KR200181385Y1 - 제동력을 이용한 공기 압축장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 제동시에 브레이크 마스터 실린더로부터 공급되는 브레이크 오일에 의해서 작동되는 보조 바퀴의 회전력를 이용하여 공기를 압축할 수 있는 콤프레셔를 장착함으로써, 제동시에 소모되는 에너지를 활용할 수 있는 제동력을 이용한 공기 압축장치에 관한 것으로서, 이 공기 압축장치는 브레이크 페달(2)의 가압시에 브레이크 마스터 실린더(10)에서 압송된 오일이 유압라인(22)을 통해 유입되어 내부의 피스톤(55)을 가압하는 유압 실린더(50)와, 리턴 스프링(32)에 의해 당겨진 상태로 핀(26)에 의해 차체에 고정되는 브라켓(24)에 회동 가능하게 장착되며, 피스톤(55)에 의해 가압되는 피스톤 로드(52)가 핀(54)에 의해 작동적으로 결합되어 있는 링크(30)와, 베어링(42, 44)에 의해 링크(30)의 하단에 회전 가능하게 장착되는 구동축(40)과, 스플라인(60a)에 의해 구동축(40)과 일체적으로 회전할 수 있도록 결합된 구동휠(60)과, 구동축(40)의 일단에 설치되어 있으며, 이 구동축(40)을 통해 전달되는 구동휠(60)의 회전력에 의해 작동유체를 압축하는 콤프레셔(70)로 구성되어 있다.

Description

제동력을 이용한 공기 압축장치

본 고안은 제동력을 이용한 공기 압축장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 제동시에 브레이크 마스터 실린더로부터 공급되는 브레이크 오일에 의해서 작동되는 보조 바퀴의 회전력를 이용하여 공기를 압축할 수 있는 콤프레셔를 장착함으로써, 제동시에 소모되는 에너지를 활용할 수 있는 제동력을 이용한 공기 압축장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에서 제동을 위해 사용하는 브레이크는 크게, 주행속도를 줄이거나 운행중에 일시적인 정차를 위해 사용하는 주 제동용의 휠 브레이크와, 장시간의 주차를 위해 사용하는 주차 브레이크로 나눌 수 있으며, 휠 브레이크는 마찰력을 발생하는 형태에 따라 드럼식과 디스크식 브레이크로 구분할 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 휠 브레이크의 구성을 보인 개략도로, 브레이크 페달(2)은 핀(4)을 중심으로 대시 패널에 회동 가능하게 장착되어 있다. 운전자가 브레이크 페달(2)을 밟으면, 페달(2)에 연결되어 있는 푸시로드(6)가 가압된다. 이때, 부우스터(8)에 의해 페달(2)의 가압력이 배가되면서, 브레이크 마스터 실린더(10)내의 피스톤을 밀게 되어 내부의 오일이 압축된다.

피스톤의 이동으로 압축된 브레이크 오일은 브레이크 파이프(12)를 통해 프론트 휠에 설치된 캘리퍼(16)내로 공급되어 피스톤을 가압함으로써, 브레이크 디스크(14)의 회전을 정지시키는 한편, 브레이크 파이프(12)를 통해 리어 휠에 설치된 휠 실린더(36)로도 브레이크 오일이 공급되어 브레이크 라이닝을 팽창시킴으로써, 브레이크 드럼과의 마찰접촉에 의해 제동력을 얻게 된다.

이러한 구성을 지닌 종래의 차량용 휠 브레이크는 차량의 감속 및 정차를 위해서 사용하는 것으로서, 이같은 마찰 제동력을 얻기 위해서는 많은 에너지를 필요로 한다. 그러나, 제동력을 얻기 위한 대부분의 에너지는 제동과 동시에 열로 변환되어 외부로 방출되어 그대로 소비되어 버린다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 고안은 제동시에 소모되는 에너지를 이용하여 공기를 압축시킨 다음 유용한 에너지로 활용함으로써, 에너지 효율을 높일 수 있는 제동력을 이용한 공기 압축장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 차량용 휠 브레이크의 구성을 보인 개략도,

도 2는 본 고안의 제동력을 이용한 공기 압축장치를 보인 구성도,

도 3은 본 고안에서 채용한 유압 실린더의 구성을 보인 단면도,

도 4와 도 5는 각각, 본 고안에 따른 공기 압축장치의 사용상태를 보인 계통도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

2:브레이크 페달 10:브레이크 마스터 실린더

12:브레이크 파이프 22:유압라인

24:브라켓 30:링크

32:리턴 스프링 40:구동축

42, 44:베어링 50:유압 실린더

52:피스톤 로드 55:피스톤

60:구동휠 62:마찰고무

64:스페이서 70:콤프레셔

72:공압라인 74:공기탱크

76:에어 툴 80:증발기

82:저압 냉매라인 84:고압 냉매라인

86:응축기

상술한 본 고안의 목적은 브레이크 페달의 가압시에 브레이크 마스터 실린더에서 압송된 오일이 유압라인을 통해 유입되어 내부의 피스톤을 가압하는 유압 실린더와, 리턴 스프링에 의해 핀에 의해 차체에 고정되는 브라켓에 회동 가능하게 장착되며, 피스톤에 의해 가압되는 피스톤 로드가 핀에 의해 작동적으로 결합되어 있는 링크와, 베어링에 의해 링크의 하단에 회전 가능하게 장착되는 구동축과, 스플라인에 의해 구동축과 일체적으로 회전할 수 있도록 결합된 구동휠과, 구동축의 일단에 설치되어 있으며, 이 구동축을 통해 전달되는 구동휠의 회전력에 의해 작동유체를 압축하는 콤프레셔로 이루어진 것을 특징으로 하는 제동력을 이용한 공기 압축장치에 의해 달성된다.

본 고안에 의하면, 제동시에 브레이크 마스터 실린더로부터 공급되는 브레이크 오일이 유압라인을 통해 유압 실린더로 유입되어 피스톤을 가압하게 되고, 피스톤의 가압에 의해서 구동휠이 회전되면서 콤프레셔를 구동하게 된다. 콤프레셔의 구동에 의해서 압축된 공기는 이동정비 차량의 경우에 공기탱크에 저장하였다가 에어 툴을 작동시키는 작동유체로 활용할 수 있으며, 냉동탑차의 경우에는 증발기에서 전달되는 냉매를 압축하여 응축기로 보냄으로써, 소모되는 열 에너지를 최대한 활용할 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 제동력을 이용한 공기 압축장치에 대하여 설명하기로 한다.(도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일 부호로 표시한다.)

도 2는 본 고안의 제동력을 이용한 공기 압축장치를 보인 구성도이고, 도 3은 본 고안에서 채용한 유압 실린더의 구성을 보인 단면도이다. 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에서는 제동시 발생되는 에너지를 이용하여 냉매나 공기와 같은 유체를 압축하기 위한 방안으로, 브레이크 페달(2)의 가압시에 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 압송되는 오일에 의해 작동되는 유압 실린더(50)를 채용하였다. 이 유압 실린더(50)는 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 압송된 오일에 의해서 피스톤 로드(52)가 돌출되면서 구동휠(60)을 지면에 밀착시켜 마찰 제동력에 의한 회전 모우먼트를 얻게 된다.

이를 위해서, 차체에 고정되는 브라켓(24)에는 리턴 스프링(32)에 의해서 당겨진 상태로 핀(26)에 의해 회동 가능하게 링크(30)가 연결되어 있으며, 이 링크(30)의 하부 중간지점에는 상기한 유압 실린더(50)가 장착되어 있다. 유압 실린더(50)의 일단은 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 압송되는 오일에 의해 가압되는 피스톤 로드(52)가 돌출 가능하게 내장되어 있으며, 타단은 핀(56)에 의해 브라켓(24)에 고정되는 고정 로드(58)가 부착되어 있다. 피스톤 로드(52)는 핀(54)에 의해 링크(30)에 결합된다. 또한, 링크(30)의 하단에는 구동축(40)에 의해 구동휠(60)이 회전 가능하게 장착되어 있으며, 구동휠(60)의 외주부에는 마찰고무(62)가 끼워져 있다.

유압 실린더(50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 피스톤(55)이 내장되어 있으며, 피스톤(55)에는 피스톤 로드(52)가 결합되어 있다. 이 피스톤(55)은 유압라인(22)을 통해 브레이크 마스터 실린더(10)로부터 공급되는 브레이크 오일에 의해서 실린더의 내벽을 따라 미끄럼 이동되면서 피스톤 로드(52)를 가압하게 된다. 피스톤 로드(52)의 가압에 의해서 링크(30)는 리턴 스프링(32)의 힘을 이기고 하방으로 회동되면서 하단의 구동휠(60)이 지면과 밀착되어 도 4에 도시된 바와 같이, 콤프레셔(70)를 구동하게 된다.

도 4와 도 5는 각각, 본 고안에 따른 공기 압축장치의 사용상태를 보인 계통도이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 여기에는 본 고안에서 채용한 구동휠(60)과 구동축(40)의 조립상태가 도시되어 있다. 구동휠(60)은 스플라인(60a)을 통해 구동축(40)에 결합되어 있으며, 구동축(40)은 볼 베어링(42, 44)에 의해서 링크(30)의 분기단(30a)에 회전 가능하게 결합되어 있다. 도면에서 구동축(40)의 좌측단부(40a)에는 와셔(28)가 끼우져 있으며, 우측단에는 스페이서(64)를 개재하여 콤프레셔(70)가 연결되어 있다.

콤프레셔(70)는 구동축(40)에 의해서 내부의 임펠러가 회전되면서 외부의 공기를 압축시키는 통상의 공기 압축기와 동일한 구조를 지니며, 그에 대한 상세한 도시는 생략하였다. 콤프레셔(70)에서 압축된 공기는 공압라인(72)을 통해 공기탱크(74)로 보내져 저장된다. 그러므로, 이동정비 차량의 경우, 순회중에 볼트나 너트를 체결할 때에, 공압호스(78)를 공기탱크(74)에 연결한 다음, 이 공압호스(78)끝에 에어 툴(76)을 끼워 작업을 용이하게 할 수 있다.

도 5에는 냉방 및 냉장 시스템이 탑재되어 있는 냉동탑차의 경우에 본 고안의 공기 압축장치를 활용하는 경우가 도시되어 있다.

여기에 도시된 바와 같이, 구동축(40)의 일단에 설치되어 있는 콤프레셔(70)에는 저압 냉매라인(82)을 통해 증발기(80)로부터 냉매가 유입되도록 구성하였으며, 구동휠(60)에 의해 구동축(40)이 회전되면서 압축된 냉매는 고압 냉매라인(84)을 통해 응축기(86)로 전달되도록 하였다. 그러므로, 통상의 냉방 시스템과 동일한 원리로 콤프레셔(70)에서 압축된 냉매에 의해 주위 공기를 냉방시키는 것이 가능하게 된다.

이상으로 설명한 본 고안의 공기 압축장치에 의하면, 제동시에 브레이크 마스터 실린더로부터 공급되는 브레이크 오일이 유압라인을 통해 유압 실린더로 유입되어 피스톤을 가압하게 되고, 피스톤의 가압에 의해서 구동휠이 회전되면서 구동축이 고속 회전되어 공기를 압축시킨다. 구동축의 회전에 의해서 압축된 공기를 이용하여 이동정비 차량의 경우에는 공기탱크에 저장하였다가 에어 툴을 작동시키는 작동유체로 활용할 수 있으며, 냉동탑차의 경우에는 증발기에서 전달되는 냉매를 압축하여 응축기로 보내어 에어컨 시스템을 가동할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 브레이크 페달(2)의 가압시에 브레이크 마스터 실린더(10)에서 압송된 오일이 유압라인(22)을 통해 유입되어 내부의 피스톤(55)을 가압하는 유압 실린더(50)와,

   리턴 스프링(32)에 의해 당겨진 상태로 핀(26)에 의해 차체에 고정되는 브라켓(24)에 회동 가능하게 장착되며, 상기 피스톤(55)에 의해 가압되는 피스톤 로드(52)가 핀(54)에 의해 작동적으로 결합되어 있는 링크(30)와,

   베어링(42, 44)에 의해 상기 링크(30)의 하단에 회전 가능하게 장착되는 구동축(40)과,

   스플라인(60a)에 의해 상기 구동축(40)과 일체적으로 회전할 수 있도록 결합된 구동휠(60)과,

   상기 구동축(40)의 일단에 설치되어 있으며, 이 구동축(40)을 통해 전달되는 구동휠(60)의 회전력에 의해 작동유체를 압축하는 콤프레셔(70)로 이루어진 것을 특징으로 하는 제동력을 이용한 공기 압축장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 콤프레셔(70)는 저압 냉매라인(82)을 통해 증발기(80)로부터 보내진 냉매를 압축하여 고압 냉매라인(84)을 통해 응축기(86)로 공급하는 것을 특징으로 하는 제동력을 이용한 공기 압축장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 콤프레셔(70)는 대기 중의 공기를 압축하여 공압라인(72)을 통해 공기탱크(74)로 공급하는 것을 특징으로 하는 제동력을 이용한 공기 압축장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 구동휠(60)의 외주부에는 마찰고무(62)가 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 제동력을 이용한 공기 압축장치.