KR100916412B1

KR100916412B1 - 제동시 발생된 충격에너지를 흡수하기 위한 장치

Info

Publication number: KR100916412B1
Application number: KR1020030052261A
Authority: KR
Inventors: 손영균
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2009-09-07
Also published as: KR20050014065A

Abstract

본 발명은 제동시 발생된 충격에너지를 흡수하기 위한 장치에 관한 것으로, 제동시 브레이크본체(5)에서 발생하는 각종 진동들로 인해 브레이크호스(3)내의 유체가 충격에너지로 변환되어 마스터실린더(2)쪽으로 역류되어 올 때 상기 충격에너지를 소멸시키도록 하는 댐퍼(10)가 마스터실린더(2)와 차륜(4)을 연결하는 각각의 브레이크호스(3)상에 장착되어져, 상기 댐퍼(10)가 마스터실린더(2)쪽으로 역류되어 오는 충격에너지를 소멸시키게 됨으로써, 제동시 차체의 진동이 감소되고 브레이크계의 부품손상이 줄어들게 되며, 아울러 운전자의 피로도도 경감되도록 된 것이다.

Description

제동시 발생된 충격에너지를 흡수하기 위한 장치{damper for absorbing shock energy}

도 1은 제동시 발생되는 충격에너지의 전달과정을 개략적으로 보여주기 위한 개면도,

도 2는 본 발명에 따른 댐퍼가 브레이크호스상에 장착된 상태를 보여주는 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 댐퍼의 장착상태를 보여주는 요부확대도,

도 4는 본 발명에 따른 댐퍼와 브레이크호스와의 결합관계를 설명하기 위한 개략적인 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 댐퍼의 작동상태를 보여주는 요부확대도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2 - 마스터실린더 3 - 브레이크호스

4 - 차륜 5 - 브레이크본체

10 - 댐퍼 11 - 연결배관부재

13 - 챔버부재 15 - 피스톤부재

17 - 오-링부재 19 - 에너지흡수부재

21 - 완충부재

본 발명은 제동시 발생된 충격에너지를 흡수하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 제동시 발생되는 고압의 충격에너지가 브레이크호스상에서 소멸될 수 있도록 하여 브레이크계의 부품들을 충격에너지로부터 보호할 수 있도록 함은 물론, 운전자의 피로도를 경감시킬 수 있도록 하는 제동시 발생된 충격에너지를 흡수하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에서 발생하는 진동 및 소음(noise)은 차량의 개발 조기단계에서부터 민감하게 대응하는 항목중의 하나이며, 그중 섀시(chassis)계통에서 발생하는 진동은 서스펜션의 공진을 유발하여 각종 품질문제를 야기시키게 된다.

또한, 차량의 제동시 발생하는 각종 진동은 섀시의 전달계를 거쳐 차체를 진동시킬 뿐만 아니라 스티어링휠 및 브레이크페달을 진동시키는 저더(judder)형태로 발전되며, 최종적으로는 스티어링휠과 브레이크페달을 통해 운전자가 진동을 직접 느끼게 됨으로써 운전자의 피로도가 가중되는 결과를 초래하게 된다.

따라서, 제동시 발생되는 진동을 없애기 위해 브레이크디스크 및 브레이크드럼의 강성을 증대시키거나 또는 브레이크패드(마찰재)의 재질을 변경시키거나 또는 브레이크디스크의 간격을 조정하는 등 여러 형태의 방안을 통해 이를 해결하고자 하였으나, 현실적으로는 상기와 같은 방안들을 통해 제동시 발생되는 충격에너지를 충분히 소멸시킬 수가 없는 실정이다.

한편, 도 1에는 제동시 발생되는 충격에너지의 전달과정이 도시되어 있다.

즉, 운전자가 제동력을 발생시키 위해 브레이크페달(1)의 밟아 주게 되면, 페달(1)의 밟는 힘이 마스터실린더(2)에 의해 유압으로 전환되면서 이 유압은 브레이크유압라인에 해당하는 브레이크호스(3)를 통해 각 차륜(4)의 브레이크본체(5)로 공급되게 되고, 브레이크본체(5)로 공급된 유압은 브레이크슈 또는 브레이크패드를 드럼이나 디스크로 압착시키게 되며, 이때 발생된 마찰력을 통해 제동력이 발생되면서 주행중인 차량은 속도가 줄어들거나 정지를 하게 된다.

한편, 브레이크본체(5)에 마찰력을 통해 제동력이 발생될 때 브레이크디스크 및 브레이크드럼에서 발생되는 미세한 진동이나, 또는 제동토크의 급격한 변동으로 인해 발생되는 진동이나, 또는 마찰면에서의 슬립현상으로 인해 발생되는 진동들은 디스크 브레이크를 구성하는 캘리퍼내의 실린더나 또는 드럼 브레이크를 구성하는 휠실린더를 타격하게 되고, 이와 같은 타격의 힘은 브레이크호스(3)내의 존재하던 유체에 파형을 형성시켜 충격에너지로의 변환을 초래하게 되며, 결국 충격에너지로 변환된 유압의 힘은 브레이크호스(3)를 통해 도시된 화살표와 같이 역방향으로 이동하면서 차체에 진동을 가하게 되고, 마스터실린더(2)로 전달되어 내구성을 약화시키게 되며, 브레이크페달(1)을 통해 운전자한테도 전달되게 됨으로써, 운전자의 피로도가 가중되는 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 제동시 발생하는 각종 진동들로 인해 브레이크호스내의 존재하던 유체가 충격에너지의 힘 을 갖게 되더라도 이 충격에너지가 브레이크호스상에 장착된 댐퍼를 통해 소멸되도록 함으로써, 차체의 진동을 감소시키면서 브레이크계의 부품들을 충격에너지로부터 보호할 수 있도록 함은 물론, 운전자의 피로도를 최대한 경감시킬 수 있도록 하여 안전운행에 도움이 되는 제동시 발생된 충격에너지를 흡수하기 위한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 충격흡수장치는, 제동시 브레이크본체에서 발생하는 각종 진동들로 인해 브레이크호스내의 유체가 충격에너지로 변환되어 마스터실린더쪽으로 역류되어 올 때 상기 충격에너지를 소멸시키도록 하는 댐퍼가 마스터실린더와 차륜을 연결하는 각각의 브레이크호스상에 장착되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 댐퍼가 브레이크호스상에 장착된 상태를 보여주는 개략적인 구성도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명은, 마스터실린더(2)와 차륜(4)을 연결하는 각각의 브레이크호스(3)상에 도 2에 도시된 바와 같이 댐퍼(10)를 장착시키고, 상기 댐퍼(10)를 이용해 마스터실린더(2)쪽으로 역류되어 오는 충격에너지를 소멸시키도록 하는 것에 그 특징이 있다.

즉, 차량의 제동시 브레이크디스크 및 브레이크드럼에서 발생되는 미세한 진 동이나, 또는 제동토크의 급격한 변동으로 인해 발생되는 진동이나, 또는 마찰면에서의 슬립현상으로 인해 발생되는 진동들은 디스크 브레이크를 구성하는 캘리퍼내의 실린더나 또는 드럼 브레이크를 구성하는 휠실린더를 타격하게 되고, 이와 같은 타격의 힘은 브레이크호스(3)내의 존재하던 유체에 파형을 형성시켜 충격에너지로의 변환을 초래하게 된다.

따라서, 본 발명은 충격에너지로 변환된 유압의 힘이 브레이크호스(3)를 통해 마스터실린더(2)쪽으로 역류되어 올 때 브레이크호스(3)상에 장착된 댐퍼(10)를 이용해 역류되어 오는 충격에너지를 소멸시키도록 하기 위한 것이다.

여기서, 브레이크호스(3)상에 장착되는 본 발명의 댐퍼(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마스터실린더(2)와 차륜(4)을 연결하는 브레이크호스(3)의 소정부위에 기밀을 유지하면서 내부의 통로가 연결되도록 장착되는 연결배관부재(11)와, 이 연결배관부재(11)상에 기밀유지가 가능하도록 체결되면서 밀폐된 내부공간이 상기 연결배관부재(11)를 통해 브레이크호스(3)와 연통되는 챔버부재(13)와, 이 챔버부재(13)내에 위치되어 마스터실린더(2)쪽으로 역류되는 충격에너지의 크기에 따라 상기 챔버부재(13)를 직선왕복 이동하는 피스톤부재(15)와, 이 피스톤부재(15)의 외주면에 일체로 결합되어 상기 챔버부재(13)와 피스톤부재(15)사이의 기밀을 유지하는 오-링부재(17)와, 이 오-링부재(17)에 의해 구획된 상기 챔버부재(13)의 내부공간 중 상기 연결배관부재(11)와 연통되지 않는 일측의 공간에 충진되는 에너지흡수부재(19)로 구성된다.

한편, 상기 브레이크호스(3)와 연결배관부재(11)와의 결합구조는 도 4의 참 고 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 일측 제1결합부재(31)의 선단 외주면에는 나사홈(31a)이 형성되고, 이 나사홈(31a)에는 플레어너트(33)가 체결되어 있으며, 타측 제2결합부재(35)의 선단 외주면에도 나사홈(35a)이 형성되어 있다.

따라서, 제1,2결합부재(31,35)의 선단을 서로 동축상으로 연결되게 접촉시킨 다음 상기 플레어너트(33)를 일방향으로 회전시켜 주게 되면, 상기 플레어너트(33)가 제1,2결합부재(31,35)의 연결부에서 위치가 고정됨으로써 상기 제1,2결합부재(31,35)는 서로 결합이 이루어지게 되는 것이다.

물론, 상기 제1,2결합부재(31,35)는 기밀이 유지되면서 결합이 이루어지게 된다.

이와 같은 결합구조를 이용하여, 도 3에 도시된 바와 같이 양측으로 분리된 브레이크호스(3)의 각 선단에 스틸(steel)재의 보조결합관(25)을 기밀유지가 가능하도록 결합시킨다.

물론, 상기 보조결합관(25)의 외주면에는 나사홈(25a)이 형성되며, 이 나사홈(25a)에는 플레어너트(27)가 나사홈(25a)을 따라 이동가능하게 결합된다.

그리고, 댐퍼(10)를 구성하는 연결배관부재(11)의 양단 외주면에도 나사홈(11a)을 형성시킨다.

따라서, 브레이크호스(3)와 결합된 보조결합관(25)의 선단을 연결배관부재(11)의 단부와 동축상으로 연결되게 접촉시킨 다음 상기 플레어너트(27)를 일방향으로 회전시켜 주게 되면, 상기 플레어너트(27)가 보조결 합관(25)과 연결배관부재(11)의 연결부에서 위치가 고정되면서 상기 보조결합관(25)과 연결배관부재(11)를 서로 결합시켜 주게 되고, 이에 따라 상기 브레이크호스(3)와 연결배관부재(11)는 기밀을 유지한 상태로 서로의 결합이 이루어지게 된다.

여기서, 상기 플레어너트(27)는 연결배관부재(11)의 나사홈(11a)상에 존재할 수도 있음은 물론이다.

또한, 댐퍼(10)를 구성하는 연결배관부재(11)와 챔버부재(13)의 결합구조는 다음과 같다.

즉, 연결배관부재(11)의 외주면상에 소정크기의 나사구멍(11b)을 형성시키고, 상기 나사구멍(11b)과 상응하는 크기로 형성된 챔버부재(13)의 결합부(13a)에는 그 외주면에 나사홈(13b)을 형성시킨다.

따라서, 챔버부재(13)의 결합부(13a)를 나사구멍(11b)으로 삽입시키면서 챔버부재(13)를 일방향으로 회전시켜 주게되면, 상기 챔버부재(13)는 나사체결방식으로 통해 상기 연결배관부재(11)와 기밀을 유지한 상태로 서로의 결합이 이루어지게 된다.

또한, 본 발명에 따른 댐퍼(10)는 상기 에너지흡수부재(19)와 접촉하는 피스톤부재(15)의 일면에 완충부재(21)가 일체로 결합되어 함께 구성되는데, 상기 완충부재(21)는 충격에너지의 크기에 따라 상기 피스톤부재(15)가 이동할 때 챔버부재(13)와의 직접적인 접촉을 방지함으로써, 상기 챔버부재(13)의 파손을 미리 예방시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 챔버부재(13)내에 충진되는 에너지흡수부재(19)는 통상적으로 공기(air)나 또는 질소(N)를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 상기의 댐퍼(10)는 충격에너지의 신속한 소멸을 위해 브레이크본체(5)로부터 근접된 브레이크호스(3)상에 장착되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기의 댐퍼(10)는 제동력 발생시 마스터실린더(2)에서 브레이크본체(5)쪽으로 이동되는 브레이크호스(3)내의 유압보다 상기 브레이크본체(5)에서 마스터실린더(2)쪽으로 역류되어 오는 충격에너지의 크기가 더 클 때에만 작동되면서 서로의 차에 해당하는 충격에너지만을 소멸시키게 된다.

예를 들면, 상용차의 제동력 발생시 브레이크호스(3)내의 유압의 압력은 최대 150bar 정도가 유지된다.

이에 따라, 챔버부재(13)내에 충진된 에너지흡수부재(19)의 압력도 150bar 정도가 유지되도록 설정되는 것이 바람직하다.

따라서, 브레이크본체(5)에서 마스터실린더(2)쪽으로 역류되어 오는 충격에너지의 크기가 150bar 이하일 때에는 에너지흡수부재(19)의 압력보다 낮은 압력이기 때문에 피스톤부재(21)의 이동은 발생되지 않게 된다.

즉, 피스톤부재(21)가 이동되지 않으면 충격에너지를 소멸시키는 작용도 발생되지 않지만, 이 정도의 충격에너지(제동력 발생시 브레이크호스내의 압력보다 낮은 압력을 갖는 충격에너지)는 차체의 진동 및 브레이크계의 부품손상에 큰 영향을 주지 못하는 것이기 때문에 무시해도 상관없음은 물론이다.

그러나, 브레이크본체(5)에서 마스터실린더(2)쪽으로 역류되어 오는 충격에 너지의 크기가 150bar 이상일 때에는 제동력 발생시 브레이크호스(3)내에 발생되는 유압의 압력보다 크기 때문에 피스톤부재(21)는 도 5에 도시된 바와 같이 챔버부재(13)를 따라 상승이동을 하게 된다.

이와 같이, 피스톤부재(21)가 상승이동을 하게 되면 에너지흡수부재(19)가 압축되면서 충격에너지를 흡수하게 되고, 이에 따라 150bar와의 차이에 해당하는 충격에너지는 소멸되게 된다.

또한, 역류되어 오던 충격에너지가 댑퍼(10)의 작동에 의해 소멸되어 다시 150bar를 유지하게 되면, 상승이동되었던 피스톤부재(21)는 원래의 위치로 하강하게 되어 다음번의 작동을 준비하게 된다.

따라서, 마스터실린더(2)쪽으로 역류되어 오던 충격에너지가 최초 제동력 발생시 브레이크호스(3)내에 발생되는 유압의 압력보다 클 때에는 이 차이에 해당하는 충격에너지가 본 발명에 따른 댐퍼(10)에 의해 완전히 소멸되게 되며, 이에 따라 본 발명의 댐퍼(10)를 장착한 차량은 제동시 차체의 진동이 감소되고 브레이크계의 부품손상이 줄어들게 되며, 아울러 운전자의 피로도도 경감됨으로써 안전운행에 도움이 되는 잇점이 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 브레이크호스상에 장착된 댐퍼가 마스터실린더쪽으로 역류되어 오는 충격에너지를 소멸시키게 됨으로써, 제동시 차체의 진동이 감소되고 브레이크계의 부품손상이 줄어들게 되며, 아울러 운전자의 피로도도 경감됨으로써 안전운행에 도움이 되는 효과가 있게 된다.

Claims

삭제
삭제
제동시 브레이크본체(5)에서 발생하는 진동으로 인해 브레이크호스(3)내의 유체가 충격에너지로 변환되어 마스터실린더(2)쪽으로 역류되어 올 때 상기 충격에너지를 소멸시키는 댐퍼(10)가 마스터실린더(2)와 차륜(4)을 연결하는 브레이크호스(3)상에 각각 장착되는데;

상기 댐퍼(10)는, 상기 마스터실린더(2)와 차륜(4)을 연결하는 브레이크호스(3)에 기밀을 유지하면서 내부의 통로가 연결되도록 장착되는 연결배관부재(11)와, 상기 연결배관부재(11)상에 기밀유지가 가능하도록 체결되면서 밀폐된 내부공간이 상기 연결배관부재(11)를 통해 브레이크호스(3)와 연통되는 챔버부재(13)와, 상기 챔버부재(13)내에 위치되어 마스터실린더(2)쪽으로 역류되는 충격에너지의 크기에 따라 상기 챔버부재(13)를 직선왕복 이동하는 피스톤부재(15)와, 상기 피스톤부재(15)의 외주면에 일체로 결합되어 상기 챔버부재(13)와 피스톤부재(15)사이의 기밀을 유지하는 오-링부재(17)와, 상기 오-링부재(17)에 의해 구획된 상기 챔버부재(13)의 내부공간 중 상기 연결배관부재(11)와 연통되지 않는 일측의 공간에 충진되는 에너지흡수부재(19)로 구성되면서;

상기 에너지흡수부재(19)와 접촉하는 피스톤부재(15)의 일면에는 챔버부재(13)의 보호기능을 갖춘 완충부재(21)가 일체로 결합된 것을 특징으로 하는 제동시 발생된 충격에너지를 흡수하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 댐퍼(10)는 충격에너지의 신속한 소멸을 위해 브레이크본체(5)에서 가까운 위치에 위치하도록 상기 브레이크호스(3)상에 장착된 것을 특징으로 하는 제동시 발생된 충격에너지를 흡수하기 위한 장치.
삭제