KR100220424B1 - 전자석을 이용한 브레이크 보조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 브레이크장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휠 브레이크를 전자석으로 작동시키는 보조 브레이크를 설치하여 1차로 상기 보조 브레이크의 작동에 의해 신속한 제동작용이 일어나게 하므로써, 초기 제동시간을 단축시키며, 이에 따라 제동효과를 향상되도록 한 전자석을 이용한 브레이크 보조장치에 관한 것이다.

본 발명의 전자석을 이용한 브레이크 보조장치는, 브레이크 드럼(1)의 양 브레이크 슈(2) 사이에 설치되며 양 브레이크 슈(2)에 대향되도록 구비된 양 피스톤(11)과 양 피스톤(11)을 각각 탄지시키는 리턴 스프링(12)과 양 피스톤(11) 사이에 개재되는 캠(13) 및 상기 캠(13)을 작동시키는 캠 로드(14)를 포함한 양방향 실린더(10), 일측에 전자석(21)과 타측에 상기 캠 로드(14)와 연결되는 플런저(22)와 상기 전자석(21)과 플런저(22) 사이에 설치되는 압축 스프링(23)을 포함한 엑츄에이터(20), 브레이크 페달(3)을 밟는 속도를 감지하는 센서(30), 및 상기 센서(30)의 신호를 받아 임계값 이상시에 전기적 신호를 보내 상기 엑츄에이터(20)를 작동시키는 콘트롤 유니트(31)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

전자석을 이용한 브레이크 보조장치

본 발명은 차량의 브레이크장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휠 브레이크를 전자석으로 작동시키는 보조 브레이크를 설치하여 1차로 상기 보조 브레이크의 작동에 의해 신속한 제동작용이 일어나게 하므로써, 초기 제동시간을 단축시키며, 이에 따라 제동효과를 향상되도록 한 전자석을 이용한 브레이크 보조장치에 관한 것이다.

차량의 제동장치는 주행중인 자동차를 감속 또는 정지시키고, 동시에 주차상태를 유지하기 위해 사용되는 매우 중요한 장치이며, 보통 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 브레이크작용을 하도록 되어 있다.

제동장치에는 운전자의 발로 조작하는 풋 브레이크와, 손으로 조작하는 핸드 브레이크가 있다.

풋브레이크는 주행 중 사용되며 바퀴에 직접 제동작용을 하는 휠브레이크를 사용한다.

핸드브레이크는 주로 주차용으로 사용되거나 제동장치의 고장시 비상용으로 사용되기도 한다.

조작기구로는 로드나 와이어를 사용하는 기계식과 유압을 이용하는 유압식이 있으며, 이외에 엔진의 부압이나 압축공기를 이용하는 서보브레이크와, 압축공기만을 사용하는 공기브레이크도 있다.

유압식 브레이크는 파스칼의 원리를 응용한 것이며, 브레이크 본체를 비롯한 유압을 발생시키는 매스터 실린더, 그 유압을 받아 브레이크 슈를 드럼에 압착하여 제동력을 발생시키는 휠 실린더 및 이 두 부품을 연결하여 유로를 형성하는 브레이크 파이프 및 호스로 되어 있다.

브레이크 본체는, 매스터 실린더에서 보내오는 유압을 받아 제동력을 발생하는 부분이며 구조상으로는 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크로 나누어진다.

드럼식 브레이크는 휠, 휠에 장착된 드럼, 드럼내에 설치되는 휠 실린더, 브레이크 슈, 라이닝, 리턴 스프링, 브레이크 파이프 및 브레이크 호스 등으로 구성되며, 브레이크 슈의 장치법이나 휠 실린더의 구조 등에 의해 리딩 트레일링 슈식과, 2리딩 슈식이 있다.

브레이크 드럼은 바퀴 휠과 함께 고속으로 회전하며 슈의 마찰력을 받아 제동력을 발생한다.

휠 실린더는 매스터 실린더에서 보내주는 유압을 받아서 브레이크 슈를 드럼에 밀어 붙이는 역할을 한다.

브레이크 슈는 휠 실린더의 유압을 받아 좌우로 밀려 벌러서 브레이크 드럼에 압착하는 역할을 하고, T 형단면을 하고 있으며 강판을 프레스한 백 플레이트에 장치되어 있으나, 드럼과 슈의 틈새를 조정하기 위한 캠이 백 플레이트에 설치되어있는 것도 있다.

브레이크 라이닝은 브레이크 슈의 드럼과 접촉하는 면에 붙여져 있으며 브레이크 드럼과의 마찰력을 크게 하기 위해서 마찰재에 의한 우븐 라이닝과 몰드 라이닝이 있다.

리턴 스프링은 브레이크 페달을 놓으면 벌려진 브레이크 슈를 복귀시킨다.

브레이크 파이프는 매스터 실린더에서 휠 실린더로 브레이크액을 도입하는 것이며, 브레이크 호스는 프레임에 장치된 파이프와 차축이나 바퀴 등을 연결하는 것으로 플렉시블 호스라고도 한다.

이러한 구성으로 브레이크 페달을 밟으면 매스터 실린더내의 피스톤은 브레이크액을 휠 실린더로 압송하고, 휠 실린더는 그 유압을 받아 피스톤을 좌우로 벌림으로서 브레이크 슈를 드럼에 압착시켜 브레이크 작용을 일으키게 된다.

한편 브레이크 페달을 놓아주면 매스터 실린더의 유압이 저하되므로 브레이크 슈는 리턴 스프링의 힘으로 원래의 위치로 되돌아가고 휠 실린더내의 브레이크액은 매스터 실린더로 되돌아가 브레이크 작용이 풀린다.

이때 브레이크 작동시 라이닝과 드럼의 접촉으로 인한 심한 마찰과 열이 발생하게 된다.

이럴 경우 접촉부의 마모에 따른 부품의 수명단축이 초래되고, 이러한 이유들로 인하여 제동력 확보가 원활히 이루어지지 않아 제동거리가 길어지게 되고, 나아가서는 불의의 교통사고를 발생시키게 염려를 안게 된다.

발열이 심할 경우에는 브레이크와 인접된 타이어에 영향을 미치게 되어 타이어를 손상시키게 되는 등의 문제점을 안게 된다.

또한 급제동시 운전자의 의도에 따라 바로 제동이 걸리는 것이 아니라 유압이 발생되어 유압의 전파로 제동이 걸리게 되어 어느 정도의 공주거리가 늘어나게 되는 폐단이 있다.

즉 풋 브레이크 페달을 밟으므로써만이 제동이 걸리게 되고, 이때에는 유압경로를 거치게 되는 까닭에 그 제동작용이 즉시로 일어나는 것이 아니라 얼마간의 공주거리를 유발시키게 됨에 따라 그 만큼의 제동효과를 즉시로 기대하는 것이 어렵게 되며, 이럴 경우 제동거리가 길어지게 되고, 또한 브레이크 기구의 계속적인 마찰에 의해 발생되는 열에 의해 제동력이 떨어지게 됨과 아울러 타이어와 노면과의 미끄럼 현상으로 추돌사고의 위험을 안게 되는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 휠 브레이크를 전자석으로 작동시키는 보조 브레이크를 설치하여 전기적 신호에 의해 선제동되게 하므로써, 신속한 제동작용에 의한 초기 제동시간을 단축시키며, 이에 따라 제동효과를 향상되도록 한 전자석을 이용한 브레이크 보조장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자석을 이용한 브레이크 보조장치는, 브레이크 드럼의 양 브레이크 슈 사이에 설치되며 양 브레이크 슈에 대향되도록 구비된 양 피스톤과 양 피스톤을 각각 탄지시키는 리턴 스프링과 양 피스톤 사이에 개재되는 캠 및 상기 캠을 작동시키는 캠 로드를 포함한 양방향 실린더, 일측에 전자석과 타측에 상기 캠 로드와 연결되는 플런저와 상기 전자석과 플런저 사이에 설치되는 압축 스프링을 포함한 엑츄에이터와, 브레이크 페달을 밟는 속도를 감지하는 센서, 및 상기 센서의 신호를 받아 임계값 이상시에 전기적 신호를 보내 상기 엑츄에이터를 작동시키는 콘트롤 유니트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 의해 본 발명에 따른 장치가 1차로 선제동시키게 되며, 기존의 브레이크 장치에 의해 2차로 제동되어져 신속한 제동작용에 의한 초기 제동시간을 단축시키며, 이에 따라 제동효과를 향상시키게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 전자석을 이용한 브레이크 보조장치의 전체적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 보조장치의 상세 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 브레이크 드럼 2 : 브레이크 슈

3 : 브레이크 페달 4 : 부스터

5 : 매스터 실린더 6 : 브레이크 실린더

10 : 양방향 실린더 11 : 피스톤

12 : 리턴 스프링 13 : 캠

14 : 캠 로드 20 : 엑츄에이터

21 : 전자석 22 : 플런저

23 : 압축 스프링 30 : 센서

31 : 콘트롤 유니트

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상술하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전자석을 이용한 브레이크 보조장치의 전체적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 보조장치의 상세 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전자석을 이용한 브레이크 보조장치는, 브레이크 드럼(1)의 양 브레이크 슈(2) 사이에 설치되며 양 브레이크 슈(2)에 대향되도록 구비된 양 피스톤(11)과 양 피스톤(11)을 각각 탄지시키는 리턴 스프링(12)과 양 피스톤(11) 사이에 개재되는 캠(13) 및 상기 캠(13)을 작동시키는 캠 로드(14)를 포함한 양방향 실린더(10), 일측에 전자석(21)과 타측에 상기 캠 로드(14)와 연결되는 플런저(22)와 상기 전자석(21)과 플런저(22) 사이에 설치되는 압축 스프링(23)을 포함한 엑츄에이터(20), 브레이크 페달(3)을 밟는 속도를 감지하는 센서(30), 및 상기 센서(30)의 신호를 받아 임계값 이상시에 전기적 신호를 보내 상기 엑츄에이터(20)를 작동시키는 콘트롤 유니트(31)를 포함하여 이루어진다.

상기 임계값 이상의 값은 급제동에 해당하는 값이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

브레이크 페달(3)을 밟는 속도를 감지하는 센서(30)가 감지하여 그 신호를 콘트롤 유니트(31)에 전달한다.

센서(30)에서 감지된 값이 임계값 이상시일 경우에는 상기 콘트롤 유니트(31)가 엑츄에이터(20)의 전자석에 전기적 신호를 보내게 되고, 이에 따라 플런저(22)를 끌어당기게 된다.

플런저(22)의 끌어당김에 의해 이와 연결된 캠 로드(14)는 캠(13)을 작용시켜 양 피스톤(11)을 양 방향으로 밀게 되고, 이에 따라 양 브레이크 슈(2)가 양 방향을 벌어져 브레이크 드럼(1)에 밀착되어 제동이 이루어진다.

동시에 부스터(4), 매스터 실린더(5), 브레이크 실린더(6)를 포함한 기존의 제동장치에 의해서도 제동이 이루어지게 된다.

즉, 본 발명에 따른 장치가 1차로 선 제동시키게 되며, 기존의 브레이크 장치에 의해 2차로 후 제동되어져 신속한 제동작용에 의한 초기 제동시간을 단축시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자석을 이용한 브레이크 보조장치는, 브레이크를 전자석으로 작동시키는 보조 브레이크를 설치하여 전기적 신호에 의해 선제동되게 하므로써, 본 발명에 따른 장치가 1차로 선제동시키게 되며, 기존의 브레이크 장치에 의해 2차로 제동되는 작용에 의해 신속한 제동작용에 의한 초기 제동시간을 단축시키며, 이에 따라 제동효과를 향상되는 등의 효과가 있다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (3)

1. 브레이크 드럼(1)의 양 브레이크 슈(2) 사이에 설치된 양방향 실린더(10), 상기 양방향 실린더(10)를 작동시키는 전자석 엑츄에이터(20), 브레이크 페달(3)을 밟는 속도를 감지하는 센서(30) 및 상기 센서(30)의 신호를 받아 임계값 이상시에 전기적 신호를 보내 상기 엑츄에이터(20)를 작동시키는 콘트롤 유니트(31)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 브레이크 보조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 양방향 실린더(10)는 양 브레이크 슈(2)에 대향되도록 구비된 양 피스톤(11)과 양 피스톤(11)을 각각 탄지시키는 리턴 스프링(12)과 양 피스톤(11) 사이에 개재되는 캠(13) 및 상기 캠(13)을 작동시키는 캠 로드(14)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 브레이크 보조장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 엑츄에이터(20)는 일측에 전자석(21)과 타측에 상기 캠 로드(14)와 연결되는 플런저(22)와 상기 전자석(21)과 플런저(22) 사이에 설치되는 압축 스프링(23)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 브레이크 보조장치.