KR100986102B1 - 차량의 제동동력 회생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 제동동력 회생장치에 관한 것으로서, 특히, 제동시에 구동축의 회전력을 전달받은 후, 정차시에 그 회전력을 지속적으로 유지하였다가 출발시 초기 구동에 다시 사용하기 위한 장치에 관한 것으로서, 외주면에 톱니(110)가 형성되어 구동축(600)의 중단에 고정된 원판형상의 톱니판(100)과; 상기 톱니판(100)의 내측에 위치하여 구동축(600)의 외주면 상에서 회전 가능한 회전중량체(200)와; 상기 톱니판(100)과 회전중량체(200) 사이에 마련되되, 상기 톱니(110)에 선택적으로 접촉하는 삼각기둥 형상의 동력전달기어(310)가 외면을 일주하여 다수개 회동 가능하게 지지된 제어링(300)과; 차체에 회동 가능하게 지지된 동시에, 제1액추에이터(410)에 의하여 횡방향으로 유동 가능하고, 상기 회전중량체(200)를 관통하여 상기 제어링(300)에 고정된 구동로드(420)가 두 개 이상 횡방향으로 연장 형성된 클러치부재(400)와; 상기 동력전달기어(310)를 외측에서 감싸되, 상기 클러치부재(400)에 마련된 제2액추에이터(510)에 의하여 소정 각도 내에서 양방향 회동 가능한 체인(500)으로 구성되어, 브레이크패드의 마모를 저감시킬 수 있으며, 차량의 연비를 크게 향상시켜 차량의 상품성을 극대화시킬 수 있도록 하는 것이다.

톱니판, 회전중량체, 제어링, 클러치부재, 액추에이터, 체인, 구동축

Description

차량의 제동동력 회생장치{Apparatus for returning a brake power for vehicle}

도 1은 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치를 도시하는 정단면도,

도 2는 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치에 대한 요부의 분해사시도,

도 3은 도 1의 A-A선의 단면도,

도 4는 도 1의 B-B선의 단면도,

도 5 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치의 작동상태를 도시하는 정단면도,

도 6 내지 도 8은 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치에 대한 제동시의

동작상태도,

도 9 내지 도 11은 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치에 대한 출발시의

동작상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 톱니판 110 : 톱니

200 : 회전중량체 300 : 제어링

310 : 동력전달기어 400 : 클러치부재

410 : 제1액추에이터 420 : 구동로드

500 : 체인 520 : 제2액추에이터

600 : 구동축 700 : 베어링

본 발명은 차량의 제동동력 회생장치에 관한 것으로서 특히, 제동시에 구동축의 회전력을 전달받은 후, 정차시에 그 회전력을 지속적으로 유지하였다가 출발시 초기 구동에 다시 사용하기 위한 장치로써, 브레이크패드의 마모를 저감시킬 수 있으며, 차량의 연비를 크게 향상시켜 차량의 상품성을 극대화시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 주행시 주변 환경에 따라 정지 및 출발을 반복적으로 수행하게 되는데, 출발시에는 물론 정지시에도 많은 에너지를 소비하기 때문에 정지 및 출발을 빈번하게 반복함에 따라 연비는 크게 떨어지게 된다.

그러나, 일반적인 차량에는 제동시 구동축의 회전운동 에너지를 일시적으로 저장하였다가 출발시 다시 사용하지는 못하고, 브레이크패드의 마찰에너지로 소모하고 있다는 기술상의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 차량의 제동시 회전중량체가 구동축의 회전력을 전달받아 정차시에 그 회전력을 관성적으로 유지하였다가, 출발시 구동축의 초기 구동을 도울 수 있음으로써, 브레이크패드의 마모를 저감시킬 수 있으며, 차량의 연비를 크게 향상시켜 차량의 상품성을 극대화시킬 수 있도록 하는 차량의 제동동력 회생장치를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 외주면에 톱니가 형성되어 구동축의 중단에 고정된 원판형상의 톱니판과; 상기 톱니판의 내측에 위치하여 구동축의 외주면 상에서 회전 가능한 회전중량체와; 상기 톱니판과 회전중량체 사이에 마련되되, 상기 톱니에 선택적으로 접촉하는 삼각기둥 형상의 동력전달기어가 외면을 일주하여 다수개 회동 가능하게 지지된 제어링과; 차체에 회동 가능하게 지지된 동시에, 제1액추에이터에 의하여 횡방향으로 유동 가능하고, 상기 회전중량체를 관통하여 상기 제어링에 고정된 구동로드가 두 개 이상 횡방향으로 연장 형성된 클러치부재와; 상기 동력전달기어를 외측에서 감싸되, 상기 클러치부재에 마련된 제2액추에이터에 의하여 소정 각도 내에서 양방향 회동 가능한 체인으로 구성함으로써 달성된다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치를 도시하는 정단면도이며, 도 2는 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치에 대한 요부의 분해사시도이다.

그리고, 도 3은 도 1의 A-A선의 단면도이며, 도 4는 도 1의 B-B선의 단면도 이고, 도 5 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치의 작동상태를 도시하는 정단면도이다.

또한, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치에 대한 제동시의 동작상태도이고, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치에 대한 출발시의 동작상태도이다.

본 발명의 차량의 제동동력 회생장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 외주면에 톱니(110)가 형성되어 구동축(600)의 중단에 고정된 원판형상의 톱니판(100)과; 상기 톱니판(100)의 내측에 위치하여 구동축(600)의 외주면 상에서 회전 가능한 회전중량체(200)와; 상기 톱니판(100)과 회전중량체(200) 사이에 마련되되, 상기 톱니(110)에 선택적으로 접촉하는 삼각기둥 형상의 동력전달기어(310)가 외면을 일주하여 다수개 회동 가능하게 지지된 제어링(300)과; 차체에 회동 가능하게 지지된 동시에, 제1액추에이터(410)에 의하여 횡방향으로 유동 가능하고, 상기 회전중량체(200)를 관통하여 상기 제어링(300)에 고정된 구동로드(420)가 두 개 이상 횡방향으로 연장 형성된 클러치부재(400)와; 상기 동력전달기어(310)를 외측에서 감싸되, 상기 클러치부재(400)에 마련된 제2액추에이터(510)에 의하여 소정 각도 내에서 양방향 회동 가능한 체인(500)으로 구성되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.

이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 제동시에는 구동축(600)의 회전력을 회전중량체(200) 가 전달받았다가, 차량 정지시에 상기 구동축(600)이 완전히 정지하더라도 상기 회전중량체(200)는 관성적으로 계속 회전하며, 차량의 출발시에는 회전하고 있던 상기 회전중량체(200)가 다시 상기 구동축(600)에 회전력을 전달하게 되는 것이다.

여기에서 상기 구동축(600)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 엔진으로부터 회전력을 전달받아 차륜을 회전시키는 구성요소로 차체에 회전 가능하게 지지되어 있으며, 상기 구동축(600)의 중단에는 외주면을 일주하여 톱니(110)가 형성되어 있는 원판형태의 톱니판(100)이 고정되어 있어, 상기 구동축(600)과 톱니판(100)은 일체로 회전하게 되는 것이다.

그리고, 상기 톱니판(100)의 안쪽으로는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 비중이 매우 높아 부피에 비하여 자중이 매우 큰 재질로 이루어져 회전시 큰 관성에너지를 보유할 수 있는 원판형상의 회전중량체(200)가 상기 구동축(600)의 중단에 회전 가능하게 마련되어 있어, 상기 구동축(600)과 회전중량체(200)는 각각 독립적으로 회전하게 된다.

또한, 상기 톱니판(100)과 회전중량체(200) 사이에는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 톱니판(100)의 외경보다 다소 큰 제어링(300)이 위치하게 되며, 상기 제어링(300)의 외측면에는 삼각기둥 형상의 동력전달기어(310)가 상기 제어링(300)을 일주하여 다수개 회동 가능하게 마련된다.

이때, 도 3과 같이 상기 제어링(300)에 동력전달기어(310)를 회전 가능하게 지지시키는 회전축(311)의 지지 위치는 상기 동력전달기어(310)의 모서리가 상기 톱니판(100)의 톱니(110)에 접촉하여 회전할 수 있는 위치에 설정하여야 한다.

그리고, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 회전중량체(200)의 안쪽으로는 회전 가능하게 차체에 지지되어 제1액추에이터(410)에 의하여 횡방향으로 소정 거리 유동 가능한 클러치부재(400)가 동심축선 상에 마련되며, 상기 클러치부재(400)의 외측면에는 두 개 이상의 구동로드(420)가 돌출되어 있다.

이때, 상기 구동축(600)과 클러치부재(400)는 도 1과 같이 베어링(700)에 의하여 차체에 회동 가능하게 지지되는 것이 본 발명에 있어서 바람직하다.

그리고, 상기 구동로드(420)의 일측은 도 1 및 도 2와 같이 상기 클러치부재(400)의 외측면에 고정되고, 그 중단은 상기 회전중량체(200)를 관통하여 타측 단부가 상기 제어링(300)의 내측면에 고정되어 있어 모두 함께 회동할 수 있는 것이다.

그렇지만, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 클러치부재(400)의 횡방향 유동시 구동로드(420)가 관통한 상기 회전중량체(200)는 횡방향으로 유동하지는 않고, 상기 제어링(300)만이 상기 클러치부재(400)와 함께 횡방향으로 유동하게 되는 것이다.

이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 클러치부재(400)가 제1액추에이터(410)에 의하여 차체 외측으로 이동할 경우 제어링(300)도 함께 외측으로 이동하면서 상기 제어링(300)에 회전 가능하게 지지된 동력전달기어(310)가 톱니판(100)의 톱니(110)에 맞물리게 되지만, 반대로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 클러치부재(400)가 제1액추에이터(410)에 의하여 차체 내측으로 이동할 경우에는 상기 제어링(300)도 내측으로 이동하여 상기 동력전달기어(310)가 상기 톱니판(100)으로부터 이격되는 것이다.

즉, 도 1과 같이 상기 클러치부재(400)가 제1액추에이터(410)에 의하여 차체 외측으로 돌출될 경우 제어링(300)과 톱니판(100) 상호 간에 회전력을 주고받을 수 있으나, 도 5와 같이 상기 클러치부재(400)가 차체 내측으로 들어올 경우 제어링(300)은 톱니판(100)으로부터 이격되어 상호 회전력 전달이 이루어지지 않는 것이다.

이에 따라, 차량 제동시 구동축(600)의 회전력을 회전중량체(200)에 일시적으로 전달하였다가 차량 출발시 회전중량체(200)의 회전력을 다시 구동축(600)에 전달하기 위해서는, 차량의 제동 및 출발시 상기 톱니판(100)과 제어링(300)이 일시적으로 회전력을 전달할 수 있도록 상기 제1액추에이터(410)를 통하여 클러치부재(400)를 도 1과 같이 차체 외측으로 돌출 시키게 되는 것이다.

그러나, 차량의 정지시 및 일반 주행시에는 도 5와 같이 상기 제1액추에이터(410)를 통하여 클러치부재(400)를 차체 내측으로 이동시켜 톱니판(100)과 제어링(300)이 상호 회전력을 전달하지 않도록 한다.

그리고, 상기 제어링(300)을 일주하여 회전 가능하게 지지된 다수의 동력전달기어(310) 외측에는 도 3과 같이 상기 동력전달기어(310)의 회전 방향을 선택적으로 제한할 수 있는 체인(500)이 감겨져 있으며, 상기 체인(500)이 소정 각도 내에서 양방향으로 회동할 수 있도록 제2액추에이터(510)가 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 클러치부재(400)의 내측면에 마련되어 있다.

이때, 상기 체인(500)은 도 3과 같이 다수의 핀(520)에 의하여 각 연결요소 (530)가 연결되어 있는 것으로 상기 핀(520)의 위치에 따라 상기 동력전달기어(310)의 회전 방향이 선택적으로 제한될 수 있는 것이며, 상기 제2액추에이터(510)에는 방향절환로드(540)가 도 1 및 도 4와 같이 돌출되어 상기 체인(500)의 중단에 도 2와 같이 연결되어 있어 제2액추에이터(510)의 동작에 따라 상기 방향절환로드(540)가 소정 각도 내에서 양방향 회동함으로써, 상기 체인(500)이 제어링(300)의 외측을 감싼 상태로 소정 간격 움직이게 되는 것이다.

즉, 상기 제2액추에이터(510)에 의하여 도 4에 도시된 방향절환로드(540)가 우측방향으로 회동함에 따라 상기 체인(500)의 핀(520)이 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 동력전달기어(310)의 회전축(311)보다 좌측 상부에 위치하게 됨으로써, 도 8과 같이 상기 동력전달기어(310)의 반시계방향 회전은 가능하지만 도 6 및 도 7과 같이 시계방향으로의 회전은 제한된다.

반대로, 상기 제2액추에이터(510)에 의하여 도 4에 도시된 방향절환로드(540)가 좌측방향으로 회동함에 따라 상기 체인(500)의 핀(520)이 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 동력전달기어(310)의 회전축(311)보다 우측 상부에 위치하게 됨으로써, 도 11과 같이 상기 동력전달기어(310)의 시계방향 회전은 가능하지만 도 9 및 도 10과 같이 반시계방향으로의 회전은 제한되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치에 대한 상세한 작동예를 도면을 참조하여 명확히 설명하면 다음과 같다.

이때, 설명을 더욱 명확히 하기 위하여 차량을 우측에서 보았을 때 구동축(600)이 반시계방향으로 회전하면서 차량이 진행하고 있는 경우를 예로 들어 아래 에 설명한다.

우선, 차량의 통상 주행시에는 클러치부재(400)가 제1액추에이터(410)에 의하여 도 5와 같이 차체 내측으로 이동한 상태를 유지하기 때문에, 제어링(300)과 톱니판(100)은 상호 이격된 상태이므로 별도의 회전력 전달을 수행하지 않으며, 단순히 구동축(600)과 톱니판(100)만이 엔진에 의하여 측면에서 보았을 때 반시계방향으로 회전하면서 차량이 진행하게 된다.

만약, 운전자가 차량을 제동시키게 되면 상기 제1액추에이터(410)가 클러치부재(400)를 도 1과 같이 차체 외측으로 이동시키게 되어 제어링(300)과 톱니판(100) 상호간에 동력을 전달할 수 있도록 해주며, 이와 동시에, 제2액추에이터(510)는 방향절환로드(540)를 통하여 체인(500)을 측면에서 보았을 때 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 소정 각도 이동시킨다.

이에 따라, 상기 제어링(300)에 마련된 동력전달기어(310)는 오직 반시계방향으로만 회전할 수 있는 상태로 전환되는 것이다.

이때, 제어링(300)은 도 6과 같이 정지한 상태이며 톱니판(100)은 빠른 속도로 회전하고 있는 상태이므로, 상기 톱니판(100)의 톱니(110) 좌측면이 동력전달기어(310)의 우측면에 닿게 될 경우 도 7과 같이 톱니판(100)의 회전력이 상기 동력전달기어(310)에 전달되는데, 상기 동력전달기어(310)는 체인(500)의 핀(520)에 의하여 시계방향 회전이 제한되어 상기 동력전달기어(310)를 지지하고 있는 제어링(300)이 반시계방향으로 회전하게 되는 것이다.

이에 따라, 구동로드(420)에 의하여 클러치부재(400) 및 회전중량체(200)도 상기 제어링(300)과 함께 반시계방향으로 회전하기 시작하는 것이다.

이후, 상기 톱니판(100)으로부터 회전력을 전달받는 제어링(300)의 회전이 점차적으로 빨라지는 것에 반하여, 상기 톱니판(100)은 제동장치에 의하여 지속적으로 회전속도가 저하되어, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 톱니판(100)의 톱니(110) 우측면에 동력전달기어(310)의 좌측면이 닿을 경우 상기 동력전달기어(310)가 반시계방향으로 회전하게 됨으로써, 상기 톱니판(100)이 완전히 정지하더라도 상기 제어링(300)은 클러치부재(400) 및 회전중량체(200)와 함께 관성력에 의하여 지속적으로 회전하고 있는 상태를 유지한다.

상기와 같이 차량이 제동하여 구동축(600)과 톱니판(100)이 완전히 멈출 경우 도 5와 같이 제1액추에이터(410)는 클러치부재(400)를 차체 내측으로 이동시키게 되어, 상기 제어링(300)을 톱니판(100)으로부터 이격시키게 되며, 이와 같이 차량이 완전히 정지한 경우에도 클러치부재(400) 및 제어링(300)은 물론 회전중량체(200)가 관성력에 의하여 지속적으로 회전하고 있는 것이다.

이후, 운전자가 차량을 출발시키게 되면 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1액추에이터(410)가 클러치부재(400)를 차체 외측으로 이동시키게 되어 제어링(300)과 톱니판(100) 상호간에 동력을 전달할 수 있도록 해주며, 이와 동시에, 제2액추에이터(510)는 방향절환로드(540)를 통하여 체인(500)을 측면에서 보았을 때 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 시계방향으로 소정 각도 이동시킨다.

이에 따라, 상기 제어링(300)에 마련된 동력전달기어(310)는 오직 시계방향으로만 회전할 수 있는 상태로 전환되는 것이다.

이때, 도 9와 같이 톱니판(100)은 정지한 상태이며 제어링(300)은 회전중량체(200)의 관성력에 의하여 빠른 속도로 회전하고 있는 상태이므로, 도 10과 같이 상기 톱니판(100)의 톱니(110) 우측면이 동력전달기어(310)의 좌측면과 닿게 될 경우 제어링(300)의 회전력이 상기 동력전달기어(310)를 통하여 상기 톱니(110)에 전달되는데, 상기 동력전달기어(310)는 체인(500)의 핀(520)에 의하여 반시계방향 회전이 제한되어, 상기 동력전달기어(310)가 톱니판(100)을 반시계방향으로 회전시키게 되는 것이다.

이에 따라, 상기 톱니판(100)이 고정된 구동축(600)을 회전시킴으로써, 기본적으로 엔진의 구동력에 상기 톱니판(100)의 회전력이 더해져 적은 동력으로도 차량의 출발이 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.

이후, 상기 제어링(300)으로부터 회전력을 전달받는 톱니판(100)의 회전이 점차적으로 빨라지는 것에 반하여, 상기 제어링(300)은 점차적으로 회전속도가 저하되어, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 톱니판(100)의 톱니(110) 좌측면에 동력전달기어(310)의 우측면이 닿을 경우 상기 동력전달기어(310)가 시계방향으로 회전하게 됨으로써, 상기 제어링(300)이 완전히 정지하더라도 상기 톱니판(100)은 구동축(600)과 함께 지속적으로 회전하게 되어 차량이 진행하게 된다.

상기와 같이 차량이 출발한 후 제어링(300), 클러치부재(400), 그리고 회전중량체(200)가 완전히 멈출 경우 도 5와 같이 제1액추에이터(410)는 클러치부재(400)를 차체 내측으로 이동시키게 되어, 상기 제어링(300)을 톱니판(100)으로부터 이격시키게 된다.

따라서, 본 발명의 차량의 제동동력 회생장치는 구동축(600)과 회전중량체(200)가 회전력을 상호 선택적으로 전달할 수 있도록 함으로써, 차량 제동시 구동축(600)의 회전력을 회전중량체(200)가 일시적으로 전달받았다가 차량의 출발시 다시 사용할 수 있음으로써, 간단한 구조로 차량의 제동은 물론 출발을 도울 수 있어 브레이크패드의 마모를 저감시킬 수 있을 뿐 아니라, 연비를 크게 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 있는 발명인 것이다.

이상과 같은 본 발명은 차량의 제동시 회전중량체가 구동축의 회전력을 전달받아 정차시에 그 회전력을 관성적으로 유지하였다가, 출발시 구동축의 초기 구동을 도울 수 있음으로써, 브레이크패드의 마모를 저감시킬 수 있으며, 차량의 연비를 크게 향상시켜 차량의 상품성을 극대화시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 외주면에 톱니가 형성되어 구동축의 중단에 고정된 원판형상의 톱니판과;

   상기 톱니판의 내측에 위치하여 구동축의 외주면 상에서 회전 가능한 회전중량체와;

   상기 톱니판과 회전중량체 사이에 마련되되, 상기 톱니에 선택적으로 접촉하는 삼각기둥 형상의 동력전달기어가 외면을 일주하여 다수개 회동 가능하게 지지된 제어링과;

   차체에 회동 가능하게 지지된 동시에, 제1액추에이터에 의하여 횡방향으로 유동 가능하고, 상기 회전중량체를 관통하여 상기 제어링에 고정된 구동로드가 두 개 이상 횡방향으로 연장 형성된 클러치부재와;

   상기 동력전달기어를 외측에서 감싸되, 상기 클러치부재에 마련된 제2액추에이터에 의하여 소정 각도 내에서 양방향 회동 가능한 체인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 제동동력 회생장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 구동축과 클러치부재는 베어링에 의하여 차체에 회동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 차량의 제동동력 회생장치.

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