KR101610078B1 - 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치는, 하이브리드 차량에서 변속 및 모터 주행 모드 시 엔진과의 동력을 차단하는 클러치 엑츄에이터의 작동 위치를 고정시키기 위한 것으로서, 상기 클러치 엑츄에이터와 연결되는 브레이크 디스크의 양면에 대응하여 구성되는 에어 디스크 브레이크로서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치 {BRAKE DEVICE FOR CLUTCH ACTUATOR OF HYBRID VEHICLE}

본 발명의 예시적인 실시예는 하이브리드 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 클러치 엑츄에이터의 작동 위치를 고정시키기 위한 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 버스와 같은 대형 상용 차량에 채용되는 하이브리드 시스템은 엔진, 클러치, 모터, 및 수동자동화 변속기로서 구성되어 있다.

이러한 하이브리드 시스템에는 기어 변속 및 모터 주행 모드(EV 모드) 시 엔진과의 동력을 차단하는 클러치 엑츄에이터를 구성하고 있는 바, 이 때 브레이크 장치가 없으면 클러치 엑츄에이터를 계속 작동하여야 하는데 이는 모터의 과열, 내구 저하, 전기 다량 소비 등의 문제를 야기시킨다.

따라서, 종래 기술에서는 클러치 엑츄에이터의 작동 위치를 고정시키기 위한 브레이크 장치로서, 전기식 브레이크 장치와 솔레노이드 밸브 방식의 브레이크 장치를 예로 들 수 있다.

이 경우, 전자의 전기식 브레이크 장치는 전기를 사용하는 마그네틱 방식으로 구성되며, 후자의 솔레노이드 밸브 방식은 기어와 솔레노이드 밸브 핀의 직접적인 마찰에 의해 클러치 엑츄에이터의 제동이 이루어지는 방식으로 구성된다.

그런데, 이와 같은 종래 기술의 브레이크 장치는 전자 및 후자 모두 상대적으로 많은 외부 동력(전기)을 사용하므로, 이는 하이브리드 차량의 최대 장점인 전기를 이용한 연비 절감에 방해 요인으로서 작용하게 된다.

또한, 종래 기술에서 후자의 브레이크 장치는 기어와 솔레노이드 밸브 핀의 직접적인 마찰에 의해 제동이 이루어지므로, 진동 및 노이즈 발생이 심하며, 부품의 파손 및 내구 문제가 발생하게 된다.

그리고, 상기 솔레노이드 밸브 방식의 브레이크 장치는 기어와 솔레노이드 밸브 핀의 결합 시 이들의 상대 위치에 따라 기어 갈림 및 핀 파손이 빈번히 발생하게 된다는 문제점도 내포하고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 외부 동력 및 기타 장치를 추가하지 않고 상용 차량에서 사용하는 공기를 이용하여 클러치 엑츄에이터를 제동할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치는, 하이브리드 차량에서 변속 및 모터 주행 모드 시 엔진과의 동력을 차단하는 클러치 엑츄에이터의 작동 위치를 고정시키기 위한 것으로서, 상기 클러치 엑츄에이터와 연결되는 브레이크 디스크의 양면에 대응하여 구성되는 에어 디스크 브레이크로서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치에 있어서, 공기압의 유출입이 가능한 실린더 형태의 캘리퍼 바디와, 상기 캘리퍼 바디에 왕복 이동 가능하게 설치되는 피스톤부재와, 상기 브레이크 디스크에 대응하여 상기 피스톤부재에 장착되는 마찰 패드를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치에 있어서, 상기 캘리퍼 바디와 피스톤부재 사이에 개재되는 리턴 스프링을 포함할 수 있다.

상기 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치에 있어서, 상기 캘리퍼 바디와 상기 피스톤부재는 부트부재를 통해 연결될 수 있다.

상기 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치에 있어서, 상기 캘리퍼 바디와 피스톤부재 사이에는 시일부재가 설치될 수 있다.

상기 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치에 있어서, 상기 에어 디스크 브레이크는 차량에 구비된 에어 탱크를 통해 상기 캘리퍼 바디에 공기압을 제공할 수 있다.

상기 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치에 있어서, 상기 에어 탱크와 캘리퍼 바디를 연결하는 연결라인 상에는 공기의 압력을 조절하기 위한 레귤레이터와, 상기 연결라인을 선택적으로 개폐시키는 마그네틱 밸브가 설치될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치에 의하면, 외부 동력 및 기타 장치를 별도로 추가하지 않고, 차량에서 사용하는 공기의 압력으로서 클러치 엑츄에이터의 제동이 이루어지므로, 제작 원가를 절감할 수 있으며, 브레이크 압력을 공기로 제어함으로써 전체 장치의 구성을 단순화시킬 수 있고, 오작동을 최소화 할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 종래 기술과 달리 전기 에너지를 사용하지 않으므로 차량에서의 전기 부하를 줄여 하이브리드 차량의 연비를 향상시킬 수 있으며, 기존의 디스크 브레이크 장치를 사용하므로 단품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 기어와 솔레노이드 핀 결합 시 상대 위치에 따라 기어갈림이나 핀 파손이 발생하는 종래 기술의 솔레노이드 밸브 타입과 달리, 공기를 이용한 디스크 브레이크 방식을 채용하므로 기계적인 결합에 따른 상대 위치의 제약이 없다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 상기 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 상기 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치(100)는 버스와 같은 대형 상용 차량에 채용되는 하이브리드 시스템에 적용될 수 있다.

여기서, 상기 대형 상용 차량의 하이브리드 시스템은 엔진, 클러치, 모터, 및 수동자동화 변속기로서 구성되는 바, 이러한 하이브리드 시스템의 기본적인 구성 및 이들의 결합 구조는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이 경우, 상기 하이브리드 시스템에는 기어 변속 및 모터 주행 모드(EV 모드) 시 엔진과의 동력을 차단하는 클러치 엑츄에이터(1)를 구성하고 있으며, 본 실시예에 의한 상기 브레이크 장치(100)는 클러치 엑츄에이터(1)의 작동 위치를 고정시켜 모터의 과열, 내구 저하, 및 전기의 다량 소비를 방지하게 된다.

본 실시예에 의한 상기 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치(100)는 외부 동력 및 기타 장치를 추가하지 않고 상용 차량에서 사용하는 공기를 이용하여 클러치 엑츄에이터(1)를 제동할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 상기 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치(100)는 공기의 압력을 이용한 디스크 브레이크 방식으로서 제동이 이루어지는 에어 디스크 브레이크(10)를 포함하고 있다.

본 실시예에서, 상기 에어 디스크 브레이크(10)는 클러치 엑츄에이터(1)와 연결되는 브레이크 디스크(3)의 양면에 대응하여 구성되는 바, 캘리퍼 바디(20)와, 피스톤부재(30)와, 마찰 패드(40)와, 리턴 스프링(50)과, 공기 공급유닛(90)을 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

상기 캘리퍼 바디(20)는 브레이크 디스크(3)에 대응하여 배치되고, 공기(압력)의 유출입이 가능한 실린더 형태로 이루어진다. 이 때, 상기 캘리퍼 바디(20)에는 공기가 유출입될 수 있는 통로(21)를 형성하고 있다.

상기 피스톤부재(30)는 캘리퍼 바디(20)에 왕복 이동 가능하게 설치되는 바, 캘리퍼 바디(20)의 통로를 통해 유입되는 공기의 압력에 의해 전방으로 이동하게 되며, 캘리퍼 바디(20)에 공기의 압력이 제거된 상태에서 뒤에서 더욱 설명될 리턴 스프링(50)의 탄성 복원력에 의해 후퇴 이동하며 원래의 위치로 복원될 수 있다.

여기서, 상기 캘리퍼 바디(20)와 피스톤부재(30)는 러버 소재의 부트부재(60)를 통해 상호 연결될 수 있으며, 이들 캘리퍼 바디(20)와 피스톤부재(30) 사이에는 시일부재(70)가 설치될 수 있다.

상기 마찰 패드(40)는 브레이크 디스크(3)에 실질적으로 마찰력을 제공하는 것으로서, 그 브레이크 디스크(3)에 대응하여 피스톤부재(30)에 장착될 수 있다.

그리고, 상기 리턴 스프링(50)은 캘리퍼 바디(20)와 피스톤부재(30) 사이에서 이들 각각에 연결되며, 피스톤부재(30)가 전방으로 이동된 상태에서 공기의 압력이 제거된 경우, 피스톤부재(30)에 탄성 복원력을 제공하여 그 피스톤부재(30)를 후방으로 이동시켜 원래의 위치로 복원시키는 기능을 하게 된다.

한편, 본 실시예에 의한 상기 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치(100)는 위에서 설명한 바와 같이 상용 차량에서 사용하는 공기를 이용하여 클러치 엑츄에이터의 작동 위치를 고정시키는 바, 이를 위해 본 실시예에서는 에어 디스크 브레이크(10)로 공기를 공급하기 위한 공기 공급유닛(90)을 더 포함하고 있다.

상기 공기 공급유닛(90)은 차량에 구비되어 있는 에어 탱크(91)를 통해 캘리퍼 바디(20)에 공기압을 제공하게 되는 바, 이 에어 탱크(91)와 캘리퍼 바디(20)를 연결하는 연결 라인(99) 상에는 공기의 압력을 조절하기 위한 레귤레이터(93)와, 연결 라인(99)의 유로를 선택적으로 개폐하는 마그네틱 밸브(95)가 설치될 수 있다.

이러한 레귤레이터(93)와 마그네틱 밸브(95)의 구성은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 레귤레이터 장치 및 마그네틱 밸브 장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터의 브레이크 장치(100)에 의하면, 클러치 엑츄에이터(1)의 작동 위치를 고정시키고자 하는 경우, TCU(도면에 도시되지 않음)는 마그네틱 밸브(95)에 전기적인 신호를 인가하여 공기 공급유닛(90)의 연결 라인(99)을 개방한다.

그러면, 에어 탱크(91)로부터 배출되는 공기는 레귤레이터(93)에 의해 일정 압력으로 조절되며 에 소정 압력으로 저장된 공기는 에어 디스크 브레이크(10)의 캘리퍼 바디(20)에 공급된다.

상기 에어 디스크 브레이크(10)의 피스톤부재(30)는 공기의 압력에 의해 전방으로 이동하게 되고, 이에 따라 마찰 패드(40)는 브레이크 디스크(3)에 밀착되면서 클러치 엑츄에이터(1)를 제동하게 된다.

한편, 상기한 바와 같은 클러치 엑츄에이터(1)의 제동을 해제코자 하는 경우, 본 실시예에서 TCU(도면에 도시되지 않음)는 마그네틱 밸브(95)에 전기적인 신호를 인가하여 에어 디스크 브레이크(10)로 공급되는 공기를 차단하게 된다.

그러면, 상기 캘리퍼 하우징(20)에 작용하는 공기의 압력이 제거됨에 따라, 피스톤부재(30)는 리턴 스프링(50)의 탄성 복원력에 의해 후방으로 이동하면서 원래의 위치로 복원된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터의 브레이크 장치(100)에 의하면, 외부 동력 및 기타 장치를 별도로 추가하지 않고, 차량에서 사용하는 공기의 압력으로서 클러치 엑츄에이터(1)의 제동이 이루어지므로, 제작 원가를 절감할 수 있으며, 브레이크 압력을 공기로 제어함으로써 전체 장치의 구성을 단순화시킬 수 있고, 오작동을 최소화 할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 종래 기술과 달리 전기 에너지를 사용하지 않으므로 차량에서의 전기 부하를 줄여 하이브리드 차량의 연비를 향상시킬 수 있으며, 기존의 디스크 브레이크 장치를 사용하므로 단품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 실시예에서는 기어와 솔레노이드 핀 결합 시 상대 위치에 따라 기어갈림이나 핀 파손이 발생하는 종래 기술의 솔레노이드 밸브 타입과 달리, 공기를 이용한 디스크 브레이크 방식을 채용하므로 기계적인 결합에 따른 상대 위치의 제약이 없다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1... 클러치 엑츄에이터 3... 브레이크 디스크
10... 에어 디스크 브레이크 20... 캘리퍼 바디
21... 통로 30... 피스톤부재
40... 마찰 패드 50... 리턴 스프링
60... 부트부재 70... 시일부재
90... 공기 공급유닛 91... 에어 탱크
93... 레귤레이터 95... 마그네틱 밸브
99... 연결 라인

Claims (6)

1. 하이브리드 차량에서 변속 및 모터 주행 모드 시 엔진과의 동력을 차단하는 클러치 엑츄에이터의 브레이크 장치로서,
   상기 클러치 엑츄에이터와 연결되는 브레이크 디스크의 양면에 대응하여 구성되는 에어 디스크 브레이크를 포함하며,
   상기 에어 디스크 브레이크는 공기압의 유출입이 가능한 실린더 형태의 캘리퍼 바디와, 상기 캘리퍼 바디에 왕복 이동 가능하게 설치되는 피스톤부재와, 상기 브레이크 디스크에 대응하여 상기 피스톤부재에 장착되는 마찰 패드를 포함하고,
   상기 캘리퍼 바디와 피스톤부재는 부트부재를 통해 연결되며, 상기 캘리퍼 바디와 피스톤부재 사이에는 시일부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터의 브레이크 장치.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 에어 디스크 브레이크는,
   상기 캘리퍼 바디와 피스톤부재 사이에 개재되는 리턴 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치.
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 캘리퍼 바디는 차량에 구비된 에어 탱크를 통해 공기압을 제공받는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 에어 탱크와 캘리퍼 바디를 연결하는 연결라인 상에는 공기의 압력을 조절하기 위한 레귤레이터와, 상기 연결라인을 선택적으로 개폐시키는 마그네틱 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 엑츄에이터 브레이크 장치.

Images