KR102534522B1 - Assembly for sensing and apparatus for steering - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 외주면에 제1 마그넷이 배치되는 로터; 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터; 회로기판; 상기 회로기판을 수용하는 제1 커버; 상기 회로기판에 배치되는 상기 제1 홀센서와 제2 홀센서; 상기 스테이터에 결합되는 마그넷 안착 부재; 상기 마그넷 안착 부재에 결합되는 제2 마그넷; 및 상기 제1 커버와 결합하는 금속 재질의 제2 커버를 포함하며, 상기 마그넷 안착 부재와 상기 제2 마그넷은 제1 커버와 제2 커버 사이에 배치되며, 상기 제2 커버는 관통홀이 형성된 상판과 상기 상판으로부터 회전축 방향으로 연장된 측판을 포함하고, 상기 측판은 상기 홀센서와 대응되는 위치에 형성되는 홈을 포함하는 센싱 조립체를 제공할 수 있다.The present invention, the rotor in which the first magnet is disposed on the outer peripheral surface; a stator disposed outside the rotor; circuit board; a first cover accommodating the circuit board; the first hall sensor and the second hall sensor disposed on the circuit board; a magnet mounting member coupled to the stator; a second magnet coupled to the magnet mounting member; and a second cover made of a metal material coupled to the first cover, wherein the magnet mounting member and the second magnet are disposed between the first cover and the second cover, and the second cover is a top plate having a through hole formed therein. and a side plate extending from the top plate in a rotational axis direction, wherein the side plate includes a groove formed at a position corresponding to the hall sensor.
Description
실시예는 센서 조립체 및 이를 포함하는 조향 장치에 관한 것이다.The embodiment relates to a sensor assembly and a steering device including the same.
파워 스티어링 시스템(Electronic Power System 이하, EPS라 한다.)은 운행조건에 따라 전자제어장치(Electronic Control Unit)에서 모터를 구동하여 선회 안정성을 보장하고 신속한 복원력을 제공함으로써, 운전자로 하여금 안전한 주행이 가능하도록 한다.The power steering system (Electronic Power System, hereinafter referred to as EPS) drives the motor from the Electronic Control Unit (EPS) according to driving conditions to ensure stability in turning and provide quick restoring force, enabling the driver to drive safely. let it do
EPS는 적절한 토크를 제공하기 위하여, 조향축의 토크, 조향각 등을 측정하는 센서 조립체를 포함한다. 센서 조립체는 조향축에 걸리는 토크를 측정하는 토크 센서와, 조향축의 각가속도를 측정하는 인덱스 센서가 마련될 수 있다. 조향축은 핸들에 연결되는 입력축과 바퀴측의 동력전달구성과 연결되는 출력축과, 입력축과 출력축을 연결하는 토션바를 포함할 수 있다. The EPS includes a sensor assembly that measures a torque of a steering shaft, a steering angle, and the like, in order to provide an appropriate torque. The sensor assembly may include a torque sensor for measuring torque applied to the steering shaft and an index sensor for measuring angular acceleration of the steering shaft. The steering shaft may include an input shaft connected to the steering wheel, an output shaft connected to the power transmission component on the wheel side, and a torsion bar connecting the input shaft and the output shaft.
토크 센서는 토션바의 비틀림 정도를 측정하여 조향축에 걸리는 토크를 측정한다. 그리고 인덱스 센서는 출력축의 회전을 감지하여, 조향축의 각가속도를 측정한다. 센서 조립체에서, 이러한 토크 센서와 인덱스 센서는 함께 배치되어 일체로 구성될 수 있다.The torque sensor measures the torque applied to the steering shaft by measuring the degree of torsion of the torsion bar. The index sensor detects the rotation of the output shaft and measures the angular acceleration of the steering shaft. In the sensor assembly, these torque sensors and index sensors may be disposed together and constituted integrally.
그러나, 이러한 센서 조립체는 토크 센서와 인덱스 센서 사이에서 자계간섭이 발생한다. 따라서, 자계간섭을 막기 위하여, 토크 센서와 인덱스 센서 사이에 자계 차폐를 위한 구조가 별도로 마련된다. 때문에 센서 조립체 전체의 두께를 줄이고자 하면, 자계 차폐용 플레이트과 마그넷이 가끼워지면서 자기 누설이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 자계 차폐 구성의 설치 공간으로 인하여 센서 조립체 전체의 두께를 줄이는데 있어서 한계가 있다. 결과적으로, 이러한 자계 차폐 구성은 센서 조립체 전체의 두께를 증가시키는 중요한 요인이 되는 문제점이 있다.However, in this sensor assembly, magnetic field interference occurs between the torque sensor and the index sensor. Therefore, in order to prevent magnetic field interference, a structure for shielding a magnetic field is separately provided between the torque sensor and the index sensor. Therefore, when trying to reduce the thickness of the entire sensor assembly, there is a problem in that magnetic leakage occurs while the magnetic shielding plate and the magnet are pinched. In addition, there is a limit in reducing the thickness of the entire sensor assembly due to the installation space of the magnetic field shielding configuration. As a result, this magnetic field shielding configuration has a problem of being an important factor in increasing the thickness of the entire sensor assembly.
이에, 자계간섭을 회피하면서도, 센서 조립체의 두께를 줄일 수 있는 센서 조립체 및 이를 포함하는 조향 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a sensor assembly capable of reducing the thickness of the sensor assembly while avoiding magnetic field interference, and a steering device including the same.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the embodiments are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned herein will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 목적을 달성하기 위한 실시예는, 외주면에 제1 마그넷이 배치되는 로터와, 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터와, 회로기판과, 상기 회로기판을 수용하는 제1 커버와, 상기 회로기판에 배치되는 상기 제1 홀센서와 제2 홀센서와, 상기 스테이터에 결합되는 마그넷 안착 부재와, 상기 마그넷 안착 부재에 결합되는 제2 마그넷 및 상기 제1 커버와 결합하는 금속 재질의 제2 커버를 포함하며, 상기 마그넷 안착 부재와 상기 제2 마그넷은 제1 커버와 제2 커버 사이에 배치되며, 상기 제2 커버는 관통홀이 형성된 상판과 상기 상판으로부터 회전축 방향으로 연장된 측판을 포함하고, 상기 측판은 상기 홀센서와 대응되는 위치에 형성되는 홈을 포함하는 센싱 조립체를 제공할 수 있다.An embodiment for achieving the above object is a rotor having a first magnet disposed on an outer circumferential surface, a stator disposed outside the rotor, a circuit board, a first cover accommodating the circuit board, and a circuit board The first hall sensor and the second hall sensor are disposed, a magnet mounting member coupled to the stator, a second magnet coupled to the magnet mounting member, and a second cover made of metal coupled to the first cover. The magnet mounting member and the second magnet are disposed between the first cover and the second cover, the second cover including a top plate having a through hole and a side plate extending in a rotational axis direction from the top plate, and the side plate may provide a sensing assembly including a groove formed at a position corresponding to the Hall sensor.
바람직하게는, 상기 제1 홀센서는 상기 스테이터의 자속을 감지하는, 상기 제2 홀센서는 상기 제2 마그넷의 자속을 감지할 수 있다.Preferably, the first Hall sensor senses the magnetic flux of the stator, and the second Hall sensor senses the magnetic flux of the second magnet.
바람직하게는, 상기 제1 커버는 제1-1 커버와 제1-2 커버를 포함하고, 상기 제1-1 커버는 상기 로터가 관통하는 제1 홀을 포함하고, 상기 제1-2 커버는 상기 스테이터가 관통하는 제2 홀을 포함하고, 상기 회로기판은 상기 제1-1 커버와 상기 제1-2 커버 사이에 배치될 수 있다.Preferably, the first cover includes a 1-1 cover and a 1-2 cover, the 1-1 cover includes a first hole through which the rotor passes, and the 1-2 cover A second hole through which the stator passes, and the circuit board may be disposed between the 1-1 cover and the 1-2 cover.
바람직하게는, 상기 기판은 상기 제1-1 커버를 향하는 제1 면과, 상기 제1-2 커버를 향하는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면에는 상기 제1 홀센서가 배치되고, 상기 제2 면에는 상기 제2 홀센서가 배치될 수 있다.Preferably, the substrate includes a first surface facing the 1-1 cover and a second surface facing the 1-2 cover, the first hall sensor is disposed on the first surface, The second hall sensor may be disposed on the second surface.
바람직하게는, 회전축의 축방향과 수직한 방향을 기준으로, 상기 측판은 상기 제2 마그넷과 상기 제2 홀센서 사이에 배치될 수 있다.Preferably, the side plate may be disposed between the second magnet and the second hall sensor based on a direction perpendicular to an axial direction of the rotation shaft.
바람직하게는, 상기 제1 커버는 외면에서 돌출되어 내부에 상기 제2 홀센서가 위치하는 홀센서하우징을 포함할 수 있다.Preferably, the first cover may include a hall sensor housing protruding from an outer surface and in which the second hall sensor is located.
바람직하게는, 상기 홀센서하우징은, 상기 제2 홀센서를 수용하는 슬롯이 마련되며, 상기 슬롯은 개방면을 갖을 수 있다.Preferably, the hall sensor housing is provided with a slot accommodating the second hall sensor, and the slot may have an open surface.
바람직하게는, 상기 슬롯은 상기 개방면에 입구에 돌출된 스토퍼를 포함할 수 있다.Preferably, the slot may include a stopper protruding from an inlet on the open surface.
바람직하게는, 상기 제1 커버는 외측면에 배치되며, 상기 스테이터가 관통하는 제1 홀의 둘레를 따라 오목하게 배치되어 상기 마그넷 안착 부재가 안착되는 수용부를 포함할 수 있다.Preferably, the first cover is disposed on an outer surface and is concavely disposed along a circumference of the first hole through which the stator passes, and may include an accommodating portion in which the magnet seating member is seated.
바람직하게는, 상기 마그넷 안착 부재는 상기 제2 커버를 향하는 제1 면과, 상기 제1 커버를 향하는 제2 면을 포함하고, 상기 제2 마그넷은 상기 제1 면에 배치될 수 있다.Preferably, the magnet seating member may include a first surface facing the second cover and a second surface facing the first cover, and the second magnet may be disposed on the first surface.
바람직하게는, 상기 마그넷 안착 부재는 회전축의 축방향과 수직한 방향으로 상기 스테이터에 결합하는 제1 결합부를 포함할 수 있다.Preferably, the magnet seating member may include a first coupling part coupled to the stator in a direction perpendicular to an axial direction of the rotation shaft.
바람직하게는, 상기 스테이터는 2개의 스테이터링과 2개의 상기 스테이터링을 고정하는 몰드부재를 포함하고, 상기 몰드부재는, 상기 제1 결합부와 결합하는 제2 결합하는 제2 결합부를 포함할 수 있다.Preferably, the stator may include two stator rings and a mold member fixing the two stator rings, and the mold member may include a second coupling portion coupled to a second coupling portion coupled to the first coupling portion. there is.
바람직하게는, 상기 제1 결합부는 상기 마그넷 안착 부재의 내주면에서 돌출된 적어도 하나의 돌기이며, 상기 제2 결합부는 상기 스테이터홀더의 외주면에 배치되어 상기 제1 결합부가 삽입되는 홈일 수 있다.Preferably, the first coupling part may be at least one protrusion protruding from an inner circumferential surface of the magnet seating member, and the second coupling part may be a groove disposed on an outer circumferential surface of the stator holder into which the first coupling part is inserted.
바람직하게는, 상기 제1 커버는 외면에서 돌출되어 내부에 상기 제2 홀센서가 위치하는 홀센서하우징을 포함하고, 상기 제2 커버의 상기 측판의 상기 홈과 상기 홀센서하우징은 회전축의 회전 방향을 기준으로 정렬될 수 있다.Preferably, the first cover includes a hall sensor housing protruding from an outer surface and in which the second hall sensor is located, and the groove of the side plate of the second cover and the hall sensor housing are connected in the direction of rotation of the rotation shaft. can be sorted based on
바람직하게는, 상기 제2 커버의 측판의 내경은 상기 마그넷 안착 부재의 외경보다 클 수 있다.Preferably, an inner diameter of the side plate of the second cover may be larger than an outer diameter of the magnet seating member.
바람직하게는, 상기 제2 커버는 상기 스테이터가 관통하는 홀을 포함할 수 있다.Preferably, the second cover may include a hole through which the stator passes.
바람직하게는, 상기 제2 커버는 제3 결합부를 포함하고, 상기 제1 커버는 상기 제3 결합부와 결합하는 제4 결합부를 포함할 수 있다.Preferably, the second cover may include a third coupling portion, and the first cover may include a fourth coupling portion coupled to the third coupling portion.
바람직하게는, 상기 제3 결합부는 상기 측판에서 돌출되어 체결홀을 포함하는 체결플랜지이고, 상기 제4 결합부는 상기 제1 커버에서 돌출되어 상기 체결홀에 삽입되는 체결돌기일 수 있다.Preferably, the third coupling portion may be a coupling flange protruding from the side plate and including a coupling hole, and the fourth coupling portion may be a coupling protrusion protruding from the first cover and inserted into the coupling hole.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예는, 조향축과, 상기 조향축에 결합하는 센싱 조립체를 포함하고, 상기 센싱 조립체는, 외주면에 제1 마그넷이 배치되는 로터와, 상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터와, 회로기판과, 상기 회로기판을 수용하는 제1 커버와, 상기 회로기판에 배치되는 상기 제1 홀센서와 제2 홀센서와, 상기 스테이터에 결합되는 마그넷 안착 부재와, 상기 마그넷 안착 부재에 결합되는 제2 마그넷 및 상기 제1 커버와 결합하는 금속 재질의 제2 커버를 포함하며, 상기 마그넷 안착 부재와 상기 제2 마그넷은 제1 커버와 제2 커버 사이에 배치되며, 상기 제2 커버는 관통홀이 형성된 상판과 상기 상판으로부터 회전축 방향으로 연장된 측판을 포함하고, 상기 측판은 상기 홀센서와 대응되는 위치에 형성되는 홈을 포함할 수 있다.Another embodiment for achieving the above object includes a steering shaft and a sensing assembly coupled to the steering shaft, wherein the sensing assembly includes a rotor having a first magnet disposed on an outer circumferential surface thereof, and disposed outside the rotor. A stator, a circuit board, a first cover accommodating the circuit board, the first Hall sensor and the second Hall sensor disposed on the circuit board, a magnet seating member coupled to the stator, and the magnet seating member It includes a second magnet coupled to and a second cover made of a metal material coupled to the first cover, the magnet seating member and the second magnet are disposed between the first cover and the second cover, and the second cover may include a top plate having a through hole and a side plate extending in a rotation axis direction from the top plate, and the side plate may include a groove formed at a position corresponding to the hall sensor.
실시예에 따르면, 금속 소재의 커버를 통해 자계간섭을 회피하여, 센서 조립체 전체의 두께를 줄일 수 있는 유리한 효과를 제공한다.According to the embodiment, by avoiding magnetic field interference through a cover made of metal, an advantageous effect of reducing the thickness of the entire sensor assembly is provided.
실시예에 따르면, 마그넷 안착 부재와 스테이터가 회전축의 축방향과 수직한 방향으로 결합함으로써, 센서 조립체의 두께를 더욱 줄일 수 있는 유리한 효과를 제공한다.According to the embodiment, by coupling the magnet mounting member and the stator in a direction perpendicular to the axial direction of the rotation shaft, an advantageous effect of further reducing the thickness of the sensor assembly is provided.
도 1은 실시예에 따른 센서 조립체를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 센서 조립체의 분해도,
도 3은 도 2에서 도시한 회로기판의 측면도,
도 4는 도 2에서 도시한 마그넷 안착 부재의 측면도,
도 5는 도 2에서 제1-2 커버를 도시한 도면,
도 6은 제1-2 커버의 홀센서하우징을 도시한 도면,
도 7은 제1-2 커버의 저면도,
도 8은 마그넷 안착 부재를 도시한 도면,
도 9는 스테이터의 몰드부재와 마그넷 안착 부재의 결합 상태를 도시한 도면,
도 10은 제2 커버를 도시한 도면,
도 11은 제2 커버에 포함된 마그넷 안착 부재를 도시한 도면,
도 12는, 제2 마그넷과 제2 홀센서 사이에 배치되는 측판을 도시한 도면,
도 13은 제2 커버로 인한 플럭스(flux)를 도시한 그래프,
도 14는 토크 출력 변화량을 비교한 표,
도 15는 토크 출력 변화량을 도시한 그래프이다.1 is a view showing a sensor assembly according to an embodiment;
2 is an exploded view of the sensor assembly shown in FIG. 1;
3 is a side view of the circuit board shown in FIG. 2;
4 is a side view of the magnet mounting member shown in FIG. 2;
5 is a view showing the 1-2 covers in FIG. 2;
6 is a view showing a hall sensor housing of a 1-2 cover;
7 is a bottom view of a 1-2 cover;
8 is a view showing a magnet mounting member;
9 is a view showing a coupled state of a stator mold member and a magnet seating member;
10 is a view showing a second cover;
11 is a view showing a magnet mounting member included in a second cover;
12 is a view showing a side plate disposed between a second magnet and a second hall sensor;
13 is a graph showing the flux due to the second cover;
14 is a table comparing the amount of change in torque output;
15 is a graph illustrating a torque output change amount.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. And the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to explain his/her invention in the best way. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention. And, in describing the present invention, detailed descriptions of related known technologies that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms including ordinal numbers such as second and first may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
도 1은 실시예에 따른 센서 조립체를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 센서 조립체의 분해도이다.1 is a view showing a sensor assembly according to an embodiment, and FIG. 2 is an exploded view of the sensor assembly shown in FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 센서 조립체(10)는, 로터(100)와, 스테이터(200)와, 회로기판(300)과, 제1 커버(400)와, 제1 홀센서(500)와, 제2 홀센서(600)와, 마그넷 안착 부재(700)와, 제2 마그넷(800)과, 제2 커버(900)를 포함할 수 있다. 1 and 2, the
로터(100)는 스테이터(200)의 내측에 배치된다. 로터(100)는 조향축의 입력축과 연결된다, 여기서, 입력축이란, 차향의 핸들과 연결된 조향축일 수 있다. 로터(100)는 원통형의 요크(110)와 요크(110)에 배치되는 제1 마그넷(120)을 포함할 수 있다. 요크(110)의 내측으로 입력축이 삽입된다. 그리고 요크(110)의 외측으로 제1 마그넷(120)이 배치될 수 있다. 제1 마그넷(120)에 요크(110)의 외주면에 접착 고정되거나 압입 고정될 수 있다.The
스테이터(200)는 로터(100)의 외측에 배치된다. 스테이터(200)는 스테이터링(210)과, 몰드부재(220)와, 홀더(230)를 포함할 수 있다. 스테이터링(210)은 마주보는 형태로 한 쌍이 떨어져 배치될 수 있다. 그리고, 2개의 스테이터링(210)은 몰드부재(220)의 상측 및 하측에 각각 고정될 수 있다. 홀더(230)는 몰드부재(220)에 결합된다. 홀더(230)는 조향축의 출력축과 연결될 수 있다. 여기서, 출력축이란, 바퀴측의 동력전달구성과 연결되는 조향축일 수 있다. 따라서, 스테이터(200)는 출력축과 연결되어 출력축과 함께 회전한다.The
한편, 스테이터(200)는 스테이터링(210)에 인접하게 배치되어, 스테이터(200)의 자화량을 수집하는 콜렉터가 구비될 수 있다. Meanwhile, the
도 3은 도 2에서 도시한 회로기판의 측면도이다.3 is a side view of the circuit board shown in FIG. 2;
회로기판(300)은, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 제1 홀센서(500)와 제2 홀센서(600)가 배치된다.As shown in FIGS. 2 and 3 , the
제1 커버(400)는 제1-1 커버(410)와 제1-2 커버(420)를 포함할 수 있다. 제1-1 커버(410)와 제1-2 커버(420)는 서로 마주보고 배치되며 내부에 스테이터(200)를 수용하는 공간이 마련될 수 있다. 제1-1 커버(410)와 제1-2 커버(420) 사이에는 회로기판(300)이 배치된다. 제1-1 커버(410)는 로터(100)가 관통하는 제1 홀(411)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1-2 커버(420)는 스테이터(200)가 관통하는 제2 홀(421)을 포함할 수 있다.The
도 3을 참조하면, 회로기판(300)은 제1-1 커버(410)를 향하는 제1 면(310)과, 제1-2 커버(420)를 향하는 제2 면(320)을 포함할 수 있다. 제1 면(310)에는 제1 홀센서(500)가 배치될 수 있다. 제2 면(320)에는 제2 홀센서(600)가 배치될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
제1 홀센서(500)는 로터(100)의 제1 마그넷(120)과 스테이터(200)의 전기적 상호 작용에 의해 발생하는 스테이터(200)의 자화량을 검출한다. 제1 홀센서(500)는 회로기판(300)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 홀센서(500)는 2개의 콜렉터 사이에 배치되어 스테이터링(210)과 제1 마그넷(120)간의 상호 작용에 의해 자화된 자화량을 검출한다.The
로터(100)와 스테이터(200)와 제1 홀센서(500)는 토크를 측정하는 구성이다. 입력축과 출력축의 회전량의 차이로 인하여 입력축과 출력축의 토션바에 비틀림이 발생한다, 비틀림이 발생하면, 로터(100)의 제1 마그넷(120)의 회전량과 스테이터(200)의 회전량이 달라지게 된다 따라서, 제1 마그넷(120)과 스테이터링(210)의 대향면이 달라짐으로써 자화량 변화가 발생한다. 제1 홀센서(500)는 이러한 자화량 변화를 검출하여, 조향축에 걸리는 토크를 측정할 수 있다.The
제2 홀센서(600)는 마그넷 안착 부재(700)에 배치된 제2 마그넷(800)에 인접할 때 마다 360° 주기로 검출신호를 출력하여, 출력축의 각가속도를 연산할 수 있다.The
마그넷 안착 부재(700)는 링 형상으로, 스테이터(200)가 관통하는 홀(710)이 마련된다. The
도 4는 도 2에서 도시한 마그넷 안착 부재의 측면도이다.4 is a side view of the magnet seating member shown in FIG. 2;
도 4를 참조하면, 마그넷 안착 부재(700)는 회전축의 축방향(C)을 기준으로, 제1 커버(400)를 향하는 제1 면(710)과, 제2 커버(900)를 향하는 제2 면(720)을 포함할 수 있다. 제2 마그넷(800)은 제2 커버(900)를 향하도록 제2 면(720)에 배치될 수 있다. 마그넷 안착 부재(700)는 스테이터(200)의 홀더(230)에 결합되어, 출력축이 회전하는 경우, 함께 회전한다.Referring to FIG. 4 , the
제2 마그넷(800)은 마그넷 안착 부재(700)에 배치된다. 제2 마그넷(800)은 마그넷 안착 부재(700)에 인서트 몰드(insert mold)되거나 접착 고정될 수 있다. 제2 마그넷(800)은 출력축이 회전하는 경우, 마그넷 안착 부재(700)와 함께 회전한다. 따라서, 제2 마그넷(800)은 출력축이 회전함에 따라 주기적으로 제2 홀센서(600)에 근접하고 멀어지는 상태를 반복한다.The
제2 커버(900)는 마그넷 안착 부재(700)를 덮는다. 제2 커버(900)는 제1 커버(400)에 결합한다. 제2 커버(900)는 금속 소재로 이루어 진다. 이는 제2 마그넷(800)에서 발생되는 플럭스(flux)를 제2 커버(900) 측으로 유도하기 위함이다. 제2 커버(900)에 의해, 제2 마그넷(800)에서 발생되는 플럭스는 제1 마그넷(120)으로 흐르는 것이 제한되기 때문에, 실시예에 따른 센서 조립체는 자계 간섭을 회피하기 위해 별도의 차폐판을 설치할 필요가 없다.The
도 5는 도 2에서 제1-2 커버를 도시한 도면이고, 도 6은 제1-2 커버의 홀센서하우징을 도시한 도면이고, 도 7은 제1-2 커버의 저면도이다.5 is a view showing the 1-2 cover in FIG. 2, FIG. 6 is a view showing the hall sensor housing of the 1-2 cover, and FIG. 7 is a bottom view of the 1-2 cover.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1-2 커버(420)는 홀센서하우징(422)과, 수용부(423)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 5 and 6 , the 1-
홀센서하우징(422)은 제1-2 커버(420)의 외면에서 돌출된다. 홀센서하우징(422)은 수용부(423)에 인접하여 배치된다. 홀센서하우징(422)의 내부에는 제2 홀센서(600)가 위치한다, 이러한 홀센서하우징(422)은 제2 홀센서(600)의 위치를 고정하는 역할을 한다. 홀센서하우징(422)은 내부에 제2 홀센서(600)를 수용하는 슬롯(422a)이 마련되며, 수용부(423)를 향하여 개방된 개방면을 갖는다. 또한, 홀센서하우징(422)의 개방면의 입구에는 제2 홀센서(600)가 개방면을 통해 이탈되지 않도록 제한하는 스토퍼(422b)가 돌출될 수 있다. 도 7에서 도시한 바와 같이, 제2 홀센서(600)는 제1-2 커버(420)의 저면에 배치된 입구(422c)를 통해 슬롯(422a)에 배치될 수 있다.The
수용부(423)는 제1-2 커버(420)의 외면에서 오목한 형태로, 제2 홀(421)주변에 배치될 수 있다. 수용부(423)는 마그넷 안착 부재(700)가 내부에 수용되는 곳이다. The
한편, 제1-2 커버(420)는 제4 결합부(424)를 포함할 수 있다. 제4 결합부(424)는 제2 커버(900)와 결합한다. 제4 결합부(424)는 수용부(423)를 둘레를 따라 복수 개가 배치될 수 있다. 이러한 제4 결합부(424)는 체결돌기일 수 있다. 그리고, 제1-2 커버(420)의 둘레에는 제1-1 커버(410)와 결합을 위한 체결부(425)가 마련될 수 있다.Meanwhile, the 1-
도 8은 마그넷 안착 부재를 도시한 도면이고, 도 9는 스테이터의 몰드부재와 마그넷 안착 부재의 결합 상태를 도시한 도면이다.8 is a view showing a magnet seating member, and FIG. 9 is a view showing a coupled state between a stator mold member and a magnet seating member.
도 8 및 도 9를 참조하면, 마그넷 안착 부재(700)는 내주면에서 돌출된 제1 결합부(720)을 포함할 수 있다. 마그넷 안착 부재(700)가 스테이터(200)의 몰드부재(220)에 결합될 때, 제1 결합부(720)는 회전축의 축방향과 수직한 방향으로 몰드부재(220)에 결합될 수 있다. 이때, 몰드부재(220)의 외주면에는 제1 결합부(720)와 결합하는 제2 결합부(221)가 배치될 수 있다. 제1 결합부(720)는 돌출된 복수 개의 돌기일 수 있으며, 제2 결합부(221)는 제1 결합부(720)가 삽입되는 복수 개의 홈일 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9 , the
마그넷 안착 부재(700)가 스테이터(200)의 몰드부재(220)에 결합할 때, 제1 결합부(720)와 제2 결합부(221)가 회전축의 축방향과 수직한 방향으로 결합하기 때문에, 센서 조립체 전체의 두께를 줄일 수 있다. 다시 말해서, 제1 결합부(720)와 제2 결합부(221)가 회전축의 축방향으로 결합하면, 회전축 방향으로 결합공간이 필요한데. 이러한 결합 공간은 센서 조립체 전체의 두께를 증가시키는 요인이다. 반면에, 실시예에 따른 센서 조립체의 마그넷 안착 부재(700)와 스테이터(200)의 몰드부재(220)는 회전축의 축방향과 수직한 방향으로 결합하는 구성을 갖기 때문에 회전축 방향으로 배치되는 결합공간을 배제할 수 있다. When the
도 10은 제2 커버를 도시한 도면이고, 도 11은 제2 커버에 포함된 마그넷 안착 부재를 도시한 도면이다.10 is a view showing a second cover, and FIG. 11 is a view showing a magnet mounting member included in the second cover.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제2 커버(900)는 상판(910)과 측판(920)을 포함할 수 있다. 상판(910)은 원판 형태이며, 중심에 스테이터(200)의 홀더(230)가 관통하는 관통홀(911)이 배치된다. 측판(920)은 상판(910)의 둘레를 따라 배치되며, 상판(910)에 하향하여 꺽여 배치된다. 제2 커버(900)가 제1 커버(400)에 결합할 때, 측판(920)은 상판(910)에서 회전축 방향으로 꺽여 연장되는 형태이다. 도 10에서 도시한 바와 같이, 측판(920)의 내경(R1)은 마그넷 안착 부재(700)의 외경(R2) 보다 적어도 크게 설계된다. 회전축 방향과 수직한 방향을 기준으로, 측판(920)이 마그넷 안착 부재(700)와 홀센서하우징(422)의 사이에 배치되기 위함이다. Referring to FIGS. 10 and 11 , the
한편, 측판(920)의 둘레에는 제3 결합부(922)가 배치될 수 있다. 제3 결합부(922)는 제1-2 커버(420)의 제4 결합부(424)와 결합하여, 제2 커버(900)와 제2 커버(400)를 결합시킨다. 제3 결합부(922)는 측판(920)에서 돌출되어 체결홀을 포함하는 체결플랜지일 수 있다. 이러한 제3 결합부(922)는 복수 개가 배치될 수 있다. 또한, 이러한, 복수 개의 제3 결합부(922)중 일부는 홈(921)에 인접하여 배치될 수 있다.Meanwhile, a
도 12는, 제2 마그넷과 제2 홀센서 사이에 배치되는 측판을 도시한 도면이다.12 is a diagram illustrating a side plate disposed between a second magnet and a second Hall sensor.
도 2 및 도 12를 참조하면, 측판(920)은 마그넷 안착 부재(700)와 홀센서하우징(422)의 사이에 배치된다. 따라서, 측판(920)은 마그넷 안착 부재(700)에 배치된 제2 마그넷(800)의 측면을 덮는다. 그리고 측판(920)은 홈(921)을 포함할 수 있다. 홈(921)은 측판(920)의 일부가 절개되어 형성된 것으로, 측판(920)의 내측과 외측을 연통시키는 구조이다. 이러한 홈(921)은 제2 홀센서(600)에 정렬된다. 구체적으로, 제2 커버(900)가 제1 커버(400)에 결합할 때, 홈(921)은 회전축의 회전방향으로 홀센서하우징(112)에 정렬된다. 이는 측판(920)이 제2 마그넷(800)의 측면을 덮어 제2 마그넷(800)과 제2 홀센서(600) 사이를 가리게 되는데, 홈(921)을 통해 제2 마그넷(800)과 제2 홀센서(600)을 마주보게 하기 위함이다.Referring to FIGS. 2 and 12 , the
출력축의 회전과 함께, 제2 마그넷(800)이 회전한다. 제2 마그넷(800)이 회전함에 따라 주기적으로, 제2 마그넷(800)은 제2 홀센서(600)에 근접하거나 멀어진다. 제2 홀센서(600)는 이를 통해 360° 주기마다 검출신호를 생성할 수 있다.Along with the rotation of the output shaft, the
도 13은 제2 커버로 인한 플럭스(flux)를 도시한 그래프이다.13 is a graph showing flux due to the second cover.
제1 마그넷(120)과 제2 마그넷(800) 사이에 차폐구조가 없는 상태에서, 도 12를 참조하면, 제2 마그넷(800)의 회전에 의해 발생하는 플럭스(flux)가 제2 커버(900)를 통해 유도됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 12 in a state where there is no shielding structure between the
도 14는 토크 출력 변화량을 비교한 표이며, 도 15는 토크 출력 변화량을 도시한 그래프이다.14 is a table comparing the torque output change amount, and FIG. 15 is a graph showing the torque output change amount.
도 14 및 도 15의 A는 차폐판이 설치된 센서 조립체이며, 도 14 및 도 15의 B는 차폐판이 없는 센서 조립체이고, 도 14 및 도 15의 C는 실시예에 따른 금속 소재의 제2 커버(900)가 설치된 센서 조립체이다.A of FIGS. 14 and 15 is a sensor assembly with a shielding plate installed, B of FIGS. 14 and 15 is a sensor assembly without a shielding plate, and C of FIGS. 14 and 15 is a metal second cover (900 ) is the installed sensor assembly.
도 14 및 도 15에서 도시한 바와 같이, 차폐판이 없는 센서 조립체(B)의 경우, 각도가 40°에서 160° 구간에서 토크 출력 변화량이 크게 감소함을 알 수 있다. 이는 자계간섭이 발생하기 때문이다.As shown in FIGS. 14 and 15 , in the case of the sensor assembly (B) without the shield plate, it can be seen that the torque output change is greatly reduced in the range of the angle from 40° to 160°. This is because magnetic field interference occurs.
반면에, 금속 소재의 제2 커버(900)가 설치된 “C”의 경우, 차폐판이 설치된 “A”의 경우와 유사하게 토크 출력 변화량이 검출됨을 확인할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 센서 조립체의 경우, 별도의 차폐판을 설치하지 않고서도, 자계간섭을 효과적으로 차폐하고 있음을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of “C” where the
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 센서 조립체 및 이를 포함하는 조향 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다. Above, a sensor assembly according to one preferred embodiment of the present invention and a steering device including the same were examined in detail with reference to the accompanying drawings.
전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.One embodiment of the present invention described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting, and the scope of the present invention will be indicated by the claims to be described later rather than the detailed description above. And it should be construed that all changes or transformable forms derived from the meaning and scope of the claims as well as their equivalent concepts are included in the scope of the present invention.
0: 센서 조립체
100: 로터
110: 요크
120: 제1 마그넷
200: 스테이터
210: 스테이터링
220: 몰드부재
221: 제2 결합부
230: 홀더
300: 회로기판
310: 제1 면
320: 제2 면
400: 제1 커버
410: 제1-1 커버
411: 제1 홀
420: 제1-2 커버
421: 제2 홀
422: 홀센서하우징
423: 수용부
424: 제4 결합부
425: 체결부
500: 제1 홀센서
600: 제2 홀센서
700: 마그넷 안착 부재
710: 홀
720: 제1 결합부
800: 제2 마그넷
900: 제2 커버
910: 상판
920: 측판
921: 홈
922: 제3 결합부0: sensor assembly
100: rotor
110: yoke
120: first magnet
200: stator
210: Statoring
220: mold member
221: second coupling part
230: holder
300: circuit board
310: first side
320: second side
400: first cover
410: 1-1 cover
411: first hole
420: first-second cover
421: second hole
422: hall sensor housing
423: receiving part
424: fourth coupling part
425: fastening part
500: first hall sensor
600: second hall sensor
700: magnet mounting member
710: hall
720: first coupling part
800: second magnet
900: second cover
910: top plate
920: side plate
921: home
922: third coupling part
Claims (19)
상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
회로기판;
상기 회로기판을 수용하는 제1 커버;
상기 회로기판에 배치되는 제1 홀센서와 제2 홀센서;
상기 스테이터에 결합되는 마그넷 안착 부재;
상기 마그넷 안착 부재에 결합되는 제2 마그넷; 및
상기 제1 커버와 결합하는 금속 재질의 제2 커버를 포함하며,
상기 마그넷 안착 부재와 상기 제2 마그넷은 제1 커버와 제2 커버 사이에 배치되며,
상기 제2 커버는 관통홀이 형성된 상판과 상기 상판으로부터 회전축 방향으로 연장된 측판을 포함하고,
상기 측판은 상기 홀센서와 대응되는 위치에 형성되는 홈을 포함하는 센싱 조립체.A rotor having a first magnet disposed on an outer circumferential surface of the rotor;
a stator disposed outside the rotor;
circuit board;
a first cover accommodating the circuit board;
a first hall sensor and a second hall sensor disposed on the circuit board;
a magnet mounting member coupled to the stator;
a second magnet coupled to the magnet mounting member; and
And a second cover made of a metal material coupled to the first cover,
The magnet seating member and the second magnet are disposed between a first cover and a second cover,
The second cover includes a top plate having a through hole and a side plate extending in a rotational axis direction from the top plate,
The side plate is a sensing assembly comprising a groove formed at a position corresponding to the hall sensor.
상기 제1 홀센서는 상기 스테이터의 자속을 감지하는, 상기 제2 홀센서는 상기 제2 마그넷의 자속을 감지하는 센싱 조립체.According to claim 1,
The first Hall sensor senses the magnetic flux of the stator, and the second Hall sensor senses the magnetic flux of the second magnet.
상기 제1 커버는 제1-1 커버와 제1-2 커버를 포함하고,
상기 제1-1 커버는 상기 로터가 관통하는 제1 홀을 포함하고,
상기 제1-2 커버는 상기 스테이터가 관통하는 제2 홀을 포함하고,
상기 회로기판은 상기 제1-1 커버와 상기 제1-2 커버 사이에 배치되는 센싱 조립체.According to claim 1,
The first cover includes a 1-1 cover and a 1-2 cover,
The 1-1 cover includes a first hole through which the rotor passes,
The 1-2 cover includes a second hole through which the stator passes,
The circuit board is a sensing assembly disposed between the 1-1 cover and the 1-2 cover.
상기 기판은 상기 제1-1 커버를 향하는 제1 면과, 상기 제1-2 커버를 향하는 제2 면을 포함하고,
상기 제1 면에는 상기 제1 홀센서가 배치되고, 상기 제2 면에는 상기 제2 홀센서가 배치되는 센싱 조립체.According to claim 3,
The substrate includes a first surface facing the 1-1 cover and a second surface facing the 1-2 cover,
The first Hall sensor is disposed on the first surface, and the second Hall sensor is disposed on the second surface.
회전축의 축방향과 수직한 방향을 기준으로, 상기 측판은 상기 제2 마그넷과 상기 제2 홀센서 사이에 배치되는 센싱 조립체.According to claim 1,
Based on a direction perpendicular to the axial direction of the rotation shaft, the side plate is disposed between the second magnet and the second Hall sensor.
상기 제1 커버는 외면에서 돌출되어 내부에 상기 제2 홀센서가 위치하는 홀센서하우징을 포함하는 센싱 조립체.According to claim 1.
The first cover protrudes from an outer surface and includes a hall sensor housing in which the second hall sensor is located.
상기 홀센서하우징은,
상기 제2 홀센서를 수용하는 슬롯이 마련되며, 상기 슬롯은 개방면을 갖는 센싱 조립체.According to claim 6,
The hall sensor housing,
A sensing assembly comprising a slot accommodating the second hall sensor, wherein the slot has an open surface.
상기 슬롯은 상기 개방면에 입구에 돌출된 스토퍼를 포함하는 센싱 조립체.According to claim 7,
The slot includes a stopper protruding from an inlet on the open surface.
상기 제1 커버는 외측면에 배치되며, 상기 스테이터가 관통하는 제1 홀의 둘레를 따라 오목하게 배치되어 상기 마그넷 안착 부재가 안착되는 수용부를 포함하는 센싱 조립체.According to claim 1,
The first cover is disposed on an outer surface and is concavely disposed along a circumference of the first hole through which the stator passes, and includes a receiving portion in which the magnet seating member is seated.
상기 마그넷 안착 부재는 상기 제2 커버를 향하는 제1 면과, 상기 제1 커버를 향하는 제2 면을 포함하고,
상기 제2 마그넷은 상기 제1 면에 배치되는 센싱 조립체. According to claim 1,
The magnet seating member includes a first surface facing the second cover and a second surface facing the first cover,
The second magnet is disposed on the first surface of the sensing assembly.
상기 마그넷 안착 부재는 회전축의 축방향과 수직한 방향으로 상기 스테이터에 결합하는 제1 결합부를 포함하는 센싱 조립체.According to claim 1,
The magnet mounting member includes a first coupling portion coupled to the stator in a direction perpendicular to an axial direction of a rotation shaft.
상기 스테이터는 2개의 스테이터링과 2개의 상기 스테이터링을 고정하는 몰드부재를 포함하고,
상기 몰드부재는, 상기 제1 결합부와 결합하는 제2 결합하는 제2 결합부를 포함하는 센싱 조립체.According to claim 11,
The stator includes two stator rings and a mold member fixing the two stator rings,
wherein the mold member includes a second coupling portion coupled to the first coupling portion and coupled to a second coupling portion.
상기 제1 결합부는 상기 마그넷 안착 부재의 내주면에서 돌출된 적어도 하나의 돌기이며,
상기 제2 결합부는 스테이터홀더의 외주면에 배치되어 상기 제1 결합부가 삽입되는 홈인 센싱 조립체.According to claim 12,
The first coupling part is at least one protrusion protruding from the inner circumferential surface of the magnet seating member,
The second coupling portion is disposed on an outer circumferential surface of the stator holder and is a groove into which the first coupling portion is inserted.
상기 제1 커버는 외면에서 돌출되어 내부에 상기 제2 홀센서가 위치하는 홀센서하우징을 포함하고,
상기 제2 커버의 상기 측판의 상기 홈과 상기 홀센서하우징은 회전축의 회전 방향을 기준으로 정렬되는 센싱 조립체.According to claim 1,
The first cover includes a hall sensor housing protruding from an outer surface and in which the second hall sensor is located,
The sensing assembly of claim 1 , wherein the groove of the side plate of the second cover and the hall sensor housing are aligned based on a rotation direction of a rotation shaft.
상기 제2 커버의 측판의 내경은 상기 마그넷 안착 부재의 외경보다 큰 센싱 조립체.According to claim 1,
An inner diameter of the side plate of the second cover is larger than an outer diameter of the magnet mounting member.
상기 제2 커버는 상기 스테이터가 관통하는 홀을 포함하는 센싱 조립체.According to claim 1,
The second cover includes a hole through which the stator passes.
상기 제2 커버는 제3 결합부를 포함하고,
상기 제1 커버는 상기 제3 결합부와 결합하는 제4 결합부를 포함하는 센싱 조립체.According to claim 1,
The second cover includes a third coupling part,
The sensing assembly of claim 1 , wherein the first cover includes a fourth coupling portion coupled to the third coupling portion.
상기 제3 결합부는 상기 측판에서 돌출되어 체결홀을 포함하는 체결플랜지이고,
상기 제4 결합부는 상기 제1 커버에서 돌출되어 상기 체결홀에 삽입되는 체결돌기인 센싱 조립체.According to claim 17,
The third coupling portion is a fastening flange protruding from the side plate and including a fastening hole,
The fourth coupling part is a fastening protrusion that protrudes from the first cover and is inserted into the fastening hole.
상기 조향축에 결합하는 센싱 조립체를 포함하고,
상기 센싱 조립체는,
외주면에 제1 마그넷이 배치되는 로터;
상기 로터의 외측에 배치되는 스테이터;
회로기판;
상기 회로기판을 수용하는 제1 커버;
상기 회로기판에 배치되는 제1 홀센서와 제2 홀센서;
상기 스테이터에 결합되는 마그넷 안착 부재;
상기 마그넷 안착 부재에 결합되는 제2 마그넷; 및
상기 제1 커버와 결합하는 금속 재질의 제2 커버를 포함하며,
상기 마그넷 안착 부재와 상기 제2 마그넷은 제1 커버와 제2 커버 사이에 배치되며,
상기 제2 커버는 관통홀이 형성된 상판과 상기 상판으로부터 회전축 방향으로 연장된 측판을 포함하고,
상기 측판은 상기 홀센서와 대응되는 위치에 형성되는 홈을 포함하는 조향 장치.steering shaft;
A sensing assembly coupled to the steering shaft;
The sensing assembly,
A rotor having a first magnet disposed on an outer circumferential surface of the rotor;
a stator disposed outside the rotor;
circuit board;
a first cover accommodating the circuit board;
a first hall sensor and a second hall sensor disposed on the circuit board;
a magnet mounting member coupled to the stator;
a second magnet coupled to the magnet mounting member; and
And a second cover made of a metal material coupled to the first cover,
The magnet seating member and the second magnet are disposed between a first cover and a second cover,
The second cover includes a top plate having a through hole and a side plate extending in a rotational axis direction from the top plate,
The side plate includes a groove formed at a position corresponding to the hall sensor.
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