KR20010070225A

KR20010070225A - 브레이크 라이닝 마모 검출 장치

Info

Publication number: KR20010070225A
Application number: KR1020000068756A
Authority: KR
Inventors: 미쯔요시오바; 신요시다; 준야카네코; 토모히로아라키
Original assignee: 추후제출; 도쿄-부힌고교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 2000-11-18
Publication date: 2001-07-25
Also published as: EP1101971A1; JP2001140960A

Abstract

브레이크 슈(20)에는, 전단부가 막힌 바닥공간을 가지는 것과 함께, 라이닝(23)이 마모한계(23L)을 이상으로 사용되어 브레이크 작동된 때에 선단부가 브레이크 드럼(25)과 맞닿음으로써 마모하여 바닥공간이 해방되는 마모검지 헤드(10)가 설치되어 있다. 마모검지 헤드(10)의 바닥공간에는 오리피스(32)를 가지는 공압 공급회로(30)로부터 공기압이 공급되고, 회로중의 분기라인(35)에는 바닥공간으로 공급되는 공기압의 저하를 검출하는 압력스위치(41)가 배설된다. 경보작동장치(50)는 마모검지 헤드(10)의 선단부가 마모해서 라인압력이 저하한 때에, 압력스위치(41)로서 이것을 검지하고 경보램프(52)를 점등시켜서 경보작동을 행한다.

Description

브레이크 라이닝 마모 검출 장치{BRAKE-LINING ABRASION DETECTOR}

본 발명은, 브레이크, 디스크 브레이크 등의 마찰 브레이크에 있어서 브레이크 라이닝이 소정량 이상, 예를 들면 마모한계사이까지 마모한 경우에, 이것을 검출하는 브레이크 라이닝 마모 검출장치에 관한것이다.

드럼 브레이크나 디스크 브레이크 등의 마찰 브레이크는, 회전하는 브레이크드럼이나 디스크(로터)등의 브레이크 부재에 브레이크 라이닝(브레이크 패드)를 누르고, 이것에 의해 브레이크 드럼 등을 마찰제동에 따라서 서서히 마모시키지만, 마모한계를 넘어서서도 계속 사용하면 브레이크가 유효하게 작동하지 않는다고 하는 문제가 있다. 이 때문에 브레이크 라이닝의 마모가 진행되어 일정의 마모한계에 도달했을 때에, 이것을 검출해서 운전자에게 경보를 발하는 브레이크 라이닝 마모검출장치가 다양하게 고안되고있다.

이와 같은 장치의 하나로서, 브레이크 라이닝의 마모를 직접 검출하는 장치가 있다. 이와 같은 장치의 예로써 본 출원인이 특개평 10-184748호 공보의 명세서에 개시한 장치를 예시할 수 있다. 이것은, 브레이크 라이닝의 뒷면으로부터 브레이크 드럼측을 향해 검지구(檢知具)가 설치되고, 그 선단부에 경보회로와 접속된 금속선이 루프형태로 매설되어 있다. 검지구는 브레이크 라이닝의 마모가 진행되어 마모한계까지 도달하면, 그 선단부가 브레이크 드럼과 그것이 접속하도록 배설(配設)되어 있고, 경보회로는 그 접속에 의해 검지구 선단부가 마모 또는 파손되어 내부의 금속선이 절단된 때에, 회로의 차단을 전류 또는 전압의 변화에 의해 검출하고, 브레이크 라이닝이 마모한계에 도달한 것을 운전자에게 경보하도록 되어 있다.

브레이크 라이닝의 마모를 간접적으로 검출하는 장치도 있다. 예를 들면, 드럼 브레이크에 있어서 브레이크 슈를 요동작동시키는 호일 실린더의 피스톤 이동량 (이동위치)으로부터 브레이크 라이닝의 마모검출을 행하는 장치이다. 이것은, 브레이크 라이닝이 마모하면 호일 실린더의 피스톤 이동량이 커지는 것, 혹은 자동조정기구를 갖춘 브레이크에 있어서는 피스톤 이동 종단위치가 브레이크 라이닝의 마모에 따라 서서히 이동하는 것 등으로부터, 피스톤 이동량 또는 피스톤 이동 종단위치를 검출하고, 이들이 브레이크 라이닝의 마모한계에 상당하는 값으로 된 때에, 마모한계에 도달한 것을 운전자에게 경보한다.

그러나, 종래의 장치에서는, 브레이크 라인의 마모검출을 행하는 신호를 전달하는 전기회로가, 차량의 주행에 따라서 심한 진동이나 열을 발생하는 차륜근방에 배설되기 때문에, 전기배선이나 리미트 스위치(limit switch) 등이 파손이나 단선이 일어나기 쉽다고 하는 문제가 있다. 이와 같은 문제를 억제하기 위해 엄격한 내진성(耐振性) 및 내환경성(耐環境性)이 요구되고, 장치의 비용을 절감하기 어렵다고 하는 문제가 있었다. 또, 브레이크 라이닝의 마모를 직접적으로 전기회로의 절단에 의해 검출하는 장치에서는, 상기 절선에 의한 오검출의 문제 이외에, 전기회로가 단락된 때에는, 예를 들어 브레이크 라이닝이 마모한계에 도달해 있어도 이것을 검출할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 한편 브레이크 라이닝의 마모를 호일 피스톤 등의 이동위치로 부터 간접적으로 검출하는 장치에서는, 브레이크 라이닝의 마모를 직접 검출하는 것이 아니기 때문에 현실의 마모한계에 대해서 일정의 오차를 허용할 수 밖에 없는 것외에도, 장치가 복잡하기 때문에 비용상승을 유발한다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 간단한 부품구성으로 높은 신뢰성과 적은 비용으로 구성할 수 있는 브레이크 라이닝 마모검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 브레이크 라이닝이 설치된 라인 부재(예를 들면, 브레이크 슈(20)와, 브레이크 작동시에 브레이크 라이닝이 눌러진 브레이크 부재(예를 들면, 브레이크 드럼(25))로 구성되는 마모 브레이크(예를 들면, 드럼 브레이크(5))에 있어서 브레이크 라이닝의 마모를 검출하는 장치를 구성한다.

본 장치는, 라인 부재에 브레이크 라이닝의 뒷면측으로부터 브레이크 부재와의 맞접촉면을 향해 배설되고, 브레이크 라이닝이 소정량이상 마모해서 브레이크 부재에 억눌러진 때에. 전단부가 브레이크 부재와 맞닿아서 마멸(磨滅)되는 구성일 때에, 후단부측으로부터 전단부로 연결되어 형성된 전단부가 막힌 바닥공간을 갖는 마모검지부재(예를 들면, 마모검지 헤드(10))를 갖는다. 나아가, 마모검지부재의 후단부측으로부터 바닥공간으로 공기압을 공급하는 공압공급수단과, 바닥공간에 공급되는 공기압을 검출하는 압력 검출 수단을 구비하고, 마찰 브레이크의 작동에 의해 전단부가 마멸되어 바닥공간의 막힘이 해방되고, 저압 검출수단에 의해서 검출되는 공기압이 미리 설정된 소정압력값 이하로 된 때에, 경보작동수단(예를 들면, 경보작동 장치(50))에 의해 경보작동을 행하도록 구성된다.

상기 구성에 의하면, 브레이크 라이닝의 마모를 검출하는 마모검출부재는 라인 부재에 장치되어 브레이크 라이닝의 마모를 직접적으로 검지한다. 여기서, 마모를 검출하는 수단으로 이용하는 것은 마모검지부재에 대한 전기적 상태 변화뿐만 아니라, 마모검지부재에 공급되는 압축공기의 압력 변화를 검출한다. 즉, 마모검지부재에는 전단부가 막힌 바닥공간으로 형성되어 있고, 이 바닥공간에 공압공급수단으로부터 공기압이 공급됨과 동시에, 공급되는 공기압을 검출하는 압력공급수단이 설치되어 있다. 브레이크 라이닝이 마모해서 마모검지부재가 마모 손실하는 것과마모검지부재에 형성된 바닥공간의 막힘이 해방되고, 이 공간으로 공급되는 공기압이 감소한다. 경보수단은 이 공기압 저하를 검출해서 다양하게 경보작동을 행한다.

이와 같이, 본 발명에서는, 브레이크 라이닝의 마모를 검출하는 마모검출부재는 라인부재에 장착되어 브레이크 라이닝의 마모를 직접 검출하기 때문에, 마모를 간접적으로 검출하는 장치에 비해 고정밀도를 얻을 수 있다. 또, 마모검출을 행하는 수단으로서 공기압의 변화를 검출하기 위해, 파손이나 단선의 우려가 있는 스위치부재나 전기배선 등을, 차량 주행에 의해 심한 진동 상태인 차륜 근방에 설치할 필요없이, 나아가 간단한 구성으로 실현할 수 있다. 따라서 신뢰성이 높은 마모검출장치를 적은 비용으로 제공할 수 있다.

즉, 공압공급수단에 공급제어수단(예를 들면, 오리피스(32), 솔레노이드 밸브(33) 등등)을 구비하고, 경보작동수단은 압력검출수단에 의해서 검출되는 공기압이 소정압력 이하로 저하한 때에 공급규제수단에 의해 공기의 공급을 제한 혹은 차단하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 불필요한 공기누출을 방지해서, 공기탱크 내의 공기가 주차중이나 그 외 다른 경우로 인해 새나가는 사태를 미연에 방지할 수 있는 것 외에, 후술하는 것과 같이 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1a은, 본 발명에 관한 브레이크 라이닝 마모검출장치에 대한 제1 실시형태의 구성 및 작동을 브레이크 라이닝이 마모한계에 도달하기 이전의 상태에 대해서 나타내는 블록도이다.

도 1b는, 본 발명에 관한 브레이크 라이닝 마모검출장치에 대한 제1 실시형태의 구성 및 작동을 브레이크 라이닝이 마모한계를 초월한 때의 상태에 대해서 나타내는 블록도이다.

도2는, 상기 브레이크 라이닝 마모장치에 대한 마모검지헤드의 구성을 나타내는 설명도이다.

도 3a는, 본 발명에 관한 브레이크 라이닝 마모검출장치에 대한 제2 및 제3 실시형태의 구성 및 작동을 브레이크 라이닝이 마모한계에 도달하기 이전의 상태에 대해서 나타내는 블록도이다.

도 3b는, 본 발명에 관계한 브레이크 라이닝 마모검출장치에 대한 제2 및 제3 실시형태의 구성 및 작동을 브레이크 라이닝이 마모한계를 초월한 때의 상태에 대해서 나타내는 블록도이다.

도4는, 본발명에 관계한 브레이크 라이닝 마모검출장치를 갖춘 드럼 브레이크의 구성을 나타내는 설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

5, 25 : 드럼 브레이크 6 : 브레이크 슈 유닛

7 : 앵커 브라켓트 8 : 브레이크 드럼 유닛

10 : 마모검지헤드 20 : 브레이크 슈

23 : 브레이크 라이닝 23L : 마모한계위치

25 : 브레이크 드럼 30 : 공압 공급회로

33 : 솔레노이드 밸브

35 : 분기라인 36 : 검지 튜브

40 : 압력 검출기 41, 42 : 압력 스위치

50 : 경보작동장치 52 : 경보램프

55 : 컨트롤러 70 : 에어 공급원

B : 밧데리 C : 콤플렉서

T : 탱크

도 4에는 본 발명에 관계한 브레이크 라이닝 마모검출장치를 드럼 브레이크에 적용한 실시예를 나타내고 있다. 드럼 브레이크(5)는, 액설 하우징(도시 생략)에 고정되어 브레이크 슈 유닛(6)을 지지하는 앵커 브라켓트(7)과, 브레이크 슈 유닛(6)을 덮고, 앵커 브라켓트(7)에 대해서 회전가능하게 배설된 브레이크 드럼 유닛(8)으로 구성되고, 웨지(wedge)를 가진 호일 실린더("액츄에이터"라고 부름)(26)를 이용해서 브레이크 슈 유닛(6)의 브레이크 슈(20)를 브레이크 드럼 유닛(8)의 브레이크 드럼(25)에 누르고, 모든 웨지식 브레이크이다. 즉, 브레이크 드럼 유닛(8)이 호일(차륜)에 설치되어 호일과 동시에(함께) 회전된다.

브레이크 슈 유닛(6)은, 전후 한쌍의 지지 아암(21, 21)과, 이 지지 아암(21, 21)에 설치된 브레이크 슈(20, 20)로 이루어지고, 지지 아암(21)의 핀(pin) 삽입 구멍(21a)에 삽입된 앵커핀(29)에 의해 기초 단부가 지지되고, 도면에서는 좌우에서 요동 가능하게 설치되어 있다. 브레이크 슈(20)는, 강판재의 지지 플레이트(22)와, 이 지지 플레이트(22)상에 리벳 등에 의해 고착된 브레이크 슈(20, 20)의 선단부들 사이에는 인장 스프링(27)이 배설되어 있고, 통상(브레이크 해제시)의 경우에는, 이들 브레이크(20, 20)는 이 인장 스프링(27)의 인장력을 받아 각각 안쪽으로 요동한 위치(즉 브레이크 드럼(25)과 떨어진 위치)에 지지된다.

브레이크 슈(20, 20)의 선단부들 사이에는 호일 실린더(26)가 배설되어 있다. 이 호일 실린더(26)은, 도면에서 좌우 바깥방향으로 각각 신축가능한 좌우피스톤("플런저"라고 부름)(26a, 26a)를 구비하는 구성이다. 좌우피스톤(26a, 26a)의 사이에는 도시 생략한 웨지가 설치되어 있고, 브레이크 조작에 의해 웨지가 좌우피스톤 사이로 들락날락하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 브레이크 조작이 이루어지면 좌우피스톤(26a, 26a)가 도면에서 좌우 외측으로 각각 신축 작동되고, 이것에 의해, 브레이크 슈(20, 20)는 인장 스프링(27)에 저항해서 앵커핀(29, 29)의 지지부를 요동중심으로, 서로 떨어지는 방향으로, 즉, 외주측으로 확장하도록 요동된다.

브레이크 슈(20, 20)의 외측에는, 브레이크 슈(20, 20)의 외주를 덮도록 브레이크 드럼(25)이 배설되어 있고, 브레이크 동작에 의해 브레이크 슈(20)가 확장방향으로 요동되면, 브레이크 슈(20, 20)의 외주부에 설치된 라이닝(23, 23)이 대향하는 브레이크 드럼(25)의 내면으로 압착되고, 양자간의 마찰력에의해, 브레이크 드럼(25)의 회전이 제동된다. 이것에 의해, 브레이크 드럼(25)이 설치된 호일(도시생략)의 브레이크 동작이 이루어진다. 브레이크 슈(20)에는 브레이크 라이닝 마모검출장치를 구성하는 마모검지헤드(10)가 설치되어 있다.

즉, 이 드럼 브레이크(25)에는, 라이닝(23)의 마모에 의해 브레이크 드럼(25)의 내면과 라이닝(23)과의 간격이 커졌을 때, 자동적으로 라이닝(23)을 브레이크 드럼(25)측으로 이동시켜서, 이들 틈새를 거의 일정하게 유지시키는 틈새 자동조정장치가 설치되어 있다. 이와 같은 조정장치는 다양하게 구성된 것으로 공지되어 있기에, 여기서 상세한 설명은 생략한다.

도 1a 및 도 1b에는, 브레이크 라이닝 마모검출장치의 제1 실시형태를 나타내고 있고, 이 브레이크 라이닝 마모검출장치(1)은, 브레이크 슈(20)에 설치되는 마모검지헤드(10)와, 마모검지헤드(10)에 압축공기를 공급하는 공압공급회로(30)와, 공압공급회로(30)에 대한 마모검지헤드(10)로의 공급압력을 검출하는 압력검출기(40)와, 압력검출기(40)에 의해 검출되는 공기압이 미리 설정된 소정압력 이하로 된 때에 경보작동을 행하는 경보작동장치(50)로 구성되어있다.

마모검지헤드(10)는, 도 2에 상세하게 도시된 바와 같이, 브레이크 슈(20)에 설치된다. 브레이크 슈(20)은, 전술한 바와 같이, 강판제의 지지 플레이트(22)와, 이 지지플레이트(22) 상에 고착된 라이닝(23)으로 구성되어 있다. 브레이크 슈(20)에는 지지 플레이트(22) 및 라이닝(23)을 관통하는 헤드 설치구멍(24)이 형성되어 있고, 이 헤드 설치구멍(장치구멍)(24)에 대한 지지플레이트(22)의 부분에는 설치나사(장치나사)가 형성되어있다.

마모검지헤드(10)는, 커넥터 헤드(11)와, 이 커넥터 헤드(11)에 접속되는 검지튜브(36)를 고정하는 슬리브(sleeve)(13)로 구성되어 있다. 커넥터 헤드(11)는, 설치방식에 있어서 헤드 설치구멍(24)내에 연결된 마모단부(11a), 지지 플레이트(22)의 설치나사와 나사결합시키기 위한 나사부(11b), 육각 몸체부(11c), 검지튜브(36)를 접속하는 튜브 커넥터(11d), 등의 각 부로 구성되고, 후단 튜브 커넥터(11d) 단면에서 부터 선단 마모단부(11a)를 향해 바닥공간(11e)이 형성되어있다.

커넥터 헤드(11)는, 마모단부(11a)를 브레이크 슈(20)의 뒤쪽(도 2에 대한 브레이크 슈(20)의 좌측)으로부터 헤드 설치구멍(24) 내로 삽입하고, 나사부(11b)를 지지 플레이트(22)의 설치나사부와 나사결합시켜서 조인후, 육각 몸체부(11c)의 안착면이 지지 플레이트(22)와 맞닿기까지 스패너 등에 의해 단단하게 조여짐으로써 브레이크 슈(20)에 설치된다. 그리고 이와 같은 설치 방식에 있어서, 커넥터 헤드(11)에 형성된 바닥공간(11e)의 선단부가, 도 2에서 이점 쇄선으로 나타내는 라이닝(23)의 마모한계위치(23L)와 일치하도록 구성되어 있다.

이렇게 해서 설치된 커넥터 헤드(11)의 튜브 커넥터 (11d)에 대해 검지튜브(36)의 단부를 압입(揷入)해서 배관접속한다. 나아가, 미리 접속부 좌측 방향의 검지튜브 상(上)을 통한 슬리브(13)를 우측 방향으로 활주시켜서 육각 몸체부(11c)의 단면과 맞닿을 때까지 누르고, 접속부에 있어서 검지튜브(36)를 외주로부터 억지삽입하도록 덮어서 고정한다.

마모검지헤드(10)는, 이 헤드에 직접 접속되는 검지튜브(36)를 포함하고, 도 1a에 도시된 바와 같이, 공압공급회로(30)가 형성되어 있다. 이 회로(30)는, 에어 콤플렉서(C) 및 탱크(T)등으로 이루어지는 차량의 에어공급원(70)에 의해 만들어지는 수백키로 Pa(수 kgf/cm²)의 압축공기를 라인(31)에 의해 받아들이고, 오리피스(32)로 억지로 유입시켜 유량제한을 한후, 라인(34)은 이 공급라인 도중에서 분기라인(35)으로 분기되고, 그 단부(35)에 압력스위치(41)가 접속되어있다.

압력스위치(41)는, 분기라인(35)이 접속되는 공기실(41a), 피스톤(41b), 피스톤(41b)에 연접된 전극판(41c), 공기실(41a)의 압력에 저항해서 피스톤(41b)을 공기실 방향으로 인가하는 스프링(41d), 및 접점(41e, 41f) 등으로 구성되어 있다. 도시한 것 처럼, 이 양(兩) 접점에는 밧데리(B) 및 경보램프(52)로 이루어지는 경보작동장치(50)가 접속되어 있다.

이와 같이 구성되는 브레이크 라이닝 마모검출장치(1)에 있어서, 마모검지헤드(10)가 설치되는 브레이크 슈(20)는, 브레이크 드럼(25)과 대향해서 배설되어 있고, 전술한 것처럼 호일 실린더를 신장시켜 라이닝(23)의 외주면을 브레이크드럼(25)의 내주면에 누름으로서, 양자의 마찰력을 이용해서 브레이크 드럼(25)의 회전을 제동한다. 이 브레이크 동작을 반복하면, 라이닝(23)은 서서히 마모해가고, 결국에는 마모한계(23L)에 도달하게 된다.

이와 같은 과정에 있어서, 우선 라이닝(23)이 한계마모위치(23L)까지 마모하지 않은 상황에 있어서는, 마모검지헤드(10)의 선단부는 아직 브레이크 드럼(25)에 맞닿아 있지 않고, 따라서 공압공급회로(30) 내의 각 공기압은, 어느 것이나 모두 공급압력과 동일압력(고압력)으로 유지되어 일정하게 된다. 이 때 압력스위치(41)은, 도 1a에 나타난 것 처럼, 라인내에 지지되는 공기압에 의해 피스톤(41b)이 도면에서 아래방향으로 눌러지고, 접점(41e)과 접점(41f) 사이가 끊어진 상태로 지지된다. 따라서, 경보작동장치(50)의 압력검지회로는 열려있고, 경보램프(52)는 꺼진상태이다.

브레이크 작동의 반복에 의해 라이닝(23)이 마모해서 마모한계에 근접하면, 커넥터 헤드(11)의 선단 마모단부(11a)가 브레이크 드럼(25)과 맞닿게 된다. 커넥터 헤드(헤드부)(11)는, 브레이크 드럼(25) 보다 연질의 공업재료, 예를 들면 동합금이나 알루미늄합금 등과 같은 연질의 합금재료, 혹은 불소 수지나 PPS(폴리·페닐렌·설파이드), PAI(폴리·아미드·이미드) 등과 같은 내연성 수지재료 등으로 형성되고, 라이닝(23)의 마모와 더불어 서서히 마모해간다. 커넥터 헤드(11)내부에 형성된 바닥공간(11e)이 외부로 노출되고, 그 때까지 막혀 있던 공압공급회로(30)의 선단부가 해방되는 것으로 된다.

이렇게 해서, 커넥터 헤드 선단부의 막힘단이 해방되면, 도 1b에 나타난 것처럼, 그때까지 공압공급회로(30)의 라인 내에 일정 압력으로 지지되고 있던 공기압이 해방된 마모단부로부터 빠져, 분기라인(35)을 매개하여 압력스위치(41)의 공기실(41a)의 압력이 저하하고, 피스톤(41b) 및 이것에 연접된 전극판이 스프링(41d)의 인가력에 의해 도면에서 윗방향으로 눌러지고, 전극판(41c)가 접점(41e)와 접점(41f)을 접속시킨다. 즉, 라인(34, 35, 36) 내의 압력은, 일반적으로 오리피스(32)의 오리피스 직경과 바닥공간(11e)의 해방시에, 분기라인(35)에 생기는 압력저하를 검출해서 접점을 폐쇄작동할 수 있는 압력으로 설정되어 있다.

전극판(41c)의 이동에 의해 접점(41e)와 접점(41f)이 접속되면, 경보작동장치(50)의 회로가 닫히고, 밧데리(B)의 전력이 경보램프(52)에 공급되어 경보램프(52)가 점등하고, 차량의 운전자(미도시)에게 라이닝(23)이 마모한계에 도달한 때를 경보한다. 따라서, 운전자는 브레이크의 분해 조사 등을 행하지 않고 알 수가 있고, 라이닝 마모에 따르는 브레이크 제동력의 저하를 미연에 방지해서 차량의 안전을 확보할 수 있다.

즉, 상기와 같은 장치에 있어서는, 오리피스(32)가 공압공급회로(30)에 배설되어 있고, 나아가 커넥터 헤드(11)에 형성되는 바닥공간의 천공(穿孔) 직경도 Ø2정도의 작은 직경이므로, 마모단부(11a)의 해방단으로부터 유출되는 유량은 미소유량으로 제한할 수 있다. 또, 차량의 에어공급원(70)으로서 차량의 주차브레이크를 작동시키는 공압회로로부터 공급을 받는 구성을 이용한다고 하면, 차량주행시에는 주차 브레이크 공압회로와 함께 공압공급회로(30)에도 압축공기가 공급되어, 주차브레이크의 작동시에는 브레이크 공압회로가 막혀서 이 회로내의 공기압이 제거되는 구성 때문에, 불필요한 에어 누출을 방지해서 주차안에 차량의 공기탱크(T)로부터 공기가 빠져나가는 사태를 방지할 수 있다.

이상 설명한 라이닝 마모검출장치(1)에 의하면, 라이닝의 마모를 공기압의 변화로부터 직접 검지하는 구성이기 때문에, 간접 검지방식에 비해 간단한 구성의 장치, 또한 마모위치의 검출정밀도가 높은 장치를 얻을수 있다. 또, 마모검출을 행하는 압력스위치는 진동이 심한 차륜 근방뿐만 아니라 차체에 설치되어, 마모검지헤드는 내연성을 가진 탄성튜브로 배관하면 좋기 때문에, 전기부품의 파손이나 단선의 우려를 대폭 줄일 수 있다. 나아가, 만일 배관 라인이 파손한 경우에도 경보램프가 점등해서 이상을 알려주기 때문에, 이중 안전 시스템의 구성을 구축할 수 있다. 이상에서 부터, 본 발명에 의하면, 간단한 구성으로 신뢰성이 높은 마모검출장치를 낮은 비용으로 제공할 수 있다.

다음으로, 도 3a 및 도 3b에는, 브레이크 라이닝 마모검출장치의 제2 실시형태를 나타내고 있다. 이 마모검출장치(2)는 상기 제1 실시형태와 같은 모양으로, 마모검지헤드(10), 공압공급회로(30), 압력검출기(40) 및 경보작동장치(50)로 이루어지고, 그 기본 구성 및 마모검지헤드(10)에 대해서는 전술한 실시예와 같은 양상이다. 여기에서, 동일 구성요소에 대해서는 동일번호를 부여하여 반복설명을 생략하고, 서로 다른 부분을 중심으로 설명한다.

공압공급회로(30)에 있어서, 라인(31)을 개재해서 차량의 에어 공급원(70)으로부터 공급되는 압축공기는, 솔레노이드 밸브(33)를 통해서 라인(34)에 접속된다. 이 밸브는 도시한 것 처럼 노멀크로즈타이프(normal close type)의 솔레노이드밸브이고, 내부의 오리피스 직경은 전술한 오리피스(32)와 동일 직경으로 설정되어 있다. 압력스위치(42)는, 모든 다이아프램형 압력 스위치이고, 스위치 내부에 주변을 고착시킨 다이아프램(42b)에 의해 공기실(42a)를 형성함과 동시에, 그 탄성변형으로 전극판(42c)를 이동시켜 접점(42e, 42f)의 개폐작동을 행한다. 즉, 이 압력스위치(42)는 압력상승으로 접점이 닫힘으로 된다(상기 실시예와는 역논리 스위치를 이용하고 있다). 경보작동장치(50)는, 라이닝 마모검출장치의 제어를 행하는 컨트롤러(55), 운전자 경보표시기(56), 및 압력검지회로에 있어서 압력스위치(42)의 개폐를 검출하는 릴레이(53) 등으로 구성되어있다.

이상과 같이 구성된 라이닝 마모검출장치(2)에서는, 컨트롤러(55)는 차량의 키(key)스위치나 공기탱크(T)의 내압이 소정압으로 상승한 것 등을 받아서 솔레노이드 밸브(33)을 개방하고, 공압공급회로(30) 내로 압축공기를 도입한다. 여기서, 도 3a에 나타난 것 처럼 마모검지헤드(10)의 (커넥터 헤드(11))의 선단부가 아직 브레이크 드럼(25)에 맞닿지 않아서 마모되지 않은 때는, 전술한 도 1a의 상태와 같은 모양으로, 공압공급회로(30)의 각 라인내압은 공급압과 같은 압력인 고압력으로 되고, 압력스위치(42)의 다이아프램(42b)가 탄성변형해서 접점(42e, 42f)를 접속상태로 지지한다. 이 때문에, 압력검지회로 상에 배설된 릴레이(53)에 밧데리(B)의 전력이 공급되어 전자구동되어, 릴레이 접점을 닫는다.

릴레이(53)의 접점신호는 신호선(61)을 개재해서 컨트롤러(55)에 접속되어있고, 컨트롤러(55)는 릴레이(53)의 접점이 닫힌 것을 검출해서 라인(34, 35, 36)의 내압이 소정압 이상으로 상승해 있는 것, 즉 커넥터 헤드(11)의 마모단부(11a)가마모해서 라인단부가 해방되는 상태에 이르지 않은 것을 검지하고, 라이닝(23)이 아직 마모한계에 도달해 있지 않다고 판단해서 경보작동은 행하지 않는다.

라이닝(23)이 마모한계까지 마모하고, 커넥터 헤드(11)의 마모단부(11a)가 마모해서 바닥공간(11e)이 외부로 노출되면, 막혀 있던 공압공급회로(30)의 선단부가 해방된다. 이때에는, 공압공급회로(30)의 라인내에 일정 압력으로 지지되고 있던 공기압이 해방되고, 도 3b에 나타난 것처럼 압력스위치(42)의 접점(42e, 42f)사이가 끊어진다. 이 때문에 압력검지회로 상에 배설된 릴레이(53)에 공급되어 있던 밧데리(B)로부터 전력공급이 차단되어, 그때까지 접속되어 있던 릴레이 접점은 열리게 된다.

컨트롤러(55)는 릴레이(53)의 접점이 열림으로써, 연결헤드(11)의 마모단부(11a)가 마모해서 라인단부가 해방되고, 공기가 새는 것을 검지하고, 라이닝(23)이 마모한계위치(23L)까지 마모한 것으로 판단한다. 그리고 경보표시기(56)를 점등시켜서 운전자에게 라이닝(23)이 마모한계에 도달한 것을 알림과 동시에, 솔레노이드(33)를 폐쇄작동시켜서 불필요한 에어누설을 정지시키는 경보작동을 행한다.

따라서, 운전자는 브레이크의 라이닝(23)이 마모한계에 도달한 것을 알 수가있고, 라이닝 마모에 수반하는 브레이크 제동력의 저하를 미연에 방지해서 차량의 안전을 확보할 수 있다. 또, 이 마모검출장치(2)에 의하면, 전술한 제1 실시형태의 효과를 더해, 라이닝(23)의 마모를 검출한 후에 솔레노이드 밸브(33)을 폐쇄작동시키기 위해, 차량주행중을 포함해서 공기탱크로부터의 쓸데없는 공기누출을 방지할수 있다. 나아가 이 마모검출장치(2)에 의하면, 공기배관 라인이 파단(破斷) 뿐만 아니라, 압력스위치(42)나 압력검지회로, 신호라인(61) 등에서 단선 등의 고장이 발생한 경우에, 신호라인(61)의 회로가 열리기 때문에 컨트롤러(55)는 이상으로 판단해서 경보표시를 행한다. 따라서, 전체 기계를 포함하여 이중 안전 시스템(fail safe system)이라고 할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 관계하는 라이닝 마모검출장치에 대한 제3 실시형태에 대해서 설명한다. 이 실시예는 도 3에 나타난 제2 실시형태의 라이닝 마모검출장치(2)와 동일의 구성에 있어서, 솔레노이드 밸브(33)를 개방해서 라인(34, 35, 36) 내의 공기압이 소정 압력으로 도달시킨 후, 솔레노이드 밸브(33)를 폐쇄작동시켜서 공기공급을 차단하고, 그 후의 압력변화를 검출하도록 구성한다.

막힌 라인내의 공기압은, 전술한 것처럼 마모검지헤드(10)의 마모나 배관라인으로 부터의 에어누설 등에 의해 저하하고, 어느 정도 시간의 경과후에 압력스위치(42)의 접점이 열린다. 컨트롤러(55)는, 솔레노이드 밸브(33)의 폐쇄작동으로 부터 압력스위치(42)의 접점이 열릴 때까지의 경과시간을 카운트한다.

그리고, 이 카운트를 여러번 행해서 평균처리하고, 평균경과 시간이 소정시간 이하인 경우(즉 단시간에서 압력저하하는 경우)에는 마모검지헤드(10)의 마모로 판단해서 경보작동을 행하고, 소정시간을 넘는 경우에는 미소(微小) 누설이라고 판단해서 경보작동을 행하지 않는다. 혹은, 경과시간에 응해서 경보내용도 다단계로 하고, 예를 들면, 라이닝 마모 한계도달, 배관라인으로부터의 대(大) 누설로 인한필요한 검사, 미소(微小) 누설인 정상범위 내, 등으로 분류해서 표시된 것처럼 구성한다.

이와 같은 라이닝 마모검출장치에 의하면, 상술한 제2 실시형태에 대한 효과에 추가해서, 공압공급회로(30)에 항상 에어를 공급할 필요가 없기 때문에, 라이닝 마모검출장치로의 공기배분을 줄여서 차량 전체에서의 공기배분을 적정화할 수 있는 것과 동시에, 솔레노이드 밸브(33)로의 전력공급도 감소시킬 수 있다. 또, 여러번의 평균화처리를 행하는 것에 의해 오검사를 방지해서 검출정밀도를 높일 수 있다.

즉, 이상의 설명에 있어서는, 마모검지헤드(10)로서 브레이크 슈(20)에 나사 체결되는 커넥터 헤드(11)를 이용한 예를 나타내지만, 본 발명은 이와 같은 실시예에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 브레이크 라이닝(23)에 직접 압입고정하는 스터드 형식의 것, 혹은 지지 플레이트(22)와 일체(一體)로 형성하는 것도 무방하다. 또, 차량에 에어공급원(70)을 갖추지 않는 소형차 등에 있어서는, 전용의 소형에어 컴플렉서를 설치해서 구성하면 좋다. 그리고 이경우에 제2 및 제3 실시형태에 있어서는, 솔레노이드 밸브(33)를 설치하지 않고 컨트롤러(55)가 콤플렉서의 시동 정지를 직접 제어(기동 및 경보작동)해서 구성하는 것도 가능하다. 또, 압력검출기(40)로서 압력스위치(42)를 이용한 예를 설명했지만, 압력스위치를 대신해서 압력센서를 이용하고, 컨트롤러(55)가 검출압력에 응답해서 솔레노이드 밸브등을 제어하는 것도 무방하다.

나아가, 설명에서는 본 발명을 드럼 브레이크(5)에 적용한 경우에대해서 설명했지만, 본 발명은 이와같은 브레이크형식에 한하지않고, 마찰제동을 이용한 브레이크(예를들면 디스크 브레이크)에있어서 같은 모양의 구성에의해 실시할 수 있다.

Claims

브레이크 라이닝이 설치된 라이닝 부재와, 브레이크 동작시에 상기 브레이크 라이닝이 눌러진 브레이크 부재로 이루어진 마찰 브레이크에 있어서,

상기 라이닝 부재에 상기 브레이크 라이닝의 뒷면측으로부터 상기 브레이크 부재와의 맞접촉면을 향해서 설치되고, 상기 브레이크 라이닝이 소정량이상 마모해서 상기 브레이크 부재에 눌러진 때에, 상단부가 상기 브레이크 부재와 맞닿아 마모 손실하도록 구성되는 것과 함께, 후단부측으로부터 상기 상단부로 연장 형성되어 상단부가 막힌 바닥공간을 가지는 마모검지부재와;

상기 후단부로부터 상기 바닥공간에 공기압을 공급하는 공기공급수단과;

상기 바닥공간에 공급되는 공기압을 검출하는 압력검출수단과;

상기 마찰브레이크 작동에 의해 상기 전단부가 마모손실해서 상기 바닥공간의 막힘이 해방되고, 상기 압력검출수단에 의해서 검출되는 공기압이 미리 설정된 소정 압력값 이하로 된 때에, 경보작동을 행하는 경보작동수단을 구비하는 것을 특징으로하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제1항에 있어서, 상기 마모검지부재가 상기 라이닝 부재에 상기 브레이크 라이닝의 후단부측으로부터 상기 브레이크 부재와의 맞접촉면을 향해서 설치된 상태에서, 상기 바닥공간의 상단부가 상기 라이닝 부재를 구성하는 라이닝의 마모한계위치와 일치하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제1항에 있어서, 상기 마모검지부재에 있어서 상기 바닥공간을 형성하는 헤드부, 상기 브레이크 부재 보다 연질의 동합금이나 알루미늄합금 등과 같은 연질합급재료, 불소수지나 PPS(폴리·페니렌·사루파이드), PAI(폴리·이미드)등과 같은 내열성 수지재료를 이용해서 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제1항에 있어서, 상기 압력검출수단은, 상기 바닥공간에 공급되는 공기압을 받아서 가압 이동되는 피스톤과, 상기 피스톤을 상기 공기압의 가압에 대항해서 힘을 가하는 스프링과, 상기 공기압이 상기 소정값 이하로 된 때에 상기 피스톤이 상기 스프링의 인가력에 의해 소정량 이상 이동되어 동작하는 전기 스위치로 구성되고,

상기 전기 스위치가 작동된 때에 상기 경보수단에 의한 경보작동이 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제4항에 있어서, 상기 전기스위치가 폐쇄작동된 때에 경보램프을 점등시켜서 경보작동을 행하는 전기회로를 가지는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제1항에 있어서, 상기 압력검출수단이, 상기 바닥공간에 공급되는 공기압을받아서 압압(押壓) 변형되는 다이아프램과, 상기 다이아프램의 압압 변형되는 부분에 연결되어 배설된 전기스위치로 구성되고,

상기 바닥공간내의 공기압이 상기 소정값 이하로 된 때에 상기 다이아프램의 압압 변형에 의해 상기 전기 스위치가 작동되도록 구성되고,

상기 전기스위치가 작동된 때에 상기 경보작동수단에 의한 경보작동이 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 라인 마모검출장치.
제6항에 있어서, 상기 전기스위치가 폐쇄작동된 때에 경보램프를 점등시켜서 경보작동을 행하는 전기회로를 가지는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제1항에 있어서, 상기 공압공급수단으로부터 상기 바닥공간에 공기압을 공급하는 공압공급라인 안에 오리피스가 배설되어 있고, 상기 오리피스와 상기 바닥공간과의 사이에 대한 상기 공압공급라인에 상기 압력검출수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제1항에 있어서, 상기 공압공급수단이 차량의 주차브레이크를 해방작동시키는 공압공급원을 이용해서 구성되고, 상기 주차브레이크를 작동시킬 때에는 상기 바닥공간으로의 공기압의 공급이 차단되어, 상기 주차브레이크가 해방되어 있을 때에만 상기 바닥공간으로 공기압이 공급되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는브레이크 라이닝 마모검출장치.
제1항에 있어서, 상기 공압공급수단 으로부터 상기 바닥공간에 공기압을 공급하는 공압공급라인 안에, 상기 공압공급수단으로부터 상기 바닥공간에로의 공급을 규제가능한 공급제어수단을 가지는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제10항에 있어서, 상기 공급규제수단이, 공압공급수단으로부터 상기 바닥공간에 공기압을 공급하는 공압공급라인안에 배설된 노말크로즈타입(normal close type)의 솔레노이드 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제11항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브가 오리피스를 가지는 것을 특징으로하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제11항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브가 상기 바닥공간과의 사이에 대한 상기 바닥공급라인에 상기 압력검출수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제11항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브는, 상기 공압공급수단의 공급공기압이 소정압력까지 상승한 때에 개방되고, 상기 경보작동수단에 의한 경보작동이 행해진 후에 폐지되는 것을 특징으로하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제10항에 있어서, 상기 공급규제수단을 개방해서 상기 바닥공간내에 공기압을 공급한 후에 상기 공급규제수단을 폐지하고, 상기 바닥공간내의 공기압의 저하속도에 응해서 상기 경보작동수단에 의한 경보작동을 행하는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.
제15항에 있어서, 상기공급규제수단이, 공압공급수단으로부터 상기 바닥공간에 공기압을 공급하는 공압 공급라인 내에 배설된 노말크로즈타입(normal close type)의 솔레노이드 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 라이닝 마모검출장치.