KR102452656B1 - 페달 스트로크 센서의 설치구조체 - Google Patents

페달 스트로크 센서의 설치구조체 Download PDF

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Abstract

페달 스트로크 센서의 설치구조체가 개시된다. 본 실시 예에 의한 페달 스트로크 센서의 설치구조체는 브레이크 페달의 작동에 의해 변위하는 피스톤의 이동방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 랙기어를 구비하는 제1 샤프트, 일측에 회전을 감지하여 브레이크 페달의 변위를 검출하는 페달 스트로크 센서가 마련되되, 제1 샤프트에 대해 직교하는 방향으로 연장 형성되고, 랙기어와 치합하는 피니언기어를 구비하는 제2 샤프트, 피스톤과 제1 샤프트를 결속시키는 마운팅부재를 포함하고, 마운팅부재는 일측에 관통 형성되어 내주면에 피스톤의 외주면이 압입되는 체결홀과, 타측에 함몰 형성되어 내측으로 제1 샤프트의 외주면이 압입되는 체결홈과, 체결홀의 내주면에 돌출 형성되는 적어도 하나의 체결돌기를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

페달 스트로크 센서의 설치구조체{INSTALLATION ASSEMBLY FOR PEDAL STROKE SENSOR}
본 발명은 페달 스트로크 센서의 설치구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크 페달의 변위를 측정하는 페달 스트로크 센서를 용이하고 효과적으로 설치 및 장착시킬 수 있는 페달 스트로크 센서의 설치구조체에 관한 것이다.
차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에는 보다 안정적이면서도 강력하고 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 시스템이 제안되고 있다.
일반적으로 종래의 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 기계적으로 연결된 부스터를 이용하여 휠 실린더에 제동에 필요한 액압을 공급하였으나, 최근에는 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 페달 스트로크 센서가 브레이크 페달의 이동을 감지하여 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 제동에 필요한 액압을 휠 실린더로 공급하는 방식인 전자식 브레이크 시스템이 많이 사용되고 있다.
이러한 페달 스트로크 센서는 브레이크 페달 또는 이에 연결되는 마스터 실린더 측에 설치되어 운전자의 답력에 의해 병진이동 또는 회전운동하는 브레이크 페달의 변위를 검출함으로써 전기적으로 브레이크 시스템을 제어하게 되는데, 차량의 형태나 구조에 따라 설치위치를 개별적으로 조정해야 하거나, 설치위치에 따라 브레이크 페달 어셈블리의 크기가 커져 차량의 장착 용이성이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0039171호(2012. 04. 25.)
본 실시 예는 단순한 구조로서 페달 스트로크 센서가 브레이크 페달의 변위를 효과적으로 검출할 수 있는 페달 스트로크 센서의 설치구조체를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 조립 및 설치의 용이성이 향상되어 제조원가를 절감할 수 있는 페달 스트로크 센서의 설치구조체를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 다양한 형태 및 구조의 차량에 페달 스트로크 센서를 용이하게 설치할 수 있는 페달 스트로크 센서의 설치구조체를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 브레이크 페달 및 마스터 실린더 어셈블리의 소형화를 도모할 수 있는 페달 스트로크 센서의 설치구조체를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 페달 스트로크 센서의 작동 성능 및 신뢰성이 향상된 페달 스트로크 센서의 설치구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 브레이크 페달의 작동에 의해 변위하는 피스톤의 이동방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 랙기어를 구비하는 제1 샤프트, 일측에 회전을 감지하여 상기 브레이크 페달의 변위를 검출하는 페달 스트로크 센서가 마련되되, 상기 제1 샤프트에 대해 직교하는 방향으로 연장 형성되고, 상기 랙기어와 치합하는 피니언기어를 구비하는 제2 샤프트, 상기 피스톤과 상기 제1 샤프트를 결속시키는 마운팅부재를 포함하고, 상기 마운팅부재는 일측에 관통 형성되어 내주면에 상기 피스톤의 외주면이 압입되는 체결홀과, 타측에 함몰 형성되어 내측으로 상기 제1 샤프트의 외주면이 압입되는 체결홈과, 상기 체결홀의 내주면에 돌출 형성되는 적어도 하나의 체결돌기를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 마운팅부재는 사출성형에 의해 마련될 수 있다.
상기 제1 샤프트는 상기 체결홈의 내측에 안착되는 결합부와, 상기 결합부의 양단에 외측으로 돌출 형성되어 상기 마운팅부재의 일면 및 타면에 각각 지지되는 한 쌍의 지지턱을 포함하여 제공될 수 있다.
상기 랙기어와 상기 피니언기어의 유격을 저감하는 치합유지부를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 치합유지부는 일단은 고정 및 지지되고, 타단은 상기 피니언기어를 탄성 지지하는 토션스프링을 포함하여 제공될 수 있다.
상기 제2 샤프트를 회전 가능하게 지지하고 상기 토션스프링의 일단이 고정되는 지지부재를 더 포함하여 제공될 수 있다.
상기 마운팅부재는 상기 체결홈에 안착 및 결속된 제1 샤프트의 이탈을 방지하도록 돌출 형성되는 한 쌍의 안착돌기를 더 포함하여 제공될 수 있다.
본 실시 예에 의한 페달 스트로크 센서의 설치구조체는 단순한 구조로서 페달 스트로크 센서의 조립 및 설치의 용이성이 향상되는 효과를 가진다.
본 실시 예에 의한 페달 스트로크 센서의 설치구조체는 조립 및 설치에 투입되는 노동력 및 공정시간을 절감하여 제조원가를 절감하는 효과를 가진다.
본 실시 예에 의한 페달 스트로크 센서의 설치구조체는 다양한 형태 및 구조의 차량에 페달 스트로크 센서를 용이하게 설치할 수 있는 효과를 가진다.
본 실시 예에 의한 페달 스트로크 센서의 설치구조체는 브레이크 페달 및 마스터 실린더 어셈블리의 소형화를 도모하여 차량의 장착 용이성이 향상되는 효과를 가진다.
본 실시 예에 의한 페달 스트로크 센서의 설치구조체는 페달 스트로크 센서의 작동 성능 및 신뢰성이 향상되는 효과를 가진다.
도 1은 본 실시 예에 의한 페달 스트로크 센서의 설치구조체가 블록에 장착된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 실시 예에 의한 마운팅부재를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 실시 예에 의한 마운팅부재에 의해 피스톤과 제1 샤프트가 결속된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 실시 예에 의한 제1 샤프트의 랙기어와 제2 샤프트의 피니언기어가 치합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 실시 예에 의한 제1 샤프트의 랙기어와 제2 샤프트의 피니언기어가 치합된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 실시 예에 의한 치합유지부를 나타내는 사시도이다.
이하에서는 본 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 실시 예에 의한 페달 스트로크 센서의 설치구조체(100)가 블록(10)에 장착된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 1을 참조하면 본 실시 예에 의한 페달 스트로크 센서의 설치구조체(100)는 브레이크 페달(미도시)의 작동에 의해 변위하는 피스톤(30)의 이동방향과 나란한 방향으로 연장 형성되는 제1 샤프트(110), 제1 샤프트(110)에 직교하는 방향으로 연장 형성되고 일측에 회전을 감지하는 페달 스트로크 센서(50)가 마련되는 제2 샤프트(120), 피스톤(30)과 제1 샤프트(110)를 결속시키는 마운팅부재(130), 제1 샤프트(110)의 외주면에 마련되는 랙기어(110a)와 제2 샤프트(120)의 외주면에 마련되는 피니언기어(120a) 사이의 유격을 저감하는 치합유지부(140), 제2 샤프트(120)의 일단에 마련되어 제2 샤프트(120)를 블록(10)의 내측에 회전 가능하게 지지하는 지지부재(150)를 포함하여 마련될 수 있다.
블록(10)은 마스터 실린더(10a)를 형성하는 부품요소로서, 운전자의 답력에 의해 동작하는 브레이크 페달(미도시)과 연동되는 인풋로드(20)가 전진 및 후퇴 가능하게 마련될 수 있다. 인풋로드(20)는 일단은 브레이크 페달과 연결되고, 타단은 실린더(10a)의 피스톤(30)과 연결될 수 있다.
블록(10)에는 피스톤(30)이 전진 및 후퇴 가능하게 마련되는 실린더(10a)와, 후술하는 제1 샤프트(110)가 삽입될 수 있도록 내부와 외부가 관통되는 장착홀이 형성될 수 있다. 실린더(10a)와 장착홀은 각각 브레이크 페달의 답력에 의한 피스톤(30)과 제1 샤프트(110)의 이동 방향과 나란한 방향으로 연장 형성될 수 있다.
피스톤(30)은 블록(10) 내의 실린더(10a) 상에서 브레이크 페달의 답력 및 답력해제에 따라 각각 전진 및 후퇴하도록 마련된다. 하우징(11)은 피스톤(30)을 둘러싸며 블록(10)에 체결될 수 있으며, 실린더(10a)는 브레이크 페달의 답력에 의해 전진 및 후퇴함으로써 체적이 변화될 수 있다.
피스톤(30)의 후방은 탄성부재(40)에 의해 탄성 지지되어 마련될 수 있다. 탄성부재(40)는 브레이크 페달의 답력에 의한 피스톤(30)의 전진 이동에 따라 압축되고, 브레이크 페달의 답력해제 시 탄성부재(40)의 탄성 복원력에 의해 피스톤(30)이 원 위치로 복귀될 수 있다.
제1 샤프트(110)는 답력에 의한 브레이크 페달의 작동에 따라 변위하는 피스톤(30)의 이동방향과 나란한 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제1 샤프트(110)는 블록(10)의 장착홀에 삽입되어 축 방향 이동이 가능하도록 지지될 수 있으며, 후술하는 마운팅부재(130)에 의해 피스톤(30)과 결속되어, 피스톤(30)과 함께 전진 및 후퇴하며 변위될 수 있다. 제1 샤프트(110)의 일측에는 후술하는 마운팅부재(130)와 안정적인 체결을 위한 결합부(111) 및 지지턱(112)이 마련될 수 있으며, 제1 샤프트(110)의 외주면에는 후술하는 제2 샤프트(120)의 피니언기어(120a)와 치합하는 랙기어(110a)가 마련될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
제2 샤프트(120)는 제1 샤프트(110)의 병진이동 방향에 대해 직교하는 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제2 샤프트(120)의 일단에는 제2 샤프트(120)를 블록(10)의 내측에서 회전 가능하게 지지하고 후술하는 치합유지부(140)를 지지하는 지지부재(150)가 마련될 수 있으며, 타단에는 제2 샤프트(120)의 회전을 감지하여 브레이크 페달의 변위를 검출하는 페달 스트로크 센서(50)가 마련될 수 있다. 또한 제2 샤프트(120)의 중앙부에는 제1 샤프트(110)의 랙기어(110a)와 치합하는 피니언기어(120a)가 마련되어, 피스톤(30)의 작동에 의한 제1 샤프트(110)의 병진운동을 제2 샤프트(120)의 회전이동으로 변환시킬 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
한편, 도면부호 160은 지지부재(150) 외에 제2 샤프트(120)를 블록(10)의 내부에서 자유 회전 가능하게 지지하는 부품요소로서, 각종 베어링으로 이루어질 수 있다.
페달 스트로크 센서(50)는 제2 샤프트(120)의 단부에 마련되어 제2 샤프트(120)의 회전 정도를 감지함으로써 브레이크 페달의 작동위치 또는 변위를 검출할 수 있다. 일 예로, 페달 스트로크 센서(50)는 마그넷과 IC가 내장된 전자식 차속 센서로 마련될 수 있으며, 제2 샤프트(120)의 회전으로부터 브레이크 페달의 변위를 검출하게 되면 검출된 신호를 전자제어유닛(미도시)으로 송출하고, 전자제어유닛은 이에 근거하여 차량의 브레이크 시스템을 제어할 수 있다.
마운팅부재(130)는 피스톤(30)과 제1 샤프트(110)를 서로 결속시켜 양 부품요소의 이동 및 동작을 구속시키도록 마련된다.
도 2는 본 실시 예에 의한 마운팅부재(130)를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 실시 예에 의한 마운팅부재(130)에 의해 피스톤(30)과 제1 샤프트(110)가 결속된 상태를 나타내는 사시도로서, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 마운팅부재(130)는 일측에 관통 형성되어 내주면에 피스톤(30)의 외주면이 압입되는 체결홀(131)과, 타측에 함몰 형성되어 내측으로 제1 샤프트(110)의 외주면이 압입되는 체결홈(132)과, 체결홀(131)의 내주면에 돌출 형성되는 적어도 하나의 체결돌기(133)를 포함하여 마련될 수 있다.
마운팅부재(130)는 제품의 경량화와 원가 절감을 도모하고, 제조공정의 단순화를 위해 플라스틱 등의 합성 수지를 재질로 하여 사출성형에 의해 제조될 수 있다. 또한 마운팅부재(130)는 제품의 장착성 및 차량의 공간 활용도 향상을 위해 플레이트 형상으로 형성되되, 체결홀(131)이 마련되는 일측은 피스톤(30)의 외경 크기에 대응되는 크기로 형성되되 체결홈(132)이 마련되는 타측은 단면의 간격이 감소하여 제1 샤프트(110)의 외경 크기에 대응되는 크기로 이루어질 수 있다.
체결홀(131)은 마운팅부재(130)의 일측에 양면을 관통하여 형성되되, 내경의 크기는 피스톤(30)의 외경 크기와 일치할 수 있다. 체결홀(131)의 내주면에는 돌출 형성되어 피스톤(30)과의 결합력을 향상시키는 체결돌기(133)가 복수개 마련될 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 체결돌기(133)가 6개 조로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 그 수 및 형성 위치에 한정되는 것은 아니다.
체결홈(132)은 마운팅부재(130)의 타측에 함몰 형성되되, 내측의 안착부위의 내경 크기는 제1 샤프트(110)의 결합부(111) 외경 크기와 일치할 수 있다. 체결홈(132)에는 내측으로 진입하여 안착 및 결속된 제1 샤프트(110)의 이탈을 방지하도록 내측으로 돌출 형성되는 안착돌기(135)가 한 쌍 마련될 수 있다.
한편 제1 샤프트(110)는 마운팅부재(130)의 체결홈(132)과의 안정적이고 효과적인 결속을 위해 체결홈(132)의 내측에 안착되는 결합부(111)와, 결합부(111)의 양단에 외측으로 돌출 형성되어 마운팅부재(130)의 일면 및 타면에 각각 지지되는 한 쌍의 지지턱(112)을 포함할 수 있다. 제1 샤프트(110)의 결합부(111)는 마운팅부재(130)의 체결홈(132)에 용이하게 진입하여 안착 및 결속될 수 있도록 외경의 크기가 보다 작게 형성될 수 있으며, 한 쌍의 지지턱(112)은 결합부(111)의 양단에 외측으로 확장 형성되어 마운팅부재(130)의 일면 및 타면에 밀착하게 마련됨으로써 제1 샤프트(110)의 병진운동 시 마운팅부재(130)의 체결홈(132)으로부터 미끄러지는 현상을 방지할 수 있다.
안착돌기(135)는 체결홈(132)을 형성하는 마운팅부재(130)의 서로 대면하는 양면에 한 쌍이 돌출 형성되어 체결홈(132)의 간격을 좁아지는 형태로 마련됨으로써, 체결홈(132)으로 진입하여 안착 및 결속된 제1 샤프트(110)는 안착돌기(135)에 걸려 외측으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 제1 샤프트(110)와 제2 샤프트(120)의 작동에 대해 설명한다.
도 4는 본 실시 예에 의한 제1 샤프트(110)의 랙기어(110a)와 제2 샤프트(120)의 피니언기어(120a)가 치합된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 실시 예에 의한 제1 샤프트(110)의 랙기어(110a)와 제2 샤프트(120)의 피니언기어(120a)가 치합된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 마운팅부재(130)에 의해 피스톤(30)과 결속된 제1 샤프트(110)의 병진운동이 제2 샤프트(120)의 회전운동으로 전환되도록 제1 샤프트(110)에 마련되는 랙기어(110a)와 제2 샤프트(120)에 마련되는 피니언기어(120a)는 서로 치합하게 마련될 수 있다.
운전자가 차량의 제동을 구현하기 위해 브레이크 페달에 답력을 가하면 브레이크 페달과 연결된 인풋로드(20)가 피스톤(30)을 가압하여 전진시키게 된다. 이 때 마운팅부재(130)에 의해 피스톤(30)과 움직임이 구속된 제1 샤프트(110) 역시 함께 전진하게 되고, 제1 샤프트(110)에 마련된 랙기어(110a)에 의해 피니언기어(120a)의 회전이 발생됨으로써 제2 샤프트(120)가 회전하게 된다. 제2 샤프트(120)의 일단에 설치된 페달 스트로크 센서(50)는 제2 샤프트(120)의 회전에 의해 마그넷의 자력 세기 변화를 감지함으로써 브레이크 페달의 변위를 검출하게 된다. 요컨대, 제1 샤프트(110)의 랙기와 제2 샤프트(120)의 피니언기어(120a)는 랙 앤 피니언(Rack & Pinion) 구조에 의해 제1 샤프트(110)의 병진운동을 제2 샤프트(120)의 회전운동으로 전환시킬 수 있으며, 페달 스트로크 센서(50)는 제2 샤프트(120)의 회전을 감지하여 브레이크 페달의 변위정보를 검출할 수 있는 것이다.
한편, 제1 샤프트(110)의 랙기어(110a)와 제2 샤프트(120)의 피니언기어(120a)는 서로 치합된 상태로 마련되나, 기어 사이의 완전한 밀착을 유지하는 것을 실질적으로 불가능하므로 랙기어(110a)와 피니언기어(120a) 사이의 유격이 발생하여 실제 브레이크 페달의 변위와 페달 스트로크 센서(50)가 검출한 변위정보에 오차가 발생할 수 있다.
이에 치합유지부(140)가 랙기어(110a)와 피니언기어(120a) 사이의 유격을 저감 및 방지하도록 마련될 수 있다.
도 6은 본 실시 예에 의한 치합유지부(140)를 나타내는 사시도로서, 도 6을 참조하면 치합유지부(140)는 일단은 지지부재(150)에 고정 및 지지되고, 타단은 피니언기어(120a)를 탄성 지지하는 토션스프링(Torsion spring)을 포함할 수 있다. 토션스프링은 피니언기어(120a)를 도 6에 도시된 화살표 방향으로 탄성 지지함으로써, 제2 샤프트(120)의 피니언기어(120a)가 제1 기어의 랙기어(110a)에 맞물린 상태를 항시 유지할 수 있으며, 이로써 브레이크 페달 작동에 의한 제1 샤프트(110)의 전진 시 제2 샤프트(120)가 즉각적으로 반응하여 회전하여 실제 변위와 검출된 변위정보의 오차를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것으로서, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 블록 30: 피스톤
50: 페달 스트로크 센서 100: 설치구조체
110: 제1 샤프트 110a: 랙기어
111: 결합부 112: 지지턱
120: 제2 샤프트 120a: 피니언기어
130: 마운팅부재 131: 체결홀
132: 체결홈 133: 체결돌기
135: 안착돌기 140: 치합유지부
150: 지지부재

Claims (7)

  1. 브레이크 페달의 작동에 의해 변위하는 피스톤의 이동방향과 나란한 방향으로 연장 형성되고, 랙기어를 구비하는 제1 샤프트;
    일측에 회전을 감지하여 상기 브레이크 페달의 변위를 검출하는 페달 스트로크 센서가 마련되되, 상기 제1 샤프트에 대해 직교하는 방향으로 연장 형성되고, 상기 랙기어와 치합하는 피니언기어를 구비하는 제2 샤프트;
    상기 피스톤과 상기 제1 샤프트를 결속시키는 마운팅부재;를 포함하고,
    상기 마운팅부재는
    일측에 관통 형성되어 내주면에 상기 피스톤의 외주면이 압입되는 체결홀과, 타측에 함몰 형성되어 내측으로 상기 제1 샤프트의 외주면이 압입되는 체결홈과, 상기 체결홀의 내주면에 돌출 형성되는 적어도 하나의 체결돌기를 포함하는 페달 스트로크 센서의 설치구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마운팅부재는
    사출성형에 의해 마련되는 페달 스트로크 센서의 설치구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 샤프트는
    상기 체결홈의 내측에 안착되는 결합부와, 상기 결합부의 양단에 외측으로 돌출 형성되어 상기 마운팅부재의 일면 및 타면에 각각 지지되는 한 쌍의 지지턱을 포함하는 페달 스트로크 센서의 설치구조체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 랙기어와 상기 피니언기어의 유격을 저감하는 치합유지부;를 더 포함하는 페달 스트로크 센서의 설치구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 치합유지부는
    일단은 고정 및 지지되고, 타단은 상기 피니언기어를 탄성 지지하는 토션스프링을 포함하는 페달 스트로크 센서의 설치구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 샤프트를 회전 가능하게 지지하고 상기 토션스프링의 일단이 고정되는 지지부재;를 더 포함하는 페달 스트로크 센서의 설치구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마운팅부재는
    상기 체결홈에 안착 및 결속된 제1 샤프트의 이탈을 방지하도록 돌출 형성되는 한 쌍의 안착돌기를 더 포함하는 페달 스트로크 센서의 설치구조체.
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