KR100455790B1 - 진동댐퍼 - Google Patents

Abstract

브레이크 소음의 주요 원인인 드럼 브레이크의 드럼의 진동을 효과적으로 완화하기 위해서, 진동 검출기와 진동기가 서로로부터 분리적으로 구비되고 작동된다. 진동 댐핑 제어는 기계적인 수단에 의해 직접 또는 비접촉 방식으로 수행되어 장치의 내구성을 개선한다. 압전소자, 자기센서 또는 가속센서는 드럼의 진동을 검출하는데 사용된다. 검출된 진동은 전기신호로 전환된다. 그 위상과 진폭을 조절한 후, 전기신호는 진동력으로 전환되고 그리고 진동기로서 자기 액츄에이터 또는 압전소자를 통해 출력되어 브레이크 소음을 억제한다.

Description

진동 댐퍼{VIBRATION DAMPER}

(발명의 배경)

본 발명은 확실한 방식으로 드럼 브레이크의 진동을 완화해서 제동 동안에 드럼 브레이크의 소음을 진압하는 진동 댐퍼에 관한 것이다.

디스크와 드럼 브레이크의 소음을 감소시키기 위해 가장 널리 사용되는 수단은 브레이크 슈우 또는 마찰 패드를 탄성부재로 하거나 서로에 대해 가압된 부분을 운동시키므로서 진동을 완화하기 위한 기계적인 진동 댐퍼이다. 최근의 댐퍼는 일본 특개평 4-54325호에 개시된 바와 같이 피드백 제어를 이용하는 것을 포함하고 있다.

상기 공보에 개시된 댐퍼는 도 8에 도시되어 있는데, 패드의 진동을 검출해 마찰패드(112)의 후면에 구비된 진동 검출센서와, 디스크(110)의 진동을 억제하기 위해 센서(115)에 평행하게 구비된 진동 액츄에이터(116)로 구성되어, 브레이크의 소음을 감소시킨다.

이러한 종래의 장치에서, 진동원중에 하나인 마찰 패드의 진동은 검출되고 그리고 진동력은 패드에 적용된다. 하지만 주 진동원은 디스크이므로 브레이크 진동을 효과적으로 완화하는 것은 어렵다.

상기한 종래기술에서, 진동 검출기가 진동력이 진동기로부터 적용되는 마찰부재의 진동을 검출하므로, 검출기는 디스크 자체의 진동외에 진동기로부터 적용된 진동 요소를 불가피하게 검출한다. 디스크의 진동만을 검출하는 것이 불가능하므로, 검출 정밀도는 낮다. 진동기가 검출기로 부터의 검출신호를 근거로 진동력을 적용하므로, 디스크의 진동을 효과적으로 감소시키는 것은 어렵다.

본 발명의 목적은 상기한 바람직 스럽지 못한 진동요소가 픽업(picked up)되는 것을 제거할 수 있고 그리고 더욱 적절한 진동 신호를 산출할 수 있는 드럼 브레이크 진동 댐퍼를 제공하는 것이다.

도 1은 진동 검출기와 진동기로서 압전소자가 다른 부재에 장착된 본 발명의 제1실시예의 도면;

도 2는 본 발명의 피드백 제어회로의 플로우챠트;

도 3은 드럼의 진동을 검출하면서 드럼과 접촉되지 않는 자기센서와 진동력을 드럼에 적용하기 위한 압전소자로 구성된 본 발명의 제2실시예의 도면;

도 4는 드럼의 진동을 간접적으로 검출하기 위한 가속센서와 드럼에 진동력을 적용하기 위한 자기 액츄에이터로 구성된 본 발명의 제3실시예의 도면;

도 5는 바람직한 가속센서의 도면;

도 6은 드럼의 진동을 검출하면서 드럼과 접촉되지 않는 자기센서와 진동력을 드럼에 적용하기 위한 자기 액츄에이터로 구성된 본 발명의 제4실시예의 도면;

도 7은 바람직한 자기센서의 도면;

도 8은 진동이 검출되고 진동력이 단일 공통부재를 통해 적용되는 종래장치의 도면;

드럼 브레이크의 소음의 주요 원인은 드럼의 진동이다. 본 발명에 따라서, 드럼의 진동을 효과적으로 댐핑할 수 있는 진동 댐퍼를 제공한다. 이러한 댐퍼는 드럼의 진동을 검출하기 위한 진동 검출기와, 드럼의 진동을 완화하기 위해 드럼에 진동력을 적용하기 위한 진동기로 구성되어 있다. 진동 검출기와 진동기는 서로 분리되어 작동된다. 그러므로, 드럼의 진동을 직접 완화할 수 있다.

특히, 댐퍼는 2개의 브레이크 슈우중의 하나와 드럼에 대하여 상기 하나의 브레이크 슈우를 가압하기 위한 피스톤 사이에 구비된 진동 검출기로서의 압전소자와, 다른 브레이크 슈우와 브레이크에 대하여 다른 브레이크 슈우를 가압하기 위한 피스톤 사이에 구비된 진동기로서의 압전소자로 구성되어 있다.

진동 검출기로서의 압전소자는 상기 하나의 브레이크 슈우가 드럼과 접촉할 때 드럼의 진동을 검출하여 검출된 진동을 전기신호로 전환하고, 그리고 신호를 제어회로에 입력한다. 제어회로는 전기신호의 페이즈(phase)와 진폭을 조절하고, 그리고 이러한 신호를 근거로, 진동기로서 압전소자를 제어하여 브레이크 소음을 억제한다.

진동기가 브레이크 슈우중의 하나와 직접 접촉하는 한편, 검출기가 드럼과접촉하지 않는 장치에서, 검출기는 드럼 내면과 자기센서 사이에서 산출된 자기 인덕턴스에서 진동을 검출하도록 되어 있고 그리고 훨 실린더의 외부 케이스에 고정된 자기센서이다. 브레이크가 적용되지 않을 지라도, 드럼 내면과 자기센서의 자극편 사이의 갭은 차량 휠이 회전하면서 변동한다. 하지만, 브레이크가 소음이 나면서 드럼의 진동 주파수는 1 내지 10킬로헬츠 정도인데, 이것은 갭의 진동 주파수 보다 훨씬 높으면서 브레이크는 적용되지 않는다. 자기센서에 의해 검출된 인덕턴스에서 임의의 진동은 전기신호로 전환되고 그리고 신호가 증폭되고 그리고 그 페이즈가 역전되는 제어회로에 입력된다. 증폭되고 페이즈가 역전된 신호는 진동기로서 압전소자를 제어하는데 사용되는데, 이것은 다른 브레이크 슈우와 접촉하여 브레이크 소음을 억제한다.

다른 장치에서, 진동 검출기로서 가속센서는 브레이크 슈우에 장착되는 한편 진동기로서 자기 액츄에이터는 앵커의 외부케이스상에 장착되는 한편 드럼과 접촉되지 않는다. 가속센서에 의해 검출된 가속에서 임의의 진동은 전기신호로 전환되고 그리고 제어회로에 입력되는데, 제어회로에서 신호의 페이즈와 진폭은 조절되고 그리고 진동기로서 압전소자를 제어하는데 사용되어 브레이크 소음을 억제한다.

또다른 장치에서, 진동 검출기로서 자기센서는 앵커의 외부 케이스에 고정되는 한편, 진동기로서 자기 액츄에이터는 앵커에 장착되는 한편 드럼과 접촉되지 않는다. 자기센서에 의해 검출된 인덕턴스에서 임의의 진동은 전기신호로 전환되고 그리고 제어회로에 입력되는데, 제어회로에서 신호의 페이즈와 진폭은 조절되고 그리고 다른 슈우와 접촉하는 진동기로서 압전소자를 제어하는데 사용되어 브레이크소음을 억제한다.

자기센서는 바람직하게, 제1코일 외에 제1코일과 직렬인 제2코일을 포함하여, 제1 및 제2코일 사이에서 출력 차를 검출한다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조한 아래 설명으로부터 나타날 것이다.

(바람직한 실시예의 상세한 설명)

본 발명에 따른 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명된다.

(실시예 1)

도 1은 제1실시예의 드럼 브레이크를 도시하고 있다. 드럼(1)은 액슬에 고정되어 있다. 드럼 브레이크는 드럼(1)에 장착된 한쌍의 브레이크 슈우(2, 2')를 포함하고 있다. 이들은 앵커(5)에 의해 한끝에서 함께 피벗가능하게 연결되고 슈우 홀더(4)에 의해 지지된다. 슈우리턴 스프링(3)은 슈우를 서로 쪽으로 당긴다. 휠 실린더(6)는 슈우(2, 2')의 다른 끝에 연결된다. 실린더(6)에 의해 가압되어 슈우는 드럼(1)의 내면과 접속하도록 앵커(5)에 대하여 서로로부터 멀리 바깥쪽으로 피벗되어 있다.

브레이크가 적용되면서 드럼(1)의 진동을 검출하기 위해서, 적층된 압전소자(7)가 휠 실린더(6)에서 제1피스톤(8)과 제2피스톤(9) 사이에 구비되어 있다. 부호(10)는 피스톤 링을 나타낸다. 부호(11, 11')는 마스터 실린더(도시생략)로부터 브레이크 유압을 액체 밀봉하는 컵 시일을 나타낸다. 제2피스톤(9)은 한끝이 브레이크 슈우(2)와 접촉한다.

진동기로서 적층된 압전소자(7')는 제1피스톤(8')과 제2피스톤(9') 사이에 구비되고 다른 브레이크 슈우(2')와 접촉을 유지한다. 압전소자(7)에 의해 검출된 드럼(1)의 진동은 전기신호로 전환되어 피드백 제어회로(12)에 입력된다. 부호(13, 14)는 각각 제어회로(12)에 연결된 입력 리드와 출력 리드를 나타낸다.

엄밀하게 말해서, 드럼의 진동은 브레이크 슈우를 통해 검출되므로, 진동 검출기(7)는 브레이크 슈우(2)의 진동과 드럼의 진동 양자를 검출한다. 하지만, 본 발명에서 진동은 브레이크 슈우(2)에 적용되지 않으므로, 브레이크 슈우 진동은 실제로 0으로 간주한다. 그러므로, 실제로 검출기는 슈우(2)를 통해서 드럼의 진동만을 검출한다. 여기서 사용되는 "브레이크 슈우 진동"이라는 용어는 슈우 자체로부터 유래된 진동을 말하며 드럼에 의해 유도된 슈우의 진동은 아니다.

도 2는 제어회로(12)의 상세한 구조를 도시한다. 이것은 진동 검출기(7)로부터 진동 검출신호를 수용하고 신호를 Kp 타임으로 증폭하는 비례회로(15)와 증폭된 신호를 적분 및 미분하기 위한 적분회로(16)와 미분회로(17)로 구성되어 있다. 도면에서, 부호(S)는 라플라스 변수이고, Ti과 Td는 시간 상수이다. 회로(12)로 부터의 전기신호는 진동기로서 압전소자(7')에 의해 진동력으로 변환되고 진동력은 다른 브레이크 슈우(2')에 적용된다. Kp, Ti, Ta 값은 드럼(1)의 진동을 최소화하도록 조절된다. 제어회로(12)는 카 배터리(18)에 의해 동력이 주어질 수 있다.

압전소자(7)가 진동 검출기로서 배타적으로 사용되는 한편, 다른 압전소자(7')가 진동기로서 배타적으로 사용되므로, 드럼(1)의 진동을 효과적으로 진압할 수 있다.

(실시예 2)

도 3은 본 발명의 제2실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에서, 자기센서(19)는 진동 검출기로서 볼트(20)에 의해 휠 실린더(6)의 외부 케이스에 체결되어 적절한 갭이 자기센서(19)의 자극(21)과 드럼(1)의 내면 사이에 존재한다. 자기센서(19)는 드럼(1)의 진동으로 인해 자기 인덕턴스에서 진동을 픽업하여 검출된 진동을 전기신호로 전환시키고 그리고 도 1의 회로(12)와 동일한 피드백 제어회로(12)에 신호를 입력한다. 제어회로(12)로 부터의 전기신호는 제1피스톤(8)과 제2피스톤(9) 사이에 구비된 압전소자(7)에 의해 진동력으로 전환된다. 진동력은 다른 브레이크 슈우(2')에 적용되어 드럼(1)의 진동을 감소시킨다.

드럼(1)이 진동하지 않을지라도 휠이 회전하면서 드럼(1)의 내면과 자기센서(19)의 자극(21) 사이의 갭이 변하므로, 자기 인덕턴스는 주기적으로 변한다. 하지만, 이러한 상태에서 인덕턴스에서 변화가 진동의 주파수와 다른 주파수를 나타내고 브레이크는 소음이난다. 그러므로, 필터에 의해 소음으로서 이러한 인덕턴스의 주기적 변화를 제거할 수 있다.

이러한 장치에서, 진동 검출기로서 자기센서(19)는 드럼과 접촉하지 않고 브레이크 드럼(1)의 진동을 검출하는 한편, 진동기로서 압전소자(7)는 브레이크 슈우(2')상에 직접 작용한다. 그러므로, 드럼의 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

(실시예 3)

도 4는 본 발명의 제3실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에서, 진동 검출기로서 가속센서(22)가 볼트(23)로 브레이크 슈우(2)에 고정되어 있다. 드럼(1)의 진동은 가속센서(22)에서 압전소자(24)에 의해 전기신호로 전환되고 그리고 피드백 제어회로(12)에 입력된다. 도 5는 가속센서(22)의 바람직한 장치를 도시하고 있다. 이러한 센서는 압전소자(24)에 장착된 진동 수용 유니트(25)를 갖추고 있다. 부재(24, 25)는 출력 리드(27)에 의해 외부로 연결되고 장착 베이스를 갖춘 케이스(26)에 싸여 있다. 제어회로(12)로 부터의 전기신호는 앵커(5)의 외부케이스에 고정된 자기 액츄에이터(28)에 의해 진동력으로 전환된다. 진동력은 드럼(1)에 직접 적용되어 드럼의 진동을 감소시킨다.

본 장치에서, 진동 검출기로서 가속센서(22)는 브레이크 드럼(1)의 진동을 검출하고, 진동기로서 자기 액츄에이터(28)는 드럼과 접촉하지 않고 자기 유인과 반발을 이용하여 드럼(1)에 직접 진동력을 적용한다. 그러므로, 본 실시예의 댐퍼는 충분히 내구성이 있고 드럼의 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

(실시예 4)

도 6은 본 발명의 제4실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에서, 진동 검출기로서 자기센서(19)는 앵커(5)의 외부 케이스에 체결되어 갭이 자기센서(19)의 제1전극(29)과 드럼(1)의 내면 사이에 존재한다. 자기센서(19)에 의해 검출된 진동 모드는 진동이 검출되는 지점에 가능하면 가까운 지점에서 자기 액츄에이터(28)로부터 진동력으로서 출력된다. 그러므로, 자기센서(19)는 도 7에 도시된 바와 같이 다소 복잡하다.

자기 액츄에이터(28)에 의해 발생된 자장의 영향을 제거하기 위해서, 제1자극편(29)을 여자하는 제1코일(30)과 자석(31)을 통해 구비되고 제2자극편(33)을 여자하는 제2코일(32) 사이에서 출력차는 출력 단자(34)를 통해 피드백 제어회로(12)내에 출력된다. 부호(35)는 비자화 재질의 케이스이다.

즉, 자기센서(19)는 자기 인덕턴스의 출력차에서 진동을 픽업하여 이들을 전기신호로 전환하고 그리고 도 2에 도시된 것과 동일한 피드백 제어회로(12)에 신호를 입력한다. 제어회로(12)로 부터의 전기신호는 자기 유인과 반발을 이용하여 앵커(5)의 외부케이스에 고정된 자기 액츄에이터(28)에 의해 진동력으로 전환된다. 진동력은 드럼(1)에 직접 적용되어 드럼의 진동을 감소시킨다.

본 장치에서, 진동 검출기로서 자기센서(19)는 드럼과 접촉하지 않고 브레이크 드럼(1)의 진동을 검출하는 한편, 진동기로서 자기 액츄에이터(28)는 드럼과 접촉하지 않고 진동력을 드럼(1)에 직접 적용한다. 그러므로, 본 실시예의 댐퍼는 충분히 내구성이 있고 드럼의 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따라서, 브레이크의 소음을 야기하는 드럼 진동은 전기신호의 형태로 직간접으로 검출된다. 페이즈와 진폭을 조절한 후, 신호는 진동력으로 전환되어 드럼의 진동을 감소시킨다. 진동 검출기와 진동기가 분리된 부재이고 분리적으로 작동되므로, 진동 검출기와 진동기 양자의 작동 정밀성을 개선할 수 있다. 진동은 검출되고 진동력은 직접 또는 드럼과 접촉하지 않고 적용된다. 그러므로 검출기와 진동기는 내구성이 있다.

Claims (6)

1. 차량 휠과 함께 회전하는 드럼, 한쌍의 브레이크 슈우, 그리고 드럼에 대하여 상기 브레이크 슈우를 가압하기 위한 가압수단을 갖추어 상기 차량 휠에 제동력을 적용하는 드럼 브레이크에 사용하기 위한 진동 댐퍼로서, 상기 진동 댐퍼는 드럼의 진동을 검출하기 위한 진동 검출기수단, 진동력을 드럼에 적용하기 위해 상기 진동 검출기수단으로부터 분리되어 작동하는 진동기수단, 상기 진동기 수단으로부터 유래된 진동을 픽업하지 않도록 배치된 상기 진동 검출기수단, 그리고 상기 진동 검출기 수단으로 부터의 출력을 근거로 상기 진동기 수단을 제어하므로서 드럼의 진동을 억제하기 위한 제어회로로 구성된 것을 특징으로 하는 진동 댐퍼.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 진동 검출기수단은 상기 한쌍의 브레이크 슈우중의 하나를 통해 드럼의 진동을 검출하고, 상기 진동기 수단은 상기 한쌍의 브레이크 슈우의 다른 하나를 통해 상기 드럼에 진동력을 적용하는 것을 특징으로 하는 진동 댐퍼.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 진동 검출기수단은 드럼의 진동을 검출하는 한편 드럼과 접촉되지 않고, 상기 진동기 수단은 진동력을 상기 한쌍의 브레이크 슈우중의 하나를 통해서 상기 드럼에 적용되는 것을 특징으로 하는 진동 댐퍼.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 진동 검출기수단은 상기 한쌍의 브레이크 슈우중의 하나를 통해 드럼의 진동을 검출하고, 상기 진동기 수단은 진동력을 드럼에 적용하는 한편 드럼과 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 진동 댐퍼.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 진동 검출기 수단은 드럼의 진동을 검출하는 한편 드럼과 접촉되지 않고 그리고 상기 진동기 수단은 진동력을 상기 드럼에 적용하는 한편 드럼과 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 진동 댐퍼.
6. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 진동 검출기수단은 자석, 제1 및 제2코일 그리고 자극편으로 구성된 자기센서이며 상기 제1 및 제2코일 사이에서 출력차를 근거로 드럼의 진동을 검출하도록 된 것을 특징으로 하는 진동 댐퍼.

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