KR0162555B1 - 전자석을 이용한 비접촉 제동장치 - Google Patents

Abstract

전자석을 이용한 비접촉 제동장치는 전자석을 브레이크드럼의 일측에 장착하여 브레이크드럼과 비접촉식으로 브레이크드럼의 회전을 감속시키도록 한 것으로서, 브레이크 페달의 일측에 장착되어 브레이크 페달의 담력에 따라 저항값이 변화되어 변화된 저항값에 상응하는 임의의 세기를 갖는 전류를 공급하는 가변저항과, 상기 브레이크드럼의 일측에 일정간격을 두가지도록 구성되고, 상기 가변저항을 통해 공급되는 전류에 상응하는 자력을 발생하여 발생되는 자력에 의해 상기 브레이크드럼의 회전을 제동하는 전자석을 구비하고, 또한, 브레이크 페달의 일측에 브레이크 페달의 담력을 감지하여 감지된 브레이크페달 담력감지신호를 제공하는 압력감지센서와, 상기 압력감지센서에서 제공되는 브레이크페달 담력감지신호에 상응하는 기 설정된 임의의 세기의 전류를 발생하여 상기 전자석으로 제공하여 브레이크드럼의 회전에 제동을 걸게 하는 것이다.

Description

전자석을 이용한 비접촉 제동장치

제1도는 종래기술에 따른 자동차의 제동장치의 구성을 보인 단면도

제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자석을 이용한 비접촉 제동장치의 구성을 나타낸 도면

제3도는 본 발명의 제2실시예에 따른 전자석을 이용한 비접촉 제동장치의 구성을 나타낸 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 브레이크 페달 22 : 가변저항

24 : 자력 발생부 26 : 브레이크 드럼

28 : 압력감지 센서 30 : 주제어부

본 발명은 전자석을 이용한 비접촉 제동장치에 관한 것으로서, 특히, 브레이크페달의 담력에 따라 전자석을 이용하여 브레이크드럼과 비접촉으로 브레이크드럼의 회전력을 감속시켜 차량을 제동하는 전자석을 이용한 비접촉 제동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 주행중의 자동차 속도를 줄일수 있는 브레이크 장치가 설치되어 있으며, 상기 브레이크 장치는 크게 디스크식과 드럼식으로 구성되어 있다. 상기 드럼식 브레이크 장치는 브레이크 드럼의 안쪽에 한 쌍의 패드가 설치되어 있고, 이 한 쌍의 패드는 운전자가 브레이크 페달을 밟을 때 브레이크 드럼쪽으로 작동하여 브레이크 드럼의 내주면에 밀착됨으로써 브레이크 작용이 이루어지도록 된 것이다.

이러한 자동차에 적용되는 브레이크 장치는 제 1도에 도시한 바와 같이 외주면에 브레이크 라이닝(4)이 구비된 브레이크 슈(6)가 앵커 핀(8)에 의하여 백 플레이트(10)에 고정된다. 그리고 상기 브레이크 슈(6)의 상단 사이에는 마스터 실린더(미도시)에서 보여주는 유압을 받아서 브레이크 슈(6)를 밀어 브레이크 드럼(12)으로 밀착시키는 역할을 하는 휠 실린더(14)가 구비된다. 또한, 그리고 상기 휠 실린더(14)의 하단에는 상기 브레이크 슈(6)를 최초의 위치로 복귀시키는 리턴 스프링(16)이 구비된다.

상기와 같이 구성된 브레이크 장치는 운전자가 선택적으로 브레이크 페달(미도시)을 밟으면 마스터 실린더에서 휠 실린더(14)로 유압을 이송시키고 상기 유압을 받은 휠 실린더(14)는 브레이크 슈(6)를 밀어 브레이크 드럼(12)으로 밀착시킨다.

이때 상기 브레이크 슈(6)는 앵커 핀(8)을 중심으로 하여 회동되며 상기 휠 실린더(14)의 하단에 구비된 리턴스프링(16)이 인장된다.

또한, 운전자가 브레이크 페달을 놓으면 리턴스프링(16)의 복원력으로 인하여 브레이크 슈(6)가 최초의 위치로 이동된다.

즉, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 슈(6)가 브레이크 드럼(12)으로 밀착되어 자동차의 속도를 감속 및 정지시킬 수 있는 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 브레이크 장치를 이용할 경우에는 여러가지의 문제점을 노출시켰다.

즉, 상기와 같이 구성된 브레이크 장치를 이용하여 제동력을 얻을 수 있었지만, 일정기간 사용하게 되면 브레이크 드럼 및 브레이크 슈가 마모되어 제동력을 얻을 수 없으므로 새것이 브레이크 드럼과 브레이크 슈를 교체해야 하는데, 상기 브레이크 드럼과 브레이크 슈가 고가임에 따라 사용자에게 경제적인 부담이 컸으며 동시에 사용자가 수시로 브레이크 슈를 교체해야 하는 번거로움이 있었다.

또한, 브레이크 장치의 작동시 브레이크 슈가 브레이크 드럼에 밀착되는데 이때 마찰력에 의하여 불쾌한 소음이 발생되므로 사용자에게 불쾌감을 주었다.

이에 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 브레이크 슈를 제거하고 브레이크슈 대신에 전자석을 브레이크드럼의 일측에 장착하여 전자석을 이용하여 브레이크드럼과 비접촉식으로 브레이크드럼의 회전력을 제어하도록 하여 브레이크 작동시 불쾌한 소음이 발생되는 것을 방지함과 동시에 차량의 제동장치의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 전자석을 이용한 비접촉 제동장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자석을 이용한 비접촉 제동장치의 특징은 브레이크 페달의 일측에 장착되어 브레이크 페달의 담력에 따라 저항값이 변화되어 변화된 저항값에 상응하는 임의의 세기를 갖는 전류를 공급하는 가변저항과, 상기 브레이크드럼의 일측에 일정간격을 가지도록 구성되고, 상기 가변저항을 통해 공급되는 전류에 상응하는 자력을 발생하여 발생되는 자력에 의해 상기 브레이크드럼의 회전을 제동하는 전자석을 구비함에 있다.

또한 본 발명의 다른 특징은 브레이크 페달의 일측에 브레이크 페달의 담력을 감지하여 감지된 브레이크페달 담력감지신호를 제공하는 압력감지센서와, 상기 압력감지센서에서 제공되는 브레이크페달 담력감지신호에 상응하는 기 설정된 임의의 세기의 전류를 발생하여 상기 전자석으로 제공하는 주제어부를 더 구비하여 차량의 제동력을 제어함에 있다.

이하 본 발명에 따른 전자석을 이용한 비접촉 제동장치의 구성 및 동작들을 첨부된 도면을 참조하여 각 실시예별로 살펴보기로 한다.

[제 1 실시예]

제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자석을 이용한 비접촉 제동장치의 구성을 나타낸 도면으로써, 제2도를 참조하여 그 구성을 살펴보면, 먼저, 브레이크 페달(20)의 일측에는 브레이크 페달(20)의 담력에 따라 저항값이 변화되고, 변화된 저항값에 따라 전류의 세기를 변화시키는 가변저항(22)이 구비되고, 상기 가변저항(22)의 일측에는 가변저항(22)에 의해 변화되는 전류의 세기에 따라 그에 상응하는 자력을 발생하는 자력발생부(24)가 구비된다. 그리고 상기 자력발생부(24)의 일측에는 브레이크 드럼(26)이 구비되며 상기 브레이크 드럼(26)은 자성체의 성질을 가지고 있지만은 자화가 잘되지 않는 규소(Si)합금강판으로 이루어진다. 여기서, 브레이크드럼(26)은 기존의 브레이크드럼(26)을 사용하여도 무관하다. 즉, 기존의 브레이크드럼(26)은 주철, 강판과 주철, 알루미늄과 주철로 이루어진 것이 대부분으로써, 이러한 재료는 모두 자성력을 가진 자성재료이기 때문이다.

상기 자력발생부(24)는 인가되는 전류의 세기에 상응하는 자력을 발생하는 전자석으로 이루어진다. 또한, 상기 가변저항(22)은 브레이크페달(20)의 담력이 강할 경우 저항값은 작아지고, 담력이 약할 경우에는 저항값이 커지도록 브레이크페달(20)의 일측에 장착된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자석을 이용한 비접촉 제동장치의 동작을 살펴보기로 하자.

먼저, 운전자가 주행중에 브레이크 페달(20)을 밟으면 브레이크 페달(20)의 밟는 힘에 따라 가변저항(22)의 저항값이 상술한 바와 같이 변화되기 때문에 가변저항(22)에 인가되는 전압과 상기 가변저항(22)의 저항값의 변화에 따라 자력발생부(24)로 인가되는 전류의 세기가 변화된다. 따라서, 자력발생부(24)는 가변저항(22)을 통해 인가되는 전류의 세기에 상응하는 자력을 발생하게 되고, 발생된 자력에 의해 브레이크드럼(26)과 전자석(24)사이에는 응력이 발생된다. 결국, 현재 회전중인 브레이크드럼(26)의 회전속도는 상기 전자석(24)에서 발생되는 자력의 세기에 의한 브레이크드럼(26)과의 응력에 따라 감속되게 되는 것이다. 즉, 브레이크페달(20)의 밟는 정도에 따라 브레이크드럼(26)은 회전이 감속되어 차량이 제동되는 것이다.

예를 들어 살펴보면, 운전자가 주행중에 브레이크페달(20)을 강하게 밟았다고 가정해 보면, 상술한 바와 같은 가변저항(22)의 특성에 따라 저항값이 작아지게 되어 가변저항(22)을 통해 자력발생부(24) 즉, 전자석으로 인가되는 전류의 세기는 커지게 되는 것이다. 따라서, 전류의 세기가 큼에 따라 자력발생부(24)에 발생되는 자력 역시 커지게 되어 브레이크드럼(26)사이에 응력이 강하게 발생되게 된다. 따라서, 상기 응력에 따라 브레이크드럼(26)의 회전력은 급격하게 감소하게 되어 결국은 브레이크드럼(26)의 회전이 정지되어 자동차의 제동이 걸리게 되는 것이다.

이와 반대로 운전자가 주행중에 브레이크페달(20)을 약하게 밟게 되는 경우에는 상기의 동작과 반대의 동작이 수행되기 때문에 전자석(24)으로 제공되는 전류의 세기는 브레이크페달(20)의 담력과 비례하는 전류의 세기 즉, 세기가 약한 전류가 공급되기 때문에 브레이크드럼(26)의 회전을 천천히 감속시키게 되는 것이다.

결국, 본 발명의 제 1 실시에는 브레이크페달(20)의 밟는 정도에 따라 저항값이 변하는 가변저항(22)을 장착하여 가변저항(22)의 저항값의 변화에 따른 전류의 세기를 이용하여 전자석(24)에서 발생되는 자력의 세기를 제어함으로써, 브레이크드럼(26)과의 비접촉식으로 브레이크드럼(26)의 회전력을 감속시켜 차량을 제동하게 하는 것이다.

[제 2 실시예]

제3도는 본 발명의 제2실시예에 따른 전자석을 이용한 비접촉 제동장치의 구성을 나타낸 도면으로써, 제2도에 도시한 본 발명에 따른 제1실시예와 동일한 구성요소에 대하여는 그 설명을 생략하고 제3도를 참조하여 그 구성을 살펴보면, 브레이크 페달(20)의 일측에는 브레이크 페달(20)의 담력을 감지하는 압력감지센서(28)가 구비되고 상기 압력감지센서(28)의 일측에는 압력감지센서(26)에서 감지한 브레이크페달(20)의 담력에 상응하는 전류를 발생하여 자력발생부(24)에서 발생하는 자력의 세기를 제어하는 주제어부(30)가 구비된다. 여기서, 상기 브레이크 드럼(26)은 자성체의 성질을 가지고 있지만은 자화가 잘되지 않는 규소(Si)합금강판으로 이루어지고, 주제어부(30)는 압력감지센서(28)에서 감지한 브레이크페달(20)의 담력이 클경우에는 자력발생부(24)로 담력의 세기에 비례하는 세기가 큰 전류를 제공하고, 담력이 작을 경우에는 이와 비례하는 세기가 전류를 제공하게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제2실시예에 따른 전자석을 이용한 비접촉 제동장치의 동작을 살펴보기로 하자.

먼저, 운전자가 주행중에 브레이크페달(20)을 밟았을 경우 압력감지센서(28)는 브레이크페달(20)의 담력을 감지하여 감지된 브레이크페달(20) 담력감지신호를 주제어부(30)로 인가한다.

주제어부(30)는 압력감지센서(28)에서 인가된 브레이크페달(20) 담력감지신호를 분석하여 현재 운전자가 밟은 브레이크페달(20)의 담력을 판단한다. 이렇게 담력의 세기가 판단되면, 판단된 담력의 세기에 비례하는 세기를 갖는 기 설정된 전압값에 상응하는 전류를 자력발생부(24)로 제공하게 되는 것이다.

따라서, 자력발생부(24)는 주제어부(30)에서 제공되는 전류의 세기에 상응하는 자력을 발생하여 브레이크드럼(26)사이에 응력을 일으켜 브레이크드럼(26)의 회전력을 감소시키거나 정지시켜 차량의 제동이 걸리도록 하는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자석을 이용한 비접촉 제동장치는 브레이크 페달의 담력에 따라 선택적으로 자력을 발생시키는 전자석을 구비하여 브레이크드럼과 비접촉식으로 확실한 제동력을 얻을 수 있기 때문에 브레이크 작동시 불쾌한 소음이 발생되는 것을 방지함과 동시에 브레이크 드럼의 마모를 방지하여 제동장치의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 브레이크 페달과 자성재료로 이루어진 브레이크드럼을 구비한 차량의 제동장치에 있어서, 상기 브레이크 페달(20)의 일측에 장착되어 브레이크 페달(20)의 담력에 따라 저항값이 변화되어 변화된 저항값에 상응하는 임의의 세기를 갖는 전류를 공급하는 가변저항(22)과, 상기 브레이크드럼의 일측에 일정간격을 가지도록 구성되고, 상기 가변저항(22)을 통해 공급되는 전류에 상응하는 자력을 발생하여 발생되는 자력에 의해 상기 브레이크드럼과 비접촉으로 상기 브레이크드럼의 회전을 제동하는 자력발생부(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 비접촉 제동장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 브레이크 페달(20)의 일측에 브레이크 페달(20)의 담력을 감지하여 감지된 브레이크페달 담력감지신호를 제공하는 압력감지센서(28)와, 상기 압력감지센서(28)에서 제공되는 브레이크페달 담력감지신호에 상응하는 기설정된 임의의 세기의 전류를 발생하여 상기 자력발생부(24)로 제공하는 주제어부(30)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 비접촉 제동장치.