KR101047627B1 - Electric brake system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 브레이크 페달과, 상기 브레이크 페달의 가압에 따라 동작하는 브레이크 피스톤을 구비한 차량의 전기 브레이크 시스템에 있어서, 축전지와, 판면에 영구자석이 부착된 브레이크 디스크와, 일단부가 상기 축전지와 접속되며 상기 브레이크 페달의 가압여부에 의해 온오프되는 스위치와, 상기 영구자석에 대향하게 마련되며 권선수를 결정하는 다수의 코일접점을 갖는 코일부와, 상기 브레이크 페달의 가압력에 대응하여 상기 스위치의 타단부를 소정의 코일접점과 연결시키는 코일수 조정장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 패드와 디스크와의 마찰을 회피하고 디스크를 회전시키는 운동에너지를 전기에너지로 변환시켜 제동이 이루어지도록 하여 열적인 문제와 구조상의 문제를 해결하여 제동 효율을 향상시킬 수 있다.
The present invention provides an electric brake system for a vehicle having a brake pedal and a brake piston operating according to the pressurization of the brake pedal, wherein the battery, a brake disc having permanent magnets attached to the plate surface, and one end thereof are connected to the battery. A switch which is turned on or off by pressing the brake pedal, a coil part provided to face the permanent magnet and determining a number of turns, and the other end of the switch in response to a pressing force of the brake pedal; It characterized in that it comprises a coil number adjusting device for connecting to the predetermined coil contact. As a result, the braking efficiency can be improved by avoiding friction between the pad and the disk and converting the kinetic energy for rotating the disk into electrical energy to perform braking, thereby solving thermal and structural problems.
브레이크 시스템, 전자기 유도Brake system, electromagnetic induction
Description
도 1은 종래의 디스크 시스템의 구성도,1 is a block diagram of a conventional disk system;
도 2는 도 1의 브레이크 시스템의 구성도,2 is a configuration diagram of the brake system of FIG. 1;
도 3은 본 발명에 따른 전기 브레이크 시스템의 구성도, 3 is a configuration diagram of an electric brake system according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 전기 브레이크 시스템의 전체 구성도,4 is an overall configuration diagram of an electric brake system according to the present invention;
도 5는 도 4의 코일수 조정장치의 측면도5 is a side view of the coil number adjusting device of FIG.
도 6은 도 5의 코일수 조정장치의 동작 설명도,6 is an operation explanatory diagram of the coil number adjusting device of FIG. 5;
도 7a 내지 7c는 도 3의 브레이크 작동상황별 시스템의 구성도,7a to 7c is a configuration diagram of the brake operation status system of FIG.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
1 : 디스크 2 : 축전지 1
3 : 스위치 10 : 전기 제동 장치 3: switch 10: electric braking device
15 : 영구자석 20 : 코일부15: permanent magnet 20: coil portion
21 : 코일접점 22 : 절연체21: coil contact 22: insulator
30 : 코일수 조정장치 32 : 피스톤 실린더30: coil number adjusting device 32: piston cylinder
33 : 피스톤 로드 34 : 리턴 스프링33: piston rod 34: return spring
35 : 접점단자 36 : 접점로드
35: contact terminal 36: contact rod
본 발명은 차량의 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크 페달과, 상기 브레이크 페달의 가압에 의해 동작하는 브레이크 피스톤을 구비한 차량에서 전자기 유도현상을 이용한 전기 브레이크 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a brake system of a vehicle, and more particularly, to an electric brake system using electromagnetic induction in a vehicle having a brake pedal and a brake piston operated by pressurization of the brake pedal.
일반적으로 자동차에서 브레이크 시스템은 차축에 설치되어 차량이 서행하거나 정지하려고 할 때 차축의 회전을 강제로 정지시키는 역할을 하는 것으로 브레이크 디스크, 캘리퍼, 패드, 캐리어로 구성된다. 차량 제동시 디스크와 패드가 마찰하여 고온의 열을 발생하므로 디스크는 열과 마찰에 충분히 견딜 수 있어야 하고, 부식되지 않아야 하며, 열을 효율적으로 방출하여 축열되지 않아야 한다.In general, in a vehicle, a brake system is installed on the axle and serves to forcibly stop the rotation of the axle when the vehicle slows down or stops. The brake system includes a brake disc, a caliper, a pad, and a carrier. Since the disk and the pad friction with the vehicle to generate a high temperature heat, the disk must be able to withstand the heat and friction, must not be corroded, and must not efficiently accumulate heat to accumulate heat.
도 1은 종래의 디스크 시스템을 예시한 것으로서, 구동축에 부착되어 회전하는 디스크(110)와 이와 직접 접촉하여 제동하는 패드(120), 패드(120)를 고정하고 작동시키는 캘리퍼(130), 캘리퍼(130)를 지지하는 캐리어(140)가 연결되어 있다.1 illustrates a conventional disk system, and includes a
그런데, 도 2의 브레이크 시스템에서 회전하는 디스크를 제동하기 위해서는 피스톤(134)에 의해 패드(120)가 디스크(110)와 직접 접촉하여 마찰에 의해 열을 발생시킴으로써 회전하는 운동에너지를 열에너지로 변환하여 제동하게 되는데 다음의 문제점이 발생된다. 첫째로, 마찰열에 의하여 디스크가 가열되며, 이로 인해 디스크 변형이 발생한다. 디스크가 변형하게 되면 패드와의 접촉이 완전하지 못하여 마찰력이 감소되며 패드 마모가 이상적이지 못한다. 둘째로, 패드가 가열되면 피스 톤으로 열이 전달되고 피스톤을 작동시키는 유압시스템을 가열하여 기포 발생하는데, 기포가 발생하면 피스톤의 정상적인 작동을 방해하여 제동력이 감소한다. 셋째로, 패드가 마모되므로 정기적인 교체가 필요하다. 넷째로, 견고한 마찰력을 유지하기 위하여 패드를 지탱하고 있는 캘리퍼가 강한 강성이 요구되며 이는 캘리퍼의 무게와 강도를 증가시켜서, 제작비를 상승시킨다. 또한, 디스크의 원활한 냉각을 위하여 디스크내 냉각핀을 설치하는 등의 디스크 부가설계가 필요하므로, 제작비가 상승된다.
However, in order to brake the rotating disk in the brake system of FIG. 2, the
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 디스크의 회전력을 전자기력으로 변환하는 전자기 유도장치를 설치하여 종래의 디스크와 패드의 마찰력에 의해 제동시에 발생하는 문제점을 해소하는 전기 브레이크 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, by installing an electromagnetic induction device for converting the rotational force of the disk into an electromagnetic force, the electric brake system to solve the problems caused when braking by the frictional force of the disk and the conventional disk The purpose is to provide.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 페달과, 상기 브레이크 페달의 가압에 따라 동작하는 브레이크 피스톤을 구비한 차량의 전기 브레이크 시스템에 있어서, 축전지와, 판면에 영구자석이 부착된 브레이크 디스크와, 일단부가 상기 축전지와 접속되며 상기 브레이크 페달의 가압여부에 의해 온오프되는 스위치와, 상기 영구자석에 대향하게 마련되며 권선수를 결정하는 다수의 코일접점 을 갖는 코일부와, 상기 브레이크 페달의 가압력에 대응하여 상기 스위치의 타단부를 소정의 코일접점과 연결시키는 코일수 조정장치를 포함하는 것에 의해 달성된다.The present invention for achieving the above object, in an electric brake system of a vehicle having a brake pedal and a brake piston operating in accordance with the pressurization of the brake pedal, the storage battery and a brake disk having a permanent magnet attached to the plate surface A coil part having one end connected to the storage battery and turned on or off by pressing the brake pedal, a coil part provided to face the permanent magnet and determining a number of turns, and a coil part of the brake pedal. It is achieved by including a coil number adjusting device for connecting the other end of the switch with a predetermined coil contact in response to the pressing force.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 디스크(1)의 원주를 따라 판면에 다수의 영구자석(15)을 부착한다. 그리고, 후술할 도 4에 도시된 바와 같이, 디스크(1)의 일부 판면을 내포하는 전기 제동 장치(10)를 마련한다. 3 is a block diagram of a brake system according to the present invention. As shown in FIG. 3, a plurality of
본 발명의 전기 제동 장치(10)의 작동원리는 전자기 유도현상을 이용한 것이다. 전자기 유도현상은 코일에 자석을 인접하게 접근시켰다가 멀리하면 코일에 연결된 도선에 전류가 유도되고 코일내의 자기장을 변화시켜 전압이 유도되는 것을 말한다. 이때, 자기장내에 구리도선의 수가 많으면 많을수록 자석이 빠르게 움직일수록 큰 전압이 유도된다. 또한, 유도되는 전압이 크면 클수록 코일속에서 자석이 움직이는데 많은 에너지가 필요하게 된다. 이를 수식으로 표현하면, ε=-N(dφ/dt)이다. 여기서, ε는 유도 기전력이고, N은 코일 감긴 횟수, φ는 자기장의 크기, t는 시간이다. 이는, 자석의 운동에너지가 되는 디스크(1)의 회전력이 감소하여 유도기전력으로 변환됨을 나타낸다. 즉, 디스크(1)의 회전력이 감소되어 제동이 이루어진다. The operating principle of the
상술한 원리에 따라 동작하도록, 영구자석(15)이 대향하는 전기 제동 장치(10)의 판면에는 전자기 유도를 위해 다수의 코일이 묶여진 코일부(20)가 부착되어 있고, 코일부(20)는 코일수 조정장치(30)와, 축전지(2) 및 스위치(3)와 접속되어 있다. 스위치(3)는 브레이크 페달(4)의 가압여부에 따라 온오프되는 스위치로서, 주행중에는 오프 상태이고, 브레이크 페달(4)을 밟으면 온 상태가 되어, 디스크(1)의 영구자석(15)과 코일부(20)와 축전지(2)로 구성되는 전자기 유도 회로를 동작시키는 기능을 한다.In order to operate according to the above-described principle, the
도 4는 본 발명에 따른 전자기 브레이크 시스템의 전체 구성도이고, 도 5는 도 4의 코일수 조정장치의 측면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전지 제동 장치(10)는 브레이크 페달(4)의 가압여부에 따라 온오프되는 스위치(3)와, 권선수를 결정하는 다수의 코일접점을 갖는 코일부(20)와, 브레이크 페달(4)의 가압력에 대응하여 축전지(2)를 소정의 권선수에 해당하는 코일접점과 연결시키는 코일수 조정장치(30)로 구성된다.4 is an overall configuration diagram of an electromagnetic brake system according to the present invention, and FIG. 5 is a side view of the coil number adjusting device of FIG. 4. As shown in FIG. 4, the
코일부(20)는 절연체에 권선된 다수의 코일묶음 및 코일묶음에 연결된 코일접점을 가진다. The
코일수 조정장치(30)는 브레이크 피스톤(6)과 연통하는 피스톤 실린더(32)와, 브레이크 피스톤(6)으로부터 피스톤 실린더(32)내로 유입되는 브레이크액에 의해 이동하는 피스톤 로드(33)와, 피스톤 실린더(32)의 단부로부터 연장형성되어 피스톤 로드(33)의 단부를 지지하는 한 쌍의 접점로드(36)로 구성된다. 각 접점로드(36)상에는 상기 코일부(20)의 코일접점과 연결되는 다수의 접점이 마련된다. The coil
브레이크 페달(4)의 가압력에 따른 브레이크 피스톤(6)의 브레이크 액이 피스톤 실린더(32)로 유입되어 피스톤 로드(33)가 이동하고, 피스톤 로드(33)의 단부 는 어느 하나의 코일 접점과 접촉된다. The brake fluid of the
브레이크 페달(4)이 작동하면 스위치(3)가 온되어 전자기 유도 회로가 구성된다. 이러한 상태에서 브레이크가 가압되는 힘에 따라 브레이크 피스톤(6)이 작동하여 코일수 조정장치(30)로 브레이크액이 이동된다. 이에 따라 코일수 조정장치(30)의 피스톤 실린더(32)내에서 피스톤 로드(33)가 이동된다. When the
여기서, 브레이크 페달(4)을 밟는 순간에 디스크(1)가 회전되는 상태이므로, 디스크(1)에 부착된 영구자석(15)과 코일부(20)의 상호작용에 의해 코일부(20)에 전류가 유도되어 축전지(2)를 충전시킨다. 즉, 디스크(1)의 회전력에 의한 운동에너지가 전기 에너지로 변환되어 디스크(1)의 회전력이 점차 약해져서 멈추게 된다.Here, since the
도 6은 도 4의 코일수 조정장치(30)의 동작 설명도이다. 브레이크 페달(4)을가압함에 따라 피스톤 로드(33)가 동작한다. 브레이크 페달(4)을 강하게 밟을수록 피스톤 로드(33)가 우측으로 이동한다. 브레이크 페달(4)에서 발을 떼어 비제동시에는 피스톤 실린더(32)내의 복원스프링(34)에 의하여 초기 상태로 이동한다. FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the coil
상술한 구성을 갖는 전기 제동 장치의 동작은 다음과 같다. 운전자가 브레이크 페달(4)을 밟으면, 스위치(3)가 온되어 코일수 조정장치(30)의 피스톤(32, 33)과 코일부(20) 및 축전지(2)가 연결된다. 브레이크 페달(4)을 가압하여 제동이 시작되면, 브레이크 피스톤(6)이 전진하면서 브레이크액을 코일수 조정장치(30)의 피스톤 실린더(32)로 밀어낸다. 이에 따라 피스톤 실린더(32)내의 유압이 증가하여, 피스톤 로드(33)가 우측으로 이동한다. 이때, 피스톤 로드(33)가 우측으로 이동할수록 코일부(20)에 접점되는 코일수가 많아져 제동력이 증가된다. 그러나, 비제동 을 위해 브레이크 페달(4)을 밟는 힘이 줄어들면, 유압이 감소하여 복원 스프링(34)에 의해 피스톤 로드(33)가 좌측으로 이동하고, 접점되는 코일수가 적어져 제동력이 감소된다. The operation of the electric braking device having the above-described configuration is as follows. When the driver presses the
도 7a 내지 7c는 도 3의 브레이크 작동상황별 시스템의 구성도이다. 7A to 7C are configuration diagrams of the brake operation status system of FIG. 3.
도 7a는 차량이 주행중인 상태로, 제동력이 필요없으므로 전자기 유도 회로를 구성하는 스위치(3)는 오프상태이다. 이때, 코일과 자석간의 인력 발생이 없다. FIG. 7A shows a state in which the vehicle is running, and since the braking force is not required, the
그러나, 도 7b는 차량이 약제동력을 필요로 하는 경우이므로, 코일수 조정장치(30)를 이용하여 전자기 유도 회로를 구성하는 코일부(20)의 권선수를 작게 하여 약한 제동력을 유도한다. However, since FIG. 7B is a case where the vehicle needs the pharmacokinetic power, the number of windings of the
또한, 도 7c는 차량이 강한 제동력을 필요로 하는 경우이므로, 코일수 조정장치(30)를 이동시켜 전자기 유도 회로를 구성하는 코일부(20)의 권선수를 크게 조절하여 강한 제동력을 유도한다. In addition, since FIG. 7C is a case where the vehicle needs a strong braking force, the number of
이러한 구성에 의하여, 브레이크 디스크에 영구자석을 장착하고, 디스크를 둘러싸며 디스크와 대향하게 코일을 장착한 고정장치를 마련하여, 브레이크 디스크의 회전시 코일에서 발생하는 전류에 의한 전자기 유도를 이용한 무마찰 브레이크 시스템이 제공된다. 한편, 본 발명의 브레이크 시스템에서는 코일수 조정장치(30)의 피스톤 실린더(33)만을 이송시키면 되므로 종래의 시스템에서처럼 큰 힘이 요구되지 않으므로 브레이크 부스터가 필요없게 된다.
By such a configuration, a permanent magnet is mounted on the brake disc, and a fixing device is provided which surrounds the disc and mounts the coil to face the disc, and thus frictionless using electromagnetic induction by current generated in the coil during rotation of the brake disc. A brake system is provided. On the other hand, in the brake system of the present invention, since only the
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 패드와 디스크와의 마찰을 회피하고 디스크를 회전시키는 운동에너지를 전기에너지로 변환시켜 제동이 이루어지도록 하여 열적인 문제와 구조상의 문제를 해결하여 제동 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the friction between the pad and the disk is avoided, and the braking is performed by converting the kinetic energy for rotating the disk into electrical energy to solve the thermal problem and the structural problem to improve the braking efficiency. Can be.
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- 2004-10-26 KR KR1020040085650A patent/KR101047627B1/en not_active IP Right Cessation
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