KR20050098321A - 라이닝 마모감지센서를 구비한 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기가 주입되는 브레이크 챔버와, 상기 브레이크 챔버의 푸쉬로드에 의해 밀어올려지는 슬랙 어저스터와, 상기 슬랙 어저스터에 연결되는 에스-캠 샤프트와, 라이닝과, 상기 라이닝의 외측면을 감싸는 브레이크 드럼을 구비한 브레이크 장치의 라이닝 마모 감지장치에 관한 것으로서, 상기 슬랙 어저스터의 회전시 상기 에스-캠 샤프트와 연동하여 회전하는 센서 심(shim)과, 상기 에스-캠 샤프트에 소정 이격거리를 두고 설치되는 마모 감지센서와, 제동시 상기 라이닝과 상기 브레이크 드럼간의 마찰로 인하여 라이닝이 마모됨에 따라 상기 에스-캠 샤프트의 회전각도가 소정 값이 되어 상기 마모 감지센서와 상기 센서 심이 접촉되는 경우 턴온되는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 브레이크 라이닝의 마모상태를 감지하여 교체여부를 표시하므로 운전자는 브레이크 라이닝의 교체시점을 용이하게 알 수 있게 된다.

Description

라이닝 마모감지센서를 구비한 브레이크 장치{brake apparatus with sensor for detecting loosing of lining}

본 발명은 차량의 브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 브레이크 라이닝의 마모를 감지하는 감지센서를 구비한 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량을 주행하다가 정지시킬 경우 브레이크 페달을 밟으면 브레이킹이 이루어지게 되는데, 이때 브레이크 라이닝이 마모된다.

도 8을 참조하여 브레이크를 동작시켜 라이닝이 마모되는 과정을 설명하면 다음과 같다. 운전자가 차량을 제동하기 위해 브레이크 페달을 밟으면 압축 공기가 공기 라인을 통해 챔버 내부에 들어와서 푸쉬 로드(103)를 민다. 그러면, 푸쉬 로드(103)와 연결된 슬랙 어저스터(104)가 움직이고, 슬랙 어저스터(104)와 맞물려 있는 에스-캠 샤프트(S-cam shaft:15)를 회전시킨다. 회전된 슬랙 어저스터(104)는 라이닝(106)을 움직여 회전하고 있는 브레이크 드럼(미도시)과 마찰시켜 차량을 제동한다. 브레이크 드럼과 라이닝(106)의 간격은 항상 약 0.8mm로 일정하게 유지되어야 된다. 그러므로, 시간이 지나면서 라이닝(106)이 마모되면 브레이크 드럼과 라이닝(106)의 간격이 멀어지게 될 때 이를 보상해주기 위해 자동적으로 슬랙 어저스터(104)가 에스-캠 샤프트(105)를 회전시키고, 이는 라이닝(106)을 움직여 브레이크 드럼과 라이닝(106)의 간격을 일정하게 유지시켜준다.

그러나, 라이닝의 체크 홀(107) 사이로 이물질이 들어가서 브레이크 드럼과 라이닝사이에 끼이게 되면 차량제동력이 떨어져서 제동거리가 멀어지게 되고 이는 사고로 연결될 수 있다. 운전자가 브레이크 페달을 해제하면 에스-캠 샤프트(105)가 원래상태로 복원되어야 하는데 운전자가 라이닝 교환시기를 인식하지 못하고 라이닝을 마모한계 이상으로 사용하게 되면, 에스-캠 샤프트(105)가 과도하게 회전(통상 94도 이내)하여 원래상태로 복원되지 못한다. 그러면 차량은 제동된 상태이나 운전자는 브레이크 페달을 해제했으므로 차량이 제동되고 있지 않았다고 간주하고 가속 페달을 밟아 운행을 하게 될 경우, 라이닝과 브레이크 드럼이 계속해서 마찰되어 열이 발생되고 이는 차량화재를 초래할 수 있다. 이처럼, 일정시기가 지나면 브레이크 라이닝이 마모되어 제 역할을 하지 못하게 되므로 브레이크 라이닝을 교체해주어야 하므로, 운전자는 라이닝 체크 홀(check hole;107)을 통해서 브레이크 드럼과 라이닝의 간격과 라이닝의 마모 상태를 수시로 체크해야 한다.

그런데, 종래에는 라이닝의 마모상태를 수시로 운전자가 직접 차량하부로 내려가서 체크해야 하므로 불편하다. 그리고, 브레이크 라이닝이 마모되어 교체시기가 되어도 이를 감지하여 알려줄 수 있는 수단이 없어 라이닝의 교체시기를 지연시킬 우려가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 브레이크 라이닝의 마모상태를 감지하여 교체여부를 표시하는 브레이크용 라이닝 마모 감지시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축공기가 주입되는 브레이크 챔버와, 상기 브레이크 챔버의 푸쉬로드에 의해 밀어올려지는 슬랙 어저스터와, 상기 슬랙 어저스터에 연결되는 에스-캠 샤프트와, 라이닝과, 상기 라이닝의 외측면을 감싸는 브레이크 드럼을 구비한 브레이크 장치의 라이닝 마모 감지장치에 있어서, 상기 슬랙 어저스터의 회전시 상기 에스-캠 샤프트와 연동하여 회전하는 센서 심(shim)과, 상기 에스-캠 샤프트에 소정 이격거리를 두고 설치되는 마모 감지센서와, 제동시 상기 라이닝과 상기 브레이크 드럼간의 마찰로 인하여 라이닝이 마모됨에 따라 상기 에스-캠 샤프트의 회전각도가 소정 값이 되어 상기 마모 감지센서와 상기 센서 심이 접촉되는 경우 턴온되는 표시부를 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 마모 감지센서와 상기 센서심은 상기 에스-캠 샤프트를 동축으로 하여 설치되며, 각각의 내주면에 돌기부가 형성되어 있으며, 상기 표시부의 턴온은 상기 마모감지센서와 상기 센서 심의 돌기부의 접촉에 의해 이루어짐이 바람직하다.

상기 표시부가 턴온되는 에스-캠 샤프트의 회전각도는 마모한계 각도이며, 상기 표시부는 운전석 계기판의 경고등을 포함한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 라이닝 마모 감지센서가 장착된 브레이크의 측면도이이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량 바퀴의 휠에 장착되는 브레이크(1)는, 압축공기가 주입되는 챔버(2), 챔버(2)에 인접하게 마련된 푸쉬로드(3), 푸쉬로드(3)와 연결되는 슬랙 어저스터(4), 슬랙 어저스터(4)와 맞물려 슬랙 어저스터(4)에 의해 회전되는 에스-캠 샤프트(5)와, 에스-캠 샤프트(5)의 회전에 의해 이동되어 브레이크 드럼과(미도시) 일정간격을 유지하는 라이닝(6), 에스-캠 샤프트(5)에 장착되어 라이닝(6)의 마모를 감지하는 라이닝 마모감지 센서(7)로 구성된다.

도 2를 참조하면, 라이닝 마모감지 센서(7)와 센서 심(shim:8)은 소정 두께의 링 형상을 가진다. 라이닝 마모 감지센서(7)와 센서 심(shim:8)에는 각각 돌기(17, 18)가 형성되어 있다. 그리고, 라이닝 마모 감지센서(7)의 판면에는 센서 심(8)과 체결된 에스-캠 샤프트(5)를 수용시에 센서 심의 돌기가 위치되어야 할 초기위치점이 표시되어 있다. 라이닝 마모감지센서(7)는 슬랙 어저스터에 볼트로 고정되고, 센서 심(shim:8)은 에스-캠 샤프트(5)에 결합되며, 라이닝 마모감지센서(7)는 센서 심(8)과 결합한 에스-캠 샤프트(5)를 내포하도록 에스-캠 샤프트(5)에 끼워진다.

도 3 내지 도 4는 도 1의 라이닝 마모 감지센서(7)를 브레이크에 장착하는 순서도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 라이닝 마모 감지센서(7)를 에스-캠 샤프트(5)에 끼우되, 라이닝 마모 감지센서(7)에 표시된 초기 위치점과 센서 심(shim;8)에 표시된 초기 위치점이 일치되게 하여, 라이닝 마모감지센서(7)의 돌기부(17)와 센서 심(8)의 돌기부(18)가 이격되도록 배치한다. 그런 다음, 도 4에 도시된 것처럼, 볼트를 통해 슬랙 어저스터(4)의 본체에 라이닝 마모 감지센서(7)를 장착한다.

도 5 내지 도 6은 라이닝 마모 감지센서(7)의 작동원리를 도시한 도면이다. 라이닝 마모 감지센서(7)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 5에 도시된 된 것처럼, 라이닝 마모 감지센서(7)와 센서 심(shim:8)에는 각각 돌기부(17, 18)가 형성되어 있다. 라이닝(6)이 일정량 마모되면 라이닝(6)과 브레이크 드럼사이의 간극을 약 0.8mm로 유지하기 위해 슬랙 어저스터(4)가 에스-캠 샤프트(5)를 회전시키게 되는데, 이때, 에스-캠 샤프트(5)에 물려있는 센서 심(shim:8)이 동시에 회전된다. 라이닝(6)의 마모정도가 커질수록 도 6에 도시된 바와 같이 센서 심(shim:8)의 회전각이 점차 커지게 된다. 센서 심(8)의 회전각이 점차 커짐에 따라 라이닝(6)의 마모정도가 커진다. 이때, 마모 한계를 넘어서는 순간은 에스-캠 샤프트(5)를 94도 회전하는 시점이다. 센서 심(8)이 회전함에 따라 돌기부(18)는 에스-캠 샤프트(5)의 회전에 따라 초기위치에서 30도, 60도, 94도 회전한다. 이때, 에스-캠 샤프트(5)를 따라 회전하던 센서 심(8)의 돌기부(18)와 라이닝 마모 감지 센서(7)의 돌기부(17)가 접속하게 되면 전류가 흐르게 되어 운전석의 계기판(미도시)에 라이닝을 교환해야 한다는 경고등이 턴온된다. 이에 따라, 운전자는 경고등을 통해 라이닝의 교체시점을 용이하게 알 수 있게 된다.

도 7은 라이닝 마모 감지센서(7)의 동작에 따라 계기판의 경고등이 켜지는 구성을 도시한 회로도이다. 라이닝 마모 감지센서(7) 및 센서 심(shim:8)과 계기판의 경고등(21)과 차량의 배터리(20)와 전기회로를 형성하며, 라이닝 마모 감지센서(7) 및 센서 심(8)은 경고등(21)과 배터리(20)의 연결을 온오프시키는 스위치(22)의 기능을 한다. 라이닝(6)의 마모가 진행되어 센서 심(8)이 마모 한계인 94도 회전되면 라이닝 마모 감지 센서(7)에 의해 경고등(21)에 배터리(20)의 전원이 공급되어 경고등(21)이 턴온된다.

이러한 구성에 의하여, 에스-캠 샤프트에 결합하는 센서 심과, 센서 심과 결합된 에스-캠 샤프트를 내포하는 라이닝 마모 감지센서를 마련하여, 에스-캠 샤프트의 회전시 연동하는 센서심의 돌기부가 라이닝 마모 감지센서의 돌기부에 접촉시 운전석의 경고등이 턴온되도록 하면, 운전자는 라이닝의 교체가 필요한지 여부를 용이하게 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 브레이크 라이닝의 마모상태를 감지하여 교체여부를 표시하므로 운전자는 브레이크 라이닝의 교체시점을 용이하게 알 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 라이닝 마모 감지센서가 장착된 브레이크의 측면도,

도 2 내지 도 4는 도 1의 라이닝 마모 감지센서를 브레이크에 장착하는 순서도,

도 5 내지 도 6은 라이닝 마모 감지센서의 작동원리를 도시한 도면,

도 7은 도 1의 라이닝 마모 감지센서를 이용한 라이닝 교체 표시 회로도,

도 8은 종래의 풀 에어 브레이크 시스템에서 사용되는 브레이크의 측면도,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 브레이크 장치 2 : 브레이크 챔버

3 : 푸쉬 로드 4 : 슬랙 어저스터

5 : 에스-캠 샤프트 6 : 라이닝

7 : 라이닝 마모 감지센서 8 : 센서 심(shim)

17, 18 : 돌기부 21 : 경고등

Claims (5)

1. 압축공기가 주입되는 브레이크 챔버와, 상기 브레이크 챔버의 푸쉬로드에 의해 밀어올려지는 슬랙 어저스터와, 상기 슬랙 어저스터에 연결되는 에스-캠 샤프트와, 라이닝과, 상기 라이닝의 외측면을 감싸는 브레이크 드럼을 구비한 브레이크 장치에 있어서,

   상기 슬랙 어저스터의 회전시 상기 에스-캠 샤프트와 연동하여 회전하는 센서 심(shim)과,

   상기 에스-캠 샤프트에 소정 이격거리를 두고 설치되는 마모 감지센서와,

   제동시 상기 라이닝과 상기 브레이크 드럼간의 마찰로 인하여 라이닝이 마모됨에 따라 상기 에스-캠 샤프트의 회전각도가 소정 값이 되어 상기 마모 감지센서와 상기 센서 심이 접촉되는 경우 턴온되는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 마모 감지센서와 상기 센서심은 상기 에스-캠 샤프트를 동축으로 하여 설치되며, 각각의 내주면에 돌기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 표시부의 턴온은 상기 마모감지센서와 상기 센서 심의 돌기부의 접촉에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 표시부가 턴온되는 에스-캠 샤프트의 회전각도는 마모한계 각도인 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 표시부는 운전석 계기판의 경고등을 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.