KR200184179Y1 - 공진을 이용한 브레이크장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 드럼브레이크의 브레이크슈를 브레이크슈의 공진주파수로 가진할 때 발생되는 브레이크슈의 진동으로 인해 밀착되어 있는 브레이크드럼과 라이닝간을 이격과 밀착을 반복시킴으로서 ABS브레이크의 효과를 발휘할 수 있도록 한 공진을 이용한 브레이크장치에 관한 것으로, 휠과 일체가 되어 회전하는 브레이크드럼(50)에 마찰재를 부착한 브레이크슈(40)를 안쪽으로부터 압착하여 제동력을 발생시키는 브레이크장치에 있어서, 브레이크페달(10)의 밟힌 상태를 감지하기 위한 브레이크스위치(80)와, 브레이크슈(40)에 공진주파수로 가진하기 위한 진동발생장치(100)와, 브레이크스위치(80)의 상태를 입력받아 진동발생장치(100)의 작동을 제어하는 제어부(90)로 이루어져 브레이크슈(40)를 공진주파수로 가진할 때 발생되는 진동으로 브레이크라이닝(60)과 브레이크드럼(50)을 밀착, 이격을 반복하도록 하여 제동력을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

Description

공진을 이용한 브레이크장치

본 고안은 공진을 이용한 브레이크장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크슈를 브레이크슈의 공진주파수로 가진할 때 발생되는 브레이크슈의 진동으로 인해 밀착되어 있는 브레이크드럼과 라이닝간을 이격과 밀착을 반복시킴으로서 ABS브레이크의 효과를 발휘할 수 있도록 한 공진을 이용한 브레이크장치에 관한 것이다.

공진은 물체의 외부에서 진동을 주었을 때 그 물체가 어떤 진동수의 진동을 발생하는 현상을 말하는 것으로서, 그 물체가 가지는 고유의 진동수가 주어진 진동수와 같을 때 가장 민감하게 공진을 하게된다.

차량의 브레이크 장치는 주행중의 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에 주차상태를 유지하기 위해서 사용되는 중요한 장치이며, 일반적으로 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열 에너지로 바꾸어 그것을 공기중으로 발산함으로 제동작용을 하는 마찰식 브레이크가 사용되고 있다.

상기 마찰식 브레이크는 마스터실린더에서 오는 유압의 힘으로 바퀴의 안쪽에 장치되어 있는 브레이크드럼 또는 브레이크 디스크 등에 마찰재를 밀어 붙여 그 마찰력을 이용하여 제동력을 발생시키는 것이다.

도1은 일반적인 브레이크 장치의 구성을 나타낸 구성도로써 드럼식 브레이크 장치를 나타내었다. 도1에 도시된 바와 같이 답력을 가하기 위한 브레이크 페달(10)은 배력장치인 마스터실린더(20)에 연결되고 마스터실린더(20)에서 배력된 유압은 브레이크파이프(25)를 통해 휠실린더(30)로 전달된다. 브레이크라이닝(60)은 휠실린더(30)에 전달된 유압의 힘으로 바퀴와 함께 회전하는 브레이크드럼(50)에 밀착 이격되도록 설치된다.

상기와 같이 구성된 브레이크 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 브레이크 페달(10)을 밟으면 마스터실린더(20)내의 브레이크 액을 휠실린더(30)로 압송한다. 휠실린더(30)는 그 유압을 받아 피스톤을 좌우로 벌림으로써 브레이크슈(40)를 브레이크드럼(50)에 압축시켜 제동작용을 일으킨다. 브레이크 페달(10)에 가한 답력을 해제하면 마스터실린더(20)내의 유압이 저하되므로 브레이크슈(40)는 리턴 스프링(70)의 힘으로 원래의 위치로 되돌아가고 휠실린더(30)내의 브레이크 액은 마스터실린더(20)로 되돌아가 제동상태가 풀린다.

그런데 위와 같은 브레이크장치를 도로사정이 나쁜상태에서 제동을 걸면 제동의 효율이 떨어지고 방향제어를 하지 못하게 된다는 문제점이 있다.

따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 ABS(Antilock Bracking System)을 장착하여 낮은 마찰 조건에 대한 제동의 최적화를 위해 제동력을 자동으로 조정하여 미끄러짐을 방지하게 된다.

그러나 위와 같은 ABS시스템을 장착하기 위해서는 많은 비용이 소요되기 때문에 일반운전자들은 제동시 브레이크페달(10)을 밟았다 떼었다를 반복하여 제동거리를 줄이게 된다.

그런데 위와 같은 작동은 원숙한 운전자만이 가능한 행동이기 때문에 위급한 상황에 대처하기에는 어렵다는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 고안의 목적은 브레이크페달을 밟았을 경우 이를 감지하여 브레이크슈에 공진주파수로 가진하여 이때 발생되는 진동으로 브레이크의 작동과 정지가 자동으로 반복되도록 하는 공진을 이용한 브레이크장치를 제공함에 있다.

도1은 일반적인 드럼브레이크장치를 나타낸 개략도이다.

도2는 본 고안에 의한 공진을 이용한 브레이크장치를 나타낸 블록구성도이다.

도3은 브레이크슈에 가진을 주었을 경우 진폭의 변화량을 나타낸 그래프이다.

도4는 본 고안에 의한 공진을 이용한 브레이크장치의 작동순서를 도시한 흐름도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 페달 20 : 마스터실린더

30 : 휠실린더 40 : 브레이크슈

50 : 브레이크드럼 60 : 브레이크라이닝

70 : 리턴스프링 80 : 브레이크스위치

90 제어부 100 : 진동발생장치

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 고안은 휠과 일체가 되어 회전하는 브레이크드럼에 마찰재를 부착한 브레이크슈를 안쪽으로부터 압착하여 제동력을 발생시키는 브레이크장치에 있어서, 브레이크페달의 밟힌 상태를 감지하기 위한 브레이크스위치와, 브레이크슈에 공진주파수로 가진하기 위한 진동발생장치와, 브레이크스위치의 상태를 입력받아 진동발생장치의 작동을 제어하는 제어부로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 본 고안의 작동을 설명하면 다음과 같다.

운전자가 브레이크장치를 작동시키기 위해 브레이크페달에 답력을 가할 경우 브레이크스위치가 온되고 이 온된 상태를 제어부에서 입력받아 진동발생장치를 작동시켜 브레이크슈의 고유 공진주파수로 브레이크슈를 가진하며 브레이크슈가 진동하면서 브레이크드럼과 라이닝사이의 간격이 이격과 밀착을 반복되도록 작동시킨다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 고안의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

도2은 본 고안에 공진을 이용한 브레이크장치의 실시예를 나타낸 블록구성도로서 도2에 도시된 바와 같이 답력을 가하기 위한 브레이크 페달(10)은 배력장치인 마스터실린더(20)에 연결되고 마스터실린더(20)에서 배력된 유압은 브레이크파이프(25)를 통해 휠실린더(30)로 전달된다. 브레이크라이닝(60)은 휠실린더(30)에 전달된 유압의 힘으로 바퀴와 함께 회전하는 브레이크드럼(50)에 밀착 이격되도록 설치되고, 브레이크 페달(10)을 작동상태를 감지하기 위한 브레이크스위치(80)가 브레이크 페달(10)에 설치되고, 브레이크슈(40)에 가진을 발생시키도록 하기 위한 진동발생장치(100)와, 브레이크스위치(80)의 상태를 입력받아 진동발생장치(100)를 작동시키기 위한 제어부(90)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 본 실시예의 작동을 설명하기 위해 브레이크슈를 가진시켰을 경우 브레이크슈의 진동 진폭의 변화를 나타낸 도2의 그래프와, 본 실시예의 작동순서를 도시한 도4의 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도3에 도시된 그래프에서 보는 바와 같이 브레이크슈(40)의 첫 번째 고유진동수즉, 공진주파수는 대체적으로 300Hz정도에서 존재하게 된다. 따라서 도3의 (A)와 같이 300Hz로 진폭1의 가진을 주었을 경우 브레이크슈(40)는 공진하여 도3의 (B)에서 보는 바와 같이 진폭10의 진동을 하게 된다.

따라서 진동발생장치(100)에서 진폭1의 진동을 발생시키면 브레이크슈(40)에서는 진폭10으로 진동하기 때문에 브레이크라이닝(60)과 브레이크드럼(50)과의 사이에서 이격과 밀착을 공진주파수인 300Hz로 반복하게 된다.

그레서 본 실시예의 작동은 브레이크스위치(80)의 상태를 비교한다(S10). 이때 브레이크스위치(80)가 온된 상태면, 즉 브레이크페달(10)이 밟힌 상태면 진동발생장치(100)를 작동시켜 브레이크슈(40)의 공진주파수로 가진을 시키고 다시 브레이크스위치(80)의 상태를 비교하는 단계(S10)로 리턴된다(S20). 그러나 브레이크스위치(80)가 오프된 상태면, 즉 브레이크페달(10)에 답력을 가하지 않았을 경우에는 진동발생을 중지시키도록 작동시키고 브레이크스위치(80)의 상태를 비교하는 단계(S10)로 리턴된다(S30).

상기한 바와 같이 본 고안은 브레이크의 작동상태에 따라 브레이크슈에 공진주파수에 해당하는 진동으로 가진하면 브레이크슈의 고유진동에 해당하는 주파수로 브레이크라이닝과 브레이크드럼이 밀착과 이격을 반복하여 제동력을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한 진동발생장치의 추가로 고가의 ABS브레이크의 장착에 소요되는 비용을 줄일 수 있으며 ABS브레이크의 효과를 발휘할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 휠과 일체가 되어 회전하는 브레이크드럼(50)에 마찰재를 부착한 브레이크슈(40)를 안쪽으로부터 압착하여 제동력을 발생시키는 브레이크장치에 있어서,

   상기 브레이크페달(10)의 밟힌 상태를 감지하기 위한 브레이크스위치(80)와,

   상기 브레이크슈(40)를 소정의 주파수로 가진하기 위한 진동발생장치(100)와,

   상기 브레이크스위치(80)의 상태를 입력받아 상기 진동발생장치(100)의 작동을 제어하는 제어부(90)

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 브레이크장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 주파수는 약 300Hz인 것을 특징으로 하는 브레이크장치.