KR20050115690A - Bolt releasing sensing apparatus caliper - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 캘리퍼가 고정 볼트를 통해 차체에 고정된 브레이크의 캘리퍼 고정구조에 있어서, 캘리퍼를 차체에 고정하는 고정 볼트의 체결 토크력에 대응되는 전압이 출력가능하게 설치되는 압전소자; 상기 압전소자의 출력 전압을 입력받아 입력 전압을 기 설정된 데이터와 비교하여 고정볼트의 체결 토크력이 기 설정된 수치 이하로 저하되는 경우 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어 신호를 입력받아 운전자가 인식가능하게 경고신호를 발생하는 표시부를 포함하여 구성된 브레이크 캘리퍼의 볼트 풀림 감지 장치에 대해 개시한다. 본 발명에 의하면, 브레이크 캘리퍼를 차체에 고정시키는 고정 볼트에 풀림 현상이 발생하는 경우, 체결 토크 저하를 압전소자의 출력전압 변동을 통해 제어부가 인식하고, 이를 표시부를 통해 운전자가 인지할 수 있게 된다. 따라서 차량의 주행 중 캘리퍼 고정 볼트의 풀림으로 인해, 캘리퍼가 차체로부터 이탈하여 타이어 휠과 충돌하거나 제동력이 저하되는 현상을 방지할 수 있게 되므로, 차량의 안정성을 증대시키는 효과가 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a caliper fixing structure for a brake in which a caliper is fixed to a vehicle body through a fixing bolt, the piezoelectric element having a voltage corresponding to the tightening torque of the fixing bolt for fixing the caliper to the vehicle body; A control unit which receives the output voltage of the piezoelectric element and compares the input voltage with preset data and outputs a control signal when the tightening torque of the fixing bolt is lowered below a predetermined value; And a display unit configured to receive a control signal of the controller and generate a warning signal so that a driver can recognize the brake signal. According to the present invention, when the loosening phenomenon occurs in the fixing bolt for fixing the brake caliper to the vehicle body, the control unit recognizes the tightening torque drop through the output voltage variation of the piezoelectric element, and the driver can recognize the change. . Therefore, due to the loosening of the caliper fixing bolt while driving the vehicle, the caliper can be prevented from colliding with the tire wheel or the braking force is lowered from the vehicle body, thereby increasing the stability of the vehicle.
Description
본 발명은 브레이크의 캘리퍼 볼트 풀림 감지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 운행 중에 브레이크 시스템의 캘리퍼를 차체에 고정하고 있는 고정 볼트가 일정 토크 이하로 풀리는 것을 감지할 수 있는 브레이크의 캘리퍼 볼트 풀림 감지 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a caliper bolt loosening detection device of the brake, and more particularly, caliper bolt loosening of the brake that can detect that the fixing bolt holding the caliper of the brake system to the vehicle body is released below a certain torque during driving of the vehicle. To a sensing device.
도 1 은 캘리퍼 브레이크 장치의 사시도로서, 캘리퍼 브레이크 장치는 바퀴와 함께 회전하는 강주철제 원판(디스크)을 장착하여 그 양쪽의 바깥쪽에 가까운 부분에 유압 피스톤으로 작용하는 브레이크 패드를 밀어붙여 그의 마찰력에 의해 제동하는 것이다. 그 구조는 디스크, 캘리퍼, 피스톤 패드 등의 부품으로 구성된다. 1 is a perspective view of a caliper brake device, in which a caliper brake device is mounted with a cast iron disk (disc) which rotates with a wheel, and pushes a brake pad acting as a hydraulic piston to a portion near the outside of both sides thereof by the frictional force thereof. It's braking. The structure consists of parts, such as a disk, a caliper, a piston pad, and the like.
캘리퍼 브레이크 장치는 디스크가 거의 노출되어 있으므로 방열 작용이 좋고, 페이드 현상이 잘 일어나지 않아 고속으로 반복해서 사용하여도 안정된 제동효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 그리고 디스크에 열팽창이 일어나도 다스크와 패드의 클리어런스는 거의 변화되지 않고 오히려 반대로 감소하는 경향이 있다. 이러한 장점으로 특히 앞쪽 브레이크는 거의가 캘리퍼 브레이크 장치가 사용된다. Since the caliper brake device is almost exposed to the disk, the heat dissipation is good, and since the fade phenomenon does not occur well, there is an advantage that a stable braking effect can be obtained even if used repeatedly at high speed. And even though thermal expansion occurs in the disk, the clearance between the disk and the pad hardly changes, but rather, tends to decrease. Because of this advantage, the front brakes are almost always used in caliper brakes.
이러한 캘리퍼 브레이크 장치는, 차체에 연결된 너클 부재(2)에 의해 차체에 지지되는 데, 너클 부재에 형성된 볼트공과 캘리퍼의 토크 멤버(4)에 형성된 볼트공이 맞대임된 볼트공에 고정 볼트(6)가 관통 체결되어 고정된다. The caliper brake device is supported on the vehicle body by a knuckle member 2 connected to the vehicle body, and the bolt bolt formed in the knuckle member and the bolt hole formed in the torque member 4 of the caliper are fixed to the bolt hole 6. Is fastened through and fixed.
그러나 이러한 캘리퍼의 고정 구조에 있어서, 고정 볼트(6)의 이탈에 의해 캘리퍼(1)가 유동하여 타이어 휠과 간섭이 발생하는 현상이 발생하고 있는 데, 이러한 고정 볼트의 이탈 원인으로는 차량의 진동에 의한 풀림 현상, 고정 볼트 체결시 토크 관리 불량, 볼트의 품질 불량 등 다양한 원인이 제시되고 있다. 한편, 주행 또는 제동 중 발생하는 열로 인하여 고정 볼트(6) 표면의 도금층의 연화가 발생하고, 이로 인해 나사산부의 마찰계수가 저하되어 볼트 풀림이 발생하는 것으로 추정되기도 한다. However, in such a fixed structure of the caliper, a phenomenon occurs that the caliper 1 flows due to the detachment of the fixing bolt 6, thereby causing interference with the tire wheel. Various causes such as loosening phenomenon, poor torque management during fixing bolt tightening, and poor quality of bolt have been suggested. On the other hand, due to heat generated during traveling or braking, softening of the plating layer on the surface of the fixing bolt 6 occurs, which may cause the frictional coefficient of the threaded portion to decrease, thereby causing bolt loosening.
상술한 여러 원인에 의해 브레이크 캘리퍼의 고정 볼트가 이탈하는 경우 캘리퍼의 유동으로 타이어 휠과 충돌하면서 충격이 발생할 뿐만 아니라, 주행 중 제동력 저하로 차량 사고로 이어질 위험성이 높다. When the fixing bolt of the brake caliper is separated by the above-mentioned causes, the impact of collision with the tire wheel due to the flow of the caliper is generated, and there is a high risk of leading to a vehicle accident due to reduced braking force while driving.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 캘리퍼를 차체에 고정하는 고정 볼트의 체결 토크력의 변화를 압전소자의 출력전압을 이용하여 감지가능하게 하여 고정 볼트의 풀림을 감지할 수 있는 브레이크의 캘리퍼 볼트 풀림 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, a brake that can detect the change of the fastening torque of the fixed bolt for fixing the caliper to the vehicle body using the output voltage of the piezoelectric element to detect the loosening of the fixed bolt. An object of the present invention is to provide a caliper bolt loosening detection device.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 캘리퍼가 고정 볼트를 통해 차체에 고정된 브레이크의 캘리퍼 고정구조에 있어서, 캘리퍼를 차체에 고정하는 고정 볼트의 체결 토크력에 대응되는 전압이 출력가능하게 설치되는 압전소자; 상기 압전소자의 출력 전압을 입력받아 입력 전압을 기 설정된 데이터와 비교하여 고정볼트의 체결 토크력이 기 설정된 수치 이하로 저하되는 경우 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어 신호를 입력받아 운전자가 인식가능하게 경고신호를 발생하는 표시부를 포함하여 구성된 브레이크 캘리퍼의 볼트 풀림 감지 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, in the caliper fixing structure of a brake in which a caliper is fixed to a vehicle body through a fixing bolt, a voltage corresponding to the fastening torque of the fixing bolt for fixing the caliper to the vehicle body is installed to be outputable. Piezoelectric elements; A control unit which receives the output voltage of the piezoelectric element and compares the input voltage with preset data and outputs a control signal when the tightening torque of the fixing bolt is lowered below a predetermined value; And a display unit configured to receive a control signal of the controller and generate a warning signal to be recognized by the driver.
도 2 는 본 발명에 따른 브레이크 캘리퍼의 볼트 풀림 감지 장치의 구성을 보여주는 도면이다. 2 is a view showing the configuration of the bolt loosening detection device of the brake caliper according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크의 캘리퍼 볼트 풀림 감지 장치는 고정 볼트의 체결 토크력에 따른 전압을 출력하는 압전소자(20)와, 압전소자의 출력전압을 입력받아 기설정된 전압 범위와 비교하여 볼트의 풀림을 감지하는 제어부(30)와, 제어부의 신호에 따라 운전자가 인식가능하게 풀림 상태를 경고하는 표시부(40)를 포함하여 구성된다. As shown in the drawings, the caliper bolt loosening detection device of the brake according to the present invention is a piezoelectric element 20 for outputting a voltage according to the tightening torque of the fixing bolt, and the output voltage of the piezoelectric element in response to a predetermined voltage range Compared with the control unit 30 for detecting the loosening of the bolt, and the display unit 40 for warning the state of loosening the driver recognizable in response to the signal of the control unit.
압전소자(20)는 변형력이 가해지는 경우 그 힘에 비례하여 전압을 출력하는 소자로서, 체결 토크로 볼트를 체결하는 경우 축력은 하기의 식에 의해 계산될 수 있고, 이러한 축력에 상응하는 전압이 출력된다. The piezoelectric element 20 is a device that outputs a voltage in proportion to the force when a deformation force is applied, and when the bolt is tightened with the tightening torque, the axial force can be calculated by the following equation, and the voltage corresponding to the axial force is Is output.
Q=T/(r*k)(Q:축력, T:체결토크, r:볼트유효반경, k;토크 계수)Q = T / (r * k) (Q: Axial force, T: Tightening torque, r: Bolt effective radius, k; torque factor)
본 발명에 따르면, 이러한 압전소자(20)가 차체측 고정부(12)와, 캘리퍼 브레이크의 고정부(14) 사이에 개재되어 진다. 일반적으로 차체측 고정부(12)는 일단이 차체에 연결되고 타단이 둘로 분기되어 그 단부에 볼트공이 형성된 너클 부재이고, 캘리퍼 브레이크의 고정부(14)는 캘리퍼 브레이크 몸체를 지지하면서 상기 너클 부재에 형성된 볼트공에 대응되는 위치에 볼트공이 형성된 토크 멤버이다. According to the present invention, such a piezoelectric element 20 is interposed between the vehicle body side fixing part 12 and the caliper brake fixing part 14. In general, the vehicle body side fixing part 12 is a knuckle member having one end connected to the vehicle body and the other end divided into two and bolt holes formed at the end thereof, and the fixing part 14 of the caliper brake supports the caliper brake body to the knuckle member. The bolt member is a torque member formed at a position corresponding to the formed bolt hole.
이러한 너클 부재(12)와 토크 멤버(14) 사이에 관통공이 형성된 압전소자(20)가 개재되어 고정 볼트(6)가 너클 부재(12)의 볼트공과 압전소자(20)의 관통공(22) 및 토크 멤버(16)의 볼트공을 통해 체결됨으로써 압전소자(20)가 볼트의 체결 토크력에 대응되는 전압을 출력하도록 구성된다. 압전소자(20)의 설치위치는 너클 부재(12)와 토크 멤버(14) 사이에 개재되는 것이 파손의 가능성과 접촉면적 측면에서 바람직하나, 이에 제한됨이 없이 고정 볼트(6)의 체결 토크력을 받는 위치에 설치가능하다. 예컨대 너트 부재(12)의 볼트공 상면에 놓여져 고정 볼트(6)의 체결력을 직접적으로 감지할 수 있도록 구성될 수 있다. A piezoelectric element 20 having a through hole formed between the knuckle member 12 and the torque member 14 is interposed so that the fixing bolt 6 may be a bolt hole of the knuckle member 12 and a through hole 22 of the piezoelectric element 20. And the piezoelectric element 20 is coupled through the bolt hole of the torque member 16 to output a voltage corresponding to the tightening torque of the bolt. The installation position of the piezoelectric element 20 is preferably interposed between the knuckle member 12 and the torque member 14 in view of the possibility of breakage and the contact area, but is not limited thereto to provide the tightening torque of the fixing bolt 6. Can be installed at the receiving location. For example, it may be configured to be directly placed on the upper surface of the bolt hole of the nut member 12 to detect the fastening force of the fixing bolt (6).
압전소자(20)는 변형력이 가해지는 경우 그 힘에 비례하여 전압을 출력한다. 체결 토크로 볼트를 체결하는 경우 축력은 상기 식에 의해 계산될 수 있고, 이러한 축력에 상응하는 전압이 출력되어 제어부(30)에 입력된다. The piezoelectric element 20 outputs a voltage in proportion to the force when a deformation force is applied. When the bolt is tightened with the fastening torque, the axial force may be calculated by the above equation, and a voltage corresponding to the axial force is output and input to the controller 30.
제어부(30)에는 압전소자(20)에서 입력되는 전압을 대응되는 축력값으로 환산하기 위한 데이터와 정상상태의 축력값의 범위가 기설정된다. 이때 제어부(30)는 입력 전압을 기 설정된 전압과 대비하여 볼트 체결 토크의 정상여부를 판단하도록 설정될 수도 있다. The controller 30 is preset with a range of data for converting the voltage input from the piezoelectric element 20 into a corresponding axial force value and a axial force value in a steady state. In this case, the controller 30 may be set to determine whether the bolt fastening torque is normal by comparing the input voltage with a preset voltage.
제어부(30)는 압전소자(20)에서 입력되는 전압을 기설정된 데이터와 비교하여, 고정 볼트(6)의 체결 토크력이 정상상태인지를 판단한다. 일반적인 브레이크 캘리퍼의 체결 구조에서 볼트 체결 토크력은 6kgfm 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. The controller 30 compares the voltage input from the piezoelectric element 20 with preset data to determine whether the fastening torque of the fixing bolt 6 is in a normal state. In a fastening structure of a general brake caliper, the bolt fastening torque is preferably set to 6 kgfm or more.
제어부(30)는 압전소자(20)의 전압을 입력받아 기 설정된 데이터와 비교하여 볼트 체결 토크의 정상여부를 판단한다. 만약, 볼트에 풀림 현상이 발생하여 볼트 체결토크가 저하되고, 이로 인해 압전소자의 출력 전압이 설정값 이하로 낮아지는 경우 제어부는 표시부(40)에 제어신호를 출력하여 운전자에 위험상황을 알려 필요한 조처를 취할 수 있게 한다. The controller 30 receives the voltage of the piezoelectric element 20 and compares it with preset data to determine whether the bolt tightening torque is normal. If the bolt is loosened and the bolt tightening torque is lowered and the output voltage of the piezoelectric element is lowered below the set value, the controller outputs a control signal to the display unit 40 to inform the driver of a dangerous situation. Allow action to be taken.
이때 표시부(40)는 대시패널에 설치되는 경고등이나 경고음 장치 등 다양하게 구현될 수 있다. In this case, the display unit 40 may be implemented in various ways such as a warning light or a warning sound device installed in the dash panel.
이상과 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다. The operation of the present invention configured as described above will be described.
제어부(30)에는 설정시에 차량의 특성에 따라 고정 볼트(6)의 정상 체결 토크력 또는 정상 체결 토크력에 상당하는 압전소자(20)의 출력값이 미리 설정되어 있다. 차량 시동이 켜지면서 제어부(30)가 작동하면, 제어부는 압전소자로부터 소정 주기로 압전소자가 출력하는 전압을 입력받아 기 설정된 데이터와 비교한다. At the time of setting, the control part 30 presets the output value of the piezoelectric element 20 corresponding to the normal fastening torque or the normal fastening torque of the fixing bolt 6 according to the characteristic of the vehicle. When the control unit 30 is operated while the vehicle is started, the control unit receives a voltage output from the piezoelectric element at a predetermined period from the piezoelectric element and compares it with preset data.
제어부(30)는 압전소자(20)로부터의 입력값이 정상 기준치 이상일 때는 정상 상태로 판단하여 제어신호를 출력하지 않지만, 압전소자(20)로부터의 입력값이 정상 기준치 미만일 때는 표시부(40)에 제어신호를 출력하여 경고등을 점등한다. 운전자는 이와 같은 경고등의 점등으로부터 캘리퍼를 고정하고 있는 고정볼트(6)가 이탈할 가능성이 있다는 것을 인식하고 필요한 조처를 취할 수 있게 되는 것이다.When the input value from the piezoelectric element 20 is equal to or greater than the normal reference value, the control unit 30 does not output a control signal by determining that it is in a normal state, but when the input value from the piezoelectric element 20 is less than the normal reference value, Output warning signal and turn on warning light. The driver can recognize that there is a possibility that the fixing bolt 6 holding the caliper may deviate from the lighting of such a warning light and take necessary measures.
이상에서 설명된 본 발명은 일실시예에 한정되어 설명되었지만, 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 분야의 통상적인 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 변형은 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것임은 자명하다.Although the present invention described above is limited to one embodiment, the present invention is not limited thereto, and the present invention may be easily modified by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is obvious that it belongs to the technical idea.
본 발명에 의하면, 브레이크 캘리퍼를 차체에 고정시키는 고정 볼트에 풀림 현상이 발생하는 경우, 체결 토크 저하를 압전소자의 출력전압 변동을 통해 제어부가 인식하고, 이를 표시부를 통해 운전자가 인지할 수 있게 된다. 따라서 차량의 주행 중 캘리퍼 고정 볼트의 풀림으로 인해, 캘리퍼가 차체로부터 이탈하여 타이어 휠과 충돌하거나 제동력이 저하되는 현상을 방지할 수 있게 되므로, 차량의 안정성을 증대시키는 효과가 있다. According to the present invention, when the loosening phenomenon occurs in the fixing bolt for fixing the brake caliper to the vehicle body, the control unit recognizes the tightening torque drop through the output voltage variation of the piezoelectric element, and the driver can recognize the change. . Therefore, due to the loosening of the caliper fixing bolt while driving the vehicle, the caliper can be prevented from colliding with the tire wheel or the braking force is lowered from the vehicle body, thereby increasing the stability of the vehicle.
도 1 은 일반적인 캘리퍼 브레이크 장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a general caliper brake device.
도 2 는 본 발명을 설명하기 위한 개략도이다. 2 is a schematic view for explaining the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
12; 차체측 고정부 14: 캘리퍼 브레이크의 고정부12; Body side fixing part 14: holding part of caliper brake
20; 압전소자 30; 제어부20; Piezoelectric element 30; Control
40; 표시부40; Display
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