KR20080023468A - 장력 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장력 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 구조로 장력 조절 장치에 연결된 와이어의 장력을 정확하게 측정하도록 한 장력 조절 장치에 관한 것으로서, 양 측으로 관통공이 형성되고, 내부에 공간부가 형성된 하우징; 상기 관통공과 평행하게 배치되어 상기 공간부에 고정되고, 중앙부에 체결공이 형성된 비틀림부재; 일단이 상기 체결공에 결합되고, 타단이 상기 일측 관통공의 외부로 노출되면서 장력이 전달되는 와이어가 고정되는 입력축; 일측이 통상의 길이조절수단과 연결되고, 타측이 상기 입력축이 돌출된 반대측 관통공에 결합되는 조절축; 상기 조절축이 상기 하우징을 당기는 힘에 의해 상기 비틀림부재가 입력축을 당기면서 변형되는 양을 측정하도록 상기 체결공의 일측에 부착된 스트레인게이지;를 포함하여 구성된다.

이에 따라, 각 부품의 부식 및 기계적인 특성 변화에 의한 장력 측정 정밀도가 저하되는 것을 방지하여, 더욱 정확하고 정밀한 장력의 측정이 가능해지는 효과를 가지게 된다.

스트레인게이지, 장력, 전자식 브레이크

Description

장력 조절 장치{a tension calibrating apparatus}

도 1은 본 발명의 일 실시예를 보인 분해사시도.

도 2는 본 발명의 작동상태를 보인 것으로서,

도 2a는 장력이 가해지기 전 상태를 보인 요부의 종단면도,

도 2b는 장력이 가해진 상태를 보인 요부의 종단면도.

도 3은 장력 조절 장치를 이용한 전자식 브레이크 제어 시스템의 일 예를 보인 블럭도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 와이어

10a, 10b : 하우징

11a, 11b : 관통공 12 : 공간부

20 : 비틀림부재

21 : 체결공 22 : 절개홈

30 : 입력축

31 : 결합공 32 : 와이어고정단

40 : 조절축

41 : 결합턱

50 : 스트레인게이지

60 : 회로기판

본 발명은 장력 조절 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 구조로 장력 조절 장치에 연결된 와이어의 장력을 정확하게 측정하도록 한 장력 조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 구비된 주차브레이크는 운전자가 주차브레이크의 작동을 위한 손잡이를 당기거나 페달을 밟으면 그에 결합된 와이어가 당겨지면서 브레이크를 작동시키도록 하고 있는데, 이러한 방식은 손잡이나 페달을 밟는 힘이 많이 들어 힘이 약한 여성 등의 운전자가 브레이크를 강하게 작동시키기가 힘든 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하고자 주차브레이크의 손잡이 또는 페달을 밟는 거리를 센서에 의해 전자식으로 측정하고, 그 작동 거리에 따라 모터가 작동하여 브레이크 와이어를 당기는 양을 조절하는 전자식 주차 브레이크가 개발되어지고 있는데, 이러한 전자식 주차 브레이크는 브레이크의 정확한 작동을 위해 브레이크를 작동시키는 와이어와 모터 사이에 장력 조절 장치를 구비하고 있다.

상기와 같은 장력 조절 장치는 통상적으로 와이어와 모터 사이에 스프링 및 스프링에 결합된 자기센서를 구비하여 와이어에 의한 장력이 스프링에 가해지면 스 프링이 변형되면서 자기센서가 스프링의 변형량을 측정하고, 이 정보를 제어부로 전달하여 브레이크의 작동을 제어하도록 구성되어져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 장력 조절 장치는 스프링의 이동량을 감지하여야 함에 따라 금속재의 스프링이 부식되면서 탄성계수가 변화되거나, 브레이크의 반복적인 작동에 의해 스프링의 영구적인 변형이 발생될 경우에는 정확한 장력을 측정하지 못하는 문제점이 있었고, 이는 브레이크의 부정확한 작동을 유발하여 대형 사고의 원인이 되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 간단한 구조로 기계적인 작동부를 최소화하면서 장력을 정밀하게 측정하고 제어할 수 있도록 한 장력 조절 장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 와이어의 장력에 의한 장력 측정 부재의 변형이 극대화되도록 함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 스트레인게이지의 작동 회로가 장력 조절 장치에 일체로 형성되도록 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 양 측으로 관통공이 형성되고, 내부에 공간부가 형성된 하우징; 상기 관통공과 평행하게 배치되어 상기 공간부에 고정되고, 중앙부에 체결공이 형성된 비틀림부재; 일단이 상기 체결공에 결합되고, 타단이 상기 일측 관통공의 외부로 노출되면서 장력이 전달되는 와이어가 고정되는 입력축; 일측이 통상의 길이조절수단과 연결되고, 타측이 상기 입력축이 돌 출된 반대측 관통공에 결합되는 조절축; 상기 조절축이 상기 하우징을 당기는 힘에 의해 상기 비틀림부재가 입력축을 당기면서 변형되는 양을 측정하도록 상기 체결공의 일측에 부착된 스트레인게이지;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 비틀림부재;는 상기 체결공의 외측으로 이격되어 관통된 절개홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공간부의 내측에 상기 스트레인게이지의 작동을 위한 회로기판이 결합된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 보인 분해사시도로서, 도시된 것과 같이 본 발명은 각종 기계장치 및 구조물 등을 연결하는 와이어(1)의 장력을 간단한 구조로 정밀하게 측정하기 위하여 하우징(10a)(10b)의 내측에 스트레인게이지(50)가 부착된 비틀림부재(20)를 고정하고, 상기 비틀림부재(20)의 일측에 와이어(1)와 결합되는 입력축(30)을 고정하며, 상기 하우징(10a)(10b)의 일측에 통상의 길이조절수단과 연결되어 와이어(1)의 장력을 정밀하게 조절하는 조절축(40)을 결합하여 구성된다.

상기 하우징(10a)(10b)은 장력 조절 장치의 몸체를 이루는 것으로서, 길이조절수단의 작동에 의해 후술되는 조절축이 하우징을 당기면, 하우징(10a)(10b)이 일정한 가이드를 따라 전체적으로 이동하면서 장력 조절 장치에 연결된 와이어(1)에 장력이 발생되도록 할 뿐만 아니라, 내부에 공간부(12)를 형성하여 후술되는 비틀림부재(20)가 하우징(10a)(10b)의 내측에 삽입되도록 하고, 양 측으로는 관통공(11a)(11b)을 형성하여 후술되는 입력축(30) 및 조절축(40)이 관통공(11a)(11b)을 통해 하우징(10a)(10b)의 외측으로 돌출되면서 와이어(1) 및 길이조절수단과 간편하게 결합되도록 한다.

또한, 상기 하우징(10a)(10b)은 장력 조절 장치의 제작이 편리해지도록 상,하로 분리 형성하여 서로 결합 및 분리가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 비틀림부재(20)는 조절축(30)이 하우징을 당기면 그 힘에 의해 비틀림 변형이 발생되는 것으로서, 상술한 관통공(11a)(11b)과 평행하게 배치되어 공간부(12)의 내측에 고정되고, 중앙부에 장력이 가해지는 체결공(21)이 형성된다.

또한, 상기 체결공(21)의 외측으로는 비틀림부재(20)의 변형량이 극대화되도록 하기 위하여 ㄱ자 또는 ㄷ자 형상의 절개홈(22)을 형성하여 체결공(21)에 가해지는 힘에 의해 비틀림부재(20)의 전체적인 변형이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 상기 절개홈(22)의 형상은 상술한 바와 같은 ㄱ자 또는 ㄷ자 형상 뿐만 아니라, 일측이 개방된 링 형상 등의 다양한 형상으로 형성되는 것도 무방하다.

상기 입력축(30)은 외측 끝단에 와이어(1)를 연결하여 후술되는 조절축(20)이 하우징(10a)(10b)을 이동시키면 하우징(10a)(10b)의 위치 이동에 의해 와이어(1)에서 발생되는 장력을 상술한 비틀림부재(20)로 직접적으로 전달하는 것으로서, 내측 끝단에 상기 체결공(21)과 대응되는 결합공(31)을 형성하여 체결공(21)에 통상의 나사 등에 의해 고정되도록 하고, 타측으로는 상술한 관통공(11b)의 일측을 통해 하우징(10a)(10b)의 외측으로 돌출되면서 와이어(1)가 결합 고정되는 와이어고정단(32)을 형성하여 와이어고정단(32)에 결합된 와이어(1)의 장력이 직접적으로 비틀림부재(20)에 전달되도록 한다.

상기 조절축(40)은 외측 끝단이 유압실린더나 모터를 이용한 리니어가이드 등의 통상의 길이조절수단과 연결되어 상기 하우징(10a)(10b)을 당기거나 미는 작동을 수행하는 것으로서, 내측 끝단에 결합턱(41)이 형성되어 상술한 입력축(30)이 결합된 반대측의 관통공(11a)에 걸림 고정되도록 함으로써, 길이조절수단의 작동에 의해 하우징(10a)(10b)을 직선 방향으로 이동시키면서 상술한 와이어(1)를 당기거나 느슨하게 놓아주는 작동을 수행한다.

상기 스트레인게이지(50)는 상기 비틀림부재(20)의 외측면에 상기 체결공(21)의 외측으로 부착되고, 비틀림부재(20)의 변형에 따라 스트레인게이지(50)를 통과하는 전류의 저항값이 변화함을 이용하여 입력축(30)에 연결된 와이어(1)의 장력을 측정하도록 구성된다.

더불어, 상기 하우징(10a)(10b)의 내측 공간부(12)에는 스트레인게이지(50)의 작동 회로가 구성된 회로기판(60)을 삽입하여 고정함으로써, 회로기판(60)의 단락 및 파손을 방지하여 장력 조절 장치가 더욱 안정적이고 정확하게 작동되도록 하는 것도 무방하다.

도 2는 본 발명의 작동상태를 보인 것으로서, 도 2a는 장력이 가해지기 전 상태를 보인 요부의 종단면도이고, 도 2b는 장력이 가해진 상태를 보인 요부의 종 단면도로서, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 도 2a에 도시된 것과 같이 조절축(40)의 길이가 늘어나면서 하우징(10a)(10b)이 입력축(30) 방향으로 이동하면 입력축(30)에 결합된 와이어(1)가 느슨해지면서 비틀림부재(20)에 가해지는 힘이 줄어들거나 사라져 비틀림부재(20)의 변형이 발생하지 않게 되고, 스트레인게이지(50)의 저항값의 변화가 없이 일정하게 유지된다.

그러나, 도 2b와 같이 조절축(40)의 길이가 줄어들면서 하우징(10a)(10b)이 입력축(30)의 반대 방향으로 이동될 경우에는 입력축(30)에 결합된 와이어(1)가 비틀림부재(20)를 조절축(40)의 반대 방향으로 당기게 되어 비틀림부재(20)가 변형을 일으키게 되고, 장력의 변화에 따라 비틀림부재(20)의 변형량이 증감되면서 비틀림부재(20)에 부착된 스트레인게이지(50)의 저항이 변화하여 와이어(1)에 의한 장력을 정밀하게 측정할 수 있게 되는 것이다.

또한, 와이어(1)의 장력을 일정하게 조절하고자 할 경우에는 조절축(40)에 결합된 모터 등의 길이조절수단을 이용하여 하우징(10a)(10b)의 전체적인 위치를 이동시키면 와이어(1)의 장력을 조절할 수 있게 될 뿐만 아니라, 스트레인게이지(50)의 저항값을 이용하여 별도의 제어부를 통해 길이조절수단의 작동 까지도 일정하게 피드백 제어 할 수 있게 되는 것이다.

도 3은 장력 조절 장치를 이용한 전자식 브레이크 제어 시스템의 일 예를 보인 블럭도로서, 상술한 바와 같이 구성된 장력 측정 장치를 전자식 브레이크 제어 시스템에 적용하면 다음과 같은 과정을 통해 브레이크의 작동을 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

우선, 손잡이나 페달 등의 차량의 주차브레이크 스위치(100)를 운전자가 작동시키면 주차브레이크 스위치의 움직임 거리를 센서가 측정하게 되고, 센서에서 감지한 거리 정보를 제어부(200)로 전달하여 제어부(200)가 작동모터(300)를 작동시키게 된다.

이후, 작동모터(300)가 그와 연결된 장력 조절 장치(400)를 이동시키면서 브레이크(600)와 결합된 와이어(500)를 당기게 되고, 와이어(500)에서 발생하는 장력을 본 발명에서와 같은 장력 조절 장치(400)가 감지하여 주차브레이크 스위치(100)가 이동한 거리와 대응되는 만큼 와이어(500)가 당겨지지 않았을 때에는 제어부(200)가 작동모터(300)의 추가적인 작동 명령을 내려 브레이크(600)가 정확하게 작동되도록 제어하게 된다.

또한, 주차브레이크 스위치(100)가 작동된 거리 보다 와이어가 더 많이 당겨졌을 경우에는 그 힘을 장력 조절 장치(400)가 감지하여 제어부(200)로 전달하고, 작동모터(300)를 역방향으로 회전시키거나 정지시킴으로써, 브레이크의 작동을 정밀하게 제어할 수 있게 되는 것이다.

이에 따라, 노약자나 여성 등이 약한 힘으로 주차브레이크의 손잡이 또는 페달 등의 스위치를 작동시키더라도 브레이크가 정확한 작동을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 장력 조절 장치(400)가 스트레인게이지(50)를 이용하여 미세한 저항값의 변화를 통해 정확한 장력을 측정할 수 있게 되어, 장력 조절 장치의 부식 등에 의한 작동 불량이나, 브레이크의 반복적인 작동에서도 정확한 장력을 측정할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 주차브레이크 스위치에 의한 작동 뿐만 아니라, 오르막길이나 내리막길 등지를 주행할 때에나 차량이 저속으로 주행할 때 엔진브레이크의 보조 역할을 수행하도록 하기 위하여 차량의 기울기를 감지하거나 차량의 주행 속도를 감지하는 감지센서(700)를 별도로 연결하고 이 감지센서에서 감지된 차량의 기울기 정보 및 주행속도 정보에 의해 내리막길 등지에서 브레이크(600)가 약하게 작동되거나, 저속 주행 시에 미리 약하게 브레이크(600)가 작동되도록 함으로써 더욱 안전한 주행 및 정지가 가능해지도록 하는 것도 무방하다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 하우징과 비틀림부재, 입력축 및 조절축의 간단한 구조로 기계적인 작동부를 최소화하면서 장력을 정밀하게 측정하고 제어할 수 있도록 한 장력 조절 장치를 제공함으로서, 각 부품의 부식 및 기계적인 특성 변화에 의한 장력 측정 정밀도가 저하되는 것을 방지하여, 더욱 정확하고 정밀한 장력의 측정이 가능해지는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 비틀림부재에 절개홈을 형성하여 와이어의 장력에 의한 장력 측정 부재의 변형이 극대화되도록 함으로서, 와이어의 장력에 의한 스트레인게이지의 변형량이 더욱 증대되어 장력을 더욱 정밀하고 정확하게 측정할 수 있는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 공간부에 회로기판을 결합하여 스트레인게이지의 작동 회로가 장력 조절 장치에 일체로 형성되도록 함으로서, 회로기판이 외부로 노출됨에 따른 회로기판의 합선 및 파손을 방지할 수 있는 효과를 가지게 된다.

Claims (3)

1. 양 측으로 관통공이 형성되고, 내부에 공간부가 형성된 하우징;

   상기 관통공과 평행하게 배치되어 상기 공간부에 고정되고, 중앙부에 체결공이 형성된 비틀림부재;

   일단이 상기 체결공에 결합되고, 타단이 상기 일측 관통공의 외부로 노출되면서 장력이 전달되는 와이어가 고정되는 입력축;

   일측이 통상의 길이조절수단과 연결되고, 타측이 상기 입력축이 돌출된 반대측 관통공에 결합되는 조절축;

   상기 조절축이 상기 하우징을 당기는 힘에 의해 상기 비틀림부재가 입력축을 당기면서 변형되는 양을 측정하도록 상기 체결공의 일측에 부착된 스트레인게이지;를 포함하는 장력 조절 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 비틀림부재;는

   상기 체결공의 외측으로 이격되어 관통된 절개홈이 형성된 것을 특징으로 하는 장력 조절 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 공간부의 내측에 상기 스트레인게이지의 작동을 위한 회로기판이 결합 된 것을 특징으로 하는 장력 조절 장치.

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