KR100916126B1 - 에이비에스의 속도감지용 센서링 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 ABS(Anti-lock Brake System)의 차륜 속도감지장치에 사용되는 센서링(sensor ring)에 관한 것으로서, 플라스틱 수지와 페라이트(ferrite) 분말을 혼합하여 사출성형할 수 있어서 성형이 쉽고 가벼우며 부식에 강한 ABS의 센서링 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 에이비에스의 속도 감지용 센서링은 플라스틱 수지와 금속의 혼합재료로 이루어진다. 상기 센서링의 제조방법은 플라스틱 수지와 금속분말을 혼합하여 컴파운드를 만들고, 상기 컴파운드를 센서링 형태의 금형으로 사출하여 성형하며, 금형에서 성형된 사출물을 자화시키는 과정을 포함한다.

센서링, 톤휠, ABS, 폴리아미드, 페라이트, 사출성형

Description

에이비에스의 속도감지용 센서링 및 그 제조방법{SENSOR RING FOR SENSING SPEED OF VEHICLE IN ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 일반적인 에이비에스 시스템에 차륜의 속도를 감지하기 위한 자속 센서와 센서링이 장착된 상태를 도시한 단면도,

도 2는 센서링의 종류와 형태를 나타낸 사시도,

도 3은 센서링이 회전하는 동안 자속 센서에서 감지한 유도전압의 변화를 도시한 그래프,

도 4는 종래 기술에 따른 센서링 제조공정을 도시한 순서도, 그리고

도 5는 본 발명에 따른 센서링 제조공정을 도시한 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

10: 베어링 허브 11: 외륜

12: 내륜 13: 볼 베어링

14: 차축 20: 센서링

30: 속도감지센서

본 발명은 자동차의 ABS(Anti-lock Brake System)의 차륜의 속도감지장치에 사용되는 센서링(sensor ring)에 관한 것으로서, 특히, 센서링의 제조시 열팽창에 의한 오차를 줄일 수 있고, 차축에 압입하여 결합하는 과정에서 발생할 수 있는 깨짐현상을 줄일 수 있는 센서링과 그 제조방법에 관한 것이다.

자동차의 ABS는 운전자가 브레이크를 작동시킬 때 차량이 전복되거나 회전하는 것을 방지하기 위하여, 차량이 진행중인 경우에는 차륜이 브레이크에 의해 완전히 잠기는 것을 방지하기 위한 시스템이다. ABS는 4개의 차륜이 동일한 속도를 유지하면서 감속되도록 제어하기 위해, 차륜의 속도 감지장치를 필요로 한다. 상기 속도감지장치는, 센서링(sensor ring; 또는 톤휠, tonewheel)과 속도감지센서를 포함한다. 센서링은 차륜에 고정되어 차륜과 함께 회전하며, 속도감지센서는 센서링이 회전하면서 발생되는 유도 자기장의 변화를 감지하고 이를 차륜의 회전수로 환산하여 차륜의 속도를 감지할 수 있다. ABS는 이와 같이 측정된 차륜의 속도 정보를 이용하여 각 차륜의 감속정도를 제어한다.

도 1은 일반적인 에이비에스 시스템에 차륜의 속도를 감지하기 위한 자속 센서와 센서링이 장착된 상태를 도시한 단면도이고, 도 2는 여러 가지 센서링의 종류와 형태를 나타낸 사시도이며, 도 3은 센서링이 회전하는 동안 자속 센서에서 감지한 유도전압의 변화를 도시한 그래프이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차륜의 베어링의 허브(10)는 차축(14)과 연결된다. 베어링 허브(10)의 내륜(12)과 외륜(11)이 차축(14)의 회전을 돕고, 볼 베어링(13)이 차축(14)을 지지한다. 차축(14)에는 센서링(20)이 고정되어 차축과 함께 회전한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 센서링(20', 20'', 20''') 은 철재로 이루어지며 외주면에는 톱니가 형성된다. 센서링(20)은 자성을 띄며, 그 외주면의 톱니에 대응하도록 속도감지센서(30)가 배치된다. 속도감지센서(30)는 코일을 포함한다.

차축(14)의 회전과 함께 센서링(20)이 회전한다. 이때, 속도감지센서(30)를 센서링에 근접시키면, 자성을 띤 센서링(20)에 의해 속도감지센서(30)가 자기장에 놓이게 되며, 센서링(20)이 회전하면, 자속이 변화하여 속도감지센서(30) 내부에 유도전기가 발생한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 속도감지센서(30)에서 센서링(20)의 회전에 의해 변화하는 유도전압을 측정할 수 있다. 도 3의 그래프에서 유도전압의 피크(peak)는 센서링(20)의 톱니 부분이 속도감지센서(30)와 가장 근접할 때 측정된다. 유도전압의 주파수를 감지하여 차축의 회전속도를 알 수 있고, 차륜의 속도를 감지할 수 있다. ABS 시스템은 상기와 같이 감지된 차륜의 속도에 의해 제어된다.

도 4는 종래 기술에 따른 센서링 제조공정을 도시한 순서도이다. 센서링(20)은 유도전압을 형성하기 위하여 자성이 있는 금속으로 이루어진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 종래에는 센서링을 제조하기 위하여 금속 분말을 배합 및 혼합하여 분말을 형성하고, 압축성형하고, 소결한 후 열처리를 하고, 표면처리를 하였다.

그러나 이러한 소결공법은 소결 및 열처리 과정에서 각 금속을 용융점 이하의 온도로 소결하고, 혼합분말을 확산시켜 금속입자를 결합시키는 공법이다. 이에 따라, 재료에 많은 열이 가해지므로 열변형에 의해 크기의 변화가 발생할 수 있고, 완성 후 치수 조절을 하고 표면을 처리하기 위해 재가공 과정을 거쳐야 하는 문제점이 있다.

또한, 소결방식으로 성형된 금속재질의 센서링은 높은 취성을 갖게 되고, 이러한 센서링을 차축에 결합하기 위해 센서링의 중심부에 차축을 압입하는 과정에서 높은 취성을 갖는 센서링이 깨어질 수 있는 문제점이 있다.

또한, 금속 재질 특히 철재로 이루어지기 때문에 중량이 크며, 쉽게 부식될 수 있는 또 다른 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라스틱 수지와 페라이트(ferrite) 분말을 혼합하여 사출성형할 수 있어서, 성형이 쉽고 가벼우며 고탄성이고 저취성이며 부식에 강한 센서링 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에이비에스의 속도 감지용 센서링은 플라스틱 수지와 금속의 혼합재료로 이루어진다. 상기 센서링은 플라스틱 수지와 금속분말을 혼합하여 컴파운드를 만들고, 상기 컴파운드를 센서링 형태의 금형에서 사출성형하며, 상기 금형에서 성형된 사출물을 자화시키는 과정을 거쳐 제조된다.

상기 혼합재료는 폴리아미드계 수지와 페라이트(ferrite)가 혼합되어 이루어지며, 상기 페라이트는 센서링 전체 중량의 30% 내지 80% 중량부인 것이 바람직하다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 에이비에스의 센서링 및 그 제조방법을 상세히 설명한다.

본 실시예에서 센서링은 플라스틱 합성수지인 폴리아미드(polyamid)계 수지와 페라이트가 혼합된 혼합재료로 이루어진다. 플라스틱의 경량, 고탄성의 특징을 발현하면서도, 페라이트의 전자기적 특성을 유지할 수 있도록 전체 센서링 중량에 대해 페라이트는 30 내지 80% 중량부의 함량으로 이루어진다. 센서링은 자화 과정을 통해 영구적으로 자성을 띠도록 제조된다. 이때, 자화과정을 거친 후 센서링에 잔류하는 자성의 세기는 300 내지 3000 gauss 범위이다.

도 5는 본 발명에 따른 센서링 제조공정의 일 실시예를 도시한 순서도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는, 페라이트 분말과 플라스틱 수지를 혼합하여, 혼합물 컴파운드를 만드는 단계를 포함한다. 이후, 컴파운드를 용융상태로 가열하여 금형에 사출하여 센서링의 형태를 성형하는 단계를 수행한다. 이후, 성형된 사출물을 자화시키는 자화단계가 수행되며, 이를 통해 센서링이 자성을 띠게되어 센서링이 완성된다.

전술한 실시예에서 사출을 위해, 플라스틱 수지로서 폴리아미드 수지가 사용되었고 금속을 함유한 분말로서 페라이트 분말이 사용되었지만, 전술한 재료에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 ABS의 센서링의 작용 및 효과를 설명한다.

본 발명에 따른 센서링은 플라스틱 수지와 페라이트를 혼합하여 사출성형을 통해 제조되기 때문에, 전체가 철재로 형성되는 종래의 센서링에 비해 가볍고, 고 탄성이며, 취성이 낮은 센서링을 제조할 수 있다. 또한, 고온에서 소결되거나 열처리되지 않기 때문에 센서링이 열변형하지 않는다. 따라서 정밀한 치수로 제조할 수 있다. 또한, 취성이 낮기 때문에 차축이 센서링에 압입되는 경우에도 깨지지 않는다.

플라스틱 수지와, 페라이트의 혼합비율은 전술한 바와 같이 페라이트가 센서링의 전체 중량에 대해 30% 내지 80%의 중량부로 혼합된다. 페라이트의 함량이 너무 적으면, 센서링이 자화되기 어렵고, 페라이트의 함량이 너무 많으면, 플라스틱의 장점이 발현되기 힘들며 사출성형하기가 어려워진다. 상기와 같은 조성에서, 센서링은 300 내지 3000 gauss 정도로 자화될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 플라스틱 수지와 페라이트 분말을 혼합한 컴파운드를 사출성형하여 센서링을 제조하기 때문에, 가볍고, 고탄성이며, 취성이 낮은 센서링을 제조할 수 있어서 차축을 센서링에 압입하여 결합하는 과정에서 센서링이 깨어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 고온으로 열처리하거나 소결하는 과정을 거치지 않으므로, 제조 후 부피변화가 적어 재가공할 필요가 없는 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 종래의 센서링에 비하여 내식성이 강한 또 다른 효과가 있다.

또한, 사출성형으로 제조하기 때문에 제조과정이 간단해지는 또 다른 효과가 있다.

Claims (6)

1. 폴리아미드계 수지와 페라이트 분말이 혼합된 컴파운드를 용융상태로 가열하여 외주면에 톱니를 갖는 센서링 형태의 금형에서 사출하여 성형되고,

   상기 금형에서 성형된 사출물은 자화되어 잔류하는 자성을 가지며,

   상기 페라이트는 센서링 전체 중량의 30% 내지 80% 중량부인

   에이비에스의 속도감지용 센서링.
2. 제1항에 있어서,

   상기 잔류하는 자성은 300 내지 3000 gauss 범위인 에이비에스의 속도감지용 센서링.
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