KR100224366B1 - Air brake - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고압의 압축 공기를 이용하여 브레이크 본체가 작동되도록 함으로써 제동력을 발생시키는 공기 브레이크에 관한 것으로서, 차량이 주행하고 있는 도로의 경사각을 감지하여 경사각에 따라 제동력을 가감함으로써 내리막 경사로 주행시 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.The present invention relates to an air brake that generates a braking force by operating a brake body by using a pressurized air of high pressure, and detects an inclination angle of a road on which a vehicle is driven, and thus may be generated when driving downhill by sensing the inclination force according to the inclination angle. To prevent accidents in advance.
본 발명의 공기 브레이크는 압축 공기를 발생하는 공기 압축기(51)와, 공기 압축기(51)에서 발생된 압축 공기가 일시 저장되는 공기 탱크(52)와, 공기 탱크(52)로부터 공급되는 압축 공기를 이용하여 브레이크 본체(55)를 작동시키는 브레이크 챔버(54)와, 브레이크 페달(50)의 하측에 위치되어 압축 공기가 브레이크 챔버(54)로 이동되는 것을 개폐하는 브레이크 밸브(53)와, 차량의 경사도를 감지하는 경사각 감지 기구(60)와, 상기 경사각 감지 기구(60)의 신호에 따라 브레이크 챔버(53)로 이동되는 공기량을 제어하는 공기량 조절부(70)로 구성된 것을 특징으로 한다.The air brake of the present invention uses an air compressor (51) for generating compressed air, an air tank (52) for temporarily storing compressed air generated by the air compressor (51), and compressed air supplied from the air tank (52). A brake chamber 54 for activating the brake body 55 using the brake body 55, a brake valve 53 positioned below the brake pedal 50 to open and close the movement of the compressed air to the brake chamber 54, and An inclination angle detection mechanism 60 for detecting an inclination degree and an air amount adjustment unit 70 for controlling the amount of air moved to the brake chamber 53 according to the signal of the inclination angle detection mechanism 60 are characterized in that the configuration.
본 발명의 공기 브레이크는 차량이 주행하는 도로의 경사각에 따라 필요한 양의 압축 공기가 공급되어 적정한 제동력이 발생되므로 내리막 경사로 주행시 제동력 부족으로 인한 사고를 방지할 수 있다.Since the air brake of the present invention is supplied with the required amount of compressed air according to the inclination angle of the road on which the vehicle travels, an appropriate braking force is generated, thereby preventing an accident due to lack of braking force when driving downhill slopes.
Description
본 발명은 주행중의 자동차를 정지 또는 감속시키기 위하여 사용되는 브레이크 장치에 관한 것으로서, 특히 고압의 압축 공기를 이용하여 브레이크 본체가 작동되도록 함으로써 제동력을 발생시키는 공기 브레이크에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brake device used for stopping or decelerating a vehicle while driving, and more particularly, to an air brake that generates a braking force by operating a brake body using high pressure compressed air.
브레이크 장치는 주행중의 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에 주차 상태를 유지하기 위해서 사용되는 중요한 장치로서, 일반적으로 마찰력을 이용하여 자동차의 운동 에너지를 열에너지로 바꾸어 그것을 공기중으로 방산함으로써 제동 작용을 하는 마찰식 브레이크가 사용되고 있다.The brake device is an important device used to maintain a parking state while decelerating or stopping a car while driving. A friction type is generally a friction type that uses a friction force to convert the kinetic energy of the car into thermal energy and dissipate it into the air to brake the vehicle. The brake is being used.
브레이크 장치에는 각종 형식이 고안되어 사용되고 있으나 기본적으로 운전자의 조작력을 링크나 유압 및 공압을 이용하여 증대시켜 전달하는 조작 기구와 그 힘을 받아 제동력을 발생하는 브레이크 본체로 이루어져 있다.Various types have been devised and used in the brake device, but it basically consists of an operation mechanism that increases and transmits the driver's operating force using a link, hydraulic pressure, and pneumatic pressure, and a brake body that generates a braking force by the force.
브레이크 장치는 주행중에 사용되는 주브레이크(풋 브레이크)와, 자동차를 주차 상태로 유지시키기 위한 주차 브레이크(핸드 브레이크)가 있으며, 주브레이크의 혹사에 의한 성능 저하를 방지하기 위해 배기 가스를 이용하여 제동 보조 작용을 하는 보조 브레이크(배기 브레이크)가 사용되기도 한다.The brake system includes a main brake (foot brake) used while driving and a parking brake (hand brake) for keeping the vehicle in a parked state, and brakes using exhaust gas to prevent performance degradation due to overuse of the main brake. Auxiliary brakes (exhaust brakes) may also be used.
주브레이크는 일반적으로 바퀴의 안쪽에 장착된 브레이크 드럼 또는 브레이크 디스크 등에 마찰재를 밀착시켜 그 마찰력을 이용하여 제동력을 발생시키는 장치이며, 운전자가 브레이크 페달을 밟음으로써 모든 바퀴에 제동력이 발생되도록 하고 있다. 주브레이크는 운전자의 조작력을 전달하는 기구에 따라 기계식과 유압식 및 공기식으로 구분되는데, 본 발명은 공기 브레이크에 관한 것이다.The main brake is a device that generates a braking force using the frictional force by closely attaching a friction material to a brake drum or a brake disc mounted on the inner side of the wheel. The main brake is classified into mechanical, hydraulic and pneumatic according to the mechanism for transmitting the operating force of the driver. The present invention relates to an air brake.
종래의 공기 브레이크는 도 1에 도시된 바와 같이 압축 공기를 발생하는 공기 압축기(11)와, 공기 압축기(11)에서 발생된 압축 공기가 일시 저장되는 공기 탱크(12)와, 공기 탱크(12)로부터 공급되는 압축 공기를 이용하여 브레이크 본체(15)를 작동시키는 브레이크 챔버(14)와, 브레이크 페달(10)의 하측에 위치되어 압축 공기가 브레이크 챔버(14)로 이동되는 것을 개폐하는 브레이크 밸브(13)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, a conventional air brake includes an
상기 브레이크 본체(15)는 바퀴의 안쪽에 장착된 브레이크 드럼(15b)과, 상기 브레이크 드럼(15b)의 안쪽에 위치되고 압축 공기에 의해 가압되어 브레이크 드럼(15b)에 밀착되는 브레이크 슈(15a)로 구성되어 있다.The
상기와 같이 구성된 종래의 공기 브레이크는 바퀴의 브레이크 슈를 압축 공기의 압력을 이용하여 브레이크 드럼에 밀어붙여서 제동하도록 되어 있다.The conventional air brake configured as described above is adapted to brake the brake shoe of the wheel by pushing it to the brake drum using the pressure of compressed air.
공기 압축기(11)는 엔진의 의해 구동되어 공기를 압축하여 공기 탱크(12)에 저장한다. 공기 탱크(12)의 압축 공기는 공기 통로(16)를 통해 브레이크 챔버(14)로 공급되는데, 상기 브레이크 밸브(13)가 공기 통로(16)를 개폐시키게 된다.The
운전자가 차량을 감속 또는 정지시키기 위하여 브레이크 페달(10)을 밟으면 상기 브레이크 밸브(13)가 작동되어 공기 통로(16)를 개방하게 된다. 브레이크 밸브(13)에 의해 공기 통로(16)가 개방되면 공기 탱크(12)의 압축 공기가 브레이크 챔버(14)로 공급되고, 브레이크 챔버(14)로 공급된 압축 공기는 브레이크 본체(15)의 브레이크 슈(15a)를 브레이크 드럼(15b)에 밀어붙이는 역할을 하게 된다. 따라서, 브레이크 슈(15a)와 브레이크 드럼(15b) 사이에서 마찰이 발생되고, 그 마찰력으로 인해 제동력이 발생한다.When the driver presses the
그런데, 차량이 경사로를 주행하는 도중에 제동하는 경우 필요한 제동력의 크기가 달라진다. 즉, 공기 브레이크가 주로 사용되는 대형 차량이 경사로를 주행하는 경우 차량의 자중에 의해 더 큰 제동력을 필요로 하거나, 약간의 제동력만을 필요로 하는 등 제동력의 변화를 요구한다.However, when the vehicle brakes on the slope, the amount of braking force required varies. That is, when a large vehicle mainly using air brakes travels on a slope, a change in braking force is required, such as requiring a larger braking force or only a slight braking force by the weight of the vehicle.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 공기 브레이크는 브레이크 밸브를 이용하여 압축 공기의 이동을 허용 또는 차단할 수만 있을 뿐 동일한 브레이크 페달 답력으로는 제동력을 변화시킬 수 없으므로 차량이 요구하는 제동력의 변화에 대응할 수 없는 문제점이 있다.However, the conventional air brake configured as described above can only allow or block the movement of the compressed air by using the brake valve, and thus the braking force cannot be changed by the same brake pedal effort, and thus cannot respond to the change in the braking force required by the vehicle. There is a problem.
즉, 종래의 공기 브레이크는 제동력에 변화를 주기 위해서는 단지 브레이크 페달의 답력을 변화시킬 수밖에 없는데, 운전자가 차량이 요구하는 정도의 제동력에 따라 정확한 힘으로 브레이크 페달을 밟는 것은 거의 불가능하다. 따라서, 내리막 경사로를 주행하는 도중 제동할 때 충분한 제동력을 얻지 못하여 사고가 발생될 수 있는 위험이 있다.That is, in order to change the braking force of the conventional air brake, only the pedal force of the brake pedal can be changed, but it is almost impossible for the driver to step on the brake pedal with the correct force according to the braking force required by the vehicle. Therefore, there is a risk that an accident may occur because a sufficient braking force may not be obtained when braking while driving downhill slopes.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량이 주행하고 있는 도로의 경사각을 감지하여 경사각에 따라 제동력을 가감함으로써 내리막 경사로 주행시 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 공기 브레이크를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, by detecting the inclination angle of the road on which the vehicle is running to reduce the braking force according to the inclination angle to prevent accidents that can occur during the downhill run in advance The purpose is to provide an air brake.
도 1은 종래의 공기 브레이크의 구조가 개략적으로 도시된 구성도이고,1 is a configuration diagram schematically showing a structure of a conventional air brake,
도 2는 본 발명에 의한 공기 브레이크의 구조가 개략적으로 도시된 구성도이며,2 is a configuration diagram schematically showing the structure of an air brake according to the present invention;
도 3은 본 발명의 요부 구성인 경사각 감지 기구가 도시된 상세도이고,3 is a detailed view showing the inclination angle detection mechanism that is the main configuration of the present invention,
도 4는 본 발명의 요부 구성인 공기량 조절부가 도시된 상세도이다.Figure 4 is a detailed view showing the air amount adjusting unit which is a main component of the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
50 : 브레이크 페달 51 : 공기 압축기50: brake pedal 51: air compressor
52 : 공기 탱크 53 : 브레이크 밸브52: air tank 53: brake valve
54 : 브레이크 챔버 55 : 브레이크 본체54
60 : 경사각 감지 기구 61 : 증폭기60: tilt angle detection mechanism 61: amplifier
62 : 중심추 65 : 로터리 센서62: center weight 65: rotary sensor
70 : 공기량 조절부 71 : 스로틀 밸브70: air amount adjusting portion 71: throttle valve
72 : 액추에이터72: actuator
본 발명은 압축 공기를 발생하는 공기 압축기와, 공기 압축기에서 발생된 압축 공기가 일시 저장되는 공기 탱크와, 공기 탱크로부터 공급되는 압축 공기를 이용하여 브레이크 본체를 작동시키는 브레이크 챔버와, 브레이크 페달의 하측에 위치되어 압축 공기가 브레이크 챔버로 이동되는 것을 개폐하는 브레이크 밸브와, 차량의 경사도를 감지하는 경사각 감지 기구와, 상기 경사각 감지 기구의 신호에 따라 브레이크 챔버로 이동되는 공기량을 제어하는 공기량 조절부로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention provides an air compressor for generating compressed air, an air tank for temporarily storing compressed air generated in the air compressor, a brake chamber for operating the brake body using compressed air supplied from the air tank, and a lower side of the brake pedal. A brake valve positioned at and positioned to open and close the compressed air to be moved to the brake chamber, an inclination angle detection mechanism for detecting the inclination of the vehicle, and an air amount adjusting unit for controlling the amount of air moved to the brake chamber according to the signal of the inclination angle detection mechanism It is characterized by.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 공기 브레이크는 도 2에 도시된 바와 같이 압축 공기를 발생하는 공기 압축기(51)와, 공기 압축기(51)에서 발생된 압축 공기가 일시 저장되는 공기 탱크(52)와, 공기 탱크(52)로부터 공급되는 압축 공기를 이용하여 브레이크 본체(55)를 작동시키는 브레이크 챔버(54)와, 브레이크 페달(50)의 하측에 위치되어 압축 공기가 브레이크 챔버(54)로 이동되는 것을 개폐하는 브레이크 밸브(53)와, 차량의 경사도를 감지하는 경사각 감지 기구(60)와, 상기 경사각 감지 기구(60)의 신호에 따라 브레이크 챔버(54)로 이동되는 공기량을 제어하는 공기량 조절부(70)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the air brake of the present invention includes an
상기 경사각 감지 기구(60)는 도 3에 도시된 바와 같이 일정 이상의 중량을 가진 중심추(62)와, 상기 중심추(62)와 일체로 형성된 구동 기어(63)와, 상기 구동 기어(63)에 맞물려 회전되는 종동 기어(64)와, 상기 종동 기어(64)에 설치되어 그 회전각을 감지하는 로터리 센서(65)와, 상기 로터리 센서(65)의 신호를 증폭시키는 증폭기(61)로 구성된다. 상기 공기량 조절부(70)는 도 4에 도시된 바와 같이 브레이크 페달(50)과 브레이크 챔버(54) 사이의 공기 통로(56)에 설치되어 공기량을 제어하는 스로틀 밸브(71)와, 상기 로터리 센서(65)의 신호에 따라 스로틀 밸브(71)를 회전시키는 액추에이터(72)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the inclination
여기서, 상기 스로틀 밸브(71)는 평지 주행시 일정한 제동력이 발생될 수 있도록 기준 각도만큼 회전되어 공기 통로(56)를 일정 정도 개방시키도록 한다.Here, the
상기와 같이 구성된 본 발명의 공기 브레이크는 동일한 힘으로 브레이크 페달을 밟을 경우라도 도로의 경사각에 따라 다른 크기의 제동력을 발생하게 된다.The air brake of the present invention configured as described above generates a braking force having a different magnitude depending on the inclination angle of the road even when the brake pedal is pressed with the same force.
경사로를 주행하는 도중 운전자가 브레이크 페달(50)을 밟으면 브레이크 밸브(53)가 열려 공기 탱크(52)의 압축 공기가 브레이크 챔버(54)로 공급되고, 브레이크 챔버(54)에 공급된 압축 공기에 의해 브레이크 본체(55)의 브레이크 슈(55a)가 브레이크 드럼(55b)에 밀착되어 제동력을 발생하게 된다.When the driver presses the
이때, 상기 경사각 감지 기구(60)가 도로의 경사각을 감지하여 공기량 조절부(70)로 신호를 보내면 공기량 조절부(70)는 브레이크 챔버(54)로 공급되는 압축 공기의 양을 가감시키게 된다. 즉, 차량이 경사로를 주행하게 되면 중심추(62)는 항상 연직 하방을 가리키고 있으므로 상기 구동 기어(63)가 회전하게 된다. 구동 기어(63)가 회전하면 그와 맞물린 종동 기어(64)가 회전하게 되므로 로터리 센서(65)는 회전 신호를 발생하게 된다. 로터리 센서(65)에서 발생된 신호는 증폭기(61)에 의해 증폭되어 공기량 조절(70)부의 액추에이터(72)에 전달된다.At this time, when the inclination
액추에이터(72)는 증폭기(61)로부터 전달된 신호에 따라 상기 스로틀 밸브(71)를 회전시켜 공기 통로(56)를 지나는 공기의 양을 가감하게 된다. 즉, 오르막 경사로를 주행하는 경우에는 기준 각도에 비해 작은 각도가 되도록 스로틀 밸브(71)가 회전되어 공기 통로(56)를 지나는 압축 공기의 양을 줄이고, 내리막 경사로를 주행하는 경우에는 기준 각도에 비해 큰 각도가 되도록 스로틀 밸브(71)가 회전되어 공기 통로(56)를 지나는 압축 공기의 양이 증가되도록 한다.The
따라서, 본 발명의 공기 브레이크에서는 차량이 주행하는 도로의 경사각에 따라 브레이크 챔버(54)로 공급되는 압축 공기의 양이 자동적으로 조절되므로 운전자의 의지에 따라 충분한 제동력이 발생되도록 한다.Therefore, in the air brake of the present invention, the amount of compressed air supplied to the
이와 같이, 본 발명의 공기 브레이크는 차량이 주행하는 도로의 경사각에 따라 필요한 양의 압축 공기가 공급되어 적정한 제동력이 발생되므로 내리막 경사로 주행시 제동력 부족으로 인한 사고를 방지할 수 있는 이점이 있다.As such, the air brake of the present invention has an advantage of preventing an accident due to lack of braking force when driving downhill slopes because a proper amount of compressed air is supplied according to the inclination angle of the road on which the vehicle is driven to generate an appropriate braking force.
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