KR100501392B1 - 패드 교환장치를 구비한 차량용 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패드 교환장치를 구비한 차량용 브레이크 시스템에 관한 것으로, 피스톤을 캘리퍼내로 밀어주는 방향으로 브레이크 오일을 유입시켜 작업자의 힘을 요구하지 않아 작업의 편리성은 물론 작업시 안전사고를 방지하면서도 브레이크 디스크의 변형을 전혀 초래하지 않도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 페달(1)의 조작에 의해 부스터와 마스터실린더로 이루어진 유압발생부(2)에서 발생된 유압을 유압라인(P)을 통해 공급받아 브레이크 디스크(7)쪽으로 패드(6)를 이동시켜주는 피스톤(2)이 수용된 하우징(4)으로 이루어진 캘리퍼(3)와,

상기 하우징(4)으로부터 돌출된 피스톤(2)을 하우징(4)내로 밀어주도록 하우징(4)으로 유입되는 작동오일을 피스톤(2)쪽으로 우회시켜 주는 바이패스수단(10)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

패드 교환장치를 구비한 차량용 브레이크 시스템{Pad exchange device of brake system in vehicle}

본 발명은 차량용 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공압을 이용해 패드 교환을 용이하게 할 수 있도록 된 패드 교환장치를 구비한 차량용 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 주행중인 차량을 정지시키는 브레이크 시스템은 운전자의 조작력을 받아들이는 브레이크페달과, 이 페달의 답력에 의해 압력을 발생시키는 마스터실린더 및 이 마스터실린더에서 발생된 유압에 의해 제동력을 발생시키는 제동장치(내부 확장식 또는 디스크식)로 이루어지게 된다.

그리고, 이러한 브레이크 시스템은 그 작동방식에 따라 다시 로드나 와이어를 이용하는 기계식과 유압을 이용하는 유압식이 있으며, 이중 유압브레이크는 그 형식에 따라 드럼의 원주내측면을 향하여 양측으로 설치된 브레이크 슈를 휠 실린더로 가압하여 브레이크의 제동작용이 이루어지게 하는 드럼식 브레이크와, 차륜과 함께 회전하는 브레이크 디스크의 양측에서 제동패드를 유압에 의하여 눌러서 제동하는 캘리퍼형(caliper type brake)인 디스크식 브레이크로 구분되어진다.

여기서, 브레이크 시스템 중 디스크식 브레이크에서 캘리퍼는 유압을 매개로 차륜과 함께 회전되는 디스크를 가압하여 정지시켜 제동작용이 일어나도록 되는데, 즉 운전자가 차량을 정지시키고자 브레이크 페달을 밟게 되면, 이 페달의 기구학적인 구조에 의해 힘이 증폭된 상태에서 다시 부스터를 통해 2차적인 힘의 증가를 거치면서 마스터실린더가 이를 유압으로 변환시키도록 구성되어진다.

이어, 이와 같이 변환된 유압은 브레이크 튜브와 비례밸브를 통해 각 바퀴의 브레이크 어셈블리로 전달되고, 이어 브레이크 어셈블리로 전달된 유압은 다시 힘으로 변환되어 브레이크 패드를 밀어 회전하고 있는 디스크를 가압하여 제동력을 발생시키게 된다.

그리고, 이와 같은 마찰력을 통해 차량을 정지시키는 브레이크 패드는 브레이크의 잦은 작동으로 마모가 발생되어 정기적으로 교환하여 사용하게 되는데, 이때 캘리퍼를 브레이크 디스크로부터 분리시키고 지렛대를 상기 한 쌍의 브레이크 패드 사이에 끼워서 일정 방향으로 젖혀서 오일에 의해 튀어나온 피스톤을 원래의 위치로 집어넣은 다음, 마모된 브레이크 패드를 캘리퍼로부터 분리시킨 후 새 브레이크 패드를 캘리퍼에 장착하게 된다.

그러나, 이와 같은 브레이크 패드의 교환 작업은 마모된 브레이크 패드의 마모두께 만큼 항상 유압을 받아 돌출된 피스톤을 유압을 이기고 캘리퍼내로 집어넣은 후 새 패드를 내장시켜야 되는데, 이와 같은 작업 즉, 피스톤을 밀어 넣으려면 그 내부에 충진된 오일의 저항 때문에 매우 큰 힘이 요구되어 작업이 힘들고 안전작업에 문제가 있음은 물론 브레이크 디스크의 변형을 초래하여 브레이크 저더나 패드의 편마모등을 유발시키는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 피스톤을 캘리퍼내로 밀어주는 방향으로 브레이크 오일을 유입시켜 작업자의 힘을 요구하지 않아 작업의 편리성은 물론 작업시 안전사고를 방지하면서도 브레이크 디스크의 변형을 전혀 초래하지 않도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 페달의 조작에 의해 부스터와 마스터실린더로 이루어진 유압발생부에서 발생된 유압을 유압라인을 통해 공급받아 브레이크 디스크쪽으로 패드를 이동시켜주는 피스톤이 수용된 하우징으로 이루어진 캘리퍼와,

상기 하우징으로부터 돌출된 피스톤을 하우징내로 밀어주도록 하우징으로 유입되는 작동오일을 피스톤쪽으로 우회시켜 주는 바이패스수단으로 이루어지되,

상기 바이패스수단은 공압을 제공하는 에어탱크와, 이 에어탱크에서 하우징으로 이어진 에어라인상에 구비되어 에어 흐름 통로를 개·폐하는 콘트롤밸브, 상기 에어라인에 연결된 유입라인을 통해 공급된 공압에 의해 유압라인과 하우징내 챔버간의 흐름통로를 차단하는 셔터 및 이 셔터의 앞쪽으로 바이패스간격을 두고 하우징을 따라 형성되어 챔버에 수용된 피스톤의 외주면에 형성된 충진챔버로 작동오일을 공급하는 바이패스라인으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 패드 교환장치를 구비한 차량용 브레이크 시스템의구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 페달(1)의 조작에 의해 부스터와 마스터실린더로 이루어진 유압발생부(2)에서 발생된 유압을 유압라인(P)을 통해 공급받아 브레이크 디스크(7)쪽으로 패드(6)를 이동시켜주는 피스톤(2)이 수용된 하우징(4)으로 이루어진 캘리퍼(3)와, 상기 하우징(4)으로부터 돌출된 피스톤(2)을 하우징(4)내로 밀어주도록 하우징(4)으로 유입되는 작동오일을 피스톤(2)쪽으로 우회시켜 주는 바이패스수단(10)으로 이루어진다.

여기서, 상기 바이패스수단(10)은 공압을 제공하는 에어탱크(11)와, 이 에어탱크(11)에서 하우징(4)으로 이어진 에어라인(13)상에 구비되어 에어 흐름 통로를 개·폐하는 콘트롤밸브(12), 상기 에어라인(13)에 연결된 유입라인(4b)을 통해 공급된 공압에 의해 유압라인(P)과 하우징(4)내 챔버(C)간의 흐름통로를 차단하는 셔터(14) 및 이 셔터(14)의 앞쪽으로 바이패스간격(L)을 두고 하우징(4)을 따라 형성되어 챔버(C)에 수용된 피스톤(5)의 외주면에 형성된 충진챔버(5a)로 작동오일을 공급하는 바이패스라인(4a)으로 이루어지게 된다.

그리고, 상기 셔터(14)는 유입된 공압에 의한 힘을 크게 하도록 유입라인(4b)에서 확장된 수용홈(4b')과 동일한 크기의 플랜지를 형성해 전체적으로 티(T)자 형상을 이루는 한편, 상기 유입라인(4b)을 통해 유입된 공압 제거시 유압라인(P)과 하우징(4)내 챔버(C)간의 흐름통로를 유지하기 위해 복귀될 때 탄성 복원력을 이용하도록 플랜지부위에 의해 지지되는 스프링(15)이 구비되어진다.

또한, 상기 피스톤(5)의 외주면에 형성된 충진챔버(5a)는 하우징(4)의 챔버(C)내 충진된 오일의 유압을 극복할 수 있는 유압을 생성할 수 있는 정도의 체적을 갖는데 이는, 브레이크의 용량에 따라 필요한 유압 정도가 다르므로 각 브레이크 용량에 따라 가변적으로 됨은 물론이다.

한편, 미 설명부호 P'는 하우징(4)내 챔버(C)로 유입된 작동오일의 복귀를 위한 리턴라인이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 브레이크의 정상 작동시에는 바이패스수단(10)의 에어라인(13)상에 구비된 콘트롤밸브(12)가 잠겨 있어 에어 흐름이 차단된 상태이고, 이에 따라 유압라인(P)과 캘리퍼(3)의 하우징(4)내 챔버(C)간의 흐름통로가 열려 있는 상태로 있어 정상적인 브레이크 작동이 이루어지며, 이는 통상적인 브레이크 제동 작동이므로 상세한 설명을 생략한다.

한편, 브레이크 패드를 새로운 패드로 교환하고자 하는 경우에는 캘리퍼(3)의 하우징(4)내 챔버(C)에 충진된 작동오일에 의해 밖으로 튀어나온 피스톤(5)을 원래의 위치로 집어넣어야 하고, 이에 따라 바이패스수단(10)을 이용해 상기 피스톤(5)을 집어넣은 상태에서 새로운 패드(6)로 교환하게 된다.

즉, 이를 상세히 설명하면 도 2에 도시된 바와 같이 바이패스수단(10)의 에어라인(13)상에 구비된 콘트롤밸브(12)를 열어 에어탱크(11)로부터 에어라인(13)을 통해 하우징(4)에 형성된 유입라인(4b)에 에어가 공급되어지게 된다.

이어, 상기 하우징(4)에 형성된 유입라인(4b)에 공급된 에어는 유입라인(4b)에서 확장된 수용홈(4b')에 수용되어 스프링(15)에 의해 가압력을 받고 있는 셔터(14)의 플랜지부위에 압력으로 작용하게 되고, 이로 인해 상기 셔터(14)가 스프링(15)의 가압력을 이겨내고 스프링(15)을 압축하면서 유압라인(P)과 하우징(4)내 챔버(C)간의 흐름통로로 인출되어 작동오일의 흐름을 차단하게 된다.

이와 같이, 상기 바이패스수단(10)의 셔터(14)가 하우징(4)내 챔버(C)로 유입되는 작동오일을 차단하게 되면, 이 작동오일은 상기 셔터(14)의 앞쪽으로 바이패스간격(L)을 두고 하우징(4)을 따라 형성된 바이패스라인(4a)으로 유입되어 피스톤(5)의 외주면에 형성된 충진챔버(5a)쪽으로 공급되어지게 된다.

이어, 상기 바이패스라인(4a)을 통해 작동오일을 공급받은 피스톤(5)은 충진챔버(5a)에 충진되면서 발생되는 유압이 하우징(4)의 챔버(C)로부터 피스톤(5)에 가해지는 유압에 반하는 힘을 발생시켜주게 되고, 이에 따라 상기 피스톤(5)이 작동오일의 유압에 의해 하우징(4)의 챔버(C)내로 유입되어 패드(6)와의 간격을 넓혀주게 된다.

이와 같이, 상기 피스톤(5)과 패드(6)사이의 간격이 충분히 확보되면 마모된 브레이크 패드(6)를 캘리퍼(3)로부터 분리시킨 후 새 브레이크 패드(6)를 캘리퍼(3)에 장착해 교환 작업을 수행하게 된다.

한편, 이와 같은 패드 교환 작업이 완료되면 바이패스수단(10)의 콘트롤밸브(12)를 잠궈 에어탱크(11)로부터 에어가 유입되지 못하게 하면서 하우징(4)내 유입라인(4b)에 공급된 에어를 배출하게 되고, 이와 같이 배출된 에어에 의해 셔터(14)에 가해지던 가압력이 제거되면 압축되었던 스프링(15)이 복원되면서 셔터(14)의 플랜지부위를 가압해 수용홈(4b')내로 셔터(14)를 완전히 복귀 시켜 주게 된다.

이와 같이, 상기 셔터(14)가 하우징(4)내 형성된 수용홈(4b')내로 완전히 복귀되면 유압라인(P)과 하우징(4)내 챔버(C)간의 흐름통로가 열린 상태로 유지되고 이에 따라, 브레이크 작동시 정상적인 브레이크 작동이 이루어지게 됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 브레이크 작동시 발생되는 유압을 우회시켜 피스톤을 캘리퍼의 하우징내로 후퇴시키는 가압력으로 이용해 캘리퍼내 오일 저항에 따른 작업의 어려움을 해소하면서 안전사고의 위험성 제거는 물론 좁은 공간에서 무리하게 가해지는 힘에 의한 브레이크 디스크의 변형등을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 패드 교환장치를 구비한 차량용 브레이크 시스템의구성도

도 2는 본 발명에 따른 패드 교환장치를 구비한 차량용 브레이크 시스템의 작동상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 페달 2 : 유압발생부

3 : 캘리퍼 4 : 하우징

4a : 바이패스라인 4b : 유입라인

4b' : 수용홈

5 : 피스톤 5a : 충진챔버

6 : 패드 7 : 디스크

10 : 바이패스수단 11 : 에어탱크

12 : 콘트롤밸브 13 : 에어라인

14 : 셔터 15 : 스프링

C : 챔버 P : 유압라인

P' : 리턴라인

Claims (3)

1. 페달(1)의 조작에 의해 부스터와 마스터실린더로 이루어진 유압발생부(2)에서 발생된 유압을 유압라인(P)을 통해 공급받아 브레이크 디스크(7)쪽으로 패드(6)를 이동시켜주는 피스톤(2)이 수용된 하우징(4)으로 이루어진 캘리퍼(3)와,

   상기 하우징(4)으로부터 돌출된 피스톤(2)을 하우징(4)내로 밀어주도록 하우징(4)으로 유입되는 작동오일을 피스톤(2)쪽으로 우회시켜 주는 바이패스수단(10)으로 이루어지되,

   상기 바이패스수단(10)은 공압을 제공하는 에어탱크(11)와, 이 에어탱크(11)에서 하우징(4)으로 이어진 에어라인(13)상에 구비되어 에어 흐름 통로를 개·폐하는 콘트롤밸브(12), 상기 에어라인(13)에 연결된 유입라인(4b)을 통해 공급된 공압에 의해 유압라인(P)과 하우징(4)내 챔버(C)간의 흐름통로를 차단하는 셔터(14) 및 이 셔터(14)의 앞쪽으로 바이패스간격(L)을 두고 하우징(4)을 따라 형성되어 챔버(C)에 수용된 피스톤(5)의 외주면에 형성된 충진챔버(5a)로 작동오일을 공급하는 바이패스라인(4a)으로 이루어진 패드 교환장치를 구비한 차량용 브레이크 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 셔터(14)는 유입된 공압에 의한 힘을 크게 하도록 유입라인(4b)에서 확장된 수용홈(4b')과 동일한 크기의 플랜지를 형성해 전체적으로 티(T)자 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 패드 교환장치를 구비한 차량용 브레이크 시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 셔터(14)에는 복귀시 탄성 복원력을 이용하도록 스프링(15)이 구비되어진 것을 특징으로 하는 패드 교환장치를 구비한 차량용 브레이크 시스템.