KR20000052347A - 히스테리시스 모듈 - Google Patents

Abstract

본 모듈은 선회축을 중심으로 회전형 장착 부재(16)가 선회할 때 힘 히스테리시스을 생성하는 역할을 한다. 힘 히스테리시스는 가속 페달(30)의 예로서, 소위 "와이어 구동" 시스템의 경우에 제어 전선들의 통상의 마찰을 모의 실험하기 위한 종종 복원 스프링의 힘에 대항하여 조정될 수 있는 작동 부재의 경우에 요구되어 진다. 힘 히스테리시스 생성을 위한 종래의 해법들은 많은 비용이 들었고, 다양한 수단으로 사용되지 못하였다. 그래서 본 발명의 목적은 모듈이 회전형 장착부(16)에 결합되는 스프링 부재(12)을 가지며, 모듈의 자유 단부가 만곡된 마찰 표면(24)에 상호작용 하도록 하는 것이다. 이런 모듈(10)은 예로서, 가속 페달(30)의 회전 축상에 쉽게 설치될 수 있다. 킥다운 위치는 마찰 표면(24)상의 적절한 돌기부(38)에 의하여 모의 실험될 수 있다.

Description

히스테리시스 모듈 {HYSTERESIS MODULE}

본 발명은 회전형 장착 부재가 회전축을 중심으로 선회할 때 힘 히스테리시스를 생성하기 위한 모듈에 관한 것이다.

이런 모듈들은, 예를 들어 소위 "와이어 구동" 시스템에서, 종래의 전선-제어 변속기에 의해 유발되는 마찰력을 모의 시험하는데 요구되며, 그 결과 운전자를 위한 통상의 작동 특성을 유지하기 위하여, 회전형 장착 부재가 선회될 때 힘 히스테리시스를 야기했다.

예로서 독일 특허 출원 197 37 289.9에 공지된 바와 같은, 종래의 해법들은 많은 생산비가 들고 복잡한 기계구조를 가지며, 작동중에 쉽게 고장 등 기능의 약화를 초래하기 쉬웠다. 게다가, 종래의 고비용의 레버 구조들에 의한 히스테리시스 모듈들의 접합은 개개의 사용 목적에 따라 독립적으로 이용되었다.

본 발명의 목적은 간단한 구조와, 다방면에 걸쳐서 이용될 수 있는 히스테리시스 모듈을 제공하는데 있다.

본 목적은 본 발명에 따른 스프링 부재로 달성되는데, 본 스프링 부재의 단부는 회전형 장착 부재에서 회전형 부재에 결합되고, 고정 부재상의 그것의 자유 단부에 의해 또는 마찰 부재에 의해 또는 직접적으로 고정식 만곡 마찰면상에서 미끄러진다.

이러한 모듈은, 예로서 작동 부재의 선회축상의 독립적인 모듈로서 직접적으로 배열될 수 있는 장점을 제공하는데, 예로서 작동 부재의 회전축은 정지 위치와 최종 위치 사이에서 복원 스프링의 힘에 대항하여 무단 변속의 방법으로 조정될 수 있다. 그러므로, 본 발명에 의한 모듈이 개조된 플랜지 연결로 인해 어떠한 설계상의 변화 없이 다수의 다른 선회 마운팅들에 사용되는 것이 가능하다.

특히 바람직한 응용 분야는 힘 히스테리시스로 인하여, 가속 페달의 작동이 개시되고, 차량 운전자들에게 익숙해지는 동안, 가속 페달이나 회전 손잡이의 예로서 내연 기관 제어용 작동 부재들에 의해 구성되는 것이다. 가속 페달이 아래로 눌려질 때 저항의 증가는, 운전자가 변속하지 않는 위치에 가스페달을 유지하고 있을 때, 힘 히스테리시스에 의해 제공된 마찰력이 운전자의 힘을 덜어주는 동안 더욱 정밀한 조정을 허락한다. 스프링 부재의 예비 가압력을 통하여, 히스테리시스 모듈에 의해 생성되는 마찰 모멘트를 바꾸는 것이 가능하며, 이를 필요로하는 곳에 적용시키는 것이 가능하다. 그러므로 특히, 예를 들어 자동차 분야에 있어서, 개별 히스테리시스 곡선은 개별적인 차량용으로 요구되기 때문에, 단독 설계된 히스테리시스 모듈을 가지고 개개의 필요성에 따라 전체의 스펙트럼에 걸쳐서 포함하는 것이 가능하다.

게다가, 간단하게 설계된 개선점으로, 본 발명에 따른 히스테리시스 모듈은 전진 혹은 후진의 마찰 특성을 달성하는 것이 가능하다. 전진 특성을 달성하기 위해서, 마찰 표면의 반경이 정지 위치로부터 최종 위치 방향으로 감소하게 하는 헬리컬로 형성되고, 반면에 후진 특성을 달성하기 위해 헬리컬 마찰 표면의 반경을 최종 위치 방향에 있어 증가시키는 헬리컬을 가진다. 마찰 표면의 두 가지 형태는 조화는, 부분-부하 범위에서 부분적으로 아주 큰 힘 히스테리시스를 이루기 하기 위하여 쉽게 가능하며, 마찰 표면은 바람직하게 운전자가 긴 고속도로를 여행시나 정밀한 조정이 요구되는 것에 의해서 유지된다.

스프링 부재가 바람직하게 헬리컬 스프링이고, 헬리컬 스프링은 그 단부가 회전형 장착 부재상 회전축에 연결되고, 마찰 표면상의 자유 단부는 마찰 라이닝에 의해 또는 직접적으로 마찰 표면상을 미끄러진다. 예로서, 다른 고려될 수 있는 설계들과 비교하여, 헬리컬 스프링이 반경 안내부 상에 결합되고, 헬리컬 스프링이 자신의 반경방향의 외부 끝단부에 마찰 라이닝을 가진다. 이 결과로, 특히 헬리컬 스프링의 외부면이 마찰 표면을 직접적으로 미끄러진다면, 특히 간단한 설계의 헬리컬 스프링의 구조가 된다. 헬리컬 스프링의 기하학적인 조건은 히스테리시스 모듈의 선회-방향-종속 특성을 달성하기 위하여 이용되며, 이는 마찰 표면과 헬리컬 스프링의 자유 단부 사이에서, 자기-억제 효과들에 의해서 생성되는 다른 법선력으로부터 유도된다.

본 발명의 좀더 바람직한 일 실시예에 따르면, 정상적인 최종 위치를 넘어서 작동 부재의 절대적인 최종 위치를 킥 다운 위치로서 동일하게 구성하는 광범위하게 반경이 감소되는 마찰 표면이 제공된다.

본 히스테리시스 모듈의 잇점을 가지고, 킥 다운 위치의 달성용 및 통상 지금까지 사용되고 있는 독립적인 스위치용의 가속 페달의 저항의 전형적인 모의 실험을 가능하게 한다. 이는 전자 가스-페달 시스템의 부재들의 수를 훨씬 감소하는 것을 가능하게 하고, 고장의 민감성을 감소시키는 것을 가능하게 하는 것을 의미한다.

도 1 은 히스테리시스 모듈의 개략적인 횡 단면도.

도 2 는 가스-페달 모듈에 결합된 히스테리시스 모듈의 횡 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 히스테리시스 모듈 12: 헬리컬 스프링

14: 내측 단부 16: 링 부재

18: 축 20: 자유 단부

22: 외측 표면 24: 마찰 표면

25: 곡선 26, 32: 하우징

28: 가속 페달 모듈 30: 가속 페달

34: 베어링 부재 36: 마찰 라이닝

38: 돌기부

첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 자세히 살펴보면 하기와 같다.

히스테리시스 모듈(10)의 구조는 개략적으로 도 1 에 도시되어 있고, 본질적으로(도 2에서 도시) 회전형 장착 부재에서 축에 연결된 링 부재(16)상에 자신의 내측 단부(14)가 결합되어 있는 헬리컬 스프링(12)을 구성한다.

켈리컬 스프링(12)의 자유 단부(20)는 자신의 외부 표면(22)을 이용하여 하우징(26)(도 2에서 도시) 상에 고정된 만곡된 마찰 표면(24)상에 미끄러진다.

그것에 의해 자유 링-스프링 단부(20)의 외부 표면(22)이 마찰 표면(24)에 맞닿게 되는, 법선력 F_N의 크기는, 마찰 쌍(22, 24)의 마찰 계수와 더불어, 발생하는 마찰력의 측정치로 나타나며, 이 마찰력은 링 부재(16)로부터 축(18)으로 마찰 모멘트로서 전달되며, 그에 따라 축(18)을 정지 위치로부터 회전시키는 데 필요한 토크를 증가시키게 된다. 외부 표면(22)의 법선력은 헬리컬 스프링(12)의 예비 가압력에 의해서 결정되고, 소정의 범위에서, 또한 헬리컬 스프링이 결합된 위치(14)와 마찰 표면(24)에 대하여 접촉부의 위치 사이에서 헬리컬 스프링(12)의 기하학적인 배열에 의해 결정되고, 이는 특정한 수단에서 이용될 수 있는 자기-억제 효과들을 도출 할 수 있다.

마찰 표면(24)은 일정 반경(R)을 갖게 설계되고, 소위 마찰력이라고 하며, 그러므로 이런 마찰 표면의 경우에, 링 부재(16)의 부분의 조정은 전체를 통하여 작동 부재의 히스테리시스는 일정하다.

점선으로 도시된 이 경우의 예로서, 마찰 표면은 곡선(25)으로 설계되고, 이는 감소하는 특성의 선을 도출하고, 마찰 표면의 반경은 시계 방향에 있어서 증가시킨다. 링 부재(16)가 도 1 에 도시된 위치를 벗어나 선회될 때, 이는 예로서 가속 페달의 이상적인 위치는 90도 선회를 통한 위치로 되고, 예로서, 가속 페달의 전 부하 위치, 외부 표면(22) 반경을 증가시킴을 갖는 마찰 표면(24_상에 미끄러지며, 이런 결과로, 헬리컬 스프링의 이런 예비 가압력은 감소되고, 예로서, 마찰 모멘트도 감소한다. 그러므로 또한 이와 같은 히스테리시스 모듈(10)을 갖는 경우에, 예를 들어, 복원 스프링의 힘과 반대로 작용되는 가속 페달의, 히스테리시스는 전 부하 위치로 접근함에 따라 감소된다.

히스테리시스 모듈의 바람직한 특성의 의존성은, 또한 감소 특성 선과 증가 특성 선, 링 특성 부재(16)와 헬리컬 스프링(12)의 최종 위치의 방향에서 반경의 효율적인 감소대신에 또한 선택하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 일정 반경과 특성에 일치함을 갖는 원주상 내면 표면으로서 마찰 표면(24)으로의 설계는 매우 간단하다.

도 2 는 가속 페달(28)의 축(18)상의 히스테리시스 모듈(10)의 배열을 개략적으로 보여주고, 거기에서 가속 페달(30)은 베어링 부재(34)를 첨부함을 갖고 하우징(32)상에 회전이 가능하게 설치된다. 이 경우에 가속 페달(30)은 이상적인 위치에서 전 부하 위치 사이에서 복원 스프링(미도시)의 힘의 반대 방향으로 움직이게 될 수 있다.

도시된 바와 같이, 히스테리시스 모듈(10)은 가스-페달 모듈(28)의 하우징(32)의 측면에 독립적인 모듈로서 배열된다. 그러나, 이런 원리로, 히스테리시스 모듈(10)이 가스-페달 모듈(28)의 하우징(32)에 결합되는 것이 또한 가능하다.

도 2에서 도시된 일 실시예의 경우에, 히스테리시스 모듈(10)의 하우징(26)상에서 선회 가능하게 된 링 부재(16)는 선회 가능토록 고정된 수단에 축(18)상에 설치되고, 회전형 장착 부재는 종래의 축/허브 결합에 의해 달성되는 것이 가능하다. 마찰 표면(24)은 하우징(26)의 내측상 마찰 라이닝(36)의 내측 표면에 의해 형성된다.

도 1 에서 가스-페달(30)의 이상적인 위치에 일치하게 도시된 헬리컬 스프링 위치에서, 헬리컬 스프링(12)의 위치에 다소간 일치하는 가스-페달 전 부하위치에 일치되는 후자에 있어서 시계 방향으로 90도 까지 회전된다.

가속 페달(30)의 위치는 센서(도시되지 않음)를 통하여 감지되고, 전기적으로 엔진 관리 시스템에 전달된다. 제어 케이블 없이 작동하는 가속 페달(30)의 경우에, 본 히스테리시스 모듈(10)은 종래에 공지된 케이블-제어 시스템으로부터 차량 운전자가 익숙하며 바람직한 히스테리시스 특성을 모의 실험한다.

자동변속기를 가진 차량에 경우에, 자동 변속기는 소위 킥다운 위치를 통하여 가속 페달(30)의 도움의 영향을 받는다. 전-부하 위치를 지나서 저항이 증가되는 이후에, 이는 변속기의 운전 가능한 최저의 변속 위치로 변속기가 변속되는 원인이다. 상기한 히스테리시스 모듈(10)의 경우에, 종래의 킥 다운 위치의 도달에서 증가되는 가스페달의 저항은 킥 다운 돌기부(38)가 시계 방향으로 보여지는 헬리컬 스프링(12)의 전 부하 위치의 흐름을 따라서 배열되는 것에 의해 달성되고, 돌기부(38)의 반경은 전-부하 위치 상에서 마찰 표면(24)의 반경보다 상당할 정도로 작다. 헬리컬 스프링(12)의 자유 단부(20)가 돌기부(38)를 미끄러지도록 할 수 있게 하고, 가속 페달(30)이 킥 다운 위치로 달성되도록 할 수 있게 하기 위하여, 힘에 관하여 상당한 고 비용이 가속 페달 작동 동안에 필요하고, 이는 돌기부(38)의 반경 위치의 선택에 의한 특별한 방법으로 변경되어 질 수 있다. 특히, 킥 다운 위치가 도달 될 때, 가속 페달 모듈(28)의 회전각 센서는 쉽게 감지 할 수 있기 때문에, 그러므로 독립적인 개폐 부재들은 더 이상 필요하지 않다.

본 발명의 목적은 간단한 구조와, 다방면에 걸쳐서 이용될 수 있는 히스테리시스 모듈을 제공하는데 있다.

Claims (7)

1. 회전형 장착 부재(16)가 회전축을 중심으로 선회할 때 힘 히스테리시스를 생성하기 위한 모듈에 있어서, 회전 고정 방식으로 상기 회전 부재(16)에 단부(14)가 결합된 스프링 부재(12)가, 그 자유 단부(20)에 의해 또는 마찰 부재에 의해 또는 직접적으로 고정식 만곡 마찰면(24)상에서 미끄러지는 것을 특징으로 하는 모듈.
2. 제 1 항에 있어서, 회전 고정 방식으로 상기 회전 부재(16)에 결합된 작동 부재(18, 30)가, 정지 위치와 최종 위치 사이에서 복원 스프링의 힘에 대항하여, 무단 변속의 방법으로 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 모듈.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 작동 부재(30)는 내연 기관을 제어하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 모듈.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 마찰 표면은 헬리컬 형태로 설계되고, 상기 마찰 표면의 반경이 정지 위치로부터 최종 위치의 방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 모듈.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 마찰 표면(24)은 헬리컬 형태로 설계되고, 상기 마찰 표면의 반경이 정지 위치로부터 최종 위치의 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 모듈.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 부재는, 회전 고정 방식으로 단부가 상기 회전 부재(16)에 연결되고 자유 단부(20)는 상기 마찰면(24)상에서 마찰 라이닝에 의해 또는 직접적으로 미끄러지는 헬리컬 스프링(12)인 것을 특징으로 하는 모듈.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 정상적인 최종 위치를 지나면 마찰 표면(24)은 그 반경(38)이 광범위하게 감소되며, 따라서 선회 부재(16)의 절대적인 최종 위치가 킥다운 위치를 구성하게 되는 것을 특징으로 하는 모듈.