KR0123487Y1 - 승용 자동차의 윈드 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 승용 자동차에 사용되는 브레이크 장치에 관한 것으로, 자동차가 일정속도 이상 주행시 외부에 발생하는 공기저항을 이용하여 차량의 속도를 제어하는 승용자동차의 윈드브레이크 장치에 관한 것이며, 밧데리, 퓨즈, 이그니션키 2단 스위치, 에어컴프레샤, 에어리저버 탱크, 공기압 제어용 솔레노이드 밸브로 구성된 공지의 브레이크 장치에 있어서, 일단이 트렁크 리드에 윈드브레이크 힌지로 설치되며 차속을 감지하기 위한 윈드 브레이크와, 상기 윈드 브레이크의 후부에 고정되어 공기압 작동식 파워 실린더와 연결하기 위한 윈드 브레이크 가이드와, 상기 윈드 브레이크 가이드에 설치되어 윈드 브레이크를 상하 이동시키기 위한 공기압 작동식 파워 실린더로 구성됨을 특징으로 하는 승용자동차의 윈드브레이크 장치이며, 이상에서와 같은 본 고안에의 의하면 제동거리 단축이 용이하고 차체의 균형을 유지하여 차량의 회전을 방지하고, 차체의 다이빙 현상을 방지하여 차량이 충돌 사고를 방지하는 효과가 있다.

Description

승용자동차의 윈드 브레이크 장치

제1도는 종래의 브레이크 장치를 보여주는 구성도.

제2도는 본 고안의 윈드 브레이크 장치를 보여주는 구성도.

제3도는 제2도에 있어서의 A 부분 확대 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밧데리 2 : 퓨즈

3 : 이그니션 키 4 : 풍압 감응형 3단식 전기스위치

5 : 브레이크 유압감지 전기스위치 6 : 공기압 제어용 솔레노이드밸브

7 : 에어 컴프레샤 8 : 에어 리저버탱크

9 : 체크밸브 10 : 공기압 작동식 파워실린더

11 : 윈드 브레이크 12 : 트렁크 리드

13 : 윈드 브레이크 힌지 14 : 윈드 브레이크 가이드

15 : 파워 실린더 피스톤 16 : 파워실린더 롤러

17 : 파워실린더 피스톤 씰 18 : 기턴스프링

19 : 대기압 밸브 20 : 공기압 통로

21 : 제2풍압 감응스위치 22 : 제1풍압 감응스위치

23 : 2단 작동장치 24 : 3단 작동장치

25 : 공기압 조정스위치 26 : 공기압 조정밸브

27 : 브레이크 유압 28 : 이동부재

29 : 하우징 30:제3풍압 감응스위치

31 : 로드

본 고안은 승용자동차에 사용되는 브레이크 장치에 관한 것으로, 자동차가 일정속도 이상 주행시 외부에 발생하는 공기저항을 이용하여 차량의 속도를 제어하는 승용자동차의 윈드 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 승용자동차가 주행중 제동시에는 진공 배력식 유압 브레이크를 사용하였으며 상기의 장치는 디스크와 드럼의 회전력을 마찰열로 변환시켜서 차량을 감속, 정지시키는바 이때 모래, 물, 눈 등으로 미끄러운 상태의 노면에서는 타이어의 제동거리가 길어지거나 스핀이 발생하는 현상이 생기고 안전사고의 위험성이 있었다.

종래의 기술에서 승용 자동차용 브레이크 장치는 운전자가 브레이크 폐달을 밟으면 답력이 발생하고 엔진의 부압에 의해서 작동하는 브레이크 브스터가 진공력을 추가하고 상기의 답력과 진공력이 브레이크 마스터 실린더의 피스톤을 밀어주며 상기 피스톤의 전면에 있는 브레이크 오일이 압축되고 상기 압축된 브레이크 오일은 전, 후 방향의 제동력 분배장치인 프로포셔닝 밸브를 거쳐서 전후의 브레이크 휠 실린더로 전달되고 다시 휠 실린더 피스톤을 밀어주고 상기 휠 실린더 피스톤은 브레이크 패드와 브레이크 슈유를 밀어 상기 브레이크 패드와 슈우에 부착된 마찰재가 회전하는 디스크와 드럼에 접촉 압박하여 회전을 정지시키므로서 주행차량은 감속되면서 정지하게 된다. 이때 브레이크 페달을 밟고 있던 발을 떼게되면 디스크와 드럼을 압박하던 마찰재가 뒤로 물러나며 해제 상태로 되어 엔진의 회전력에 의해 동력이 차축에 전달되고 차량은 주행가능하게 된다.

그러나 이는 차량 주행중 제동력을 가하게 되면 주행중 차체에 발생한 관성에 의해서 차량의 무게 중심이 전방으로 쏠리게 되어 차체의 전방은 하향으로 숙여지며 후방은 위로 들려지는 다이빙 현상이 발생하는 바 이때 후륜은 지면과의 접지력이 약화되고 전륜에는 접지력이 더 커지게 된다.

그러므로 상기와 같은 상태에서 전후륜에 동일한 세기의 제동력이 떨어지고, 차량은 뒷 부위 록킹으로 인하여 회전하게 되어 안전사고가 발생하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 차량의 제동시에 전방이 숙여지지 않도록 안티 다이브 장치를 채용하고 있으나 그래도 정지시에 무게 중심의 이동이 있는한 제동력 분배의 필요성이 상존하고 있으므로 제동거리를 단축시키고, 차체의 안정을 도모하여 안전사고를 방지하여 인명과 재산상의 피해를 방지하는 공기 저항을 이용한 윈드 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 밧데리, 퓨즈, 이그니션키 2단 스위치, 에어컴프레샤, 에어리저버 탱크, 공기압 제어용 솔레노이드 밸브로 구성된 공지의 브레이크 장치에 있어서, 내부에 로드가 형성되고 로드의 전후양단에 탄성수단인 리턴 스프링이 게재되며 탄성수단의 외주를 감싸는 이동부재와 하우징사이에는 저속에서의 풍압을 감지하는 제 1 풍압 감응스위치가 착설되고 이동부재의 중간부와 하우징의 중간부에는 중속에서의 풍압을 감지하는 제 2 풍압 감응스위치가 착설되며 후부탄성수단 외주에는 로드의 이동에 따라 접점이 연결, 단락되는 제 3 풍압 감응스위치가 착설된 풍압감응형 3단식 전기스위치와, 상기 풍압감응형 3단식 전기스위치와 전기적으로 연결되며 내부에는 브레이크 유압의 크기에 따라 작동하는 다이아프렘에 의해 접점이 연결, 단락되는 브레이크유압 감지전기스위치와, 일단의 트렁크리드에 윈드브레이크 힌지로 설치된 윈드브레이크와, 상기 윈드브레이크의 후부에 고정되어 공기압 작동식 파워실린더와 연결하기 위한 윈드브레이크 가이드와, 상기 윈드브레이크 가이드에 설치되어 윈드브레이크를 상하 이동시키기위한 공기압작동식 파워실린더로 구성된 승용차의 윈드브레이크 장치이며, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 먼저, 밧데리, 퓨즈(2), 이그니션키 2단 스위치(3), 풍압 감응형 3단식 전기스위치(4), 브레이크 유압감지 전기스위치(5), 공기압 제어용 솔레노이드 밸브(6), 공기압 작동식 파워 실린더(10), 윈드 브레이크(11)로 구성되어, 상기 풍압감응형 3단식 전기스위치(4)는 하우징(29)에 내장된 원판과 상기 원판에 고정된 원형 케이스와 상기 원통형 케이스 내부에 삽재 연결되어 있는 로드와 탄력상수가 다른 각각의 리턴 스프링과 상기 리턴 스프링에 각각 형성된 가동접점과 하우징에 고정되어 전기입력 및 출력용 고정접점들로 구성되며 원판을 차량의 전면으로 두고 차량과 수평으로 나란하게 장착되며 스위치는 달리는 차량의 전면에 발생하는 공기의 압력이 상기의 원판에 작용하여 가압하게 되면 상기 원판은 하방으로 밀리며 하부에 위치하고 있는 1차 리턴 스프링이 압축된다.

차량속도가 증가하여 60kph에 도달하면 원판에 가해지는 바람의 압력은 더욱 세지고 상기의 원판이 밀리고 하부의 1차 리턴 스프링(18)을 완전히 압축하며 이때 연결로드 하단에 부착된 가동접점은 상기 가동접점 아래에 위치하는 저속도용 고정접점들과 접촉하여 전기가 연결되고 상기 전기를 각 장치에 통전시킨다.

또한, 차량속도가 81kph에 도달하면 위의 리턴 스프링(18)이 압축되기 시작하고 이때 상기의 원통형 케이스 주위에 형성된 가동접점은 하우징(29)의 중간에 위치한 중속도용 고정접점들과 접촉하여 전기가 연결되고 이후 각 장치로 통전된다.

또한, 차량의 속도가 더욱 증가하여 101kph에 도달하면 연결로드 상부에 리턴 스프링(18)이 완전히 압축되어 원판의 뒷면에 고정된 가동접점은 하우징(29)의 상단에 위치한 고속도용 고정접점들과 접촉하여 통전하게 된다.

즉, 다시말하면 내부에 로드가 형성되고 로드의 전후양단에 탄성수단인 리턴 스프링(18)이 게재되며 탄성수단의 외주를 감싸는 이동부재(28)와 하우징(29)사이에는 저속에서의 풍압을 감지하는 제 1 풍압 감응스위치(22)가 착설되고 이동부재(28)의 중간부와 하우징(29)의 중간부에는 중속에서의 풍압을 감지하는 제 2 풍압 감응스위치(21)가 착설되며 후부탄성수단 외주에는 로드의 이동에 따라 접점이 연결, 단락되는 제 3 풍압 감응스위치(30)가 착설된 풍압감응형 3단식 전기스위치(4)가 설치된다.

이후에 차량이 속도가 저하되며 본 스위치에 원판에 가해지는 공기의 압력도 저하되고 이때 상기 전기 접점들이 리턴 스프링(18)에 의해서 전방으로 튀어 나갈때 떨어지며 전기는 단전된다.

풍압감응형 3단식 전기스위치(4)는 원판의 단면적 크기와 각각의 리턴 스프링(18)의 탄성상수, 가동접점과 고정접점들과의 간극등 물리적 구조적 제어에 따라서는 전기가 연결되는 차량속도가 결정되며 속도는 저속에서부터 고속까지 조절이 가능하다. 브레이크유압 감지 전기스위치(5)는 브레이크 폐달을 일정치 이상의 답력으로 밟을 때, 차량주행중에 일시적으로 브레이크 폐달을 슬쩍 밟는 상태에서는 작동이 되지 않으며 차량을 감속하거나 정지하려 할 때 브레이크 페달을 밟아 제동시의 유압이 일정치 이상이 형성되면 브레이크 마스터 실린더 바로 후위에 장착설치되며 브레이크유압 감지 전기스위치(5)는 내부에 다이아프램이 내장되고 상기 다이아 프램 하단부에 유압이 차게되면 상기 다이아 프램이 상측으로 밀려 올라가서 하우징의 상단에 고정된 고정접점들을 접촉시키고, 이때 입력 및 출력 접점이 연결되어 통전이 이루어지고 브레이크 페달에서 발을 떼거나 유압이 일정치 이하로 저하되면 위로 올라간 다이아프램은 상단에 위치한 리턴 스프링(18)에 의해서 다시 아래와 밀려 내려오고 상기 리턴 스프링(18)에 의하여 접촉되던 전기 고정접점들은 가동접점이 아래로 내려져 접촉을 끊음으로써 전기는 차단되며 상기 브레이크유압 감지 스위치(5)의 제어는 리턴 스프링(18)의 상수에 의해 조절되고 전기접촉시키는 다이아프램에 작동하는 브레이크 오일의 압력세기에 따라 결정된다.

제2도에서의 공기압 제어용 솔레노이드밸브(6)는 종래의 기술에서 사용되는 일렉트로닉 콘트롤 서스펜션 시스템 중의 에어 컴프레샤(7)와 에어리저버 탱크(8)를 적용하여 상기 에어리저버 탱크에 가득찬 압축공기가 공기압 작동식 파워실린더(10)로 연결되는 통로 도중에 장착되어 공기압을 제어하는 공기압 제어용 솔레노이드밸브(6)로써, 공기압 제어용 솔레노이드밸브(6)에는 항상 밧데리(1) -가 도달해 있다가 브레이크유압 감지 전기스위치(5)에서 밧데리(1) +가 연결되어 입력되면 작동하고 공기압 제어용 솔레노이드밸브(6)는 전자석 회로 내부의 플렌져가 당겨지고 동시에 밸브부위를 가로막고 있던 공기통로를 개방시키게 되고 다시 브레이크 페달에서 발을 떼면 브레이크유압 감지 전기스위치(5)도 전기가 차단되고 따라서 공기압 제어용 솔레노이드밸브(6)로 연결되던 전기도 단전되어 공기압 제어용 솔레노이드밸브(6)의 작동을 중단하게 된다.

따라서, 위로 잡아 당겨졌던 내부의 플렌져는 그 위에 위치하는 리턴 스프링(18)에 위해서 다시 원래의 위치로 내려지게 되고, 또한 개방되었던 공기통로는 막혀서 압축공기가 유입치 못하게 된다.

공기압 작동식 파워 실린더(10)는 트렁크 리드 내부에서 전방으로 비스듬히 세워져 고정되며 쇽 업소바 형식으로 길게 형성된 원통형의 실린더 내부에는 외주에 기밀 유지용 씰이 장착된 피스톤이 장착되고 이 피스톤의 상단으로는 연결용 로드가 길게 형성되고 이 로드의 끝부위에는 회전이 가능한 파워실린더 롤러(16)가 고정 장착되며, 또한 본 실린더의 하단에는 압축공기 유입 및 배출 겸용의 공기압 니플이 형성되고 실린더 상단에는 대기압 유입 배출 겸용의 에어 밸브가 장착되고, 또한 상기의 파워실린더 피스톤(15)과 실린더 상단 사이에는 리턴 스프링(18)이 내장되는 구조와 형상을 가졌으며, 상기 공기압 작동식 파워 실린더(10)의 작동은 공기압 제어용 솔레노이드밸브(6)의 작동으로 압축공기가 공기압 작동식 파워실린더(10)의 하단으로 유입되면 내부의 파워실린더 피스톤(15)은 즉시 위로 밀려져 올라가고 이때 파워실린더 피스톤(15) 상단의 실린더 내부에 차있던 압축공기는 외부로 밀려 나가게되고 다시 파워실린더 피스톤(15)에 고정된 로드 역시 위로 밀려져 올라가게 된다.

이후 상기 공기압 제어용 솔레노이드밸브(6)가 작동 중단하여 유입되던 공기가 차단되고 동시에 대기 통로가 개방되면 공기압 작동식 파워실린더(10)로 유입되었던 압축공기는 또한 해제 상태로 제키던 레바를 10초 이내에 손을 떼도 시간 지연 릴레이 반대로 공기압 제어용 솔레노이드 밸브(6)의 개방된 대기 통로를 통하여 빠져 나가고 동시에 위로 상승되었던 로드와 파워실린더 피스톤(15)은 리턴 스프링(18)의 누르는 힘과 기압차이로 인하여 다시 아래로 내려지게 되고, 또한 공기압 작동식 파워실린더 (10) 상단부위로는 외부 공기가 다시 유입되면서 공기압 작동식 파워실린더(10)의 작동은 해제 상태로 유지한다.

윈드브레이크 장치는 종래 기술에서 사용하는 에어 스포일러의 유사한 위치와 크기를 가지며 전면 양측단에는 트렁크 리드(12)에 힌지로 고정되고 후면 중앙에는 공기압 작동식 파워실린더(10)의 로드의 파워실린더 롤러(16)를 지지하는 기이드가 형성되어서 롤러와 접촉하면서 이동고정토록 한다.

상기 윈드브레이크(11)는 평소에는 트렁크 리드(12)의 상단 패널에 납작하게 겹쳐진 상태로 평행을 이루면서 장착되어 있지만 본 고안의 작동시 즉, 공기압 작동식 파워실린더(10)가 작동하여 로드가 위로 상향되면 윈드브레이크(11)는 앞쪽의 힌지를 깃점으로 하여 뒷부위가 위로 들려지고 트렁크 리드(12)와 윈드브레이크(11)는 최대 60°의 정도의 각도를 형성하게 된다.

이때 윈드브레이크(11) 중앙의 가이드에서 파워 실린더 로드끝의 파워실린더 롤러(16)가 회전하면서 동시에 습동하는바 로드의 직선 운동이 윈드브레이크(11)를 경사운동으로 변환시키므로 윈드브레이크(11)는 일측단이 고정된 상태에서 나머지 일측단이 위로 들려질수가 있으므로 윈드브레이크(11)가 작동된 상태에서는 차량이 주행중에 바디 전체를 스쳐지나가던 외기가 세워진 윈드브레이크(11)에 부딪치게되는 바람의 압력이 가해지게 되고 이 풍압은 차량의 속도가 빠르면 빠르수록 점점 더 큰 비율로 증가하여 윈드브레이크(11)에 가해지는 풍압은 윈드브레이크(11)에 가해지는 풍압은 윈드브레이크(11)를 뒤로 밀어주는 힘으로 작용하고 이때 윈드브레이크(11)는 힌지와 그 아래의 공기압 작동식 파워실린더(1)에 의해서 지지된 상태이기 때문에 이들이 풍압을 전달 받아서 다시 지지된 트렁크리드(12)와 다시 차체로 풍압이 전달되는바, 결국 차체가 풍압에 의해서 아래로 내리 눌려지게 되는 것이다.

종래의 기술에서 차량 주행중에 브레이크를 밟으면 차량의 무게 중심이 앞으로 쏠려서 차체의 뒷부위가 위로 쳐들려지고 따라서 후륜의 접지력이 저하되는바 후륜의 제동력이 떨어지거나 록킹되는 상태에서 본 고안의 작동시에는 윈드브레이크(11)가 풍압에 의해서 차체의 뒷부위를 내려 누르는바 무게 중심이 앞으로 이동하더라고 이때는 풍압에 의한 차체가 눌려지는 상태가 되었으므로 결국 후륜의 접지력은 평소와 거의 유사한 상태를 유지할 수 있고 따라서 제동력도 동일한 정도를 유지하게 된다.

승용자동차가 60kph 이상의 속도를 주행하다가 제동시에 밧데리(1)의 +가 휴즈(2), 이그니션키 2단스위치(3), 풍압 감응형 3단식 전기스위치(4)를 통과하여 상기 브레이크유압 감지 전기스위치(5)를 거쳐서 다시 공기압 제어용 솔레노이드 밸브(6)로 통전되어 작동하고, 상기 공기압 제어용 솔레노이드밸브(6)는 대기통로를 차단하고 대신 공기압 통로를 개방하고 따라서 에어 컴프레샤(7)에서 형성된 공기압이 체크밸브(9)를 거쳐서 에어 리저버탱크(8)에 가득 차있다가 상기와 같이 공기압 제어용 솔레노이드 밸브(6)가 개방되면 공기압 작동식 파워 실린더(10)로 유입되어서 공기압 작동식 파워실린더(10)가 작동하여 내부의 피스톤과 로드가 위로 밀려 올라가고 이 로드에 연동되는 윈드브레이크(11) 힌지를 깃점으로하여 뒷부위가 위로 쳐들려져서 트렁크 리드(12)의 상단면과 60°정도의 각도를 형성하게되며 이 상태는 상기와 같이 작용하여 차체를 스쳐지나가는 외기가 윈드브레이크(11)에 부딪치면서 누를 때 윈드 브레이크(11)와 고정된 트렁크 리드(12) 및 차체의 후방이 아래로 눌려지고 따라서 타이어의 접지력이 켜져서 제동 효율이 상승된다.

본 고안 작동시에는 바람의 저항을 크게받도록하여 차량의 속도를 저하시키는 기능과 동시에 타이어의 접지력을 크게하여 제동효율을 상승시키는 두가지의 효과를 가지므로서 제동거리를 단축시키고 동시에 스핀을 방지한다.

본 고안의 해제는 차속도가 60kph 이하로 저하되거나 브레이크 페달을 약간 떼서 제동유압이 일정치 이하로 저하되면 풍압 감응형 3단식 전기스위치(4)에서 전기접점이 떨어지거나 브레이크유압 감지 전기스위치(5)의 작동압력 저하로 내부의 전기 접점이 떨어지면 다시 공기압 제어용 솔레노이드밸브(6)가 해제되어서 공기압 통로를 막아버리고 대신 연결되는 통로에는 대기로 연결되므로 공기압 작동식 파워실린더(10) 내부에 가득찼던 공기압은 대기로 방출되고 또한 리턴 스프링(18)과 윈드브레이크(11)에 작동되는 공기압력에 의해서 피스톤 로드 및 윈드브레이크(11)는 원래의 위치로 내려지게 되고 이때는 윈드 브레이크가 트렁크 리드의 상단과 수평을 유지하는바 따라서 외기의 저항이 윈드 브레이크(11)에 작동치 않아서 주행에는 거의 영향을 미치지 않게되고 작동속도나 해제속도는 본 구성품의 물리적 구조적 제어에 따라서 얼마든지 조정이 가능하다.

제1도에 있어서 미도시된 부호(38)는 브레이크 부스터, (32)는 프로포셔닝 밸브, (33)은 후론트 브레이크, (34)는 후론트 브레이크 튜브이고, (35)는 브레이크 호스, (36)은 리어 호스튜브 컨넥터이다.

이상과 같은 본 고안에 의하면, 일정속도 이상에서 제동시에 외부의 공기저항을 받는 풍압 브레이크작동으로 유압브레이크와 겸하여 제동거기 단축이 용이하며 차체의 균형 유지로 스핀 발생장비가 용이하고 유압 브레이크 마찰재 마모 방지가 용이하며 유압 제동시에 차체 전방에서 발생하던 차체 다이빙 현상 방지가 용이하여 차량 사고를 방지하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 밧데리, 퓨즈, 이그니션키 2단 스위치, 에어컴프레샤, 에어리저버 탱크, 공기압 제어용 솔레노이드 밸브로 구성된 공지의 브레이크 장치에 있어서, 내부에 로드가 형성되고 로드의 전후양단에 탄성수단인 리턴 스프링(18)이 게재되며 탄성수단의 외주를 감싸는 이동부재(28)와 하우징(29)사이에는 저속에서의 풍압을 감지하는 제 1 풍압 감응스위치(22)가 착설되고 이동부재(28)의 중간부와 하우징(29)의 중간부에는 중속에서의 풍압을 감지하는 제 2 풍압 감응스위치(21)가 착설되며 후부탄성수단 외주에는 로드의 이동에 따라 접점이 연결, 단락되는 제 3 풍압 감응스위치(30)가 착설된 풍압감응형 3단식 전기스위치(4)와, 상기 풍압감응형 전기스위치(4)와 전기적으로 연결되며 내부에는 브레이크 유압(27)의 크기에 따라 작동하는 다이아프렘에 의해 접점이 연결, 단락되는 브레이크유압 감지전기스위치(5)와, 일단의 트렁크리드(12)에 윈드브레이크 힌지(13)로 설치된 윈드브레이크(11)와, 상기 윈드브레이크(11)의 후부에 고정되어 공기압 작동식 파워실린더(10)와 연결하기 위한 윈드브레이크 가이드(14)와, 상기 윈드브레이크 가이드(14)에 설치되어 윈드브레이크(11)를 상하 이동시키기위한 공기압작동식 파워실린더(10)로 구성된 승용차의 윈드브레이크 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 윈드 브레이크 가이드(14)는 파워 실린더 롤러(16)에 파워 실린더 피스톤(15)을 삽설함을 특징으로 하는 승용자동차의 윈드 브레이크 장치.