KR100284639B1

KR100284639B1 - 차량의 앤티로크 브레이크 장치의 속도 센서 링

Info

Publication number: KR100284639B1
Application number: KR1019960702864A
Authority: KR
Inventors: 엘. 힉슨 2세 케네스
Original assignee: 하임 스테파디 지.; 페더럴-모걸 코오포레이숀
Priority date: 1994-01-19
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 2002-04-24
Also published as: DE69503602T2; EP0739282B1; EP0739282A1; JPH09508085A; KR960706418A; WO1995019900A1; ES2118559T3; US5476272A; DE69503602D1

Abstract

앤티로크 브레이크 시스템은 비교적 저가인 차량의 속도 감지용 이붙이링(38)을 포함한다. 이붙이링은 세분된 자력 투과성 입자를 함유하는 엘라스토머 재료로 성형된다. 성형 이붙이링은 차량 속도와 관련된 맥동 전압을 제공하기 위해 속도 감지기(22)에 발생된 자장과 자기적으로 상호 작용하는 자력 투과성 돌출 잇빨(40)을 포함한다. 이붙이링은 차량측과 휠 허브 사이에 배치된 오일 밀봉체(30) 또는 마모 슬리브(70)의 일체형일 수 있다.

Description

차량의 앤티로크 브레이크 장치의 속도 센서 링

발명의 배경

발명의 분야

본 발명은 차량의 앤티로크(anti-lock) 브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 말하면 이러한 장치에 사용되는 속도 센서 링(speed sensor ring)에 관한 것이다.

종래 기술에 관한 설명

앤티로크 브레이크 장치는 일반적으로 차량 속도와 관련된 펄스형 전기 신호를 발생하는 속도 센서 조립체를 포함한다. 차량의 제동 작동 중에 속도 신호는 차량 속도의 감속에 응답하여 자체 컴퓨터로 전송된다. 차륜 로크업(lock-up) 상태에 임박한 경우, 상기 컴퓨터는 브레이크 장치내의 밸브에 명령을 지시하여 후륜 브레이크 실린더내의 유압을 감소시키거나 조정하여 바람직하지 못한 차륜의 로크업 상태를 방지한다. 더 이상 로크업 상태에 임박하지 않은 것으로 컴퓨터가 판단하면, 제동 압력은 정상 상태로 복귀된다.

속도 센서 조립체는 일반적으로 브레이크 드럼에 부착되어 차륜과 함께 회전할 수 있도록 설치된 환상 금속제 로터(rotor)를 포함한다. 이 금속제 로터는 그 원주 방향을 등간격으로 배치된 다수의 반경방향 슬롯을 구비한다. 통상적으로, 이와 같은 슬롯은 대략 100개 정도 있을 수 있다.

또한, 속도 센서 조립체는 금속제 로터가 통과할 때 교류 신호를 발생하는 정지 전압 발생 장치를 포함한다. 상기 전압 발생 장치 또는 속도 센서는 영구 자석 및 전기 코일을 구비하며, 로터의 반경 방향 슬롯은 자장을 파괴하여 차륜 속도와 관련된 교류 신호를 코일내에 발생시킨다. 이 신호는 자체 컴퓨터에 전송되어 차량의 제동 조작을 제어한다.

슬롯이 형성된 금속제 로터는 통상 슬롯을 구비하는 반경방향 또는 축방향의 벽과 차륜 허브를 둘러싸는 원형 플랜지 또는 실린더를 포함한다. 일례로, 5개 이상의 이어(ear)가 로터 외연으로부터 반경방향으로 돌출하여 상기 로터가 브레이크 드럼 또는 하우징의 후방 벽에 장착되도록 되어 있다.

슬롯이 형성된 금속제 로터는 제조비가 많이 든다. 또한, 로터의 설치 비용도, 몇 개의 스크류를 장착 이어에 관통시켜 브레이크 하우징 후방 벽의 나사 구멍으로 연장시키고, 또는 별도의 크림핑 조작 또는 프레스 끼워맞춤이 요구된다는 사실로 인해 상당히 많이 들 수 있다.

발명의 요약

본 발명은 앤티로크 브레이크 장치에 사용하도록 되어 있는 차량 속도 센서의 저가의 로터 구조체를 제동하는 데 있다. 통상적인 실시에서와 같이, 로터 구조체는 브레이크 드럼에 지지되기 보다는 차륜 허브에 지지되도록 되어 있다. 본 발명의 주요 특징은, 로터를 다수의 사각형 연부를 갖는 치부(齒部)를 구비하는 환상치부 부착링으로 형성하는 데 있다. 치부 부착링은 비금속 성형 재료, 예컨대 성형 고무 또는 플라스틱으로 형성되고 또한 상기 성형 재료 전체에 비교적 미립의 자기입자가 분포되어 돌출한 치부가 자기 투과 가능하게 되는 것이 바람직하다.

본 발명의 로터 구조체는 기존의 속도 센서(전압 발생 장치)에 사용될 수 있도록 설계되어 있다. 차륜이 회전할 때, 로터가 속도 센서를 통과 또는 횡단하여 치부 사이의 공간이 슬롯으로 작용하여 속도 센서내의 자석에 의해 발생된 자장을 파괴한다.

본 발명의 일태양에 있어서, 성형 치부 부착링은 차축상에 회전 차륜 허브를 장착시키는 마찰 방지 차륜 베어링에 윤활유를 내포하는데 사용되는 환상의 샤프트 밀봉체 또는 오일 밀봉체의 일부로서 일체로 형성된다. 통상적으로, 환상의 오일 밀봉체는 회전 차륜 허브의 단부내로 프레스 끼워맞춤되는 금속 케이스를 포함하는 회전 밀봉 요소를 구비한다. 종래의 금속 케이스는 허브의 단부면을 지나 연장하는 환상 플랜지를 구비하도록 변형된다. 본 발명의 치부 부착링은 환상 플랜지의 둘레에 성형되어 상기 치부 부착링이 오일 밀봉체와 일체로 되게 한다. 성형 치부 부착링은 차륜 허브 계면내에 오일 밀봉체를 설치하는 작업의 일환으로 차륜 허브에 설치된다.

본 발명의 제2 태양에 있어서, 성형 치부 부착링은 오일 밀봉체와 별도로 형성되어, 링이 차륜 허브의 외측 표면에 당접하여 또는 그 둘레에 직접 배치되도록 하고 있다. 성형된 상태에서의 형성 링의 내경을 차륜 허브의 외경 보다 약간 작게 하여 링이 약간 연신되어 허브상에 안정되게 고정될 수 있도록 구성되어 있다. 형성 링의 치부는 허브 외측 표면으로부터 반경방향 외측으로 돌출하여 정지 속도 센서와 자기 상호 작용을 행한다.

제1도는 트럭의 뒷차축을 통과하는 부분 단면도로서, 관련된 차륜 허브에 설치된 본 발명의 자기 로터를 도시하고 있는 부분 단면도이며,

제2도는 제1도의 선 2-2를 따라 취한 부분 단면도이고.

제3도는 제2도에 도시된 자기 로터를 구성하는 치부 부착링 구조체의 부분 확대도이며,

제4도는 차축과 회전 차륜 허브 사이의 오일 밀봉 조립체를 도시하며, 치부부착 로터는 밀봉 조립체의 일체 부분을 구성하고 있는 본 발명을 구체화 한 제2 로터의 부분 단면도이고,

제5도는 제4도의 방향과 동일 방향의 단면도이지만. 오일 밀봉 조립체와 별개로 형성된 치부 부착 로터를 도시하는 도면으로, 상기 치부 부착 로터는 차륜 허브상에 마찰 끼워맞춤에 의해 그 차륜 허브의 외측 표면을 에워싸도록 연장되어 있는 도면이며,

제6도는 본 발명을 구체화 한 또 다른 구조체의 부분 단면도이다.

바람직한 실시예의 상세한 설명

제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 치부 부착 로터를 사용하기에 적합한 트럭의 차축과 차륜의 조립체가 도시되어 있다. 상기 조립체는 고정 차축(12)과 회전 차륜 허브(14)를 포함한다. 마찰 방지 베어링(16)은 차륜 허브가 샤프트 축선(18) 둘레로 자유롭게 회전을 하도록 상기 차륜 허브를 지지하고 있다. 종래의 브레이크 드럼 또는 하우징(20)은 볼트에 의해 차륜 허브의 내측 표면에 연결된다.

제1도는 브레이크 드럼내에 고정되어 차륜 속도를 감지 또는 탐지하도록 된 종래의 속도 센서(22)를 개략적으로 도시하고 있다. 센서(22)는 공지의 방법으로 지지되고 도시되지 않은 장착 구조체에 부착되어 상기 센서(22)가 움직이지 않도록 고정 위치를 갖도록 되어 있다.

환상 오일 밀봉 조립체(24)는 고정 차축과 차륜 허브의 내측 단부 사이에 배치되어 차륜 베어링내 윤활유를 보지할 수 있게 되어 있다. 오일 밀봉 조립체는 차륜 허브에 고정된 외측 금속 케이스(26)와 축에 고정된. 내측 금속 케이스(28)를 포함한다. 엘라스토머 밀봉 부재(30)는 케이스(28)의 원통상 측면과 접촉하여 회전 활주하도록 외측 케이스(26)에 지지되며, 차축과 차륜 허브와의 계면이 밀봉되어 차륜 베어링으로부터 윤활유가 누설되는 것을 방지한다. 내측 케이스(28)는 밀봉 부재(30)의 마모 슬리브를 형성한다.

금속 케이스(26)는 차륜 허브의 내측 표면내에 또는 상기 내측 표면에 당접하여 프레스 끼워맞춤된 축방향의 관상 벽(32)과, 차륜 허브의 환상 단부 표면을 따라 연장하는 제2의 반경방향 벽(34)과, 그리고 허브의 외측면을 따라 연장하는 제3의 관형 금속 벽(36)을 포함한다.

금속 벽(36)은 본 발명의 자기 로터를 형성하는 환상 치부 부착링(38)용의 장착 표면을 형성한다. 링(38)은 비금속 재료로, 양호하게는 밀봉 부재(30)와 동일한 조성을 갖는 엘라스토머로 형성되는 것이 바람직하다. 링(38)은 치부 부착링 형상으로 성형하기에 적합한 다른 재료로 형성될 수도 있다, 그러나, 링(38)을 단일의 엘라스토머 조성 및 단일의 몰드 캐비티를 사용하는 밀봉 부재(30)를 형성하는 것과 동시에 형성하여 밀봉 부재와 치부 부착링을 단일의 성형 작업으로 할 수 있다.

엘라스토머는 분말 또는 입상 자기 투과 재료로 배합되어 성형 링(38)이 자기적으로 활성화된다. 입상 재료를 엘라스토머와 혼합함으로써 자기 입자가 성형링(38) 전체에 균등하게 분포되게 한다. 자기 입자는 밀봉 요소(30)에 침투하여 밀봉 작용에 어떠한 역효과도 미치지 않는다. 성형 엘라스토머는 자기 투과성을 갖지만 계속해서 가요성을 가지고 있고. 다른 상황이라면 밀봉 부재와 자기 로터로서 사용하는 데 적합하다.

자기 입자는, 예컨대 산화철(Fe₃O₄) 또는 바륨 페라이트 분말일 수 있다. 자기 입자를 엘라스토머에 첨가하면 엘라스토머의 성질을 다소 변하게는 하지만 성형 밀봉 요소(30)의 밀봉 작용을 방해할 정도로 변하지는 않는다. 입상 재료는 엘라스토머의 인장 강도를 감소시켜, 엘라스토머의 경도를 증대시킨다.

밀봉 요소(30) 및 링(38) 용도로 다른 엘라스토머를 사용할 수 있다. 예컨대, 링(38)이 어떠한 밀봉성도 발휘할 필요가 없을 경우, 고무와 같은 저가의 엘라스토머를 링(38)에 사용할 수도 있다. 이 경우, 비싸긴 하지만 회전 립 밀봉의 용도에 특히 적합한 엘라스토머 플루오르 등의 보다 고가의 재료로 밀봉 요소(30)를 형성할 수도 있다.

제3도에 도시된 바와 같이, 성형 링(38)은 상기 링 원주면으로부터 반경방향외측으로 돌출한 다수의 일체형 치부(40)를 구비한다. 전형적으로, 링은 약 100 개의 치부를 구비할 수도 있다. 일실시예에서, 각각의 치부는 약 0.07 인치 (1.78mm)의 폭(42)과 약 0.08인치(2.03mm)의 높이(44)를 가질 수 있다. 이때, 치부의 원주방향 간격은 약 1.78mm(0.07인치). 즉 치부의 폭과 동일한 치수인 것이 바람직하다.

각각의 치부(40)는 본질적으로 편평한 외측 연부(45)와 2개의 평행한 측연부(47)를 구비한다. 치부의 외측 연부(45)와 측연부(47) 사이의 접합부는 직각의 모서리를 형성하여, 각각의 치부가 제3도에서 도시된 바와 같이 연부가 날카로운 사각형의 프로파일(profile)을 구비한다.

속도 센서(22)는 기존 차량의 앤티로크 브레이크 장치에 사용하여 차륜 속도를 감지하는 공지의 센서 구조를 구비한다. 차륜 허브가 회전하고 있는 동안, 성형 링(38)의 치부(40)는 연속하여 센서(22)의 감지 단부를 통과 횡단하여 센서내에 수용될 영구 자석에 의해 발생되는 자장과 자기적으로 상호 작용을 행한다. 영구 자석과 결합된 전기 코일이 센서 리드선을 매개로 컴퓨터(도시 생략)로 전달되는 전압을 발생한다. 링(38)의 자력 투과성 치부(40)는 자기 회로를 완결하는 한편 그 치부의 간격은 자기 회로를 파괴시켜 차륜 허브 속도와 관련된 펄스 전압이 상기 전기 코일 중에 발생된다.

도시된 치부 부착링 구조체는 공지의 로터 구조 보다 치부 부착링이 밀봉 요소(30)의 형성에 사용되는 성형 작업의 일환으로 형성된다는 점에서 유리하다. 1회의 성형 작업으로 밀봉 요소와 치부 부착 로터 모두를 형성할 수 있다. 이와는 달리, 성형 수순에 따라 2개의 별개의 밀봉체(30)와 링(38)을 별도로 형성할 수 있다. 각각의 성형 작업에서 동일 또는 다른 재료를 사용할 수도 있다.

코일 전압의 보다 명료한 변화를 달성하기 위해, 즉 자기 회로의 급격한 파괴 및 급격한 복귀를 이루도록 치부(40)는 편평한 외측 연부와 평행한 측연부를 갖는 형상으로 된다.

제4도는 본 발명이 취할 수 있는 또 다른 태양을 도시한 것이다. 제4도의 배치에 따르면, 밀봉 조립체의 외측 금속 케이스는 차륜 허브(14)의 오목한 내측 표면에 프레스 끼워맞춤된 관상 벽(50)과, 차륜 허브의 환상 단부 표면을 따라 연장하는 제2의 반경방향 벽(52)을 포함한다. 치부 부착링(38)은 반경방향의 벽(52)에 성형되어 관련한 치부(40)는 허브로부터 축방향으로 돌출하도록 되어 있다. 제1도의 구조체의 경우와 동일하게 치부 부착링(38)은 엘라스토머 전체에 균등하게 분산된 자기 투과성 입자를 구비한다.

제4도의 구조체는 속도 센서(22)가 축방향으로 배향될 경우에 사용된다. 제4도의 로터 구조체는 제1도의 로터 구조체와 동일하게 작동한다. 밀봉 요소의 형상을 변형시키는 것은 본 발명의 실시 태양에 포함될 수 있다. 제4도는 다수의 여분의 밀봉 요소를 구비한 오일 밀봉 조립체를 도시한 것이다. 미국 특허 제 5,015,001호에 개시된 바와 같이, 다른 밀봉 요소 형상을 사용할 수도 있다.

제5도는 본 발명의 또 다른 태양을 도시한 것으로, 상기 태양에 따른 성형치부 부착링 또는 로터는 밀봉 조립체와 별개로 형성된다. 성형 링의 치부는 제3도에 도시된 바와 같은 형상으로 되어 있다. 또한 입상 자기 재료를 엘라스토머 배합중에 혼합하여 치부에 자기적 투과성을 갖게 한다.

제5도에 도시된 로터는 링 외경에서 반경방향 외측으로 돌출한 일체의 치부(56)를 구비하는 성형 환상 링 요소(54)를 포함한다. 형성 상태에서는, 성형 링 구조체는 차륜 허브 외측 표면의 내경 보다 약간 작은 내경을 가질 수도 있다. 성형 링 구조체는 상기 링 구조체를 약간 인장시켜 허브 외측 표면에 축방향으로 활주시킴으로써 그 허브 외측 표면에 부착될 수 있다. 부착된 링 구조체는 인장된 상태이며, 치부는 허브의 회전 속도가 높을 경우에 조차도 그 강성을 보지한다. 링과 허브 표면 사이의 확실한 결합을 보장하기 위해 링 내표면에 접착제를 도포할 수있다.

제6도는, 속도 센서(22)가 차륜 조립체의 회전 요소에 장착되어, 치부 부착링이 차륜 조립체의 고정 요소에 장착되어 있는 배치를 도시한 것이다. 제6도에 도시된 바와 같이, 치부 부착링(38)은 고정 차축(12)에 지지된 환상의 마모 슬리브(70)의 원통상 외측 표면에 접착 또는 경화되어 있다. 솔도 센서(22)는 금속 케이스(49)의 반경방향 벽(52)에 장착된다. 상기 금속 케이스는 차륜 허브(14)의 내측 표면에 당접하여 프레스 끼위맞춤한 축방향의 관형 벽(50)을 포함한다.

금속 케이스(49)는 공지의 구조의 엘라스토머 밀봉 요소(30)를 장착시키기 이해 사용된다. 밀봉 요소(30)는 마모 슬리브(70)의 외측 표면에 겹쳐져 회전 허브(14)와 고정축(12) 사이의 계면을 밀봉하는 밀봉 립을 구비한다. 허브(14)가 회전하는 동안, 속도 센서(22)는 치부 부착링(38) 둘레 및 그 위로 이동하여 속도 신호를 발생한다. 링(38)은 자기 미립자 또는 입자가 균일하게 분포된 비금속 성형재료를 포함하여, 상기 링상에서 치부(40)가 속도 센서의 코일에 의해 발생된 자장과 자기적 상호 작용하도록 구성되어 있다.

본 발명은 앤티로크 브레이크 장치의 종래의 속도 센서와 협력 가능한 개량된 자기 로터 구조체에 관한 것이다. 로터 구조물을 회전 차륜 허브의 내측 단부에 장착하거나 회전 차륜 허브의 내측 단부상에 장착할 수도 있다. 제1도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 자기 로터는 반경방향으로 향하는 속도 센서와 협동 가능한 거의 원통상의 치부 부착링 구조체를 포함한다. 제4도에 도시된 바와 같이, 자기 로터는 축방향으로 향하는 속도 센서와 협동 가능한 반경방향으로. 향하는 환상 치부 부착 링을 포함한다.

바람직한 치부 부착링 구조체는 미세하게 분할된 자기적 투과성을 갖는 입자가 분포된 성형 비금속 부재이다. 성형 링 구조체는 제1도 및 제4도에 도시된 바와 같이 다른 상황에서는 종래의 오일 밀봉제로 되는 부재와 일체로 형성될 수 있다. 또는, 제5도에 도시된 바와 같이, 치부 부착링 구조체를 별도의 환상제로 형성하여 차륜 허브의 둘레에 배치할 수도 있다.

성형 비금속 부재는 미세하게 분할된 자기 입자와 일체로 일라스토머로부터 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 플라스틱 등의 성형 가능한 다른 비금속 재료가 사용될 수 있다. 치부 부착링이 오일 밀봉체내에 끼워질 경우에는, 치부 부착링용의 성형 재료는 밀봉 요소에 사용되는 재료와 동일하거나 상이할 수도 있다. 어떤 경우든, 회전 밀봉 구조체는 하나 또는 2개의 상이한 엘라스토머를 사용하는 단일 성형 조작으로 형성하는 것이 가능하다. 오일 밀봉체는 유닛 타입의 것일 수도있다.

Claims

강성 재료로 형성된 환상의 지지부(36)와,

상기 환상의 지지부에 의해 지지되는 치부 부착링(38)으로, 자기 입자가 분포된 비금속 재료를 구비하고, 상기 비금속 재료가 상기 환상의 지지부로부터 돌출하여 복수의 원주방향으로 간격을 두고 배치된 치부(40)를 형성하게 되어 있는 치부 부착링을 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 센서 링.
제1항에 있어서, 상기 비금속 형성 재료는 엘라스토머로 구성되는 것을 특징으로 하는 속도 센서 링.
제2항에 있어서, 상기 자기 입자는 Fe₃O₄로 구성되는 것을 특징으로 하는 속도 센서 링.
제1항에 있어서, 상기 각 치부는 모서리가 날카로운 사각형의 프로파일을 구비하는 것을 특징으로 하는 속도 센서 링.
제1항에 있어서, 상기 각 치부는 외측 연부와 2개의 평행한 측연부를 구비하며, 상기 외측 연부는 상기 측연부에 직교하는 것을 특징으로 하는 속도 센서 링.