特許 7071450 トルクセンサーモジュール及びこれを含む操舵角センシング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-10

(45)【発行日】2022-05-19

(54)【発明の名称】トルクセンサーモジュール及びこれを含む操舵角センシング装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 3/10 20060101AFI20220511BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20220511BHJP

   G01B 7/30 20060101ALN20220511BHJP

【ＦＩ】

G01L3/10 305

B62D5/04

G01B7/30 H

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020132245

(22)【出願日】2020-08-04

(62)【分割の表示】P 2017533454の分割

【原出願日】2015-12-22

(65)【公開番号】P2020197536

(43)【公開日】2020-12-10

【審査請求日】2020-08-12

(31)【優先権主張番号】10-2014-0194400

(32)【優先日】2014-12-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】517099982

【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114188

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100119253

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 賢教

(74)【代理人】

【識別番号】100129713

【弁理士】

【氏名又は名称】重森 一輝

(74)【代理人】

【識別番号】100137213

【弁理士】

【氏名又は名称】安藤 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100143823

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 英彦

(74)【代理人】

【識別番号】100183519

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻田 芳恵

(74)【代理人】

【識別番号】100196483

【弁理士】

【氏名又は名称】川嵜 洋祐

(74)【代理人】

【識別番号】100160749

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100160255

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100202267

【弁理士】

【氏名又は名称】森山 正浩

(74)【代理人】

【識別番号】100146318

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 吉和

(72)【発明者】

【氏名】ウ，ミュンチュル

【審査官】公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２３７２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０２２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１１３３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－００８８７８４（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２５４９０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００７／０２９６２０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ ３／１０

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｇ０１Ｂ ７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ローターホルダー；
前記ローターホルダーの外周面に結合されるヨーク部材；
前記ヨーク部材の外周面と接触して結合する第１マグネット；及び
前記ローターホルダーの上面から半径方向外側に延長される複数の支持結合部を含み、
前記ヨーク部材は第１チューブ領域と、前記第１チューブ領域の下端から半径方向外側に突出される第２チューブ領域を含み、
前記複数の支持結合部は円周方向に互いに離隔され、
前記複数の支持結合部の下面は、前記第１マグネットの上面及び前記ヨーク部材の上面と物理的に接触し、
前記第１マグネットの上面は、前記第１マグネットが前記ローターホルダーに対して挿入される方向とは反対方向における端面であり、
前記ヨーク部材の上面は、前記ヨーク部材が前記ローターホルダーに対して挿入される方向とは反対方向における端面である、ことを特徴とする、
トルクセンサーモジュール。

【請求項2】

前記第１チューブ領域の上面は前記支持結合部の下面に接触されることを特徴とする、
請求項１に記載のトルクセンサーモジュール。

【請求項3】

前記第１マグネットの外周面は前記支持結合部の最外枠端部より半径方向外側に配置されることを特徴とする、
請求項１に記載のトルクセンサーモジュール。

【請求項4】

前記第１マグネットは前記支持結合部と前記第２チューブ領域との間に配置されることを特徴とする、
請求項１に記載のトルクセンサーモジュール。

【請求項5】

前記支持結合部は前記ヨーク部材と前記第１マグネットの境界領域より外側に延長され、下面が前記ヨーク部材の上面と前記第１マグネットの上面に接触されることを特徴とする、
請求項１に記載のトルクセンサーモジュール。

【請求項6】

前記支持結合部は円周方向に沿って離隔される複数の単位支持結合部を含むことを特徴とする、
請求項１に記載のトルクセンサーモジュール。

【請求項7】

前記ローターホルダーは、本体；
前記本体の上端から半径方向外部に延長されて突出される上部支持部；及び 前記本体の下端から半径方向外部に延長されて突出される下部支持部を含み、
前記上部支持部と前記下部支持部は前記ヨーク部材が前記本体から離脱されることを防止するための支持力を提供することを特徴とする、
請求項１に記載のトルクセンサーモジュール。

【請求項8】

前記単位支持結合部各々は前記ヨーク部材の上面及び前記第１マグネットの上面をカバーし、
前記単位支持結合部各々は前記ヨーク部材及び前記第１マグネットの厚さの合（ｄ１＋ｄ２）より小さい突出長さ（ｄ３）を有することを特徴とする、
請求項６に記載のトルクセンサーモジュール。

【請求項9】

トルクセンサーモジュール；
前記トルクセンサーモジュールの外周面に分離されて配置され、出力軸と連結されたステーター；及び
前記ステーターの下側に結合されて回転するメインギアと、第２マグネットと第３マグネットを含んで前記メインギアと連動する複数のサブギアを含むギアモジュールを含み、
前記トルクセンサーモジュールは、
ローターホルダー；
前記ローターホルダーの外周面に結合されるヨーク部材；
前記ヨーク部材の外周面と接触して結合する第１マグネット；及び
前記ローターホルダーの上面から半径方向外側に延長される複数の支持結合部を含み、
前記ヨーク部材は第１チューブ領域と、前記第１チューブ領域の下端から半径方向外側に突出される第２チューブ領域を含み、
前記複数の支持結合部は円周方向に互いに離隔され、
前記複数の支持結合部の下面は、前記第１マグネットの上面及び前記ヨーク部材の上面と物理的に接触し、
前記第１マグネットの上面は、前記第１マグネットが前記ローターホルダーに対して挿入される方向とは反対方向における端面であり、
前記ヨーク部材の上面は、前記ヨーク部材が前記ローターホルダーに対して挿入される方向とは反対方向における端面である、ことを特徴とする、
操舵角センシング装置。

【請求項10】

前記第１チューブ領域の上面は前記支持結合部の下面に接触されることを特徴とする、
請求項９に記載の操舵角センシング装置。

【請求項11】

前記第１マグネットの外周面は前記支持結合部の最外枠端部より半径方向外側に配置されることを特徴とする、
請求項９に記載の操舵角センシング装置。

【請求項12】

前記第１マグネットは前記支持結合部と前記第２チューブ領域との間に配置されることを特徴とする、
請求項９に記載の操舵角センシング装置。

【請求項13】

前記支持結合部は前記ヨーク部材と前記第１マグネットの境界領域より外側に延長され、下面が前記ヨーク部材の上面と前記第１マグネットの上面に接触されることを特徴とする、
請求項９に記載の操舵角センシング装置。

【請求項14】

前記支持結合部は円周方向に沿って離隔される複数の単位支持結合部を含むことを特徴とする、
請求項９に記載の操舵角センシング装置。

【請求項15】

前記ローターホルダーは、本体；
前記本体の上端から半径方向外部に延長されて突出される上部支持部；及び 前記本体の下端から半径方向外部に延長されて突出される下部支持部を含み、
前記上部支持部と前記下部支持部は前記ヨーク部材が前記本体から離脱されることを防止するための支持力を提供することを特徴とする、
請求項９に記載の操舵角センシング装置。

【請求項16】

前記単位支持結合部各々は前記ヨーク部材の上面及び前記第１マグネットの上面をカバーし、
前記単位支持結合部各々は前記ヨーク部材及び前記第１マグネットの厚さの合（ｄ１＋ｄ２）より小さい突出長さ（ｄ３）を有することを特徴とする、
請求項１４に記載の操舵角センシング装置。

【請求項17】

前記第２マグネットと向かい合う印刷回路基板上に配置された第１マグネットセンサーを含むことを特徴とする、
請求項１６に記載の操舵角センシング装置。

【請求項18】

操舵角センシング装置；及び
前記操舵角センシング装置により感知された作動条件に基づいてモーターを駆動する電子制御装置を含み、
前記操舵角センシング装置は、トルクセンサーモジュール；
前記トルクセンサーモジュールの外周面に分離されて配置され、出力軸と連結されたステーター；及び
前記ステーターの下側に結合されて回転するメインギアと、第２マグネットと第３マグネットを含んで前記メインギアと連動する複数のサブギアを含むギアモジュールを含み、
前記トルクセンサーモジュールは、ローターホルダー；
前記ローターホルダーの外周面に結合されるヨーク部材；
前記ヨーク部材の外周面と接触して結合する第１マグネット；及び
前記ローターホルダーの上面から半径方向外側に延長される複数の支持結合部を含み、
前記ヨーク部材は第１チューブ領域と、前記第１チューブ領域の下端から半径方向外側に突出される第２チューブ領域を含み、
前記複数の支持結合部は円周方向に互いに離隔され、
前記複数の支持結合部の下面は、前記第１マグネットの上面及び前記ヨーク部材の上面と物理的に接触し、
前記第１マグネットの上面は、前記第１マグネットが前記ローターホルダーに対して挿入される方向とは反対方向における端面であり、
前記ヨーク部材の上面は、前記ヨーク部材が前記ローターホルダーに対して挿入される方向とは反対方向における端面である、ことを特徴とする、
操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、車両の操舵角センシング装置に適用されるトルクセンサー及びア
ングルセンサーの構造に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に自動車のステアリングの安定性を保障するための装置として別の動力で補助する
ステアリング装置が使用される。従来このような補助ステアリング装置は油圧を利用した
装置が使用されたが、近年動力の損失が少なくて正確性が優秀な電動式ステアリング装置
（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｒｅｅｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が使用される
。

【0003】

前記のような電動式ステアリング装置（ＥＰＳ）は、車速センサー、トルクアングルセ
ンサー及びトルクセンサーなどで感知した運行条件に応じて電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）でモーターを駆動して旋回安定性を保障して迅速
な復原力を提供することによって運転者の安全な走行が可能にする。このような電動式ス
テアリング装置において、トルクセンサーの場合、ローターの外周面に沿ってマグネット
が配置され、その外周面にマグネットの極性に対応する突出片を有するステーターが配置
されることによって、相互回転量の差により磁気量を検出して入力軸と出力軸のトルクを
検出して電子制御装置に伝送するようになる。さらに、トルクアングルセンサー（Ｔｏｒ
ｑｕｅ Ａｎｇｌｅ Ｓｅｎｓｏｒ）は、ステアリング軸に加えられるトルクを感知して
、感知されたトルクに比例する電気信号を出力して、ステアリング軸の回転角に比例する
電気信号を出力する構成である。

【0004】

このような構成において、ローターの外周面に配置されるマグネットの間には磁力を効
率よく増強及び制御するためのヨーク部材が挿入されて、マグネットとヨーク部材は、接
着剤を利用して結合するようになって、一つのモジュールとして構成される。しかし、こ
のような接着剤の使用による結合構造は、接着不良によりマグネットの離脱をもたらす問
題を発生している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の実施形態は、上述した問題を解決するために案出されたもので、特にローター
ホルダーに結合するヨーク部材とマグネットの結合を接着剤を使用せず支持結合部を使用
して上部で結着して接着剤変質と脱漏によるマグネットの離脱不良を解消して、トルクセ
ンサーの性能を向上させることができるトルクセンサーモジュールを提供できる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するための手段として、本発明の実施形態では内部が中空のロータ
ーホルダーと前記ローターホルダーの外周面に沿って結合するヨーク部材及び前記ヨーク
部材の外周面と接触して結合する第１マグネットを含み、前記ローターホルダーの上面で
延長され、前記ヨーク部材及び前記第１マグネットの上面に接触する支持結合部を含むト
ルクセンサーモジュールを提供できるようにする。

【0007】

さらに、本発明の他の実施形態では、上述したトルクセンサーモジュールを適用して中
空を介して入力軸と連結されて、外周面にヨーク部材と第１マグネットが結合するロータ
ーと前記ローターの外周面に離隔して配置されて出力軸と連結されるステーター、そして
前記ステーターの下側と結合して、前記ステーターと共に回動するメインギア及び前記メ
インギアと連動して第２マグネット及び第３マグネットを含む複数のサブギアを含むギア
モジュールを含むステアリングセンシング装置を実現することができるようにする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の実施形態によると、ローターホルダーと結合するヨーク部材とマグネットの結
合を接着剤を使用せず支持結合部を使用して上部で結着して接着剤変質と脱漏によるマグ
ネットの離脱不良を解消してトルクセンサーの性能を向上させることができる効果がある
。

【0009】

また、支持結合部をローターホルダーから延長される部分を融着しく形成し、さらにヨ
ーク部材とマグネットの境界結合部の上部を覆う構造で形成する場合、製造工程の効率性
はもちろん結着性をより向上できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールの構造を説明するための図面で、ヨーク部材とローターホルダーの分離概念図である。

【図2】本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールの構造を説明するための図面で、ヨーク部材が結合したローターホルダーにマグネット部材を結合する概念図である。

【図3】本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールの構造を説明するための図面で、ヨーク部材が結合したローターホルダーにマグネット部材を結合する概念図である。

【図4】図３で図示した本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールにおける支持結合部の形成実施形態を図示した図である。

【図5】図３で図示した本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールにおける支持結合部の形成実施形態を図示した図である。

【図6】図１乃至図５で述べた本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールを適用した操舵角センシング装置の一実施例の分離図面を示した図である。

【図7】図６のギアモジュールの部分を図示した要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して本発明に係る構成及び作用を具体的に説明する。添付図面を
参照して説明するにあたり、図面符号に関係なく同じ構成要素は同じ参照符号を与え、こ
れに対する重複説明は省略する。第１、第２等の用語は、様々な構成要素を説明するため
に使用され得るが、前記構成要素は、前記用語によって限定されてはいけない。前記用語
は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にだけ使用される。

【0012】

図１乃至図３は、本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールの構造を説明する
ための図面で、図１はヨーク部材とローターホルダーの分離概念図、図２及び図３は、ヨ
ーク部材が結合したローターホルダーにマグネット部材を結合する概念図を図示したもの
である。

【0013】

図３を参照すると、本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールは、内部が中空
のローターホルダー１１０と前記ローターホルダーの外周面に沿って結合するヨーク部材
１２０、そして前記ヨーク部材１２０の外周面と接触して結合する第１マグネット１３０
を含み、特に、前記ローターホルダー１１０の上面で延長されて、前記ヨーク部材及び前
記第１マグネットの上面に接触する支持結合部１４０を含んで構成されてもよい。

【0014】

前記ローターホルダー１１０は、図示されたように、内部が中空の構造を有し、外周面
が一定の幅を有して円筒形状で具現される構造を有する。この場合、前記ローターホルダ
ー１１０は、外周面である本体１１１と前記本体１１１の上端部で外部方向に折り曲げら
れる上部支持部１１２及び、下端部から外部方向に突出されて折り曲げられる下部支持部
１１３が具現される構造で形成されてもよい。前記上部支持部１１２と下部支持部１１３
は、図１及び図２で図示されたように、前記本体１１１の外周面に密着して結合するヨー
ク部材１２０が定着して支持できるようにして、上下部の離脱を防止できるように安定し
た支持力を具現するようになる。さらに、前記ローターホルダー１１０の内部の中空部は
、後に入力軸（図６参照）に連結されて共に回転するようになる。この場合、上部支持部
１１２と下部支持部１１３の幅（直径）が本体１１１の直径より大きく形成される構造で
具現され、このような構造は、マグネットの定着領域を備えてより回転運動に効率的な構
造で具現できるようにする長所がある。

【0015】

前記ヨーク部材１２０は、前記ローターホルダー１１０の本体１１１の外周面に密着で
きる構造で、リング形状で具現されるのが一般的であり、製造工程はインサート射出工程
によって具現され得る。

【0016】

また、図１及び図２に図示されたように、最終結合構造である図３の構造を具現する前
のローターホルダー１１０の外周部上部面には支持結合部を形成するための突出構造物（
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が備えられる構造で具現される。前記突出構造物（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３
）の場合、前記ローターホルダー１１０を製造する際に、射出工程で予め形成することが
でき、またはこれとは異なって別の部材を利用して突出構造物が付着される構造で具現し
てもよい。射出工程で予め形成する場合には、前記ローターホルダー１１０と前記突出構
造物が同一材質で具現され得る。このような場合、以後融着特性が高まって、より安定し
た結合が可能になる長所がある。さらに、回転運動をするモーターの特性を考慮して、前
記突出構造物の配置構造は、ローターホルダーの中心を基準に同一間隔を有するように配
置することができる。例えば、図１に図示されたとおり、各突出構造物の間の間隔は、同
一間隔でローターホルダーを中心に１２０度の角度で分割配置することができる。これは
、融着部が支持する領域がむらなく分配されて安定した支持力が具現できるようにする長
所を有する。

【0017】

前記突出構造物（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）は、ヨーク部材１２０と第１マグネット１３０が
結合した後、融着工程を介して図３に図示されたように、ヨーク部材と第１マグネットを
上部で強く結着できる支持結合部１４１、１４２の構造で具現されるようになる。

【0018】

図４及び図５は、図３で図示した本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールに
おいて支持結合部の形成実施形態を図示したものである。

【0019】

図３及び図４を参照すると、本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールにおい
て支持結合部１４１、１４２、１４３は、ローターホルダー１１０の上部の外周面で延長
形成されて外部方向に突出されて相互離隔する２つ以上の単位支持結合部１４１、１４２
、１４３を含む構造で具現され得る。もちろん、単位支持結合部は１つであってもよいが
、安定した構造を具現するためには２つ以上で具現されることがより効率的である。

【0020】

また、本発明の実施形態においては、ヨーク部材１２０の外周面と第１マグネット１３
０の内周面が相互接着剤を使用せず結着する構造（以下、「非粘着結合構造」という）で
接触して、このような非粘着結合構造であっても上述した支持結合部の構成により上下部
方向に安定した結合力が形成できるようになる。

【0021】

さらに、前記支持結合部は、前記ヨーク部材の外周面と前記第１マグネットの内周面が
直接接触する境界面の上部を覆えるように形成されることが、結合力を向上できる点から
、より安定した効果を具現することができる。これのために、前記単位支持結合部１４１
、１４２、１４３は、前記ヨーク部材１２０及び前記第１マグネット１３０の厚さの合計
（ｄ１＋ｄ２）以下の突出幅（ｄ３）を有するようにする。すなわち、前記単位支持結合
部１４１、１４２、１４３の長さは、前記ローターホルダー１１０の外周面で延長される
長さ（ｄ３）が前記ヨーク部材１２０と第１マグネット１３０の境界面を越える地点まで
延長できるようにして結合力を強化できるようにするのが好ましい。

【0022】

このような支持結合部の他の具現例は、図５に図示された構造のように具現できる。す
なわち、図４で互いに離隔される多数の支持結合部を具現する構造でなく、支持結合部１
４０自らを前記ローターホルダー１１０の外周面に沿って外部方向に突出するリング形状
の構造で具現してもよい。もちろん、この場合でも前記ローターホルダー１１０の外周面
で延長される長さ（ｄ３）が前記ヨーク部材１２０と第１マグネット１３０の境界面を越
える地点まで延長されるようにして結合力を強化できるように具現できるのは上述した通
りである。

【0023】

以上、上述した本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールは、ローターホルダ
ーに結合するヨーク部材とマグネットの結合を接着剤を使用せず支持結合部を使用して上
部で結着して接着剤変質と脱漏によるマグネットの離脱不良を解消できる長所が具現され
て、より信頼性のある操舵角センシング装置を具現することができるようになる。

【0024】

図６は、図１乃至図５で述べた本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールを適
用した操舵角センシング装置の一具現例の分離図面を図示した図である。以下では図６を
参照して本発明の実施形態に係るトルクセンサーモジュールを適用した操舵角センシング
装置の構造について説明する。

【0025】

図６を参照すると、本発明の実施形態に係る操舵角センシング装置２００は、中空を介
して入力軸１０と連結されるローターホルダー１１０の外周面にヨーク部材１２０と第１
マグネットが結合するローター１００が備えられる。前記ローター１００は上述した図１
乃至図５で上述したトルクセンサーモジュールにおいて上述した構造がそのまま適用でき
るのは無論である。

【0026】

さらに、前記ローター１００の外周面に離隔して配置されて、出力軸１１と連結される
ステーター２０と、前記ステーター２０の下側に結合して、前記ステーターと共に回動す
るメインギア３２及び前記メインギア３２と連動して第２マグネット４０及び第３マグネ
ット５０を含む複数のサブギア３４、３６を含むギアモジュール３０を含んで構成されて
もよい。

【0027】

この場合、前記ローター１００とステーター２０は、トルクセンサーモジュールを構成
するようになる。

【0028】

具体的に、トルクセンサーモジュールの場合、ローター１００の外周面に沿って第１マ
グネット１３０が配置されて、その外周面にマグネットの極性に対応する突出片を有する
ステーター２０が配置されることによって、相互回転量の差により磁気量を検出して、入
力軸１０と出力軸１１のトルクを検出して電子制御装置に伝送する機能を行う。この場合
、特に前記ローター１００は、図１乃至図５で述べたように、前記ローターホルダーの上
面で延長されて、前記ヨーク部材及び前記第１マグネットの上面に接触する支持結合部を
介して接着剤を使用しない結着構造を具現できるようにして、安定した機能を行うステア
リングセンシング装置を提供できることは上述した通りである。

【0029】

また、図６の構造のように、本発明の実施形態に係るローター１００に含まれるリング
形状を有する第１マグネット１３０の内側面には、入力軸１０が結合される。入力軸１０
は、車両のステアリングホイール（図示せず）と連結されて、運転者がステアリングホイ
ールを操作してステアリングホイールを回転させるにつれて第１マグネット１３０は入力
軸１０と連動して回転される。第１マグネット１３０は、ローターホルダー１１０によっ
て入力軸１０の外周面と結合できる。この場合、上述したヨーク部材がさらに含まれても
よい。また、操舵角センシング装置の上部側のカバー（Ｃ）と下部側の第１ケース８０及
び第２ケース９０を備えてステーター及びアングルセンサーモジュールなどを収容できる
構造で具現され得る。

【0030】

前記ステーター２０は、ステーターホルダー２２の上端及び上端と対向する下端に各々
設置される。ステーターホルダー２２は、例えば、円筒形状を有してもよく、ステーター
２０は、例えば、リング形状を有してもよい。また、前記ステーター２０の下端部からは
結合部２４が突出され得る。前記結合部２４は、例えば、円筒形状を有し、結合部２４に
は出力軸１１が結合され得る。この場合、前記出力軸１１は、道路と接触する車両の前輪
と連結されて、前記出力軸１１及び入力軸１０は、トーションバー（図示せず）によって
連結される。これによって、運転者がステアリングホイールを回転させる場合、道路と前
輪との摩擦抵抗によって出力軸１１及び入力軸１０を連結するトーションバーにはねじり
トルクが生じる。トーションバーにねじりトルクが生じる場合、入力軸１０に連結された
第１マグネット１３０及び出力軸１１に連結されたステーター２０の回転角度は、ねじり
トルクによって互いに異なるようになり、これによってステーター２０及び第１マグネッ
ト１３０は相対運動をするようになる。

【0031】

この場合、ステーター２０及び第１マグネット１３０の回転角度が互いに異なる場合、
第１マグネット１３０及びステーター２０の回転角の差により第１マグネット１３０とス
テーター２０との間で磁場が生じる。第１マグネット１３０及びステーター２０の間で生
じた磁場は、磁場センサー８４によって感知されて、磁場センサー８４から感知された磁
場の強さは車両のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に伝送される
。この場合、ＥＣＵは既設定された基準磁場の強さと磁場センサー８４から受信された磁
場の強さを比較してステアリングトルクを算出し、算出されたステアリングトルクに基づ
いてユーザーがステアリングホイールを操作するのに必要な補助操作力をＥＰＳ（Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）モーターなどから発生させることができる
ようになる。図６に図示された構造において、第１ケース８０はステーター２０を収納す
る。第１ケース８０はステーター２０を収納するために上端が開口されて、下端にはステ
ーター２０から突出された結合部２４が貫くのに適した貫通孔８２が形成される構造を備
える。

【0032】

前記トルクセンサーモジュールと連動するアングルセンサーモジュールを、以下で図６
を参照して説明する。アングルセンサーモジュールの場合、一般に運転者がステアリング
ホイールを回転するにつれてステアリング軸に付着されたメインギア３２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３２に付着されたサブギア
３４、３６に付着されたマグネット４０、５０の磁場と回転方向をホールアイシー（Ｈａ
ｌｌ ＩＣ）が認識して信号を電子制御装置に移送するようになる。

【0033】

具体的に、本発明の実施形態に係る操舵角センシング装置のギアモジュール３０及び第
２マグネット４０及び第３マグネット５０（図７参照）は、ユーザーのステアリングホイ
ールの操舵角をセンシングすることができるようにする。したがって、前記ギアモジュー
ル３０は、メインギア３２、第１サブギア３４及び第２サブギア３６を含んで構成され得
る。

【0034】

この場合、前記メインギア３２は、前記ステーター２０から突出された結合部２４の外
側面に嵌合され、前記メインギア３２の外周面には歯車列が形成されている。

【0035】

前記メインギア３２が前記結合部２４に結合されて、前記結合部２４は、前記出力軸１
１と結合されるため、メインギア３２は出力軸１１の回転に連動して回転される。

【0036】

さらに、前記メインギア３２が結合部２４の外側面からスリップされるのを防止するた
めに、メインギア３２及び結合部２４には各々係止突起（図示せず）または係止突起と結
合する係止溝（図示せず）を形成することができる。

【0037】

前記ギアモジュールに含まれる前記第１サブギア３４は、例えば、円板形状を有し、第
１サブギア３４の外周面には歯車列が形成される構造で形成され得る。この場合、前記第
１サブギア３４は、前記メインギア３２の歯車列と直接歯車結合されて、第１サブギア３
４及びメインギア３２は相互平行するように配置される。前記メインギア３２及び第１サ
ブギア３４は、例えば、第１ギア比を有する。また、前記第２サブギア３６は、例えば、
円板形状を有し、第２サブギア３６の外周面には歯車列が形成されて、前記第２サブギア
３６は、第１サブギア３４と同様にメインギア３２の歯車列と直接歯車結合されて、第２
サブギア３６及びメインギア３２は、例えば、第２ギア比を有する。

【0038】

すなわち、ギアモジュールの構造において前記第１サブギア３４及び第２サブギア３６
は、各々前記メインギア３２と直接歯車結合される。前記第１及び第２サブギア３４、３
６をメインギア３２に直接歯車結合する場合、メインギア３２に第１サブギア３４を直接
歯車結合及び第１サブギア３４に第２サブギア３４を直接歯車結合する時と比べてバック
ラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）を大きく減少させることができる。

【0039】

図７は、図６のギアモジュールの部分を図示した要部断面図である。

【0040】

図７及び図６を参照すると、第２マグネット４０は、第１サブギア３４の回転中心に配
置されて、第３マグネット５０は、第２サブギア３６の回転中心に配置される。第２ケー
ス９０は、第１ケース８０の下部に結合されて、第２ケース９０は、上端が開口されて下
端には出力軸１１が通過する貫通孔９２が形成される。

【0041】

第１マグネットセンサー６０は、前記第１サブギア３４の回転中心に固定された前記第
２マグネット４０と向かい合うように後述される印刷回路基板２１０の上面上に配置され
る。前記第１マグネットセンサー６０は、前記第２マグネット４０の回転角度を測定して
発生した信号をＥＣＵに伝送する。また、前記第２マグネットセンサー７０は、前記第２
サブギア３６の回転中心に固定された前記第３マグネット５０と向かい合うように後述さ
れる印刷回路基板２１０の前記上面と対向する下面上に配置される。

【0042】

上述した前記第２マグネットセンサー７０は、前記第３マグネット５０の回転角度を測
定して発生した信号をＥＣＵに伝送する。以後、前記ＥＣＵは、前記第１マグネットセン
サー６０及び第２マグネットセンサー７０から各々出力された信号を演算して、その結果
ステアリング輪の回転角度が算出できるようになる。

【0043】

本発明の一実施形態において、ＥＣＵから算出されたステアリング輪の回転角度は、ギ
アモジュール３０のメインギア３２と歯車結合された第１及び第２サブギア３４、３６の
回転中心に配置された第２及び第３マグネット４０、５０の回転を第１及び第２マグネッ
トセンサー６０、７０が各々センシングすることにより算出される。

【0044】

さらに、本発明の一実施形態のようにギアモジュール３０のメインギア３２に第１及び
第２サブギア３４、３６を直接歯車結合する場合、メインギア３２、第１サブギア３４及
び第２サブギア３４の間で生じるバックラッシュを減少させることができて、バックラッ
シュを減少させるにつれて出力軸１１の実際の回転角度及び第１及び第２マグネットセン
サー６０、７０によってセンシングされた回転角度の間の偏差を大きく減少せることがで
きる。

【0045】

さらに、本発明の実施形態に係る操舵角センシング装置２００は、印刷回路基板２１０
をさらに含むことができる。前記印刷回路基板２１０は、例えば、開口を有するドーナツ
形状を有し、前記印刷回路基板２１０の両側面には第１サブギア３４及び第２サブギア３
６が回転可能に結合される。また、前記印刷回路基板２１０は、例えば、メインギア３２
、第１サブギア３４及び第２サブギア３６と平行配置され、第１及び第２サブギア３４、
３６は、メインギア３２と直接歯車結合され得る。前記印刷回路基板２１０の上面及び前
記上面と対向する下面には第１及び第２マグネットセンサー６０、７０が各々配置される
。

【0046】

この場合、前記印刷回路基板２１０の上面に配置された前記第１マグネットセンサー６
０は、前記第２マグネット４０の回転角をセンシングしてセンシング信号をＥＣＵに伝送
し、前記第２マグネットセンサー７０は、前記第３マグネット５０の回転角をセンシング
してセンシング信号をＥＣＵに伝送する。

【0047】

前記ＥＣＵは、前記第１及び第２マグネットセンサー６０、７０から伝送されたセンシ
ング信号を演算して操舵角を算出する。一方、前記印刷回路基板２１０の両側に第１サブ
ギア３４と第２マグネット４０及び第２サブギア３６と第３マグネット５０が配置される
場合、第２マグネット４０及び第３マグネット５０から各々生じた磁場が相互干渉して第
１及び第２マグネットセンサー６０、７０が相互干渉し得る。これを防止するために、第
１及び第２サブギア３４、３６と対応する印刷回路基板２１０の両側面のうち少なくとも
一つの面に磁気シールド９５を配置及び／または形成することができる。磁気シールド９
５によって第２及び第３マグネット４０、５０から各々生じた磁場の干渉を防止すること
ができる。

【0048】

前述したような本発明の詳細な説明では、具体的な実施形態について説明した。しかし
、本発明の範疇から逸脱しない限度内では、様々な変形が可能である。本発明の技術的思
想は、本発明の記述した実施形態に限定されて定まってはならず、特許請求範囲だけでな
くこの特許請求範囲と均等物などによって定まらなければならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】