KR20140130296A

KR20140130296A - 비접촉식 인히비터 스위치

Info

Publication number: KR20140130296A
Application number: KR1020130048370A
Authority: KR
Inventors: 조성화; 유대현; 조수만
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-11-10

Abstract

본 발명은 비접촉식 인히비터 스위치에 관한 것으로서, 구체적으로 자성체에서 발생하는 자속밀도의 변화를 감지하고, 이를 이용하여 물리적으로 접촉하지 않고 차량용 자동변속기 제어장치에 기어변속신호를 발생시켜 기어를 조작함으로써, 접점의 접촉에 따른 마모 및 이물질 등에 의한 접촉 불량의 발생을 억제함과 동시에, 기존의 매뉴얼 샤프트 장착구조 및 연동회전 구조를 유지함으로써 호환성을 유지하는 비접촉식 인히비터 스위치에 관한 것이다.

Description

비접촉식 인히비터 스위치 {CONTACTLESS INHIBITOR SWITCH}

자동차의 주행속도와 부하에 맞추어 자동적으로 최적의 토크 변환을 얻을 수 있도록 클러치를 없앤 장치를 자동변속기라고 하며, 운전자가 변속레버를 수동으로 조작하여 변속기를 제어할 수 있도록 한다.

도 1은 종래의 인히비터 스위치의 일반적인 설치형태이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 인히비터 스위치(1)는 차량 엔진의 자동변속기어부에 장착된다. 운전자의 변속레버에 따라 시프트 케이블(2)을 통해 인히비터 스위치(1)를 조작하고, 인히비터 스위치(1) 내부 매뉴얼 샤프트(3)의 회전에 의해 도시되지 않은 기어가 변경된다. 구체적으로 인히비터 스위치(1)에는 장치내부에 배치된 로터의 상하면을 관통하는 매뉴얼 샤프트(3)가 배치되고, 상기 매뉴얼 샤프트(3)의 회전에 따라 변경될 기어변속신호를 도시되지 않은 자동변속기 제어장치(TCU)로 전송시킨다.

일반적으로 차량의 자동변속기에 있어, 자동변속기의 매뉴얼 샤프트에는 함께 회전하는 고정접점이 부착되고, 상기 자동변속기의 트랜스미션케이스에 가동접점이 부착된다. 이는 고정접점에 대하여 미끄럼동작을 함으로써, 상기 고정접점에 대한 가동접점의 상대적 위치에 따라 자동변속기의 변속레인지의 변환을 검출하여 기어변속신호를 발생시키는 방식이었다.

그러나 이러한 미끄럼동작을 이용한 검출방식에 의할 때는, 접점표면의 접촉컨트롤이 매우 곤란한 점, 접촉에 따른 마모발생 및 이물질에 의한 검출불량이라는 문제점이 존재하였다.

이를 해결하고자, 종래의 발명은 각 변속위치마다 자기센서를 설치하여 각 자기센서의 온/오프 신호에 의해 검출하는 방식이었다.

그러나 이러한 방식에도 각 변속위치마다 자기센서를 설치해야하는 점, 자기센서의 수가 많아서 인히비터 스위치를 소형화시키는데 한계점이 존재하였다.

또한, 이를 해결하고자 하는 종래의 발명은 샤프트의 회전에 따른 영구자석과 자기센서의 상대적인 위치변화에 따라 자동변속기의 변속레인지위치를 검출 가능하게 하여 상기 문제점을 해결하고자 하였다.

그러나 이러한 구조는, 영구자석을 매뉴얼 샤프트에 링 형상으로 조립되기 때문에 매뉴얼 샤프트의 직경에 따라 자성체의 크기가 결정되었다.

결국, 종래의 '인히비터 스위치'는 소형화에 한계가 있고, 매뉴얼 샤프트에 영구자석이 직접 조립되어 출력신호를 검출한다는 점에 매뉴얼 샤프트의 진동에 직접적인 영향을 받는다는 구조적인 한계점이 존재하였다.

본 발명은 비접촉식 인히비터 스위치에 관한 것으로서, 구체적으로 자성체에서 발생하는 자속밀도의 변화를 감지하고, 이를 이용하여 물리적으로 접촉하지 않고 차량용 자동변속기 제어장치에 기어변속신호를 발생시켜 기어를 조작함으로써, 접점의 접촉에 따른 마모 및 이물질 등에 의한 접촉 불량의 발생을 억제함과 동시에, 기존의 매뉴얼 샤프트 장착구조 및 연동회전 구조를 유지함으로써 호환성을 유지하는 비접촉식 인히비터 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하우징부, 하우징부의 내부에 삽입부가 형성되고, 삽입부에 안착되고, 내부에 홀센서가 조립되어 있는 인쇄회로기판, 인쇄회로기판의 상부에 배치되는 로터부; 및 로터부의 측면에 배치되는 기어부를 포함하고, 기어부의 전부 또는 일부 영역이 자성체인 것으로 구성될 수 있다.

본 발명인 비접촉식 인히비터 스위치의 로터부는 로터부의 측면 일부에 톱니 기어가 형성된 로터기어부를 포함하고, 기어부는 로터기어부와 맞물리도록 형성된 측면기어부를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.

본 발명인 비접촉식 인히비터 스위치의 로터부는 로터부는 중앙에 형성된 슬롯부, 로터부의 측면 일부에 형성된 바(bar); 및 바(bar)의 하단부에 연결되는 접점조립부를 포함하고, 접점조립부는 일단이 바에 연결된 스프링 및 스프링 타단에 연결되고 하우징에 안착되는 컨택터로 구성될 수 있다.

본 발명인 비접촉식 인히비터 스위치의 자성체는 기어부의 회전축 중심에 원형으로 형성된 것으로 구성될 수도 있다.

본 발명인 비접촉식 인히비터 스위치의 자성체는 인서트 사출 방식으로 가공된 것으로 구성될 수도 있다.

본 발명인 비접촉식 인히비터 스위치의 자성체는 전류 공급에 따라 자성을 발생시키는 전자석인 것으로 구성될 수도 있다.

본 발명인 비접촉식 인히비터 스위치의 인쇄회로기판은 전자파 보호회로로 설계된 것으로 구성될 수도 있다.

본 발명인 비접촉식 인히비터 스위치의 하우징에 있어서, 하우징의 상부에 결합되는 커버부를 더 포함하고, 커버부는 알루미늄 재질로 구성될 수도 있다.

본 발명인 비접촉식 인히비터 스위치에 있어서, 로터부와 기어부를 연결하는 벨트를 더 포함하는 것으로 구성될 수도 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치에 의하면, 자성체에서 발생하는 자속밀도의 변화를 감지하고, 이를 이용하여 물리적으로 접촉하지 않고 차량용 자동변속기 제어장치에 기어변속신호를 발생시켜 기어를 조작함으로써, 접점의 접촉에 따른 마모 및 이물질 등에 의한 접촉 불량의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치는 기존의 매뉴얼 샤프트 장착구조 및 연동회전 구조를 유지함으로써 기존의 변속기어장치에 적용시킬 수 있으므로 별도의 과도한 설계변형 없이 약간의 추가 변형만으로 적용이 가능한 호환성을 가진다.

또한, 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치는 종래의 기술과 달리 자성체가 매뉴얼 샤프트와 별도로 구성된다는 점에 소형 자성체를 적용할 수 있어, 인히비터의 소형화를 도모할 수 있다. 이에 따라, 종래의 인히비터 스위치보다 공간을 확보할 수 있어, 차량의 경량화에도 유리하다.

또한, 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치는 기어부 내부에 형성된 자성체가 매뉴얼 샤프트와 별도로 구성된다는 점에 종래의 기술과 차이가 있으며, 매뉴얼 샤프트와 조립되어 회전하는 로터부의 진동에 대한 영향을 감소시킬 수 있다. 이러한 구조적인 독립성으로 인하여 종래의 기술보다 안정적이고 정확하게 변속레인지를 검출할 수 있다.

또한, 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치는 기어부의 자성체를 영구자석뿐만 아니라 전자석으로도 대체할 수 있게 구성하였다. 이는 영구자석의 자성이 약하거나 강할 경우 발생할 수 있는 문제점을 보완하기 위한 것으로, 전류의 공급에 따라 자성이 변하는 전자석의 특성을 이용하여 발명의 목적을 달성하도록 사용자가 최적의 상태를 설정하여 실시할 수 있다.

또한, 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치는 인쇄회로기판에는 기어부의 내부에 형성된 자성체의 자속밀도 변화를 감지할 수 있는 홀센서가 배치되어 있고, 전자파 보호회로로 설계되어 있다. 이는 자성체의 자속밀도 변화 시 발생할 전자파로 인하여 회로가 손상됨을 방지하기 위함이며, 본 발명의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치는 로터부, 기어부 및 인쇄회로기판을 보호하기 위해 하우징 내부에 조립되어 있고, 상부는 커버부와 결합되어 외부의 충격으로부터 보호하고 있으며, 상기 하우징과 커버부는 하나 이상의 리벳을 이용하여 견고히 결합되어 있어, 내구성 측면에도 개선된 특징을 가진다.

또한, 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치는 로터부와 연결된 바(bar)하부에 컨택터를 배치하고, 컨택터를 하우징 내부의 터미널 세트와 접촉시키도록 구성되어 있다. 이는 차량의 전력공급이 없는 상태이거나 내부회로의 고장에서도 컨택터의 물리적인 작동으로 인해 P 또는 N 신호를 발생시켜, 주행 중인 차량이 갑자기 기어가 변경되지 않는 상황을 발생시키지 않기 위함이다. 이러한 구조적 안전장치로 인하여 운전자의 안전도를 높이고, 기존의 인히비터 스위치의 구조에 과도한 설계 변경없이 적용시킬 수 있는 호환성을 가지고 있다.

또한, 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치는 커버부를 알루미늄 재질로 구성시킴으로써 매뉴얼 샤프트의 유동을 억제하고, 매뉴얼 샤프트의 회전으로 발생되는 진동이 인쇄회로기판에 미치는 영향을 감소시킬 수 있어, 인쇄회로기판의 수명이 단축됨을 방지하고 홀센서의 안정적이고 정확한 자속밀도 변화를 감지하는데 유리하다. 이로써, 종래의 발명보다 정확한 변속신호를 자동변속기어(TCU)에 전송할 수 있다.

도 1은 차량에 설치되는 종래의 인히비터 스위치를 도시하는 모습이다.
도 2는 본 발명의 실시예인 비접촉식 인히비터 스위치의 외부사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예인 비접촉식 인히비터 스위치의 내부사시도이다.
도 4은 본 발명의 실시예인 비접촉식 인히비터 스위치의 로터부의 제1 실시예이다.
도 5는 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치의 접점 조립부 및 터미널 세트이다.
도 6는 본 발명의 실시예인 비접촉식 인히비터 스위치의 기어부이다.
도 7은 본 발명의 실시예인 비접촉식 인히비터 스위치의 로터부의 제2 실시예이다.

이하, 본 발명에 따른 비접촉식 인히비터 스위치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예인 비접촉식 인히비터 스위치의 외부사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명인 비접촉식 인히비터 스위치를 외부에서 볼 때, 내부 구성들이 조립될 수 있는 공간을 구비하는 하우징(10)과 하우징(10) 상부에 결합될 수 있는 커버부(11)로 구성되어 있으며 도시되지 않은 자동변속기에 장착하는 장치이다.

하우징(10)은 내부에 비접촉식 인히비터 스위치의 구성 장치를 수용하고, 상부는 중앙에 매뉴얼 샤프트가 삽입될 수 있도록 홀이 형성되어 있는 커버부(11)와 하나 이상의 리벳(18)으로 결부되어 있다. 이러한 구조로 인하여 비접촉식 인히비터 스위치의 내부 구성을 외부의 충격으로부터 보호하는 역할을 한다.

또한, 종래의 인히비터 스위치와 유사한 외관으로 별도의 과도한 설계변경없이 약간의 추가 변형만으로 기존의 장치와 연동이 가능한 호환성이 있어 현실적인 경제성이 있다.

도 3은 본 발명의 실시예인 비접촉식 인히비터 스위치의 내부사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(10)과 커버부(11)는 하나 이상의 리벳(18)으로 결부되어, 외부의 충격이나 진동에도 분리되지 않게 결합되어 있고, 하우징(10)의 내부에 배치되는 구성들을 보호하는 역할을 한다.

커버부(11)의 중심에서 방사형으로 리벳(18)이 관통할 수 있는 홀을 구비하고 있고, 이러한 홀은 하우징(10)도 리벳(18)이 관통할 수 있는 홀이 있다. 리벳(18)은 상하로 상기 홀을 관통하여 커버부(11)와 하우징(10)이 분리되는 것을 방지한다.

도 3은 설명의 편의를 위하고 진동의 하중을 분산시키기 위해 리벳(18)을 6개로 가정하여 도시하였으나, 발명의 목적을 달성하기 위하여 실제 발명의 실시에는 리벳(18)의 갯수는 제한되지 않는다.

하우징(10)의 내부는 접속부(15) 또는 단속부(16)와 접촉하는 터미널 세트(14)가 삽입부(17)의 주변 일부에 형성되어 있고, 하우징(10)의 중앙에는 로터부(20)가 결합되는 삽입부(17)가 형성되어 있으며, 하우징(10)의 상부는 커버부(11)와 하나 이상의 리벳(18)으로 결합되어 구성되어 있다.

비접촉식 인히비터 스위치의 구성 중 커버부(11)는 외부의 충격을 흡수할 수 있는 재질로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 가공이 용이하고 생산단가가 저렴한 알루미늄 재질로 구성된다.

특히, 상기 커버부(11)를 알루미늄 재질로 구성시킴으로써 매뉴얼 샤프트(미도시)의 유동을 억제하고, 매뉴얼 샤프트(미도시)의 회전으로부터 발생되는 진동이 인쇄회로기판(40)에 미치는 영향을 감소시킬 수 있다.

이러한 구성은, 본 발명의 실시에 있어서 인쇄회로기판(40)이 외부의 진동이나 충격으로 인하여 손상되는 현상을 방지할 수 있고, 인쇄회로기판의 수명이 단축됨을 방지하고 홀센서의 안정적이고 정확한 자속밀도 변화를 감지하는데 유리함과 동시에 종래의 발명보다 정확한 변속신호를 자동변속기어(TCU)에 전송할 수 있다..

하우징(10)의 상부에 배치된 커버부(11)와 매뉴얼 샤프트(미도시)를 회전시킬 로터부(20) 사이에는 로터부(20)의 회전에 따라 발생되는 커버부(11)와 접촉 마모를 방지하기 위하여 쿼드링(13)을 배치시킨다.

이러한 쿼드링(13)은 로터부(20)와 결합되기 위한 크기로 가공되고, 로터부(20)의 상단에 접촉, 결합되어 접촉 마찰을 흡수한다.

로터부(40)의 하부에도 로터부(40)의 회전에 의해 하우징(10)과 발생되는 접촉 마모를 방지하고자 쿼드링(13)을 배치시킨다. 상기 쿼드링(13)은 하우징(10)내부의 삽입부(17)에 삽입되어 배치된다.

상기 쿼드링(13)은 접촉 마찰력을 흡수할 수 있는 재질로 이루어져 있으며, 바람직하게는 NBR(acrylonitrile-butadiene rubber) 소재로 이루어 질 수 있다.

쿼드링(13)의 일단은 하우징(10)의 삽입부(17)에 안착되어 일면이 접촉하고, 타단은 로터부(20)의 하단에 결합되어 하우징(10)과 로터부(20)사이의 마찰을 흡수한다.

로터부(20)의 측면에는 기어부(30)이 접촉하고, 기어부(30)의 하단은 홀센서가 내부에 조립된 인쇄회로기판이 배치된다. 기어부(30)는 측면으로 로터부(20)와 접촉하고 있으나, 인쇄회로기판(40)과 일정간격 이격되어 배치된다.

로터부(20)는 측면에 바(bar)가 형성되고, 이는 로터부(20)의 회전에 따라 각운동을 한다. 바(bar)의 하단은 스프링(25)의 일단과 결합되어 있고, 스프링의 말단은 컨택터(23)와 결합되어 있다.

컨택터(23)와 스프링(24)으로 구성된 접점조립부는 로터부(20)의 바(bar) 하단에 결합되어 하우징(10)의 내부에 형성된 터미널 세트(14)와 접촉하게 된다. 터미널 세트(14)는 전자회로인 인쇄회로기판(40)이 오작동하거나 작동을 정지할 경우 대비하기 위한 안전장치로, 접점조립부(25)는 스위치 역할을 하게 된다.

이러한 내부구조에도 비접촉식 인히비터 스위치는 종래의 발명과 외관상 큰 차이가 없으며, 이러한 구조적인 유사성으로 인하여 본 발명인 비접촉식 인히비터 스위치는, 기존의 매뉴얼 샤프트 장착구조 및 연동회전 구조를 유지함으로써 기존의 변속기어장치에 적용시킬 수 있으므로 별도의 과도한 설계변형 없이 약간의 추가 변형만으로 적용이 가능한 호환성을 가진다.

도 4은 본 발명의 실시예인 비접촉식 인히비터 스위치의 로터부의 제1 실시예이다. 도 4(a)는 로터부(20)의 확대 사시도 이고, 도 4(b)는 본 발명의 구성 중 로터부와 기어부가 측면으로 결합되어 배치된 모습을 도시하고 있다.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 로터부(20)는 중앙에 형성된 슬롯부(21)와 바(bar)를 구비하여, 로터기어부(26)와 결합되어 있다.

로터부(20)의 회전에 의해 로터부(20)는 하우징 및 커버부와 접촉 마모가 발생할 수 있다. 이를 방지하고자 상기 로터부(20)와 상기 하우징 사이 또는 상기 로터부(20)와 상기 커버부 사이에 쿼드링(13)을 배치하며, 바람직하게는 상기 쿼드링은 NBR(acrylonitrile-butadiene rubber) 소재로 이루어 질 수 있다.

로터부(20)의 상단부는 쿼드링이 결합될 수 있도록 단면적이 하단부보다 작은 원형으로 형성되고, 로터부(20)의 제1단부(27)와 제2단부(28)는 계단식으로 형성되어 있을 수 있다. 또한, 제1단부(27), 제2단부(28) 및 로터기어부(26)는 계단식으로 형성되어 로터부(20)의 하단에 형성된 로터기어부(26)의 단면적이 가장 크고, 로터부(27)의 상단에 형성된 제1단부(27)의 단면적이 가장 작게 구성되어 있다.

이로써, 쿼드링은 로터부(20)의 제1단부(27)의 반경과 같게 가공되어 로터부(20)의 제1단부(27)에 안착된다.

로터부(20)의 구조는 로터기어부(26)를 중심으로 상하 대칭의 형상을 가지고, 상하면을 관통하는 매뉴얼 샤프트 슬롯(21)이 중앙에 형성되어 있다.

매뉴얼 샤프트 슬롯(21)은 장축과 단축이 서로 다른 길이를 가진 홀로 형성되며, 매뉴얼 샤프트의 단면과 일치하는 모양을 가진다. 이러한 단면 형상은 매뉴얼 샤프트의 회전에 의해 로터부를 회전시키는데 유리한 구조를 가지게 되어, 더 적은 힘으로 로터부에 토크를 전달시킬 수 있다.

로터부(20)의 측면 일부는 기어가 형성되어 있다. 이러한 구조는 기어부(30)의 측면에 기어가 형성된 측면기어부(32)와 맞물리도록 구성되어 있다. 본 발명의 배치에 있어, 기어부(30)는 로터부(20)의 측면에 배치되어 로터부(20)의 회전에 따라 연동하여 회전하는 구조를 가지게 된다. 즉, 로터부(20)의 회전에 의한 토크를 기어부(30)에 전달할 수 있게 된다.

도 3(b)는 기어부(30)와 로터부(20)가 측면에 기어로 서로 접촉하여 있음을 설명하기 위해 도시한 것으로, 기어가 맞물리는 구조이면 발명의 목적을 달성할 수 있으며, 반드시 도 3(b)의 기어수나 기어부(30)와 로터부(20)의 상대적인 크기에 대하여 한정되지 않는다.

로터부(20)와 기어부(30)의 연동회전으로 인하여 기어부(30)의 전부 또는 일부에 형성된 자성체의 자속밀도가 변화되며, 이를 상기 기어부(30)의 하단에 있는 인쇄회로기판(40) 내 홀센서가 감지한다. 즉, 상기 로터부(20)와 상기 기어부(30)의 연동회전 시키도록 하기위해 측면에 톱니 기어가 형성될 수도 있다. 또한, 연동회전 시키기 위해 로터부와 기어부는 서로 벨트로 연결되어 있는 구조를 가질 수도 있다.

도 3(b)에 도시된 모습에서 알수 있듯이, 로터부(20) 또는 매뉴얼 샤프트와는 별도로 기어부(30)가 배치되어 있다는 점에, 매뉴얼 샤프트(미도시)의 회전으로부터 발생되는 진동의 영향을 기어부(30)가 적게 받을 수 있고, 그에 따라 상기 인쇄회로기판이 안정적이고 정확하게 자동변속기 제어장치(TCU)에 신호를 전달시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 비접촉식 인히비터 스위치의 접점 조립부(25) 및 터미널 세트이다. 도 5에 도시된 바와 같이 컨택터(23)는 상기 로터부(20)와 연결되어 있고, 터미널 세트는 상기 하우징(10)에 형성되어 있다.

로터부(20)의 기어가 형성되어 있지 않은 측면 일부는 바(22)가 구성되어 있다. 바(22)의 하단에는 접점 조립부(25)가 배치되어있으며, 접점 조립부(25)는 스프링(24)과 스프링(24)의 말단에 컨택터(23)가 조립되어 있다.

컨택터(23)는 하우징(10)의 내부에 형성된 터미널 세트와 접촉되어 있고, 터미널 세트는 돌출되어 있는 접속부(15)와 플라스틱 절연체로 이루어진 단속부(16)가 형성되어 있다.

터미널 세트는 하우징(10)의 내부에 형성된 삽입부 주변에 형성되어 있으며, 바람직하게 하우징(10) 내부에 음각으로 형성될 수 있다. 이러한 구조는 하우징(10)의 내부에 평평한 부분 또는 양각된 부분에 터미널 세트를 형성시키는 것 보다, 음각으로 형성된 부분에 터미널 세트를 배치시키는 것이 외부의 진동이나 충격과 같은 영향을 감소시키는데 유리한 구조를 가진다.

컨택터(23)는 스프링(24)의 탄성력에 의해 단속부(16)와 접촉하고, 로터부(20)가 회전할 경우 바(22)의 하단부에 스프링(24)으로 연결된 컨택터(23)도 각 운동을 한다. 이때, 컨택터(23)의 이동으로 인해 돌출되어 있는 접속부(16)와 접촉하며, 전기적 신호를 발생시킨다. 즉, 로터부(20)의 바(22)의 회전이 컨택터(23)를 각운동시키고, 이러한 구조로 인하여 기계적인 스위치 역할을 하게 된다.

이후, 다시 로터부(20)가 원래의 위치로 돌아가는 회전운동을 할 경우, 바(22)의 하단부에 스프링(24)으로 연결되어 있는 컨택터(23) 역시 스프링(24)이 가하는 복원력에 따라 터미널 세트의 단속부(16)와 다시 접촉하게 된다.

컨택터(23)의 신호 발생으로 도시하지 않은 자동 변속기어는 P 또는 N의 신호를 전달받게 되며, 이러한 구조는 차량의 전력공급이 없는 상태이거나 내부회로의 고장에서도 컨택터(23)의 물리적인 작동으로 인해 P 또는 N 신호를 발생시킬 수 있다.

비접촉식 인히비터 스위치는 물리적인 접촉을 하지 않고 변속신호를 발생시키는 것을 목적으로 하나, 컨택터(23)와 같은 접촉식 스위치장치가 장착되는 목적은 차량의 전력공급이 없는 상태에서 주행 중인 차량일 경우, 갑자기 기어가 변경되지 않는 상황을 발생시키지 않기 위함이며, 이러한 구조적 안전장치로 인하여 운전자의 안전도를 높이고, 기존의 인히비터 스위치의 구조와 호환성을 높일 수 있다.

도 6는 본 발명의 실시예인 비접촉식 인히비터 스위치의 기어부이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 내부 구성 중 기어부(30)를 분해하여 확대한 모습을 도시하고 있다.

기어부(30)는 로터부의 측면에 형성된 기어와 맞물려 배치되어 있으며, 상기 로터부의 회전에 따라 회전하는 톱니 형태로 구성되어 있다.

도 5(a)는 본 발명의 구성 중 기어부(30)의 제 1실시예를 도시하고 있다. 상기 기어부(30)는 전부 또는 일부가 자성체로 이루어 질 수 있으며, 상기 로터부(20)의 측면에 배치되도록 설계된다.

기어부(30)의 회전 시, 자성체로 이루어진 기어부(30)에서 발생하는 자속밀도의 변화를 감지하고, 이를 이용하여 물리적으로 접촉하지 않고 차량용 자동변속기 제어장치에 기어변속신호를 발생시켜 기어를 조작함으로써, 접점의 접촉에 따른 마모 및 이물질 등에 의한 접촉 불량의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 기어부(30) 내부에 형성된 자성체(33)가 매뉴얼 샤프트와 별도로 구성된다는 점에 종래의 기술과 차이가 있으며, 매뉴얼 샤프트와 조립되어 회전하는 로터부의 진동에 대한 영향을 줄일 수 있다. 이러한 구조적인 독립성으로 인하여 종래의 기술보다 안정적이고 정확하게 변속레인지를 검출할 수 있다.

또한, 본 발명은 종래의 기술과 달리 자성체가 매뉴얼 샤프트와 별도로 구성된다는 점에 소형 자성체를 적용할 수 있어, 인히비터 스위치의 소형화를 도모할 수 있다. 이에 따라, 종래의 인히비터 스위치보다 공간을 확보할 수 있어, 차량의 경량화에도 유리하다.

자성체로 이루어진 상기 기어부(30)는 영구자석뿐 아니라, 전류 공급에 의해 자성을 가지는 전자석으로 이루어 질 수도 있다. 이러한 구성은 영구자석의 자성이 약하거나 강할 경우 발생할 수 있는 문제점을 보완하기 위한 것으로, 전류의 공급에 따라 자성이 변하는 전자석의 특성을 이용하여 발명의 목적을 달성하도록 사용자가 최적의 상태를 설정하여 실시할 수 있다.

기어부(30)의 회전 시 기어부(30) 하단에 배치된 인쇄회로기판(40)의 홀센서(41)가 기어부(30)의 회전에 따른 자속밀도의 변화를 감지하여 자동변속기어 제어장치(TCU)로 신호를 전달한다.

도 6(b)는 본 발명의 구성 중 기어부(30)의 제2 실시예를 도시하고 있다. 자성체는 기어부(30)의 일부분만 자성체로 이루어 질 수도 있으며, 생산비 절감이나 자성체의 자속밀도 변화의 균일한 측정을 위해 바람직하게는, 기어부(30)의 자성체는 일정한 반경(31)을 가지고 기어부(30)의 회전축 중심에 원형으로 형성될 수 있다.

이러한 자성체의 원형형태는 인서트 사출방식으로 가공하기에 적합하며, 기어부(30)의 하단에 배치된 인쇄회로기판에 자속밀도의 변화를 균일하고 안정적으로 전달하는 데 유리한 구조를 가진다.

이러한 상기 기어부(30)의 자성체는 영구자석 뿐 아니라, 전류 공급에 의해 자성을 가지는 전자석으로 이루어 질 수도 있다. 이러한 구성은 영구자석의 자성이 약하거나 강할 경우 발생할 수 있는 문제점을 보완하기 위한 것으로, 전류의 공급에 따라 자성이 변하는 전자석의 특성을 이용하여 발명의 목적을 달성하도록 사용자가 최적의 상태를 설정하여 실시할 수 있다.

로터부의 회전에 따라 기어로 맞물려 있는 기어부(30)도 회전하게 되며, 자성을 띄는 기어부(30)의 주변 자속밀도는 변화한다. 기어부(30)의 하단은 인쇄회로기판(40)이 배치되며, 인쇄회로기판(40)의 내부에는 홀센서(41)가 조립되어 있다. 이러한 홀센서(41)는 기어부(30)의 자속밀도 변화를 감지하기 위한 장치로 회전을 감지하여, P/R/N/D 신호를 자동변속 기어장치(TCU)에 전송하게 된다.

또한, 로터부와 기어부(30)의 연동회전 시키도록 하기 위해 측면에 톱니 기어가 형성될 수도 있고, 벨트로 연결되어 연동회전하는 구조를 가질 수도 있다. 기어부(30)의 회전에 따라, 물리적으로 접촉하지 않고 변속 신호를 발생시킬 수 있기 때문에 다른 구조로 변형도 가능하다.

인쇄회로기판(40)의 내부는 홀센서가 설계되어 있고, 전자파 보호회로로 설계되어 있다. 이는 기어부(30)의 자속밀도 변화 시 발생할 전자파로 인하여 회로가 손상됨을 방지하기 위함이며, 본 발명의 수명을 연장시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 구성 중 로터부와 기어부의 제2 실시예의 사시도이다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 로터부(50)와 기어부(51)는 측면에 톱니로 형성된 기어 대신에 벨트(29)로 서로 연동 회전할 수 있는 구조이다. 이러한 구조 역시 톱니 기어와 같이 로터부(50)와 기어부(51)의 연동회전이 가능하여, 기어부의 하단에 배치된 홀센서(41)에 자속밀도의 영향을 미칠 수 있다.

이러한 벨트(29)로 인한 구조는, 톱니 기어를 측면에 형성시켜야 하는 로터부(20) 및 기어부(30)와 비교할 때, 가공이 단순하다는 점과 생산단가를 감소시킬 수 있고 상대적인 접촉마모를 줄일 수 있어, 경제성 측면에서 유리한 구조를 가진다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 하우징
11 : 커버부
20, 50 : 로터부
30, 51 : 기어부
40 : 인쇄회로기판
41 : 홀센서

Claims

하우징부;
상기 하우징부의 내부에 삽입부가 형성되고, 상기 삽입부에 안착되고, 내부에 홀센서가 조립되어 있는 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판의 상부에 배치되는 로터부; 및
상기 로터부의 측면에 배치되는 기어부를 포함하고,
상기 기어부의 전부 또는 일부 영역이 자성체인 것을 특징으로 하는 비접촉식 인히비터 스위치.
청구항 1에 있어서,
상기 로터부는 상기 로터부의 측면 일부에 톱니 기어가 형성된 로터기어부를 포함하고,
상기 기어부는 상기 로터기어부와 맞물리도록 형성된 측면기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 인히비터 스위치.
청구항 1에 있어서,
상기 로터부는,
중앙에 형성된 슬롯부;
상기 로터부의 측면 일부에 형성된 바(bar); 및
상기 바(bar)의 하단부에 연결되는 접점조립부를 포함하고,
상기 접점조립부는 일단이 상기 바에 연결된 스프링 및 상기 스프링 타단에 연결되고 상기 하우징에 안착되는 컨택터로 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 인히비터 스위치.
청구항 1에 있어서,
상기 자성체는 상기 기어부의 회전축 중심에 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 인히비터 스위치.
청구항 1에 있어서,
상기 자성체는 인서트 사출 방식으로 가공된 것을 특징으로 하는 비접촉식 인히비터 스위치.
청구항 1에 있어서,
상기 자성체는 전류 공급에 따라 자성을 발생시키는 전자석인 것을 특징으로 하는 비접촉식 인히비터 스위치.
청구항 1에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 전자파 보호회로로 설계된 것을 특징으로 하는 비접촉식 인히비터 스위치.
청구항 2에 있어서,
상기 하우징은 상기 하우징의 상부에 결합되는 커버부를 더 포함하고,
상기 커버부는 알루미늄 재질인 것을 특징으로 하는 비접촉식 인히비터 스위치.
청구항 1에 있어서,
상기 로터부와 상기 기어부를 연결하는 벨트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 인히비터 스위치.