KR100527744B1 - 차량용 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전방 충돌 발생시 브레이크 페달로 인한 운전자의 다리부상을 최소화시킬수 있도록 기어박스에 유동 브라켓트를 설치한 차량용 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 브레이크 페달의 회전력을 푸쉬로드에 수평력으로 변환시켜 전달해 주는 기어박스와, 상기 기어박스를 차체에 고정시키는 고정 브라켓트와, 상기 기어박스를 고정시키는 동시에 차량의 전방 충돌시 외력을 흡수할 수 있는 구조로 되어있는 유동 브라켓트와, 상기 기어박스의 피니언 기어에 운전자의 발에 의한 회전력을 전달할 수 있도록 상단부가 상기 기어박스에 힌지핀에 의해 유동결합된 브레이크 페달과, 상기 기어박스에 의해 변환된 수평력을 브레이크 부스터에 전달하는 푸쉬로드로 구성된다.

본 발명에 의하면, 차량의 전방충돌에 의하여 엔진룸에 설치된 마스터 실린더 및 브레이크 부스터가 후방으로 밀려들어오더라도 기어박스에 연결된 유동 브라켓트가 먼저 구부러지면서 브레이크 페달을 전,하방으로 이동시켜 브레이크 페달에 의한 운전자의 하체 상해를 방지하는 효과를 갖는다.

Description

차량용 브레이크 시스템{BRAKE SYSTEM FOR AUTOMOBILE}

본 발명은 차량용 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전방 충돌 발생시 브레이크 페달로 인한 운전자의 다리부상을 최소화시킬수 있도록 기어박스에 유동 브라켓트를 설치한 차량용 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 브레이크 시스템은 주행하는 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에 주차상태를 유지하기 위해 사용하는 중요한 장치이며, 보통 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 그것을 대기중으로 방출시켜 제동작용을 하는 마찰식 브레이크를 사용하고 있다.

제동장치에는 여러 가지 형식이 사용되고 있으나, 기본적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 차체에 고정축(22)을 중심으로 회동 가능하도록 설치된 브레이크 페달(10)과, 상기 브레이크 페달(10)에 클레비스(20)와 힌지핀(21)에 의해 힌지 결합된 푸쉬로드(30)와, 상기 푸쉬로드(30)에 의한 압력을 배압시키는 브레이크 부스터(40)와, 상기 브레이크 부스터(40)에서 배압된 압력을 유압으로 바꿔 각 바퀴의 브레이크 디스크로 전달하는 마스터 실린더(50)로 구성되어 있다.

대부분의 자동차가 사용하는 브레이크는 유압 브레이크로서 유체를 통해 작용시키는 유압식으로 작동한다. 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 유체는 튜브 또는 브레이크 라인을 통해 차륜의 브레이크 장치로 흐르고, 브레이크 장치는 바퀴의 회전하는 부분에 힘을 가하여 마찰력에 의해 자동차를 감속시키거나 정지시킨다.

더욱 상세히 설명하면, 운전자가 발 조작에 의해 브레이크 페달(10)에 힘을 가하면 페달은 고정축(22)을 중심으로 시계방향으로 회전하면서 상기 푸쉬로드(30)를 밀게되고, 이러한 상기 푸쉬로드(30)에 의한 압력은 상기 브레이크 부스터(40)에서 자동차의 배기가스의 압력에 의해 배압되어 상기 마스터 실린더(50)에 전달되며, 상기 마스터 실린더(50)가 전진하면서 각 바퀴에 설치된 브레이크 디스크(도시 않됨)에 유압을 전달하여 브레이크 디스크의 마찰력에 의해 차량이 제동된다.

따라서, 상기와 같은 유압식 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 앞쪽에 압력을 배압시키는 브레이크 부스터와 압력을 유압으로 바꿔 각 바퀴의 제동장치로 보내는 마스터 실린더가 반드시 위치하여야 한다.

상기한 구조를 갖는 종래 브레이크 시스템은 차량의 전방 충돌시 외력이 마스터 실린더 및 브레이크 부스터를 통해 브레이크 페달에 전달되어, 도 1에 도시된 바와 같이, 푸쉬로드 및 브레이크 페달이 후진하여 차량내부로 진입하게 되므로 운전자의 하체부에 상해를 가하는 문제점이 있었다.

특히, 브레이크 페달은 회동 가능하도록 상단부가 고정축에 의해 힌지 결합되어 있어 충돌에 의한 외력을 받는 경우 반시계 방향으로 회전하면서, 도 1에 도시된 힘의 방향(F)을 따라 후,상방으로 진입하게 되므로 운전자의 다리부분에 큰 충격을 주게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상기 브레이크 부스터와 페달 사이에 기어박스를 설치하여 운전자의 발조작에 의해 간단히 브레이크 부스터에 압력을 가할 수 있도록 함과 동시에, 상기 기어박스의 상,하 대칭점에 외력을 흡수할 수 있는 유동 브라켓트를 설치하여, 차량의 전방 충돌시 먼저 유동 브라켓트가 구부러져 브레이크 페달이 운전자 쪽으로 진입하는 것을 방지함으로써 운전자의 안전을 도모할 수 있는 차량용 브레이크 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 브레이크 페달의 회전력을 푸쉬로드에 수평력으로 변환시켜 전달해 주는 기어박스와, 상기 기어박스를 차체에 고정시키는 고정 브라켓트와, 상기 기어박스를 고정시킴과 동시에 차량의 전방 충돌시 외력을 흡수할 수 있는 구조로 되어있는 유동 브라켓트와, 상기 기어박스의 피니언 기어에 운전자의 발에 의한 회전력을 전달할 수 있도록 상단부가 상기 기어박스에 힌지핀에 의해 유동결합된 브레이크 페달과, 상기 기어박스에 의해 변환된 수평력을 브레이크 부스터에 전달하는 푸쉬로드로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 구조를 나타낸 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유동 브라켓트의 확대도이다.

본 발명에 따른 차량용 브레이크 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 부스터(40)와 브레이크 페달(10) 사이에 기어박스(70)를 설치하여 운전자의 발조작에 의한 브레이크 페달(10)의 회전력을 수평력으로 변환시켜 푸쉬로드(30)에 전달할 수 있도록 하는 바, 상기 기어박스(70)의 내부에는 랙 기어(32)와 피니언 기어(72,74)로 구성되어 있다.

즉, 상기 푸쉬로드(30)의 일단부는 랙 기어(32)의 형상을 갖고 상기 기어박스(70) 내부에 삽입되어 있고, 상기 랙 기어(32)의 상, 하측에 각각 피니언 기어(72,74)가 구비되어 상기 랙 기어(32)에 맞물려 있으며, 상기 하부 피니언 기어(74)에는 상기 브레이크 페달(10)의 일단부가 맞물려 있다.

한편, 상기 기어박스(70)는 상기 랙 기어(32)와 피니언 기어(72,74)를 보호할 수 있도록 사각박스 형태를 갖고 네 개의 브라켓트(91,92,93,94)에 의해 대쉬 판넬(82)과 카울판넬(80) 사이에서 고정되는 데, 차량의 전방 충돌시 상기 브레이크 페달(10)이 후,상방향으로 진입해 오는 것을 방지하기 위하여 상기 대쉬판넬(82)의 상부와 상기 카울판넬(80)의 하부에는 강성이 큰 재료로 만든 고정 브라켓트(91,92)에 의해 고정되고, 상기 대쉬판넬(82)의 하부와 상기 카울판넬(80)의 상부에는 절곡된 형태를 갖고 쉽게 구부러질수 있는 연한 재료로 만든 유동 브라켓트(93,94)로 고정시킨다.즉, 상기 고정 브라켓트(91,92)는 상기 푸쉬로드(30)를 중심으로 하여 상기 대쉬판넬(82)과 상기 기어박스(70) 사이의 상측 부위와 상기 기어박스(70)와 상기 카울판넬(80) 사이의 하측 부위에 각각 위치하도록 설치되고, 상기 유동 브라켓트(93,94)는 상기 푸쉬로드(30)를 중심으로 하여 상기 대쉬판넬(82)과 상기 기어박스(70) 사이의 하측 부위와 상기 기어박스(70)와 상기 카울판넬(80) 사이의 상측 부위에 각각 위치하도록 설치된다.

좀 더 상세히 설명하면, 차량의 전방 충돌시 외력에 의해 상기 브레이크 페달(10)이 반시계 방향으로 회전하면서 후,상방향으로 이동하여 운전자의 다리부분에 크게 상해를 입히는 바, 이를 방지하기 위하여 상기 대쉬판넬(82)의 하부와 상기 카울판넬(80)의 상부에 쉽게 구부러질 수 있는 상기 유동 브라켓트(93,94)를 설치함으로써 외부에 의한 충격을 받는 경우, 상기 유동 브라켓트(93,94)가 먼저 구부러지면서 상기 브레이크 페달(10)이 시계 방향으로 회전하면서 전,하방향으로 이동하게 되어 운전자의 하체와의 거리가 충돌전 보다 더 멀어지게 된다.

여기서, 상기 유동 브라켓트(93,94)가 더욱 쉽게 구부러질 수 있도록 절곡부의 안쪽에, 도 3에 도시된 바와 같이, 노치(96a,96b)를 형성할 수 있다.

또한, 상기 유동 브라켓트(93,94)는 외력을 흡수하면서 수축할 수 있는 구조이면 되므로, 일정 압력 이상이면 수축하는 유압 실린더를 사용할 수도 있다.

다른 한편, 상기 기어박스(70)의 내부에 설치된 하부 피니언 기어(74)는 상기 브레이크 페달(10)에 맞물려 브레이크 페달(10)의 회전력을 상기 랙 기어(32)에 전달하는 반면, 상부 피니언 기어(72)는 상기 랙 기어(32)와 상기 하부 피니언 기어(74)의 밀착성을 향상시키고 상기 랙 기어(32)의 이동의 안정성을 위하여 설치된다.

그리고, 상기 브레이크 페달(10)은 운전자의 발 조작이 용이하도록 일단부에 발 받침대(12)가 설치되어 있고, 타단부는 기어의 톱니형상으로 이루어져 상기 하부 피니언 기어(74)에 맞물려 있으며, 운전자의 발 조작에 의해 회동 가능하도록 상기 톱니부의 중심축에 힌지핀(21)에 의해 상기 기어 박스(70)에 고정되어 있다.

또한, 상기 푸쉬로드(30)는 일단부가 랙 기어(32)의 형상을 갖고 상기 기어박스(70) 내부에 삽입되어 상기 피니언 기어(32)에 맞물려 있고, 타단부는 상기 브레이크 부스터(40)에 연결되어 상기 브레이크 페달(10)의 회전에 의해 발생된 압력을 상기 브레이크 부스터(40)에 전달하는 기능을 한다.

앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 브레이크 부스터(40)는 상기 마스터 실린더(50)에 연결되어 상기 푸쉬로드(30)에 의해 전달받은 힘을 흡기부압에 의해 배력시킨 후, 상기 마스터 실린더(50)에 전달하게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4a에 도시된 충돌전 상태에서 차량의 전방 충돌로 인하여 차량의 전면부에 외부 충격을 받게 되면, 엔진룸에 설치된 브레이크 부스터(40)가 후방으로 밀려들어오게 되고, 이에 따라 기어박스(70) 또한 후방으로 외력을 받게 된다.

그러나, 외력에 의해 대쉬판넬(82)의 하부와 카울판넬(80)의 상부에 설치된 유동 브라켓트(93,94)가 먼저 구부러지면서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 힘의 방향(F)을 따라 상기 기어박스(70)가 시계 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 브레이크 페달(10)이 전,하방향으로 이동하게 된다.

특히, 상기 유동 브라켓트(93,94)는 절곡된 형상을 갖고 절곡부 안쪽에 노치(96a,96b)가 가공되어 있어 외력에 의해 쉽게 구부러질 수 있다.

따라서, 상기 브레이크 페달(10)과 운전자의 하체와의 거리가 차량의 전방 충돌전 보다 오히려 멀어짐으로써, 상기 브레이크 페달(10)에 의한 운전자 하체의 상해를 감소시킬수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다.

예컨대, 상기 유동 브라켓트(93,94)는 외력을 흡수하면서 수축할 수 있는 모든 수단을 포함하는 것으로서, 상기 실시예에서 나타낸 절곡부 노치 형상 뿐 아니라 유압 실린더나 탄성 스프링 등을 사용할 수도 있다.

상술한 본 발명에 따른 차량용 브레이크 시스템에 의하면, 랙기어와 피니언 기어로 구성된 기어박스에 의해 브레이크 페달의 회전력을 수평력으로 변환시켜 브레이크 부스터에 전달함으로써 운전자의 브레이크 조작이 부드럽고 용이할 뿐 아니라, 차량의 전방충돌에 의하여 엔진룸에 설치된 마스터 실린더 및 브레이크 부스터가 후방으로 밀려들어오더라도 기어박스에 연결된 유동 브라켓트가 먼저 구부러지면서 브레이크 페달을 시계방향 즉, 전,하방향으로 이동시켜 브레이크 페달에 의한 운전자의 하체 상해를 방지하는 효과를 갖는다.

도 1은 종래 기술에 의한 브레이크 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 구조를 나타낸 측단면도,

도 3은 본 발명에 따른 유동 브라켓트의 확대도,

도 4a,4b는 본 발명의 실시예를 나타낸 작동상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 브레이크 페달 12: 발 받침대

20: 클레비스 21: 힌지핀

30: 푸시로드 40: 브레이크 부스터

50: 마스터 실린더 70: 기어박스

72,74: 피니언 기어 80: 카울판넬

82: 대쉬판넬 91,92: 고정 브라켓트

93,94: 유동 브라켓트 96a,96b: 노치

Claims (5)

1. 브레이크 페달의 회동에 의해 브레이크 부스터에서 배압을 발생시켜 마스터 실린더를 작동시키는 자동차용 제동장치에 있어서,

   상기 브레이크 페달의 회전력을 브레이크 부스터에 수평력으로 변환시켜 전달해 주도록 차체의 대쉬판넬과 카울판넬 사이에 고정 설치되는 기어박스와, 상기 기어박스를 상기 대쉬판넬과 상기 카울판넬 사이에 고정시키는 고정 브라켓트와, 상기 기어박스를 상기 대쉬판넬과 상기 카울판넬 사이에 고정시키는 동시에 차량의 전방 충돌시 외력에 의해 변형될 수 있는 구조로 형성된 유동 브라켓트와, 상기 기어박스에 공회전 가능하게 설치된 피니언 기어에 운전자의 발에 의한 회전력을 전달할 수 있도록 상단부가 상기 기어박스에 힌지핀을 매개로 회동가능하게 결합되면서 상기 피니언 기어와 치합되는 브레이크 페달과, 상기 기어박스에 의해 변환된 수평력을 브레이크 부스터에 전달하는 푸쉬로드를 갖추고;

   상기 고정 브라켓트는 상기 푸쉬로드를 중심으로 하여, 상기 대쉬판넬과 상기 기어박스 사이의 상측과, 상기 기어박스와 상기 카울판넬 사이의 하측에 각각 위치하도록 설치되고;

   상기 유동 브라켓트는 상기 푸쉬로드를 중심으로 하여, 상기 대쉬판넬과 상기 기어박스 사이의 하측과, 상기 기어박스와 상기 카울판넬 사이의 상측에 각각 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 푸쉬로드의 일단부에는 상기 피니언 기어와 치합되는 랙기어가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 브레이크 페달의 일단부에는 발 받침대가 형성되고, 타단부는 운전자의 발동작에 의한 회전력을 상기 피니언 기어에 전달할 수 있도록 기어형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 유동 브라켓트는 외력에 의해 구부러질 수 있도록 절곡부의 안쪽에 노치를 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 시스템.