KR102457763B1 - 브레이크 패드 마모량 센서 - Google Patents

브레이크 패드 마모량 센서 Download PDF

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KR102457763B1
KR102457763B1 KR1020220060184A KR20220060184A KR102457763B1 KR 102457763 B1 KR102457763 B1 KR 102457763B1 KR 1020220060184 A KR1020220060184 A KR 1020220060184A KR 20220060184 A KR20220060184 A KR 20220060184A KR 102457763 B1 KR102457763 B1 KR 102457763B1
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brake pad
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magnet
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KR1020220060184A
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석승균
함재훈
이명우
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파코스(주)
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Abstract

센싱신뢰도 및 측정정밀성이 개선되도록, 본 발명은 브레이크 패드의 마모량을 감지하는 브레이크 패드 마모량 센서에 있어서, 내부에 수용공간이 형성되되 상기 브레이크 패드의 외면에 대향되는 일단부가 개구되는 하우징부; 상기 브레이크 패드의 외면에 대향 밀착되도록 일측단이 상기 하우징부의 개구된 일단부로부터 돌출되어, 길이방향으로 연장되어 상기 수용공간에 타측단이 배치되되, 타측에 영구자석으로서 구비된 마그네트부가 결합되는 샤프트; 상기 샤프트가 상기 브레이크 패드의 외면을 향하여 가압되도록 상기 샤프트의 길이방향에 평행하게 정렬 배치되되, 일단부가 상기 샤프트의 타측단에 결합되며, 타단부가 상기 하우징부의 내벽에 결합되는 탄발스프링; 및 상기 브레이크 패드의 마모 정도에 비례하여 상기 샤프트의 길이방향 이동에 따른 전자기력 변화에 따라 전기신호를 생성하도록 상기 하우징부 내부에 고정되되 상기 마그네트부의 외측에 대향 이격 배치되는 마모감지센서를 포함하는 브레이크 패드 마모량 센서를 제공한다.

Description

브레이크 패드 마모량 센서{brake pad wear sensor}
본 발명은 브레이크 패드 마모량 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센싱신뢰도 및 측정정밀성이 개선되는 브레이크 패드 마모량 센서에 관한 것이다.
일반적으로 브레이크 패드 마모량 센서는 차량에 구비되는 브레이크 패드의 마모량을 센싱하여 전압값 또는 전류값으로 출력하는 센서이다.
여기서, 브레이크 패드 마모량 센서를 통해 감지한 패드 마모량을 전기 신호로 차량의 클러스터 등에 실시간으로 표시함으로써, 운전자는 브레이크 패드의 마모상태를 모니터링 할 수 있어 안전운행에 도움을 준다.
이때, 기존 상용 트럭에 일부 적용되고 있는 패드 마모량 센서는 회전형 센서로 패드를 압축하는 실린더 링크의 회전량을 검출하며 작동 메카니즘 상 적은 회전 앵글량으로 센싱해야 하는 이유로 높은 기어비를 적용하여야 하여 구조가 복잡하였다. 즉, 캘리퍼의 실린더를 압축 이동하기 위해 지렛대 원리의 회전 링크 기구부의 축에 장착되어 회전각도를 센싱하는 방식으로 실린더 압축 이동에 필요한 수십번의 회전을 기어비를 늘려 한바퀴의 회전으로 변환하고 이 각도를 센싱하는 회전형 앵글 홀 센서가 적용되었다.
이러한 마모센서는 대부분 기계식 접점을 이용하므로 마모량의 1포인트 또는 3포인트만 표시하는 것이므로 라이닝의 마모 상태를 정확하게 감지하는 것이 어려운 문제점이 있었다. 또한, 승용차에는 회전하는 실린더 링크 구조가 없기 때문에 적용하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 브레이크 패드의 마모를 간접적으로 감지하기 위해 직선 이동량을 회전운동으로 변환하기 위한 여러단계의 기어가 조합되어 복잡한 구조가 요구되어 경제성이 저하되는 문제점이 있었으며, 센서가 흙, 먼지 등의 외부 오염물질에 노출됨에 따라 센싱감도가 저하되는 문제점이 있었다.
그리고, 종래의 브레이크 패드 마모센서는 패드가 마모되었을 때 단순히 동선이 마모되면 신호가 끊어지면서 경고등이 들어오는 구조로 패드 마모의 과정을 모니터링 하지 못하는 문제점이 있었으며, 간접적인 센싱 방식으로 측정 오차가 발생하여 정확도가 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 브레이크 패드에 연결된 동선이 끊어지기 전에는 운전자가 마모량을 알지 못하며, 패드 교환 시에 마모센서도 같이 교환이 필요하여 경제성이 저하되는 문제점이 있었다.
한국 등록특허 제10-0374432호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 센싱신뢰도 및 측정정밀성이 개선되는 브레이크 패드 마모량 센서를 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 브레이크 패드의 마모량을 감지하는 브레이크 패드 마모량 센서에 있어서, 내부에 수용공간이 형성되되 상기 브레이크 패드의 외면에 대향되는 일단부가 개구되는 하우징부; 상기 브레이크 패드의 외면에 대향 밀착되도록 일측단이 상기 하우징부의 개구된 일단부로부터 돌출되어, 길이방향으로 연장되어 상기 수용공간에 타측단이 배치되되, 타측에 영구자석으로서 구비된 마그네트부가 결합되는 샤프트; 상기 샤프트가 상기 브레이크 패드의 외면을 향하여 가압되도록 상기 샤프트의 길이방향에 평행하게 정렬 배치되되, 일단부가 상기 샤프트의 타측단에 결합되며, 타단부가 상기 하우징부의 내벽에 결합되는 탄발스프링; 및 상기 브레이크 패드의 마모 정도에 비례하여 상기 샤프트의 길이방향 이동에 따른 전자기력 변화에 따라 전기신호를 생성하도록 상기 하우징부 내부에 고정되되 상기 마그네트부의 외측에 대향 이격 배치되는 마모감지센서를 포함하되, 상기 샤프트의 둘레방향 외측에 대향되는 일면 중앙부에 상기 마모감지센서가 결합된 피씨비부를 더 포함하며, 상기 피씨비부는 상기 수용공간의 측면측 내벽면과 상기 샤프트의 외주면 사이에 판형으로 구비되어 배치되되, 길이방향 양단이 상기 하우징부의 내벽면에 결합되어 고정되고, 상기 샤프트의 타측단에는 상기 마그네트부가 형합 삽입되어 상기 마모감지센서에 대향 배치되도록 상기 마모감지센서의 대향면으로부터 마그네트결합홈이 함몰 형성되되, 상기 샤프트의 타측단에는 상기 마그네트결합홈이 형성된 위치의 반대방향으로 스프링결합부가 반경방향 외측으로 절곡지게 일체로 돌출되되, 상기 스프링결합부의 길이방향 일단부가 상기 수용공간의 일측 내벽면에 대향 배치되며, 상기 스프링결합부에는 상기 탄발스프링의 일단부가 걸림 결합되도록 걸림홈이 일방향으로 함몰 형성됨을 특징으로 하는 브레이크 패드 마모량 센서를 제공한다.
여기서, 상기 마모감지센서는 상기 샤프트의 길이방향 이동 범위에 대응되어 연동 이동되는 상기 마그네트부의 이동궤적상의 외측에 대향 이격 정렬됨이 바람직하다.
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또한, 상기 하우징부의 일측에는 내부에 상기 샤프트가 관통 삽입되도록 개구홀이 형성되며 상기 샤프트 외주를 감싸는 형태로 일방향을 따라 연장되는 연장보호부가 일체로 형성되고, 상기 연장보호부의 길이는 상기 샤프트의 일측단에서 상기 샤프트의 타측단에 외측으로 절곡지게 돌출된 스프링결합부의 길이방향 일단부 사이의 간격 미만으로 설정됨이 바람직하다.
상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 브레이크 패드가 마모되어 얇아짐에 따라 마모감지센서가 브레이크 패드의 마모량에 비례하는 마그네트부의 직선 이동량을 전기신호로서 생성 및 검출하도록, 마모감지센서에 대향되는 마그네트부가 결합된 샤프트의 일측단이 브레이크 패드의 외면에 직접적으로 대향 밀착되므로 센싱신뢰도가 현저히 개선될 수 있다.
둘째, 샤프트의 타측부 둘레방향 외측에 마그네트부와 대향되며 이격 배치된 마모감지센서가 샤프트의 길이방향 이동 범위에 대응되어 연동 이동되는 마그네트부의 이동범위 사이로 정렬 배치됨에 따라 획득되는 전자기력 변화 데이터의 오차가 최소화되므로 측정정밀성이 현저히 개선될 수 있다.
셋째, 브레이크 패드의 마모된 잔량을 실시간으로 자동차 클러스터 계기판 등에 디스플레이 하도록 연속적인 전기신호를 생성 및 전송함에 따라 운전자에게 브레이크 패드의 마모량을 인식시켜 주행안전성이 개선되며, 브레이크 패드의 교환시기를 용이하게 확인할 수 있어 사용편의성이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 패드 마모량 센서를 나타낸 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 패드 마모량 센서를 나타낸 분해사시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 패드 마모량 센서를 나타낸 단면예시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 패드 마모량 센서의 사용상태를 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브레이크 패드 마모량 센서를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 패드 마모량 센서를 나타낸 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 패드 마모량 센서를 나타낸 분해사시도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 패드 마모량 센서를 나타낸 단면예시도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 패드 마모량 센서의 사용상태를 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 5b에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 패드 마모량 센서(100)는 하우징부(10), 샤프트(20), 탄발스프링(30) 및 마모감지센서(40)를 포함한다.
여기서, 상기 브레이크 패드 마모량 센서(100)는 자동차를 포함하는 이동수단에 장착된 휠프레임(1)의 감속을 위해 구비되는 브레이크 패드(2)의 마모량을 감지하여 자동차 클러스터 계기판 등에 디스플레이 하도록 전기신호를 생성하는 센서장치로 이해함이 바람직하다.
이때, 상기 휠프레임(1)의 일측 양면에 한쌍의 상기 브레이크 패드(2)의 내면이 각각 대향 이격된 상태에서 브레이크 동작에 따라 선택적으로 각 상기 브레이크 패드(2)가 상기 휠프레임(1)에 가압 접촉될 수 있다. 또한, 상기 브레이크 패드 마모량 센서(100)는 상기 브레이크 패드(2) 중 적어도 어느 하나의 외측에 대향 배치될 수 있다.
한편, 상기 하우징부(10)는 길이방향으로 연장되며 내부에 수용공간(11)이 형성되되 상기 브레이크 패드(2)의 외면에 대향되는 일단부가 개구되도록 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 수용공간(11)이라 함은 상기 하우징부(10) 및 후술되는 커버(14)에 의해 상기 하우징부(10)의 내부에 형성되는 공간으로 이해함이 바람직하다.
상세히, 상기 하우징부(10)의 상기 브레이크 패드(2)의 외면에 대향되는 일측에는 내부에 상기 샤프트(20)가 관통 삽입되도록 개구홀(12)이 관통 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 하우징부(10)의 일측에는 상기 샤프트(20) 외주를 감싸는 형태로 일방향을 따라 연장되는 연장보호부(13)가 일체로 형성됨이 바람직하다.
즉, 상기 연장보호부(13)는 상기 하우징부(10)의 일측에 상기 브레이크 패드(2)의 외면에 대향되는 방향으로 연장될 수 있으며, 상기 연장보호부(13)의 내부에 길이방향을 따라 상기 개구홀(12)이 관통 형성될 수 있다. 이때, 상기 개구홀(12)은 상기 수용공간(11)에 연통됨으로 이해함이 바람직하다. 즉, 상기 개구홀(12)의 일측은 외부로 연통되며, 타측은 상기 수용공간(11)으로 연통됨으로 이해함이 바람직하다. 더욱이, 상기 연장보호부(13)의 직경은 상기 하우징부(10)의 길이방향 중앙측 직경 이하로 설정될 수 있다.
이때, 상기 연장보호부(13)의 외면은 상기 수용공간(11)이 내부에 형성된 상기 하우징부(10)의 중앙측 외면으로부터 단차지게 형성될 수 있으며, 상기 연장보호부(13)의 외경이 상기 수용공간(11)이 내부에 형성된 상기 하우징부(10)의 중앙측 외경 미만으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 연장보호부(13)의 길이는 상기 샤프트(20)의 일측단(20a)이 노출 배치되도록 상기 샤프트(20)의 일측단(20a)에서 후술되는 스프링결합부(23)의 길이방향 일단부 사이의 간격 미만으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 상기 샤프트(20)의 일측단(20a)이 상기 하우징부(10)의 외측으로 노출 배치되면서 상기 샤프트(20)의 외주가 상기 연장보호부(13)에 의해 감싸여지며 배치되어 외부의 흙, 돌, 먼지, 빗물, 기름, 오염물질 등으로부터 보호될 수 있다. 더불어, 상기 수용공간(11)에 배치되는 상기 탄발스프링(30), 상기 마모감지센서(40) 및 후술되는 피씨비부(41)도 상기 하우징부(10)에 의해 외부의 흙, 돌, 먼지, 빗물, 기름, 오염물질 등으로부터 보호될 수 있다.
이때, 상기 하우징부(10)는 내열성 재질로 구비될 수 있으며, 외부의 흙, 돌, 먼지, 빗물, 기름, 오염물질 등의 부착성이 낮아지도록 매끄러운 표면을 갖도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 개구홀(12)의 직경은 상기 샤프트(20)의 외경에 대응되도록 설정되되, 상기 개구홀(12)의 내벽과 상기 샤프트(20)의 외주면이 상호간 미세한 간격을 두고 이격 배치되도록 설정됨이 바람직하다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 상기 샤프트(20)의 단면이 원형으로 형성된 경우를 예로써 도시 및 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 개구홀(12)의 일측은 상기 브레이크 패드(2)의 외면에 대향 배치될 수 있으며, 상기 수용공간(11)에 연통된 상기 개구홀(12)의 타측에는 오링(25) 및 리테이너(26)가 개재되도록 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 단차지게 걸림확장단턱이 확장될 수 있다.
여기서, 상기 오링(25) 및 상기 리테이너(26)는 각각 링형으로 구비되어 상기 걸림확장단턱에 순차적으로 상기 샤프트(20)의 길이방향을 따라 개재될 수 있으며, 상기 오링(25) 및 상기 리테이너(26)의 내주에 상기 샤프트(20)가 관통 삽입되어 실링 결합될 수 있다.
한편, 상기 하우징부(10)는 타단부(10b)가 개구되어 구비될 수 있다. 이때, 상기 브레이크 패드 마모량 센서(100)는 상기 하우징부(10)의 개구된 타단부(10b)에 커버 결합되는 커버(14)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하우징부(10)의 타측 외면 일측에는 착탈돌기(10a)가 돌출 형성될 수 있다. 또한, 상기 커버(14)에는 외곽 테두리로부터 상기 하우징부(10)의 타측 외면을 감싸도록 테두리부(14c)가 연장되되, 상기 착탈돌기(10a)에 대향되는 상기 테두리부(14c)의 일측에 착탈홀(14a)이 관통 형성될 수 있다. 더불어, 상기 커버(14)의 테두리부(14c)에는 상기 착탈돌기(10a)가 상기 착탈홀(14b)에 탄발 걸림 결합되도록 상기 착탈홀(14a)의 양측에 길이방향을 따라 한쌍이 슬릿(14b)이 이격되며 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 커버(14)의 테두리부(14c)가 상기 상기 하우징부(10)의 타측 외면을 감싸며 삽입되면, 상기 테두리부(14c)가 일시적으로 외측으로 탄발 변형되며 상기 착탈돌기(10a)가 상기 착탈홀(14b)에 탄발 걸림 결합됨에 따라 상기 하우징부(10)에 상기 커버(14)가 결합될 수 있다.
그리고, 상기 커버(14)의 내벽면에는 후술되는 전선케이블(42)이 관통 삽입되도록 관통홀(15)이 관통 형성될 수 있으며, 상기 탄발스프링(30)의 걸림 결합을 위한 고정홈부(16)가 상기 관통홀(15)로부터 이격된 위치에 함몰 형성될 수 있다.
한편, 상기 샤프트(20)는 상기 브레이크 패드(2)의 외면에 대향 밀착되도록 일측단(20a)이 상기 하우징부(10)의 개구된 일단부로부터 돌출되고, 길이방향으로 연장되어 상기 수용공간(11) 내부에 타측단이 배치되되, 타측에 영구자석으로서 구비된 마그네트부(22)가 결합됨이 바람직하다. 이러한 상기 샤프트(20)는 내열성이 우수한 합성수지, 금속 등의 내열성 재질로서 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 샤프트(20)의 일측단(20a)이 상기 브레이크 패드(2)에 직접 접촉됨에 따라 열전도에 의해 높은 고열이 발생되는데 이에 대응하기 위하여 상기 샤프트(20)는 재질상 내열성이 높은 수지나 금속이 적용됨이 바람직하다.
그리고, 상기 샤프트(20)의 타측단에는 상기 마모감지센서(40)의 대향면으로부터 상기 마그네트부(22)의 외면 윤곽에 대응되는 윤곽으로 마그네트결합홈(21)이 함몰 형성됨이 바람직하다. 이를 통해, 상기 마그네트부(22)가 상기 마그네트결합홈(21)에 형합 삽입되어 상기 마모감지센서(40)에 대향 배치될 수 있다.
이때, 상기 마그네트부(22)는 육면체 형상 등으로 구비될 수 있으며, 상기 마그네트결합홈(21)은 상기 마그네트부(22)에 대응되는 윤곽으로 함몰 형성될 수 있다.다.
그리고, 상기 마그네트부(22)는 상기 샤프트(20)의 길이방향을 따라 연장되어 직육면체 형상 등으로 구비될 수 있으며, 상기 마모감지센서(40)의 길이를 초과하도록 설정되며 상기 마모감지센서(40)에 대향 배치됨이 바람직하다.
여기서, 상기 마모감지센서(40)는 상기 피씨비부(41)에 결합되어 고정됨에 따라 상기 하우징부(10)의 내부에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 마모감지센서(40)는 상기 샤프트(20)의 타측부 둘레방향 외측에 이격 배치되되, 상기 마그네트부(22)에 대향 이격 정렬됨이 바람직하다. 또한, 상기 마모감지센서(40)는 상기 샤프트(20)의 길이방향 이동 범위에 대응되어 연동 이동되는 상기 마그네트부(22)의 이동범위 사이로 정렬 배치됨이 바람직하다. 즉, 상기 마모감지센서(40)는 상기 마그네트부(22)의 이동궤적상의 외측에 대향 이격 정렬됨이 바람직하다.
이때, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 마그네트부(22)의 이동범위라 함은 상기 브레이크 패드(2)의 마모에 따른 상기 샤프트(20)의 길이방향 이동시 연동 이동되는 상기 마그네트부(22)의 이동가능한 범위 영역을 의미한다. 즉, 도 4a에서와 같이 상기 샤프트(20)가 후퇴한 상태에서도 상기 마그네트부(22)의 외측에 상기 마모감지센서(40)가 대향 배치된 상태이며, 도 4b에서와 같이 상기 샤프트(20)가 전진한 상태에서도 상기 마그네트부(22)의 외측에 상기 마모감지센서(40)가 대향 배치된 상태가 유지되어야 한다. 이를 위해, 상기 마그네트부(22)가 상기 마모감지센서(40)의 길이를 초과하도록 설정되며 상기 마모감지센서(40)에 대향 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 마그네트부(22)는 상기 브레이크 패드(2)가 마모됨에 따라 상기 샤프트(20)가 길이방향을 따라 이동되면 동시에 연동 이동되고, 상기 마모감지센서(40)는 상기 마그네트부(22)의 길이방향 이동에 따른 전자기력 변화에 따라 전기신호를 생성할 수 있다.
한편, 상기 탄발스프링(30)은 상기 샤프트(20)가 상기 브레이크 패드(2)의 외면을 향하여 가압되도록 상기 샤프트(20)의 타측단에 상기 마그네트부(22)와 이격되며 일단부가 결합되며, 상기 수용공간(11)의 타측 내벽면에 타단부가 결합될 수 있다.
즉, 상기 샤프트(20)는 일측단(20a)이 상기 브레이크 패드(2)의 외면에 접촉된 상태에서 압축된 상태의 상기 탄발스프링(30)의 탄발복원력에 의해 상기 브레이크 패드(2)를 향하여 지속적으로 가압될 수 있다.
또한, 상기 샤프트(20)의 타측단에는 스프링결합부(23)가 반경방향 외측으로 절곡지게 일체로 돌출될 수 있다. 여기서, 상기 스프링결합부(23)는 상기 마그네트결합홈(21)이 형성된 위치의 반대방향으로 돌출될 수 있으며, 상기 스프링결합부(23)의 외면이 상기 샤프트(20)의 둘레방향측에 대향되는 상기 수용공간(11)의 내벽면에 대향되되 상호 이격되도록 배치될 수 있다.
더욱이, 상기 스프링결합부(23)의 길이방향 일단부가 상기 수용공간(11)의 일측 내벽면에 대향 배치됨이 바람직하며, 선택적으로 상기 스프링결합부(23)의 길이방향 일단부가 상기 수용공간(11)의 일측 내벽면에 선택적으로 접촉됨에 따라 상기 샤프트(20)의 길이방향 일측으로의 이동이 제한될 수 있다. 즉, 상기 스프링결합부(23)가 상기 샤프트(20)의 이동을 제한하는 스토퍼로서 구비될 수 있다. 이때, 상기 스프링결합부(23)의 일단부 및 상기 수용공간(11)의 일측 내벽면 간의 최대 이격 간격은 상기 브레이크 패드(2)의 두께를 초과하도록 설정될 수 있다. 여기서, 상기 수용공간(11)의 일측 내벽면이라 함은 상기 하우징부(10) 중앙측 및 상기 연장보호부(13)와의 경계영역에 단차지게 형성된 영역의 내벽면을 의미한다.
그리고, 상기 스프링결합부(23)에는 상기 탄발스프링(30)의 일단부가 걸림 결합되도록 걸림홈(24)이 일방향으로 함몰 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 걸림홈(24)에는 상기 탄발스프링(30)의 일단부가 걸림 결합되도록 스프링결합돌기(24a)가 상기 샤프트(20)의 타측방향으로 돌출 형성될 수 있다.
여기서, 상기 걸림홈(24)은 상기 커버(14)에 형성된 상기 고정홈부(16)에 상호 대향 정렬됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 탄발스프링(30)이 상기 샤프트(20)의 길이방향과 평행하게 정렬 배치되며, 상기 탄발스프링(30)의 일단부는 상기 걸림홈(24)에 삽입되어 상기 스프링결합돌기(24a)에 걸림 결합될 수 있으며, 상기 탄발스프링(30)의 타단부는 상기 고정홈부(16)에 삽입되어 걸림 결합될 수 있다. 즉, 상기 탄발스프링(30)의 타단부는 상기 수용공간(11)의 타측 내벽면에 결합될 수 있으나, 가장 바람직하게는 상기 고정홈부(16)에 삽입되어 걸림 결합될 수 있다. 이때, 상기 탄발스프링(30)은 코일스프링으로서 구비됨으로 이해함이 바람직하며, 상기 탄발스프링(30)의 길이는 상기 수용공간(11)의 일측 내벽면 및 상기 고정홈부(16) 간의 간격에 대응되어 설정될 수 있다.
이를 통해, 상기 탄발스프링(30)이 상기 샤프트(20)의 길이방향과 평행하게 배치됨에 따라 상기 샤프트(20)가 기울어짐 없이 길이방향으로의 이동이 안내되도록 탄발복원력을 제공하여, 상기 브레이크 패드(2)의 마모량과 상기 샤프트(20)의 길이방향 이동 변화량이 정확하게 매칭되므로 센싱정밀성 및 센싱신뢰도가 혀저히 개선될 수 있다.
한편, 상기 마모감지센서(40)는 상기 브레이크 패드(2)의 마모 정도에 비례하여 상기 샤프트(20)의 길이방향 이동에 따른 전자기력 변화에 따라 전기신호를 생성하도록 상기 수용공간(11)에 배치되되 상기 마그네트부(22)의 둘레방향 외측에 대향되며 이격 배치될 수 있다.
여기서, 상기 마모감지센서(40)는 상기 브레이크 패드(2) 마모에 의한 상기 샤프트(20) 및 상기 마그네트부(22)의 길이방향 이동에 따른 전자기력 변화에 따라 전기신호를 생성하는 센서장치로서 구비됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 마모감지센서(40)는 자기장을 감지하는 아날로그 타입의 리니어 스트로크 홀 센서(linear stroke hall sensor)로서 구비됨이 바람직하며, 경우에 따라 인덕티브 센서(inductive sensor)로서 구비될 수도 있으며, 상기 샤프트(20) 및 상기 마그네트부(22)의 길이방향 이동을 감지하여 전기신호를 생성할 수 있다면 센서의 종류가 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 마모감지센서(40)는 상기 마그네트부(22)의 위치 및 변위를 검출하도록 상기 브레이크 패드(2)의 마모 정도에 비례하여 상기 샤프트(20)의 길이방향 이동량을 센싱하여 리니어 전압값 또는 전류값을 출력하도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 브레이크 패드(2)의 마모 정도에 비례하여, 상기 브레이크 패드(2)의 내면이 상기 휠프레임(1)의 외면으로부터 이격된 상태에서, 상기 브레이크 패드(2)의 내면이 상기 휠프레임(1)의 외면에 접촉되기까지 이동되는 상기 브레이크 패드(2)의 이동거리가 달라지게 된다. 또한, 상기 브레이크 패드(2)의 이동거리에 대응되어 상기 브레이크 패드(2)에 직접 접촉된 상기 샤프트(20)의 이동거리도 비례한다.
예컨대, 상기 브레이크 패드(2)의 마모량이 없는 초기 상태에서 상기 브레이크 패드(2)의 두께가 15mm인 경우, 상기 마모감지센서(40)는 0.5V의 전기신호를 생성할 수 있다. 또한, 상기 브레이크 패드(2)가 마모되어 두께가 5mm로 감소하는 경우 상기 브레이크 패드(2)의 두께 변화량에 대응되어 상기 샤프트(20) 및 상기 마그네트부(22)가 직선 이동됨에 따라 상기 마모감지센서(40)는 3.5V의 전기신호를 생성할 수 있다. 마찬가지로, 상기 브레이크 패드(2)가 더 마모되어 두께가 0mm로 감소하는 경우 상기 마모감지센서(40)는 4.5V의 전기신호를 생성할 수 있다.
이때, 전기신호가 상기 브레이크 패드(2)의 두께나 형상에 따라 구애 받지 않도록 기설정된 범위값으로 설정이 가능하므로 선형성 에러가 매우 낮은 정확한 이동거리 값으로 변환이 가능하다. 또한, 이러한 원리로 상기 브레이크 패드(2)가 마모되면 상기 샤프트(20)의 이동량이 증가하게 되고 이러한 증가한 이동량에 대응하는 전압 또는 전류값이 실시간으로 출력될 수 있다.
즉, 본 발명은 브레이크 패드가 마모되었을 때 단순히 동선이 마모되면 신호가 끊어지면서 경고등이 들어오는 종래와 달리, 브레이크 패드(2) 마모의 전 과정을 모니터링이 가능하여 운전자가 항상 브레이크 패드(2) 마모량의 정도를 파악 가능하여 사용편의성이 개선될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 브레이크 패드(2)가 마모되어 얇아짐으로 인한 상기 브레이크 패드(2)의 마모량에 비례하는 상기 샤프트(20)의 직선 이동량을 직접 검출하는 직선 스트로크 센싱 방식의 상기 마모감지센서(40)가 구비됨으로써 구조가 간단하며 높은 기어비 등이 요구되지 않아 안정적으로 동작이 수행될 수 있다.
또한, 상기 브레이크 패드 마모량 센서(100)는 상기 하우징부(10) 내부의 수용공간(11)에 배치되되 상기 마모감지센서(40)가 회로 연결되는 회로기판으로서 구비된 피씨비부(41)와, 상기 피씨비부(41)에 일단부가 회로 연결되되 중앙부가 상기 관통홀(15)에 관통 삽입되는 전선케이블(42)과, 상기 전선케이블(42)의 타단부가 회로 연결되며 외부에 구비된 모니터링수단과의 전기적 연결을 매개하는 커넥터(43)를 포함함이 바람직하다.
여기서, 상기 마모감지센서(40)에서 생성된 전기신호가 상기 전선케이블(42) 및 상기 커넥터(43)를 경유하여 모니터링수단으로 전달될 수 있다. 이때, 상기 모니터링수단은 자동차 클러스터 계기판에 구비되는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 피씨비부(41)는 일면이 상기 샤프트(20)의 둘레방향 외측에 대향 이격되되, 상기 수용공간(11)의 측면측 내벽면에 고정됨에 따라 상기 하우징부(10)의 내부에 고정될 수 있다. 이때, 상기 피씨비부(41) 및 상기 마모감지센서(40)는 상기 수용공간(11)의 측면측 내벽면과 상기 샤프트(20)의 외주면 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 피씨비부(41)가 상기 샤프트(20)의 길이방향을 따라 연장된 판형으로 구비되되 길이방향 양단이 상기 하우징부(10)의 내벽면에 각각 끼움 결합되거나, 별도의 고정수단을 통해 고정될 수 있다. 더불어, 상기 피씨비부(41)가 상기 하우징부(10)의 내부에 고정됨에 따라 상기 샤프트(20)에 대향되는 상기 피씨비부(41)의 일면 중앙부에 결합된 상기 마모감지센서(40)도 동시에 고정됨으로 이해함이 바람직하다.
한편, 도 4a 내지 도 5b를 참조하여, 이하에서 본 발명에 따른 브레이크 패드 마모량 센서(100)의 사용상태를 설명한다.
먼저, 도 4a 및 도 5a를 참조하면, 상기 샤프트(20)의 일측단(20a)이 상기 브레이크 패드(2)의 외면에 직접 접촉되되, 압축된 상태의 상기 탄발스프링(30)의 탄발복원력에 의해 상기 샤프트(20)가 상기 브레이크 패드(2)의 외면으로 가압됨이 바람직하다.
이때, 상기 스프링결합부(23)의 길이방향 일단부가 상기 수용공간(11)의 일측 내벽면에 대향 이격 배치됨이 바람직하다. 또한, 상기 마그네트부(22)가 상기 마모감지센서(40)에 대향 이격된 상태로 배치된다.
그리고, 도 4b 및 도 5b를 참조하면, 상기 브레이크 패드(2)가 마모됨에 따라 압축된 상태의 상기 탄발스프링(30)의 탄발복원력에 의해 상기 샤프트(20)가 길이방향을 따라 이동될 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(20)가 길이방향을 따라 이동됨에 따라 상기 마그네트부(22)도 동시에 길이방향을 따라 이동하며, 상기 마그네트부(22)의 길이방향 이동량에 대응되는 전기신호가 상기 마모감지센서(40)에서 생성될 수 있다. 또한, 상기 마모감지센서(40)에서 생성된 전기신호는 상기 피씨비부(41), 상기 전선케이블(42) 및 상기 커넥터(43)를 거쳐 상기 모니터링수단으로 전송될 수 있다. 이를 통해, 사용자가 상기 브레이크 패드(2)의 마모량 정도를 실시간으로 확인 가능하므로 사용편의성이 개선될 수 있다.
이처럼, 본 발명은 상기 브레이크 패드(2)가 마모되어 얇아짐에 따라 상기 마모감지센서(40)가 상기 브레이크 패드(2)의 마모량에 비례하는 상기 마그네트부(22)의 직선 이동량을 전기신호로서 생성 및 검출하도록, 상기 마모감지센서(40)에 대향되는 상기 마그네트부(22)가 결합된 상기 샤프트(20)의 일측단(20a)이 상기 브레이크 패드(2)의 외면에 직접적으로 대향 밀착되므로 센싱신뢰도가 현저히 개선될 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(20)의 타측부 둘레방향 외측에 상기 마그네트부(22와 대향되며 이격 배치된 상기 마모감지센서(40)가 상기 샤프트(20)의 길이방향 이동 범위에 대응되어 연동 이동되는 상기 마그네트부(22)의 이동범위 사이로 정렬 배치됨에 따라 획득되는 전자기력 변화 데이터의 오차가 최소화되므로 측정정밀성이 현저히 개선될 수 있다.
또한, 상기 브레이크 패드(2)의 마모에 대응되어 직선 이동되는 상기 샤프트(20)가 일측단(20a)이 상기 하우징부(10)의 외측으로 노출되며 상기 샤프트(20) 외주를 감싸는 형태로 일방향을 따라 연장된 상기 연장보호부(13)에 의해 감싸여지므로 오염물로부터 보호되며, 단순한 직접 센싱 구조를 통해 제품이 소형화되어 제조비용이 절감될 수 있다.
그리고, 상기 브레이크 패드(2)의 마모된 잔량을 실시간으로 자동차 클러스터 계기판 등에 디스플레이 하도록 연속적인 전기신호를 생성 및 전송함에 따라 운전자에게 상기 브레이크 패드(2)의 마모량을 인식시켜 주행안전성이 개선되며, 상기 브레이크 패드(2)의 교환시기를 용이하게 확인할 수 있어 사용편의성이 개선될 수 있다.
또한, 마모된 브레이크 패드(2a)의 교환시 센서를 함께 교환하던 종래와 달리, 상기 브레이크 패드 마모량 센서(100)를 반영구적으로 사용 가능하므로 경제성이 현저히 개선될 수 있다.
그리고, 운전자가 상기 브레이크 패드(2)의 마모량과 브레이크 페달 답력의 상관 관계를 인지하게 됨으로써 급정지가 필요할 때 적절한 답력으로 페달 조작이 가능하므로 사고를 예방할 수 있다.
특히, 상기 브레이크 패드 마모량 센서(100)가 자율주행차에 적용되는 경우, 상기 브레이크 패드(2)의 마모량과 브레이크 페달의 회동 깊이가 비례하므로 자율주행차에 있어서 상기 브레이크 패드(2) 마모 정도에 따라서 페달의 회동 각도를 매칭시켜를 제어할 수 있어 주행자율성 및 주행안전성이 현저히 개선될 수 있다.
더욱이, 경우에 따라 상기 브레이크 패드 마모량 센서(100)는 상술한 사용예뿐만 아니라 차량 내부에 직선 이동되는 핸들 이동 장치, 콘솔 이동 장치, 시트 이동 장치 및 백미러 팝업장치 등의 장치물의 동작 센서로도 적용될 수 있다.
이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.
2: 브레이크패드 10: 하우징부
11: 수용공간 12: 개구홀
13: 연장보호부 14: 커버부
15: 관통홀 16: 고정홈
20: 샤프트 21: 마그네트결합홈
22: 마그네트부 23: 스프링결합부
24: 걸림홈 30: 탄발스프링
40: 마모감지센서 100: 브레이크 패드 마모량 센서

Claims (5)

  1. 브레이크 패드의 마모량을 감지하는 브레이크 패드 마모량 센서에 있어서,
    내부에 수용공간이 형성되되 상기 브레이크 패드의 외면에 대향되는 일단부가 개구되는 하우징부;
    상기 브레이크 패드의 외면에 대향 밀착되도록 일측단이 상기 하우징부의 개구된 일단부로부터 돌출되어, 길이방향으로 연장되어 상기 수용공간에 타측단이 배치되되, 타측에 영구자석으로서 구비된 마그네트부가 결합되는 샤프트;
    상기 샤프트가 상기 브레이크 패드의 외면을 향하여 가압되도록 상기 샤프트의 길이방향에 평행하게 정렬 배치되되, 일단부가 상기 샤프트의 타측단에 결합되며, 타단부가 상기 하우징부의 내벽에 결합되는 탄발스프링; 및
    상기 브레이크 패드의 마모 정도에 비례하여 상기 샤프트의 길이방향 이동에 따른 전자기력 변화에 따라 전기신호를 생성하도록 상기 하우징부 내부에 고정되되 상기 마그네트부의 외측에 대향 이격 배치되는 마모감지센서를 포함하되,
    상기 샤프트의 둘레방향 외측에 대향되는 일면 중앙부에 상기 마모감지센서가 결합된 피씨비부를 더 포함하며, 상기 피씨비부는 상기 수용공간의 측면측 내벽면과 상기 샤프트의 외주면 사이에 판형으로 구비되어 배치되되, 길이방향 양단이 상기 하우징부의 내벽면에 결합되어 고정되고,
    상기 샤프트의 타측단에는 상기 마그네트부가 형합 삽입되어 상기 마모감지센서에 대향 배치되도록 상기 마모감지센서의 대향면으로부터 마그네트결합홈이 함몰 형성되되,
    상기 샤프트의 타측단에는 상기 마그네트결합홈이 형성된 위치의 반대방향으로 스프링결합부가 반경방향 외측으로 절곡지게 일체로 돌출되되, 상기 스프링결합부의 길이방향 일단부가 상기 수용공간의 일측 내벽면에 대향 배치되며,
    상기 스프링결합부에는 상기 탄발스프링의 일단부가 걸림 결합되도록 걸림홈이 일방향으로 함몰 형성됨을 특징으로 하는 브레이크 패드 마모량 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마모감지센서는 상기 샤프트의 길이방향 이동 범위에 대응되어 연동 이동되는 상기 마그네트부의 이동궤적상의 외측에 대향 이격 정렬됨을 특징으로 하는 브레이크 패드 마모량 센서.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징부의 일측에는 내부에 상기 샤프트가 관통 삽입되도록 개구홀이 형성되며 상기 샤프트 외주를 감싸는 형태로 일방향을 따라 연장되는 연장보호부가 일체로 형성되고,
    상기 연장보호부의 길이는 상기 샤프트의 일측단에서 상기 샤프트의 타측단에 외측으로 절곡지게 돌출된 스프링결합부의 길이방향 일단부 사이의 간격 미만으로 설정됨을 특징으로 하는 브레이크 패드 마모량 센서.
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