KR100527767B1 - 조향휠 복원 제동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조향휠 복원 제동장치는, 차체에 고정되는 상판과; 상기 상판으로부터 아래쪽으로 돌출 형성된 가이드바와; 상기 가이드바에 끼워진 상태에서 상하 이동이 가능함과 더불어 선회가 가능하며 그 하부에는 제1클러치기어가 형성된 하판과; 상기 상판과 하판에 양단이 각각 고정되어 외부로부터 전류가 공급되면 인장되어 하판을 아래쪽으로 이동시키는 형상기억합금 스프링과; 조향휠축에 일체로 형성되는 제1기어와; 상기 제1기어에 맞물려 회전하며 그 중앙부에는 상기 하판이 아래쪽으로 이동될 때 제1클러치기어와 치합되는 제2클러치기어가 형성된 제2기어 및; 상기 형상기억합금스프링에 전류를 공급하여 형상기억합금스프링을 인장시키는 스프링구동장치를 포함하여 구성되어, 차량의 회전이 끝난 후 조향휠이 원점으로 복원될 때 운전자의 별도 조작 없이도 조향휠이 원점에 정확하게 멈출 수 있도록 한다.

Description

조향휠 복원 제동장치 {Apparatus for braking a restitution of Steering wheel}

본 발명은 조향휠 복원 제동장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 차량의 회전이 끝난 후 조향휠이 원점에 정확히 복원되게 하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 조향휠은 회전시 타이어의 캐스터각(caster angle)과 킹핀 경사각 등에 의하여 복원력을 가지게 되므로, 차량 회전이 끝난 후 운전자가 조향휠을 놓으면 원점으로 복원하여 차량이 직진할 수 있도록 한다.

그러나, 조향휠의 회전량이 많은 상태에서 운전자가 조향휠을 놓으면 조향휠의 회전관성에 의하여 원점에 멈추지 않고 반대쪽으로 넘어가서 역회전을 하게 되고, 이로 인해 순간적으로 차량의 조향 제어가 어려워져 사고의 위험이 있다.

따라서, 운전자가 원점으로 복원되는 조향휠이 원점의 위치에 도달하는 순간에 반드시 손으로 잡아서 회전관성에 의한 과도한 역회전을 막아주어야 한다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위한 것으로, 차량의 회전이 끝난 후 조향휠이 원점으로 복원될 때 조향휠이 원점을 넘어서 역방향으로 회전하지 않도록 형상기억합금을 이용하여 조향휠을 제동함으로써, 운전자의 별도 조작 없이도 차량의 회전이 끝난 후 조향휠이 원점에 정확하게 멈출 수 있도록 하는 조향휠 복원 제동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조향휠 복원 제동장치는, 차체에 고정되는 상판과; 상기 상판으로부터 아래쪽으로 돌출 형성된 가이드바와; 상기 가이드바에 끼워진 상태에서 상하 이동이 가능함과 더불어 선회가 가능하며, 그 하부에는 제1클러치기어가 형성된 하판과; 상기 상판과 하판에 양단이 각각 고정되어 외부로부터 전류가 공급되면 인장되어 하판을 아래쪽으로 이동시키는 형상기억합금 스프링과; 조향휠축에 일체로 형성되는 제1기어와; 상기 제1기어에 맞물려 회전하며 그 중앙부에는 상기 하판이 아래쪽으로 이동될 때 제1클러치기어와 치합되는 제2클러치기어가 형성된 제2기어 및; 상기 형상기억합금스프링에 전류를 공급하여 형상기억합금스프링을 인장시키는 스프링구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 가이드바의 바깥쪽에서 상기 상판과 하판을 연결하는 스프링이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 스프링구동수단은, 조향휠의 회전각도를 감지하는 엔코더와; 상기 엔코더에 의해 감지된 데이터를 바탕으로 조향각이 소정의 각도 범위에 도달하면 전류를 공급하도록 제어신호를 출력하는 제어기 및; 상기 제어기의 제어에 따라 상기 형상기억합금 스프링으로 전류를 공급하는 전류공급부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 조향휠 복원 제동장치의 개략도이다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조향휠 복원 제동장치는, 차체(10)에 상판(11)이 고정되어 있고, 상기 상판(11)으로부터 아래쪽으로 가이드바(12)가 돌출 형성되어 있다.

상기 가이드바(12)는 하판(13)에 형성된 슬롯(14)에 끼워져 있어 하판(13)이 상하로 이동 가능함과 더불어 선회가능하며, 그 하부에는 제1클러치기어(15)가 형성되어 있다.

상기 상판(11)과 하판(13)에는 형상기억합금 스프링(16)의 양단이 각각 고정되어 있고, 스프링구동장치(30)으로부터 전류가 공급되면 인장되어 하판(13)을 아래쪽으로 이동시키도록 되어 있다.

그리고, 조향휠축(17)에는 제1기어(18)가 일체로 형성되어 있고, 상기 제1기어에는 제2기어(19)가 맞물려 회전하며, 상기 제2기어(19)의 중앙부에는 상기 하판(13)이 아래쪽으로 이동될 때 하판(13)의 제1클러치기어(15)와 치합되는 제2클러치기어(20)가 형성되어 있다. 또, 상기 가이드바(12)의 바깥쪽에서 스프링(21)이 상기 상판과 하판을 연결하고 있다.

상기 스프링구동장치(30)는 상기 형상기억합금스프링(16)에 전류를 공급하여 형상기억합금스프링(16)을 인장시키는 것으로, 엔코더(31)와, 제어기(32) 및, 전류공급부(33)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 엔코더(31)는 조향휠의 회전각도를 감지하여 제어기(32)로 입력하도록 되어 있고, 상기 제어기(32)는 상기 엔코더(31)에 의해 감지된 데이터를 바탕으로 조향휠의 조향각이 소정의 각도 범위에 도달하면 전류를 공급하도록 전류공급부(33)를 제어하며, 상기 전류공급부(33)는 상기 제어기(32)의 제어에 따라 상기 형상기억합금 스프링(16)으로 전류를 공급하도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 조향휠 복원 제동장치의 작용 및 효과를 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

차량의 회전이 끝난 후 운전자가 조향휠에서 손을 놓으면 차륜의 캐스터각 및 킹핀 경사각에 의한 복원력이 조향휠을 원점으로 회전시킨다.

이와 같이 조향휠이 원점으로 복원될 때 엔코더(31)가 조향휠의 회전각도를 감지하여 제어기(32)로 입력한다. 상기 제어기(32)는 상기 엔코더(31)로부터 감지되어 입력된 조향휠의 회전각도(조향각)가 미리 설정되어 있는 특정한 각도(예를 들어, 원점대비 ±10°) 이내에 도달하면 형상기억합금 스프링(16)에 전류를 흘려주도록 전류공급부(33)를 제어한다.

이에 따라 전류공급부(33)가 전류를 형상기억합금 스프링(16)에 흘려주면 형상기억합금 스프링(16)이 오스테나이트 상으로 상변화 하면서 강한 인장력을 받게 되고 이에 팽창하면서 상하로 벌어지게 된다.

이때, 상판(11)은 차체(10)에 고정되어 있으므로 하판(13)이 아래로 이동하게 되고, 이에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 하판(13)에 형성된 제1클러치기어(15)가 제2기어(19)의 제2클러치기어(20)에 맞물리면서 제동력이 발생되고, 이 제동력은 제1기어(18)와 제2기어(19)의 적절한 기어비에 의해 조향휠축(17)에 전달되어 최종적으로 조향휠을 멈추게 한다.

그리고, 상기 형상기억합금 스프링(16)은 토셔널 스프링 형태로 제작되어 있으므로, 갑자기 제동력이 주어졌을 때 회전관성을 스프링이 흡수하면서 천천히 각속도를 줄이게 된다.

한편, 조향휠이 원점에 도달하면 제어기(32)가 전류를 차단하도록 전류공급부(33)를 제어하고, 이에 따라 형상기억합금 스프링(16)이 수축하면서 맞물렸던 제1클러치기어(15)와 제2클러치기어(20)가 풀리면서 제동력을 잃게 되어 운전자로 하여금 조향 조작을 할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차량의 회전이 끝난 후 조향휠이 원점으로 복원될 때 조향휠이 원점을 넘어서 역방향으로 회전하지 않도록 형상기억합금을 이용하여 조향휠을 제동함으로써, 운전자의 별도 조작 없이도 차량의 회전이 끝난 후 조향휠이 원점에 정확하게 멈추게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 조향휠 복원 제동장치의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 조향휠 복원 제동장치에서 제동력이 발생된 상태를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 차체 11 : 상판

12 : 가이드바 13 : 하판

14 : 슬롯 15 : 제1클러치기어

16 : 형상기억합금 스프링 17 : 조향휠축

18 : 제1기어 19 : 제2기어

20 : 제2클러치기어 30 : 스프링구동장치

31 : 엔코더 32 : 제어기

33 : 전류공급부

Claims (3)

1. 차체에 고정되는 상판과; 상기 상판으로부터 아래쪽으로 돌출 형성된 가이드바와; 상기 가이드바에 끼워진 상태에서 상하 이동이 가능함과 더불어 선회가 가능하며, 그 하부에는 제1클러치기어가 형성된 하판과; 상기 상판과 하판에 양단이 각각 고정되어 외부로부터 전류가 공급되면 인장되어 하판을 아래쪽으로 이동시키는 형상기억합금 스프링과; 조향휠축에 일체로 형성되는 제1기어와; 상기 제1기어에 맞물려 회전하며 그 중앙부에는 상기 하판이 아래쪽으로 이동될 때 제1클러치기어와 치합되는 제2클러치기어가 형성된 제2기어 및; 상기 형상기억합금스프링에 전류를 공급하여 형상기억합금스프링을 인장시키는 스프링구동수단을 포함하여 구성된 조향휠 복원 제동장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드바의 바깥쪽에서 상기 상판과 하판을 연결하는 스프링이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 조향휠 복원 제동장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링구동수단은, 조향휠의 회전각도를 감지하는 엔코더와; 상기 엔코더에 의해 감지된 데이터를 바탕으로 조향각이 소정의 각도 범위에 도달하면 전류를 공급하도록 제어신호를 출력하는 제어기 및; 상기 제어기의 제어에 따라 상기 형상기억합금 스프링으로 전류를 공급하는 전류공급부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 조향휠 복원 제동장치.