KR101566298B1 - 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템을 개시한다. 본 발명은 구동축에 결합되어 회전하며, 원주 방향을 따라 이격되게 설치된 체결공을 가지는 디스크;와, 직선 왕복 운동에 의하여 체결공에 선택적으로 결합되며, 피스톤의 주변에 설치된 탄성 바이어스 수단과, 피스톤 및 탄성 바이어스 수단을 커버하는 하우징부와, 하우징부를 관통하여 형성된 오일 통로부를 가지는 스프링 브레이크;를 포함하되, 마찰재와 금속재의 접촉이 아니라, 디스크에 형성된 체결공에 대한 피스톤의 체결에 의한 제동이 적용된 것으로서, 마찰재가 요구되지 않는다.

에어오버 하이드로릭, AOH, 디스크, 스프링 브레이크, 주차 제동

Description

에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템{Air Over Hydraulic break system}

본 발명은 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마찰재없이 주차 제동이 가능하도록 구조가 개선된 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템에 관한 것이다.

통상적으로, 브레이크 시스템(break system)은 차량의 속도를 감속시키거나, 정지시킬때에 관성 에너지를 흡수하는 장치로서, 정차중인 차량이 스스로 이동하지 않도록 하기 위한 장치이다. 브레이크 시스템은 마찰 작용에 의하여 운동 에너지를 열 에너지로 바꾸어 그 마찰력을 방산하여 제동하는 마찰식 브레이크가 주로 사용된다.

브레이크 시스템은 소형차에는 주로 유압식이 적용되고 있으며, 중대형 버스, 상용 트럭, 군용 차량, 건설 기계, 공작 기계에는 유압과 공압을 동시에 사용가능하는 에어오버 하이드로릭(air over hydraulic, AOH) 브레이크 시스템이 적용되고 있다. 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템은 압축된 공기 압력이 에어 마스터 실린더에 의하여 휠 실린더에 작용하는 강한 유압을 변환할 수 있도록 회로를 구성하고 있다.

한편, 소형차용 주차 제동 장치는 브레이크 레버로 케이블을 당긴 상태로 고정시켜 드럼(또는 디스크)과, 브레이크 패드(또는 슈우)를 마찰시켜 정지 상태를 유지한다. 이때, 작동력은 운전자의 힘을 이용한다.

대형차용 주차 제동 장치는 다양한 예를 들 수 있는데, 첫째, 공기 챔버 내부 공기압을 제거하여서, 스프링의 복원력에 의하여 드럼(또는 디스크)과, 마찰재(브레이크 패드 또는 슈우)를 마찰시켜 정지 상태를 유지하거나, 둘째, 스프링 챔버 내부 공기압을 제거하여서, 스프링 복원력에 의하여 드럼과, 마찰재(브레이크 슈우)를 마찰시켜 정지 상태를 유지하거나, 셋째, 하우징 내부 공기압을 제거하여서, 접시 스프링의 복원력에 의하여 디스크와, 마찰재(브레이크 패드)를 마찰시켜 정지 상태를 유지하게 된다. 이때, 작동력은 공히 압축 공기를 이용한다.

그런데, 종래의 제동 장치는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

첫째, 마찰 브레이크의 특성상 차량의 길들임이 완료될 때까지 제동 성능의 저하는 불가피하다. 예컨대, 차량의 길들임을 위하여 20kph로 200회 길들임 주행이 필요하다. 또한, 길들임 절차 미준시에 마찰재의 열화 또는 제동 성능의 저하가 발생한다.

둘째, 장기간 사용시 마찰재 마모에 따른 작동 간극의 증대로 제동력의 감소가 발생한다. 이에 따라, 정기적인 작동 간극의 조정 및 확인이 필요하다.

셋째, 마찰면에 수분, 먼지, 이물질등이 묻어 있을 경우에는 오염 발생시에 제동력 저하 또는 상실된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유압과 공압을 동시에 이용하는 차량의 브레이크 시스템에 있어서, 마찰재를 적용하지 않고, 디스크와 스프링 브레이크의 결합으로 제동이 가능한 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템은,

구동축에 결합되어 회전하며, 원주 방향을 따라 이격되게 설치된 체결공을 가지는 디스크; 및

직선 왕복 운동에 의하여 상기 체결공에 선택적으로 결합되며, 상기 피스톤의 주변에 설치된 탄성 바이어스 수단과, 피스톤 및 탄성 바이어스 수단을 커버하는 하우징부와, 상기 하우징부를 관통하여 형성된 오일 통로부를 가지는 스프링 브레이크;를 포함한다.

또한, 상기 피스톤은 상기 체결공에 대하여 일단부가 체결되는 바디부와, 상기 바디부의 외주면을 따라 이를 감싸며, 바디부의 외면 사이에 공간부를 제공하는 커버부를 포함한다.

더욱이, 상기 바디부와 커버부 사이에는 상기 탄성 바이어스 수단이 개재되고,

상기 탄성 바이어어스 수단은 일단이 상기 바디부로부터 커버부로 일체로 연 장되는 멈춤부에 지지되고, 타단이 하우징부의 내측벽에 지지된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 피스톤의 커버부 외면에는 제 1 오일 씰부가 씰하고,

바디부로부터 커버부가 연장되는 부분에는 제 2 오일 씰부가 씰하도록 설치되어 있다.

게다가, 상기 피스톤이 체결공에 대하여 선택적으로 결합되는 부분과 대응되는 하우징부의 선단부에는 더스트 씰부가 감싸고 있다.

또한, 상기 오일 통로부는 상기 하우징부를 두께 방향을 관통하여 상기 피스톤의 외주면상에 연통된 것을 특징으로 한다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명의 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 오염이나, 사용 환경에 의한 제동력 저하가 없으며, 길들이거나, 조정 작업이 불필요하다.

둘째, 마찰재와 금속재의 접촉이 아니라, 디스크에 형성된 체결공에 대한 피스톤의 체결에 의한 제동이 적용된 것으로서, 마찰재가 요구되지 않는다.

셋째, 브레이크 패드나 디스크의 교환이 필요하지 않는다.

넷째, 마찰 제동 방식에 대비하여, 제동력의 크기가 아주 크고, 장치가 간단하다.

다섯째, 조립이 간단하고, 정비가 용이하다.

먼저, 본 발명의 구체적인 실시예를 살피기 전에 이해를 돕기 위해 본 발명의 기술적 사상의 전반적인 특징을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템(100)을 전방쪽에서 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 브레이크 시스템(100)을 후방쪽에서 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1의 브레이크 시스템(100)을 절단하여 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1의 스프링 브레이크(110)를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템(100)은 디스크(101)와, 상기 디스크(101)에 선택적으로 결합하는 스프링 브레이크(110)를 포함한다.

상기 디스크(101)는 환형의 프레임으로서, 원주 방향을 따라 소정 간격 이격되게 다수개의 체결공(102)이 형성되어 있다. 상기 디스크(101)는 중앙에서 리벳이나, 나사와 같은 결합부(103)에 의하여 구동축(104)에 연결되어 있다. 이에 따라, 상기 구동축(104)이 회전하면, 상기 디스크(101)도 같이 회전가능하다. 상기 디스크(101)에는 스프링 브레이크(110)의 선택적인 결합 및 해제가 용이하도록 스프링 브레이크(110)가 결합되는 부분은 구배지게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 스프링 브레이크(110)는 탄성력이 강한 탄성 바이어스 수단이 장착되어서, 큰 유압에서만 작동하는 제동 장치로서, 피스톤(111)과, 상기 피스톤(111)의 주변에 설치되는 탄성 바이어스 수단(112)과, 상기 피스톤(111)에 결합된 비상해제 용 기구(113)와, 피스톤(111), 탄성 바이어스 수단(112) 및 비상해제용 기구(113)를 커버하는 하우징부(114)를 포함한다.

상기 피스톤(111)은 직선 왕복 운동을 하는 것에 의하여 상기 체결공(102)에 선택적으로 결합가능하다. 상기 피스톤(111)은 마찰재 대신에 디스크(101)에 결합되어서 차량에 제동력을 발생시킬 수 있다. 유압력 공급시에 용이하게 상기 디스크(101)로부터 제거가능하도록 표면 조도 및 구배지게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 피스톤(111)은 상기 체결공(102)에 일단부가 선택적으로 결합되는 바디부(115)와, 상기 바디부(115)의 외주면을 소정 길이 감싸며, 상기 바디부(115)의 외면 사이에 공간부(116)를 제공하는 커버부(117)를 포함한다. 상기 커버부(117)는 상기 바디부(115)의 외면으로부터 일체로 연장되어서 형성되는데, 일체로 연장되는 부분은 탄성 바이어스 수단(112)의 일단을 지지하는 멈춤부(118)이다.

상기 탄성 바이어스 수단(112)은 상기 바디부(115)와 커버부(117) 사이에 형성된 공간부(116)에 개재된다. 상기 탄성 바이어스 수단(112)은 판 스프링이나, 코일 스프링이 바람직하며, 제동시 스프링의 탄성력에 의하여 차량의 정지 상태를 유지할 수 있다. 상기 탄성 바이어스 수단(112)은 일단이 상기 멈춤부(118)에 지지되고, 타단이 상기 하우징부(114)의 내측벽(119)에 지지가능하다.

상기 비상해제용 기구(113)는 상기 바디부(115)의 타단부에 결합되어 있다. 상기 비상해제용 기구(113)는 상기 피스톤(111)을 강제로 후퇴시키는 기구로서, 나사의 체결력을 이용한다.

상기 하우징부(114)에는 상기 스프링 브레이크(110)에 유압에 의하여 작동할 수 있도록 오일이 유동할 수 있는 공간을 제공하는 오일 통로부(120)가 형성되어 있다. 상기 오일 통로부(120)는 상기 하우징부(114)를 두께 방향으로 관통하여 상기 피스톤(111)의 외주면상과 연통가능하다.

한편, 상기 스프링 브레이크(110)에는 복수의 씰부(seal portions)가 설치되어 있다.

즉, 상기 피스톤(111)의 커버부(117)의 외면을 따라 제 1 오일 씰부(121)가 감싸고 있으며, 상기 피스톤(111)의 멈춤부(118)의 전방에는 바디부(115)의 외면을 따라 제 2 오일 씰부(122)가 감싸고 있다. 상기 제 1 오일 씰부(121)와, 제 2 오일 씰부(122)는 큰 유압이 작동시에 하우징부(114) 내부 유압력을 보호하기 위하여 설치되는 씰이다.

상기 피스톤(111)이 체결공(102)에 대하여 선택적으로 결합되는 부분과 대응되는 하우징부(114)의 선단부에는 더스트 씰부(123)가 감싸고 있다. 상기 더스트 씰부(123)는 외부 이물질이 피스톤(111)을 통하여 유입되지 않도록 보호하는 씰이다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템(100)의 작용을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 주차 제동을 작동시키기 위하여 도시되지 않은 핸드 밸브를 작동시켜서 에어오버 하이드로릭 액튜에이터에 공급된 공기압을 제거하게 된다. 에어오버 하이드로릭 액튜에이터에 공급된 공기압을 제거하게 되면, 상기 탄성 바이어스 수단(112)은 압축된 위치에서 원래의 위치로 팽창하게 된다.

상기 탄성 바이어스 수단(112)이 팽창하게 되면, 상기 탄성 바이어스 수단(112)에 의하여 탄성적으로 지지된 피스톤(111)은 상기 구동축(101)에 연결된 디스크(101)를 향하여 전진 운동을 하게 된다. 상기 피스톤(111)의 전진 운동에 의하여 선단부는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 디스크(101)에 환형으로 형성된 체결공(102)중 어느 하나에 체결된다.

이에 따라, 상기 구동축(101)이 회전하지 못하도록 구속하게 되어서, 주차 제동의 기능을 수행하게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템을 전방쪽에서 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 브레이크 시스템을 후방쪽에서 도시한 사시도,

도 3은 도 1의 브레이크 시스템을 절단하여 도시한 단면도,

도 4는 도 1의 스프링 브레이크를 절단하여 도시한 단면도,

도 5는 도 1의 브레이크 시스템에 대하여 스프링 브레이크가 결합된 이후의 상태를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>

100...에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템

101...디스크 102...체결공

110...스프링 브레이크 104...구동축

111...피스톤 112...탄성 바이어스 수단

113...비상해제용 기구 114...하우징부

115...바디부 116...공간부

117...커버부 118...멈춤부

120...오일 통로부 121...제 1 오일 씰부

122...제 2 오일 씰부 123...더스트 씰부

Claims (7)

1. 구동축에 결합되어 회전하며, 원주 방향을 따라 이격되게 설치된 체결공을 가지는 디스크;와,

   직선 왕복 운동에 의하여 상기 체결공에 선택적으로 결합되며, 피스톤과, 상기 피스톤의 주변에 설치된 탄성 바이어스 수단과, 피스톤 및 탄성 바이어스 수단을 커버하는 하우징부와, 상기 하우징부를 관통하여 형성된 오일 통로부를 가지는 스프링 브레이크;를 포함하되,

   상기 피스톤은 상기 체결공에 대하여 일단부가 체결되는 바디부와, 상기 바디부의 외주면을 따라 이를 감싸며, 바디부의 외면 사이에 공간부를 제공하는 커버부를 포함하는 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 바디부와 커버부 사이에는 상기 탄성 바이어스 수단이 개재되고,

   상기 탄성 바이어어스 수단은 일단이 상기 바디부로부터 커버부로 일체로 연장되는 멈춤부에 지지되고, 타단이 하우징부의 내측벽에 지지된 것을 특징으로 하는 에어오버 하이드로릭 브레이크 시스템.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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