KR100334336B1

KR100334336B1 - 전기 자동차용 가속기 모듈

Info

Publication number: KR100334336B1
Application number: KR1020000011492A
Authority: KR
Inventors: 다니엘제이. 대닉; 마리오 오리코
Original assignee: 토마스 더블유. 버크맨; 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2002-04-25
Also published as: CN1267073A; KR20010014542A; EP1037218A3; US6184776B1; JP2000312406A; CA2298735C; TW464882B; CN1112713C; CA2298735A1; EP1037218A2

Abstract

전기 자동차용 가속기 모듈(accelerator module)은 하우징 내에 장착된 인쇄 회로 기판 위에 형성된 가변 저항 요소 및 일정 저항 요소와 와이핑 맞물림(wiping engagement)을 위한 와이핑 요소가 장착된 선회 액추에이터를 구비한다. 통상적으로 오픈 상태인(normally open) 스위치 메커니즘이 또한 인쇄 회로 기판 상에 장착되며, 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘을 오픈 상태에서 클로우즈(close) 상태로 클로우즈되는 것을 지연시키기 위해서, 액추에이터가 전기 자동차의 가속 페달의 미리 정해진 눌림(depression) 정도에 상응하는 미리 설정된 거리만큼 움직일 때까지 스위치가 오픈 상태를 유지하도록, 액추에이터에는 스위치 메커니즘의 누름-버튼(push-button) 요소와 맞물리는, 스프링에 의해 편향되는 오버트래벌 플런저(overtravel plunger) 메커니즘이 제공된다.

Description

전기 자동차용 가속기 모듈{ACCELERATOR MODULE FOR ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 일반적으로 전기 스위치 및 상기 전기 스위치에 연계되어 사용되는 가변 전기 저항 메커니즘에 관한 것이며, 보다 상세하게는 전기 자동차와 관련하여 사용되는 가속기 모듈에 용이하게 병합될 수 있는 전기 스위치 및 가변 전기 저항 메커니즘에 관한 것이다.

본 특허 출원은 1996년 2월 16일 랜덜 엠. 크리펜(Randall M. Crippen) 등의 이름으로 출원되고 '전기 스위치와 가변 저항 모듈을 위한 방법 및 장치'라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 제 08/603,041호, 및 1997년 6월 18일 로버트 댐(Robert Dam) 등의 이름으로 출원되고 '가속기 모듈'이라는 명칭을 가지며, 현재 미국 특허 제 5,824,979호인 미국 특허 출원 번호 제 08/878,313호와 관련된 것이다.

전기 스위치 및 가변 전기 저항 메커니즘은 실제로, 작동 가능하게 결합된 가동 부재(movable member)의 움직임에 응답하여 위치 변화되면 이 위치 변화를 탐지하거나 결정하기 위해서, 그리고 이에 더하여, 상기와 같은 위치 변화를 나타내는 해당 전기 신호를 전기 컨트롤러에 제공하거나 발생시키기 위해서 많은 다양한 적용에서 이용된다. 상기와 같은 스위치 및 가변 전기 저항 메커니즘의 예시적인 이용은 전기 자동차의 가속 페달과 관련된 것인데, 상기 전기 자동차에서 가속 페달의 눌림에 의해, 가변 전기 저항 메커니즘은, 물론, 자동차 운전자가 원하는 가속 정도에 상응하는 가속 페달의 변위 또는 눌림에 비례하여 변화하는 전기 신호를 발생시킬 것이다.

가변 저항 메커니즘은, 전위차계(potentiometer) 또는 다른 유사한 가변 전기 저항 장치 또는 메커니즘에서 일반적인 것과 같이, 미리 설정된 움직임 범위에 걸쳐 행해지는 가동 부재의 변위 또는 움직임을 탐지하거나 결정할 수 있도록 가동 부재와 기계적으로 연결되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 시스템을 전기 자동차의 가속 페달과 연계하여 사용하는 경우에, 위에서 언급된 관련 미국 특허 출원 번호 제 08/603,041호는 가속 페달의 눌림 또는 변위에 응답하여 회전하도록 전위차계 샤프트가 가속 페달로부터 신장되는 암(arm) 또는 이와 유사한 것에 작동 가능하게 연결되어 있고, 전기 조립체의 인쇄 회로 기판 상에 배치된 일정 전기 저항 요소 또는 가변 전기 저항 요소에 대해서 와이핑 접촉(wiping contact)을 형성하기 위한 와이퍼 요소를 구동하는 레버(lever) 또는 액추에이터가 로터리 샤프트에 제공된 시스템을 개시한다.

위에서 언급된 시스템, 보다 구체적으로는 상기 관련 미국 특허 출원 번호 제 08/603,041호에 개시된 시스템이 본 특허 출원의 도 1과 도 2에 도시되어 있는데, 본 특허 출원의 상기 도 1과 도 2는 상기 관련 미국 특허 출원 번호 제 08/603,041호의 도면 중 도 1과 도 2에 일치하지만, 상기 관련 미국 특허 출원 번호 제 08/603,041호에 예시되고 개시된 시스템의 상세 사항과 설명은 아래에 아주 간략하게 기술될 것이며, 상기 시스템의 관련 구성 부분만이 도면 번호에 의해서 지칭되어 있는데, 이는 여기서 이후에 더욱 상세하게 기술되어질 본 특허 출원의 배경 목적과 본 발명의 상기 관련 시스템을 이해하는데 필요하기 때문이다. 보다 구체적으로, 참조된 시스템은 전체적으로 도면 번호 10으로 지칭되며, 하우징(100) 내에 배치된 통상적으로 오픈(open) 상태인 스위치(20), 및 일정 전기 저항 요소(32)와 가변 전기 저항 요소(34)가 배치되며 역시 하우징(100) 내에 배치된 인쇄 회로 기판(300)을 포함한다. 일정 전기 저항 요소(32)와 가변 전기 저항 요소(34)를 와이핑 맞물림이 이루어지도록 하기 위해 와이퍼 요소(420)가 장착되는 액추에이터 몸체 부재(220)는 슬리브 부분(230)에 의해서 회전 가능 샤프트(60) 상에 고정되게 장착된 결과 하우징(100) 내에 선회 가능하게 배치된다. 액추에이터 몸체 부재(220)의 슬리브 부분(230)은 칼라(70) 및 세트 나사(74)에 의해서 샤프트(60) 상에 또는 샤프트(60)에 대해서 축 방향으로 또는 길이 방향으로 고정되는데, 세트 나사(74)는 샤프트(60)와 맞물리기 위해서 칼라(70) 내에 한정된 나사산을 갖는 보어(72)를 통과하여 뻗어있다. 물론, 샤프트(60)는 도시되지는 않은 가동 부재 또는 가속 페달에 작동 가능하게 결합된다. 토션 스프링(torsional spring)(170)은 액추에이터 몸체 부재(220)가 통상적으로 오픈 상태인 스위치(20)의 액추에이터 누름-버튼(22)에 수직하게 맞물리도록 도 1에 도시된 위치 쪽으로 액추에이터 몸체 부재(220)를 편향시킨다.

위에서 언급된 시스템이 예를 들면, 관련 전기 자동차의 가속 모드 요구 조건을 적절하게 제어하도록 신뢰할 만한 방법으로 시스템의 작동 목적을 달성한다는 점에서 작동적인 측면에서 실제로 상당히 만족스럽다는 것이 증명되었지만, 특히 전기 자동차의 작동과 관련하여, 종종, 전기 동력이 실제로 발생되고 자동차의 구동 트레인(train)으로 전달 또는 전송되기 이전에, 자동차 운전자에 의해서 가속 페달이 미리 설정된 정도로 제한적으로 이동되거나 눌려지는 것이 허용되는 것이 바람직하다. 다른 작동 관점에서 고려해 볼 때, 자동차 구동 트레인으로의 실제 전기 동력의 전달 또는 전송이, 자동차 운전자에 의해 가속 페달이 미리 설정된 정도의 변위, 움직임, 또는 눌려짐이 이루어진 후 미리 설정된 시간 동안 효과적으로 지연되는 것이 바람직한데, 상기 미리 설정된 정도의 지연된 동력 전달 시간은 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘의 클로우즈 이전에 인쇄 회로 기판의 일정 전기 저항 요소와 가변 전기 저항 요소에 대해서 액추에이터 몸체 부재 및 액추에이터 몸체 부재 위에서 구동되는 와이퍼 요소의 상응하는 미리 설정된 정도의 선회 또는 아치형상의 움직임(arcuate movement) 또는 변위를 또한 달성한다. 상기와 같은 작동 모드를 달성해야 하는 여러 가지 이유가 있다. 첫째로, 상기 작동 모드는, 자동차 운전자에 의해서 자동차의 가속 페달이 눌려질 때, 어떠한 미리 설정된 지연 없이 전기 동력이 순간적으로 자동차 구동 트레인으로 전송 또는 전달될 경우 발생할 수 있는 자동차의 임의의 갑작스런 "흔들림 현상(lurching)"을 정지 조건 또는 정지 상태로부터 자동차가 처음에 움직일 때, 효과적으로 제한한다. 조금 다른 관점에서 보면, 상기와 같은 지연 또는 작동 메커니즘을 자동차에 병합시키는 것에 의해 실제로 안전 특성을 가지고 이로써 그저 자동차 페달의 우연한 또는 제한적인 접촉 또는 눌림의 결과로 뜻하지 않게 자동차가 정지 위치 또는 정지 조건으로부터 가속 또는 움직임이 발생하지 않게 한다. 둘째로, 상기 작동 모드는 인간 환경 공학 관점에서 바람직하다. 셋째로, 상기 작동 모드는 전압 신호 출력 레벨을 자동차 가속 페달의 움직임 또는 눌림의 함수로 조절 가능하도록 하며, 그리고 이에 더해서, 또는 넷째로, 상기 작동 모드 또는 상기와 같은 지연 또는 작동 메커니즘의 이용에 의해 시스템이 다른 기본 스위치 메커니즘 또는 조립체와 연계되어 작동되게 하도록, 페달의 이동, 움직임, 또는 눌림이 조절되거나 보정되게 한다.

앞의 내용에 더해서, 가속 페달이 갑작스럽게 또는 신속하게 해제되고 이로써 토션 스프링의 편향 작용에 의해 실질적으로 신속하게 액추에이터 몸체 부재가 초기 위치로 되돌아가서 스위치 메커니즘의 누름-버튼 요소와 맞물림 상태가 되면, 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘이 충격력 또는 충돌력(shock or impact force)을 받게 되거나 겪게 되는 현상이 때때로 발생한다. 상기와 같은 상황에서, 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘은 파손, 손상, 뒤틀림 및 이와 유사한 현상을 당하거나 겪게되며, 그리고 유사한 방법으로, 스위치 메커니즘을 인쇄 회로 기판 상에 고정시키는 솔더 부분에 응력이 마찬가지로 가해진다.

그래서 당 분야에 전기 자동차용의 새롭고 개선된 가속기 모듈에 대한 필요성이 존재하게 되는데, 이러한 상기 가속기 모듈에는 자동차의 가속 페달과 이 가속 페달에 작동 가능하게 연결된 액추에이터 몸체 부재가 초기 변위 또는 움직임을 가질 수 있으며 이로써 초기 정지 조건 또는 상태로부터 전기 자동차의 가속 움직임이 원하는 가속 곡선을 따라서 안전한 방법으로 행해질 수 있는 미리 설정된 양의 시간 동안 전기 자동차 구동 트레인으로의 전기 동력의 전달이 효과적으로 지연되며, 스위치 메커니즘과 인쇄 회로 기판 상의 스위치 메커니즘 장착 조인트에 가해지는 충돌력, 충격력 및 응력이 효과적으로 제거되거나 또는 실질적으로 감소될 수 있는 가변 저항 제어 메커니즘, 조립체 또는 구조가 병합되어 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 전기 자동차용의 새롭고 개선된 가속기 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공지된 전기 자동차 가속기 모듈의 특징이 되는 다양한 결점과 불리한 점을 극복하는, 전기 자동차용의 새롭고 개선된 가속기 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가속기 모듈의 액추에이터 몸체 부재 상에 지연 메커니즘을 병합한 결과 자동차 가속 페달이 미리 설정된 거리 만큼 눌러져서 변위되거나 움직이고 난 후 미리 설정된 시간 만큼 자동차 구동 트레인으로의 전기 동력의 전달이 효과적으로 지연되는, 전기 자동차용의 새롭고 개선된 가속기 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 가속기 모듈의 액추에이터 몸체 부재의 지연 메커니즘이 가속기 모듈의 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘을 위한 충격 흡수 및 충돌 보호를 제공하도록 또한 기능할 수 있는, 전기 자동차용의 새롭고 개선된 가속기 모듈을 제공하는 것이다.

앞에 기술된 목적과 다른 목적은 전기 자동차용의 새롭고 개선된 가속기 모듈의 제공에 의해 본 발명의 가르침에 따라서 성취되는데, 위에서 언급된 미국 특허 출원 번호 제 08/603,041호에 개시된 가속기 모듈의 경우에서와 같이, 액추에이터 몸체 부재는 가속 페달 입력 샤프트 상에 선회 가능하게 장착되며, 액추에이터 몸체 부재는 인쇄 회로 기판 상에 만들어진 가변 저항 요소와 일정 저항 요소를 와이핑 맞물림이 이루어지도록 하기 위해 액추에이터 몸체 부재 상에 장착된 와이핑 요소로 이루어진 와이퍼 메커니즘을 구비하지만, 자동차 가속 페달이 눌려지지 않을 때 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘과 직접 맞물리는 액추에이터 몸체 부재의 비 선회적인(non-pivotal), 말단(distal) 단부 부분 대신에, 본 발명의 액추에이터 몸체 부재에는 자동차 가속 페달의 눌림 또는 눌리지 않음의 결과에 따라 액추에이터 몸체 부재의 배치에 따라 달라지는 두 개의 극단 위치 사이에서 움직일 수 있는 스프링에 의해 편향되는 플런저(plunger) 메커니즘이 제공된다.

앞에 기술된 구조와 시스템의 결과로서, 자동차 가속 페달이 초기에 눌려질 때, 자동차 구동 트레인으로 전기 동력의 전달을 시작하도록 액추에이터 몸체 부재의 와이핑 메커니즘이 인쇄 회로 기판 상에 형성된 일정 전기 저항 요소와 가변 전기 저항 요소의 와이핑 맞물림을 시작하도록 액추에이터 몸체 부재가 우선적으로 회전 또는 선회되지만, 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘이 통상적으로 '오픈' 상태를 유지하도록 스프링에 의해 편향되는 플런저 메커니즘이 플런저 메커니즘 코일 스프링의 편향 작용에 의해서 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘의 스위치 버튼과 맞물림 상태가 유지되며, 이로써 가속 페달, 및 이 가속 페달에 작동 가능하게 결합된 액추에이터 몸체 부재가 미리 설정된 거리 만큼 선회되게 움직이거나 변위가 일어날 때까지 자동차 구동 트레인으로 전기 동력의 실제 전달이 지연되며, 상기 변위가 일어나는 시간에 스프링에 의해 편향되는 플런저 메커니즘이 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘의 스위치 버튼으로부터 물리적으로 분리되며 이에 따라 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘이 이제 클로우즈 상태로 배치되며, 전기 동력이 실제로 자동차 구동 트레인으로 전달될 수 있다.

위에서 언급된 구조의 결과, 전기 자동차의 원하는 가속 곡선이 확실한 방법으로 달성될 수 있다. 게다가, 스프링에 의해 편향되는 플런저 메커니즘이 스위치 메커니즘과 액추에이터 몸체 부재의 사이에 개재(interposition)된다는 측면에서, 액추에이터 몸체 부재가 토션 스프링의 편향 작용에 의해서 초기 상태로 신속하게 되돌아갈 때, 예컨대, 자동차 운전자가 가속 페달을 눌려진 상태에서 갑작스럽게 해제시킬 때, 스프링에 의해 편향되는 플런저 메커니즘은 스위치 메커니즘에 가해질 수 있는 어떠한 충격력 또는 충돌력도 흡수하며, 이로써 스위치 메커니즘과 인쇄 회로 기판 상의 스위치 메커니즘의 장착부에 심각한 손상 또는 이에 가해지는 응력을 제거하거나 실질적으로 감소시킨다.

본 발명의 다양한 다른 목적, 특징, 및 부수적인 이점은 몇 개의 도면에 걸쳐서 유사한 도면 번호가 유사하거나 상응하는 부분을 지칭하는 첨부된 도면과 연계되어 고려될 때 다음의 상세한 설명으로부터 보다 온전하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 관련 미국 특허 출원 번호 제 08/603,041호에 기술된 바와 같은 발명의 가르침과 원리에 따라 구성되고, 하우징 섹션의 일 단면이 제거되어 있으며, 상호 작용 부분을 도시하며, 본 발명의 새롭고 개선된 액추에이터 몸체 부재를 병합(incorporate)할 수 있는 전기 자동차의 가속기 모듈을 도시하는 정면도.

도 2는 도 1의 2-2 선을 따라 취해진 도 1에 도시된 가속기 모듈을 도시하는 횡단면도.

도 3은 본 발명의 원리와 가르침에 따라 제작되고, 도 1의 가속기 모듈에 병합될 수 있는, 새롭고 개선된 액추에이터 몸체 부재를 도시하는 정면도.

도 4는 도 3의 새롭고 개선된 액추에이터 몸체 부재와 결합되어 사용되는 플런저 메커니즘을 도시하는 정면도.

도 5는 도 4의 5-5 선을 따라 취해진, 도 4의 플런저 메커니즘을 도시하는 횡단면도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 참조를 위한 시스템

20 : 통상적으로 오픈 상태인 스위치(메커니즘)

22 : 누름-버튼(push-button) 32 : 일정 저항 요소

34 : 가변 저항 요소 60 : 회전 가능 샤프트

70 : 칼라 72 : 나사산을 갖는 보어

74 : 세트 나사 100 : 하우징

170 : 토션(torsion) 스프링 220, 520 : 액추에이터 몸체 부재

230 : 슬리브(sleeve) 부분 300 : 인쇄 회로 기판

500 : 액추에이터 522 : 허브(hub) 부분

524 : 말단(distal) 단부 부분 540 : 와이퍼 부재

542 : 와이핑 요소 544 : 지지 브래킷(bracket) 섹션

546 : 지지(support) 암 548 : 립(lip) 부분

550 : 플런저 메커니즘 552 : 플런저 메커니즘 하우징

554 : 전방(front) 벽 부분 556 : 측벽(side wall)

558 : 로드(rod)/바(bar) 558' : 로드/바의 점선 위치

560 : 환형의 리세스 부분 562 : 주변 모서리/립

564 : 보스(boss) 부분 566 : 코일 스프링

568 : 원형 보스 부분 570 : 리세스 영역

이제 도면, 보다 구체적으로 도 3을 참조하면, 본 발명의 원리 및 가르침에 따라 구성된, 새롭고 개선된 액추에이터가 도 1과 도 2에 개시된 액추에이터와 대체로 유사하게 개시되어 있으며, 전체적으로 도면 번호 500으로 지칭되어 있으며, 도 1과 도 2에 개시된 액추에이터의 상응하는 구성 부분과 유사한 상기 액추에이터의 구성 부분은 도 5에 지칭된 도면 번호가 500번 대(500 series)인 것을 제외하고 상응하는 도면 번호에 의해서 지칭되어 있다.

보다 구체적으로, 액추에이터(500)는 액추에이터 몸체 부재(520)를 포함하며, 액추에이터 몸체 부재(520)는 도 1에 개시된 가속기 모듈의 하우징(100)과 유사한 하우징 내에 회전 가능하게 또는 선회 가능하게 배치되기에 적합하게 되어있고, 도 2에 도시된 가속기 모듈의 샤프트(60)와 유사한 커넥팅 샤프트 또는 이와 유사한 수단에 의해, 도시되지 않은 전기 자동차의, 역시 도시되지 않은 가속 페달에 작동 가능하게 결합하기에 적합하게 되어있는 허브(hub) 부분(522)을 포함한다. 스위치 메커니즘이 통상적으로 오픈 상태로 유지되도록 하기 위해서, 도 1의 가속기 모듈의 토션 스프링(170)과 유사한 토션 스프링은 액추에이터 몸체 부재(520)의 말단 단부 부분(524)이, 도 1의 가속기 모듈의 스위치 메커니즘(20)과 유사한 스위치 메커니즘의 누름 버튼 요소(22)와 유사한, 누름 버튼 요소와 수직으로 맞물리는 수직 위치(normal position) 쪽으로 상기 액추에이터(500)를 편향시키기 위해서 허브 부분(522)에 작동 가능하게 결합되기에 적합하게 되어 있다.

와이핑 요소(542, 542)가 도 1의 일정 전기 저항 요소(32)와 가변 전기 저항 요소(34)와 유사한 일정 전기 저항 요소와 가변 전기 저항 요소를 맞물릴 수 있도록 한 쌍의 와이핑 요소(542, 542)를 포함하는 와이퍼 부재(540)가 액추에이터 몸체 부재(520)의 말단 단부 부분(524) 상에 고정되게 장착되는데, 상기 일정 전기 저항 요소 및 가변 전기 저항 요소는 도 1의 인쇄 회로 기판(300)과 유사한 상응하는 인쇄 회로 기판 상에 장착된다. 본 발명 및 액추에이터(500)를 포함하는 가속기 모듈의 기본 작동 모드는, 이제 좀 더 상세히 논의될 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘의 지연된 클로우즈 과정 및 자동차 구동 트레인으로 전기 동력의 상응하는 지연된 전달과 관련하여 이후에 이어지는 바를 제외하고, 위에서 언급된 미국 특허 출원 번호 제 08/603,041호에 개시된 것과 본질적으로 동일하며, 상기 특허 출원의 작동 모드는 참고로 여기에 병합되어 있다.

이제 도 3에 대해서 참조가 이루어지며, 액추에이터 몸체 부재(520)의 말단 단부 부분(524)에 지지 브래킷(bracket) 섹션(544)이 제공되는데, 상기 지지 브래킷 섹션으로부터 한 쌍의 수직으로 일정 간격 떨어진 지지(support) 암(546)이 외팔보(cantilever)와 같이 상기 지지 브래킷 섹션에 대해서 외측으로 및 횡방향으로 돌출해 있다. 보다 구체적으로, 각각의 지지 암(546)은 액추에이터 몸체 부재(520)의 말단 단부 부분(524)의 브래킷 섹션(544)과 일체형으로 이루어진 제 1 근접(proximal) 단부, 및 그 목적이 이후에 논의될 립(lip) 부분(548)이 제공된 제 2 말단 단부를 구비한다. 지지 암(546, 546)의 외팔보 구조 및 적합한 열가소성 재료에 의한 액추에이터(500)의 제작 결과, 각각의 지지 암(546, 546)은 탄성적으로 유연하다.

이제 도 4 및 도 5에 대해서 추가적인 참고가 이루어지는데, 스프링에 의해 편향되는 플런저 또는 오버-트래벌(over-travel) 메커니즘은 상기 플런저 메커니즘이 액추에이터(500)의 말단 단부 부분(524)과 본 발명의 가속기 모듈의 통상적으로 오픈 상태인 스위치의 누름 버튼 요소의 사이에 개재하도록 액추에이터(500)의 지지 암(546, 546) 상에 장착되기에 적합하게 되어 있으며, 상기 통상적으로 오픈 상태인 스위치는 도 1에 도시된 스위치(20)와 유사하다. 보다 구체적으로 본 발명의 플런저 메커니즘은 전체적으로 도면 번호 550으로 지칭되며, 실질적으로 H-형상의 하우징(552)을 포함하는 것으로 도시된다.

하우징(552)은 전방 벽 부분(554)과, 상기 전방 벽 부분(554)과 일체형으로 이루어지며 후측으로 연장되는 한 쌍의 대향되게 배치된 측벽(556, 556)을 포함한다. 수직으로 일정 간격 떨어지고, 횡방향으로 배치된 한 쌍의 로드 또는 바(bar)(558, 558)가 대향되게 배치된 측벽(556, 556)과 일체형으로 이루어지며, 그 사이에서 걸쳐있다. 전방 벽 부분(554)의 후측으로 배치된 표면에는, 도 5에 가장 잘 도시된 환형의 리세스(recess) 부분(560)이 제공되며, 상기 환형의 리세스 부분(560)은 다시 환형의, 반경 방향 외측의 주변 에지 또는 립(lip)(562)과 환형의, 반경 방향 내측의 보스(boss) 부분(564)을 한정한다. 다시 도 3을 특히 참조하면, 하우징(552)의 전방 벽 부분(554)의 앞에 기술된 구조는 코일 스프링(566)의 일 단부를 안착시키는 기능을 하며, 반면 코일 스프링(566)의 반대편 단부는 수직으로 일정 간격 떨어진 지지 암(546, 546)의 사이에서 액추에이터 몸체 부재(520)의 말단 단부 부분(524)의 브래킷 섹션(544) 상에 형성된 원형의 보스 부분(568) 주위에 안착된다는 것이 이해될 것이다.

초기에 암(546, 546)의 각각의 립 부분(548, 548)과 맞물리는 플런저 메커니즘(550)의 횡방향으로 뻗어있는 로드 또는 바(558, 558)에 의해서 플런저 메커니즘(550)이 액추에이터 몸체 부재(520)의 지지 암(546, 546) 상에 용이하게 장착되며, 이로써 위에서 언급된 암(546, 546)의 탄성적인 유연성과 함께, 암(546, 546)의 립 부분(548, 548)의 모서리가 다듬어진 형상에 의해서, 플런저 메커니즘(550)의 로드 또는 바(558, 558)가 실제로 암(546, 546)의 립 부분(548, 548)의 위로 찰칵 끼워질 수 있도록 암(546, 546)은 실제로 서로를 향해서 내측으로 압축될 수 있으며, 이에 따라 암(546, 546)은 플런저 메커니즘(550)을 도 3에 도시된 위치에서 유지시키도록 다시 외측으로 펴질 수 있다는 것이 추가적으로 이해될 것이다. 코일 스프링(566)은 물론, 도시되지 않은 자동차의 가속 페달 링크(linkage) 시스템에 의해서 액추에이터 몸체 부재(520)가 화살표 CW에 의해 지칭된 바와 같이 시계 방향으로 회전하거나 선회할 때, 및 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘이 클로우즈 상태로 움직이고 이로써 자동차의 구동 트레인에 전기 동력을 공급하는 것을 허용하도록 플런저 메커니즘(550)이 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘의 누름 버튼 요소로부터 분리되고 난 후에, 플런저 메커니즘 하우징(552)을 액추에이터 몸체 부재(520)의 말단 단부 부분(524)과 액추에이터 몸체 부재(520)의 브래킷 섹션(544)에 대해서 각각 도 3에 도시된 확장된 위치 쪽으로 편향시키고 이 위치에서 유지하는 기능을 한다.

반대의 작동 모드에서, 자동차의 가속 페달이 더 이상 눌려지지 않고, 또한 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘을 클로우즈 위치 또는 상태로부터 원래의 통상적인 오픈 상태로 다시 되돌아가도록 플런저 메커니즘 하우징(552)의 전방 벽 부분(554)이 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘의 누름-버튼 요소와 맞물려지고 난 후에, 도 1에 도시된 토션 스프링(170)과 유사한 토션 스프링의 작용에 의해서 액추에이터 몸체 부재(520)가 화살표 CCW로 지칭된 반시계 방향으로 회전 또는 선회함에 따라 코일 스프링(566)이 축 방향으로 압축되었을 때, 플런저 메커니즘 하우징(552)은 액추에이터 몸체 부재(520)의 말단 단부 부분(524)의 브래킷 섹션(544) 쪽으로 움직이며, 또한 코일 스프링(566)의 편향에 대항해서 도면 번호 558'으로 지칭된 점선 위치(dotted line position)에 이를 수 있거나 이 위치에서 유지되기에 적합하게 되어 있다. 액추에이터 몸체 부재(520)의 말단 단부 부분(524)의 브래킷 섹션(544)에는 플런저 메커니즘(550)이 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘의 누름-버튼 요소와 맞물려질 때 플런저 메커니즘 하우징(552)의 횡방향으로 배치된 로드 또는 바(558, 558)를 수용하기 위한 한 쌍의 리세스 영역(570, 570)이 제공된다는 것이 인지된다. 플런저 메커니즘(550)이 액추에이터(500)를 반시계 방향(CCW)으로 편향시키는 토션 스프링의 작용에 의해서 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘과 맞물릴 때, 플런저 메커니즘 하우징(552)의 스프링에 의한-편향 구조는 또한 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘에 해롭게 가해질 수 있는 충격력 또는 충돌력을 흡수하는 기능을 한다는 것을 또한 인지할 수 있을 것이다.

본 발명의 스프링에 의해 편향되는 플런저 메커니즘(550)의 작동과 중요성은 쉽사리 자명하게 될 수 있지만, 상기 작동의 간략한 설명과 중요성이 이제 제공될 것이다. 본 발명의 목적은 스위치 메커니즘의 클로우즈 및 전기 자동차 구동 트레인으로 전기 동력의 전달 이전에, 액추에이터(500)가 위에서 언급된 방법으로 작동 가능하게 결합되어 있는 자동차 가속 페달의 눌림의 결과로, 액추에이터(500)가 먼저 시계 방향(CW)으로 미리 설정된 정도 즉 각 범위(angular extent) 만큼 움직이도록 허용하는 것이라는 것을 상기할 수 있을 것이다. 다른 또는 반대의 관점에서 생각해 보면, 자동차 구동 트레인으로 전기 동력의 전달은 액추에이터(500)가 자동차 가속 페달의 눌림에 상응하는 미리 설정된 정도의 회전 또는 선회 변위 또는 이동 할 때까지 효과적으로 지연될 수 있다. 이와 같은 방법으로, 자동차의 갑작스런 "흔들림" 가속이 사실상 효과적으로 제한된다.

따라서, 도 3의 액추에이터(500)가 실제로 하우징(100)에 삽입되고 도 1의 액추에이터(220)를 대체하며, 그리고 예를 들면, 자동차 가속 페달이 눌려지지 않거나 이전의 눌려진 상태로부터 해제될 때와 같은 경우에 액추에이터(500)가 토션 스프링(170)의 편향 작용에 의해서 반시계 방향(CCW)으로 회전되게 또는 선회되게 움직일 때, 실제로 스위치 메커니즘(20)을 오픈 상태로 위치시키기 위해서 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘(550)의 전방 벽 부분(554)은 먼저 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘(20)의 누름-버튼 요소(22)와 맞물려지고, 상기 누름-버튼 요소를 누르거나 또는 작동시킬 것이다.

하지만, 액추에이터(500)에 작용하는 토션 스프링(170)의 편향 작용 때문에, 도 3에 도시되는 바와 같이 축 A를 따라 실질적으로 직선 또는 축 방향으로 지지 암(546, 546) 상에 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘 하우징(552)을 움직일 수 있게 장착하는 것과, 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘(550)의 전방 벽 부분(554)과 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘(20)의 누름-버튼 요소(22)의 맞물림, 즉 토션 스프링(170)의 편향 작용에 의한 반시계 방향(CCW)으로의 액추에이터(500)의 연속된 아치형상의 움직임은 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘 하우징(552)의 연속된 움직임을 야기하며, 이로써 바 또는 로드(558, 558)가 액추에이터 브래킷 섹션(544)의 지지 암(546, 546)을 따라서 슬라이딩하거나 움직이며, 점선 위치(558', 558')에 이르도록 코일 스프링(566)의 편향 작용력에 대항해서, 상기 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘(552)은 도 3에 예시된 최 좌측의 확장된 위치에서 최 우측의 눌려진 위치로 이동하게 된다. 통상적으로 오픈 상태인 스위치(20)의 누름-버튼 요소(22)는 물론 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘 하우징(552)의 전방 벽 부분(554)에 의해서 맞물려진 상태로 유지되며, 그 결과, 통상적으로 오픈 상태인 스위치(20)는 통상적으로 오픈 상태로 유지된다.

자동차의 가속 페달이 다시 눌려지고 액추에이터(500)가 시계 방향(CW)으로 회전되게 또는 선회되게 움직일 때, 액추에이터의 말단 단부 부분(524)은 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘(20)으로부터 멀어지는 아치형상의 움직임을 일으키며, 동시에 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘 하우징(552)은 코일 스프링(566)의 편향 작용에 의해서, 로드 또는 바가 점선 위치(558', 558')에 도시되는 최 우측의 눌려진 위치에서 도 3에 실선으로 도시된 최 좌측의 확장된 위치 쪽으로 움직이기 시작할 것이다. 하지만, 상기 시간에 또는 상기와 같은 움직임이 발생하는 동안에, 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘 하우징(552)의 전방 벽 부분(554)은 코일 스프링(566)의 편향 작용에 의해서 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘(20)의 누름-버튼 요소(22)와 맞물림 상태가 유지되며, 이로써 스위치 메커니즘(20)은 오픈 상태에서 유지된다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 하지만, 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘 하우징(552)이 도 3에 예시된 완전히 확장된 위치에 이르고 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘(20)의 누름-버튼 요소(22)로부터 맞물림이 해제되는 때에, 액추에이터(500)가 상응하는 각 변위(angular displacement) 위치에 이르는 미리 설정된 범위까지 자동차의 가속 페달이 더 눌려지게 되면, 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘(20)은 클로우즈 상태에 이르게 되며, 전기 동력이 자동차의 구동 트레인으로 전달될 것이다.

그래서, 본 발명의 가르침과 원리에 따르면, 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘(550)을 자동차 가속기 모듈의 스위치 작동 시스템에 병합한 결과, 전기 동력이 실제로 자동차의 구동 트레인으로 전달되기 이전에 자동차의 가속 페달이 눌려지고 미리 설정된 정도의 움직임 또는 변위를 갖는 것이 허용된다는 것을 알 수 있을 것이다. 반대의 관점에서 고려해 보면, 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘(550)을 전기 자동차 가속기 모듈의 스위치 작동 시스템에 병합함으로써, 자동차 구동 트레인으로 전기 동력의 전달은 가속 페달이 미리 설정된 정도(degree)로 눌려질 때까지 미리 설정된 양의 시간만큼 지연된다. 게다가, 코일 스프링(566)의 편향 작용에 의해 플런저 또는 오버-트래벌 메커니즘(550)을 액추에이터(500) 상에 움직일 수 있게 장착하는 것은, 자동차의 가속 페달이 더 이상 눌려지지 않거나 눌려진 상태가 해제될 때 토션 스프링(170)의 작용에 의해서 액추에이터(500)가 정상 위치로 되돌아갈 때, 스위치 메커니즘(20) 자체와 인쇄 회로 기판(300) 상의 스위치 메커니즘의 장착부 뿐만 아니라 통상적으로 오픈 상태인 스위치 메커니즘(20)의 누름-버튼 요소(22)에 가해질 수 있는 충격력 또는 충돌력을 약화시키거나 흡수하는 기능을 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은, 자동차 운전자에 의해서 자동차의 가속 페달이 눌려질 때, 전기 동력이 순간적으로 자동차 구동 트레인으로 전송 또는 전달되는 경우 발생할 수 있는 자동차의 임의의 갑작스런 "흔들림 현상"을 정지 조건 또는 정지 상태로부터 자동차가 처음에 움직일 때, 효과적으로 제한하고, 액추에이터 몸체 부재가 토션 스프링의 편향 작용에 의해서 초기 상태로 신속하게 되돌아갈 때, 예컨대 자동차 운전자가 가속 페달을 눌려진 상태에서 갑작스럽게 해제시킬 때, 스프링에 의해 편향되는 플런저 메커니즘은 스위치 메커니즘에 가해질 수 있는 충격력 또는 충돌력을 흡수하며, 이로써 스위치 메커니즘과 인쇄 회로 기판 상의 스위치 메커니즘의 장착부에 심각한 손상 또는 이에 가해지는 응력을 제거하거나 실질적으로 감소시키는 등의 효과가 있다.자명하게, 본 발명의 많은 변경과 변형이 위에 설명된 가르침에 비추어 가능하다. 그래서, 첨부된 청구 범위의 사상 내에서, 본 발명은 여기서 특별하게 설명되지 않은 것도 실시될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims

전기 스위치를 작동시키고 전기 동력을 제어하는데 사용할 수 있는 가변 전기 저항을 제공하는 장치에 있어서,

하우징과,

상기 하우징 내에 배치되고 오픈(open) 상태와 클로우즈(closed) 상태를 가진 전기 스위치와,

몸체 부재(body member)와, 상기 하우징 내의 선회 축을 한정하는 원통형의 슬리브 부재를 포함하는 액추에이터(actuator)로서, 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재는 상기 하우징에 대해서 상기 원통형의 슬리브 부재의 상기 축의 둘레로 선회 가능하게 장착되는, 상기 액추에이터와,

상기 전기 스위치를 상기 오픈 상태로 배치시키기 위해서 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재가 상기 전기 스위치와 맞물리는 초기 위치 쪽으로 상기 액추에이터를 편향시키기 위한 스프링 수단으로서, 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재가 상기 전기 스위치로부터 맞물림이 해제되며 이로써 상기 전기 스위치가 상기 오픈 상태로부터 상기 클로우즈 상태로 변할 수 있게 하기 위해서 이동 가능한 부재에 의한 상기 액추에이터의 움직임에 응답하여 상기 스프링 수단의 편향 작용력에 대항해서 상기 전기 스위치로부터 멀어지게 상기 몸체 부재의 선회운동을 허용하는 상기 스프링 수단과,

상기 하우징 내에 배치된 가변 전기 저항체(resistor)와,

상기 액추에이터의 상기 몸체 부재 상에 장착된 도전성 와이퍼(electrically conductive wiper)로서, 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재가 상기 스프링 수단의 편향 작용력에 대항해서 상기 전기 스위치로부터 멀어지게 선회될 때, 가변 전기 저항이 상기 가변 전기 저항체를 따라 상기 도전성 와이퍼의 위치(disposition)의 함수로 전개되도록 상기 하우징 내에 배치된 상기 가변 전기 저항체와 접촉하게 배치된, 상기 도전성 와이퍼와,

상기 액추에이터의 상기 몸체 부재 및 상기 전기 스위치중 하나에 이동 가능하게 장착된 수단으로서, 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재가 상기 전기 스위치로부터 미리 설정된 거리만큼 멀리 움직일 때까지 상기 전기 스위치가 상기 '오픈' 상태를 유지하기 위해, 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재가 상기 전기 스위치로부터 작동적으로 맞물림이 해제되기 이전에, 상기 스프링 수단의 편향 작용력에 대항해서 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재가 상기 전기 스위치로부터 미리 설정된 거리만큼 멀리 움직이게 하고, 또한 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재가 상기 전기 스위치로부터 상기 미리 설정된 거리만큼 멀리 움직이고 난 후에만 상기 전기 스위치가 상기 '오픈' 상태로부터 상기 '클로우즈' 상태로 변화되고, 이로써 상기 가변 전기 저항을 제공하게 하는 상기 수단을

포함하는, 전기 스위치를 작동시키고 전기 동력을 제어하는데 사용할 수 있는 가변 전기 저항을 제공하는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재 및 상기 전기 스위치중 하나에 이동 가능하게 장착된 상기 수단은 스프링에 의해 편향되는(spring-biased) 플런저 오버트래벌(plunger overtravel) 메커니즘을 포함하는, 전기 스위치를 작동시키고 전기 동력을 제어하는데 사용할 수 있는 가변 전기 저항을 제공하는 장치.
제 2항에 있어서, 상기 스프링에 의해 편향되는 플런저 오버트래벌 메커니즘은 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재 상에 장착되는, 전기 스위치를 작동시키고 전기 동력을 제어하는데 사용할 수 있는 가변 전기 저항을 제공하는 장치.
제 3항에 있어서, 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재는 상기 스프링에 의해 편향되는 플런저 오버트래벌 메커니즘이 장착되는 한 쌍의 브래킷(bracket) 지지 암을 포함하는, 전기 스위치를 작동시키고 전기 동력을 제어하는데 사용할 수 있는 가변 전기 저항을 제공하는 장치.
제 4항에 있어서, 상기 스프링에 의해 편향되는 플런저 오버트래벌 메커니즘은, 상기 전기 스위치와 맞물리기 위한 전방 벽 부분, 상기 전방 벽 부분과 일체형으로 이루어진 한 쌍의 대향되게 배치되는 측벽(side wall)과, 상기 대향되게 배치된 측벽을 서로 연결하며 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재의 상기 브래킷 지지 암 상에 장착된 한 쌍의 횡방향으로 배치된 로드(rod)를 포함하는 실질적으로 H-형상의 하우징; 및

상기 액추에이터의 상기 몸체 부재가 상기 미리 설정된 거리만큼 상기 전기 스위치로부터 멀리 움직여서 상기 전기 스위치로부터 작동적으로 맞물림을 해제시킬 때까지 상기 하우징을 상기 전기 스위치 쪽으로 편향시키고 상기 하우징의 상기 전방 벽 부분을 상기 전기 스위치와 맞물린 상태로 유지시키기 위해 상기 액추에이터의 상기 몸체 부재와 상기 하우징의 상기 전방 벽 부분 사이에 개재(interpose)되는 스프링 수단을 포함하는, 전기 스위치를 작동시키고 전기 동력을 제어하는데 사용할 수 있는 가변 전기 저항을 제공하는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 가변 전기 저항체는 가변 저항 요소와 일정 저항 요소를 포함하며,

상기 도전성 와이퍼는 상기 가변 저항 요소와 상기 일정 저항 요소 사이에 전기 접속을 형성하기 위해서 상기 가변 저항 요소와 접촉 상태로 배치된 제 1 세트의 도전성 뾰족부(prong)와, 상기 일정 저항 요소와 접촉 상태로 배치된 제 2 세트의 도전성 뾰족부를 포함하는, 전기 스위치를 작동시키고 전기 동력을 제어하는데 사용할 수 있는 가변 전기 저항을 제공하는 장치.
제 6항에 있어서, 상기 가변 저항 요소와 상기 일정 저항 요소 모두는 도전성 잉크 합성물(conductive ink composition)을 포함하는, 전기 스위치를 작동시키고 전기 동력을 제어하는데 사용할 수 있는 가변 전기 저항을 제공하는 장치.