KR101567490B1

KR101567490B1 - 조향각 센서 유니트

Info

Publication number: KR101567490B1
Application number: KR1020090068513A
Authority: KR
Inventors: 이창환
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2015-11-10
Also published as: KR20110011058A

Abstract

본 발명은 구성 부재들을 조립하는 과정에서 설정 위치에서 벗어남이 없이 제 1 기어 및 제 2 기어의 중심(즉, 각 마그네트)을 인쇄 회로 기판에 장착된 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC의 중심에 정확하게 일치시킬 수 있는, 토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트를 개시한다. 본 발명의 한 실시예에 따른, 토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트는 중앙부에 회전 가능하게 장착된 메인 기어, 메인 기어와 치합되어 있는 회전 가능한 제 1 기어 및, 제 1 기어와 치합되어 있는 회전 가능한 제 2 기어를 포함하는 제 1 케이싱; 제 1 케이싱에 결합되는 제 2 케이싱; 및 제 2 케이싱에 고정된 상태로 제 1 케이싱과 제 2 케이싱 사이에 배치되며, 2개의 앵글 감지 수단이 장착되어 있는 인쇄 회로 기판을 포함한다. 여기서, 제 1 기어와 제 2 기어의 회전축의 종단에는 2개의 앵글 감지 수단과 각각 대응하는 마그네트가 각각 고정되어 있으며, 제 1 케이싱의 내면과 인쇄 회로 기판의 표면 상에는 양 부재의 결합시 인쇄 회로 기판을 제 1 케이싱에 대하여 정확하게 정렬시키기 위한 정렬 안내 수단을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른, 토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트는 중앙부에 회전 가능하게 장착된 메인 기어를 포함하는 제 1 케이싱; 제 1 케이싱과 결합되며, 2개의 앵글 감지 수단이 장착되어 있는 인쇄 회로 기판; 한 표면에 메인 기어와 치합되는 제 1 기어 및 제 1 기어와 치합되어 있는 제 2 기어가 회전 가능하게 장착되어 있으며, 복수의 체결 구조를 통하여 소정의 간격을 갖고 인쇄 회로 기판에 체결된 브 라켓트; 브라켓트 및 인쇄 회로 기판을 사이에 두고 제 1 케이싱과 결합된 제 2 케이싱을 포함한다.

조향각 센서 유니트, 브라켓트, 마그네트

Description

조향각 센서 유니트{Steering angle sensor unit}

본 발명은 조향각 센서 유니트에 관한 것으로서, 특히 구성 부재들의 조립시 기어에 장착된 마그네트와 로타리 홀 IC를 정확하게 정렬시킬 수 있는 구조를 갖는 조향각 센서 유니트에 관한 것이다.

차량에 사용되는 조향 장치는 주행 중인 차량의 진행 방향을 전환하기 위하여 조향 핸들을 통해 조향륜의 방향을 전환시키는 장치이다.

최근, 조향 장치에는 주행 안정성과 사용자 편의성을 고려하여 전동 파워 스티어링 시스템(electric power steering system; 이하, "EPS 시스템"이라 칭함)이 적용되며, 이 EPS 시스템에는 조향각 측정 장치와 토크 측정 장치를 포함한다.

조향각 측정 장치는 조향각 센서(steering angle sensor)가 포함되어 있으며, 이 조향각 센서는 주행 중인 차량의 제어에 필요한 조향 핸들의 조향 정도를 측정한다.

또한, 토크 측정 장치에는 토크 센서(torque sensor)가 장착되어 있으며, 이 토크 센서는 조향 핸들을 원활하게 조작할 수 있도록 토션 바에 걸리는 토크를 측 정한다.

위와 같은 조향각 센서와 토크 센서는 토크 앵글 센서 모듈 내에서 다른 구성 부재들과 함께 별도의 유니트화되어 있다.

조향각 센서 유니트 내에서는, 조향 핸들의 조향 정도를 정확하게 측정하기 위하여 기어에 장착된 마그네트와 로터리 홀 아이씨(rotary hall IC)는 정확하게 정렬된 상태를 유지해야 한다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트의 분리 사시도, 그리고 도 2는 도 1에 도시된 각 부재의 평면도이다.

토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트(1)는 제 1 케이싱(10), 인쇄 회로 기판(30) 및 제 2 케이싱(20)을 포함한다.

제 1 케이싱(10)에는 그 중심부에 포지션 로터(position rotor)의 회전에 따라 회전하는 메인 기어(13)가 회전 가능하게 배치된다. 한편, 제 1 케이싱(10)의 내면의 외곽부, 즉 메인 기어(13)의 주변에 2개의 요부(11-1 및 12-1)가 형성되며, 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)가 회전축에 의하여 이 요부(11-1 및 12-1) 내에 각각 회전 가능하게 장착되어 있다.

여기서, 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)는 치차부(11a, 12a) 및 치차부에 일체화되고 치차부보다 작은 직경의 원판부(11b, 12b)로 이루어진다 (도 3 참조). 각 기어(11 및 12)의 원판부(11b, 12b)만이 제 1 케이싱(10)의 요부 내에 각각 위치하며, 치차부(11a, 12a)는 외부로 노출된다.

한편, 제 1 기어(11; 즉, 치차부(11a))는 메인 기어(13)에 치합된 상태이며, 제 2 기어(12)는 제 1 기어(11)와 치합된 상태이다. 따라서 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)는 메인 기어(13)의 회전에 의하여 서로 반대 방향으로 회전한다. 한편, 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)의 회전축 종단에는 마그네트(M1 및 M2)가 각각 고정되어 있다.

제 1 케이싱(10)과 제 2 케이싱(20) 사이에 배치되는 인쇄 회로 기판(30)에는 중앙부에 제 1 케이싱(10)에 장착된 메인 기어(13)와 대응하는 원형의 개구(33)가 형성되어 있으며, 개구(33) 주변에 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)rotary hall IC)가 고정되어 있다. 또한, 외곽부에는 다수의 전자 회로 구성 요소(도면에는 구체적으로 도시하지 않음)가 배치되어 있다.

위와 같은 인쇄 회로 기판(30)을 제 2 케이싱(20) 상에 고정시킨 상태에서 제 2 케이싱(20)을 제 1 케이싱(10)에 체결함으로써 조향각 센서 유니트(1)가 조립된다.

도 3은 조향각 센서 유니트가 조립된 후 도 2에 도시된 제 1 케이싱(10)에 장착된 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)와 인쇄 회로 기판(30) 상에 장착된 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)의 관계를 도시한 도면으로서, 제 1 케이싱(10)에 장착된 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)의 중심부(즉, 회전축)가 인쇄 회로 기판(30) 상에 장착된 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)와 각각 대응한 상태를 도시하고 있다.

조향각 센서 유니트(1)에서, 포지션 로터의 회전, 즉 메인 기어(13)의 회전에 따라 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)는 서로 반대 방향으로 회전하며, 따라서 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)의 중심에 고정된 마그네트(도 1의 M1 및 M2; 회전하는 상태임) 역시 회전한다.

도 4는 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)의 중심에 고정된 마그네트(M1 및 M2)와 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)의 관계를 도시한 도면으로서, 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)의 회전축 종단에 고정된 마그네트(M1 및 M2)의 회전에 따른 자력의 변화가 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)에 전달되며, 따라서 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)는 각각 센싱 신호를 출력하게 된다.

이상과 같은 구조를 갖는 조향각 센서 유니트(1)에서 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)에서 출력되는 조향각 신호의 정밀도를 유지하기 위해서는 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)에 고정된 마그네트(M1 및 M2)를 대응하는 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)의 중심에 정확하게 일치시켜야 한다.

즉, 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)에 고정된 마그네트(M1 및 M2)가 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)의 중심에 정확하게 대응하지 않을 경우, 마그네트(M1 및 M2)에서 발생하는 자력의 양을 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)가 정확하게 감지할 수 없으며, 그 결과 정확한 조향 각도를 측정할 수 없는 문제점이 발생한다.

하기와 같은 요인들로 인하여 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)에 장착된 마그네트(M1 및 M2)의 중심과 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)의 중심이 서로 정확하게 일치되기 어렵다.

가) 인쇄 회로 기판(30)을 제 2 케이싱(20) 상에 장착할 때 발생하는 조립 오차;

나) 인쇄 회로 기판(30)이 장착된 제 2 케이싱(20)을 제 1 케이싱(10)과 조립할 때 발생하는 조립 오차; 및

다) 제 1 케이싱(10)에 형성된 요부(11-1, 12-1) 내에서의 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)의 유동.

특히, 인쇄 회로 기판(30)이 장착된 제 2 케이싱(20)을 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)가 장착된 제 1 케이싱(10)과 조립할 때 오차가 발생할 가능성이 가장 크며, 따라서 제 1 및 제 2 기어(11 및 12)에 고정된 마그네트(M1 및 M2)의 중심이 대응하는 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(31 및 32)의 중심에 정확하게 일치되지 않는다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 구성 부재들을 조립하는 과정에서 설정 위치에서 벗어남이 없이 제 1 기어 및 제 2 기어의 중심(즉, 각 마그네트)을 인쇄 회로 기판에 장착된 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC의 중심에 정확하게 일치시킬 수 있는, 토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트를 제공하는데 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른, 토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트는 중앙부에 회전 가능하게 장착된 메인 기어, 메인 기어와 치합되어 있는 회전 가능한 제 1 기어 및, 제 1 기어와 치합되어 있는 회전 가능한 제 2 기어를 포함하는 제 1 케이싱; 제 1 케이싱에 결합되는 제 2 케이싱; 및 제 2 케이싱에 고정된 상태로 제 1 케이싱과 제 2 케이싱 사이에 배치되며, 2개의 앵글 감지 수단이 장착되어 있는 인쇄 회로 기판을 포함한다.

여기서, 제 1 기어와 제 2 기어의 회전축의 종단에는 2개의 앵글 감지 수단과 각각 대응하는 마그네트가 각각 고정되어 있으며, 제 1 케이싱의 내면과 인쇄 회로 기판의 표면 상에는 양 부재의 결합시 인쇄 회로 기판을 제 1 케이싱에 대하여 정확하게 정렬시키기 위한 정렬 안내 수단을 포함한다.

본 실시예에서의 정렬 안내 수단은, 제 1 케이싱 내면에 형성되며, 소정 길이를 갖고 수직으로 연장된 적어도 2개의 보스; 및 인쇄 회로 기판 상에 형성되며 제 1 케이싱의 보스에 각각 대응하는 적어도 2개의 관통홀이다.

여기서, 제 1 케이싱은 제 1 및 제 2 기어를 각각 수용하기 위하여 형성된 2개의 요부를 포함하며, 2개의 보스는 2개의 요부에 인접한 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따른, 토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트는 중앙부에 회전 가능하게 장착된 메인 기어를 포함하는 제 1 케이싱; 제 1 케이싱과 결합되며, 2개의 앵글 감지 수단이 장착되어 있는 인쇄 회로 기판; 한 표면에 메인 기어와 치합되는 제 1 기어 및 제 1 기어와 치합되어 있는 제 2 기 어가 회전 가능하게 장착되어 있으며, 복수의 체결 구조를 통하여 소정의 간격을 갖고 인쇄 회로 기판에 체결된 브라켓트; 브라켓트 및 인쇄 회로 기판을 사이에 두고 제 1 케이싱과 결합된 제 2 케이싱을 포함한다.

브라켓트에 장착된 제 1 기어와 제 2 기어의 회전축의 종단에는 2개의 앵글 감지 수단과 각각 대응하는 마그네트가 각각 고정되어 있다.

여기서, 제 1 기어는 제 2 기어보다 내측에 장착되며, 따라서 제 1 기어가 브라켓트의 외측으로 노출된 상태에서 메인 기어와 치합된다.

본 실시예에서 적용된, 브라켓트와 인쇄 회로 기판을 체결하는 체결 구조는, 브라켓트의 외측 종단부로부터 소정의 간격을 두고 연장된 2개 탄성편; 및 브라켓트의 탄성편과 대응하는, 인쇄 회로 기판에 형성된 관통홀;로 이루어지며, 각 탄성편의 하단부 외측에는 하부 경사면 및 상부 수평면으로 이루어진 턱부가 형성되며, 인쇄 회로 기판의 개구는 2개의 탄성편 폭과 동일한 직경을 갖다.

체결 구조의 또 다른 구조는 브라켓트의 저면에 형성된 체결편; 및 인쇄 회로 기판에 형성된 관통홀로 이루어지되, 체결편은 제 1 수직편, 제 1 수직편의 종단에서 수평으로 연장된 수평편, 수평편의 종단에서 수직으로 연장된 제 2 수직편으로 이루어지며,제 2 수직편은 인쇄 회로 기판에 형성된 관통홀 내에 삽입된 상태에서 하단부 일부가 수평 상태로 절곡되어 인쇄 회로 기판의 저면에 접촉한다.

본 발명에 따른 조향각 센서 유니트에서는 구성 부재들의 조립 과정에서 조 향 핸들의 회전에 따라 회전하는 제 1 및 제 2 기어의 중심, 즉 제 1 기어 및 제 2 기어의 회전축에 고정된 마그네트와 인쇄 회로 기판에 장착된 제 1 및 제 2 로타리 홀 IC가 정확하게 정렬, 대응될 수 있으며, 따라서 그 기능을 정상적으로 수행할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조향각 센서 유니트를 구성하는 부재의 평면도이다. 여기서, 제 1 실시예에 따른 조향각 센서 유니트를 구성하는 부재들의 전체적인 관계는 도 1에 도시된 구조와 유사하며, 도 5에서는 각 구성 부재의 관계를 도시하기 위하여 평면 상태로 도시하였다.

토크 앵글 센서 조립체를 구성하는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조향각 센서 유니트는 제 1 케이싱(100), 제 2 케이싱(200) 및 제 1 케이싱(100)과 제 2 케이싱(200) 사이에 배치된 인쇄 회로 기판(300)을 포함한다.

제 1 케이싱(100)에는 그 중심부에 포지션 로터의 회전에 따라 회전하는 메인 기어(130)가 회전 가능하게 배치된다. 제 1 케이싱(100)의 내면 외곽부, 즉 메인 기어(130)의 주변 영역에 2개의 요부(도시되지 않음)가 형성되어 있으며, 회전축에 의하여 제 1 및 제 2 기어(110 및 120)가 요부 내에 회전 가능하게 장착되어 있다.

여기서, 제 1 및 제 2 기어(110 및 120)는 치차부 및 치차부에 일체화되고 치차부보다 작은 직경의 원판부로 이루어진다(도 3 참조). 각 기어(110 및 120)의 원판부만이 제 1 케이싱(110)의 요부 내에 위치하며, 치차부는 외부로 노출된다.

또한, 제 1 기어(110)의 치차부는 메인 기어(130)와 치합되어 있으며, 제 2 기어(120)의 치아부는 제 1 기어(110)의 치차부와 치합되어 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 기어(110 및 120)는 메인 기어(130)의 회전에 의하여 서로 반대 방향으로 회전한다. 한편, 제 1 및 제 2 기어(110 및 120)의 중심에는 마그네트(M11 및 M12)가 고정되어 있다.

인쇄 회로 기판(300)에는 중앙부에 제 1 케이싱(100)에 장착된 메인 기어(130)와 대응하는 원형의 개구(301)가 형성되어 있으며, 개구 주변에 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(310 및 320; rotary hall IC)가 고정되어 있다. 한편, 인쇄 회로 기판(300)의 외곽부에는 다수의 전자 회로 구성 요소(도면에는 구체적으로 도시하지 않음)가 배치되어 있다.

제 2 케이싱(200)에는 제 1 케이싱(100) 또는 인쇄 회로 기판(300)을 고정시키기 위한 수단(예를 들어, 체결 홀 등)이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 조향각 센서 유니트는 인쇄 회로 기판(300)을 제 1 케이싱(100)에 대하여 정확하게 정렬시키기 위한 정렬 안내 수단을 포함한다.

제 1 실시예에 적용된 정렬 안내 수단은 제 1 케이싱(100)의 내면에 형성된 2개 이상의 보스(151 및 152; boss) 및 인쇄 회로 기판(300)에 형성된 2개 이상의 관통홀(351 및 352)이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 케이싱(100)의 내면의 소정 위치, 바람직하게는 제 1 및 제 2 기어(110 및 120)가 장착되는 2개의 요부와 인접한 위치에 소정 높이를 갖는 적어도 2개의 보스(151 및 152)가 형성되어 있다.

또한, 인쇄 회로 기판(300)의 소정 위치에는 제 1 케이싱(100)의 내면에 형성된 보스(151 및 152)와 각각 대응하는 관통홀(351 및 352)이 형성되어 있다.

한편, 평면도인 도 5에서는 제 1 케이싱(100)에 형성된 보스(151 및 152)가 원형으로 도시되어 있으나, 예를 들어 수직의 원기둥 형상을 가질 수 있다. 이와 함께, 보스(151 및 152) 및 관통홀(351 및 352)은 서로 대응한다는 조건만 만족한다면, 그 형성 위치는 제한되지 않는다.

이와 같이 구성된 제 1 실시예에 따른 조향각 센서 유니트의 조립 과정 및 그 과정에서 얻을 수 있는 효과를 각 도면을 통하여 설명한다.

제 1 케이싱(100)의 내면의 중앙부에 메인 기어(130)를 설치하고, 그 외곽부에 형성된 2개의 요부 내에 회전축을 통하여 제 1 및 제 2 기어(110 및 120)를 회전 가능하게 장착한다.

이후, 제1 및 제 2 로터리 홀 IC(310 및 320)가 장착된 인쇄 회로 기판(300)을 제 1 및 제 2 기어(110 및 120)가 장착된 제 1 케이싱(110)을 대응시킨다. 결합의 초기 단계에서, 제 1 케이싱(100)의 내부면에 형성된 2개의 보스(151 및 152)가 인쇄 회로 기판(300)에 형성된 2개의 관통홀(351 및 352)에 각각 삽입된다.

이러한 상태에서는 제 1 케이싱(100)의 보스(151 및 152)에 의하여 제 1 케이싱(100)에 대한 인쇄 회로 기판(300)의 이동이 안내된다. 따라서 인쇄 회로 기 판(300)은 제 1 케이싱(100)의 설정된 위치에 정확하게 대응되며, 결과적으로 인쇄 회로 기판(300)의 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(310 및 320)은 제 1 케이싱(100)의 제 1 및 제 2 기어(110 및 120), 즉 제 1 및 제 2 기어의 중심에 고정된 마그네트(M11 및 M12)와 정확하게 대응된다.

이후, 제 1 케이싱(100)에 제 2 케이싱(200)을 결합함으로써 조향각 센서 유니트의 조립이 완료된다.

제 1 케이싱(100)에 대하여 인쇄 회로 기판(300)이 정확한 위치에 체결되어 있고, 또한 제 1 케이싱(100)의 보스(151 및 152)가 인쇄 회로 기판(300)의 관통홀(351 및 352)에 각각 삽입되어 있기 때문에 제 1 케이싱(100)에 제 2 케이싱(200)의 결합 과정에서, 제 1 케이싱(100)에 대한 인쇄 회로 기판(300)의 정렬 상태는 틀어지지 않는다. 결과적으로, 인쇄 회로 기판(300)의 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(310 및 320)와 제 1 케이싱(100)의 마그네트(M11 및 M12)의 정확한 대응 상태 역시 유지될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조향각 센서 유니트를 구성하는 인쇄 회로 기판의 평면도이다.

토크 앵글 센서 조립체를 구성하는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조향각 센서 유니트 역시 제 1 케이싱, 제 2 케이싱 및 제 1 케이싱과 제 2 케이싱 사이에 배치된 인쇄 회로 기판을 포함한다.

한편, 편의상 도 6에서는 제 2 실시예의 가장 큰 특징을 포함하는 인쇄 회로 기판(400)만을 도시하였다.

도 6에는 도시되지 않았지만, 제 1 케이싱에는 그 중심부에 포지션 로터의 회전에 따라 회전하는 메인 기어가 회전 가능하게 배치되나 (도 5 참조), 제 1 및 제 2 기어 및 이를 장착하기 위한 요부는 포함하지 않는다.

인쇄 회로 기판(400)에는 중앙부에 제 1 케이싱에 장착된 메인 기어와 대응하는 원형의 개구가 형성되어 있으며, 개구 주변에 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(410 및 420)가 고정된다. 또한, 외곽부에는 다수의 전자 회로 구성 요소(도면에는 구체적으로 도시하지 않음)가 배치되어 있다.

한편, 인쇄 회로 기판(400)은 인쇄 회로 기판에 고정된 상태에서 제 1 기어 및 2 로터리 홀 IC(410 및 420)의 상부에 위치하는 브라켓트(500)를 더 포함한다. 이 브라켓트(500)는 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(410 및 420)의 표면과 소정의 간격을 유지한다.

여기서, 인쇄 회로 기판(400)의 평면도인 도 6에 제 1 케이싱에 장착된 메인 기어(130)를 함께 도시하였으며, 브라켓트(500)에 하부에 위치한 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(410 및 420)를 점선으로 도시하였다.

도 7은 도 6에 도시된 브라켓트의 저면 사시도로서, 브라켓트(500)의 저면에는 소정 직경 및 깊이를 갖는 제 1 및 제 2 요부(511 및 521)가 형성되며, 각 요부(511 및 521)의 중심은 인쇄 회로 기판(400)에 장착된 제 1 기어 및 2 로터리 홀 IC(410 및 420)에 대응한다.

한편, 브라켓트(500)의 각 요부(511 및 521) 내에는 제 1 및 제 2 기어(510 및 520)가 회전축을 통하여 회전 가능하게 장착된다. 여기서, 제 1 및 제 2 기 어(510 및 520)는, 도 3에 도시된 바와 같이 치차부 및 치차부에 일체화되고 치차부보다 작은 직경의 원판부로 이루어진다. 각 기어(510 및 520)의 원판부만이 브라켓트(500)의 요부(511 및 521) 내에 각각 위치하며, 치차부는 외부로 노출된다.

여기서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 기어(510)가 장착되는 제 1 요부(511)는 제 2 기어(520)가 장착되는 제 2 요부(521)보다 내측, 즉 인쇄 회로 기판의 중심부 쪽으로 더 가깝게 형성되며, 따라서 제 1 기어(510)의 치차부의 외곽부 일부, 즉 인쇄 회로 기판(400)의 중심부와 대응하는 외곽부가 브라켓트(500) 외부로 노출되며, 이 노출된 부분이 제 1 케이싱에 장착된 메인 기어(130)와 치합된다.

또한, 브라켓트(500)의 하부에서 제 2 기어(520)는 제 1 기어(510)와 치합되며, 따라서 메인 기어(130)의 회전에 따라 제 1 및 제 2 기어(510 및 520)는 서로 반대 방향으로 회전한다.

한편, 브라켓트(500)의 저면에 장착된 제 1 및 제 2 기어(510 및 520)의 중심에는 마그네트(도시되지 않음)가 고정되어 있으며, 따라서 마그네트는 인쇄 회로 기판(400)에 장착된 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(410 및 420)에 정확하게 대응한다.

도 8은 도 6의 "A" 부분의 상세도로서, 브라켓트(500)와 인쇄 회로 기판(400)의 한 종단부에 형성된 체결 구조의 일부를 도시하고 있다. 여기서, 브라켓트(500)와 인쇄 회로 기판(400)에는 도 8에 도시된, 2개 이상의 체결 구조가 형성되는 것이 바람직하며, 그 위치는 제한되지는 않는다.

도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 브라켓트(500)의 외측 종단에는 하향 수직 연장된 2개의 탄성편(610 및 620)이 소정의 간격을 두고 형성되어 있다.

각 탄성편(610 및 620)의 하단부 외측에는 하부 경사면(611 및 621) 및 상부 수평면(612, 622)으로 이루어진 턱부가 형성되어 있다. 또한, 탄성편(610 및 620)과 대응하는 인쇄 회로 기판(400)에는 2개의 탄성편(610 및 620)의 폭과 동일한 직경을 갖는 관통홀(401)이 형성되어 있다.

이러한 구조의 체결 구조에서는, 브라켓트(500; 저면의 요부에 제 1 및 제 2 기어(510 및 520)가 장착된 상태임)가 인쇄 회로 기판(400)에 체결될 때, 턱부의 경사면(611 및 621)이 인쇄 회로 기판(500)의 관통홀(501) 내주면과 접촉하며, 따라서 각 탄성편(610 및 620)이 내측으로 휘어지면서 2개의 탄성편(610 및 620)은 인쇄 회로 기판(500)의 관통홀(501) 내로 삽입된다.

각 탄성편(610 및 620)의 턱부가 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401)을 완전히 통과한 후, 탄성력에 의하여 탄성편(610 및 620)은 최초 형상으로 복원된다. 따라서 각 탄성편(610 및 620)의 상부 수평면(612, 622)이 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401) 주변의 저면에 접촉하게 되어 탄성편(610 및 620)은 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401) 내에 견고하게 삽입된다.

한편, 브라켓트(500)의 저면의 소정 위치, 즉 탄성편(610 및 620)과 인접한 위치에는 소정 높이의 수직 스토퍼(501)가 형성되어 있으며, 따라서 탄성편(610 및 620)이 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401) 내에 완전히 삽입되지 않는다. 결과적으로, 인쇄 회로 기판(400)과 결합된 브라켓트(500)는 인쇄 회로 기판(400)과 소정의 간격을 유지한다.

도 8의 (b)에 도시된 체결 구조는 브라켓트(500)의 종단 저면에 형성된 체결편(700) 및 인쇄 회로 기판(400)에 형성된 관통홀(401)로 이루어진다.

브라켓트(500)의 체결편(700)은 브라켓트(500)에서 연장된 제 1 수직편(710), 제 1 수직편(710)의 종단에서 수평으로 연장된 수평편(720), 수평편(720)의 종단에서 수직으로 연장된 제 2 수직편(730)으로 이루어진다.

브라켓트(500)의 체결편(700)의 제 2 수직편(730)을 인쇄 회로 기판(400)에 형성된 관통홀(401) 내에 삽입한 상태에서, 제 2 수직편(730)의 일부를 수평 상태로 절곡시켜 인쇄 회로 기판(400)의 저면에 접촉시킨다.

따라서 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401) 주변의 상부면은 수평편(410)의 저면과, 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401) 주변의 하부면은 제 2 수직편(730)의 절곡부(731)상부면과 접촉하게 되며, 따라서 체결편(700)은 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401) 내에 견고하게 삽입된다.

한편, 브라켓트(500)의 저면과 인쇄 회로 기판(400)의 표면 사이에는 제 1 수직편(710)의 높이와 상응하는 간격이 유지된다.

도 8의 (c)에 도시된 체결 구조는 브라켓트(500)의 저면에 형성된 체결편(800) 및 인쇄 회로 기판(400)에 형성된 관통홀(401)로 이루어진다.

브라켓트(500)의 체결편(800)은 브라켓트(500)에서 연장된 제 1 수직편(810), 제 1 수직편(810)의 종단에서 수평으로 연장된 수평편(820), 수평편(820)의 종단에서 수직으로 연장된 제 2 수직편(830)으로 이루어진다.

브라켓트(500)의 체결편(800)의 제 2 수직편(830)을 인쇄 회로 기판(400)에 형성된 관통홀(401) 내에 삽입한 상태에서, 제 2 수직편(830)의 하단부를 가압하여 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401) 주변으로 연장(압착)시킨다.

따라서 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401) 주변의 상부면은 수평편(820)의 저면과, 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401) 주변의 하부면은 제 2 수직편(830)의 하단에 형성된 압착부(831)의 평면과 접촉하게 되며, 따라서 체결편(800)은 인쇄 회로 기판(400)의 관통홀(401) 내에 견고하게 삽입된다.

한편, 이러한 구조의 체결편(800)에 의하여 브라켓트(500)와 인쇄 회로 기판(400)이 체결될 때, 브라켓트(500)의 저면과 인쇄 회로 기판(400)의 표면 사이에 제 1 수직편(810)의 높이와 상응하는 간격이 유지된다.

이와 같은 제 2 실시예에 따른 조향각 센서 유니트에서는, 제 1 기어 및 제 2 기어(510 및 520)가 장착된 브라켓트(500)가 인쇄 회로 기판(400)에 고정된 상태로 장착되어 있기 제 1 케이싱(100)과 인쇄 회로 기판(400)의 결합 과정 그리고 제 2 케이싱(200)과 제 1 케이싱(100; 인쇄 회로 기판이 결합된 상태)의 결합 과정에서도 인쇄 회로 기판(300)에 대한 브라켓트(500)의 정렬 상태는 틀어지지 않는다.

결과적으로, 브라켓트(500)에 장착된, 즉 제 1 및 제 2 기어(510 및 520)에 고정된 마그네트(M11 및 M12)와 인쇄 회로 기판(300)의 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC(310 및 320)의 정확한 대응 상태 역시 유지될 수 있다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하 기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 일반적인 토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트의 분리 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 각 부재의 평면도.

도 3은 도 2에 도시된 상부 케이싱에 장착된 제 1 및 제 2 기어와 인쇄 회로 기판 상에 장착된 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC의 관계를 도시한 사시도.

도 4는 제 1 및 제 2 기어의 회전축 종단에 고정된 마그네트와 제 1 및 제 2 로터리 홀 IC의 관계를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조향각 센서 유니트를 구성하는 부재의 평면도.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조향각 센서 유니트를 구성하는 인쇄 회로 기판의 평면도.

도 7은 도 6에 도시된 브라켓트의 저면 사시도.

도 8은 도 6의 "A" 부분의 상세도로서, 브라켓트와 인쇄 회로 기판에 형성된 다양한 체결 구조를 부분적으로 도시함.

Claims

토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트에 있어서,

중앙부에 회전 가능하게 장착된 메인 기어, 메인 기어와 치합되어 있는 회전 가능한 제 1 기어 및, 제 1 기어와 치합되어 있는 회전 가능한 제 2 기어를 포함하는 제 1 케이싱;

제 1 케이싱에 결합되는 제 2 케이싱; 및

제 2 케이싱에 고정된 상태로 제 1 케이싱과 제 2 케이싱 사이에 배치되며, 2개의 앵글 감지 수단이 장착되어 있는 인쇄 회로 기판을 포함하되,

제 1 기어와 제 2 기어의 회전축의 종단에는 2개의 앵글 감지 수단과 각각 대응하는 마그네트가 각각 고정되어 있으며,

제 1 케이싱의 내면과 인쇄 회로 기판의 표면 상에는 양 부재의 결합시 제 1케이싱의 마그네트와 인쇄 회로 기판의 앵글감지수단을 각각 정확하게 정렬시키기 위한 정렬 안내 수단;

상기 정렬 안내 수단은,

제 1 케이싱 내면에 형성되며, 소정 길이를 갖고 수직으로 연장된 적어도 2개의 보스; 및

인쇄 회로 기판 상에 형성되며, 제 1케이싱의 보스에 각각 대응하는 적어도 2개의 관통홀인 것을 특징으로 하는 조향각 센서 유니트.
삭제
제 1 항에 있어서, 제 1 케이싱은 제 1 및 제 2 기어를 각각 수용하기 위하여 형성된 2개의 요부를 포함하며, 2개의 보스는 2개의 요부에 인접한 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조향각 센서 유니트.
토크 앵글 센서 조립체를 구성하는 조향각 센서 유니트에 있어서,

중앙부에 회전 가능하게 장착된 메인 기어를 포함하는 제 1 케이싱;

제 1 케이싱과 결합되며, 2개의 앵글 감지 수단이 장착되어 있는 인쇄 회로 기판;

한 표면에 메인 기어와 치합되는 제 1 기어 및 제 1 기어와 치합되어 있는 제 2 기어가 회전 가능하게 장착되어 있으며, 복수의 체결 구조를 통하여 소정의 간격을 갖고 인쇄 회로 기판에 체결된 브라켓트;

브라켓트 및 인쇄 회로 기판을 사이에 두고 제 1 케이싱과 결합된 제 2 케이싱을 포함하되;

제 1 기어와 제 2 기어의 회전축의 종단에는 2개의 앵글 감지 수단과 각각 대응하는 마그네트가 각각 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 조향각 센서 유니트.
제 4 항에 있어서,

제 1 기어 및 제 2 기어는 치차부 및 치차부와 일체로 형성된 원판부로 이루어지며,

브라켓트에는 제 1 기어 및 제 2 기어의 원판부를 각각 수용하는 2개의 요부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조향각 센서 유니트.
제 5 항에 있어서,

제 1 기어가 수용되는 요부는 제 2 기어가 수용되는 요부보다 내측에 형성되어 제 1 기어가 브라켓트의 외측으로 노출된 상태에서 메인 기어와 치합되는 것을 특징으로 하는 조향각 센서 유니트.
제 4 항에 있어서, 브라켓트와 인쇄 회로 기판을 체결하는 각 체결 구조는,

브라켓트의 외측 종단부로부터 소정의 간격을 두고 연장된 2개 탄성편; 및

브라켓트의 탄성편과 대응하는, 인쇄 회로 기판에 형성된 관통홀;로 이루어지되,

각 탄성편의 하단부 외측에는 하부 경사면 및 상부 수평면으로 이루어진 턱부가 형성되며, 인쇄 회로 기판의 개구는 2개의 탄성편 폭과 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 조향각 센서 유니트.
제 7 항에 있어서,

브라켓트는 탄성편의 외측에 형성된 소정 높이의 수직 스토퍼를 포함하여 탄성편이 인쇄 회로 기판의 관통홀 내에 완전히 삽입되지 않고 인쇄 회로 기판과 브라켓트가 소정의 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 조향각 센서 유니트.
제 4 항에 있어서, 브라켓트와 인쇄 회로 기판을 체결하는 각 체결 구조는,

브라켓트의 저면에 형성된 체결편; 및

인쇄 회로 기판에 형성된 관통홀로 이루어지되,

체결편은 제 1 수직편, 제 1 수직편의 종단에서 수평으로 연장된 수평편, 수평편의 종단에서 수직으로 연장된 제 2 수직편으로 이루어지며,

제 2 수직편은 인쇄 회로 기판에 형성된 관통홀 내에 삽입된 상태에서 하단부 일부가 수평 상태로 절곡되어 인쇄 회로 기판의 저면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 조향각 센서 유니트.
제 9 항에 있어서, 체결편의 제 2 수직편은 인쇄 회로 기판에 형성된 관통홀 내에 삽입된 후 그 종단부 일부가 가압되어 인쇄 회로 기판의 관통홀 주변으로 연장(압착)된 것을 특징으로 하는 조향각 센서 유니트.