KR100529729B1 - 원추스프링 구조를 갖는 포지션 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원추 스프링 구조를 갖는 포지션 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 핀틀의 상하운동에 따라 움직이는 가동자(11)와, 상기 가동자(11)의 상하에 배치되어 수축과 인장시 공급전압을 분배시키는 상단 원추스프링(12) 및 하단 원추스프링(13)과, 상기 상단 원추스프링(12) 및 하단 원추스프링(13)에 연결되어 고정 및 통전 역할을 해주는 상측통전체(14) 및 하측 통전체(15), 그리고 상단 원추스프링(12)에 연결되는 공급전압 단자(16), 하단 원추스프링(13)에 연결되는 접지단자(17), 상기 가동자(11)의 전압분배량을 측정하는 신호전압 단자(18)로 구성되는 것을 특징으로 하며, 종래의 접촉저항에 의한 포텐쇼미터에 비해 도체발의 미끄러짐이 없으므로 외부가진에 의한 성능저하의 가능성이 감소되며 도체발에 비해 기계적으로 간단한 구조로서 제작이 가능하다. 특히, 기구학적으로 종방향의 운동에 대한 종방향의 변위 센싱 방법을 취함으로써 기계적인 오차 유발의 가능성이 상대적으로 낮은 효과가 있다.

Description

원추스프링 구조를 갖는 포지션 센서{Position sensor of cone spring type}
본 발명은 전기적인 배기가스의 재순환 밸브인 원추 스프링 구조를 갖는 포지션 센서에 관한 것으로, 특히 핀틀의 상하운동의 변위를 측정함에 있어서 종래의 직선형 저항 패턴과 호우(Hoe)타입 도체발의 미끄러짐에 의한 가변저항 변화를 이용한 전압분배를 이용하지 않고, 핀틀에 연결된 가동자의 상하운동에 의해 가동자를 중심으로 상하로 배치된 원추 구조의 저항스프링 2개가 수축과 인장을 함으로써 가변저항의 형태를 띠게 되고 이를 통한 전압분배의 효과로서 핀틀의 상하운동에 대응하는 신호전압을 얻을 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
종래의 직선형 구조의 포지션 센서는 도1에 도시된 바와 같이, 종래의 직선형 저항패턴과 핀틀의 상하운동시 플라스틱판의 저항부위와의 접촉을 위한 기구인 호우(Hoe)타입 도체발(Moving Contact Member)(100)은 핀틀(도면미도시)의 상하운동에 의한 변위가 포텐쇼 미터의 호우(Hoe)타입 도체발(100)의 운동을 유발시켜 상기 호우(Hoe)타입 도체발(100)이 핀틀의 상하운동시 도체발의 운동에 따라 접촉되는 부위로써 접촉표면에 저항이 입혀져 있는 세라믹플레이트(300)(Ceramic Plate)위를 미끄러지며 저항패턴(200)과의 접촉위치를 변화시켜 전위차를 발생시킨다. 자세히 살펴보면, 호우(Hoe)타입 도체발(100)은 통전체로 이루어져 있어 핀틀의 상하운동시 직선형 저항패턴(200) 위를 움직이며 저항패턴(200)과의 접촉위치가 변화하게 되며 신호전압의 크기는 공급전압과 접지사이의 전압 사이에서 미끄러진 변위만큼 변하게 되어 전압분배를 통해 구할 수 있게 된다.
즉 상기에서 알 수 있듯이 종래의 방식은 호우(Hoe)타입 도체발(100)이 세라믹플레이트(300)(Ceramic Plate)에 접촉하는 방식으로 반복적인 운동이 발생할 때에는 마모에 의한 정밀한 측정이 어렵다는 문제점이 있게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 핀틀의 상하운동의 변위를 측정함에 있어서 종래의 직선형 저항 패턴과 Hoe 타입 도체발의 미끄러짐에 의한 가변저항 변화를 이용한 전압분배를 이용하지 않고, 핀틀에 연결된 가동자의 상하운동에 의해 가동자를 중심으로 상하로 배치된 원추 구조의 저항 스프링 2개가 수축과 인장을 함으로써 가변저항의 형태를 띠게 되고 이를 통한 전압분배의 효과로서 핀틀의 상하운동에 대응하는 신호전압을 얻을 수 있는 목적이 있다.
상기 기술한 목적을 달성하기 위하여, 핀틀의 상하운동에 따라 움직이는 가동자와, 상기 가동자의 상하에 배치되어 수축과 인장시 공급전압을 분배시키는 상단 원추스프링 및 하단 원추스프링과, 상기 상단 원추스프링 및 하단 원추스프링에 연결되어 고정 및 통전 역할을 해주는 상측통전체 및 하측 통전체와, 상단 원추스프링에 연결되는 공급전압 단자와, 하단 원추스프링에 연결되는 접지단자와, 상기 가동자의 전압분배량을 측정하는 신호전압 단자로 구성되는 것을 특징으로 하는 원추 스프링구조를 가지는 포지션센서를 제공하고자 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구성과 일실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선 첨부된 도면을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 직선형 구조의 포지션 센서를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 일반적인 원추스프링의 구조를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 원추 스프링구조를 갖는 포지션 센서를 도시한 도면이다.
본 발명의 구성은 상기 도3에서 알 수 있듯이, 핀틀의 상하운동에 따라 움직이는 가동자(11)와, 상기 가동자(11)의 상하에 배치되어 수축과 인장시 공급전압을 분배시키는 상단 원추스프링(12) 및 하단 원추스프링(13)과, 상기 상단 원추스프링(12) 및 하단 원추스프링(13)에 연결되어 고정 및 통전 역할을 해주는 상측통전체(14) 및 하측 통전체(15), 그리고 상단 원추스프링(12)에 연결되는 공급전압 단자(16), 하단 원추스프링(13)에 연결되는 접지단자(17), 상기 가동자(11)의 전압분배량을 측정하는 신호전압 단자(18)로 구성되게 된다.
상기 본 발명의 구성을 개별적으로 설명하면 상단 원추스프링(12)은 핀틀(도면미도시)의 상하운동에 의해 저항이 변화하는 구조의 상부에 장착된 스프링이고, 하단 원추스프링(13)은 핀틀의 상하운동에 의해 저항이 변화하는 구조의 하부에 장착된 스프링이다.
그리고 가동자(11)는 핀틀의 상하운동에 의해 직선운동하는 코어이며, 상측 통전체(14)는 상단 원추스프링(12)에 연결된 지지부이며, 하측 통전체(15)는 하단 원추스프링(13)에 연결된 지지부이다.
또한 공급 전압단자(16)는 상단 원추스프링(12)에 연결된 5V 또는 12V 단자이고, 신호 전압단자(18)는 가동자(11)에 위치한 전압분배량 측정 단자이며, 접지단자(17)는 하단 원추스프링(13)에 연결된 접지 단자이다.
이하 본 발명인 원추 스프링 구조를 갖는 포지션센서(10)의 작동방법에 대해서 설명하면 다움과 같다.
원추스프링(20)을 핀틀의 상하운동에 따라 움직이는 가동자(11)의 상하에 배치시켜 핀틀의 상하운동에 따라 원추스프링(20)이 압축과 인장을 받아 원추스프링(20)의 저항이 변화하게 된다.
즉, 가동자(11)의 위쪽에 배치된 상단 원추스프링(12)은 저항체로서 일정한 저항을 갖게 되며 수축과 인장시 저항값이 변화하게 된다.
하단 원추스프링(13)도 마찬가지이며 상단 원추스프링(12)과 하단 원추스프링(13)은 각각 상측 통전체(14)와 하측 통전체(15)에 연결되어 상측에는 공급전압단자(16)(5V 또는 12V)이 연결되고 하측에는 접지단자(17)가 연결된다. 그리고 가동자(11)에는 신호전압단자(18)를 연결하여 원추 저항의 변동에 따른 전압분배량을 신호전압단자(18)로부터 측정하게 된다. 구체적으로 살펴 보면 핀틀이 맨 위쪽 위치에 있을 때에는 상단 원추스프링(12)의 저항은 최소가 되고 하단 원추스프링(13)의 저항은 최대가 되어 신호전압단자(18)에서 상단 원추스프링(12)과 하단 원추스프링(13)의 저항값의 비율에 의해 전압분배에 의한 전압을 얻을 수 있다.
마찬가지로 핀틀이 맨 아래쪽 위치에 있을 때에도 반대의 경우로 전압분배에 의한 전압을 얻을 수 있다. 이렇게 원추스프링과 통전체를 배치함으로써 종래의 도체발의 미끄러짐에 의한 방식에 비해 외부가진에 영향을 덜 받는 포지션 센서를 구성할 수 있다.
본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 기술한 바와 같이 본 발명은 종래의 접촉저항에 의한 포텐쇼미터에 비해 도체발의 미끄러짐이 없으므로 외부가진에 의한 성능저하의 가능성이 감소되며 도체발에 비해 기계적으로 간단한 구조로서 제작이 가능하다.
특히, 기구학적으로 종방향의 운동에 대한 종방향의 변위 센싱방법을 취함으로써 기계적인 오차 유발의 가능성이 상대적으로 낮은 효과가 있다.
도 1은 종래의 직선형 구조의 포지션 센서를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 일반적인 원추스프링의 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 원추 스프링구조를 갖는 포지션 센서를 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 포지션센서 11 : 가동자
12 : 상단 원추스프링 13 : 하단 원추스프링
14 : 상측 통전체 15 : 하측 통전체
16 : 공급전압단자 17 : 접지단자
18 : 신호전압단자 20 : 원추스프링
100 : 호우타입 도체발 200 : 저항패턴
300 : 세라믹 플레이트

Claims (1)

  1. 핀틀의 상하운동에 따라 움직이는 가동자(11)와, 상기 가동자(11)의 상하에 배치되어 수축과 인장시 공급전압을 분배시키는 상단 원추스프링(12) 및 하단 원추스프링(13)과, 상기 상단 원추스프링(12) 및 하단 원추스프링(13)에 연결되어 고정 및 통전 역할을 해주는 상측통전체(14) 및 하측 통전체(15)와, 상단 원추스프링(12)에 연결되는 공급전압 단자(16)와, 하단 원추스프링(13)에 연결되는 접지단자(17)와, 상기 가동자(11)의 전압분배량을 측정하는 신호전압 단자(18)로 구성되는 것을 특징으로 하는 원추 스프링구조를 가지는 포지션센서.
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