KR101939393B1 - 토크 마그네트 이탈 방지구조 - Google Patents
토크 마그네트 이탈 방지구조 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 의한 토크 마그네트 이탈방지 구조는 조향축과 연결되는 원통형상의 입력축 홀더; 상기 입력축 홀더에 삽입 결합되는 링 형상의 토크 마그네트; 상기 입력축 홀더의 상측에 결합되어, 상기 입력축 홀더와 함께, 상기 토크 마그네트의 상하 방향 이탈을 규제하는 요크; 및 상기 입력축 홀더와 요크에 각각 마련되어, 상기 토크 마그네트의 원주방향 이탈을 방지하는 이탈 방지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 토크 인덱스 센서, 토크 앵글 센서 등에 사용되는 토크 마그네트의 이탈방지 구조에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위한 장치로 별도의 동력으로 보조하는 조향장치가 사용된다. 기존에는 이와 같은 보조 조향장치를 유압을 이용한 장치로 사용하였으나, 최근에는 동력의 손실이 적고 정확성이 우수한 전동식 조향장치(Electronic Power Steering System)가 사용된다.
상기와 같은 전동식 조향장치(EPS)는 차속센서, 앵글센서 및 토크센서 등에서 감지한 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU, Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.
그런데, 이러한 동력장치가 스티어링 휠을 조작하는 힘에 개입하기 위해서는 조향축에 걸리는 토크나 조향각 뿐만 아니라, 조향각속도를 측정할 필요성이 있다. 일반적으로 조향축의 회전 각도를 측정하기 위해서는 앵글센서를 사용하고, 조향 토크를 측정하기 위해서는 토크센서를 사용하지만, 최근에는 토크와 회전 각도를 하나의 센서에서 감지할 수 있는 토크 앵글 센서(TAS)가 많이 사용된다. 그러나, 이러한 조향각이나 조향각속도를 검출하는 토크 앵글 센서는 제조 공정이 복잡하고 고장이나 오작동의 확률이 높아, 인덱스 센서(Index Sensor) 방식의 토크 인덱스 센서(Torque Index Sensor: TIS)가 사용되기도 한다.
한편, 토크 앵글 센서(TAS)나 토크 인덱스 센서(TIS) 등에 공통적으로 사용되는 토크 마그네트는 대략 링 형상(ring shape)으로 형성되며, 요크에 상하 유동이 규제될 수 있도록 본딩 고정된다.
그런데, 이와 같이 토크 마그네트를 상하 방향으로만 고정할 경우, 외부 충격 등에 의해 토크 마그네트에 금이 가거나, 깨지는 손상이 발생하였을 경우, 깨진 토크 마그네트가 토크 마그네트의 원주방향으로 이탈되어 설치된 위치로부터 분리될 수 있다. 이와 같이 분리된 토크 마그네트는 주변에 설치된 다른 센서들을 손상시킬 우려가 있으며, 손상이 발생된 토크 마그네트는 정상적으로 자기장을 형성하지 못하므로, 조향축의 토크를 측정할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 차량용 조향축 등의 토크를 감지하는 센서에 사용되는 토크 마그네트에 파손이 발생하더라도, 최초 장착위치에서 이탈되지 않도록 장착구조가 개선된 토크 마그네트 이탈 방지구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 토크 마그네트 이탈방지 구조는 조향축과 연결되는 원통형상의 입력축 홀더; 상기 입력축 홀더에 삽입 결합되는 링 형상의 토크 마그네트; 상기 입력축 홀더의 상측에 결합되어, 상기 입력축 홀더와 함께, 상기 토크 마그네트의 상하 방향 이탈을 규제하는 요크; 및 상기 입력축 홀더와 요크에 각각 마련되어, 상기 토크 마그네트의 원주방향 이탈을 방지하는 이탈 방지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이탈 방지유닛은, 상기 입력축 홀더에 원주방향으로 돌출 형성되어 상기 토크 마그네트의 일측 단부와 접촉하며, 끝단이 상기 입력축 홀더의 중심 축 방향으로 절곡 형성되어, 절곡된 부분이 일정 높이 연장되는 제 1 지지리브; 및 상기 요크에 돌출 형성되어 상기 토크 마그네트의 타측 단부와 접촉하며, 끝단이 상기 요크의 중심 축 방향으로 절곡 형성되어, 절곡된 부분이 일정 높이 연장되는 제 2 지지리브;를 포함하는 것이 좋다.
바람직하게는, 상기 토크 마그네트는, 상기 제 1 및 제 2 지지리브와 마주보는 위치에 대응되는 크기의 제 1 및 제 2 안착부를 가지는 것이 좋다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 안착부는, 상기 토크 마그네트의 양 끝단에 상기 토크 마그네트의 중심 두께보다 얇은 두께를 가지도록 형성되어, 상기 토크 마그네트의 중심축에 평행한 방향의 단면이 철(凸) 형상을 가지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 토크 마그네트는 요크에 접착제로 고정되고, 상기 요크는 상기 입력축 홀더에 결합되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 토크 마그네트를 상하 방향은 물론 원주 방향으로 지지할 수 있기 때문에, 외부 충격에 의해 토크 마그네트가 깨지더라도, 최초 본딩 된 위치로부터 이탈되는 것이 방지되므로, 깨진 마그네트가 장착 위치로부터 이탈되어 다른 부품들을 손상시키거나, 토크 센서가 오작동 되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 입력축 홀더, 토크 마그네트 및 요크의 연결관계를 도시한 분해 사시도, 그리고,
도 2는 도 1의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 마그네트 이탈방지 구조를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 토크 마그네트 및 요크의 연결관계를 도시한 분해 사시도, 그리고, 도 2는 도 1의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 토크 마그네트이탈방지 구조는 입력축 홀더(10), 토크 마그네트(20), 요크(30) 및 이탈방지 유닛(100)을 포함한다.
입력축 홀더(Input shaft holder, 10)는 조향축(미도시)과 연결되어, 조향축의 회전에 연동하여 회전하는 것으로, 상기 조향축은 상기 입력축 홀더(10)의 내주면에 결합된다.
토크 마그네트(torque magnet, 20)는 상기 입력축 홀더(10)의 회전에 연동하여 회전할 수 있도록 설치되며, 외주면을 따라 N극과 S극이 교차 배치되는 대략 링 형상으로 마련된다.
요크(yoke, 30)는 상기 토크 마그네트(20)를 고정하면서, 상기 입력축 홀더(10)에 결합되어, 상기 입력축 홀더(10)의 회전에 연동 회전한다. 즉, 상기 요크(30)의 외주면에는 상기 토크 마그네트(20)가 접착제(B)(도 2 참조)로 접착되고, 내주면에는 상기 입력축 홀더(10)가 결합된다.
이탈방지 유닛(100)은 상기 토크 마그네트(20)에 파절(破節)과 같은 손상이 발생되었을 경우, 깨진 토크 마그네트(20)가 장착 위치에서 원주방향으로 이탈하는 것을 방지하기 위한 것이다. 이탈방지 유닛(100)은 제 1 지지리브(110), 제 2 지지리브(120) 및 안착부(130)로 구성될 수 있다.
제 1 지지리브(110)는 상기 입력축 홀더(10)의 바닥면 측에 원주방향으로 돌출 형성되면서, 그 끝단이 상기 입력축 홀더(10)의 중심 축과 평행하며, 상기 토크 마그네트(20)를 감싸는 방향으로 절곡 되어 형성된다. 만일, 상기 입력축 홀더(10)가 금속재질로 마련된다면, 상기 제 1 지지리브(110)는 밴딩 공정을 통해 형성할 수 있고, 수지재질로 사출 성형된다면, 금형을 통해 상기한 형상으로 형성할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 지지리브(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 축 방향에 대한 단면으로 살펴보면, 대략 "┗" 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.
제 2 지지리브(120)는 상기 요크(30)의 상측면 측에 원주방향으로 돌출 형성되면서, 그 끝단이 상기 요크(30)의 중심 축과 평행하며, 상기 토크 마그네트(20)를 감싸는 방향으로 절곡 되어 형성된다. 따라서 축 방향에 대한 단면으로 살펴보면, 대략 "┏" 형상으로 마련된다. 상기 제 2 지지리브(120)는 별도 부재를 상기 요크에 결합하여 구성할 수도 있으나, 바람직하게는, 상기 요크(30)의 상단면에 일체로 형성하는 것이 좋다.
한편, 상기한 바와 같이 구성된 제 1 및 제 2 지지리브(110)(120)는 상기 토크 마그네트(20)의 원주방향 이탈을 방지하기 위한 걸림턱으로 작용할 수 있도록, 상기 입력축 홀더(10)와 요크(30)의 원주면을 따라 상기 토크 마그네트(20)의 상단 및 하단을 지지할 수 있는 요홈부를 형성하는 것이 바람직하다. 이 요홈부의 깊이는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 토크 마그네트(20)의 양단에 형성된 안착부의 크기에 따라 결정될 수 있다.
안착부(130)는 상기 토크 마그네트(20)의 양단부에 형성된 것으로, 상기 제 1 지지리브(110)가 안착되는 제 1 안착부(131)와 제 2 지지리브(120)가 안착되는 제 2 안착부(132)를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 안착부(131)(132)는 상기 토크 마그네트(20)의 양 끝단에 걸림부를 형성한다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 안착부(131)(132)의 두께는 상기 토크 마그네트(20)의 중심 부근의 두께보다 얇게 형성하여, 상기 토크 마그네트(20)의 중심축에 평행한 방향의 단면이 철(凸) 형상을 가지도록 구성할 수 있다.
물론, 상기 제 1 및 제 2 안착부(131)(132)를 따로 만들지 않고, 상기 토크 마그네트(20)의 양 끝단을 상기 제 1 및 제 2 지지리브(110)(120)로 지지하는 것도 가능하지만, 이 경우, 상기 제 1 및 제 2 지지리브(110)(120)가 상기 토크 마그네트(20)의 바깥쪽 면에 대하여, 원주 방향으로 돌출되어, 스테이터와 같은 다른 부품들과 간섭될 수 있다. 따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 지지리브(110)(120)가 돌출되지 않는 걸림턱이 될 수 있도록, 상기 제 1 및 제 2 안착부(131)(132)가 마련되어, 상기 제 1 및 제 2 안착부(131)(132)의 노출된 바깥쪽 부분이 상기 토크 마그네트(20)의 외주면과 나란하게 배치되는 것이 좋다.
이상에서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 토크 마그네트(20)의 바닥면은 상기 입력축 홀더(10)에 의해 지지되고, 상측면은 상기 요크(30)에 의해 지지되며, 원주방향은 상기 제 1 및 제 2 지지리브(110)(120)를 포함하는 이탈방지 유닛(100)으로 지지된다. 따라서 토크 마그네트(20)에 외부 충격이 가해지는 등의 문제가 발생하여, 토크 마그네트(20)의 크랙 또는 깨짐 현상이 발생하더라도, 완전히 파쇄되어 조각이 나지 않는 이상, 쪼개진 부분이 상측, 하측 또는 원주방향으로 이탈하여 망실되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 기존에는 원주방향으로 토크 마그네트(20)를 지지하는 구성이 존재하지 않았으나, 개선된 본 발명에 따르면, 제 1 및 제 2 지지리브(110)(120)에 의해 원주방향의 위치가 고정되므로, 보다 안정적인 토크 마그네트 장착구조를 제공할 수 있다.
이상과 같이 구성된 토크 마그네트 장착구조는 다양한 센서에 적용 가능한데, 일반적으로 많이 사용되는 토크센서, 토크 앵글 센서(TAS), 토크 인덱스 센서(TIS) 등, 회전축의 토크를 측정하기 위한 센서에는 모두 적용 가능하다.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
10; 입력축 홀더 20; 토크 마그네트
30; 요크 100; 이탈 방지유닛
110; 제 1 지지리브 120; 제 2 지지리브
130; 안착부 131; 제 1 안착부
132; 제 2 안착부
30; 요크 100; 이탈 방지유닛
110; 제 1 지지리브 120; 제 2 지지리브
130; 안착부 131; 제 1 안착부
132; 제 2 안착부
Claims (10)
- 입력축 홀더;
상기 입력축 홀더의 외주면에 배치되는 요크; 및
상기 요크의 외주면에 배치되는 마그네트를 포함하고,
상기 입력축 홀더는 제 1 몸체와, 상기 제 1 몸체에서 원주 방향으로 돌출 형성되는 제 1 연장부 및 상기 제 1 연장부에서 상측으로 절곡 형성되는 제 1 절곡부를 포함하는 제 1 지지리브를 포함하고,
상기 요크는 제 2 몸체와, 상기 제 2 몸체에서 원주 방향으로 돌출 형성되는 제 2 연장부 및 상기 제 2 연장부에서 하측으로 절곡 형성되는 제 2 절곡부를 포함하는 제 2 지지리브를 포함하고,
상기 마그네트는 상기 제 1 지지리브 및 상기 제 2 지지리브와 접촉하는 센싱 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 마그네트는,
상기 제 1 및 제 2 절곡부가 안착되는 제 1 및 제 2 안착부를 포함하는 센싱 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 마그네트는 제 1 외주면과, 제 2 외주면을 포함하고,
상기 제 2 외주면의 직경은 상기 제 1 외주면의 직경보다 크고,
상기 제 2 외주면은 상기 제 1 및 제 2 지지리브의 외측면과 동일한 직경을 갖는 센싱 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 마그네트의 내주면의 높이는 상기 제 2 외주면의 높이보다 크게 형성되는 센싱 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 마그네트의 단면은 철(凸) 형상으로 형성되는 센싱 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 외주면은 제 1 상부 외주면과, 제 1 하부 외주면을 포함하고,
상기 제 1 상부 외주면은 상기 제 2 지지리브와 접촉하고,
상기 제 1 하부 외주면은 상기 제 1 지지리브와 접촉하는 센싱 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 절곡부의 높이는 상기 제 2 절곡부의 높이보다 작게 형성되는 센싱 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 마그네트의 중심은 상기 요크의 중심보다 아래 배치되는 센싱 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 마그네트와 상기 요크 사이에 게재되는 접착제를 포함하는 센싱 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 연장부와 상기 제 2 연장부는 상기 마그네트와 축 방향으로 오버랩되고,
상기 마그네트의 일부는, 상기 제 1 지지리브 및 상기 제 2 지지리브와 상기 축 방향에 수직인 방향으로 오버랩되는 센싱 장치.
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