KR20080111718A

KR20080111718A - 차량의 브레이크 라이닝 마모 감지장치 및 그를 이용한차량 운행 제한장치

Info

Publication number: KR20080111718A
Application number: KR1020070060022A
Authority: KR
Inventors: 김채용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2008-12-24

Abstract

본 발명은 브레이크의 라이닝 마모상태를 감지하여 차량의 제동력을 약화시키는 정도로 라이닝이 마모되는 경우 이를 운전석 경고등에 출력하여 라이닝의 교체시점을 운전자에게 알려주기 위한 브레이크 라이닝 마모 감지장치 및 그를 이용한 차량 운행 제한장치에 관한 것으로,

종래의 상기 라이닝 마모 감지장치는 그 구조가 복잡할 뿐 아니라 가변저항식 센서 등의 고가의 부품을 사용하였기 때문에 차량 원가를 상승시키게 되는 문제가 있었고, 라이닝의 마모되어 교환해주어야 할 시기가 지난 경우에도 차량을 운행할 수 있게 되므로 각종 안전사고를 유발하게 되는 문제가 있었던 바,

에스-캠 샤프트 하우징에 감지스위치를 설치하고, 에스-캠 샤프트에 그에 대응되는 감지요철부를 마련하여 라이닝이 마모되어 에스-캠 샤프트이 회전각도가 커질 때에 감지스위치가 작동되도록 하는 것과, 라이닝 마모 최종 경고 후에 파킹에어탱크의 에어를 배기하여 파킹브레이크를 해제할 수 없도록 하는 것 등을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 라이닝 교체 시점을 운전자에게 정확하게 알려 줄 수 있게 되므로 운전자가 수시로 라이닝 마모 상태를 점검해야하는 불편을 해소할 수 있게 되고, 라이닝 교체시점을 놓쳐서 브레이크 드럼이 손상되는 문제를 예방할 수 있게 되며, 비교적 가격이 저렴한 감지스위치를 사용하게 되어 원가를 절감할 수 있게 될 뿐 아니라 라이닝 마모 최종경고를 무시하고 차량 운행함으로써 발생될 수 있는 각종 차량 손상 및 차량 안전사고를 방지할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

브레이크 라이닝, 에스-캠 샤프트, 감지요철부, 감지스위치, 경고등, 배기 솔레노이드, 인버팅 듀얼 체크밸브, 파킹에어탱크, 파킹밸브, 파킹 솔레노이드밸브

Description

차량의 브레이크 라이닝 마모 감지장치 및 그를 이용한 차량 운행 제한장치 {a brake lining monitoring apparatus and driving restriction apparatus using it}

도 1은 본 발명의 한 실시예의 요부 사시도

도 2는 동 실시예의 요부 정면도

도 3a에서 도 3d까지는 동 실시예의 작동상태의 요부 정면도

도 4는 본 발명의 한 실시예의 브레이크 마모 감지장치를 이용한 차량 운행 제한 장치의 구성도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

1 : 파킹밸브 2 : 배기 솔레노이드밸브

3 : 인버팅 더블 체크밸브 4 : 파킹에어탱크

5 : 파킹 솔레노이드밸브 10 : 브레이크 챔버

20 : 슬랙 어저스터 30 : 에스-캠 샤프트

31 : 감지요철부 31a : 요입부

31b : 접촉돌출부 40: 슈

50 : 라이닝 60 : 라이닝

61 : 접점 70 : 하우징

L1, L2, L3 : 경고등

본 발명은 브레이크의 라이닝 마모상태를 감지하여 차량의 제동력을 약화시키는 정도로 라이닝이 마모되는 경우 이를 운전석 경고등에 출력하여 라이닝의 교체시점을 운전자에게 알려주기 위한 브레이크 라이닝 마모 감지장치 및 그를 이용한 차량 운행 제한장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 앵커 브래킷에 장착한 감지스위치와 에스-캠 샤프트(S-CAM SHAFR)와의 상대운동 변위를 감지하여 에스-캠 샤프트의 일정각도에서 감지스위치가 접점되어 운전자가 이를 인지할 수 있도록 하고, 라이닝 마모 최종 경고 후에 파킹에어탱크의 에어를 배기하여 파킹브레이크를 해제할 수 없도록 한 것에 관한 것이다.

본 발명은 특히 대형상용차에서 주로 사용되는 에스-캠(S-CAM) 방식의 브레이크에 관계하는 것으로, 에스-캠(S-CAM) 방식의 브레이크에 있어서는 운전자가 브레이크 페달을 밟게 되면 압축공기가 브레이크 챔버(BRAKE CHAMBER) 내부로 공급되게 되고, 이 공기압에 의해 브레이크 챔버(BRAKE CHAMBER)의 푸시로드(PUSH ROD)가 슬랙 어저스터(SLACK ADJUSTER)를 밀어주게 되며, 그에 따라 슬랙 어저스터에 연결된 에스-캠 샤프트(S-CAM SHAFT)가 회전하게 된다.

상기에서 에스-캠 샤프트(S-CAM SHAFT)는 그의 압력면이 슈(SHOE)의 롤러(ROLLER)와 접하게 되므로 에스-캠 샤프트(S-CAM SHAFT)가 회전하게 되면 슈(SHOE)가 확장되어 라이닝이 브레이크 드럼의 내면과 접촉되고, 그에 따라 마찰제동력이 발생된다.

한편 상기 에스-캠 브레이크를 장착한 차량에 있어서 브레이크를 사용할 때에 브레이크 드럼과 마찰되는 라이닝이 점차 마모되기 마련인 바, 브레이크 성능을 유지하기 위해서 주기적으로 라이닝의 마모 상태를 확인하여 마모가 심한 라이닝을 새 것으로 교체해주어야 한다.

라이닝이 완전히 마모되면 슈와 브레이크 드럼이 마찰을 일으키게 되므로 브레이크 드럼이 손상될 뿐 아니라 그들의 마찰로 인해 화재가 발생하게 될 우려가 많게 되는 등 각종 차량 손상 및 차량 안전사고를 유발하게 된다.

종래에 있어서 상기 라이닝 마모 감지장치는 그 구조가 복잡할 뿐 아니라 가변저항식 센서 등의 고가의 부품을 사용하였기 때문에 차량 원가를 상승시키게 되는 문제가 있었다.

또한 종래에 있어서는 라이닝의 마모되어 교환해주어야 할 시기가 지난 경우에도 별다른 제한 없이 차량을 운행할 수 있게 되므로 각종 안전사고를 유발하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 라이닝 마모 상태를 운전자에게 알려줄 수 있도록 하여 라이닝 교환시기를 용이하게 확인할 수 있도록 함은 물론 라이닝의 과대 마모시에 차량의 운행을 제한하는 것에 의해 안전사고를 예방할 수 있도록 하는 차량의 브레이크 라이닝 마모 감지장치 및 그를 이용한 차량 운행 제한장치를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 에스-캠 샤프트 하우징에 감지스위치를 설치하고, 에스-캠 샤프트에 그에 대응되는 감지요철부를 마련하여 라이닝이 마모되어 에스-캠 샤프트이 회전각도가 커질 때에 감지스위치가 작동되도록 하는 것과, 라이닝 마모 최종 경고 후에 파킹에어탱크의 에어를 배기하여 파킹브레이크를 해제할 수 없도록 하는 것 등을 특징으로 하며, 이하 그 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 본 발명의 한 실시예의 요부 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 동 실시예의 요부 정면도가 도시되어 있으며, 도 3a에서 도 3d까지에는 동 실시예의 작동상태의 요부 정면도가 도시되어 있는 바, 본 발명은 슬랙 어저스터(20; SLACK ADJUSTER)를 밀어주는 브레이크 챔버(10; BRAKE CHAMBER)와; 상기 슬랙 어저스터(20)에 의해 회전하는 에스-캠 샤프트(30; S-CAM SHAFT)와; 상기 에스-캠 샤프트(30)에 의해 확장되는 슈(40: SHOE)와; 상기 슈(40)에 설치되어 브레이크 드럼과 마찰되는 라이닝(50);을 구비하는 차량의 에스-캠 브레이크(100)에 있어서, 상기 에스-캠 샤프트(30)의 하우징(70)에 감지스위치(60)를 설치하고, 상기 에스-캠 샤 프트(30)의 외주면에 상기 감지스위치(60)의 접점(61)과 대응되는 감지요철부(31)를 형성하여서 되는 것이며, 운전석의 계기판에 상기 감지스위치(60)에 접속되는 경고등(L1)(L2)(L3)을 설치하여서 되는 것이다.

도시된 실시예에 있어서 감지요철부(70)에는 세 개의 요입부(31a)와 두 개의 접촉돌출부(31b)가 마련되고, 운전석의 계기판에는 3개의 경고등((L1)(L2)(L3)이 마련되어 3단계로 라이닝 마모 경고를 할 수 있도록 한 형태를 갖는 바, 본 발명에 있어서 감지요철부(31)의 형태 및 경고등((L1)(L2)(L3)의 개수, 경고 단계 등은 도시된 것에만 국한되지 않고 예측 가능한 다른 형태로 얼마든지 변형 실시될 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 있어서 마모되지 않은 새 라이닝을 장착한 초기 상태에서는 도 3a와 같이 에스-캠 사프트(30)의 외주면에 마련한 감지요철부(31)의 좌측 요입부(31a)에 감지스위치(60)의 접점(61)을 위치시키게 되면 감지스위치(60)의 접점(61)에 아무런 부하도 걸리지 않게 되고, 그에 따라 운전석의 계기판에 마련된 어떤 경고등도 점등되지 않게 된다.

한편 에스-캠 브레이크 사용시에 에스-캠 샤프트(30)가 시계반대방향으로 회전하게 되고, 그에 따라 라이닝(50)과 브레이크 드럼이 접촉하여 마찰제동력이 발생하게 되며, 제동시 마찰로 인해 라이닝(50)이 마모되면 점차 에스-캠 샤프트(30)의 회전각도가 커지게 된다.

도 3a의 초기 상태에서 라이닝(50)의 마모로 인해 에스-캠 샤프트(30)의 회전각도가 커져 일정각도(예를 들면 40도)에 이르게 되면 도 3b와 같이 감지요철 부(31)의 좌측 접촉돌출부(31b)가 감지스위치(60)의 접점(61)에 닿게 되고, 그에 따라 감지스위치(60)의 접점(61)이 위쪽으로 들어올려지면서 통전되어 운전석의 계기판에 마련된 제1경고등(L1)이 점등된다.

상기 제1경고상태에서 계속된 브레이크 사용 및 라이닝 마모로 에스-캠 샤프트(30)의 회전각도가 더 커져 일정각도(예를 들면 75도)에 이르게 되면 도 3c와 같이 감지요철부(31)의 우측 접촉돌출부(31b)가 감지스위치(60)의 접점(61)에 닿게 되고, 그에 따라 감지스위치(60)의 접점(61)이 다시 위쪽으로 들어올려지면서 통전되어 운전석의 계기판에 마련된 제2경고등(L2)이 점등된다.

상기 제2경고상태에서 계속된 브레이크 사용 및 라이닝 마모로 에스-캠 샤프트(30)의 회전각도가 더 커져 일정각도(예를 들면 105도)에 이르게 되면 도 3d와 같이 에스-캠 샤프트(30)의 외주면이 직접 감지스위치(60)의 접점(61)에 닿게 되고, 그에 따라 감지스위치(60)의 접점(61)이 다시 위쪽으로 들어올려지면서 통전되어 운전석의 계기판에 마련된 제3경고등(L3)이 점등된다.

이처럼 본 발명에 있어서 운전석의 계기판에 마련된 경고등의 점등으로 운전자가 라이닝 마모상태를 간편하게 확인할 수 있게 되고, 최종 경고등인 제3경고등(L3)이 점등되는 시점 이전에 마모된 라이닝을 새 것으로 교환하게 되면 라이닝 마모로 인한 각종 안전사고를 예방할 수 있게 된다.

한편 도 4에는 본 발명의 한 실시예의 브레이크 마모 감지장치를 이용한 차량 운행 제한 장치의 구성도가 도시되어 있는 바, 본 발명의 브레이크 마모 감지장치를 이용한 차량 운행 제한 장치는 파킹에어탱크(4)와 파킹챔버 에어공급유로를 개폐하는 파킹밸브(1)의 사이에 서로 다른 압력이 입력되면 저압이 출력되는 인버팅 더블 체크밸브(3)와 파킹 솔레노이드밸브(5)를 설치하고, 인버팅 더블 체크밸브(3)의 일측에 배기 솔레노이드밸브(2)를 접속하며, 인버팅 더블 체크밸브(3)의 타측에 파킹 솔레노이드밸브(5)를 접속하여 전술한 브레이크 마모 감지장치에서 최종 경고등(L3)이 점등된 후 주차시에 배기 솔레노이드밸브(2)를 개방함으로써 파킹브레이크를 해제하지 못하도록 하여서 되는 것이다.

본 발명에 있어서 파킹 브레이크는 전술한 써비스 브레이크와 반대로 에어가 배기되어야 만이 작동된다.

그리고 장기주차 및 에어 배관 손상으로 인해 파킹에어탱크(4)의 에어가 누설되어 일정한 압력이하로 떨어지면 안전성을 위해 파킹 브레이크가 작동된다.

본 발명에 있어서는 라이닝 마모 최종 경고 후에 주차시 전기적인 신호로 배기 솔레노이드 밸브(2)를 열어 파킹에어탱크(4)의 에어를 강제로 배출시키게 되면 파킹브레이크가 해제가 되지 않게 되므로 차량 운행을 제한할 수 있게 된다.

즉, 최종 경고등(L3)이 점등된 후 전기적인 신호에 의해 배기 솔레노이드밸브(2)를 개방하게 되면 파킹에어탱크(4)의 에어가 인터링 더블 체크밸브(3)와 솔레노이드밸브(2)를 경유하여 배기되고, 그에 따라 파킹브레이크가 해제되지 않게 된다.

상기에서 최종 경고등(L3)이 점등되지 않으면 솔레노이드밸브(2)가 닫혀 있게 되므로 인터링 더블 체크밸브(3)를 통한 파킹에어탱크(4)의 에어 배기가 이루어지지 않게 되며, 라이닝 마모 최종 경고등(L3)이 점등되어도 파킹 스위치가 오프인 상태에서는 파킹에어탱크(4)의 에어가 배기되지 않게 된다.

파킹 스위치 오프인 상태는 보통 차량이 주행중인 상태로 이 상태에서 파킹에어탱크(4)의 에어가 배기되어 파킹브레이크가 잡히게 되면 차량이 회전되는 위험한 사항이 발생될 수 있다.

최종 경고등(L3)이 점등된 후 전기적인 신호로 배기 솔레노이드밸브(2)가 열리게 되면 파킹에어탱크(4)와 인버팅 더블 체크밸브(3) 사이의 1번 에어라인의 압력(예를 들면 9.8BAR)이 인버팅 더블 체크밸브(3)와 파킹 해제 상태 신호로 닫혀 있는 파킹 솔레노이드밸브(5) 사이의 2번 에어라인의 압력(0 BAR)보다 크게 되므로 2번 라인이 인버팅 더블 체크밸브(3)와 연결되어 출력된다.

그리고 라이닝 마모 최종 경고등(L3)이 점등되고 파킹 솔레노이드밸브(5)가 열린 주차 상태에서는 2번 에어라인이 파킹에어탱크(4)와 연결되어 1,2번 에어라인 중 하나가 배기 솔레노이드밸브(2)와 연결되어 배기된다.

따라서 본 발명에 있어서는 라이닝 마모 최종경고를 무시하고 차량 운행시 슈와 드럼 마찰로 인해 화재가 발생하여 차량이 전소 및 슈, 드럼 손상되는 일을 미연에 방지하여 차량 손상 및 차량 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 있어서는 주차시에만 파킹탱크에어(4)가 배기되어 파킹브레이크가 작동 되도록 함으로써 주행중 파킹에어탱크(4)의 에어 배기 및 파킹브레이크의 작동으로 인한 차량 회전이나 안전사고의 우려가 없게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 라이닝 마모 감지장치는 에스-캠 샤프트 하우징에 감지스위치를 설치하고, 에스-캠 샤프트에 그에 대응되는 감지요철부를 마련하여 라이닝이 마모되어 에스-캠 샤프트이 회전각도가 커질 때에 감지스위치가 작동되도록 함으로써 경고등을 점등시켜 라이닝 마모상태를 운전자에게 알려줄 수 있게 되는 것으로, 이에 의하면 라이닝 교체 시점을 운전자에게 정확하게 알려 줄 수 있게 되므로 운전자가 수시로 라이닝 마모 상태를 점검해야하는 불편을 해소할 수 있게 되고, 라이닝 교체시점을 놓쳐서 브레이크 드럼이 손상되는 문제를 예방할 수 있게 되며, 비교적 가격이 저렴한 감지스위치를 사용하게 되어 원가를 절감할 수 있게 된다.

한편 본 발명의 라이닝 마모 감지장치를 이용한 차량 운행 제한장치는 라이닝 마모 최종 경고 후에 파킹에어탱크의 에어를 배기하여 파킹브레이크를 해제할 수 없도록 하는 것으로, 이에 의하면 라이닝 마모 최종경고를 무시하고 차량 운행함으로써 발생될 수 있는 각종 차량 손상 및 차량 안전사고를 방지할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims

슬랙 어저스터(20)를 밀어주는 브레이크 챔버(10)와; 상기 슬랙 어저스터(20)에 의해 회전하는 에스-캠 샤프트(30)와; 상기 에스-캠 샤프트(30)에 의해 확장되는 슈(40)와; 상기 슈(40)에 설치되어 브레이크 드럼과 마찰되는 라이닝(50);을 구비하는 차량의 에스-캠 브레이크(100)에 있어서, 상기 에스-캠 샤프트(30)의 하우징(70)에 감지스위치(60)를 설치하고, 상기 에스-캠 샤프트(30)의 외주면에 상기 감지스위치(60)의 접점(61)과 대응되는 감지요철부(31)를 형성한 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 라이닝 마모 감지장치.
제1항에 있어서, 운전석의 계기판에 상기 감지스위치(60)에 접속되는 경고등(L1)(L2)(L3)을 설치하는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 라이닝 마모 감지장치.
제2항에 있어서, 감지요철부(70)에는 세 개의 요입부(31a)와 두 개의 접촉돌출부(31b)가 마련되고, 운전석의 계기판에는 3개의 경고등((L1)(L2)(L3)이 마련되어 3단계로 라이닝 마모 경고를 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 라이닝 마모 감지장치.
제2항에 있어서, 파킹에어탱크(4)와 파킹챔버 에어공급유로를 개폐하는 파킹밸브(1)의 사이에 서로 다른 압력이 입력되면 저압이 출력되는 인버팅 더블 체크밸브(3)와 파킹 솔레노이드밸브(5)를 설치하고, 인버팅 더블 체크밸브(3)의 일측에 배기 솔레노이드밸브(2)를 접속하며, 인버팅 더블 체크밸브(3)의 타측에 파킹 솔레노이드밸브(5)를 접속하여 최종 경고등(L3)이 점등된 후 주차시에 배기 솔레노이드밸브(2)를 개방함으로써 파킹브레이크를 해제하지 못하도록 한 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 라이닝 마모 감지장치를 이용한 차량 운행 제한장치.
제4항에 있어서, 라이닝 마모 최종 경고등(L3)이 점등되어도 파킹 스위치가 오프인 상태에서는 파킹에어탱크(4)의 에어가 배기되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 라이닝 마모 감지장치를 이용한 차량 운행 제한장치.