説明

アングルセンサー

【課題】本発明は、回転軸によって回転するメインギアの偏心を補償できる構造を持つことによって、ギアの摩耗及び歯強度の低下を防止することができて、作動信頼性及び耐久性を向上させられるアングルセンサーを提供する。
【解決手段】本発明は、回転軸が貫通し内部に空間を形成するハウジング、前記ハウジングの内部に配置され中心部で前記回転軸と結合して共に回転する結合部材、前記結合部材の外周面に結合して結合部材と共に回転するリング状のメインギア、前記メインギアに歯合されるサブギア、前記メインギアの内周面から内周方向に突出した内突起及び前記結合部材に形成されて前記結合部材の回転力を前記メインギアに伝達するように前記内突起が挿入されるスリットを含むアングルセンサーを提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アングルセンサーに関し、より具体的には、回転軸によって回転するメインギアの偏心を補償できる構造を持つことにより、ギアの摩耗及び歯強度の低下を防止することができ、作動信頼性及び耐久性を向上させられるアングルセンサーに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に自動車の操向(ステアリング)の安全性を保障するための装置として、別途の動力で補助する操向装置が用いられる。既存にはこのような補助操向装置に油圧を利用した装置で用いられたが、最近では動力の損失が少なく正確性が優秀な電動式操向装置(Electronic Power Steering System)が用いられる。前記のような電動式操向装置(EPS)は、車速センサー、アングルセンサー及びトルクセンサー等で感知した運行条件により電子制御装置(Electronic Control Unit)でモーターを駆動して、旋回安全性を保障して迅速な復原力を提供することによって、ドライバーにとって安全な走行が可能になるようにする。
【0003】
アングルセンサー(Angle Sensor)は、操向軸の回転角に比例する電気信号を出力する装置で、最近では操向トルクを測定するトルクセンサー(Torque Sensor)と結合され、組み立て(assembly)られて形成される場合が多い。
【0004】
図1は、このようなアングルセンサーの例を示した平面図である。
アングルセンサーの場合、ドライバーの操向ホイールの回転に従って、操向軸に付いたメインギア20が連動して、回転しながら回転角度の差が生じるようになり、この時メインギア20にギアを介して連結したサブギア21、22に付いたマグネット(magnet)31、32の磁気場と回転方向を磁気素子が認識して、信号を電子制御装置に移送するようになる。
【0005】
前記メインギア20とサブギア21、22は、ハウジング10内部に結合して、メインギア20は前記ハウジング10の回転軸が貫く部位に結合部材に射出物として一体に形成され、結合部材にボンディングされる方式で共に結合する。
【0006】
しかし、このような構造で結合する場合、ハウジングや結合部材に振動が伝えられる場合、メインギアの振動につながるようになり、回転軸を中心に偏心が発生する場合、ギアの間の摩耗及び強度低下につながることがあった。このような振動及び偏心の問題は、アングルセンサー全体の機能低下または破損の問題を引き起こすことがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明は、前記問題点を解消するために案出されたもので、アングルセンサーのメインギアが固定結合される構造を改善して、振動及び偏心が発生しても正確な回転の伝達が可能であり、耐久性を保障できる構造を持つアングルセンサーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係るアングルセンサーは、回転軸が貫通し、内部に空間を形成するハウジング、前記ハウジング内部に配置され中心部で前記回転軸と結合して共に回転する結合部材、前記結合部材の外周面に結合して結合部材と共に回転するリング状のメインギア、前記メインギアに歯合(Tooth Meshing)されるサブギア、前記メインギアの内周面で内周方向に突出した内突起及び前記結合部材に形成されて前記結合部材の回転力を前記メインギアに伝達するように前記内突起が挿入されるスリットを含むアングルセンサーを提供する。従って、内突起によって、結合部材の回転力がメインギアに正確に伝えられながらも、圧入され射出される方式で結合する方式に比べて、結合部材の望ましくない遊動に対して補償が可能なメリットがある。
【0009】
また、本発明に係るアングルセンサーは、前記メインギアと前記結合部材の中心軸が互いに偏心できるように前記メインギアの内周面と前記結合部材の外周面は離隔されて配置されるアングルセンサーを提供する。従って、微細な裕隔によってメインギアの偏心補償が可能となり、ギアの耐久性を向上させられる。
【0010】
また、本発明に係るアングルセンサーは、前記内突起の側壁と前記スリットの内壁は離隔されて配置されるアングルセンサーを提供する。従って、偏心補償がスムーズに行われるメリットがある。
【0011】
また、本発明に係るアングルセンサーは、前記スリットは軸方向に長く形成され、前記メインギアは前記結合部材の上側から下側に摺動されて結合されるアングルセンサーを提供する。従って、結合過程が容易で、組み立て過程で破損及び結合不良を最小化できるメリットがある。
【0012】
また、本発明に係るアングルセンサーは、前記内突起は、2個以上が前記メインギアの内周面から円周方向に等間隔で配置されるアングルセンサーを提供する。従って、回転力の正確な伝達が可能である。
【0013】
前述した内容のように構成された本発明に係るアングルセンサーは、回転軸によって回転するメインギアの偏心補償のため、メインギアと回転軸との間に結合部材を介在して、結合部材とメインギアの回転力伝達は、内突起とスリットを通して行われるようにする一方、結合部材とメインギアが互いに中心軸が偏心できるように離隔されて配置されることによって、ギアの摩耗及び歯強度の低下を防止することができ、作動信頼性及び耐久性を向上させられる効果がある。
【0014】
また、結合過程において圧入及び射出する方式で結合する方式に対して、部材の疲労度が最小化され組み立て不良を防止することができ、生産性向上につなげる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】従来技術に係るアングルセンサーを示した平面図である。
【図2】本発明の望ましい実施形態に係るアングルセンサーのメインギア結合部位を示した平面図である。
【図3】本発明の望ましい実施形態に係るアングルセンサーのメインギア結合部位を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態に係るアングルセンサーを詳細に説明する。
【0017】
図2は、本発明の望ましい実施形態に係るアングルセンサーのメインギア結合部位を示した平面図で、図3は本発明の望ましい実施形態に係るアングルセンサーのメインギア結合部位を示した斜視図である。
【0018】
アングルセンサーは、所定ハウジング内部にメインギアとサブギアを備えられ、ギアに連結した磁性体、磁気変化を感知するホール素子(Hall IC)及び印刷回路基板(PCB)を含む形態で形成される。
【0019】
前記ハウジングは、ステアリングホイールの回転軸上に取り付けられるものであって、回転軸の回転に障害を発生させないと同時に回転有無に関係なく固定されるように配置される。
【0020】
メインギア110は、リング状の外周面上に複数の歯が備わったもので、中心部が回転軸と連結して、ステアリングホイールの回転により共に回転するようになる。
【0021】
本発明の望ましい実施形態では、ステアリングホイールのアングルセンサーを例として説明されるが、本発明の概念によるアングルセンサーは、多様な回転軸または回転する部材のアングルを測定する装置として用いられることに対し留意しなければならない。
【0022】
前記メインギア110に歯合される第1サブギア(図1の21)は、メインギア110の回転、即ち回転軸の回転によって回転し、回転する比はメインギア110と第1サブギアとの間の歯の数に反比例して決まる。
【0023】
第2サブギア(図1の22)は第1サブギアに歯合され第1サブギアの回転によって回転しながら、サブギアにはマグネット31、32が備わり、回転によって磁場の変化を起こす。
【0024】
前記磁場の変化は、ハウジング内部に受容されるホール素子によって感知され、回転角度や回転角速度を検出する変化の要素として用いられる。
但し、アングルセンサーの性能及びアングル信号処理のアルゴリズムを考慮し、前記第1サブギア及び第2サブギアは省略されてもよく、第2サブギアがメインギア110に歯合されてもよく、場合によって3個以上のサブギアが配置されてもよいことは言うまでもない。
【0025】
メインギア110と回転軸との間には結合部材100が介在する。
【0026】
本発明の概念により、結合部材100とメインギア110は、機械的に共に回転するものの、互いの結合部位に裕隔を存在させるように結合する。
【0027】
より一層具体的には、結合部材100は略円柱状の部材として下側がハウジングに結合し、上側外周面にメインギア110と結合する。
【0028】
結合部材100の中心部は、中空状で形成されて、回転軸と結合するように回転軸挿入口120が形成されるが、共に回転するため回転軸の中心と結合部材100の中心軸は一致することが望ましい。
【0029】
前記回転軸と結合部材の中心軸が偏心したり振動が生じる場合のギアの歯の摩耗や強度低下の問題が生じることは、前述したとおりである。
【0030】
メインギア110の内周面と前記メインギア110と結合する部位の結合部材100の外周面との間には、微細な裕隔が存在する。従って、結合部材100自体が振動したり偏心しても、メインギア110はサブギアとの歯合状態を正しく維持することができ、これは作動信頼性及び耐久性の向上に繋がるメリットがある。
【0031】
前記結合部材100とメインギア110との間の回転方向の結合力を維持するために、メインギア110の内周面で内周方向に突出した内突起111が形成される。
【0032】
結合部材100でメインギア110の内突起111に対応される部位には、溝状のスリット101が形成されるが、前記内突起111は前記スリット101に係止することによって、結合部材100の回転力をメインギア110で伝達するようになる。
【0033】
メインギア110は、結合部材100の上側から下側に摺動する方式で結合されるが、この場合、前記スリット101は軸方向に長い形状で形成され、メインギア110の内突起111は前記スリット101の下方に挿入される方式で結合される。
【0034】
図2では、内突起111がメインギア110の内周から等間隔で4個形成された例が図示されるが、前記内突起111は単一に形成されてもよく、メインギア110の内周に沿って2個以上が選択的に形成されてもよいことは言うまでもない。
【0035】
本発明の概念では、結合部材100の回転軸に対する振動及び偏心を補償するために、メインギア110の内周と結合部材100の外周との間に微細な裕隔が存在するため、偏心補償がスムーズになされるように、前記内突起111とスリット101との間にも裕隔が存在してもよく、前記内突起111が円錐または半球状で形成されてもよい。
【0036】
より正確には、前記内突起111の側壁とスリット101の内壁との間には、微細な裕隔が存在して、このような裕隔によってメインギア110の中心軸が結合部材100の中心軸に対して偏心できるメリットに繋がる。
【0037】
本発明の概念によるアングルセンサーは、回転軸によって、回転するメインギア110の偏心補償のために、メインギア110と回転軸との間に結合部材100を介在し、結合部材100とメインギア110の回転力伝達は、内突起111とスリット101を介してなされるようにする一方、結合部材100とメインギア110が、互いに中心軸が偏心できるように離隔されて配置されることによって、ギアの摩耗及び歯強度の低下を防止することができ、作動信頼性及び耐久性を向上させられるメリットがある。
【0038】
詳述した本発明に係るアングルセンサーは、ステアリングホイールの回転軸の回転だけでなく回転する部材や装備の回転角度または角速度を測定する装備を含むものと理解でき、前記メインギアの結合部材との結合構造は、サブギアにも適用できることは言うまでもない。
【0039】
以上、本発明を実施形態及び貼付図面に基づいて詳細に説明した。しかし、以上の実施形態及び図面によって本発明の範囲が制限されるものではなく、本発明の範囲は後述した特許請求範囲に記載された内容だけで制限されるべきである。
【符号の説明】
【0040】
10 ハウジング
100 結合部材
101 スリット
111 内突起
120 回転軸挿入口
20、110 メインギア
21、22 サブギア
31、32 マグネット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸が貫通し内部に空間を形成するハウジング、
前記ハウジングの内部に配置されて前記回転軸と結合して、共に回転する結合部材、
前記結合部材の外周面に結合して前記結合部材の回転によって、回転するリング状のメインギア、
前記メインギアに歯合されるサブギア、
前記メインギアの内周面で内周方向に突出した内突起、及び
前記結合部材に形成されて前記結合部材の回転力を前記メインギアに伝達するように前記内突起が挿入されるスリット、を含むアングルセンサー。
【請求項2】
前記メインギアと前記結合部材の中心軸が、互いに偏心できるように前記メインギアの内周面と前記結合部材の外周面は、離隔されて配置されることを特徴とする請求項1に記載のアングルセンサー。
【請求項3】
前記内突起の側壁と前記スリットの内壁は、離隔されて配置されることを特徴とする請求項1または2に記載のアングルセンサー。
【請求項4】
前記スリットは、軸方向に長く形成されて、前記メインギアは、前記結合部材の上側から下側に摺動されて結合されることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載のアングルセンサー。
【請求項5】
前記内突起は、2個以上が前記メインギアの内周面で円周方向に等間隔で配置されることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載のアングルセンサー。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−225916(P2012−225916A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−92290(P2012−92290)
【出願日】平成24年4月13日(2012.4.13)
【出願人】(510039426)エルジー イノテック カンパニー リミテッド (279)
【Fターム(参考)】