KR102110279B1 - 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템 - Google Patents

수제 자동차용 가변 브레이크 시스템 Download PDF

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안재동
윤재곤
신상훈
강석민
김홍석
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서영대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템은 브라켓에 회전 가능하게 결합되는 브레이크 페달을 포함하는 브레이크 페달부; 유압을 형성하는 전륜 마스터 실린더와 후륜 마스터 실린더, 상기 전륜 마스터 실린더와 후륜 마스터 실린더 내에 오일을 공급하기 위한 제1오일통과 제2오일통, 상기 전륜 마스터 실린더와 후륜 마스터 실린더와 전륜과 후륜에 구비된 브레이크 사이의 유체 연결 통로인 제1브레이크 호스와 제2브레이크 호스, 및 상기 브레이크 페달에 가해지는 힘을 상기 전륜 마스터 실린더의 피스톤과 후륜 마스터 실린더의 피스톤에 전달하는 제1작동 로드와 제2작동 로드를 구비하는 유체 공급부 및 상기 브레이크 페달에 결합되고 상기 제1 작동 로드및 제2 작동 로드에 연결되되, 이동 가능한 조절축을 포함하는 유압 조절부로 구성된다.
본 발명에 의하면, 브레이크 페달에 결합되는 유압 조절부를 통해 제1작동 로드와 제2작동 로드에 작용하는 힘의 크기를 손쉽게 분배하여 조절함으로써 전륜 마스터 실린더와 후륜 마스터 실린더에서 발생하는 유압을 조절하기 위한 작업 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Description

수제 자동차용 가변 브레이크 시스템{Variable brake system for a homemade car}
본 발명은 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신속한 브레이크 유압 조절이 가능한 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 경주용 수제 자동차(10)는 동호회 회원 및 학생 등이 경주를 목적으로 자체 제작한 자동차이다.
이하, 본 발명에서 “수제 자동차”란 경주를 목적으로 자체 제작한 자동차(homemade car)를 말한다.
상기 자동차는 하부 패널(20)에 전륜(60)과 후륜(70)이 배치되며, 전륜(60)과 후륜(70)을 구동시키는 가속부(미도시)와 전륜(60)과 후륜(70)의 속도를 감속시키는 감속부(미도시)를 포함한다.
특히, 감속부는 브레이크 페달(30), 전륜 마스터 실린더(211), 제1 작동 로드(214), 후륜 마스터 실린더(221), 제2 작동 로드(224)를 포함한다.
종래의 감속부는 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 패널(20) 상에 배치된 전륜(60)과 후륜(70)에 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221)가 각각 유압 호스(42)(52)를 통해 연결된다.
그리고 브레이크 페달(30)과 전륜 마스터 실린더(211)는 제1 작동 로드(214)를 통해 연결된다.
또한, 브레이크 페달(30)과 후륜 마스터 실린더(221)는 제2 작동 로드(224)를 통해 각각 개별적으로 연결된다.
일반적으로 수제 경주용 차량(10)은 시합 전 트랙을 시운전을 함으로 트랙의 노면 상태 및 차량의 주행 상태를 점검하게 된다.
이때, 트랙의 코너 구간 주행 시에는 브레이크 페달(30)을 구동 시 전륜 마스터 실린더(211) 및 후륜 마스터 실린더(221)에서 발생하는 유압을 적절하게 조절하여 주행력 개선 및 핸들링의 응답성을 높일 수 있다.
이를 위해서는 운전자가 트랙을 시운전 하면서 운전 상태에 맞춰 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221)에서 발생하는 유압을 조절하게 된다.
종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 브레이크 페달(30)에 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221)가 각각 개별적으로 연결되어 있어, 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221)에 공급되는 유압을 각각 조절해야 한다.
이를 위해, 운전자는 시운전 후 브레이크 페달(30)에 배치된 조절 나사(43)(53)를 각각 조절하여 전륜 마스터 실린더(211) 및 후륜 마스터 실린더(221)에 연결된 제1 작동 로드(214)와 제2 작동 로드(224)의 길이를 조절한다.
즉, 제1 작동 로드(214)와 제2 작동 로드(224)의 가변된 길이를 통해서 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221)에서 발생하는 유압을 조절한다.
그러나 상기와 같은 종래의 방식은 제1 작동 로드(214)와 제2 작동 로드(224)가 브레이크 페달(30)에 연결되어 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221)에 동일한 힘이 작용하므로 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221) 내의 유압을 조절하기 위해서는 제1 작동 로드(214)와 제2 작동 로드(224)의 길이를 따로 따로 조절해야 함에 따라 작업 시간이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 각각의 조절 나사(43)(53)를 통해서 제1 작동 로드(214) 및 제2 작동 로드(224)의 길이를 조절해야 함으로 각각의 제1 작동 로드(214)와 제2 작동 로드(224)의 정밀한 조절이 어렵다는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-0878963호(2009. 01. 19. 공고) 등록특허공보 제10-1765446호(2017. 08. 07. 공고)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 경주용 수제 자동차의 시운전 후 트랙의 상태에 맞게 전륜 마스터 실린더 및 후륜 마스터 실린더에서 발생하는 유압을 손쉽게 단시간에 효과적으로 조절할 수 있는 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템은, 브라켓에 회전 가능하게 결합되는 브레이크 페달을 포함하는 브레이크 페달부; 유압을 형성하는 전륜 마스터 실린더와 후륜 마스터 실린더, 상기 전륜 마스터 실린더와 후륜 마스터 실린더 내에 오일을 공급하기 위한 제1오일통과 제2오일통, 상기 전륜 마스터 실린더와 후륜 마스터 실린더와 전륜과 후륜에 구비된 브레이크 사이의 유체 연결 통로인 제1브레이크 호스와 제2브레이크 호스, 및 상기 브레이크 페달에 가해지는 힘을 상기 전륜 마스터 실린더의 피스톤과 후륜 마스터 실린더의 피스톤에 전달하는 제1 작동 로드와 제2 작동 로드를 구비하는 유체 공급부; 및 상기 브레이크 페달에 결합되고 상기 제1작동 로드및 제2작동 로드에 연결되되, 이동 가능한 조절축을 포함하는 유압 조절부;를 포함하고, 상기 유압 조절부는 상기 조절축의 이동으로 상기 제1작동 로드 및 제2 작동 로드로 전달되는 힘의 크기를 조절하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 유압 조절부는 상기 조절축 양단에 고정되는 제1고정축과 제2고정축, 상기 조절축의 외주면에 일정 거리 이격되어 설치되는 중공 원통형의 고정 하우징, 상기 고정 하우징의 내측면 중앙에 고정되는 구면 베어링, 상기 구면 베어링의 양측에 위치하되 그 내부로 상기 조절축이 끼워지는 제1조절수단과 제2조절수단을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 조절축은 외주면에 나사산이 형성되고, 양단에 형성된 홈의 내주면에 나사산이 형성되며, 상기 제1고정축과 제2고정축은 각각 몸체 부분에 나사산이 형성되고, 상기 고정 하우징은 상기 브레이크 페달의 일측에 고정되며, 상기 구면 베어링은 내륜과 외륜을 포함하되 내륜의 외주면과 외륜의 내주면이 구면으로 형성되고, 상기 제1조절수단과 제2조절수단은 각각 그 내주면에 나사산이 형성된다.
바람직하게, 상기 내륜의 내주면과 조절축은 서로 슬라이딩 가능하고,
상기 제1조절수단의 우측으로의 이동과 상기 제2조절수단의 좌측으로의 이동은 상기 구면 베어링에 의하여 제약된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 브레이크 페달에 결합되는 유압 조절부를 통해 제1작동 로드와 제2작동 로드에 작용하는 힘의 크기를 손쉽게 분배하여 조절함으로써 전륜 마스터 실린더와 후륜 마스터 실린더에서 발생하는 유압을 조절하기 위한 작업 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1조절수단과 제2조절수단은 함께 조절되는 구조이므로 전륜 마스터 실린더와 후륜 마스터 실린더에서 발생하는 각각의 유압을 매우 효과적으로 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 경주용 수제 자동차의 사시도이다.
도 2는 종래의 경주용 수제 자동차의 브레이크 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템이 자 경주용 차량의 하부 패널에 설치된 상태를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템의 좌측면 일부의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템의 조립 사시도이다.
도 7은 도 6의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템이 자 경주용 차량의 하부 패널에 설치된 상태를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템의 좌측면 일부의 개략도이다. 도 5는 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템의 조립 사시도이다.
도 7은 도 6의 A-A 선에 따른 단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템은 브레이크 페달부(100), 유체 공급부(200) 및 유압 조절부(300)를 포함하여 이루어진다.
이하, 상기의 구성 요소들을 중심으로 본 발명을 구체적으로 설명한다.
상기 브레이크 페달부(100)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 브라켓(B)의 양측에 끼워져 고정되는 고정핀(105), 고정핀(105) 외주면에 이격되어 회전 가능하게 구비되는 회전파이프(107), 및 회전파이프(107)에 고정되는 브레이크 페달(110)로 이루어진다.
회전파이프(107)는 고정핀(105)에 회전 가능하게 결합되어 있으므로 회전파이프(107)에 고정되어 있는 브레이크 페달(110)이 운전자의 조작에 의하여 브라켓(B)에 대하여 고정핀(105)을 중심으로 회전 가능하게 된다.
상기 유체 공급부(200)는 브레이크(미도시)의 작동을 위하여 유압이 형성된 유체(브레이크 오일)를 브레이크에 공급하기 위한 구성으로서, 전륜 브레이크를 담당하기 위하여 유압을 형성하는 전륜 마스터 실린더(211), 전륜 마스터 실린더(211) 내에 오일을 공급하기 위한 제1 오일통(212), 전륜 마스터 실린더(211)와 전륜(60)에 구비된 브레이크 사이의 유체 연결 통로인 제1 브레이크 호스(213) 및 운전자가 브레이크 페달(110)을 밟을 때 발생하는 힘을 전륜 마스터 실린더(211)에 전달하는 제1 작동 로드(214)를 구비한다.
또한, 후륜 브레이크를 담당하기 위하여 유압을 형성하는 후륜 마스터 실린더(221), 후륜 마스터 실린더(221) 내에 오일을 공급하기 위한 제2 오일통(222), 후륜 마스터 실린더(221)와 후륜(70)에 구비된 브레이크 사이의 유체 연결 통로인 제2 브레이크 호스(223) 및 운전자가 브레이크 페달(110)을 밟을 때 발생하는 힘을 후륜 마스터 실린더(221)에 전달하는 제2작동 로드(224)를 구비한다.
제1작동 로드(214)와 제2작동 로드(224)는 후술하는 유압 조절부(300)의 제1 고정축(305)과 제2 고정축(307)에 회동 가능하게 연결하기 위하여 그 일단(214a)(224a)이 고리 형상(미도시)으로 되어 있다.
상기 유압 조절부(300)는 전륜 마스터 실린더(310) 및 후륜 마스터 실린더(320)에서 발생하는 유압을 손쉽고 정밀하게 조절하기 위한 구성으로서, 브레이크 페달(110)의 길이 방향에 수직인 방향으로 결합되어 유체 공급부(200)의 제1 작동 로드(214) 및 제2 작동 로드(224)에 연결된다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 유압 조절부(300)는 중심부에 위치하되 좌우로 이동 가능한 조절축(303), 조절축(303) 양 단에 고정되는 제1고정축(305)과 제2고정축(307), 조절축(303)의 외주면에 일정 거리 이격되어 설치되는 중공 원통형의 고정 하우징(313), 고정 하우징(313)의 내측면 중앙에 고정되는 구면 베어링(323), 구면 베어링(323)의 양측에 위치하되,
그 내부로 조절축(303)이 끼워지는 제1조절수단(333)과 제2조절수단(335)으로 구성된다.
조절축(303)은 외주면에 나사산(303a)이 형성되고, 양단에 길이 방향의 일정 깊이로 동일한 홈이 파여져 그 홈의 내주면에 나사산(303b)이 형성된다.
제1고정축 (305)과 제2고정축(307)은 머리 부분과 몸체 부분으로 이루어지되 몸체 부분에 나사산(305a, 307a)이 형성되어 있어 볼트의 형상과 유사하다.
제1고정축(305)과 제2고정축(307)은 각각 제1 작동 로드(214)와 제2 작동 로드(224)의 고리 형상의 일단에 끼워진 후, 외주면에 형성된 나사산(305a, 307a)이 조절축(303)의 양단에 형성된 나사산(303b)에 각각 나사 결합됨으로써 제1 고정축(305)과 제2 고정축(307)이 조절축(303)에 고정되게 된다.
고정 하우징(313)은 브레이크 페달(110)의 일측에 고정되어 고정 하우징(313)을 포함한 유압 조절부(300)가 브레이크 페달(110)의 움직임과 연동되도록 한다.
구면 베어링(323)은 고정 하우징(313)의 내측면 중앙에 고정되되, 내륜(323a)과 외륜(323b)을 포함하고 내륜(323a)의 외주면과 외륜(323b)의 내주면이 구면으로 형성되어 있어 조절축(303)의 자유로운 움직임이 가능해진다.
또한, 내륜(323a)의 내주면과 조절축(303)은 서로 슬라이딩 가능한 구조로 되어 있어 조절축(303)이 구면 베어링(323)의 좌우로 이동 가능하다.
제1 조절수단(333)과 제2 조절수단(335)은 각각 그 내주면에 나사산(333a)(335a)이 형성되어 있어 조절축(303)과 나사결합되고, 조절축(303) 상에서 좌우로 이동 가능하다. 다만, 제1 조절수단(333)의 우측으로의 이동과 제2 조절수단(335)의 좌측으로의 이동은 구면 베어링(323)에 의하여 제약된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221)에서 발생하는 유압을 조절하는 과정을 살펴본다.
도 8의 (A)는 조절축(303)의 중심과 구면 베어링(323)의 중심이 일치하는 상태를 나타낸다.
이 상태에서 브레이크 페달(110)을 밟으면, 구면 베어링(323)의 중심과 제1 작동 로드(214)의 일단(214a) 사이의 거리(ℓ1)와 구면 베어링(323)의 중심과 제2 작동 로드(224)의 일단(224a) 사이의 거리(ℓ2)가 같으므로, 제1 작동 로드(214)가 전륜 마스터 실린더(211)의 피스톤(211a)에 미치는 힘(F1)과 제2 작동 로드(224)가 후륜 마스터 실린더(221)의 피스톤(221a)에 미치는 힘(F2)은 같다.
즉, 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221)에서 발생하는 유압의 크기는 같게 된다.
도 8의 (B)는 조절축(303)이 구면 베어링(323)을 기준으로 좌측으로 이동된 상태를 나타낸다. 이는 (A) 상태에서 제2 조절수단(335)을 왼쪽으로 돌려 제2 조절수단(335)을 조절축(303)의 우측단으로 이동시킨 후, 제2 조절수단(335)의 좌측단이 구면 베어링(323)의 우측에 밀착될 때까지 조절축(303)을 좌측으로 밀어 이동시키고, 이때 조절축(303)의 좌측 이동으로 제1조절수단(333)의 우측단이 구면 베어링(323)의 좌측으로부터 멀어지는바 다시 제1조절수단(333)을 오른쪽으로 돌려 구면 베어링(323)에 밀착될 때까지 이동시킨 것이다.
이와 같이 조절된 상태에서 브레이크 페달(110)을 밟으면, 구면 베어링(323)의 중심과 제1 작동 로드(214)의 일단(214a) 사이의 거리(ℓ1)가 구면 베어링(323)의 중심과 제2 작동 로드(224)의 일단(224a) 사이의 거리(ℓ2) 보다 크므로, 제1 작동 로드(214)가 전륜 마스터 실린더(211)의 피스톤(211a)에 미치는 힘(F1) 보다 제2 작동 로드(224)가 후륜 마스터 실린더(221)의 피스톤(221a)에 미치는 힘(F2)이 더 크게 된다.
즉, 전륜 마스터 실린더(211)에서 발생하는 유압의 크기보다 후륜 마스터 실린더(221)에서 발생하는 유압의 크기가 더 커지게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예인 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템은 제1조절수단(333)과 제2 조절수단(335)을 통해 조절축(303)을 좌우로 이동시켜 제1작동 로드(214)가 전륜 마스터 실린더(211)의 피스톤(211a)에 미치는 힘(F1)과 제2 작동 로드(224)가 후륜 마스터 실린더(221)의 피스톤(221a)에 미치는 힘(F2)의 크기를 적절히 조절함으로써 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221)에서 발생하는 유압의 크기를 동시에 효과적으로 조절할 수 있다.
본 발명의 기술사상에 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
100: 브레이크 페달부 105: 고정핀
107: 회전 파이프 110: 브레이크 페달
200: 유체 공급부 211: 전륜 마스터 실린더
212: 제1오일통 213: 제1브레이크 호스
214: 제1작동 로드 221: 후륜 마스터 실린더
222: 제2오일통 223: 제2브레이크 호스
224: 제2작동 로드 300: 유압 조절부
303: 조절축 305: 제1고정축
307: 제2고정축 313: 고정 하우징
323: 구면 베어링 333: 제1조절수단
335: 제2조절수단

Claims (5)

  1. 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템에 있어서, 브라켓(B)에 회전 가능하게 결합되는 브레이크 페달(110)을 포함하는 브레이크 페달부(100);
    유압을 형성하는 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221), 상기 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221) 내에 오일을 공급하기 위한 제1오일통(212)과 제2오일통(222), 상기 전륜 마스터 실린더(211)와 후륜 마스터 실린더(221)와 전륜(60)과 후륜(70)에 구비된 브레이크 사이의 유체 연결 통로인 제1브레이크 호스(213)와 제2브레이크 호스(223),
    및 상기 브레이크 페달(110)에 가해지는 힘을 상기 전륜 마스터 실린더(211)의 피스톤(211a)과 후륜 마스터 실린더(221)의 피스톤(221a)에 전달하는 제1작동 로드(214)와 제2작동 로드(224)를 구비하는 유체 공급부(200); 및
    상기 브레이크 페달(110)에 결합되고 상기 제1작동 로드(214) 및 제2 작동 로드(224)에 연결되되, 이동 가능한 조절축(303)을 포함하는 유압 조절부(300);를 포함하여 구성되고,
    상기 유압 조절부(300)는 상기 조절축(303)의 이동으로 상기 제1작동 로드(214) 및 제2작동 로드(224)로 전달되는 힘의 크기를 조절할 수 있으며,
    상기 유압 조절부(300)는 상기 조절축(303) 양 단에 고정되는 제1고정축(305)과 제2고정축(307), 상기 조절축(303)의 외주면에 일정 거리 이격되어 설치되는 중공 원통형의 고정 하우징(313), 상기 고정 하우징(313)의 내측면 중앙에 고정되는 구면 베어링(323), 및 상기 구면 베어링(323)의 양측에 위치하되 그 내부로 상기 조절축(303)이 끼워지는 제1조절수단(333)과 제2조절수단(335)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조절축(303)은 외주면에 나사산(303a)이 형성되고, 양단에 형성된 홈의 내주면에 나사산(303b)이 형성되며,
    상기 제1고정축(305)과 제2고정축(307)은 각각 몸체 부분에 나사산(305a)(307a)이 형성되고, 상기 고정 하우징(313)은 상기 브레이크 페달(110)의 일측에 고정되며,
    상기 구면 베어링(323)은 내륜(323a)과 외륜(323b)을 포함하되 내륜(323a)의 외주면과 외륜(323b)의 내주면이 구면으로 형성되고,
    상기 제1조절수단(333)과 제2조절수단(335)은 각각 그 내주면에 나사산(333a)(335a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 내륜(323a)의 내주면과 조절축(303)은 서로 슬라이딩 가능한 것을 특징으로 하는 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1조절수단(333)의 우측으로의 이동과 상기 제2 조절수단(335)의 좌측으로의 이동은 상기 구면 베어링(323)에 의하여 제약되는 것을 특징으로 하는 수제 자동차용 가변 브레이크 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19990009624A (ko) * 1997-07-10 1999-02-05 박병재 차량용 브레이크 시스템의 제동력 배분장치
KR20020030875A (ko) * 2000-10-18 2002-04-26 류정열 브레이크 마스터 실린더
KR100878963B1 (ko) 2006-12-12 2009-01-19 현대자동차주식회사 자동차용 브레이크 유압시스템 및 이의 제어방법
KR101765446B1 (ko) 2010-05-27 2017-08-07 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 자동차용 전기 제어 유압 브레이크 시스템에서의 압력을 제어하는 방법

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