KR101310813B1 - 유압 브레이크의 작동방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차, 비행기 또는 각종 기계에 사용하는 유압 브레이크에 관한 것으로, 소음이 없고, 별도의 브레이크 패드 등의 소모품 없이 사용할 수 있도록 한 유압 브레이크의 작동방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명은 소음 및 진동 없이 브레이크를 작동시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로 브레이크 몸체에 원동기어가 회전되게 하고, 대응되는 다른 쪽에 회전기어를 설치하되 브레이크 몸체의 상부와 하단부에 유압이 들어오고 나가는 유입공과 배출공을 형성하되 유로에 유체를 차단하는 밸브를 설치함으로써 해결할 수가 있다.
본 발명은 유압을 이용하여 브레이크 시스템에 관한 것으로, 구조가 간단하여 제작이 용이하고, 유체가 흐르는 유로에 설치된 밸브에 의하여 브레이크가 작동되므로 소음 및 진동이 없고 유체가 외부로 빠져나가지 않음으로 반영구적으로 사용할 수가 있다.
또한, 본 발명은 유체를 차단하는 밸브에 모터를 이용하여 회전시킴으로써 에이비에스 브레이크 시스템과 같은 효과를 얻을 수가 있다.
그리고 본 발명은 유체를 이용한 브레이크 방식이므로 브레이크 패드를 사용하지 않음으로 석면으로 인한 환경오염을 예방할 수가 있는 유용한 발명이다.

Description

유압 브레이크의 작동방법 및 그 장치{Method for operating a hydraulic brake and device}

본 발명은 자동차, 비행기 또는 각종 기계에 사용하는 유압 브레이크에 관한 것으로, 소음이 없고, 별도의 브레이크 패드 등의 소모품 없이 사용할 수 있도록 한 유압 브레이크의 작동방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유압 브레이크(오일 브레이크)는 각종 기계장치와 항공기 및 자동차의 브레이크로 사용되고 있다.

이와 같은 종래의 유압 브레이크의 구성을 살펴보면 브레이크를 작동시키기 위하여 페달을 밟으면, 페달을 밟는 압력을 실린더의 피스톤에 전해지고, 이 압력에 의하여 생긴 유압을 파이프에 의해 각 바퀴에 장치되어 있는 실린더로 보낸 후 브레이크 슈를 움직여서 제동 작동을 하게 하는 방법이다.

즉 종래의 유압브레이크는 통상 드럼과 브레이크 슈에 설치되는 브레이크 패드로 구성되어 브레이크 페달을 밟았을 때 브레이크 슈의 브레이크 패드가 드럼 표면에 밀착되어 제동하는 구성으로 되어있다.

따라서, 종래의 브레이크는 제동시 회전하는 드럼표면에 브레이크 패드가 마 찰 됨과 동시에 이러한 마찰력에 의하여 드럼을 정지시키는 방법이다.

그러나 상기 종래의 유압브레이크는 제동시 브레이크 패드가 드럼 표면을 압박하여 정지하는 방법이기 때문에 고열이 발생하게 되고, 이로 인하여 미끄럼 현상이 발생하여 정지되는 물체(자동차)는 관성력에 의해 제동거리가 길어지는 폐단이 따랐던 것이다.

또한, 상기 종래의 브레이크 시스템은 드럼을 압착하여 정지시키는 브레이크 폐드가 석면으로 구성되어 있기 때문에 환경 오염을 일으키는 요인이 되었으며, 잦은 브레이크의 사용으로 인하여 자주 브레이크 패드를 교체함으로써 불필요한 원자재의 낭비와 지출을 초래하였다.

그리고 종래의 브레이크 시스템은 마찰방식이므로 소음 및 진동이 발생하게 되는 단점이 있다.

이와 같이 전 세계적으로 각종 기계 및 많은 자동차가 움직이고 있으며, 이 모두가 상기 종래의 브레이크 시스템을 사용함으로써 환경을 오염시키고 잦은 수리를 하여야 함으로써 불편한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소음 및 진동 없이 브레이크를 작동시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 부가적인 목적으로는 별도의 부가장치 없이 간단하게 에이비에스 브레이크 시스템(ABS: anti-lock brake system)을 사용할 수 있도록 하는데 그 부가적인 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로 브레이크 몸체에 원동기어가 회전되게 하고, 대응되는 다른 쪽에 회전기어를 설치하되 브레이크 몸체의 상부와 하단부에 유압이 들어오고 나가는 유입공과 배출공을 형성하되 유로에 유체를 차단하는 밸브를 설치함으로써 해결할 수가 있다.

상기 본 발명의 부가적인 실시 예를 해결하기 위한 수단으로 유로에서 유체를 차단하는 밸브를 모터로 회전시켜 유로를 빠르게 열고 닫음으로써 해결할 수가 있다.

상기와 같이 된 본 발명은 유압을 이용하여 브레이크 시스템에 관한 것으로, 구조가 간단하여 제작이 용이하고, 유체가 흐르는 유로에 설치된 밸브에 의하여 브레이크가 작동되므로 소음 및 진동이 없고 유체가 외부로 빠져나가지 않음으로 반영구적으로 사용할 수가 있다.

또한, 본 발명은 유체를 차단하는 밸브에 모터를 이용하여 회전시킴으로써 에이비에스 브레이크 시스템과 같은 효과를 얻을 수가 있다.

그리고 본 발명은 유체를 이용한 브레이크 방식이므로 브레이크 패드를 사용하지 않음으로 석면으로 인한 환경오염을 예방할 수가 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명 브레이크의 작동 공정을 보인 블록도
도 2는 본 발명 브레이크의 작동상태를 보인 정 단면도
도 3은 본 발명 브레이크의 유체의 흐름을 열고 닫는 밸브를 보인 요부 확대 평 단면도
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예를 보인 정 단면도
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예를 보인 블록도
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예로서 브레이크가 작동되게 전의 상태를 보인 정 단면도
도 7은 본 발명의 제 3 실시 예로서 브레이크가 작동된 상태를 보인 정 단면도

동력축의 동력에 의하여 원동기어가 회전하고, 이와 동시에 원동기어와 체결되어 있는 구동기어가 회전하면서 유체가 순환되는 구동단계;

상기 구동단계에서 브레이크의 신호에 의하여 유체가 흐르는 유로에 설치된 밸브가 작동하는 밸브 작동단계;

상기 밸브에 의하여 유체가 흐르는 유로를 밸브가 차단하여 유체의 흐름을 차단하는 유체 차단단계;

상기 유체의 차단에 의하여 브레이크 몸체에 설치된 원동기어와 원동기어와 체결된 구동기어가 유체의 정지에 의하여 정지되는 브레이크 단계; 를 포함하여서 된 것이다.

상기 유로에 설치되어 유체의 흐름을 열고 닫는 밸브의 상측에 모터를 설치하여 밸브를 빠르게 회전시킴으로써 유체가 공급되었다가 차단되는 상태를 짧은 시간에 반복되게 함으로써 에이비에스 브레이크 시스템이 되게 하여도 바람직하다.

상기와 같이 된 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

내부에 공간부(2)를 형성하되 이 공간(2)부의 한쪽에 동력축에 의하여 회전되는 원동기어(3)가 설치되고, 원동기어(3)의 한쪽에는 원동기어(3)와 체결되어 회전되는 구동기어(4)가 설치된 브레이크 몸체(1);

상기 브레이크 몸체(1)의 공간부(2)에 설치된 원동기어(3)와 구동기어(4) 사이의 중간부 상측과 하단부에 각각 유체 공급공과 배출공이 형성되어 유체 공급공과 배출공이 브레이크 몸체(1)에 형성된 공간부(2)의 외측으로 유체가 순환되어 흐르도록 된 유로(5);

상기 유체가 흐르는 유로(5)에 설치되어 전기적 신호나 페달에 의하여 유로에 흐르는 유체를 보내거나 차단하도록 관통공(7)이 형성된 밸브(6)를 포함하여서 된 것이다.

제 1 실시 예

상기 브레이크 몸체(1)의 공간부(2)에 설치된 원동기어(3)와 대응되는 위치에 원동기어(3)와 체결되어 구동되는 다수개의 구동기어(8)를 일정한 간격으로 다단식으로 설치하여도 바람직하다.

제 2 실시 예

상기 유로(5)에 설치되어 유체의 흐름을 열고 닫는 밸브(6)의 상측에 작동기어(9)를 설치하고, 이 작동기어(9)에 모터(10)에 의하여 회전하는 원동기어(11)를 설치하여 밸브(6)를 빠르게 회전시킴으로써 유체가 공급되었다가 차단되는 상태를 짧은 시간에 반복되도록 하여 에이비에스 브레이크 시스템이 되게 하여도 바람직하다.

제 3 실시 예

브레이크 몸체(1)의 공간부(2)에 설치된 동력축(14)에 캠(13)을 설치하고, 캠(13)의 한쪽에는 유압에 의하여 좌우로 작동하여 작동구(15)를 설치하고, 이 작동구(15)를 작동시키는 유로(16)에 유체를 열고 닫는 밸브(17)를 설치하여 작동구(15)가 캠(13)과 접하여 마찰력에 의하여 고정되게 하여도 바람직하다.

상기와 같이 된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

브레이크 몸체(1)의 공간부(2)에 설치된 원동기어(3)가 엔진에 의하여 동력축이 회전하게 되면 동력축에 설치된 원동기어(3)가 같이 회전하게 되고, 이와 동시에 원동기어(3)에 체결된 구동기어(4) 또한 같이 회전하게 된다.

상기와 같이 원동기어(3)와 구동기어(4)가 회전하게 되면 원동기어(3)와 구동기어(4)가 설치된 공간부(2)의 상측 유체 유입공에서 유체가 유입되어 원동기어(3)와 구동기어(4)사이에 끼어 하단으로 회전하게 되고, 유체는 하단부로 떨어져 배출공을 통하여 배출된다.

즉 유체가 흐르는 유로(5)에 설치된 밸브(6)가 열린 상태에서 원동기어(3)와 구동기어(4)가 회전하게 되면 원동기어(3)와 구동기어(4)의 회전에 의하여 유체가 같이 이동하게 되며 하단으로 이동된 유체는 배출공을 배출되어 유로(5)를 따라 순환하게 된다.

이때 브레이크 몸체(1)의 공간부(2)에 있는 유체는 공간부(2)에 원동기어(3)와 구동기어(4)가 설치어 있기 때문에 원동기어(3)와 구동기어(4)가 회전하지 않을 경우 유입공에서 배출공으로 이동할 수가 없다.

상기와 같이 원동기어(3)가 구동기어(4)와 같이 회전하게 되면 원동기어(3)와 구동기어(4)가 설치되어 있는 공간부(2)의 내부에 유입되어 있는 유체가 유로(5)를 통하여 순환하면서 같이 회전하게 된다.

상기와 같은 상태에서 브레이크를 작동시키고자 할 경우 브레이크 몸체(1)의 유로(5)에 설치된 밸브(6)가 회전하여 유로(5)를 차단하게 되고, 이로 인하여 유체가 이동하는 유로(5)가 폐쇄됨으로써 공간부(2)에 있는 유체의 흐름이 정지되어 원동기어(3)와 구동기어(3)가 정지되는 것이다.

즉 도 3에서와 같이 유로(5)에 설치된 밸브(6)에 유체가 통과하는 관통공(7)이 형성되어 있기 때문에 밸브(6)가 회전하게 되면 밸브(6)에 형성된 관통공(7)이 유로(5)와 일직선상으로 있다가 수평으로 놓이게 됨으로써 유로(5)를 폐쇄하게 되는 것이다.

이와 같이 브레이크 몸체(1)에 형성된 유로(5)가 차단되면 유체의 순환이 정지되고, 이로 인하여 브레이크 몸체(1)의 공간부(2)에 설치된 원동기어(3)와 구동기어(4)가 유체의 흐름이 정지됨으로써 같이 정지하게 되는 것이다.

좀더 상세하게 설명하면 주축에 체결된 원동기어(3)가 회전하고자 할 때 원동기어(3)와 구동기어(4)가 맞물려 회전하고 있는 상태에서 원동기어(3)와 구동기어(4)의 회전에 의하여 유로(5)를 통하여 순환하는 유체가 밸브(6)의 작동에 의하여 유로가 차단되면 유체의 흐름이 정지된다.

상기와 같이 유로(5)에서 유체의 흐름이 정지되면 공간부(2)에서 유체를 물고 회전하는 원동기어(3)와 구동기어(4)가 유체가 공급되지 않음으로 같이 정지하게 되는 것이다.

한편, 도 4는 본 발명의 실시 예에 관한 것으로, 브레이크 몸체(1)의 공간부(2)에 설치된 원동기어(3)의 한쪽에 다단식으로 다수개의 구동기어(8)를 일정한 간격으로 설치하여서 된 것으로, 원동기어(3)가 회전할 경우 원동기어(3)와 연동하게 체결된 구동기어(8)들이 같이 회전하면서 원동기어(3)와 구동기어(8) 사이에 유체가 물린 상태로 회전하여 유체를 하단으로 이동시키게 된다.

상기와 같은 상태에서 브레이크를 작동시키면 유로(5)에 설치되어 있는 밸브(6)가 작동하여 유로(5)를 폐쇄하게 되고, 이로 인하여 원동기어(3)와 구동기어(8)가 유체가 공급되지 않음으로 정지하게 된다.

이때 원동기어(3)의 한쪽에 다단식으로 다수개의 구동기어(8)가 체결되어 있기 때문에 유체의 흐름에 의한 정확하고 안정된 브레이크 작동을 하게 되는 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 관한 것으로, 브레이크를 작동할 경우 유체의 흐름을 차단하는 밸브(6)의 상측에 작동기어(9)가 설치되고, 이 작동기어(9)는 모터(10)의 원동기어(11)와 접하고 있기 때문에 모터(10)가 작동하면 원동기어(11)가 회전하게 되고, 이로 인하여 원동기어(11)와 접하고 있는 작동기어(9)가 회전하게 되므로 밸브(6)에 형성된 관통공(7)이 유로(5)에서 회전하게 된다.

상기와 같이 유로(5)에 체결된 밸브(6)가 회전하게 되면 밸브(6)에 형성된 관통공(7)이 유로(5)와 겹치게 되면 유체가 유로를 통하여 이동하고 관통공(7)이 유로(5)를 지나면 정지하게 되므로 밸브(6)가 고속으로 회전하게 되면 유체가 흐르다가 정지하게 되어 원동기어(3)와 구동기어(4)가 회전하다 정지하게 되므로 에이비에스 브레이크 시스템과 같은 효과를 얻을 수가 있는 것이다.

도 6 및 도 7은 본 발명이 다른 실시 예로서 동력축(14)에 설치된 캠(13)이 동력축의 회전에 의하여 회전하게 되고, 이로 인하여 캠(13)과 접하고 있는 작동구(15)가 좌우로 작동하게 된다.

상기와 같이 작동구(15)가 좌우로 작동하게 되면 작동구(15)에 설치된 유로(16)를 통하여 유체가 좌우로 이동하게 되며. 유로에 설치된 밸브(17)가 작동하여 유로(16)를 차단하게 되면 작동구(15)가 정지되고, 캠(13) 또한 정지되므로 브레이크 작동을 하게 되는 것이다.

1. 브레이크 몸체 2. 공간부
3. 11. 원동기어 4. 8. 구동기어
5. 16. 유로 6. 17. 밸브
7. 관통공 9. 작동기어
10. 모터 13. 캠
14. 동력축 15. 작동구

Claims (6)

1. 동력축의 동력에 의하여 원동기어가 회전하고, 이와 동시에 원동기어와 체결되어 있는 구동기어가 회전하면서 유체가 순환되는 구동단계;
   상기 구동단계에서 브레이크의 신호에 의하여 유체가 흐르는 유로에 설치된 밸브가 작동하는 밸브 작동단계;
   상기 밸브에 의하여 유체가 흐르는 유로를 밸브가 차단하여 유체의 흐름을 차단하는 유체 차단단계;
   상기 유체의 차단에 의하여 브레이크 몸체에 설치된 원동기어와 원동기어와 체결된 구동기어가 유체의 정지에 의하여 정지되는 브레이크 단계; 를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크의 작동방법.
2. 내부에 공간부(2)를 형성하되 이 공간(2)부의 한쪽에 동력축에 의하여 회전되는 원동기어(3)가 설치되고, 원동기어(3)의 한쪽에는 원동기어(3)와 체결되어 회전되는 구동기어(4)가 설치된 브레이크 몸체(1);
   상기 브레이크 몸체(1)의 공간부(2)에 설치된 원동기어(3)와 구동기어(4) 사이의 중간부 상측과 하단부에 각각 유체 공급공과 배출공이 형성되어 유체 공급공과 배출공이 브레이크 몸체(1)에 형성된 공간부(2)의 외측으로 유체가 순환되어 흐르도록 된 유로(5);
   상기 유체가 흐르는 유로(5)에 설치되어 전기적 신호나 페달에 의하여 유로에 흐르는 유체를 보내거나 차단하도록 관통공(7)이 형성된 밸브(6)를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크의 작동장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 유로에 설치되어 유체의 흐름을 열고 닫는 밸브의 상측에 모터를 설치하여 밸브를 빠르게 회전시킴으로써 유체가 공급되었다가 차단되는 상태를 짧은 시간에 반복되게 함으로써 에이비에스 브레이크 시스템이 되게 하여서 된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크의 작동방법.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 브레이크 몸체(1)의 공간부(2)에 설치된 원동기어(3)와 대응되는 위치에 원동기어(3)와 체결되어 구동되는 다수개의 구동기어(8)를 일정한 간격으로 다단식으로 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크의 작동장치.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 유로(5)에 설치되어 유체의 흐름을 열고 닫는 밸브(6)의 상측에 작동기어(9)를 설치하고, 이 작동기어(9)에 모터(10)에 의하여 회전하는 원동기어(11)를 설치하여 밸브(6)를 빠르게 회전시킴으로써 유체가 공급되었다가 차단되는 상태를 짧은 시간에 반복되도록 하여 에이비에스 브레이크 시스템이 되게 하여서 된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크의 작동장치.
6. 제 2항에 있어서,
   상기 브레이크 몸체(1)의 공간부(2)에 설치된 동력축(14)에 캠(13)을 설치하고, 캠(13)의 한쪽에는 유압에 의하여 좌우로 작동하여 작동구(15)를 설치하고, 이 작동구(15)를 작동시키는 유로(16)에 유체를 열고 닫는 밸브(17)를 설치하여 작동구(15)가 캠(13)과 접하여 마찰력에 의하여 고정되게 하여서 된 것을 특징으로 하는 유압 브레이크의 작동장치.

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