개방된 삽입부에 끼워져 결합되어, 상기 회전체의 상기 축 단부를 내측으로 수용하고, 상기 회전체의 상기 축의 회전을 감지하는 센싱 동작을 수행하기 위한 구성을 내측에 수용하는 본체;를 포함하고,
    상기 삽입부는:
    외측으로 측벽이 형성되고, 상기 결합부재가 삽입되는 방향으로 개방되어 있으며,
    상기 측벽에 형성되는 하나 이상의 강성보강부를 포함하고,
    상기 강성보강부는:
    상기 결합부재가 삽입되는 방향을 따라,
    상하의 길이 방향으로, 상기 삽입부 내측으로 돌출되는 형상이고,
    상기 강성보강부의 상단에는 내입된 형상의 단차부가 형성되고,
    상기 결합부재는 측방으로 연장된 수평의 지지부, 상기 지지부의 일부에 직선으로 절개된 형상의 평면부를 구비하고,
    상기 지지부는 상기 단차부에 안착되는 동시에,
    상기 평면부가 상기 단차부의 수직면부에 걸리면서 지지되어,
    상기 지지부가 상기 단차부에 안착된 상태에서, 상기 결합부재가 회전되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 결합력이 증대된 회전 각도 센서.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입부의 내측에는, 원통형의 측벽을 갖는 내측삽입부가 구비되고, 상기 내측삽입부에는 가로방향으로 돌출 또는 내입 형상의 제1결합부가 구비되고,
    상기 결합부재의 하단에는 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되는 끼움부가 형성되고, 상기 끼움부에는 가로방향으로 상기 제1결합부와 맞물려 결합될 수 있도록 내입 또는 돌출 형상의 제2결합부가 구비되며,
    상기 결합부재가 상기 삽입부에 결합될 때,
    상기 끼움부가 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되면서, 상기 제1결합부와 상기 제2결합부가 상호 결합되면서, 상기 결합부재가 이탈되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 결합력이 증대된 회전 각도 센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입부의 내측에는, 원통형의 측벽을 갖는 내측삽입부가 구비되고, 상기 내측삽입부에는 걸림돌기가 돌출형성되며,
    상기 결합부재의 하단에는 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되는 끼움부가 형성되고, 상기 끼움부에는 끼움홈이 형성되며,
    상기 결합부재가 상기 삽입부에 결합될 때,
    상기 끼움부가 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되면서, 상기 끼움홈에 상기 걸림돌기가 삽입되어, 상기 끼움홈에 상기 걸림돌기가 안착된 상태에서, 상기 결합부재가 회전되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 결합력이 증대된 회전 각도 센서.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입부의 내측에는, 원통형의 측벽을 갖는 내측삽입부가 구비되고, 상기 내측삽입부에는 끼움홈이 형성되며,
    상기 결합부재의 하단에는 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되는 끼움부가 형성되고, 상기 끼움부에는 걸림돌기가 돌출형성되며,
    상기 결합부재가 상기 삽입부에 결합될 때,
    상기 끼움부가 상기 내측삽입부의 내부로 삽입되면서, 상기 끼움홈에 상기 걸림돌기가 삽입되어, 상기 끼움홈에 상기 걸림돌기가 안착된 상태에서, 상기 결합부재가 회전되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 결합력이 증대된 회전 각도 센서.
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