KR200464045Y1 - 토크 측정장치 - Google Patents

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Abstract

토크 측정장치가 개시된다. 상기 토크 측정장치는 컬렉터의 벤딩부가 몸체의 반경방향이 아닌 원주방향으로 형성되어 벤딩되므로, 컬렉터를 제조하기 위한 모재의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 원가가 절감된다. 또한, 컬렉터를 제조하는 공정에 단 1번의 벤딩 공정이 필요하므로, 공정이 간편하다. 따라서, 더욱 원가가 절감된다.

Description

토크 측정장치 {APPARATUS FOR DETECTING TORQUE}
도 1a 내지 도 1c는 종래의 토크 측정장치의 컬렉터를 제조하는 공정을 보인 도.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 토크 측정장치의 사시도.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 컬렉터를 제조하는 공정을 보인 도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 케이스 125 : 스테이터
135 : 마그네트 140 : 센서
150 : 컬렉터 160 : 지지부재
본 고안은 토크 측정장치에 관한 것이다.
차량용 파워 스티어링 시스템은 조향 바퀴인 전륜에 걸리는 마찰저항이 커서 조향 핸들을 조향하기 위한 조작력이 클 때, 조향 핸들을 원활하게 조작할 수 있도록 보조 조작력을 제공하는 시스템이다. 조향 핸들의 조향을 보조하는 보조 조작력은 조향 핸들을 조향할 때 토션바에 걸리는 토크를 측정하여 그 크기를 결정한다.
조향 핸들의 토크를 측정하는 장치로는 부품 수가 적고 가격이 저렴한 자기장(Magnetic Field) 방식이 많이 사용되고 있다. 그리고, 자기장 방식의 토크 측정장치에는 마그네트와 스테이터 사이에 발생된 자기장을 집중하는 컬렉터(Collector)가 사용되는데, 종래의 컬렉터를 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명한다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 토크 측정장치의 컬렉터를 제조하는 공정을 보인 도이다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 컬렉터(20)는 호형상의 몸체(21), 몸체(21)의 외주면에서 반경방향으로 연장된 연장부(23), 연장부(23)의 단부에서 수직으로 벤딩 형성된 제 1 벤딩부(25) 및 제 1 벤딩부(25)의 단부에서 수직으로 벤딩 형성된 제 2 벤딩부(27)를 가진다.
컬렉터(20)를 제조하는 공정을 설명하면, 도 1a에 도시된 바와 같이, 판형상의 모재(母材)(10)에 컬렉터(20a)를 도안한다. 이때, 연장부(23a)와 제 1 벤딩부(25a) 및 제 2 벤딩부(27a)는 몸체(21a)의 외주면에서 반경방향으로 직선으로 도안된다.
그 후, 컬렉터(20a)의 외형을 따라 모재(10)를 절단하면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 몸체(21b)와 몸체(21b)의 외주면에서 연장되어 직선을 이루는 연장부(23b)와 제 1 벤딩부(25b) 및 제 2 벤딩부(27b)를 가지는 컬렉터(20b)가 제조된다. 이후, 적절하게 제 1 및 제 2 벤딩부(25b,27b)를 벤딩하면, 도 1c에 도시된 컬렉터(20)가 형성된다.
상기와 같은 종래의 토크 측정장치의 컬렉터(20)는 연장부(23), 제 1 및 제 2 벤딩부(25,27)가 몸체(21)의 외주면에서 반경방향으로 형성된 후, 벤딩된다. 그러므로, 제 1 벤딩부(25)와 제 2 벤딩부(25,27)의 길이 만큼 모재(10)가 많이 소요되어 원가가 상승하는 단점이 있다.
또한, 컬렉터(20)를 제조하기 위하여 2번의 벤딩 공정을 수행하므로, 공정이 복잡하여 더욱 원가가 상승하는 단점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 원가를 절감할 수 있는 토크 측정장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 토크 측정장치는, 케이스; 상기 케이스의 내부에 설치되고, 입력축에 결합되어 상기 입력축과 동일하게 회전하는 링형상의 마그네트; 상기 마그네트를 감싸는 형태로 상기 케이스의 내부에 설치되며, 토션바를 매체로 상기 입력축과 연결된 출력축에 결합되어 상기 출력축과 동일하게 회전하는 링형상의 스테이터; 상기 케이스의 일면 및 타면에 대향되게 각각 설치된 호형상의 몸체, 상기 각 몸체의 외주면에서 반경방향으로 각각 연장된 연장부 및 상기 몸체의 반경방향과 평행하는 상기 연장부의 측면에서 각각 벤딩 형성된 벤딩부를 각각 가지면서 상기 마그네트와 상기 스테이터 사이에 형성되는 자기장을 집중하는 한쌍의 컬렉터(Collector); 상기 컬렉터에 집중된 자기장을 감지하는 센서를 포함하며, 상기 스테이터와 대향하는 상기 케이스의 일면 및 타면에는 상가 컬렉터의 몸체가 각각 안치되는 안치홈이 각각 형성되고, 상기 케이스의 일면 및 타면에는 상기 컬렉터의 몸체를 각각 덮는 형태로 지부재가 결합된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예에 따른 토크 측정장치가 차량의 파워 스티어링 시스템에 채택되어 사용되는 것을 예로 들어 설명한다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 토크 측정장치의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 프레임(111)과 프레임(111)의 일면 및 타면에 각각 결합된 제 1 및 제 2 커버(113,115)를 가지면서 내부에 소정 공간이 형성된 케이스(110)가 마련된다. 제 1 및 제 2 커버(113,115)가 케이스(110)이 일면 및 타면을 이루는데, 제 1 및 제 2 커버(113,115)에는 상호 대향되게 관통공(113a,115a)이 각각 형성된다.
이하, 케이스(110) 및 다른 구성요소들의 방향 및 면을 지칭함에 있어서, 프레임(111)을 기준으로 상대적으로 상측에 위치된 제 1 커버(113)측을 향하는 면 및 방향을 "상면 및 상측", 하측에 위치된 제 2 커버(115)측을 향하는 면 및 방향을 "하면 및 하측"이라 한다.
케이스(110)의 내부에는 링형상의 스테이터홀더(120)의 내주면에 결합된 링형상의 스테이터(125)가 설치되고, 스테이터(125)의 내부에는 링형상의 마그네트홀더(130)의 외주면에 결합된 링형상의 마그네트(135)가 회전가능하게 설치된다. 이때, 마그네트홀더(130)와 마그네트(135) 사이에는 요크(138)가 개재될 수도 있다.
스테이터(125)는 한 쌍으로 마련되어 스테이터홀더(120)의 상측 및 하측에서 각각 결합되는데, 각 스테이터(125)의 치(125a)는 스테이터홀더(120)의 내주면에서 상호 맞물리는 형태로 배치된다. 그리고, 스테이터홀더(120)의 하단부측은 제 2 커버(115)의 관통공(115a)을 관통한 출력축(미도시)과 연결되고, 상기 출력축은 조향 바퀴인 차량의 전륜측와 연결된다.
마그네트(135)는 외주면이 스테이터(125)의 치(125a)와 소정 간격을 가지면서 대향하며, 마그네트홀더(130)의 내주면에는 제 1 커버(113)의 관통공(113a)을 관통한 조향축인 입력축(미도시)이 연결된다.
상기 입력축에는 조향 핸들이 연결되고, 상기 입력축과 상기 출력축은 토션바(미도시)를 매체로 연결된다.
상기 조향 핸들을 회전시키면 상기 입력축이 회전되고, 상기 입력축과 동일하게 마그네트홀더(130) 및 마그네트(135)도 회전한다. 그리고, 상기 출력축은 상기 토션바를 통하여 상기 입력축의 회전력을 전달받아 회전하고, 상기 출력축과 동일하게 스테이터홀더(120) 및 스테이터(125)도 회전한다.
그런데, 상기 출력축은 도로와 접촉된 전륜과 연결되어 있으므로, 도로와 전륜과의 마찰저항에 의하여 상기 토션바에는 토크가 발생한다. 상기 토션바의 토크에 의하여 마그네트(135)와 스테이터(125)의 회전각도는 상이하게 되고, 마그네트(135)의 회전각도와 스테이터(125)의 회전각도 차이에 따라 마그네트(135)와 스테이터(125) 사이에 발생되는 자기장이 다르게 된다.
회전각도에 따른 마그네트(135)와 스테이터(125) 사이에서 발생되는 자기장을 측정하여 토크를 측정하는데, 케이스(110)의 내부에는 마그네트(135)와 스테이터(125) 사이에 발생된 자기장을 감지하는 센서(140)가 설치된다.
그리고, 마그네트(135)와 스테이터(125) 사이에 발생된 자기장을 센서(140)가 정확하게 감지하도록 하기 위하여, 마그네트(135)와 스테이터(125) 사이에 발생 된 자기장을 집중하는 금속제의 한쌍의 컬렉터(150)가 대향되게 케이스(110)에 결합된다.
상세히 설명하면, 스테이터(125)의 상면 및 하면과 각각 대향하는 케이스(110)의 상면 및 타면 부위, 즉 제 1 및 제 2 커버(113,115)의 부위 일측에는 상호 대향되게 안치홈(113a,113b)이 각각 형성된다.
컬렉터(150)는 스테이터(125)의 곡률과 대응되는 곡률의 호형상으로 형성되며 제 1 및 제 2 커버(113,115)의 안치홈(113a,113b)에 각각 안치되는 몸체(151), 몸체(151)의 외주면에서 반경방향으로 연장 형성된 연장부(153), 몸체(151)의 반경방향과 평행하는 연장부(153)의 일측면에서 벤딩 형성되어 스테이트(125)의 외주면과 평행하는 벤딩부(155)를 가진다.
이때, 제 1 커버(113)의 안치홈(113a)에 컬렉터(150)를 결합하고, 제 2 커버(115)의 안치홈(115a)에 컬렉터를 결합한 후, 제 1 커버(113)와 제 2 커버(115)를 프레임(111)에 결합하면, 제 1 커버(113)에 결합된 컬렉터(150)의 벤딩부(155)와 제 2 커버(115)에 결합된 컬렉터(150)의 벤딩부(155)는 상호 소정 간격을 가지면서 대향한다.
그리고, 센서(140)는 제 1 커버(113)에 결합된 컬렉터(150)의 벤딩부(155)와 제 2 커버(115)에 결합된 컬렉터(150)의 벤딩부(155) 사이에 위치되어 자기장을 감지한다.
본 실시예에 따른 컬렉터(150)를 제조하는 공정을 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한다. 도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 컬렉터를 제조하는 공정을 보인 도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 판형상의 모재(母材)(50)에 컬렉터(150a)를 도안한다. 이때, 연장부(153a)는 몸체(151a)의 반경방향을 향하고, 벤딩부(155a)는 대략 몸체(151a)의 원주방향을 향한다.
그후, 컬렉터(150a)의 외형을 따라 모재(50)를 절단하면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 컬렉터(150b)가 제조된다. 이후, 적절하게 벤딩부(155b)를 벤딩하면, 도 3c에 도시된 바와 같이, 컬렉터(150)가 완성된다.
본 실시예에 따른 컬렉터(150)는 벤딩부(155)가 연장부(153)의 단면(端面)이 아닌 측면에서 벤딩 형성된다. 이로인해, 도 3a에 도시된 바와 같이, 연장부(153a)의 측면측 모재(50)의 부위를 사장시키지 않고 활용할 수 있으므로, 원가가 절감된다. 또한, 1번의 벤딩 공정만 수행하면 되므로, 더욱 원가가 절감된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 토크 측정장치는 컬렉터의 벤딩부가 몸체의 반경방향이 아닌 원주방향으로 형성되어 벤딩되므로, 컬렉터를 제조하기 위한 모재의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 원가가 절감된다.
또한, 컬렉터를 제조하는 공정에 단 1번의 벤딩 공정이 필요하므로, 공정이 간편하다. 따라서, 더욱 원가가 절감된다.
이상에서는, 본 고안의 일 실시예에 따라 본 고안을 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 고안에 속함은 당연하다.

Claims (2)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 내부에 설치되고, 입력축에 결합되어 상기 입력축과 동일하게 회전하는 링형상의 마그네트;
    상기 마그네트를 감싸는 형태로 상기 케이스의 내부에 설치되며, 토션바를 매체로 상기 입력축과 연결된 출력축에 결합되어 상기 출력축과 동일하게 회전하는 링형상의 스테이터;
    상기 케이스의 일면 및 타면에 대향되게 각각 설치된 호형상의 몸체, 상기 각 몸체의 외주면에서 반경방향으로 각각 연장된 연장부 및 상기 몸체의 반경방향과 평행하는 상기 연장부의 측면에서 각각 벤딩 형성된 벤딩부를 각각 가지면서 상기 마그네트와 상기 스테이터 사이에 형성되는 자기장을 집중하는 한쌍의 컬렉터(Collector);
    상기 컬렉터에 집중된 자기장을 감지하는 센서를 포함하며,
    상기 스테이터와 대향하는 상기 케이스의 일면 및 타면에는 상가 컬렉터의 몸체가 각각 안치되는 안치홈이 각각 형성되고,
    상기 케이스의 일면 및 타면에는 상기 컬렉터의 몸체를 각각 덮는 형태로 지지부재가 결합된 토크 측정장치.
  2. 삭제
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