KR100338687B1

KR100338687B1 - 안티록 브레이크시스템용 기계식 자동 유압제어장치

Info

Publication number: KR100338687B1
Application number: KR1020000011021A
Authority: KR
Inventors: 지동익
Original assignee: 지동익
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2002-05-30
Also published as: KR20010029581A

Abstract

본 발명은 브레이크 작동시 브레이크 페달이나 레버의 동작으로 브레이크 시스템의 응답이 시작되어 차량 또는 기계의 동작을 정지 또는 감속시킬 때 차량의 경우는 휠이 로크(Lock)되는 유압의 최소치 미만을 휠 실린더 또는 캘리퍼 방향으로 통과시키고 로크되는 압력이상은 자동적으로 차단시키며 또한 기계류에서는 급작스런 정지로 인한 파손, 또는 변형을 막아주는 안티록 브레이크시스템용 기계식 자동유압제어장치에 관한 것이다.

전방에 주입유로(15)를, 일측방에는 제 2유출로(18)를 가지며 내부에는 원통형 챔버(11)가 긴밀히 삽입되고 원통형 챔버(11)내부에는 원주형 피스톤(12)이 유동되게 삽입되는 제 1본체(10), 챔버(11)를 고정시키는 스토퍼(23)를 사이에 두고 제 1본체와 나사결합되며 내부에 스프링(22)과 조정볼트(21)가 순차적으로 조합되는 제 2본체(20)로 구성됨을 특징으로 하며, 챔버(11)의 전방내부에는 전방을 향하여 확개되는 확대공간부(16)와 확대공간부의 후단에 챔버(11)의 일측면을 관통하는 제 1유출로(17)가 형성되고 확대공간부(16)에 위치하는 피스톤(12)의 둘레에 제 1유출로(17)의 입구를 폐쇄하는 링패킹(14)이 결합된 구성으로 이루어진다.

차량 또는 기계류의 제동시 바퀴의 극소화된 회전으로, 슬립이 최소화되므로 제동거리가 크게 단축되고 브레이크페달 또는 브레이크레버의 진동이 전혀 없으며 편하중으로 인한 차체의 회전을 최소화 할 수 있다.

Description

안티록 브레이크시스템용 기계식 자동 유압제어장치 {Mechanical Oil Pressure Control Apparatus for Anti-lock Brake System}

본 발명은 자동차 안티록 브레이크시스템용 기계식 자동 유압제어장치에 관한 것이다. 자동차 사고의 주된 원인은 과속과 비효율적인 제동력에서 발생한다. 통상의 주행 시에도 제동거리가 길어지면 사고의 위험이 증대되며 특히 눈길이나 빗길에서는 제동시 자동차의 편중심에 의하여 차체가 회전하여 조향기능이 마비되어 대형사고를 유발한다.

종래에 널리 사용되고 있는 안티브레이크시스템(anti-brake system; 이하 ABS라 함)은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 제동시 브레이크의 작동과 해지를 무수히 반복함으로써 차체의 편중심에 의한 회전을 감소시키고 아울러 제동거리를 단축시키고 있다. 그러나 기존의 ABS는 편중심에서 의한 차체의 회전을 감소시키고 제동거리를 단축시키는데는 만족할 만한 수준에 이르고 있지 못하며 브레이크의 작동과 해지가 반복되는 과정에서 브레이크 페달의 진동이 크게 수반되어 운전자를 당황하게 한다. 특히 이륜차의 경우에는 그 특성상 작동될 때 아주 짧은 순간의 슬립으로도 중심을 잃고 전복되므로 안티록 브레이크시스템으로서의 성능을 보이지 못하고 있다.

본 발명은 효과적인 제동이 바퀴의 미끄럼 마찰보다 브레이크의 록크포인트(Lock Point)에 근접한 구름마찰에 의하여 미끄럼이 없는 상태 즉, 슬립률 = 0 를 유지하면서 제동할 때 극대화된다는 원리에 근거를 두고 운전자가 브레이크 페달을 밟거나 레버를 당겼을 때 차체의 중량 및 평균주행속도 등을 고려하여 산출될 수 있는 록크포인트에 근접한 브레이크의 유압을 효과적으로 유지하는데 기술적 과제를 두고 있다. 이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 ABS용 기계식 자동 유압제어장치에 의하여 평시에는 조향성 확보와 함께 제동거리를 극소화하고, 빠른 유압의 응답으로 성능이 향상되어 눈길이나 빗길에서 차체의 편중심에 의한 차체의 조향 불능 상태를 방지하며, 제동시 브레이크페달의 진동함이 전혀 없이 안정된 제동을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일부절개 사시도

도 2는 본 발명의 요부단면도

도 3(a)는 브레이크 작동 초기 유압 상태의 요부단면도

도 3(b)는 브레이크 작동 최대 유압 상태의 요부단면도

도 4는 브레이크에 있어서 유압과 제동시간의 관계를 나타낸 도표

< 도면의 주요부호에 대한 부호의 설명 >

10: 제1본체 11: 챔버 11s´,11s˝: 계단면

12: 피스톤 13 : 챔버의 링패킹

14a,14b,14c : 피스톤의 제1,제2,제3 링패킹

15: 주입유로 16: 확대공간부

17: 제1유출로 18: 제2유출로 20: 제2본체

21: 조절볼트 22: 스프링 23: 스토퍼

24: 와셔 30: 주입유압관 R: 오링(O-Ring)

본 발명은 마스터실린더와 휠실린더의 중간에 장착되며 마스터실린더에서 발생한 유압을 급제동시 스키드가 발생하기 직전 상태에 필요한 적정유압까지 제어해 주는 구성이다.

본 발명의 구성을 도면과 함께 상세히 설명한다.

[도 1]과 [도 2]에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 제 1본체(10)의 후단에 제 2본체 (20)가 나사결합되어 있고 일측이 막히고 타측은 개방된 내측 원통형 공간이 형성되어 막힌 단부측으로 주입유로(15)가 형성되어 주입유압관(30)과 연통하게 하고 측면에 제 2유출로(18)를 형성하여 외부에 연통하게 하며 내부에는 원통형 챔버(11)가 복수개의 오링(O-ring,R)에 의하여 긴밀히 삽입되고 원통형챔버(11)내부에는 원주형 피스톤(12)이 유동되게 삽입되고 제 2본체의 내부에는 조절볼트(21)와 스프링(22)이 내장되어 있다.

제 1본체(10)내부에는 챔버(11)가 삽입되고 챔버(11)의 내부에는 다시 피스톤 (12)이 끼워 결합되어 있다.챔버(11)의 외측 외주면 둘레에 소정의 간격으로 수개의 링상의 요홈이 형성되고, 이들 요홈에 수개의 오링(R)이 끼워결합되어 본체(10)와 챔버(11)가 밀조립 되게한다. 그리고 챔버(11)의 내측은 대략 원기둥상의 공간을 형성하는데, 챔버(11)의 내부 전방에는 전방을 향하여 점차 계단상으로 확대되는 확대공간부(16)가 형성된다, 상기 확대공간부(16)가 형성되는 챔버(11)의 내측 내주면은 높이가 다른 두 개의 계단면(11S´,11S˝)이 형성된다. 확대공간부(16)가 형성된 공간측에 있는 챔버(11)의 계단면(11S˝) 안쪽으로 챔버(11)를 관통하여 제 1유출로(17)가 형성되어 이와 대응하는 제 1본체(10)의 제 2유출로(18)와 연통되어 있다. 피스톤(12)둘레에도 수개의 링패킹(14a,14b,14c)이 결합되어 있다.

챔버(11)의 후단에는 도너츠형 스토퍼(23)가 개재되고 제 2본체(20)의 나사결합에 의하여 스토퍼(23)에 지지됨으로써 챔버(11)는 제 1본체(10)의 내부에 고정된다. 피스톤(12)의 후단에는 와셔(24)가 끼워지고 와셔(24)의 후단에는 스프링 (22)이 지지하며 스프링(22)의 후단은 조절볼트(21)로 스프링의 압축력을 제어, 유지한다.

본 발명의 기계식 유압 제어장치에 있어서 브레이크를 작동하지 않는 상태는 도3(a)에 나타나 있다. 브레이크를 밟거나 레버를 당기면 주입유압관(30)을 거쳐주입유로(15)를 통과한 유압유는 피스톤(12)을 후진시키는데, 피스톤(12)이 후진되는 동안 유압유는 제1 링패킹(14a)와 제2 링패킹(14b) 사이에 위치하는 확대공간부(16)를 거쳐 제 1유출로(17)를 통과하여, 제 2유출로(18)를 거쳐 휠실린더로 이동한다. 브레이크를 더 밟거나 레버를 더 당기게 되면 주입유로(15)와 확대공간부(16)의 유압이 증가하면서 피스톤(12)는 더욱 후진하고 유압이 록크포인트에 근접하면 조절 볼트의 조절로 입력된 스프링의 압축력의 값에 의해 마침내 도3(b)에서와 같이 피스톤(12)의 제1 링팩킹(14a)이 쳄버(11)의 안쪽 계단면(11s˝)에 밀착하여 유압유의 흐름을 차단하기에, 제 1유출로(17)의 입구가 폐쇄하게 된다. 이러한 상태에서는 브레이크페달을 더 깊이 밟거나 레버를 더 세게 당겨도 휠실린더에 가해지는 유압유의 유입이 없어 유압은 더 이상 증가되지 아니한다.

한편, 피스톤(12)의 후방에서 피스톤(12)을 탄력적으로 밀어주는 스프링(22)은 조절볼트(21)를 조이거나 풀어줌으로써 탄발력이 조정된다. 스프링(22)의 탄발력은 차체의 평균주행속도와 차체의 중량을 고려하여 조절되며 적정탄발력은 곧 브레이크의 록크포인트에 근접한 유압과 일치한다.

본 발명은 일반 브레이크 시스템이나 ABS 브레이크 시스템과 달리 브레이크페달을 밟거나 레버를 당기면 유압이 증가하되 록크포인트에 근접한 상태에서 유압의 증가가 정지되며 이러한 상태에서 바퀴가 거의 슬립되지 아니하고 적정속도로 회전하므로 제동시 차체의 편하중에 의하여 차체가 회전하거나 슬립에 의한 스키드상태가 극소화 된다.

도 4는 일반 브레이크 시스템(A)과 ABS 브레이크 시스템(B) 그리고 본 발명의 브레이크 시스템(C)이 가지는 유압과 제동시간의 관계를 도표로 나타낸 것이다.

일반 브레이크 시스템은 제동시 초과유압이 발생하고 바퀴가 정지되어 슬립이 지속적으로 발생하며 ABS 브레이크 시스템은 초과유압이 발생할때에는 슬립이 발생하고 유압이 순간적으로 낮아질때에는 바퀴가 회전하므로 제동거리는 얼마간 단축되고 차체의 회전은 다소 완화할 수 가 있다. 그러나 본 발명의 브레이크 시스템은 바퀴가 최소한으로 회전하므로 슬립상태에 비하여 제동효과가 크게 상승할 뿐만 아니라 편하중에 의한 차체의 회전도 극소화 될 수 있다.

본 발명은 브레이크 페달을 밟거나 레버를 당겼을 때 바퀴가 제어된 브레이크 압력으로 인하여 최적의 조건으로 감속하며 종래의 ABS와 달리 브레이크 페달이나 레버에 진동이 없으므로 운전자를 당황하게 하지 않는 안정성이 있으며 브레이크페달 또는 레버에 가하는 힘이 크게 줄어드는 장점이 있다.

본 발명의 ABS용 기계식 자동유압제어장치를 이용하여 건조한 아스팔트 도로에서 이륜차로 실험한 결과 시속 70 내지 120㎞의 속도에서 급제동시 제동거리가 일반 브레이크 시스템에 비하여 15-40%까지 단축되며 조향성을 확실히 유지할 수 있고 브레이크 페달이나 레버에 가하는 힘이 줄어들었음을 알 수 있었다.

Claims

일측이 막히고 타측은 개방된 내측 원통형 공간이 형성되어 막힌 단부측으로 주입유로(15)가 형성되어 주입유압관(30)과 연통하게 하고 측면에 제 2유출로(18)를 형성하여 외부에 연통하게 하며 내부에는 원통형 챔버(11)가 긴밀히 삽입되고 원통형 챔버(11)내부에는 원주형 피스톤(12)이 유동되게 삽입되고 제1몸체(10)와; 챔버(11)를 고정시키는 스토퍼(23)를 사이에 두고 제 1본체(10)와 나사결합되며 내부에 스프링(22)과 조정볼트(21)가 순차적으로 조합되는 제2몸체(20)로 구성됨을 특징으로 하는 자동차 및 기계장치의 안티록 브레이크 시스템용 기계식 자동 유압제어장치.
제 1항에 있어서, 챔버(11)의 전방내측 공간에는 전방을 향하여 확대되는 확대공간부(16)가 형성되고, 확대공간부(16)가 형성되는 챔버(11)의 내주면에는 높이가 다른 두 개의 계단면(11s´,11s˝)이 형성되되며, 확대공간부의 후단에 챔버(11)의 일측면을 관통하는 제 1유출로(17)가 형성된 자동차 및 기계장치의 안티록 브레이크 시스템용 기계식 자동 유압제어장치.
제 2항에 있어서, 확대공간부(16)에 위치하는 피스톤(12)의 둘레에는 수개의 링패킹(14a,14b,14c)이 형성되는데, 작동시 제1링패킹(14a)은 챔버(11)의 계단면(11s˝)에 밀착하여 유압유의 흐름을 차단하여 유압유가 제1유출로(17)로의유입됨을 차단하는 자동차 및 기계장치의 안티록 브레이크 시스템용 기계식 자동 유압제어장치.