KR100646324B1

KR100646324B1 - 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달

Info

Publication number: KR100646324B1
Application number: KR1020060052856A
Authority: KR
Inventors: 최광주
Original assignee: 동서콘트롤(주)
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2006-11-23

Abstract

본 발명은 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달에 관한 것으로, 사각판 형상으로 하부를 고정하도록 형성된 고정판의 일측으로 작동힌지로 힌지 결합되어 누름압력으로 작동하는 작용페달을 형성하고, 작용페달의 하부측으로 완충힌지를 형성하며, 작용페달의 작동에 따라 완충힌지의 대응되는 위치에 고정판의 상부측으로 결합힌지를 형성한 페달부와, 상기 페달부의 완충힌지에 결합되도록 상부 측으로 통공형태의 완충결합공을 구비한 완충결합구를 형성하고, 하부의 양측으로 일정간격 이격되어 내부에 중공형태로 공간이 형성된 완충실린더의 내부 중앙으로 지지축을 형성하며, 지지축에 지지되도록 완충실린더의 내측으로 완충스프링을 형성한 완충부와, 상기 완충부의 중앙으로 완충실린더의 사이에 사각박스 형태의 삽입하우징을 형성하고, 삽입하우징의 내부의 상부 측으로 상부지지구에 안치된 상부영구자석을 형성하며, 하부 측으로 하부지지구에 안치된 하부영구자석을 형성하고, 삽입하우징의 하부측으로 홈형상의 센서안치부를 형성한 센서삽입부와, 상기 페달부의 고정판의 상부에 형성된 결합힌지에 통공형태의 로드결합공을 구비한 로드결합구를 형성하고, 상부의 양측으로 완충실린더에 결합되는 위치로 중앙에 지지축이 삽입되는 삽입공을 형성한 원통형상의 삽입로드를 형성하여 완충스프링을 지지하면서 완충실린더에 삽입 결합하도록 형성한 로드부와, 상기 로드부의 중앙으로 삽입로드의 사이에 로드결합구에서 연장하여 센서하우징을 형성하고, 센서하우징의 상부에 자계를 감지하는 변위센서를 형성하여 삽입로드의 완충실린더 결합 시에 센 서삽입부의 센서안치부 측으로 삽입되어 작용페달의 동작에 따라 상하로 작동되면서 상부영구자석과 하부영구자석 사이에 형성된 자계의 변위량을 측정하여 작용페달의 위치를 센싱하는 센싱부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

페달, 완충실린더, 완충스프링, 변위센서, 영구자석

Description

동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달 {Displacement Detecting Sensor of Identical Magnetic Pole}

도 1은 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 주요부분인 센서삽입부가 부착된 완충부를 나타내는 정단면도.

도 3은 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 주요부분인 센서부가 부착된 로드부를 나타내는 정단면도.

도 4는 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 주요부분인 완충부와 로드부가 결합된 상태를 나타내는 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 주요부분인 완충부와 로드부가 결합되어 로드부가 상사점에 도달한 페달을 사용하지 않는 상태를 나타내는 측부 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 주요부분인 완충부와 로드부가 결합되어 로드부가 내부에 삽입된 페달을 사용하지 않는 상태를 나타내는 측부 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 페달 110 : 페달부

111 : 작용페달 112 : 고정판

113 : 작동힌지 114 : 완충힌지

115 : 결합힌지 120 : 완충부

121 : 완충결합구 122 : 완충결합공

123 : 완충실린더 124 : 지지축

125 : 완충스프링 126 : 고정공

127 : 고정구 130 : 센서삽입부

131 : 삽입하우징 132 : 상부지지구

133 : 상부영구자석 134 : 하부지지구

135 : 하부영구자석 136 : 센서안치부

140 : 로드부 141 : 로드결합구

142 : 로드결합공 143 : 삽입로드

144 : 삽입공 145 : 고정장공

150 : 센싱부 151 : 센서하우징

152 : 변위센서

본 발명은 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 산업기계 및 장비 등을 제어하는 페달의 중앙에서 하부 지지부 측으로 스프링력으로 충격을 흡수하는 완충부를 복수로 형성하고, 완충부의 중앙측으로 대항되는 동일자극의 자석을 페달이 상하로 움직이는 상사점과 하사점에 형성한 상태에서 중앙에 페달의 움직임에 따라 위치가 변환되도록 변위센서가 형성된 센싱부를 상하로 형성된 자석 사이에 형성하여 페달의 조작시 충격을 완충부에서 완충하면서 변위센서의 움직임에 의해 대항되는 동일자극의 자석에서 발생되는 자계의 변화량에 따라 위치를 센싱하여 페달의 작동위치를 정확하게 센싱하여 산업기기를 정확하게 제어하도록 하는 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달에 관한 것이다.

일반적으로, 페달(pedal)은 기계장치의 일부로 발로 밟는 널빤지 모양의 것을 말하는 것으로, 라틴어의 발을 뜻하는 페달리스(pedalis)에서 나온 말이며, 자전거는 페달에서 큰 기어, 체인, 동륜(動輪)의 순으로 동력을 전하고, 또 자동차는 가속기, 브레이크, 클러치 등의 페달을 밟음으로써 작동한다.

이와 같이, 사용되는 페달은 각종 산업용차량, 지게차(Fork Lift Truck) 등 건설기계(Construction Equipment) 및 자동차 등에서 가속, 브레이크, 클러치 등에 사용되는 조작기계부품인 페달은 작동하는 각종 기계의 속도의 가속화, 브레이크와 클러치의 완급을 발로 작동하는 압력의 강도에 따라 작동력의 증감하도록 형성함으로써, 페달이 압력에 의해 눌려지는 위치에 따라 작동되는 기계 등의 작동상태를 감지할 수 있도록 설계되었다.

상기와 같이, 페달로 작동하는 산업용 운송기계, 건설기계 및 자동차 등이 첨단화 됨에 따라 속도와 핸들의 조향각도 및 페달의 작동에 따른 클러치, 브레이크 및 가속력을 항상 점검하면서 '최상의 자세'로 주행하도록 하는 차량자세제어장치(ESP : Electronic Stability Program)라는 첨단 제어장비가 개발되어 인위적인 조작이 없이도 최적의 주행되는 자세를 형성하는 것으로, 그 핵심두뇌 역할을 하는 전자제어유닛(ECU : Electronic Control Unit)은 중앙연산제어회로가 내장되어 차량에서 발생되는 속도변화, 브레이킹, 클러칭, 온도의 변화, 엔진의 상태, 바퀴의 회전변화 및 전자부품의 상태를 체크하는 센서들에서 감지되는 데이터를 토대로 자동으로 최적의 주행상태를 조작하도록 구성하였다.

이와 같은, 전자제어유닛은 자동차의 네 바퀴에 각각 달려 있는데 자동차가 다운스티어링이나 오버스티어링을 할 경우 자체 입력된 프로그램에 따라 바퀴의 회전 정도를 제어함으로써 운전자가 주행중에 핸들을 아무리 급격하게 조작하여 자동차가 심하게 쏠리거나 전복되지 않도록 스스로 알아서 네 바퀴의 회전을 컨트롤하는 역할을 하는 것으로 자동차 지능화에 필수적인 기술로써, 운전자의 안전성을 향상시키고, 조작 미숙으로 인한 사고를 최소화 시키도록 하는 핵심적인 기술임으로 그 적용영역이 산업용 운반기계와 건설기계로 점점 확대되고 있는 추세이다.

상기와 같이, 각종 데이터를 수집하는 센서 중에서 가속되는 량을 측정하는 스로틀 포지션 센서(TPS)는 흡입 매니홀드 앞 스로틀 바디에 붙어있는 센서로서, 가속 페달을 밟을시 그 밟은 량 만큼의 길이를 검출 하는 것으로, 페달을 밟은 만큼의 개도변화에 따른 회전각을 측정하는 회전식 가변 저항으로 측정하여 발생한 아날로그 신호를 기초로 하여 엔진 상태를 판단하고 그에 따라 연료 분사량을 제어 하였다.

이와 같은, 페달을 사용하는 센서는 상기 스로틀 포지션 센서와 유사한 구조로써, 페달이 작동되는 구동부분인 스로틀바디의 회전각과 가속페달의 개도변화를 측정하는 것으로 스로틀바디와 가속페달의 연관관계를 회전식 가변저항 센서로 정확하게 측정하기 어려워 연료분사량을 올바르게 제어할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 페달을 이용한 센싱의 경우 작동되는 작동부분의 센싱은 비교적 정확하게 이루어지고 있으나, 페달의 개도변화는 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있었다.

아울러, 페달의 밟은 길이를 측정하기 위해서 사용되는 회전식 가변저항 센서는 페달이 하강하고 상승하는 압력에 대한 변화량을 미세하게 측정할 수 없으므로 미세한 움직임에 대한 센싱이 불가능한 문제점이 있었다.

이와 같은, 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명의 주목적은 각종 산업기계 및 장비 등을 제어하는 페달부를 작동힌지로 하부 고정판과 상부 작용페달을 결합시키고, 작용페달의 중앙 하부에 완충스프링이 내재된 완충실린더를 양측에 형성하 되, 중앙에 페달의 최상점이 도달하는 위치인 상사점과 밟는 압력으로 최하점이 도달하는 위치인 하사점에 각각 서로 대항되는 동일자극으로 영구자석이 구비된 센서삽입부를 형성하며, 영구자석의 상하사점 사이에 변위센서를 형성한 센싱부를 삽입한 상태에서 센싱부의 좌우양측으로 완충실린더의 삽입되는 삽입로드를 하부에 형성된 고정판과 결합힌지로 힌지결합하도록 형성하여 작용페달과 고정판 사이에 상사점과 하사점에 대항되는 동일자극으로 형성된 영구자석과 영구자석 사이를 작용페달이 작동되는 거리만큼 이송하면서 변위센서에서 대항되는 동일자극에 자력의 변화량에 따라 정밀하고 미세하게 페달의 작용위치를 센싱하여 센싱효율을 향상시키는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 발로 압력을 가하여 작용페달을 작동하도록 작용페달 하부에 완충힌지로 결합되어 양측으로 완충스프링이 내장된 완충실린더를 형성하고, 고정판의 상부에 완충힌지와 대응되는 위치에 결합힌지로 완충실린더에 삽입되는 로드형태의 삽입로드를 형성하여 완충실린더로 삽입하여 결합함으로써, 하부에 고정되는 고정판과 발의 압력으로 작동되는 작용페달 사이에 완충부를 형성하여 강한 압력을 가하여도 충격을 완충부에서 흡수하여 페달의 파손을 방지하여 수명을 증대시키고 동작시키는 발의 피로도 최소화하여 사용편의성을 향상시키는데 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 작용페달이 상하로 작동되는 상사점과 하사점의 위치에 형성된 상부영구자석과 하부영구자석 사이에 변위센서를 형성하여 작용페달의 위치변위량을 감지하도록 함으로써, 미세한 자계변화를 측정하여 높은 감도를 갖도록 형성하며, 감지된 위치변화량에 대한 출력신호의 전압의 선택도를 높여서 미세한 센싱값을 정확한 신호로 출력하여 감지효율을 증대시키는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 작용페달이 상하로 작동되는 상사점과 하사점의 위치에 형성된 상부영구자석과 하부영구자석은 감지하는 변위센서를 관통하지 않도록 동일자극으로 서로 대항되는 위치에 배치하여 위치변위량에 따라 변위센서에 의해 감지되는 자계의 세기가 비례하도록 형성하여 정확한 변위량을 측정하여 신뢰성을 향상시키는데 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 작용페달의 하부에 완충힌지로 결합된 완충부의 좌우 양측으로 완충스프링이 형성된 완충실린더에 고정판의 상부에 결합힌지로 결합된 로드부의 일측에 고정장공이 형성된 삽입로드를 삽입한 상태에서 완충실린더 일측으로 형성된 고정공과 로드부의 고정장공에 삽입되도록 고정구를 결합하여 고정장공의 범위 내에서 상하로 작용페달이 작동함으로써, 상하이탈을 방지하면서 유동을 방지하여 완충작용을 극대화시키는데 있다.

이와 같은, 목적을 달성하고자 안출된 본 발명의 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달은 사각판 형상으로 하부를 고정하도록 형성된 고정판의 일측으로 작동힌지로 힌지 결합되어 누름압력으로 작동하는 작용페달을 형성하고, 작용페달의 하부측으로 완충힌지를 형성하며, 작용페달의 작동에 따라 완충힌지의 대응되는 위치에 고정판의 상부측으로 결합힌지를 형성한 페달부와, 상기 페달부의 완충힌지에 결합되도록 상부 측으로 통공형태의 완충결합공을 구비한 완충결합구를 형성하고, 하부의 양측으로 일정간격 이격되어 내부에 중공형태로 공간이 형성된 완충실린더의 내부 중앙으로 지지축을 형성하며, 지지축에 지지되도록 완충실린더의 내측으로 완충스프링을 형성한 완충부와, 상기 완충부의 중앙으로 완충실린더의 사이에 사각박스 형태의 삽입하우징을 형성하고, 삽입하우징의 내부의 상부 측으로 상부지지구에 안치된 상부영구자석을 형성하며, 하부 측으로 하부지지구에 안치된 하부영구자석을 형성하고, 삽입하우징의 하부측으로 홈형상의 센서안치부를 형성한 센서삽입부와, 상기 페달부의 고정판의 상부에 형성된 결합힌지에 통공형태의 로드결합공을 구비한 로드결합구를 형성하고, 상부의 양측으로 완충실린더에 결합되는 위치로 중앙에 지지축이 삽입되는 삽입공을 형성한 원통형상의 삽입로드를 형성하여 완충스프링을 지지하면서 완충실린더에 삽입 결합하도록 형성한 로드부와, 상기 로드부의 중앙으로 삽입로드의 사이에 로드결합구에서 연장하여 센서하우징을 형성하고, 센서하우징의 상부에 자계를 감지하는 변위센서를 형성하여 삽입로드의 완충실린더 결합 시에 센서삽입부의 센서안치부 측으로 삽입되어 작용페달의 동작에 따라 상하로 작동되면서 상부영구자석과 하부영구자석 사이에 형성된 자계의 변위량을 측정하여 작용페달의 위치를 센싱하는 센싱부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 완충부의 완충실린더에 일측으로 통공형태의 고정공을 형성하여 삽입로드가 삽입된 상태에서 완충실린더에 삽입된 삽입로드가 고정공 측으로 긴 장공형태의 고정장공을 형성하여 고정공과 고정장공을 정위치한 상태에서 고정구를 삽입시켜 완충실린더에 삽입결합된 삽입로드를 고정장공의 범위 내에서 상하로 왕복 운동하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 센서삽입부의 삽입하우징에 상부지지구에 형성된 상부영구자석과 하부지지구에 형성된 하부영구자석을 동일자극으로 대항하도록 형성하여 센싱부의 변위센서가 작용페달과 연동되면서 위치에 변화에 따른 자계의 변위량을 센싱하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 주요부분인 센서삽입부가 부착된 완충부를 나타내는 정단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 주요부분인 센서부가 부착된 로드부를 나타내는 정단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 주요부분인 완충부와 로드부가 결합된 상태를 나타내는 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 주요부분인 완충부와 로드부가 결합되어 로드부가 상사점에 도달한 페달을 사용하지 않는 상태를 나타내는 측부 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 주요부분인 완충부와 로드부가 결합되어 로드부가 내부에 삽입된 페달을 사용하지 않는 상태를 나타내는 측부 단면도이다.

도 1 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달(100)은 각종 산업기계 및 장비 등을 조작하기 위해서 일정한 경사의 사각판형태의 작용페달(111)을 형성하고 작동힌지(113)로 힌지 결합된 고정판(112)으로 하부를 고정한 페달부(110)와, 상기 페달부(110)의 작용페달(111) 하부에 완충힌지(114)로 결합되어 완충스프링(125)이 내장된 완충실린더(123)를 양측으로 형성한 완충부(120)와, 상기 완충부(120)의 중앙으로 작용페달(111)의 상하강에 따른 자계변화를 형성하도록 상부영구자석(133)과 하부영구자석(135)을 형성한 센서삽입부(130)와, 상기 페달부(110)의 고정판(112) 상부에 결합힌지(115)로 결합되어 완충실린더(123)에 삽입되도록 양측으로 형성된 로드부(140)와, 상기 로드부(140)의 중앙으로 센서삽입부(130)에 삽입되어 작용페달(111)의 상하강에 따른 자계의 변화를 측정하는 센서부(150)를 포함하여 구성한다.

상기 페달부(110)는 사각판 형상으로 하부를 고정하도록 형성된 고정판(112)의 일측으로 작동힌지(113)로 힌지 결합되어 누름압력으로 작동하는 작용페달(111)을 형성하고, 작용페달(111)의 하부측으로 완충힌지(114)를 형성하며, 작용페달(111)의 작동에 따라 완충힌지(114)의 대응되는 위치에 고정판(112)의 상부측으로 결합힌지(115)를 형성하도록 구성한다.

상기 완충부(120)는 페달부(110)의 완충힌지(114)에 결합되도록 상부 측으로 통공형태의 완충결합공(122)을 구비한 완충결합구(121)를 형성하고, 하부의 양측으로 일정간격 이격되어 내부에 중공형태로 공간이 형성된 완충실린더(123)의 내부 중앙으로 지지축(124)을 형성하며, 지지축(124)에 지지되도록 완충실린더(123)의 내측으로 완충스프링(125)을 형성하도록 구성한다.

상기 센서삽입부(130)는 완충부(120)의 중앙으로 완충실린더(123)의 사이에 사각박스 형태의 삽입하우징(131)을 형성하고, 삽입하우징(131)의 내부의 상부 측으로 상부지지구(132)에 안치된 상부영구자석(133)을 형성하며, 하부 측으로 하부지지구(134)에 안치된 하부영구자석(135)을 형성하고, 삽입하우징(131)의 하부측으로 홈형상의 센서안치부(136)를 형성하도록 구성한다.

상기 로드부(140)는 페달부(110)의 고정판(112)의 상부에 형성된 결합힌지(115)에 통공형태의 로드결합공(142)을 구비한 로드결합구(141)를 형성하고, 상부의 양측으로 완충실린더(123)에 결합되는 위치로 중앙에 지지축(124)이 삽입되는 삽입공(144)을 형성한 원통형상의 삽입로드(143)를 형성하여 완충스프링(125)을 지지하면서 완충실린더(123)에 삽입 결합하도록 구성한다.

여기서, 상기 완충부(120)의 완충실린더(123)에 일측으로 통공형태의 고정공(126)을 형성하여 삽입로드(143)가 삽입된 상태에서 완충실린더(123)에 삽입된 삽입로드(143)가 고정공(126) 측으로 긴 장공형태의 고정장공(145)을 형성하여 고정공(126)과 고정장공(145)을 정위치한 상태에서 고정구(127)를 삽입시켜 완충실린더(123)에 삽입결합된 삽입로드(143)를 고정장공(145)의 범위 내에서 상하로 왕복 운동하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 센싱부(150)는 로드부(140)의 중앙으로 삽입로드(143)의 사이에 로드결합구(141)에서 연장하여 센서하우징(151)을 형성하고, 센서하우징(151)의 상부에 자계를 감지하는 변위센서(152)를 형성하여 삽입로드(143)의 완충실린더(123) 결합 시에 센서삽입부(130)의 센서안치부(136) 측으로 위치하여 작용페달(111)의 동작에 따라 상하로 작동되면서 상부영구자석(133)과 하부영구자석(135) 사이에 형성된 자계의 변위량을 측정하여 작용페달(111)의 위치를 센싱하도록 구성한다.

여기서, 상기 센서삽입부(130)의 삽입하우징(131)에 상부지지구(132)에 형성된 상부영구자석(133)과 하부지지구(134)에 형성된 하부영구자석(135)을 동일자극으로 대항하도록 형성하여 센싱부(150)의 변위센서(152)가 작용페달(111)과 연동되면서 위치의 변화에 따른 자계의 변위량을 센싱하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 작동하고자 하는 산업기계 및 장비에 설치할 수 있도록 폐달부(110)의 고정판(112)을 배치시킨 후, 상기 고정판(112)의 일측에 형성된 작동힌지(113)를 이용하여 작용폐달(111)을 결합한 상태에서 작용페달(111)의 하부에 형성되어 있는 완충힌지(114)에 완충부(120)의 완충결합구(121)에 형성된 완충결합공(122)을 삽입 결합한다.

상기와 같이 결합되는 완충부(120)에 형성된 완충실린더(123)의 내부에 형성된 중공형태의 공간에 지지축(124)을 삽입시키고, 상기 지지축(124)을 지지할 수 있도록 완충실린더(123)의 내부 공간에 완충스프링(125)을 설치하여 형성하며, 상기 완충실린더(123) 사이에 형성된 센서삽입부(130)에는 작용페달(111)이 작동하는 상하높이에 맞추어 상부에는 상부지지구(132)에 형성된 상부영구자석(133)을 하부에는 하부지지구(134)에 지지된 하부영구자석(135)을 설치한다.

이렇게, 작용페달(111)에 센서삽입부(130)가 하부 중앙에 구비된 완충부(120)를 결합한 상태에서 로드부(140)의 삽입공(144)으로 완충부(120)의 지지축(124)을 삽입하면 삽입로드(143)가 완충실린더(123)의 내측으로 완충스프링(125)에 탄성지지되면서 결합되고, 삽입로드(143)의 일측에 형성된 고정장공(145)을 완충실린더(123)의 내측으로 통공된 고정공(126)에 위치한 상태에서 고정구(127)로 고정하여 로드부(140)가 완충실린더(123) 내에서 고정장공(145)의 길이만큼 스트로크로 움직이도록 고정한다.

상기와 같이, 완충실린더(123)에 로드부(140)가 고정될 때, 로드부(140)의 중앙으로 로드결합구(141)에 연장형성된 센서하우징(151)의 상부에 변위센서(152)를 형성한 센싱부(150)를 센서삽입부(130)의 하부에 형성된 홈형태의 센서안치부(136) 측으로 위치하도록 하여 상부영구자석(133)과 하부영구자석(135) 사이에 변위센서(152)가 장착되도록 설치한다.

이때, 상기 상부영구자석(133)과 하부영구자석(135)의 동일자극을 마주하여 자계가 대항되도록 형성하여 변위센서(152)의 위치변위량에 따라 균일하게 교환되는 자계가 변화하여 미세하고 정확하게 위치를 검출할 수 있도록 한다.

상기와 같이, 완충부(120)와 센서삽입부(130)에 로드부(140)와 센싱부(150)를 삽입 결합한 상태로 로드부(140)의 하부에 형성된 로드결합구(141)에 로드결합공(142)을 하부에 고정된 고정판(112)의 상부에 형성된 결합힌지(115)에 힌지결합하여 설치를 마친다.

상기와 같이 페달(100)의 설치가 완료되면 센서삽입부(13)에 형성된 상, 하 부영구자석(133)(135) 사이에 형성된 변위센서(152)가 페달(100)의 작동과 연동하여 위치가 변할 때에 발생하는 상, 하부영구자석(133)(135)의 자계변위량을 변위센서(152)에서 센싱하여 페달(100)이 작동되는 각도에 따른 출력신호값을 외부로 출력할 수 있도록 세팅한다.

이를 상세히 설명하면, 사용자가 요구하는 최대 및 최소출력신호값이 0.5 ∼ 4.5V 범위로 한정한 상태에서 페달(100)의 작동에 따른 출력신호값을 외부로 송출을 한다고 가정할 때에, 페달(100)이 작동되지 않았을 때의 자계변위량에 대한 출력신호값을 0.5V로 송출할 수 있도록 설정을 하고, 페달(100)이 최대로 작동하였을 때의 자계변위량에 대한 출력신호값을 4.5V로 송출할 수 있도록 세팅함으로써, 페달(100)의 작동에 의해 변화하는 상, 하부영구자석(133)(135)의 자계변위량을 변위센서(152)에서 센싱하여 작동위치와 비례하게 출력신호값을 송출할 수 있도록 한다.

상기와 같이 사용자가 요구하는 세팅을 완료한 후, 페달(100)을 조작하기 위해 작용페달(111)에 압력을 가하면 고정판(112)과 힌지 결합된 작동힌지(113)를 중심으로 하강하면서 작용페달(111)의 하부에 완충힌지(114)로 결합된 완충실린더(123)의 내부에 완충스프링(125)을 지지하면서 삽입된 고정판(112)의 상부에 결합힌지(115)로 힌지결합시킨 로드부(140)의 삽입로드(143)가 완충실린더(123)의 내부로 인입되어 작용페달(111)의 압력으로 인한 충격을 완충스프링(125)으로 완충하면서 작동하도록 한다.

이때, 완충실린더(123)의 사이에 형성된 센서삽입부(130)의 내측으로 로드 부(140)에 결합된 센싱부(150)의 변위센서(152)가 작용페달(111)의 작동에 의해 연동되면서 위치가 변화하면 상부와 하부에 동일자극으로 서로 대항되도록 형성한 상부영구자석(133)과 하부영구자석(135)의 자계변위량을 변위센서(152)가 감지하여 작용페달(151)의 작동위치를 센싱한다.

상기와 같이, 작용페달(111)을 최대 하사점까지 하강하면 완충실린더(123)의 일측으로 형성된 고정구(127)가 삽입로드(143)의 대응되는 위치에 형성된 고정장공(145)에 결합되어 장공의 크기로 제한된 스트로크 범위의 하단부에 도달하여 작동을 멈춤으로써, 작용페달(111)이 하사점으로 하강하게 된다.

이때, 센서삽입부(130)의 하사점위치로 형성된 하부영구자석(135) 측으로 변위센서(152)가 하강하여 작용페달(111)의 하사점까지의 하강을 감지함에 따라 작용페달(111)의 작동을 센싱하게 된다.

이렇게, 하강된 상태에서 작용페달(111)의 압력을 제거하면 완충실린더(123)의 내부에 형성된 완충스프링(125)의 탄성에 의해 삽입로드(143)에 압축을 가하여 일측부에 완충부(120)의 고정구(127)가 로드부(140)의 고정장공(145)으로 결합되어 장공의 크기로 제한된 스트로크 범위의 상단부에 도달하여 작동을 멈춤으로써, 작동페달(111)이 상부로 상승하여 원위치하게 된다.

이때, 센서삽입부(130)의 상사점위치로 형성된 상부영구자석(133) 측으로 변위센서(152)가 상승하여 작용페달(111)의 원위치 시점을 감지하게 된다.

따라서, 작용페달(111)의 압력을 가하면 완충스프링(125)으로 충격을 흡수하면서 변위센서(152)를 연동시켜 상부영구자석(133)과 하부영구자석(135)의 자계의 변화에 따라 작용페달(111)의 위치변화량을 센싱함으로써, 충격흡수에 의한 수명을 연장하면서 작용페달(111)의 위치를 정확하게 센싱하여 센싱력을 향상시킨다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달은 각종 산업기계 및 장비 등을 제어하는 페달부를 작동힌지로 하부 고정판과 상부 작용페달을 결합시키고, 작용페달의 중앙 하부에 완충스프링이 내재된 완충실린더를 양측에 형성하되, 중앙에 페달의 최상점이 도달하는 위치인 상사점과 밟는 압력으로 최하점이 도달하는 위치인 하사점에 각각 서로 대항되는 동일자극으로 영구자석이 구비된 센서삽입부를 형성하며, 영구자석의 상하사점 사이에 변위센서를 형성한 센싱부를 삽입한 상태에서 센싱부의 좌우양측으로 완충실린더의 삽입되는 삽입로드를 하부에 형성된 고정판과 결합힌지로 힌지결합하도록 형성하여 작용페달과 고정판 사이에 상사점과 하사점에 대항되는 동일자극으로 형성된 영구자석과 영구자석 사이를 작용페달이 작동되는 거리만큼 이송하면서 변위센서에서 대항되는 동일자극에 자력의 변화량에 따라 정밀하고 미세하게 페달의 작용위치를 센싱하여 센싱효율을 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달은 발로 압력을 가하여 작용페달을 작동하도록 작용페달 하부에 완충힌지로 결합되어 양측으로 완충스프링이 내장된 완충실린더를 형성하고, 고정판의 상부에 완충힌지와 대응되는 위치에 결합힌지로 완충실린더에 삽입되는 로드형태의 삽입로드를 형성하여 완충실린더로 삽입하여 결합함으로써, 하부에 고정되는 고정판과 발의 압력으로 작동되는 작용페달 사이에 완충부를 형성하여 강한 압력을 가하여도 충격을 완충부에서 흡수하여 페달의 파손을 방지하여 수명을 증대시키고 동작시키는 발의 피로도 최소화하여 사용편의성을 향상시키는 효과를 제공한다.

그리고, 본 발명의 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달은 작용페달이 상하로 작동되는 상사점과 하사점의 위치에 형성된 상부영구자석과 하부영구자석 사이에 변위센서를 형성하여 작용페달의 위치변위량을 감지하도록 함으로써, 미세한 자계변화를 측정하여 높은 감도를 갖도록 형성하며, 감지된 위치변화량에 대한 출력신호의 전압의 선택도를 높여서 미세한 센싱값을 정확한 신호로 출력하여 감지효율을 증대시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달은 작용페달이 상하로 작동되는 상사점과 하사점의 위치에 형성된 상부영구자석과 하부영구자석은 감지하는 변위센서를 관통하지 않도록 동일자극으로 서로 대항되는 위치에 배치하여 위치변위량에 따라 변위센서에 의해 감지되는 자계의 세기가 비례하도록 형성하여 정확한 변위량을 측정하여 신뢰성을 향상시키는 효과를 제공한다.

아울러, 본 발명의 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달은 작용페달의 하부에 완충힌지로 결합된 완충부의 좌우 양측으로 완충스프링이 형성된 완충실린더에 고정판의 상부에 결합힌지로 결합된 로드부의 일측에 고정장공이 형성된 삽입로드를 삽입한 상태에서 완충실린더 일측으로 형성된 고정공과 로드부의 고정장공에 삽입되도록 고정구를 결합하여 고정장공의 범위 내에서 상하로 작용페달 이 작동함으로써, 상하이탈을 방지하면서 유동을 방지하여 완충작용을 극대화시키는 효과를 제공한다.

Claims

사각판 형상으로 하부를 고정하도록 형성된 고정판(112)의 일측으로 작동힌지(113)로 힌지 결합되어 누름압력으로 작동하는 작용페달(111)을 형성하고, 작용페달(111)의 하부측으로 완충힌지(114)를 형성하며, 작용페달(111)의 작동에 따라 완충힌지(114)의 대응되는 위치에 고정판(112)의 상부측으로 결합힌지(115)를 형성한 페달부(110)와,

상기 페달부(110)의 완충힌지(114)에 결합되도록 상부 측으로 통공형태의 완충결합공(122)을 구비한 완충결합구(121)를 형성하고, 하부의 양측으로 일정간격 이격되어 내부에 중공형태로 공간이 형성된 완충실린더(123)의 내부 중앙으로 지지축(124)을 형성하며, 지지축(124)에 지지되도록 완충실린더(123)의 내측으로 완충스프링(125)을 형성한 완충부(120)와,

상기 완충부(120)의 중앙으로 완충실린더(123)의 사이에 사각박스 형태의 삽입하우징(131)을 형성하고, 삽입하우징(131)의 내부의 상부 측으로 상부지지구(132)에 안치된 상부영구자석(133)을 형성하며, 하부 측으로 하부지지구(134)에 안치된 하부영구자석(135)을 형성하고, 삽입하우징의 하부측으로 홈형상의 센서안치부(136)를 형성한 센서삽입부(130)와,

상기 페달부(110)의 고정판(112)의 상부에 형성된 결합힌지(115)에 통공형태의 로드결합공(142)을 구비한 로드결합구(141)를 형성하고, 상부의 양측으로 완충실린더(123)에 결합되는 위치로 중앙에 지지축(124)이 삽입되는 삽입공(144)을 형 성한 원통형상의 삽입로드(143)를 형성하여 완충스프링(125)을 지지하면서 완충실린더(123)에 삽입 결합하도록 형성한 로드부(140)와,

상기 로드부(120)의 중앙으로 삽입로드(143)의 사이에 로드결합구(141)에서 연장하여 센서하우징(151)을 형성하고, 센서하우징(151)의 상부에 자계를 감지하는 변위센서(152)를 형성하여 삽입로드(143)의 완충실린더(123) 결합 시에 센서삽입부(130)의 센서안치부(136) 측으로 삽입되어 작용페달(111)의 동작에 따라 상하로 작동되면서 상부영구자석(133)과 하부영구자석(135) 사이에 형성된 자계의 변위량을 측정하여 작용페달(111)의 위치를 센싱하는 센싱부(150)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달.
제 1항에 있어서,

상기 완충부(120)의 완충실린더(123)에 일측으로 통공형태의 고정공(126)을 형성하여 삽입로드(143)가 삽입된 상태에서 완충실린더(123)에 삽입된 삽입로드(143)가 고정공(126) 측으로 긴 장공형태의 고정장공(145)을 형성하여 고정공(126)과 고정장공(145)을 정위치한 상태에서 고정구(127)를 삽입시켜 완충실린더(123)에 삽입결합된 삽입로드(143)를 고정장공(145)의 범위 내에서 상하로 왕복 운동하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달.
제 1항에 있어서,

상기 센서삽입부(130)의 삽입하우징(131)에 상부지지구(132)에 형성된 상부영구자석(133)과 하부지지구(134)에 형성된 하부영구자석(135)을 동일자극으로 대항하도록 형성하여 센싱부(150)의 변위센서(152)가 작용페달(111)과 연동되면서 위치에 변화에 따른 자계의 변위량을 센싱하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 동일자극으로 변위 검출하는 센서가 부착된 페달.