KR20090088338A - 리던던트 스위치 - Google Patents

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Abstract

리던던트 스위치는 하우징과, 이 하우징 내에서 2개의 반대 병진 방향으로 이동 가능한 액츄에이터를 포함한다. 슬라이드는 상기 하우징 내에서 액츄에이터와 동일한 2개의 반대 방향으로 이동 가능하고, 2개의 대립되는 스프링에 의해 양 이동 방향으로 간극을 두고 액츄에이터에 결합된다. 스위치는 또한 이동 방향을 따라 서로 떨어져 있는 2개 이상의 래칭 노치를 갖는 래칭 트랙을 포함한다. 슬라이드에 의한 동시 작동을 위해 2개의 이상의 스위치 유닛이 나란히 배치되어 있다. 래칭 캠은 병진 이동 방향에 수직인 방향으로 슬라이드 상에서 이동 가능하게 안내되고 압축 스프링에 의해 래칭 트랙을 향해 압박된다. 래칭 캠과 협동하여 래칭 노치들 중 하나는 슬라이드의 휴지 위치를 규정하며, 이 휴지 위치에서 슬라이드는 스위치 유닛을 작동시키지 않는다. 래칭 캠과 협동하여 다른 래칭 노치는 슬라이드의 작동 위치를 규정하며, 이 작동 위치에서 슬라이드는 스위치 유닛을 작동시킨다. 대립되는 스프링들은 래칭 캠이 래칭 노치들 사이의 정점 위에서 슬라이드할 때에 슬라이드를 각각의 다른 위치로 이동하게 한다.

Description

리던던트 스위치{REDUNDANT SWITCH}
본 발명은 특히 차량의 전기 파킹 브레이크를 작동시키는 리던던트 스위치에 관한 것이다.
차량에서 안전 관련 스위칭 기능은 중복성(redundancy)을 필요로 한다. 중복성은 동일한 스위칭 기능을 위해 동일한 시간에 작동되는 적어도 2개의 스위칭 유닛이 평행하게 존재한다는 점에서 달성된다. 전기 제어 회로가 스위칭 신호를 모니터한다. 리던던트 스위칭 신호가, 예컨대 30 ms의 소정의 기간 내에 검출되지 않으면, 에러가 지시된다.
사실상, 리던던트 스위치의 구현은 기계적인 정확성을 크게 요구한다. 매우 짧은 기간 내에 리던던트 스위치 유닛의 작동을 보장하기 위하여, 액츄에이터와 스위치 유닛은 서로에 대해 매우 정확하게 정렬되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 예컨대 액츄에이터의 작동 스트로크가 봉쇄되는 경우에, 여러 개의 스위치 유닛 대신에 이들 중 하나의 스위치 유닛만이 작동되는 경우가 있을 수 있다.
본 발명은 기계적인 정확성을 크게 요구하지 않고 그럼에도 불구하고 매우 짧은 기간 내에 리던던트 스위치 유닛의 안전한 작동을 보장하는 리던던트 스위치를 이용하여 상기 문제를 해결하는 것이다.
본 발명의 리던던트 스위치는 하우징과, 이 하우징 내에서 2개의 반대 방향으로 병진 운동하도록 배치된 액츄에이터를 포함한다. 액츄에이터는 직접적인 수동 조작을 위한 핸들, 버튼 등을 포함할 수 있다. 또한, 스위치는 슬라이드를 포함할 수 있는데, 슬라이드는 하우징 내에서 액츄에이터와 동일한 2개의 반대 병진 방향으로 이동 가능하고, 2개의 대립되는 스프링에 의해 양 이동 방향으로 간극을 두고 액츄에이터에 결합된다. 따라서, 슬라이드는 액츄에이터에 의해 직접적으로 액츄에이터와의 접촉을 통해 또는 간접적으로 2개의 대립되는 스프링 중 하나의 작용에 의해 이동된다. 하우징에는 이동 방향을 따라 서로 떨어져 있는 2개 이상의 래칭 노치를 갖는 래칭 트랙이 형성된다. 슬라이드에 의한 동시 작동을 위해 2개의 이상의 스위치 유닛이 나란히 하우징 내에 배치된다. 또한, 슬라이드의 이동 방향에 수직인 방향으로 이동 가능하게 안내되고 압축 스프링에 의해 래칭 곡선 방향으로 압박되는 래칭 캠이 슬라이드 상에 배치된다. 래칭 캠과 협동하여 래칭 트랙의 래칭 노치들 중 하나는 슬라이드의 휴지 위치를 규정하며, 이 휴지 위치에서 슬라이드는 스위치 유닛을 작동시키지 않는다. 래칭 캠과 협동하여 다른 래칭 노 치는 슬라이드의 작동 위치를 규정하며, 이 작동 위치에서 슬라이드는 스위치 유닛을 작동시킨다. 슬라이드의 작동시에, 2개의 대립되는 스프링들 중 하나는 인장되는 반면, 다른 스프링은 액츄에이터가 직접적으로 슬라이드를 압박할 때까지 느슨해진다. 액츄에이터의 추가적인 이동의 결과로서, 슬라이드는 그 휴지 위치로부터 작동 위치의 방향으로 이동되고, 이 때에, 래칭 캠은 스프링 부하에 대항하여 래칭 노치의 경사부를 따라 상방으로 이동함으로써 후퇴된다. 래칭 캠이 인접한 래칭 노치들 사이의 정점에 도달하자마자, 인장된 스프링은 작동을 시작하고 슬라이드를 이동시켜 작동 위치로 강제 이동시키고, 이 작동 위치에서 래칭 캠은 인접한 래칭 노치 바닥의 적소로 스냅 결합된다. 리던던트 스위치의 작동은 이제 이러한 강제 이동의 도중에 행해진다. 한편, 강제 이동은 인장된 스프링 단독에 의해 시작되기 때문에 매우 빨리 행해질 수 있다. 다른 한편으로, 슬라이드의 강제 작동 이동은 액츄에이터와 슬라이드가 직접적으로 서로 결합되지 않기 때문에 봉쇄 또는 로킹된 액츄에이터에 의해 방지될 수 없다.
바람직한 실시예에서, 래칭 트랙의 2개의 인접한 래칭 노치들 사이의 정점은 평탄하다. 따라서, 슬라이드 상의 래칭 캠은 인장된 스프링의 영향 하에 래칭 노치들 사이의 평탄한 표면 영역 위를 슬라이드한다. 슬라이드와 스위치 유닛이 이제 서로에 대해 배치됨으로써, 슬라이드에 의한 스위치 유닛의 작동이 래칭 노치들 사이의 평탄하거나 편평한 표면 위에서 래칭 캠의 슬라이딩 운동 도중에 행해진다. 이러한 슬라이드의 슬라이딩 이동이 방해받지 않고 빨리 행해지기 때문에, 구조적 또는 장착 공차가 스위치 유닛이 매우 짧은 기간 내에 작동되는 것을 방지할 수 없 다.
2개의 스위칭 기능을 필요로 하면, 스위치는 슬라이드의 휴지 위치를 통과하여 연장되는 중간 평면에 대해 경면 대칭적으로 구성된다. 이때에, 래칭 트랙은 휴지 위치를 위한 래칭 노치와, 휴지 위치를 위한 래칭 노치의 양측에 슬라이드의 작동 위치를 위한 각 하나의 래칭 노치를 갖는다.
본 발명의 추가 특징 및 이점은 첨부한 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로부터 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 기계적인 정확성을 크게 요구하지 않고 그럼에도 불구하고 매우 짧은 기간 내에 리던던트 스위치 유닛의 안전한 작동을 보장하는 리던던트 스위치를 제공할 수 있다.
스위치는 도면에서 바닥(10)만이 개략적으로 도시된 하우징을 구비한다. 하우징 내에서 선형 병진 운동을 위해 액츄에이터(12)가 안내된다. 액츄에이터(12)는 직사각형 윈도우형의 리세스(14)를 포함한다. 리세스(14) 내에는 모든 측면에 유극을 두고 슬라이드(16)가 수용되는데, 이 슬라이드는 액츄에이터(12)와 동일한 병진 운동 방향으로 선형 이동될 수 있다. 바닥(10)의 내측에는 슬라이드(16)의 반대측에 래칭 트랙(18)이 형성되어 있다. 래칭 트랙(18)은 슬라이드(16)의 운동 방향으로 서로 떨어져 있는 3개의 래칭 노치를 구비한다. 슬라이드(16)의 운동 방향에 대해 수직한 보어 내에는 스프링 부하식 피스톤(20)이 이동 가능하게 안내되 고, 이 피스톤은 래칭 트랙(18)을 향하는 외단부에 래칭 캠(22)을 갖는다. 슬라이드(16)는 래칭 트랙(18)의 반대쪽 측면에 2개의 작동 경사부(16a, 16b)를 구비하고, 이 작동 경사부는 2개의 그룹의 스위치 유닛(26a, 26b)이 장착되는 회로 기판(24)과 대향한다. 스위치 유닛(26a, 26b)은 일반적인 마이크로스위치로서, 작동 태핏을 포함한다. 각 그룹의 스위치 유닛(26a, 26b)은 평행하게 나란히 배치되는 적어도 2개의 마이크로스위치를 구비하고, 이 마이크로스위치는 작동 태핏을 매개로 작동 경사부(16a, 16b)에 의해 평행하게 각각 작동된다. 회로 기판(24) 상에 마이크로스위치의 평행한 배치로 인해, 도면의 측면에는 각 그룹의 스위치들 중 하나의 스위치 유닛만이 도시되어 있다.
도 1은 비작동 상태로 리던던트 스위치를 도시하고 있다. 슬라이드는 예인장된 2개의 대립적인 압축 스프링(28a, 28b)에 의해 액츄에이터(12) 상에 지지된다. 래칭 캠(22)은 래칭 트랙(18)의 중간 래칭 노치의 바닥에서 적소에 스냅 결합되어, 슬라이드(16)의 양측면에서 액츄에이터(12)에 대해 동일한 유극을 두고 슬라이드(16)를 액츄에이터(12)에 대한 중앙 위치에 유지한다. 이 비작동 위치에서, 작동 경사부(16a, 16b)는 관련된 스위치 유닛(26a, 26b)의 작동 태핏으로부터 떨어져 있고 스위치 유닛은 작동하지 않는다.
이제 도 2에 도시된 바와 같이 액츄에이터(12)에 화살표 F의 방향으로 힘이 가해지면, 압축 스프링(28b)이 먼저 압축되는 반면, 압축 스프링(28a)은 액츄에이터(12)가 슬라이드(16)에 접촉할 때까지 느슨해진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 힘(F)이 증가함에 따라 액츄에이터(12)는 슬라이드(16)를 직접 압박하여 슬라이드 를 힘(F)의 방향으로 변위시키며, 이 때에 래칭 캠이 상승되어 중간 래칭 노치의 경사부를 따라 상방으로 이동한다. 래칭 캠(22)이 인접한 2개의 래칭 노치들 사이의 정점에 도달하자마자, 래칭 캠은 인장된 압축 스프링(28b)의 영향 하에 평탄한 정점 표면 위를 자유롭게 방해없이 또한 힘(F)의 추가 작용에 상관없이 슬라이드한다. 이러한 슬라이드(16)의 강제 이동 중에, 작동 경사부(16a)는 스위치 유닛(26a)의 작동 태핏 상에서 이동하여 작동 태핏을 작동시킨다. 스위치 유닛을 작동시키기 위한 슬라이드(16)의 이동 경로는 래칭 노치들 사이의 평탄한 전체 정점 영역이 작동 경로로서 유효하기 때문에 중요하지 않다. 이제 액츄에이터(12)는 하우징 상의 고정식 정지부에 접촉하여, 슬라이드(16)의 인접한 래칭 노치의 방향으로의 추가 이동이 인장된 압축 스프링(28b) 단독의 영향 하에 행해진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이어서 래칭 캠(22)은 인접한 래칭 노치 내에 스냅 결합되고, 이 때에 슬라이드(16)는 여전히 하우징의 정지부에 남아 있는 액츄에이터(12)로부터 분리된다. 래칭 캠(22)이 도 5에 도시된 바와 같이 래칭 노치 내로 완전히 스냅 결합되자마자, 슬라이드(16)는 2개의 작동 위치 중 하나에 있게 된다.
슬라이드(16)를 다시 휴지 위치로 이동시키기 위하여, 반대 방향의 힘(FR)이 액츄에이터(12)에 가해지고, 이 때에 먼저 압축 스프링(28a)이 인장되고 압축 스프링(28b)은 액츄에이터(12)가 도 6에 도시된 바와 같이 슬라이드(16)에 접촉할 때까지 느슨해진다. 힘(FR)의 영구적인 영향하에, 액츄에이터(12)는 슬라이드(16)를 휴 지 위치의 방향으로 직접 압박하고, 이 때에 래칭 캠(22)은 도 7에 도시된 바와 같이 인접한 래칭 노치들 사이의 평탄한 정점 표면에 도달될 때까지 래칭 노치의 경사부를 따라 상방으로 이동한다. 이제 스프링(28a)의 힘에 의해 또한 힘(FR)과 상관없이 슬라이드(16)의 추가적인 슬라이딩 이동이 행해진다. 이러한 슬라이드(16)의 강제 이동 중에 그리고 인접한 래칭 노치들 사이의 평탄한 정점 표면 위에서의 래칭 캠(22)의 슬라이딩 이동 도중에, 슬라이드(16)의 작동 캠(16a)은 도 8에 도시된 바와 같이 이제 더 이상 작동되지 않는 스위치 유닛(26a)의 작동 태핏으로부터 분리된다. 래칭 캠(22)은 이제 다시 중간 래칭 노치의 래칭 위치에 도달하고, 슬라이드(16)는 다시 휴지 위치에 있게 된다.
도 1에 도시된 휴지 위치로부터 진행하도록 스위치 유닛(26b)을 작동시키기 위해서는, 전술한 공정의 반대 방향으로 액츄에이터(12)에 작동력이 가해진다. 그 이상의 작동은 전술한 것과 완전히 대칭적이므로 별도로 설명할 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리던던트 스위치를 휴지 위치에서 도시하는 개략적인 측단면도.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스위치의 작동 상태를 스위치의 작동 중에 도시하는 도면.

Claims (6)

  1. 하우징과,
    이 하우징 내에서 2개의 반대 병진 방향으로 이동 가능한 액츄에이터와,
    상기 하우징 내에서 상기 2개의 반대 병진 방향으로 이동 가능하고, 2개의 대립되는 스프링에 의해 양 이동 방향으로 간극을 두고 액츄에이터에 결합되는 슬라이드와,
    하우징에 고정되어 있고, 상기 이동 방향을 따라 서로 떨어져 있는 2개 이상의 래칭 노치를 갖는 래칭 트랙과,
    하우징에 고정되어 있고 슬라이드에 의한 동시 작동을 위해 나란히 배치되어 있는 2개 이상의 스위치 유닛과,
    상기 이동 방향에 수직인 방향으로 이동하도록 슬라이드 상에서 안내되고 압축 스프링에 의해 상기 래칭 트랙을 향해 압박되는 래칭 캠
    을 구비하고, 상기 래칭 캠과 협동하여 래칭 노치들 중 하나는 슬라이드의 휴지 위치를 규정하며, 이 휴지 위치에서 슬라이드는 스위치 유닛을 작동시키지 않고,
    래칭 캠과 협동하여 다른 래칭 노치는 슬라이드의 작동 위치를 규정하며, 이 작동 위치에서 슬라이드는 스위치 유닛을 작동시키며,
    상기 대립되는 스프링들은 래칭 캠이 래칭 노치들 사이의 정점 위에서 슬라이드할 때에 슬라이드를 각각의 다른 위치로 이동하게 하는 것인 리던던트 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 래칭 트랙의 래칭 노치들 사이의 정점은 평탄하고 스위치 유닛의 위치는 래칭 노치들 사이의 정점에 대해 결정되어, 스위치 유닛은 래칭 캠이 래칭 노치들 사이의 정점 위에서 슬라이드할 때에 작동되는 것인 리던던트 스위치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 슬라이드는 스위치 유닛의 작동 태핏과 맞물리기 위한 작동 경사부를 갖는 것인 리던던트 스위치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 그룹의 스위치 유닛을 구비하고, 각 그룹의 유닛들은 슬라이드에 의해 동시에 작동되며, 상기 슬라이드는 휴지 위치의 양측에서 래칭 트랙의 래칭 노치에 의해 규정되는 작동 위치를 갖는 것인 리던던트 스위치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 대립되는 스프링은 예인장된 상태에서 장착되는 압축 스프링인 것인 리던던트 스위치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 액츄에이터는 2개의 정지부 사이에서 이동될 수 있고, 휴지 위치에 배치된 슬라이드에 대해 이동할 때에 먼저 압축 스프링들 중 하나를 압축하고 다른 스프링을 느슨하게 한 다음, 슬라이드에 대해 접촉하여 정지부들 중 하나에 도달할 때까지 슬라이드를 이동시키며, 이때에 래칭 캠은 인접한 래칭 노치들 사이의 정점에 도달하는 것인 리던던트 스위치.
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