KR20070002363A - 자기유변 유체를 이용한 자동차용 브레이크장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제동력을 높일 수 있는 자기유변 유체를 이용한 자동차용 브레이크장치에 관한 것으로, 두 개 이상의 디스크(101)(102)가 일정 갭을 유지하며 그 사이에 다수의 블레이드(103)로 연결된 브레이크 디스크부(100)와; 상기 브레이크 디스크부(100)의 주위를 감싸며 너클에 고정되는 하우징(30)과; 상기 하우징(30)의 내부와 브레이크 디스크부(100) 사이에 형성된 공간에 채워진 자기유변유체(50)와; 상기 하우징(30)에 설치된 코일(31)과; 운전자의 브레이크 페달(1)의 조작 상태를 검출하는 답력검출센서(2)와; 상기 답력검출센서(2)의 신호를 받아 상기 코일(31)에 인가되는 전류를 제어하는 컨트롤러(3)로 구성되어, 제동 시에 마찰이 이루어지는 면적을 크게 하여 제동력을 극대화할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

브레이크장치, 자기유변 유체, 브레이크 디스크, 제동력, 블레이드.

Description

자기유변 유체를 이용한 자동차용 브레이크장치{Braking device for a vehicle utilizing magneto-rheological fluid}

도 1은 종래의 자기유변 유체를 이용한 브레이크장치의 단면 구성도,

도 2는 도 1의 A부분의 확대도,

도 3은 본 발명에 따른 브레이크장치에 있어 브레이크 디스크부를

도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 브레이크 디스크부가 장착된 브레이크장치의

구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 브레이크 페달 2 : 답력검출센서

3 : 컨트롤러 30 : 하우징

31 : 코일 50 : 자기유변유체

100 : 브레이크 디스크부 103 : 블레이드

본 발명은 제동력을 높일 수 있는 자기유변 유체를 이용한 자동차용 브레이크장치에 관한 것이다.

브레이크 장치는 주행중의 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에 주차상태를 유지하기 위해서 사용되는 중요한 장치이며, 일반적으로 마찰력을 이용하여 자동차의 운동 에너지를 열 에너지로 바꾸어 그것을 공기 중으로 발산함으로써 제동작용을 하는 마찰식 브레이크가 사용되고 있다.

이러한 브레이크 장치에는 다양한 형식이 고안되어 사용되고 있으나, 기본적으로는 운전자의 조작력을 링크나 유압을 이용하여 증대시켜 전달하는 조작기구와, 그 힘을 받아 제동력을 발생하는 본체로 이루어져 있다.

브레이크 장치의 본체는 일반적으로 유압식 브레이크가 많이 사용되고 있다.

유압식 브레이크의 일반적인 구조는 운전자가 직접 조작하기 위한 브레이크 페달과, 이 브레이크 페달의 조작력을 증대시키기 위한 브레이크 부스터에 의해 작동되어 고압의 오일압을 발생시키는 마스터 실린더와, 이 마스터 실린더로부터 제공되는 오일압으로 휠의 브레이크 디스크를 잡아 제동력을 발생시키는 캘리퍼 등을 이루어져 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 유압식 브레이크는 유압을 발생 및 전달하기 위한 많은 부품들이 필요로 하며, 따라서 이러한 부품들을 설치하기 위한 설치공간의 확보가 문제가 된다. 또한, 제동시에 브레이크 패드 및 브레이크 디스크간의 마찰로 인하여 발생되는 분진은 환경오염의 원인이 되며, 여기서 발생된 열이 원활히 방출되기 위해서는 별도의 구조가 필요한 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 유압을 이용하지 않으며 간단한 부품 구성만으로 원활한 제동력을 확보할 수 있도록 자기유변 유체를 이용한 자동차의 브레이크장치에 제안되어 있다.

자기유변 유체(magneto-rheological fluid)는 유체에 가해지는 자기장의 변화에 따라 유체의 항복응력이 변하는데, 이러한 성질을 이용하여 제동력의 정확한 제어가 가능하다.

구체적으로 도 1은 종래의 자기유변 유체를 이용한 브레이크장치의 단면 구성도로써, 운전자에 의해 조작되는 브레이크페달(1)과, 이 브레이크페달(1)의 조작 상태를 검출하기 위한 답력검출센서(2)와, 이 답력검출센서(2)의 신호를 전달받는 컨트롤러(3)가 포함된다.

한편, 휠(10) 측에는 휠(10)에 일체로 고정된 브레이크 디스크(20)를 감싸도록 하우징(30)이 마련되며, 이 하우징(30)은 너클(40)에 고정된다. 하우징(30)에는 코일(31)이 권취되며, 코일(31)은 컨트롤러(3)와 연결된다.

도 2를 참고하면, 하우징(30) 내측과 브레이크 디스크(20) 사이에는 자기유변 유체(50)가 채워지며, 자기유변 유체(50)가 외부로 누출되지 않도록 하우징(30) 과 브레이크 디스크(20) 사이에는 실부재(32)가 구비된다.

이와 같이 구성된 종래의 브레이크장치는 운전자가 브레이크페달(1)을 조작하게 되면, 브레이크페달(1)의 조작 정도에 따라 답력검출센서(2)가 전기적인 신호를 발생하여 컨트롤러(3)로 전달한다.

컨트롤러(3)는 입력단 신호의 크기에 따라 코일(31)에 전류가 인가되어 코일(31) 안쪽의 자기유변 유체(50)에는 자기장이 발생한다.

자기유변 유체(50)는 자기장에 의해 점성이 변화하여 전단력을 발생시키며 브레이크 디스크(20)의 회전을 억제하여 제동력을 발생시킨다.

한편, 제동력의 조절은 답력검출센서(2)에 입력된 신호의 크기에 따라 코일(31)에 인가되는 전류값을 적절히 제어하여 이루어진다.

이와 같이 자기유변 유체를 이용한 브레이크장치는 유압을 사용하지 않으므로 유압식 브레이크장치에서와 같이 베이퍼록 현상 등이 발생하지 않으며, 브레이크 패드를 사용하지 않으므로 환경오염을 방지할 수 있다.

본 발명은 이와 같이 자기유변 유체를 이용한 브레이크장치에 있어 제동력을 더욱 높일 수 있는 자기유변 유체를 이용한 자동차용 브레이크장치를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명의 자동차용 브레이크장치는 두 개 이상의 디스크가 일정 갭을 유지하며 그 사이에 다수의 블레이드로 연결된 브레이크 디스크부와; 상기 브레이크 디스크부의 주위를 감싸며 너클에 고정되는 하우징과; 상기 하우징의 내부와 브레이크 디스크부 사이에 형성된 공간에 채워진 자기유변유체와; 상기 하우징에 설치된 코일과; 운전자의 브레이크 페달의 조작 상태를 검출하는 답력검출센서와; 상기 답력검출센서의 신호를 받아 상기 코일에 인가되는 전류를 제어하는 컨트롤러로써 달성된다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 브레이크장치를 보여주는 도면으로, 도 3은 본 발명에 따른 브레이크장치에 있어 브레이크 디스크부를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 브레이크 디스크부가 장착된 브레이크장치의 구성도이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고로, 이하 설명에서 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하도록 하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 자기유변 유체를 이용한 자동차용 브레이크장치에 있어 브레이크 디스크부(100)는 두 개의 원판 형상의 제1디스크(101)와 제2디스크(102)가 평행하게 일정 갭을 유지하며, 두 디스크는 다수의 블레이드(103)로 연결된다.

브레이크 디스크부(100)에는 휠과 조립이 가능하도록 다수의 체결공(104)이 형성된다.

본 발명에 있어 블레이드(104)는 회전축을 중심으로 방사형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 브레이크 디스크부가 두 개의 평행한 디스크만으로 구성되는 것으로 설명하고 있으나, 자기유변 유체와의 접촉 면적을 크게 할 수 있는 범위 내에서 두 개 이상의 디스크가 사용될 수 있음은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 자명하게 이해될 수 있다.

도 4를 참고하면, 상기의 브레이크 디스크부(100)를 감싸도록 하우징(300)이 구비되며, 이 하우징은 너클에 견고히 고정된다.

하우징(30)과 브레이크 디스크부(100) 사이의 공간에는 자기유변 유체(50)가 채워지며, 하우징(30) 바깥으로 코일(31)이 귄취된다.

코일(31)은 컨트롤러(3)와 연결되며, 컨트롤러(3)는 답력검출센서(2), 및 브레이크 페달(1)과 연결된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 브레이크장치는 운전자가 브레이크페달(1)을 조작하게 되면, 브레이크페달(1)의 조작 정도에 따라 답력검출센서(2)가 전기적인 신호를 발생하여 컨트롤러(3)로 전달한다.

컨트롤러(3)는 입력된 신호의 크기에 따라 코일(31)에 적절한 크기의 전류를 인가하며, 코일(31)에는 자기장이 발생한다.

자기유변 유체(50)는 코일(31)에서 발생된 자기장에 의해 점성이 변화하여 전단력을 발생시키며 브레이크 디스크부(100)의 회전을 억제하여 제동력을 발생시 킨다.

이때, 자기유변 유체(50)는 두 개의 제1및제2디스크(101)(102)와 블레이드(103)와 마찰이 이루어지므로, 종래와 비교하여 마찰 면적이 증대되어 전단응력의 증가로 제동 시에 더 큰 마찰력이 발생된다. 따라서, 종래와 비교하여 제동력을 극대화할 수 있다.

한편, 제동력의 조절은 답력검출센서(2)에 입력된 신호의 크기에 따라 코일(31)에 인가되는 전류값을 적절히 제어하여 이루어진다.

이상과 같은 본 발명의 자기유변 유체를 이용한 자동차용 브레이크장치는 자기유변 유체와 접촉하는 브레이크 디스크부를 두 개의 디스크와 블레이드로 구성하여 제동 시에 마찰이 이루어지는 면적을 크게 하여 제동력을 극대화할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 두 개 이상의 디스크가 일정 갭을 유지하며 그 사이에 다수의 블레이드로 연결된 브레이크 디스크부와;

   상기 브레이크 디스크부의 주위를 감싸며 너클에 고정되는 하우징과;

   상기 하우징의 내부와 브레이크 디스크부 사이에 형성된 공간에 채워진 자기유변유체와;

   상기 하우징에 설치된 코일과;

   운전자의 브레이크 페달의 조작 상태를 검출하는 답력검출센서와;

   상기 답력검출센서의 신호를 받아 상기 코일에 인가되는 전류를 제어하는 컨트롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유변 유체를 이용한 자동차용 브레이크장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 블레이드는 회전축을 중심으로 방사형으로 형성된 것을 특징으로 하는 자기유변 유체를 이용한 자동차용 브레이크장치.

Images