KR100940005B1 - 건설장비 차량용 주차브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설장비 차량용 주차브레이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진의 동력을 차축으로 전달하는 기어박스의 출력축 부위에 주차브레이크 장치를 설치하여, 유압의 힘에 의하여 주차브레이크의 제동이 해제되고, 유압이 제거되면서 탄성부재에 의하여 주차브레이크의 제동이 자동으로 이루어질 수 있도록 한 건설장비 차량용 주차브레이크 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 엔진의 동력을 드라이브샤프트로 분배하는 기어박스의 출력축에 결합되는 다수의 고정판과; 상기 각 고정판 사이에 배열되어, 고정플레이트와 마찰 또는 이격되는 다수의 마찰판과; 상기 기어박스의 하우징과 결합되도록 외경부에 형성된 결합몸체와, 상기 고정판 및 마찰판을 수용하도록 일측단 내경부에 형성되는 수용공간과, 수용공간의 외측쪽 인접 위치에서 출력축쪽으로 돌출된 경계단과, 상기 경계단의 외측쪽 인접 위치에 결합몸체를 관통하여 형성된 유압공급홀로 구성된 파킹케이스와; 가장 바깥쪽의 고정판을 밀어줄 수 있도록 일측단부에는 가압단이 출력축쪽으로 절곡 형성되고, 타측단부는 파킹케이스쪽으로 절곡되어 상기 파킹케이스의 경계단과 이격되면서 유압제공공간을 형성하는 유압작용단으로 이루어진 피스톤과; 상기 파킹케이스의 외측단부와 조립되는 동시에 유압작용단의 외측면과 접하게 되는 파킹커버와; 상기 파킹커버의 내면에 일체로 형성된 보스의 외경부에 삽입되는 동시에 상기 피스톤의 가압단 외면과 상기 파킹커버의 내면간에 지지되는 스프링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건설장비 차량 용 주차브레이크 장치를 제공한다.

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Description

건설장비 차량용 주차브레이크 장치{Parking braking system for construction vehicle}

본 발명은 건설장비 차량용 주차브레이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진의 동력을 차축으로 전달하는 기어박스의 출력축 부위에 주차브레이크 장치를 설치하여, 유압의 힘에 의하여 주차브레이크의 제동이 해제되고, 유압이 제거되면서 탄성부재에 의하여 주차브레이크의 제동이 자동으로 이루어질 수 있도록 한 건설장비 차량용 주차브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 상용차, 지게차 및 휠 로더 등과 같은 산업차량 및 건설장비의 주차 브레이크 장치는 습식 다판식 구조의 제동장치가 주로 사용되고 있다.

이러한 습식 다판식 구조의 제동장치는 제동력 및 조작력 그리고 내구성에 있어서 많은 장점을 가지고 있으며, 그 구성을 첨부된 도 4를 참조하여 간단히 살펴보면 다음과 같다.

도 4에 도시한 바와 같이 건설장비 차량의 습식 주차제동장치는, 차륜의 하 우징(1)내의 중심에 회전 가능하게 배열되는 드라이브샤프트(2)와, 이 드라이브샤프트(2)의 양끝단부에 스플라인 결합으로 장착되는 구동기어(3)와, 상기 하우징(1)의 내경면에 결합되는 다수개의 고정판(4)과, 상기 구동기어(3)에 스플라인으로 결합되며 연결되는 동시에 각 고정판(4)들 사이에 배치되는 다수개의 마찰판(5)과, 각 마찰판(5) 및 고정판(4)들을 유압으로 밀어줄 수 있도록 가장 안쪽에 배치된 고정판(4)의 외표면과 접하고 있는 브레이크 피스톤(6)을 포함하여 구성되어 있다.

이러한 습식 주차제동장치에 있어서, 습식 주차브레이크의 마찰판(5)들이 양측의 주브레이크(7)내에 각각 설치되어 있고, 양측의 주브레이크(7)에 장착된 마찰판(5)들을 작동시켜서 제동시키기 위해서는 양측의 마찰판(5)들에 동일한 힘을 가해야 하는데, 주차브레이크 조작레버(미도시)를 이용하여 파킹케이블을 당길시 그 당겨지는 힘이 마찰판(5)을 움직여주는 양측의 파킹레버(8)에 동일한 힘으로 분배되지 못하며, 이에 따라 양쪽의 주브레이크(7)에 동일한 힘이 전달되지 못하게 된다.

따라서, 드라이브샤프트(2)의 양단이 동일한 힘으로 제동되지 못하며 이에 따라 제동력의 불균형을 초래한다.

또한, 종래의 습식 주차제동장치는, 양쪽의 주브레이크(7)에 설치된 마찰판(15)들이 주브레이크 제동용과 주차브레이크 제동용으로 동시에 사용되는 바, 마찰판(5)들이 주브레이크를 작동시킬 때에도 사용되고, 또한 주차브레이크를 작동시킬 때에도 사용되므로 마찰판(5)들의 마모가 극대화되며 이에 따라 마찰판(5) 스트로크를 수시로 조정해야 하는 단점이 있었다.

즉, 종래의 습식 주차브레이크의 마찰판이 드라이브샤프트의 양단이 위치하는 양쪽 휠 허브에 위치하게 되므로, 이를 작동하기 위한 주차 케이블 이용시 휠허브 양쪽에 동일한 힘이 전달되지 못하는 문제점이 있고, 마찰판을 주차 브레이크에도 사용하는 동시에 서비스 브레이크 즉, 주브레이크의 작동시에도 사용함에 따라, 잦은 사용에 따른 마찰판의 마모상태를 수시로 점검해야 하는 문제점이 있었다.

한편, 첨부한 도 5 및 도 6에 도시된 종래 주차브레이크 장치의 구성을 보면, 마찰판(5) 및 고정판(4) 이외에 마찰판(5)과 고정판(4)을 밀착 구동시키는 파킹레버(8)에 유압실린더(9)가 연결되는 바, 이 유압실린더(9)의 작동에 의하여 파킹레버(8)가 당겨지거나 밀리는 작동을 하게 된다.

이렇게 주차브레이크 장치에 고가의 유압실린더(9)를 사용함에 따라, 차체 중량이 증가하고, 제작 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 엔진의 동력을 드라이브샤프트로 분배하여 전달하는 기어박스내의 출력축 부위에 주차브레이크 장치를 설치하여, 유압을 제공하면 주차브레이크의 제동이 해제되고, 유압을 해제하면서 주차브레이크의 제동이 자동으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 별도의 주차브레이크 조작이 필요없어 운전 편의성을 향상시킬 수 있고, 고가의 유압실린더 부품 및 이와 연동하는 파킹레버 등을 삭제하여 제작비용을 절감할 수 있는 건 설장비 차량용 주차브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진의 동력을 드라이브샤프트로 분배하는 기어박스의 출력축에 결합되는 다수의 고정판과; 상기 각 고정판 사이에 배열되어, 고정플레이트와 마찰 또는 이격되는 다수의 마찰판과; 상기 기어박스의 하우징과 결합되도록 외경부에 형성된 결합몸체와, 상기 고정판 및 마찰판을 수용하도록 일측단 내경부에 형성되는 수용공간과, 수용공간의 외측쪽 인접 위치에서 출력축쪽으로 돌출된 경계단과, 상기 경계단의 외측쪽 인접 위치에 결합몸체를 관통하여 형성된 유압공급홀로 구성된 파킹케이스와; 가장 바깥쪽의 고정판을 밀어줄 수 있도록 일측단부에는 가압단이 출력축쪽으로 절곡 형성되고, 타측단부는 파킹케이스쪽으로 절곡되어 상기 파킹케이스의 경계단과 이격되면서 유압제공공간을 형성하는 유압작용단으로 이루어진 피스톤과; 상기 파킹케이스의 외측단부와 조립되는 동시에 유압작용단의 외측면과 접하게 되는 파킹커버와; 상기 파킹커버의 내면에 일체로 형성된 보스의 외경부에 삽입되는 동시에 상기 피스톤의 가압단 외면과 상기 파킹커버의 내면간에 지지되는 스프링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건설장비 차량용 주차브레이크 장치를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 피스톤의 유압작용단의 외면에는 가이드홈이 형성되고, 상기 파킹커버의 내면에는 가이드홈에 삽입되는 가이드핀이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파킹케이스의 경계단 내경면과 상기 피스톤의 가압단 외경면 사이, 상기 피스톤의 유압작용단의 외경면과 상기 파킹케이스의 내경면 사이에는 오일씰이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 엔진 시동 오프시와 함께 유압을 해제하면 주차브레이크가 자동으로 작동되어서 기어박스의 출력축이 제동되고, 엔진 시동 온과 함께 유압을 제공하면 주차브레이크가 자동으로 해제되므로, 별도의 주차브레이크 수동 조작이 필요없어 운전 편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 주차 브레이크 장치는 드라이브샤프트의 중앙부위에 조립되는 기어박스내의 출력축에 조립되므로, 드라이브샤프트의 양단 허브쪽에 직접 설치되는 종래의 주차브레이크에 비하여 적은 힘으로도 제동이 가능하고 제동에 대한 신속한 응답성을 제공할 수 있다.

종래의 후차축에 설치되어 후차축의 브레이크팩을 압축시키면서 파킹을 위한 액츄에이터 역할을 하던 고가의 유압 실린더 부품 및 이와 연동하는 파킹레버 등이 필요없어지므로, 차체 중량 감소 및 제작원가를 크게 절감할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 건설장비 차량용 주차브레이크 장치를 나타내는 일부 단면 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 건설장비 차량용 주차브레이크 장치의 브레이크 해제 상태를 설명하는 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 건설장비 차량용 주차브레이크 장치의 브레이크 작동 상태를 설명하는 단면도이다.

본 발명은 엔진의 동력을 드라이브샤프트로 분배 전달하는 기어박스내의 출력축에 주차브레이크 장치를 설치하여, 엔진 시동과 함께 유압을 제공하면 주차브레이크의 제동이 자동 해제되고, 엔진 시동 오프와 함께 유압을 하제하면 탄성부재의 힘에 의하여 주차브레이크의 제동이 자동으로 이루어질 수 있도록 한 점에 특징이 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진의 동력을 드라이브샤프트로 분배하는 기어박스(10)의 출력축(12)에 다수의 고정판(14)이 스프라인 결합되고, 상기 각 고정판(14) 사이에는 다수의 마찰판(16)이 배열된다.

따라서, 브레이킹을 위해 상기 고정판(14)과 마찰판(16)에 소정의 힘을 가하게 되면, 마찰판(16)이 고정판(14)에 밀착되어 출력축(12)에 대한 브레이킹이 이루어지고, 브레이킹 해제시에는 마찰판(16)이 고정판(14)으로부터 이격되어 고정판 및 출력축(12)이 회전 가능한 상태가 된다.

이때, 상기 기어박스(10)의 하우징(11)에는 고정판(14) 및 마찰판(16)을 수용하는 수용공간이 내경부에 형성된 파킹케이스(20)가 결합된다.

보다 상세하게는, 상기 파킹케이스(20)는 외경부에 기어박스(10)의 하우 징(11)과 결합되는 결합몸체(21)가 배열되고, 기어박스쪽을 향하는 일측단 내경부에는 상기 고정판(14) 및 마찰판(16)을 수용하는 수용공간(22)이 형성되며, 또한 수용공간(22)의 외측쪽에 바로 인접한 위치에는 출력축(12)쪽으로 돌출되는 경계단(23)이 일체로 형성된다.

또한, 상기 경계단(23)의 외측쪽 인접 위치에는 결합몸체(21)를 반경방향으로 관통하는 유압공급홀(24)이 위치된다.

한편, 상기 고정판(14)중 가장 바깥쪽에 배열된 고정판(14)의 외면에는 고정판(14) 및 마찰판(16)을 가압시킬 수 있는 피스톤(30)이 위치된다.

상기 피스톤(30)의 일측단부에는 가장 바깥쪽의 고정판(14)을 밀어줄 수 있는 가압단(32)이 출력축(12)쪽으로 절곡 형성되고, 타측단부에는 파킹케이스(20)쪽으로 수직 절곡된 유압작용단(36)이 일체로 형성된다.

이때, 상기 피스톤(30)의 유압작용단(36)은 파킹케이스(20)의 경계단(23)의 외측면과 이격되면서 유압제공공간(34)을 형성하게 되고, 이 유압제공공간(34)은 파킹케이스(20)의 결합몸체(21)에 형성된 유압공급홀(24)과 서로 일치되는 상태가 된다.

상기 파킹케이스(20)의 외측단부에는 파킹커버(40)가 조립되는 바, 이 파킹커버(40)의 내측면에서 피스톤(30)의 유압작용단(36)과 접하는 부위에는 가이드핀(44)이 일체로 형성되고, 이 가이드핀(44)이 삽입되도록 피스톤(30)의 유압작용단(36)의 외면에는 가이드홈(38)이 형성된다.

또한, 상기 피스톤(30)의 가압단(32) 외면과 동일선상으로 대응되는 상기 파 킹커버(40)의 내면에는 보스(42)가 일체로 형성되고, 이 보스(42)의 외경부에는 스프링(50)이 삽입된다.

이에, 상기 스프링(50)은 피스톤(30)의 가압단(32) 외면과 파킹커버(40)의 내면간에 지지되어, 피스톤(30)의 직선 왕복 움직임에 따라 브레이킹 해제시 압축되고, 브레이킹시 피스톤(30)의 가압단(32)을 눌러주는 탄성력을 갖도록 복원된다.

한편, 상기 파킹케이스(20)의 경계단(23) 내경면과 상기 피스톤(30)의 가압단(32) 외경면 사이, 그리고 상기 피스톤(30)의 유압작용단(36)의 외경면과 상기 파킹케이스(20)의 내경면 사이에는 유압제공을 위한 유체의 기밀을 위한 오일씰(60)이 장착된다.

여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 주차브레이크 장치에 대한 작동 흐름을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 주차브레이크 장치는 엔진 시동을 오프시키면 주차브레이크가 자동으로 작동되어 기아박스의 출력축에 대한 제동이 이루어지고, 엔진 시동을 온시키면 주차브레이크가 자동으로 해제되어 기어박스의 출력축 및 이와 연결된 플랜지 요크 등이 주행을 위해 회전 가능한 상태가 된다.

엔진 시동 온 상태

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 건설장비 차량용 주차브레이크 장치의 브레이크 해제 상태를 설명하는 단면도이다.

엔진 시동시와 같은 경우, 엔진 동력이 기어박스(10)의 출력축(12)를 통해 분배되어 차량의 주행이 이루어져야 하므로, 주차브레이크 장치가 해제되어야 한 다.

즉, 엔진 시동과 동시에 유압공급수단(미도시됨)에서 유압을 자동으로 제공하거나, 또는 임의의 유압스위치를 작동시켜 유압을 제공하여 주차브레이크의 작동 해제가 이루어지도록 한다.

이에, 엔진 시동 또는 유압스위치의 조작에 따라, 유압공급수단(미도시)으로부터 유량이 파킹케이스(20)의 결합몸체(21)에 형성된 유압공급홀(24)을 통해 유입되어, 상기 피스톤(30)의 유압작용단(36)과 상기 파킹케이스(20)의 경계단(23) 사이의 유압제공공간(34)으로 들어가게 된다.

연이어, 상기 유압제공공간(34)으로 들어온 유량, 즉 유압이 피스톤(30)의 유압작용단(36)에 작용하면, 피스톤(36)이 기어박스쪽과 반대방향인 외측방향으로 밀려나게 된다.

이때, 상기 스프링(50)은 외측방향으로 밀려나는 피스톤(30)의 가압단(32)에 의하여 압축되는 상태가 된다.

따라서, 상기 고정판(14)과 마찰판(16)을 가압하고 있던 피스톤(36)의 가압단(32)도 외측방향으로 밀려나게 되므로, 고정판(14)과 마찰판(16)간의 마찰결합력이 해제되고, 결국 고정판(14)과 결합되어 있는 기어박스의 출력축(12)이 회전 가능한 상태가 되어 해당차량의 주행이 이루어질 수 있다.

한편, 상기 피스톤(36)의 유압작용단(36)에 형성된 가이드홈(38)내에 상기 파킹커버(40)의 가이드핀(44)이 삽입된 상태이므로, 상기 피스톤(36)의 직진성이 일정하게 보장될 수 있다.

엔진 시동 오프 상태

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 건설장비 차량용 주차브레이크 장치의 브레이크 작동 상태를 설명하는 단면도이다.

엔진 시동 오프시와 같은 경우, 엔진 동력이 기어박스(10)의 출력축(12)으로 전달되지 않으므로, 시동 오프와 함께 유압공급수단(미도시됨)의 작동도 멈추게 되어 유압이 공급되지 않게 되거나, 임의의 유압스위치를 해제 조작하는 동시에 유압 제공을 정지하여 주차브레이크의 작동이 이루어지도록 한다.

이에, 엔진 시동 또는 유압스위치의 해제 조작에 따라, 상기 피스톤(30)의 유압작용단(36)과 상기 파킹케이스(20)의 경계단(23) 사이의 유압제공공간(34)으로 들어가 있던 유량이 유압공급홀(24)을 통해 빠져나가 유압공급수단(미도시)으로 복귀된다.

따라서, 압축되어 있던 스프링(50)의 탄성 복원력이 피스톤(30)의 가압단(32)에 작용하여, 피스톤(30)이 고정판(14) 및 마찰판(16)쪽으로 이동하게 되고, 동시에 고정판(14)과 마찰판(16)은 서로 밀착되며 마찰 결합되어진다.

이에 따라, 마찰판(16)에 의한 마찰 결합력에 의하여 고정판(14)이 움직이지 않게 되고, 동시에 고정판(14)과 결합되어 있는 기어박스의 출력축(12)이 움직이지 않게 되어, 해당차량의 주차브레이킹이 이루어진다.

이와 같이, 엔진 시동을 온시키면서 유압을 제공하면 주차브레이크가 자동으로 해제되고, 엔진 시동을 오프시키면서 유압을 해제하면 주차브레이크가 자동으로 작동되어 기어박스의 출력축을 제동하게 되므로, 별도의 주차브레이크 수동 조작이 필요없어 운전 편의성을 향상시킬 수 있고, 본 발명의 주차브레이크 장치는 엔진의 동력을 분배하여 전달하는 기어박스의 출력축에 설치됨에 따라 드라이브샤프트의 양단 허브쪽에 직접 설치되는 종래의 수동식 주차브레이크에 비하여 적은 힘으로도 제동이 가능하고 제동에 대한 신속한 응답성을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건설장비 차량용 주차브레이크 장치를 나타내는 일부 단면 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 건설장비 차량용 주차브레이크 장치의 브레이크 작동 해제 상태를 설명하는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 건설장비 차량용 주차브레이크 장치의 브레이크 작동 상태를 설명하는 단면도,

도 4는 종래의 건설장비 차량용 주차브레이크 장치를 설명하는 단면도,

도 5 및 도 6은 종래의 건설장비 차량용 주차브레이크 장치에 유압실린더가 부가된 구성을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 기어박스 12 : 출력축

14 : 고정판 16 : 마찰판

20 : 파킹케이스 21 : 결합몸체

22 : 수용공간 23 : 경계단

24 : 유압공급홀 30 : 피스톤

32 : 가압단 34 : 유압제공공간

36 : 유압작용단 38 : 가이드홈

40 : 파킹커버 42 : 보스

44 : 가이드핀 50 : 스프링

60 : 오일씰 70 : 플랜지 요크

Claims (3)

1. 엔진의 동력을 드라이브샤프트로 분배하는 기어박스(10)의 출력축(12)에 결합되는 다수의 고정판(14)과;

   상기 각 고정판(14) 사이에 배열되어, 고정판(14)과 마찰 또는 이격되는 다수의 마찰판(16)과;

   상기 기어박스(10)의 하우징(11)과 결합되도록 외경부에 형성된 결합몸체(21)와, 상기 고정판(14) 및 마찰판(16)을 수용하도록 일측단 내경부에 형성되는 수용공간(22)과, 수용공간(22)의 외측쪽 인접 위치에서 출력축(12)쪽으로 돌출된 경계단(23)과, 상기 경계단(23)의 외측쪽 인접 위치에 결합몸체(21)를 관통하여 형성된 유압공급홀(24)로 구성된 파킹케이스(20)와;

   가장 바깥쪽의 고정판(14)을 밀어줄 수 있도록 일측단부에는 가압단(32)이 출력축(12)쪽으로 절곡 형성되고, 타측단부는 파킹케이스(20)쪽으로 절곡되어 상기 파킹케이스(20)의 경계단(23)과 이격되면서 유압제공공간(34)을 형성하는 유압작용단(36)으로 이루어진 피스톤(30)과;

   상기 파킹케이스(20)의 외측단부와 조립되는 동시에 유압작용단(36)의 외측면과 접하게 되는 파킹커버(40)와;

   상기 파킹커버(40)의 내면에 일체로 형성된 보스(42)의 외경부에 삽입되는 동시에 상기 피스톤(30)의 가압단(32) 외면과 상기 파킹커버(40)의 내면간에 지지되는 스프링(50)을 포함하여 구성되며;

   상기 피스톤(30)의 유압작용단(36)의 외면에는 가이드홈(38)이 형성되고, 상기 파킹커버(40)의 내면에는 가이드홈(38)에 삽입되는 가이드핀(44)이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 건설장비 차량용 주차브레이크 장치.
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