KR102352872B1 - 범퍼 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 범퍼 센서에 관한 발명으로, 차체의 외부 형상에 상응하는 다각 형상으로 절곡하여 직선부(111) 및 코너부(112)를 형성하는 빔 형태로 구비하고 양단에는 설치부(113)를 마련하는 프레임(110)과, 프레임(110)의 전면에서 상협하광 형상으로 요입하여 프레임(110)의 길이 방향을 따라서 구비하는 탈부착홈(120)과, 탄성소재로 이루어지되 프레임(110)의 설치부(113)를 제외한 구간에서 탈부착홈(120)에 개재하여 구비하고 내부에는 수용부(131)를 형성하는 완충부(130)와, 완충부(130)의 수용부(131)에 내장하여 길이 방향을 따라서 구비하고 완충부(130)의 전면에 동작하중이 작용시 충격을 감지하는 테이프스위치(140)를 포함하고, 완충부(130)의 이면에는 탈부착홈(120)의 하부 양측 요부에 개재하도록 절곡 형성하는 한 쌍의 개재부(132)를 구비하고, 프레임(110)의 코너부(112)에 상응하는 위치에서 탈부착홈(120)에 개재되어 절곡되는 개재부(132) 상에는 절개부(133)를 형성하고, 완충부(130)의 양단에는 완충부(130)를 프레임(110)에 밀착 고정하고 수용부(131)를 차폐하는 마감수단(150)을 장착하는 것을 포함하여 구성함에 따라 직선 및 코너 부위 전반에 걸쳐 테이프스위치를 내장하는 완충부를 안정적으로 장착하고 감도를 효과적으로 도출하는 것이 특징이다.

Description

범퍼 센서{BUMPER SENSOR}
본 발명은 범퍼 센서에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 무인 운반차 등의 차체에 설치하여 외부 충격으로부터 자체의 훼손을 방지하고 작업자의 안전을 확보하도록 하는 범퍼 센서를 구성함에 있어 차체의 외부 형상에 따른 직선 및 코너 부위 전반에 걸쳐 테이프스위치를 내장하는 완충부를 안정적으로 장착하고 감도를 효과적으로 도출 가능한 구조를 형성하는 범퍼 센서에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 범퍼는 차체의 전, 후면에 장착되어 충돌 시 충격을 흡수하는 기능을 수행한다. 과거에는 강철 범퍼가 주류를 이루었으나 최근에는 안전성을 강화하기 위해 충격흡수식 범퍼가 사용된다.
충격흡수식 범퍼의 소재는 완충 및 복원력이 우수한 우레탄, 고무 등의 합성수지가 주소재로 사용되며 차체의 디자인을 고려하여 일체식 또는 이, 삼분할식 형태로 제조되어 설치된다.
한편, AGV, LGV, RGV 등의 무인 운반차, EMS, Stocker 등 각종 산업용 운반 차량 및 시스템에는 외부 접촉 또는 충돌시 완충 기능을 수행하면서 충격 감지를 통해 안전을 확보하도록 범퍼 센서가 설치된다.
통상적인 범퍼 센서의 구성을 개략적으로 살펴보면, 차체에 장착하는 프레임과, 프레임 전면에 장착하여 충격을 흡수하는 완충부와, 완충부에 내장하여 충격을 감지하도록 마련된 테이프스위치를 포함하여 구성한다.
종래 공지된 기술의 일례로서, 한국등록특허 제 10 - 1392992 호에는 충돌이 발생될 때 충격을 흡수함과 동시에 구동부의 작동을 차단시키는 제1,2범퍼스위치를 포함하는 무인반송카트로써, 제1,2범퍼스위치는 카트몸체의 전후방측에 설치되는 베이스와, 베이스의 가장자리에 이격되게 설치되는 쿠션이격단과, 쿠션이격단 사이에 설치되는 테이프스위치와, 쿠션이격단에 테이프스위치가 내장되게 설치되는 범퍼를 포함하여 구성한다.
다른 예로서, 한국등록실용신안 제 20 - 0098576 호에는 경량재료의 베이스플레이트면에 압전센서를 부착할 수 있게 백업플레이트를 부착하고, 베이스플레이트와 대응되는 감응판 사이에는 양면을 접착지지하는 탄성고무를 개재시키며, 감응판의 바깥면에 발포스폰지제 등의 완충재를 접착시키고 이들 전체의 연질의 합성수지계통의 외피재를 스테이플을 사용하여 베이스플레이트 뒷면에 접착고정하는 무인운반차의 범퍼장치를 구성한다.
또 다른 예로서, 한국등록특허 제 10 - 0584676 호에는 줄센서가 부착된 금속판재와, 금속판재 중앙에 장착된 줄센서와, 금속판재의 상부 및 하부에 장착된 탄성부재와, 줄센서와 일정한 간격이 유지되며 탄성부재와 접촉한 상태로 장착된 플라스틱 판재와, 플라스틱 판재와 접촉한 상태로 장착된 완충부재와, 줄센서가 부착된 금속판재에 가해지는 충돌압력을 완화시키도록 금속판재 후면에 부착한 탄성고무판을 포함하는 무인운반차의 범퍼장치를 구성한다.
한편, 범퍼 센서는 상기 종래 기술과 같은 일자형 외에도 차체의 외형에 상응하는 ㄷ자형 또는 다각형의 굽은 형태로 바디를 형성하며 필요에 따라서 완충부의 크기를 다양하게 구성하여 바디에 탈부착하도록 구성한다.
한국등록특허 제 10 - 1392992 호 (2014.05.08) 한국등록실용신안 제 20 - 0098576 호 (1996.02.21) 한국등록특허 제 10 - 0584676 호 (2006.05.29) 한국공개특허 제 10 - 2009 - 0108882 호 (2009.10.19)
종래 기술이 적용되는 범퍼 센서는 일자형 및 차체의 외형에 상응하도록 ㄷ자형 또는 다각형의 절곡된 형태로 바디를 형성하여 설치된다.
그러나, 범퍼 센서에서 테이프스위치를 감싸면서 완충 기능을 수행하는 완충부는 탄성소재로 이루어져 프레임의 전면에 탈부착 가능하도록 개재되므로, 특히 절곡된 형태의 바디에 장착 시 코너부 및 직선부와 양단부에서 완충부가 이격되는 들뜸 현상이 불가피하게 발생한다.
이와 같이 완충부가 바디로부터 밀착되지 못한 채 설치될 경우 범퍼에 충돌이 발생 시 완충부에 작용하는 동작하중이 내장된 테이프스위치에 정상적으로 미치지 못하여 접촉 감도가 저하되거나 에러 발생을 야기하므로 긴급 제동 등의 기능을 제대로 수행할 수 없는 문제를 초래한다.
또한, 바디의 양단부에서 완충부가 프레임으로부터 분리되거나 테이프스위치의 접속부 및 케이블이 노출 또는 이탈되어 범퍼 센서의 내구성을 저하시킴은 물론 케이블의 배선 구조가 취약하여 케이블타이를 이용하거나 피복이 벗겨져 쇼트가 발생하는 등의 문제가 발생하게 된다.
이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
차체의 외부 형상에 상응하는 다각 형상으로 절곡하여 직선부(111) 및 코너부(112)를 형성하는 빔 형태로 구비하고 양단에는 설치부(113)를 마련하는 프레임(110)과,
상기 프레임(110)의 전면에서 상협하광 형상으로 요입하여 프레임(110)의 길이 방향을 따라서 구비하는 탈부착홈(120)과,
탄성소재로 이루어지되 상기 프레임(110)의 설치부(113)를 제외한 구간에서 탈부착홈(120)에 개재하여 구비하고 내부에는 수용부(131)를 형성하는 완충부(130)와,
상기 완충부(130)의 수용부(131)에 내장하여 길이 방향을 따라서 구비하고 완충부(130)의 전면에 동작하중이 작용시 충격을 감지하는 테이프스위치(140)를 포함하고,
상기 완충부(130)의 이면에는 탈부착홈(120)의 하부 양측 요부에 개재하도록 절곡 형성하는 한 쌍의 개재부(132)를 구비하고,
상기 프레임(110)의 코너부(112)에 상응하는 위치에서 탈부착홈(120)에 개재되어 절곡되는 개재부(132) 상에는 절개부(133)를 형성하고,
상기 완충부(130)의 양단에는 완충부(130)를 프레임(110)에 밀착 고정하고 수용부(131)를 차폐하는 마감수단(150)을 장착하는 것을 포함함으로써 직선 및 코너 부위 전반에 걸쳐 테이프스위치를 내장하는 완충부를 안정적으로 장착하고 감도를 효과적으로 도출할 수 있는 목적 달성이 가능하다.
본 발명은 무인 운반차 등의 차체에 설치하여 외부 충격으로부터 자체의 훼손을 방지하고 작업자의 안전을 확보하되 차체의 외형에 상응하도록 다각형의 절곡된 형태로 바디를 형성하여 설치하는 범퍼 센서를 제공한다.
특히, 본 발명은 직선 및 코너 부위 전반에 걸쳐 테이프스위치를 내장하는 완충부를 안정적으로 장착함으로써 코너부 및 직선부와 양단부에서 완충부의 들뜸현상을 방지한다.
따라서, 내장된 테이프스위치의 감도를 일정하게 도출하고 완충부 및 테이프스위치와 케이블이 프레임으로부터 분리되거나 이탈되는 것을 방지하는 효과를 도출한다.
또한, 프레임과 완충부 사이에 밀착력을 증대하여 테이프스위치가 내장된 내부에 방수 및 방진 기능을 도모함으로써 범퍼 센서의 성능 및 수명을 증대할 수 있는 등의 이점을 가진다.
도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 범퍼 센서의 정면 및 배면 사시도.
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 범퍼 센서의 정면 및 배면 분해 사시도.
도 5는 도 2의 A-A선을 따라서 취한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 범퍼 센서의 완충부 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 범퍼 센서의 마감부 조립 상태 사시도.
이하, 본 발명의 범퍼 센서의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기의 설명에서 당해 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다. 아울러 하기의 설명은 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 들어 설명하는 것이므로 본 발명은 하기 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니며 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 제공될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 범퍼 센서의 정면 및 배면 사시도, 도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 범퍼 센서의 정면 및 배면 분해 사시도, 도 5는 도 2의 A-A선을 따라서 취한 단면도, 도 6은 본 발명에 따른 범퍼 센서의 완충부 사시도, 도 7은 본 발명에 따른 범퍼 센서의 마감부 조립 상태 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 기술이 적용되는 범퍼 센서는 무인 운반차 등의 차체에 설치하는 범퍼 센서를 구성함에 있어 차체의 외부 형상에 따른 직선 및 코너 부위 전반에 걸쳐 테이프스위치를 안정적으로 내장하고 감도를 효과적으로 도출 가능한 구조를 형성하는 범퍼 센서에 관한 것임을 주지한다.
이를 위한 본 발명의 범퍼 센서는 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이 차체에 설치하는 프레임(110)과, 충격을 흡수하는 완충부(130)와, 충격을 감지하는 테이프스위치(140)와, 마감수단(150), 및 감도조절판(160)을 포함하여 구성하며 구체적으로는 하기와 같다.
상기 프레임(110)은 차체의 외부 형상에 상응하는 다각 형상으로 절곡하여 직선부(111) 및 코너부(112)를 형성하는 빔 형태로 구비하고 양단에는 설치부(113)를 마련하여 구성한다.
상기 프레임(110)은 알루미늄과 같은 금속재로 형성하여 지지력을 확보하며 코너부(112)는 차제 외형에 따라 만곡되는 형상으로 구비한다.
상기 프레임(110)의 양측 단부에 구비하는 설치부(113)는 차체의 양측에 마련된 소정의 설치 홀더 내로 삽입하도록 소정의 길이로 구비하며 체결수단에 의해 장착하도록 체결홀을 형성한다.
상기 탈부착홈(120)은 도 5에 도시한 바와 같이 상기 프레임(110)의 전면에서 상협하광 형상으로 요입하여 프레임(110)의 길이 방향을 따라서 구비한다.
상기 프레임(110)의 전면에는 완충부(130)가 장착되는바, 상기 탈부착홈(120)은 후술하게될 개재부(132)가 탈부착식으로 개재되도록 상협하광 형상의 단면을 형성하여 하부 양측에 요부를 가지도록 프레임(110)의 길이 방향을 따라서 구비한다.
상기 완충부(130)는 탄성소재로 이루어지되 상기 프레임(110)의 설치부(113)를 제외한 구간에서 탈부착홈(120)에 개재하여 구비하고 내부에는 수용부(131)를 형성하여 구성한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 완충부(130)는 합성수지로 이루어진 탄성소재를 이용해 프레임(110)의 직선부(111) 및 곡선부 길이에 상응하는 길이 방향으로 성형하되, 상기 탈부착홈(120)의 내형에 상응하는 형태의 개재부(132)와, 완충 작용을 하면서 테이프스위치(140)를 내장하는 수용부(131)와, 후술하게 될 절개부(133)를 형성하도록 구성한다.
상기 개재부(132)는 완충부(130)의 이면에서 상기 탈부착홈(120)의 하부 양측 요부에 개재하도록 도 5에서와 같이 각각 '┘' 및 '└' 형상으로 절곡 형성하는 한 쌍으로 구비한다. 상기 완충부(130)의 재질적 특성에 의해 상기 개재부(132)는 탄성적으로 탈부착홈(120)에 개재될 수 있으며 개재부(132)와 상기 탈부착홈(120) 사이에는 소정의 간격을 가지도록 구비하여 원활한 탈부착이 이루어지도록 함이 바람직할 것이다.
상기 수용부(131)는 완충부(130)의 전면 내부에 길이 방향을 따라서 공간을 형성하여 테이프스위치(140)를 내장하도록 구비한다. 수용부(131)는 동작하중이 작용시 일정 충격을 흡수하면서 테이프스위치(140)에서 감지가 가능한 수준을 고려하여 그 내부 크기를 형성한다.
상기 절개부(133)는 상기 프레임(110)의 코너부(112)에 상응하는 위치에서 탈부착홈(120)에 개재되어 절곡되는 완충부(130)의 개재부(132) 상에 형성한다.
상기 완충부(130)의 이면에 형성하는 개재부(132)는 상기 프레임(110)의 코너부(112)에서 동일 각도로 절곡시 완충부(130)의 외측 및 내측 곡률반경의 차이에 의해 소재의 특성상 해당 부위가 돌출되어 프레임(110)에 밀착되지 못하는 현상을 야기하는바, 상기 절개부(133)는 도 6에서와 같이 개재부(132)의 코너부(112) 일부 구간에서 양측에 '∧' 및 '∨' 형태로 절개 구간을 마련하여 밀착하도록 형성한다.
상기 절개부(133)는 상기 프레임(110)의 코너부(112) 곡률에 따라서 그 크기를 다양하게 적용할 수 있으며 필요에 따라서 단일 코너부(112)에 복수의 절개부(133)를 마련할 수도 있을 것이다.
상기 테이프스위치(140)는 상기 완충부(130)의 수용부(131)에 내장하여 길이 방향을 따라서 구비하고 완충부(130)의 전면에 동작하중이 작용시 충격을 감지하도록 구성한다.
상기 테이프스위치(140)는 도전성 재료로 이루어진 양측 전극 테이프와, 그 사이에 구비하는 절연패드로 이루어져 외부로부터 충격 또는 압력이 작용시 양측 전극이 절연패드를 통과해 접촉하여 도전됨으로서 동작하중을 감지하도록 구성한다. 테이프스위치(140)는 절연성 PVC 재질의 외피로 피복되어 상기 수용부(131) 내에 삽입되며 전력을 공급용 케이블이 일단에 접속하여 수용부(131) 외부로 구비된다.
상기 완충부(130)의 양단에는 완충부(130)를 프레임(110)에 밀착 고정하고 수용부(131)를 차폐하는 마감수단(150)을 장착하여 구성한다.
상기 완충부(130)는 상기 프레임(110)의 코너부(112)에서 직선부(111)로 이어지는 구간에서 양측 단부를 위치하므로 소재의 탄성에 의해 단부가 탈부착홈(120)의 외측으로 들뜸 현상이 불가피하게 발생하며, 수용부(131)에 내장된 테이프스위치(140)의 케이블 역시 외부로 노출되어 방치되는바, 상기 마감수단(150)은 수용부(131)를 마감하여 테이프스위치(140)의 접속부를 차폐하고 케이블의 배선을 정리함과 동시에 완충부(130)를 프레임(110)에 안정적으로 고정하도록 구비하며, 제1마감부재(151) 및 제2마감부재(152)로 구성한다.
도 4 및 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 제1마감부재(151)는 수용부(131)의 단면에 상응하는 형상으로 마련하여 기밀하게 삽입하도록 구비한다.
상기 제1마감부재(151)는 탄성소재로 마련하여 수용부(131)의 양단에 개재하여 마감하도록 구비한다. 수용부(131)의 일단에는 내장된 테이프스위치(140)의 접속부가 위치하여 케이블이 연결되는바, 일측 제1마감부재(151)에는 케이블의 출입을 위한 하나 또는 그 이상의 케이블인출홀(153)을 통공한다.
상기 제2마감부재(152)는 완충부(130)와 프레임(110)을 수용하는 캡 형상으로 구비하되 설치부(113)를 관통하는 설치부인출홀(155)을 형성하여 제1마감부재(151)의 외측을 차폐하도록 구비한다.
상기 제2마감부재(152)는 탄성소재의 캡 형상으로 마련하되 캡의 내측 둘레가 상기 프레임(110) 및 완충부(130) 일체를 탄성적으로 감싸도록 형성하여 완충부(130)의 양단이 들뜨지 않도록 프레임(110)에 고정하도록 구비한다.
상기 프레임(110)의 양단에는 설치부(113)가 마련되므로 상기 완충부(130)의 양단과는 일정 거리를 이격하는바, 상기 제2마감부재(152)에는 설치부인출홀(155)을 통공하여 설치부(113)를 제외한 완충부(130) 일체가 차폐되도록 구비한다.
아울러, 상기 수용부(131)의 일단에는 내장된 테이프스위치(140)의 접속부가 위치하여 케이블이 연결되는바, 일측 제2마감부재(152)에는 케이블의 출입을 위한 하나 또는 그 이상의 케이블인출홀(154)을 통공한다.
한편, 상기 프레임(110)의 직선부(111)와 완충부(130)의 이면 사이에 형성되는 공극에는 감도조절판(160)을 삽입하여 구성한다.
상기 완충부(130)는 상기 프레임(110)의 코너부(112)에서 절곡시 완충부(130)의 외측 및 내측 곡률반경의 차이에 의해 소재의 특성상 직선부(111)에서 소정의 들뜸 현상이 발생하며 이는 수용부(131)에 내장된 테이프스위치(140)의 감도를 저하시키는 원인이 되는바, 상기 프레임(110)과 완충부(130) 간에 이격 공간이 형성되지 않도록 감도조절판(160)을 삽입한다.
상기 감도조절판(160)은 전면부가 유선형으로 만곡되되 상이한 두께를 형성하는 다수를 구비하여 택일적으로 삽입하도록 구성한다.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술이 적용된 범퍼 센서는 차체의 외형에 상응하도록 다각형의 절곡된 형태로 바디를 형성하여 설치하는 범퍼 센서를 제공한다.
특히, 본 발명은 종래의 범퍼 센서가 프레임(110)의 코너부(112)로 인해 테이프스위치(140)를 내장하는 완충부(130)가 프레임(110)에 밀착되지 못하거나 직선부(111)에서 들뜸 현상이 발생하는 것을 배제하도록 상기 완충부(130)의 개재부(132) 상에 절개부(133)를 구비하고 완충부(130)와 프레임(110) 사이의 공극에는 감도조절판(160)을 삽입하는 일련의 구성을 통해 테이프스위치(140)가 직선 및 코너 부위 전반에 걸쳐 동작하중이 작용시 일정한 감도를 도출할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 완충부(130)의 양단에서 완충부(130)를 프레임(110)에 견고하게 밀착 고정하도록 상기와 같은 구성의 제2마감부재(152)를 구비함으로써 종래 기술에서 케이블타이를 이용해 완충부(130)를 프레임(110)에 고정하는 등의 조잡한 구성을 배제하고 완충부(130) 및 테이프스위치(140)와 케이블이 프레임(110)으로부터 분리되거나 이탈되는 것을 방지하는 효과를 도출한다.
아울러, 본 발명은 상기와 같은 제1마감부재(151) 및 제2마감부재(152)로 이루어진 마감수단(150)에 의해 테이프스위치(140)가 내장된 수용부(131)를 차폐하도록 구성함으로써 방수 및 방진 기능을 도모하고 케이블을 효과적으로 배선하여 궁극적으로 범퍼 센서의 성능을 최적화하고 수명을 증대하는 등의 효과를 기대할 수 있다.
110: 프레임
111: 직선부
112: 코너부
113: 설치부
120: 탈부착홈
130: 완충부
131: 수용부
132: 개재부
133: 절개부
140: 테이프스위치
150: 마감수단
151: 제1마감부재
152: 제2마감부재
153,154: 케이블인출홀
155: 설치부인출홀
160: 감도조절판

Claims (3)

  1. 차체의 외부 형상에 상응하는 다각 형상으로 절곡하여 직선부(111) 및 코너부(112)를 형성하는 빔 형태로 구비하고 양단에는 설치부(113)를 마련하는 프레임(110)과,
    상기 프레임(110)의 전면에서 상협하광 형상으로 요입하여 프레임(110)의 길이 방향을 따라서 구비하는 탈부착홈(120)과,
    탄성소재로 이루어지되 상기 프레임(110)의 설치부(113)를 제외한 구간에서 탈부착홈(120)에 개재하여 구비하고 내부에는 수용부(131)를 형성하는 완충부(130)와,
    상기 완충부(130)의 수용부(131)에 내장하여 길이 방향을 따라서 구비하고 완충부(130)의 전면에 동작하중이 작용시 충격을 감지하는 테이프스위치(140)를 포함하고,
    상기 완충부(130)의 이면에는 탈부착홈(120)의 하부 양측 요부에 개재하도록 절곡 형성하는 한 쌍의 개재부(132)를 구비하고,
    상기 프레임(110)의 코너부(112)에 상응하는 위치에서 탈부착홈(120)에 개재되어 절곡되는 개재부(132) 상에는 절개부(133)를 형성하고,
    상기 완충부(130)의 양단에는 완충부(130)를 프레임(110)에 밀착 고정하고 수용부(131)를 차폐하는 마감수단(150)을 장착하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마감수단(150)은,
    수용부(131)의 단면에 상응하는 형상으로 마련하여 기밀하게 삽입하는 제1마감부재(151)와,
    완충부(130)와 프레임(110)을 수용하는 캡 형상으로 구비하되 설치부(113)를 관통하는 설치부인출홀(155)을 형성하여 제1마감부재(151)의 외측을 차폐하는 제2마감부재(152)로 구성하는 것을 특징으로 하는 범퍼 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임(110)의 직선부(111)와 완충부(130)의 이면 사이, 또는 테이프스위치(140)의 이면에는 감도조절판(160)을 삽입하는 것을 특징으로 하는 범퍼 센서.
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