KR101882550B1 - 토크 센서 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 토크 센서는, 입력축 및 출력축의 사이에 배치되어, 입력축과 출력축의 상대 회동 변위를 통하여 입력축 및 출력축 간의 토크를 감지하는 토크 센서 장치로서, 입력축과 출력축의 단부를 수용하고 위치 고정 배치되어 입력축 및 출력축에 상대 회동 가능한 하우징: 상기 하우징에 위치 고정되어 수용 배치되는 마그네트 블록을 포함하는 마그네트 유니트; 일부가 입력축과 출력축 측에 각각 연결되어 함께 회동 가능하게 배치되고, 적어도 일부가 입력축과 출력축의 반경 방향으로 입력축 및 출력축과 상기 마그네트 블록 사이에 배치되어 상기 마그네트 유니트의 자기장을 집속시키는 컬렉터를 포함하는 컬렉터 유니트; 상기 컬렉터 유니트의 외주 측에 배치되어 상기 컬렉터 유니트를 통하여 집속되는 자기장을 감지하는 토크 센서를 포함하는 센싱 유니트;를 포함하고, 상기 컬렉터 유니트는: 입력축 측에 연결되어 입력축과 함께 회동하는 어퍼 컬렉터와, 출력축 측에 연결되어 출력측과 함께 회동하는 로워 컬렉터와, 상기 어퍼 컬렉터와 상기 로워 컬렉터의 외주에 이격되어 상기 하우징에 위치 고정 배치되고 각각의 일단이 상기 토크 센서를 사이에 두고 배치되는 픽싱 컬렉터를 구비하고, 상기 마그네트 블록은 입력축 및 출력축의 축 길이 방향으로 상이한 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치를 제공한다.

Description

토크 센서 장치{TORQUE SENSOR UNIT}
본 발명은 토크 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력축과 출력축을 구비하는 샤프트에 대한 인가 토크를 감지하는 토크 센서에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 주행 또는 정지시에 조향스티어링 휠을 회전시킴에 따라 노면과 접촉하고 있는 바퀴도 회전하게 된다. 즉, 상기 조향스티어링 휠을 좌측 방향 또는 우측 방향으로 회전시키게 되면 이와 동일한 방향으로 바퀴가 회전하게 된다. 그런데, 상기 바퀴는 노면과 접촉된 상태이기 때문에 상기 바퀴와 상기 노면 사이의 마찰력에 의해서 상기 조향스티어링 휠과 상기 바퀴의 회전비는 서로 상이하게 되어 운전자는 상기 조향스티어링 휠을 조작함에 있어 큰 힘을 필요로 하게 된다.
이와 같은 조향력을 보조하는 장치로서 파워 스티어링 시스템(PS;Power Steering System)이 구비되며, 파워 스티어링 시스템 중에서도 전동 모터를 이용하는 EPS 방식이 실생활에서 사용되는 승용 차량 등에서 적용 범위를 넓혀 가고 있다.
이와 같은 파워 스티어링 시스템에 있어 동력 보조를 위하여, 조향 스티어링 휠과 연결되는 입력축 측과 차륜 측과 연동하는 출력축 측 간의 토크 부하를 감지하기 위하여 양자 간의 회전각 편차를 측정하는 토크센서(Torque sensor)가 구비된다.
토크센서는 접촉방식과 비접촉식방식으로 크게 구분되는데, 접촉방식은 소음과 내구성의 저하문제로 인해 최근에는 비접촉식방식의 토크센서를 채택하고 있다. 또한, 비접촉식방식의 토크센서는 크게 자기저항 검출방식, 자기변형 검출방식, 정전용량 검출방식, 그리고 광학식 검출방식으로 구분된다.
한편, 종래에 제공되고 있는 전기식 동력 조향장치에 구비된 자기저항 검출방식의 토크센서는, 운전자가 조작하게 되는 조향스티어링 휠이 입력 샤프트의 상단에 결합되고, 상기 입력 샤프트의 하단은 토션바(Torsion bar)에 의해 출력 샤프트의 상단과 연결된다. 그리고, 상기 출력 샤프트의 하단은 바퀴와 연결되고, 상기 토션바를 포함하는 상기 입력 샤프트의 하단과 상기 출력 샤프트의 상단은 그 외부에 하우징으로 보호된다. 또한, 상기 하우징의 내부에는 앞서 언급한 토크센서 및 동력수단이 설치된다. 여기서, 상기 입력 샤프트에는 일정한 간격마다 교차되는 극성을 갖는 영구마그네트가 구비된다. 그리고, 상기 입력 샤프트에 구비된 영구마그네트에 의해 자기 유도 발생이 가능한 강자성체의 물질로 영구마그네트의 극수에 상응하는 치차 구조물의 검출링이 출력 샤프트에 설치된다. 그리고, 상기 검출링에는 자기를 검출하는 센서가 연결되는 구조로 이루어진다. 이때, 입력 샤프트에 설치된 영구마그네트와 출력 샤프트에 설치된 치차 구조물의 검출링 사이에서 상대적인 비틀림에 의해 서로 대응하는 면적의 변화가 발생된다. 따라서, 상기 검출링에는 자력의 변화가 발생되고, 이 자력의 변화를 상기 센서가 검출하게 되어 출력 샤프트가 입력 샤프트에 대하여 비틀림이 발생된 각을 감지하게 된다.
하지만, 종래 기술에 따른 비접촉 방식의 토크 센서는 구성요소가 과다하고 조립이 복잡하여 오작동 가능성이 증대되고, 제조 원가가 증대되었으며, 구성요소의 과다로 인한 내구 연한의 문제점이 노출되었다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 간단한 구조로 제조 가능하고 감도를 증대시키고 감지 신뢰성을 증대시키며, 제조 원가를 절감시킨 구조의 토크 센서를 제공하는 데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 토크 센서는, 입력축 및 출력축의 사이에 배치되어, 입력축과 출력축의 상대 회동 변위를 통하여 입력축 및 출력축 간의 토크를 감지하는 토크 센서 장치로서, 입력축과 출력축의 단부를 수용하고 위치 고정 배치되어 입력축 및 출력축에 상대 회동 가능한 하우징: 상기 하우징에 위치 고정되어 수용 배치되는 마그네트 블록을 포함하는 마그네트 유니트; 일부가 입력축과 출력축 측에 각각 연결되어 함께 회동 가능하게 배치되고, 적어도 일부가 입력축과 출력축의 반경 방향으로 입력축 및 출력축과 상기 마그네트 블록 사이에 배치되어 상기 마그네트 유니트의 자기장을 집속시키는 컬렉터를 포함하는 컬렉터 유니트; 상기 컬렉터 유니트의 외주 측에 배치되어 상기 컬렉터 유니트를 통하여 집속되는 자기장을 감지하는 토크 센서를 포함하는 센싱 유니트;를 포함하고, 상기 컬렉터 유니트는: 입력축 측에 연결되어 입력축과 함께 회동하는 어퍼 컬렉터와, 출력축 측에 연결되어 출력측과 함께 회동하는 로워 컬렉터와, 상기 어퍼 컬렉터와 상기 로워 컬렉터의 외주에 이격되어 상기 하우징에 위치 고정 배치되고 각각의 일단이 상기 토크 센서를 사이에 두고 배치되는 픽싱 컬렉터를 구비하고, 상기 마그네트 블록은 입력축 및 출력축의 축 길이 방향으로 상이한 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치를 제공한다.
상기 토크 센서 장치에 있어서, 상기 어퍼 컬렉터는: 입력축의 회전 방향으로 형성 배치되는 어퍼 컬렉터 링과, 상기 어퍼 컬렉터 링의 단부로부터 입력축의 길이 방향으로 출력축 측을 향하여 연장 이격 형성되는 복수 개의 어퍼 컬렉터 티쓰를 구비하고, 상기 로워 컬렉터는: 출력축의 회전 방향으로 형성 배치되는 로워 컬렉터 링과, 상기 로워 컬렉터 링의 단부로부터 출력축의 길이 방향으로 입력축 측을 향하여 연장 이격 형성되는 복수 개의 로워 컬렉터 티쓰를 구비하고, 입력축과 출력축 간의 상대 회동이 없는 경우 상기 어퍼 컬렉터 티쓰와 상기 로워 컬렉터 티쓰는 입력축 및 출력축에 수직한 평면 상에 투영시 중첩될 수도 있다.
상기 토크 센서 장치에 있어서, 상기 마그네트 블록은 호상 구조일 수도 있다.
상기 토크 센서 장치에 있어서, 상기 픽싱 컬렉터는: 상기 어퍼 컬렉터의 외주에 배치되는 어퍼 픽싱 플레이트 및 상기 어퍼 픽싱 플레이트의 외주로 상기 토크 센서를 향하여 배치되는 어퍼 픽싱 터미널을 포함하는 어퍼 픽싱 컬렉터와, 상기 로워 컬렉터의 외주에 배치되는 로워 픽싱 플레이트 및 상기 로워 픽싱 플레이트의 외주로 상기 토크 센서를 향하여 배치되는 로워 픽싱 터미널을 포함하는 로워 픽싱 컬렉터를 포함할 수도 있다.
상기 토크 센서 장치에 있어서, 입력축 및 출력축의 회전 반경 상에서, 상기 마그네트 블록과 상기 픽싱 컬렉터간의 사이 간격은 상기 마그네트 블록과 상기 토크 센서 사이 간격보다 작을 수도 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 토크 센서 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명의 토크 센서 장치는, 마그네트의 위치 고정 구조를 통하여 조립성을 개선하고, 재료 낭비를 방지하여 원가 절감을 이루는 토크 센서 장치를 제공할 수 있다.
둘째, 본 발명의 토크 센서 장치는, 대향 배치되는 어퍼 컬렉터 및 로워 컬렉터의 배치 구조를 통하여 간단하면서도 보다 정확한 감지를 이루는 토크 센서 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서의 비틀림이 없는 경우의 컬렉터 티쓰의 개략적인 부분 측면도이다.
도 3은 도 2의 경우에 대한 컬렉터 및 센싱 유니트의 부분 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 센서의 비틀림 발생 경우 컬렉터 티쓰의 개략적인 부분 측면도이다.
도 5은 도 4의 경우에 대한 컬렉터 및 센싱 유니트의 부분 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 토크 센서 장치(10)의 구성 및 작용을 설명하도록 한다.
본 발명의 토크 센서 장치(10)는 하우징(100), 마그네트 유니트(200), 컬렉터 유니트(300), 센싱 유니트(400)를 포함하는데, 본 발명의 토크 센서 장치(10)는 입력축(2) 및 출력축(3) 사이에 배치되어 입력축(2)과 출력축(3)의 상대 회동 변위를 통하여 입력축(2) 및 출력축(3) 간의 토크를 감지한다.
하우징(100)은 입력축(2)과 출력축(3)의 단부를 수용하고 위치 고정 배치되어 입력축(2) 및 출력축(3)에 상대 회동 가능하다.
하우징(100)은 하우징 커버(110)와 하우징 베이스(120)를 포함한다. 하우징 커버(110)는 하우징 베이스(120)와 체결되어 다른 구성요소를 수용하는 내부 공간을 형성한다.
하우징 커버(110)는 입력축 측에 배치되고, 하우징 베이스(120)는 하우징 커버(110)에 대향하여 출력축(3) 측에 배치된다. 하우징 커버(110)의 외주에는 하우징 커버 장착부(미도시)가 구비되고, 하우징 베이스(120)의 외주에는 하우징 베이스 장착부(미도시)가 배치되어 서로 맞물림 체결되는 구조를 형성한다.
하우징 커버(110)와 하우징 베이스(120)는 중앙에 각각 하우징 커버 관통구(113) 및 하우징 베이스 관통구(미도시)를 구비하여 입력축(2) 및 출력축(3), 그리고 입력축(2)과 출력축(3)을 직접 연결하는 토션바(5)의 관통 배치를 가능하게 한다.
마그네트 유니트(200)는 하우징(100)에 수용 배치되고, 위치 고정되어 배치된다. 즉, 마그네트 유니트는 하우징에 대하여 상대 회동하지 않고 위치 고정되는 구조를 이루고, 마그네트 유니트는 다양한 구성이 가능하나 본 실시예에서 마그네트 유니트(200)는 마그네트 블록(220)을 포함한다.
본 실시예에서 마그네트 블록은 단수개가 구비되었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서 도시되지는 않았으나 하우징(100)의 내측에 고정 장착되는 마그네트 홀더가 더 구비되어 마그네트 홀더가 마그네트 블록(220)을 지지하는 구성을 취할 수도 있다. 본 발명의 마그네트 블록(220)은 입력축(2)과 출력축(3)의 축 길이 방향으로 상이한 극성이 배치되는 구조, 즉 축 길이 방향으로 N,S 또는 S,N극이 배치 내지 착자 배치되는 구조를 형성한다.
컬렉터 유니트(300)는 하우징(100)에 수용 배치되되, 하우징(100)에 대하여 적어도 일부가 입력축(2) 및 출력축(3) 측에 각각 연결되어 함께 회동 가능한 구조를 형성한다.
또한, 컬렉터 유니트(300)의 적어도 일부가 입력축(3) 및 출력축(4)의 반경 방향으로 입력축(3) 및 출력축(4)과 마그네트 블록(220)의 사이에 배치되어 마그네트 유니트(200)의 마그네트 블록(220)에서 형성되는 자기장의 자기 경로를 형성하거나 자기장을 집속시켜 하기되는 센서 유니트(400)로 전달하여 보다 정확한 감지 기능을 이루도록 한다.
센싱 유니트(400)는 컬렉터 유니트(300)의 외주 측에 배치되어 컬렉터 유니트(300)를 통하여 집속되는 자기장을 감지하는 토크 센서로 구현된다. 센싱 유니트는 경우에 따라 별도의 센서를 더 구비할 수도 있다.
본 실시예에서 센싱 유니트는 두 개의 토크 센서를 구비하는 구성을 취하나 이는 감도 정확성 향상 및 어느 하나의 페일 시 다른 신호 출력을 통한 페일 세이프 기능 구현을 위한 것으로 경우에 따라 단수 개가 구비되는 구성을 취할 수도 있다.
한편, 본 발명의 컬렉터 유니트(300)는 어퍼 컬렉터(310)와 로워 컬렉터(320)와 픽싱 컬렉터(330)를 포함한다.
어퍼 컬렉터(310)는 입력축 측에 연결되어 입력축과 함게 회동한다.
어퍼 컬렉터(310)와 입력축(2) 사이에는 어퍼 컬렉터 슬리브(301)와 어퍼 컬렉터 홀더(302)가 더 구비될 수 있다. 어퍼 컬렉터 슬리브(301)는 일단이 입력축(2)과 연결되는데, 어퍼 컬렉터 슬리브(301)와 입력축(2) 간의 연결은 용접, 플라스틱 스냅핏, 코킹(caulking) 등 양자 간의 상대 회동을 방지하는 범위에서 다양한 결합 방식이 가능하다.
또한, 어퍼 컬렉터 슬리브(301)는 스틸 구조일 수도 있고 합성 수지 구조일 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다.
또한, 어퍼 컬렉터 슬리브(301)의 외주에는 어퍼 컬렉터 홀더(302)가 연결된다. 어퍼 컬렉터 홀더(302)는 어퍼 컬렉터 슬리브(301)와 어퍼 컬렉터(310)를 연결하는 구성요소로 궁극적으로 입력축과 어퍼 컬렉터(310) 간의 상대 회동을 방지하는 연결 기능을 구현한다.
어퍼 컬렉터(310)는 어퍼 컬렉터 링(311)과 어퍼 컬렉터 티쓰(313)을 포함한다.
어퍼 컬렉터 링(311)은 입력축(2)의 회전 방향으로 형성 배치되는 소정의 링 형상을 구비한다. 어퍼 컬렉터 티쓰(313)는 복수 개가 구비되고 어퍼 컬렉터 링(311)의 단부로부터 입력축(2)의 길이 방향으로 출력축(3) 측을 향하여 연장 이격 형성된다.
또한, 로워 컬렉터(320)는 출력축 측에 연결되어 출력축과 함께 회동한다.
로워 컬렉터(320)와 출력축(3) 사이에는 로워 컬렉터 슬리브(303)와 로워 컬렉터 홀더(303)가 더 구비될 수 있는데, 이는 앞서 기술된 어퍼 컬렉터의 연결 구조와 동일하나 경우에 따라 상이한 구성을 취할 수도 있다. 로워 컬렉터 슬리브(303)는 일단이 출력축(3)과 연결되는데, 로워 컬렉터 슬리브(303)와 출력축(3) 간의 연결은 용접, 플라스틱 스냅핏, 코킹(caulking) 등 양자 간의 상대 회동을 방지하는 범위에서 다양한 결합 방식이 가능하다.
또한, 로워 컬렉터 슬리브(304)는 스틸 구조일 수도 있고 합성 수지 구조일 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다.
또한, 로워 컬렉터 슬리브(301)의 외주에는 로워 컬렉터 홀더(302)가 연결된다. 로워 컬렉터 홀더(302)는 로워 컬렉터 슬리브(301)와 로워 컬렉터(320)를 연결하는 구성요소로 궁극적으로 입력축과 로워 컬렉터(320) 간의 상대 회동을 방지하는 연결 기능을 구현한다.
로워 컬렉터(320)는 로워 컬렉터 링(321)과 로워 컬렉터 티쓰(323)을 포함한다.
로워 컬렉터 링(321)은 출력축(3)의 회전 방향으로 형성 배치되는 소정의 링 형상을 구비한다. 로워 컬렉터 티쓰(323)는 복수 개가 구비되고 로워 컬렉터 링(321)의 단부로부터 출력축(3)의 길이 방향으로 입력축(2) 측을 향하여 연장 이격 형성된다.
한편, 본 발명의 어퍼 컬렉터 티쓰(313)와 로워 컬렉터 티쓰(323)는 입력축(2)과 출력축(3) 간의 상대 회동이 없는 경우, 즉 토션바의 비틀림이 없이 양측이 동일하게 회동하는 경우 내지 외력이 인가되지 않고 정지 상태에 있는 경우 어퍼 컬렉터 티쓰(313)와 로워 컬렉터 티쓰(323)는 입력축(2)과 출력축(3)에 수직한 평면, 즉 도시되지는 않았으나 어퍼 컬렉터(310)와 로워 컬렉터(320) 사이에 형성되는 가상의 평면에 각각의 티쓰를 투영할 경우 양자의 영역이 교차되어 중첩되어 거의 동일한 영역(A)을 점유하는 구조를 취한다(도 2 참조).
반대로 입력축과 출력축 간의 소정의 각도 변위, 즉 비틀림 토션이 발생하는 경우 양자 간에 소정의 교차 영역 중 비중첩되는 영역이 발생하고 중첩 영역(B)은 앞선 경우의 영역(A)보다 작은 크기를 갖는다.
한편, 픽싱 컬렉터(330)는 어퍼 컬렉터(310)와 로워 컬렉터(320)의 외주에 이격되어 하우징(100)에 위치 고정되어 배치되고 각각의 일단이 토크 센서(400)를 사이에 두고 배치된다.
픽싱 컬렉터(330)는 어퍼 픽싱 컬렉터(340)와 로워 픽싱 컬렉터(350)를 포함한다.
어퍼 픽싱 컬렉터(340)는 어퍼 픽싱 플레이트(341) 및 어퍼 픽싱 터미널(343)을 포함한다.
어퍼 픽싱 플레이트(341)는 어퍼 컬렉터(310)의 외주에 배치되고, 어퍼 픽싱 터미널(343)는 어퍼 픽싱 플레이트(341)의 외주로 토크 센서(400)를 향하여 배치된다. 어퍼 픽싱 터미널(343)은 소정의 굴곡 형상을 구비하여 단부가 토크 센서(400)에 근접토록 하여 에어갭을 줄임으로써 집자된 자속을 토크 센서(400) 측으로의 전달성을 증대시켜 보다 정확한 감지를 이루도록 한다.
어퍼 픽싱 플레이트(341)와 어퍼 픽싱 터미널(343)은 일체형으로 형성된다. 어퍼 픽싱 플레이트(341)의 일단은 어퍼 컬렉터(310)에 근접하여 배치되고, 어퍼 픽싱 터미널(343)의 단부는 어퍼 컬렉터(310)의 반대편으로 토크 센서(400)에 근접하여 배치된다.
로워 픽싱 컬렉터(350)는 로워 픽싱 플레이트(351) 및 로워 픽싱 터미널(353)을 포함한다. 전체적 구조는 앞서의 어퍼 픽싱 컬렉터(340)와 동일하나 경우에 따라 다소 상이한 구성을 취할 수도 있다.
로워 픽싱 플레이트(351)는 로워 컬렉터(310)의 외주에 배치되고, 로워 픽싱 터미널(353)는 로워 픽싱 플레이트(351)의 외주로 토크 센서(400)를 향하여 배치된다. 로워 픽싱 터미널(353)은 소정의 굴곡 형상을 구비하여 단부가 토크 센서(400)에 근접토록 하여 에어갭을 줄임으로써 집자된 자속을 토크 센서(400) 측으로의 전달성을 증대시켜 보다 정확한 감지를 이루도록 한다.
로워 픽싱 플레이트(351)와 로워 픽싱 터미널(353)은 일체형으로 형성된다. 로워 픽싱 플레이트(351)의 일단은 로워 컬렉터(310)에 근접하여 배치되고, 로워 픽싱 터미널(353)의 단부는 로워 컬렉터(310)의 반대편으로 토크 센서(400)에 근접하여 배치된다.
한편, 본 발명의 입력축(2) 및 출력축(3)의 회전 반경 상에서, 마그네트 블록(220)과 픽싱 컬렉터(330) 사이의 간격(d1)은 마그네트 블록(220)과 토크 센서(400) 사이 간격(d2)보다 작은 값을 갖는다.
즉, 어퍼 픽싱 플레이트(341) 및 로워 픽싱 플레이트(351)와 어퍼 컬렉터(310) 및 로워 컬렉터(320)의 사이 간극은 도면 부호 d1으로 지시되고, 호상으로 배치되는 마그네트 블록(220)과 토크센서(400) 내지 어퍼 픽싱 터미널(343) 및 로워 픽싱 터미널(353)의 단부까지의 간극은 도면 부호 d2 로 지시되는데, d2>>d1의 관계를 형성한다. 이와 같은 구성을 통하여 어퍼/로워 컬렉터 티쓰가 근접하는 경우 자기 회로가 도 3과 같이 형성되고, 입력축 및 출력축의 반복적 연속 회동에 의하여 토크 센서는 일정한 크기의 신호를 감지하게 된다.
반면, 도 4에서와 같이 입력축과 출력축 간의 비틀림 토션이 발생하는 경우 어퍼/로워 컬렉터 티쓰 간에는 서로 교차 영역이 감소하여 앞선 비틀림 토션이 없는 경우의 자속 전달 영역이 감소하여 앞선 경우의 자기 회로 형성보다는도 5와 같이 토크 센서 측으로의 자기 회로가 형성되어 앞선 경우와 상이한 신호 감지가 이루어지게 됨으로써 소정의 비틀림 토션에 의한 토크값을 산출할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이 본 발명은 샤프트에 인가되는 토크를 비접촉식 방식을 통하여 감지하고 티쓰의 중첩 영역의 변화를 통한 토크 감지를 이루는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
100...하우징 110...하우징 커버
120...하우징 베이스 200...마그네트 유니트
300...컬렉터 유니트 400...센싱 유니트

Claims (5)

  1. 입력축 및 출력축의 사이에 배치되어, 입력축과 출력축의 상대 회동 변위를 통하여 입력축 및 출력축 간의 토크를 감지하는 토크 센서 장치로서,
    입력축과 출력축의 단부를 수용하고 위치 고정 배치되어 입력축 및 출력축에 상대 회동 가능한 하우징:
    상기 하우징에 위치 고정되어 수용 배치되는 마그네트 블록을 포함하는 마그네트 유니트;
    일부가 입력축과 출력축 측에 각각 연결되어 함께 회동 가능하게 배치되고, 적어도 일부가 입력축과 출력축의 반경 방향으로 입력축 및 출력축과 상기 마그네트 블록 사이에 배치되어 상기 마그네트 유니트의 자기장을 집속시키는 컬렉터를 포함하는 컬렉터 유니트;
    상기 컬렉터 유니트의 외주 측에 배치되어 상기 컬렉터 유니트를 통하여 집속되는 자기장을 감지하는 토크 센서를 포함하는 센싱 유니트;를 포함하고,
    상기 컬렉터 유니트는:
    입력축 측에 연결되어 입력축과 함께 회동하는 어퍼 컬렉터와,
    출력축 측에 연결되어 출력측과 함께 회동하는 로워 컬렉터와,
    상기 어퍼 컬렉터와 상기 로워 컬렉터의 외주에 이격되어 상기 하우징에 위치 고정 배치되고 각각의 일단이 상기 토크 센서를 사이에 두고 배치되는 픽싱 컬렉터를 구비하고,
    상기 마그네트 블록은 입력축 및 출력축의 축 길이 방향으로 상이한 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 어퍼 컬렉터는:
    입력축의 회전 방향으로 형성 배치되는 어퍼 컬렉터 링과,
    상기 어퍼 컬렉터 링의 단부로부터 입력축의 길이 방향으로 출력축 측을 향하여 연장 이격 형성되는 복수 개의 어퍼 컬렉터 티쓰를 구비하고,
    상기 로워 컬렉터는:
    출력축의 회전 방향으로 형성 배치되는 로워 컬렉터 링과,
    상기 로워 컬렉터 링의 단부로부터 출력축의 길이 방향으로 입력축 측을 향하여 연장 이격 형성되는 복수 개의 로워 컬렉터 티쓰를 구비하고,
    입력축과 출력축 간의 상대 회동이 없는 경우 상기 어퍼 컬렉터 티쓰와 상기 로워 컬렉터 티쓰는 입력축 및 출력축에 수직한 평면 상에 투영시 중첩되는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 마그네트 블록은 호상 구조인 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 픽싱 컬렉터는:
    상기 어퍼 컬렉터의 외주에 배치되는 어퍼 픽싱 플레이트 및 상기 어퍼 픽싱 플레이트의 외주로 상기 토크 센서를 향하여 배치되는 어퍼 픽싱 터미널을 포함하는 어퍼 픽싱 컬렉터와,
    상기 로워 컬렉터의 외주에 배치되는 로워 픽싱 플레이트 및 상기 로워 픽싱 플레이트의 외주로 상기 토크 센서를 향하여 배치되는 로워 픽싱 터미널을 포함하는 로워 픽싱 컬렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    입력축 및 출력축의 회전 반경 상에서, 상기 마그네트 블록과 상기 픽싱 컬렉터간의 사이 간격은 상기 마그네트 블록과 상기 토크 센서 사이 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 토크 센서 장치.
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