KR100387844B1

KR100387844B1 - 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치

Info

Publication number: KR100387844B1
Application number: KR10-2000-0084393A
Authority: KR
Inventors: 김정헌
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR20020055040A

Abstract

본 발명에 의한 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치는, 자동차의 타이어를 지지함은 물론 타이어에 적정 압력의 공기압을 유지시키는 타이어 휠과, 상기 타이어 휠과 함께 구동되도록 결합된 브레이크 디스크와, 상기 브레이크 디스크의 양쪽의 바깥쪽에 가까운 부분에 유압 피스톤으로 브레이크 패드를 밀어 붙여 그의 마찰력에 의해 제동시키는 캘리퍼가 구비된 자동차에 있어서, 상기 브레이크 디스크의 내부에 형성된 마찰열 수용 공간과, 상기 마찰열 수용 공간내에 마찰열에 따라 좌우 이동하면서 수용 공간 내의 공기를 상기 타이어 휠과 연결된 통로로 방출하는 피스톤과, 상기 타이어 휠내에 형성된 통로와 연결되어 상기 타이어와 인접한 상기 타이어 휠의 내측에 형성된 타이어 공기압 저감수단과, 상기 타이어 공기압 저감 수단의 일측에 타이어의 공기압을 저장하는 보조 공기 저장 공간으로 이루어진 것을 특징으로 하므로, 본 발명은 자동차의 운행중 급제동시 브레이크 디스크의 마찰열을 이용하여 그 제동 거리를 감소시키기 위하여 타이어의 공기압을 일시적으로 저감시켜 안전 사고의 원인을 제거할 수 있다.

Description

자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치{a reducing apparatus of sudden braking distance for automobile}

본 발명은 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치에 관한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 디스크 브레이크는 드럼 대신에 바퀴와 함께 회전하는 강주철제 원판 즉, 디스크(1)를 장치하여 그 양쪽의 바깥쪽에 가까운 부분에 유압 피스톤(2)으로 작용하는 브레이크 패드(3)를 밀어 붙여 그의 마찰력에 의해 제동하는 것이다. 캘리퍼(도시안됨)) 내의 실린더(4)에 유압을 거는 상기 유압 피스톤(2)은 상기 브레이크 패드(3)를 도1의 화살표 방향으로 이동시켜 양쪽에서 상기 디스크(1)를 압착시킨다.

또한 실린더(4)내의 유압을 없애면, 유압피스톤(2)은 피스톤 시일의 탄성 변형에 의해 생기는 힘, 즉, 원형으로 되돌아가려는 힘으로 유압 피스톤(2)을 원래의 위치로 되돌아가게 한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 자동차의 디스크 브레이크에 있어서, 상기 브레이크 패드(3)가 잦은 사용으로 마모가 일어나면, 자동차의 제동시 그 제동거리가 길어져 사고를 유발하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 자동차의 급제동시 브레이킹과 함께 자동차의 제동거리를 저감시키도록 한 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치는, 자동차의 타이어를 지지함은 물론 타이어에 적정 압력의 공기압을 유지시키는 타이어 휠과, 상기 타이어 휠과 함께 구동되도록 결합된 브레이크 디스크와, 상기 브레이크 디스크의 양쪽의 바깥쪽에 가까운 부분에 유압 피스톤으로 작용하는 브레이크 패드를 밀어 붙여 그의 마찰력에 의해 제동시키는 캘리퍼를 구비한 자동차에 있어서, 상기 브레이크 디스크의 내부에 형성된 마찰열 수용 공간과, 상기 마찰열 수용 공간 내에 마찰열에 따라 좌우 이동하면서 수용 공간 내의 공기를 상기 타이어 휠과 연결된 통로로 방출하는 피스톤과, 상기 타이어 휠 내에 형성된 통로와 연결되어 상기 타이어와 인접한 상기 타이어 휠의 내측에 형성된 타이어 공기압 저감수단과, 상기 타이어 공기압 저감 수단의 일측에 타이어의 공기압을 저장하는 보조 공기 저장 공간으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 타이어 공기압 저감수단은, 상기 타이어의 내주면과 접하는 상기 타이어휠 내에 삽입되어 급제동시 상기 브레이크 디스크의 마찰열에 의해 상기 통로로 이동하는 공기압과 복원스프링에 의해 실린더 내에서 좌우로 이동하면서 상기 타이어의 공기압이 상기 보조 공기 저장 공간으로 유입 및 차단되도록 하는 공기압 피스톤과, 급제동시 상기 브레이크 디스크의 마찰열에 의해 발생되는 상기 통로에서의 공기에 의해 상기 공기압 피스톤을 이동시켜 상기 타이어의 공기압 및 상기 피스톤으로부터 압축된 공기를 상기 보조 공기 저장 공간으로 유입시키는 유입 수단과, 상기 브레이크 디스크의 마찰열이 감소될 때, 압축되어 있던 복원 스프링이 탄발되면서 상기 보조 공기 저장 공간의 공기를 외부로 유출시키는 유출 수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도1은 일반적인 디스크 브레이크의 개략적인 작동상태도,

도2는 본 발명의 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치를 도시한 사시도,

도3은 도2의 A부의 상세 단면도,

도4는 본 발명의 공기압 피스톤의 사시도,

도5는 도2의 A부의 타이어 공기압이 저감되는 상태를 도시한 상세 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 타이어 20 : 타이어 휠

30 : 브레이크 디스크 31 : 수용 공간

32 : 통로 33 : 피스톤

40 : 타이어 공기압 저감수단 41 : 복원 스프링

42 : 실린더 43 : 공기압 피스톤

43a : 슬롯홀 51, 52 : 공기압 유입홀, 유출홀

53 : 압축공기 유입홀 61, 62 : 제1, 제2 유출홀

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도2 내지 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치는, 자동차의 타이어(10)를 지지함은 물론 타이어(10)에 적정 압력의 공기압을 유지시키는 타이어 휠(20)과, 상기 타이어 휠(20)과 함께 구동되도록 결합된 브레이크 디스크(30)와, 상기 브레이크 디스크(30)의 양쪽의 바깥쪽에 가까운 부분에 유압 피스톤(2)으로 브레이크 패드(3)를 밀어 붙여 그의 마찰력에 의해 제동시키는 캘리퍼(5)가 구비된 자동차에 있어서, 상기 브레이크 디스크(30)의 내부에 형성된 마찰열 수용 공간(31)과, 상기 마찰열 수용 공간(31)내에 마찰열에 따라 좌우 이동하면서 수용 공간(31) 내의 공기를 상기 타이어 휠(20)과 연결된 통로(32)로 방출하는 피스톤(33)과, 상기 타이어 휠(20)내에 형성된 통로(32)와 연결되어 상기 타이어(10)와 인접한 상기 타이어 휠(20)의 내측에 형성된 타이어 공기압 저감수단(40)과, 상기 타이어 공기압 저감 수단(40)의 일측에 타이어(10)의 공기압 및 상기 피스톤(33)으로부터 압축된 공기를 저장하는 보조 공기 저장 공간(50)으로 이루어져 있다.

상기 타이어 공기압 저감수단(40)은, 도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 상기 타이어(10)의 내주면과 접하는 상기 타이어 휠(20) 내에 삽입되어 급제동시 상기 브레이크 디스크(30)의 마찰열에 의해 상기 통로(32)로 이동하는 공기압과 복원스프링(41)에 의해 실린더(42) 내에서 좌우로 이동하면서 상기 타이어(10)의 공기압이 상기 보조 공기 저장 공간(50)으로 유입 및 차단되도록 하는 공기압 피스톤(43)과, 급제동시 상기 브레이크 디스크(30)의 마찰열에 의해 발생되는 상기 통로(32)에서의 공기에 의해 상기 공기압 피스톤(43)을 이동시켜 상기 타이어(10)의 공기압 및 상기 피스톤(33)으로부터 압축된 공기를 상기 보조 공기 저장 공간(50)으로 유입시키는 유입 수단과, 브레이킹이 해제되어 상기 브레이크 디스크(30)의 마찰열이 감소될 때, 압축되어 있던 복원 스프링(41)이 탄발되면서 상기 보조 공기 저장 공간(50)의 공기를 외부로 유출시키는 유출 수단으로 이루어져 있다.

상기 유입수단은 상기 보조 공기 저장 공간(50)의 상부면에 형성되어 상기 타이어(10)의 공기압이 유입되는 공기압 유입홀(51)과, 상기 유입홀(51)과 상기 공기압 피스톤(43)의 슬롯홀(43a)과 연통될 때, 동시에 연통되도록 상기 타이어휠(20)에 형성된 공기압 유출홀(52)과, 상기 피스톤(33)으로부터 압축된 공기를 상기 보조 공기 저장 공간(50)으로 유입하는 압축공기 유입홀(53)로 이루어져 있다.

상기 유출수단은 상기 실린더(42) 내의 복원 스프링(41)의 종 방향에 외부로 통하는 제1 유출홀(61)과, 상기 보조 공기 저장 공간(50)으로 타이어(10)의 공기압이 유입될 때에는 상기 공기압 피스톤(43)에 의해 폐쇄되고, 상기 브레이크 디스크(30)의 마찰열이 감소되어 압축 상태인 복원 스프링(41)이 탄발되면서 상기 공기압 피스톤(43)이 상기 통로(32)를 향해 이동하여 상기 유입수단의 공기압 유입홀(51)이 폐쇄되면, 개방되는 제2 유출홀(62)로 이루어져 있다.

상기와 같이 구성된 자동차의 디스크 브레이크의 제동 거리 저감장치의 작용 및 효과를 설명하면, 먼저, 자동차가 갑작스런 사고에 대처하기 위하여 브레이크 페달을 밟아 급제동하게 되면, 캘리퍼(5) 내의 휠실린더(2)에 유압이 작동하여 브레이크패드(3)가 상기 브레이크 디스크(30)의 양면에 접촉, 마찰하면서 자동차를 제동하게 된다. 이와 같이 제동시에 패드(3)와 브레이크 디스크(30)의 접촉면에서 마찰열이 발생하게 되고, 이 마찰열이 브레이크 디스크(30)내에 형성된 수용공간(31) 내의 공기 압력을 높여주게 되고, 이 공기압은 수용공간(31) 내의 피스톤(33)을 통로(32)측으로 이동시키고, 이 피스톤(33)은 수용 공간(31) 내의 공기압을 통로(32)를 따라 이동시킨다. 상기 통로(32)를 따라 이동한 공기압은 상기 타이어(10)의 내주면과 인접한 부분인 타이어 휠(20) 내의 공기압 피스톤(43)을 밀어 좌측으로 이동시키고, 복원스프링(41)은 최대한 압축된다. 이러한 상태에서, 상기 타이어(10)의 공기가 유출되는 공기압 유출홀(52), 상기 공기압 피스톤(43)의 슬롯홀(43a), 그리고 상기 공기압 유입홀(51)이 모두 연통되는 시점에서 상기 타이어(10)의 공기압이 상기 보조 공기 저장 공간(50)으로 순식간에 유입되어 타이어(10)의 공기압이 일시적으로 줄어들어 노면과의 접지면적이 증대되어 제동 거리가 급격히 감소된다.

이와 같이 급제동을 하고 난 후 상기에서 설명한 바와 같이, 타이어의 공기압이 보조 공기 저장 공간(50)으로 유입된 공기는 타이어의 공기압보다 높은 공기압을 유지하게 되는 바, 이는 타이어에서 빠진 공기와 압축공기가 합쳐지기 때문이다. 여기서 압축공기가 빠지면 공기압 피스톤(43)이 뒤로 밀리지만, 디스크 내의 피스톤(33)은 계속 압축하고 있으므로, 공기압 피스톤(43)이 적당히 움직임을 유지한다. 즉, 복원스프링(41)과 공기압이 같아질 때까지 압축공기는 상기 압축공기 유입홀(53)을 통하여 보조 공기 저장 공간(50)으로 유입된다.

그리고, 반대로, 급 제동이 해제되면, 브레이크 디스크(30)의 마찰열이 감소되어 디스크(30)의 수용공간(31) 내의 압력이 하강하므로, 그 피스톤(33)이 좌측으로 이동하면서 먼저 상기 보조 공기 저장공간(50)의 공기를 다시 타이어로 넣어 준다. 여기서 적당량의 공기가 타이어로 유입된다. 그리고, 상기 실린더(42) 내의 공기압 피스톤(43)이 우측으로 이동하면서 동시에 복원스프링(41)이 탄발된다. 이 공기압 피스톤(43)은 상기 공기압 유입홀(51)과 유출홀(52)을 동시에 폐쇄하고, 제2유출홀(62)을 개방하여 상기 제1유출홀과 연통되도록 하고, 이 제1 및 제2 유출홀(51, 52)을 통하여 공기가 유출된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치에 의하면, 자동차의 운행중 급제동시 브레이크 디스크의 마찰열을 이용하여 그 제동 거리를 감소시키기 위하여 타이어의 공기압을 일시적으로 저감시켜 안전 사고의 원인을 제거할 수 있다.

Claims

자동차의 타이어를 지지함은 물론 타이어에 적정 압력의 공기압을 유지시키는 타이어 휠과, 상기 타이어 휠과 함께 구동되도록 결합된 브레이크 디스크와, 상기 브레이크 디스크의 양쪽의 바깥쪽에 가까운 부분에 유압 피스톤으로 브레이크 패드를 밀어 붙여 그의 마찰력에 의해 제동시키는 캘리퍼가 구비된 자동차에 있어서,

상기 브레이크 디스크의 내부에 형성된 마찰열 수용 공간과, 상기 마찰열 수용 공간내에 마찰열에 따라 좌우 이동하면서 수용 공간 내의 공기를 상기 타이어 휠과 연결된 통로로 방출하는 피스톤과, 상기 타이어 휠내에 형성된 통로와 연결되어 상기 타이어와 인접한 상기 타이어 휠의 내측에 형성된 타이어 공기압 저감수단과, 상기 타이어 공기압 저감 수단의 일측에 타이어의 공기압을 저장하는 보조 공기 저장 공간으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치.
제1항에 있어서, 상기 타이어 공기압 저감수단은, 상기 타이어의 내주면과 접하는 상기 타이어 휠 내에 삽입되어 급제동시 상기 브레이크 디스크의 마찰열에 의해 상기 통로로 이동하는 공기압과 복원스프링에 의해 실린더 내에서 좌우로 이동하면서 상기 타이어의 공기압이 상기 보조 공기 저장 공간으로 유입 및 차단되도록 하는 공기압 피스톤과, 급제동시 상기 브레이크 디스크의 마찰열에 의해 발생되는 상기 통로에서의 공기에 의해 상기 공기압 피스톤을 이동시켜 상기 타이어의 공기압 및 상기 피스톤으로부터 압축된 공기를 상기 보조 공기 저장 공간으로 유입시키는 유입 수단과, 브레이킹이 해제되어 상기 브레이크 디스크의 마찰열이 감소될 때, 압축되어 있던 복원 스프링이 탄발되면서 상기 보조 공기 저장 공간의 공기를 외부로 유출시키는 유출 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치.
제2항에 있어서, 상기 유입수단은 상기 보조 공기 저장 공간의 상부면에 형성되어 상기 타이어의 공기압이 유입되는 공기압 유입홀과, 상기 유입홀과 상기 공기압 피스톤의 슬롯홀과 연통될 때, 동시에 연통되도록 상기 타이어휠에 형성된 공기압 유출홀과, 상기 피스톤으로부터 압축된 공기를 상기 보조 공기 저장 공간으로 유입하는 압축공기 유입홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치.
제3항에 있어서, 상기 유출수단은 상기 실린더 내의 복원 스프링의 종 방향에 외부로 통하는 제1 유출홀과, 상기 보조 공기 저장 공간으로 타이어의 공기압이 유입될 때에는 상기 공기압 피스톤에 의해 폐쇄되고, 상기 브레이크 디스크의 마찰열이 감소되어 압축 상태인 복원 스프링이 탄발되면서 상기 공기압 피스톤이 상기 통로를 향해 이동하여 상기 유입수단의 공기압 유입홀이 폐쇄되면, 개방되는 제2 유출홀로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 급제동시 제동 거리 저감장치.