KR100316951B1 - 자동차의 보조브레이크장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상용자동차의 보조브레이크장치에 관한 것으로, 엔진과 변속기의 조립체로부터 후륜측 종감속장치 사이에 설치되는 추진축상에 구동시 이와 일체로 회전되는 컴프레셔와 터어빈을 포함하는 감속수단을 구비하여 제동시 컴프레셔에서 발생된 압축공기를 터어빈측으로 분사시켜 회전저항을 줌으로써 이를 매개로 추진축에 제동력을 부여할 수 있는 데 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주행시 엔진의 구동력을 종감속장치(17)로 전달하는 추진축(11)에는 제동시에 추진축(11)의 회전반대방향으로 회전저항을 부여하여 추진축(11)의 회전속도를 감속시키도록 외기와 연통되는 공기흡입구(18a)와 공기배기구(18b)를 각각 갖추고서 내부에 추진축(11)을 수용하도록 일정크기의 폐공간을 형성하는 하우징(18)과, 이 하우징(18)내에서 공기를 압축하도록 추진축(11)상에 장착된 컴프레셔(19), 이 컴프레셔(19)로부터 압축된 공기를 받아 추진축(11)의 회전반대방향으로의 회전저항을 부여받도록 컴프레셔(19)와 이격되게 추진축(11)상에 장착된 터어빈(20) 및, 상기 하우징(18)의 공기배기구(18b)상에 설치되어 제동시 공기배기구(18b)를 폐쇄시키는 항시 개방형의 솔레노이드밸브(22)를 포함하여 구성된 감속수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 보조브레이크장치{auxiliary brake system for a vehicle}

본 발명은 상용자동차의 보조브레이크장치에 관한 것으로, 특히 추진축상에 구동시 일체로 회전하는 컴프레셔와 터어빈을 설치하여 이를 매개로 제동시 추진축에 회전저항을 가함으로써 제동력을 얻을 수 있도록 된 상용자동차의 보조브레이크장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기관 후륜구동방식(FR;Front engine Rear drive)의 자동차에서는 엔진으로부터 발생된 구동력이 변속기의 출력축과 이에 결합된 추진축을 거쳐 종감속장치로 전달되어 후륜이 구동하도록 되어 있는 바, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 상기 추진축(11)은 차체(10)의 길이방향을 따라 길게 연장되도록 배치되어 있다.

즉, 상기 추진축(11)은 차체(10)의 전방측으로 배치된 캡(12)의 하부에 전륜(13)과 인접한 위치에 있는 엔진과 변속기의 조립체(14)로부터 일측 선단이 커플링부재(15)를 매개로 연결되고, 타측 선단은 차체(10)의 후미의 후륜(16)측에 인접한 종감속장치(17)에 연결되어 있다.

따라서, 주행시 상기 엔진과 변속기의 조립체(14)로부터 발생된 구동력은 커플링부재(15)를 매개로 추진축(11)에 전달되고, 이 추진축(11)에 전달된 구동력은 종감속장치(17)를 매개로 후륜(16)으로 전달되어 주행이 가능하게 되는 것이다.

또한, 자동차에는 주행중 차속의 감속 및 완전정차를 위해 구동중인 차륜을 구속하기 위한 브레이크장치를 구비하고 있는 바, 이 브레이크장치는 대개 고속으로 회전하고 있는 차륜의 브레이크드럼이나 디스크를 마찰재를 이용하여 제동시키는 것이다.

한편, 상용자동차와 같은 대형자동차에서는 상기와 같이 마찰재를 이용하는 브레이크장치외에 이를 보조하여 제동시 제동효과를 얻도록 하는 보조브레이크장치를 구비하고 있는 바, 이 보조브레이크장치는 엔진에 회전저항을 부여하여 제동력을 얻는 엔진브레이크장치와, 배기관내의 공기를 압축하여 생기는 배압을 이용하는 배기브레이크장치 및, 이른 바 리타더라 지칭되면서 별도의 마찰재를 매개로 제동력을 얻는 감속브레이크장치 등으로 대변될 수 있다.

여기서, 상기 보조브레이크장치의 제동력은 감속브레이크장치가 주브레이크장치 다음으로 크고, 상기 감속브레이크장치의 다음으로는 배기브레이크장치와 엔진브레이크장치의 순이다.

그리고, 버스의 경우에는 보조브레이크장치로 상기 배기브레이크장치를 채택하거나, 상기 배기브레이크장치와 감속브레이크장치를 혼합시켜 사용하고 있는 반면에, 트럭의 경우에는 보조브레이크장치로 상기 배기브레이크장치를 주로 채택하고 있는 실정이다.

그런데, 대형 트럭과 같은 상용자동차에서는 배기브레이크장치는 적재함에 화물이 없는 공차상태에서는 어느 정도 제동성능을 발휘할 수 있으나, 적재함에 화물을 한계치까지 적재한 상태에서는 보조브레이크로서의 역할을 다하지 못하는 결과를 초래해 왔다.

이 결과, 대형 트럭과 같은 상용자동차에서는 내리막길 운행이나 감속운행시 주브레이크장치의 주된 사용으로 인해 브레이크의 과열문제나 마찰재인 라이닝의 마모에 따른 수명문제 및, 운전자가 지속적으로 브레이크페달을 가압함에 따른 피로의 증대 등이 문제점으로 대두되어 왔다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 엔진과 변속기의 조립체로부터 후륜측 종감속장치 사이에 설치되는 추진축상에 구동시 이와 일체로 회전되는 컴프레셔와 터어빈을 포함하는 감속수단을 구비하여 제동시 컴프레셔에서 발생된 압축공기를 터어빈측으로 분사시켜 회전저항을 줌으로써 이를 매개로 추진축에 제동력을 부여할 수 있도록 된 상용자동차의 보조브레이크장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체의 전방측으로 배치된 엔진과 변속기의 조립체와 차체의 후방측으로 인접한 종감속장치 사이에 설치되어 구동시 엔진의 구동력을 종감속장치로 전달하는 추진축에는 제동시에 추진축의 회전반대방향으로 회전저항을 부여하여 추진축의 회전속도를 감속시키도록 외기와 연통되는 공기흡입구와 공기배기구를 각각 갖추고서 내부에 추진축을 수용하도록 일정크기의 폐공간을 형성하는 하우징과, 이 하우징내에서 공기를 압축하도록 추진축상에 장착된 컴프레셔, 이 컴프레셔로부터 압축된 공기를 받아 추진축의 회전반대방향으로의 회전저항을 부여받도록 컴프레셔와 이격되게 추진축상에 장착된 터어빈 및, 상기 하우징의 공기배기구상에 설치되어 제동시 공기배기구를 폐쇄시키는 항시 개방형의 솔레노이드밸브를 포함하여 구성된 감속수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 상용자동차에서 차체에 추진축이 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 보조브레이크장치가 상용자동차의 추진축상에 설치된 개략적으로 도시한 측면도,

도 3은 본 발명의 보조브레이크장치의 구성을 도시한 상태도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11-추진축 18-하우징

18a-공기흡입구 18b-공기배기구

19-컴프레셔 20-터어빈

21-필터 22-솔레노이드밸브

23-릴레이 24-브레이크스위치

25-배터리 26-브레이크페달

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 보조브레이크장치가 상용자동차의 추진축상에 설치된 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 보조브레이크장치의 구성을 도시한 상태도인 바, 종래 상용자동차의 추진축을 도시하고 있는 도 1에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 차체(10)의 전방측으로 배치된 캡(12)의 하부에 전륜(13)과 인접한 위치에 있는 엔진과 변속기의 조립체(14)로부터 일측 선단이 커플링부재(15)를 매개로 연결되면서 타측 선단이 차체(10)의 후미의 후륜(16)측에 인접한 종감속장치(17)에 연결되도록 차체(10)의 길이방향을 따라 길게 배치된 추진축(11)상에 제동시 추진축(11)에 회전저항을 줄 수 있는 감속수단이 구비되어 이루어진다.

여기서, 상기 감속수단은 추진축(11)상에 장착되어 구동시에는 추진축(11)의 회전에 아무런 영향을 미치지 않다가 제동시에는 추진축(11)의 회전방향에 반대되는 방향으로 회전저항을 부여하여 통상적인 브레이크장치의 작동에 따라 발생되는 제동력을 보완하도록 되어 있는 바, 이를 위해 상기 추진축(11)상에는 내부에 일정크기의 폐공간을 형성하면서 외기를 내부로 유입받도록 된 공기흡입구(18a)와 내부로 유입된 공기를 다시 외부로 배출하도록 된 공기배기구(18b)를 일체로 갖추도록 된 하우징(18)이 차체측에 고정되도록 장착되고, 이 하우징(18)의 내부에는 다수개의 베인형태로 이루어진 컴프레셔(19)와 이 컴프레셔(19)로부터 소정간격을 두고 이격되어 대향되게 배치되는 터어빈(20)이 설치되며, 상기 하우징(18)의 공기흡입구(18a)에는 외부로부터 공기를 흡입받을 때 공기중 포함된 이물질을 걸러주기 위한 필터(21)가 장착되어 있으면서 상기 하우징(18)의 공기배기구(18b)측에는 항시 개방형(Normally Open Type)의 솔레노이드밸브(22)가 설치되어 있는 한편, 이 솔레노이드밸브(22)는 릴레이(23)를 매개로 브레이크스위치(24)와 연결되어 있다.

그리고, 상기 브레이크스위치(24)는 차체의 전원인 배터리(25)와 연결되면서 제동시 운전자에 의해 가압되는 브레이크페달(26)에 연동되어 온되도록 되어 있어, 제동시 상기 브레이크페달(26)이 가압되면 브레이크스위치(24)가 온되면서 차체 전원인 배터리(25)의 전원이 온상태의 브레이크스위치(24)를 매개로 릴레이(23)에 인가되어 릴레이(23)도 온되고, 이 릴레이(23)의 온상태에 따라 배터리(25)의 전원이 항시 개방형의 솔레노이드밸브(22)에 인가되어 이 솔레노이드밸브(22)를 폐쇄시키도록 되어 있다.

한편, 상기 감속수단에서 하우징(18)내에 다소 이격되게 장착된 컴프레셔(19)와 터어빈(20)은 각각 이를 이루고 있는 다수개의 베인들이 반대방향으로 형성되어 있는 바, 상기 컴프레셔(19)의 베인들은 구동시 추진축(11)의 회전에 의해 터어빈(20)측으로 고압의 압축공기를 공급하도록 배치되는 반면에, 상기 터어빈(20)의 베인들은 구동시 터어빈(20)측으로부터 발생된 고압의 압축공기에 의해 회전저항을 받도록 배치되어 있는 데, 상기 하우징(18)내의 컴프레셔(19)와 터어빈(20)은 자동변속기의 토크컨버터와 유사하게 유체를 이용한 동력의 전달이 가능한 것으로 구성됨이 바람직할 것이다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 감속수단을 구비한 본 발명의 보조브레이크장치는, 주행중 상기 추진축(11)이 엔진으로부터 발생된 동력을 받아 고속으로 회전하게 될 경우에 외부의 공기가 상기 하우징(18)의 공기흡입구(18a)에 설치된 필터(21)에 의해 불순물이 걸러진 다음 하우징(18)의 내부로 유입되고, 이 내부로 유입된 공기는 상기 추진축(11)과 일체로 회전하는 컴프레셔(19)에 의해 압축되는데, 이때 상기 하우징(18)의 공기배기구(18b)는 이에 설치된 항시 개방형의 솔레노이드밸브(22)를 매개로 개방된 상태를 유지하고 있기 때문에 상기 컴프레셔(19)에 의해 압축된 공기는 하우징(18)의 공기배기구(18b)를 통해 외부로 그대로 배출되어진다.

이에 반해, 주행중 운전자에 의해 상기 브레이크페달(26)이 가압되어 제동이 이루어지게 되면, 상기 브레이크스위치(24)가 온되면서 배터리(25)의 릴레이(23)로 인가되고, 이 릴레이(23)로 인가된 전원은 상기 하우징(18)의 공기배기구(18b)상에 장착된 솔레노이드밸브(22)로 인가되어 이를 폐쇄시키게 되는데, 이와 같이 상기 하우징(18)의 공기배기구(18b)가 솔레노이드밸브(22)의 의해 폐쇄되면, 주행중 추진축(11)과 일체로 고속으로 회전하는 컴프레셔(19)에 의해 압축된 공기는 터어빈(20)측으로 이동하여 터어빈(20)에 회전저항을 부여하게 되는 바, 이는 상기 터어빈(20)의 베인이 추진축(11)의 구동시 회전반대방향으로 형성되어 있기 때문이다.

이와 같이, 제동시 상기 하우징(18)내에서 컴프레셔(19)로부터 압축된 공기가 공기배기구(18b)를 통해 대기중으로 배출되지 못하고 터어빈(20)측으로 안내되어 이에 회전저항을 부여하게 되면, 제동시 브레이크장치의 작동에 의해 발생되는제동력에 부가하여 추진축(11)에 장착된 터어빈(20)에 가해지는 공기의 회전저항이 작용하게 되므로, 상용자동차의 제동성능은 한층 더 향상될 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 주행중 고속으로 회전하는 추진축(11)에 회전저항을 부여하도록 된 보조브레이크장치가 대형 트럭과 같은 상용자동차에 장착되면, 상용자동차가 내리막길의 운행시 감속이나 제동시에 주브레이크장치만의 사용에 따른 브레이크의 과열문제 내지 마찰재인 라이닝의 마모에 따른 수명문제 등이 해소될 수 있게 된다.

한편, 제동후 상기 브레이크페달(26)이 원상태로 복귀되면, 상기 브레이크스위치(24)가 오프상태가 되면서 배터리(25)의 전원이 릴레이(23)로 공급되지 않게 되면, 상기 솔레노이드밸브(22)의 자화는 해지되면서 하우징(18)의 공기배기구(18b)를 다시 원상태대로 개방시키게 되므로, 재주행시 상기 추진축(11)과 일체로 회전되는 컴프레셔(19)에 의해 압축되는 공기는 다시 공기배기구(18b)를 통해 대기중으로 배출되므로 터어빈(20)에는 아무런 회전저항을 주지 않게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 상용자동차의 보조브레이크장치에 의하면, 주행중 고속으로 회전하는 추진축상에 제동시에만 선택적으로 회전저항을 부여할 수 있는 감속수단이 구비됨으로써, 제동성능의 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 제동시 주브레이크장치만을 사용한 경우에서 도출될 수 있는 브레이크의 과열이나 마찰재의 과다마모에 의한 수명단축 등이 배제되는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 차체(10)의 전방측으로 배치된 엔진과 변속기의 조립체(14)로부터 일측 선단이 커플링부재(15)를 매개로 연결되면서 타측 선단이 차체(10)의 후방측으로 인접한 종감속장치(17)에 연결되도록 차체(10)의 길이방향을 따라 연장된 추진축에 있어서,

   상기 추진축(11)에는 제동시 추진축(11)의 회전방향과 반대방향으로 회전저항을 부여하여 추진축(11)의 회전속도를 감속시키도록 외기와 연통되는 공기흡입구(18a)와 공기배기구(18b)를 각각 갖추고서 내부에 추진축(11)을 수용하도록 일정크기의 폐공간을 형성하는 하우징(18)과, 이 하우징(18)내에서 공기를 압축하도록 추진축(11)상에 장착된 컴프레셔(19), 이 컴프레셔(19)로부터 압축된 공기를 받아 추진축(11)의 회전반대방향으로의 회전저항을 부여받도록 컴프레셔(19)와 이격되게 추진축(11)상에 장착된 터어빈(20) 및, 상기 하우징(18)의 공기배기구(18b)상에 설치되어 제동시 공기배기구(18b)를 폐쇄시키는 항시 개방형의 솔레노이드밸브(22)를 포함하여 구성된 감속수단이 구비된 것을 특징으로 하는 상용자동차의 보조브레이크장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 솔레노이드밸브(22)는 제동시 브레이크페달(26)의 회동에 따라 온상태가 되는 브레이크스위치(24)와, 이에 연동되어 온상태가 되는릴레이(23)에 의해 동작전원을 공급받아 작동되도록 된 것을 특징으로 하는 상용자동차의 보조브레이크장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징(18)의 공기흡입구(18a)상에는 내부로 유입되는 공기중 포함된 이물질을 제거하도록 필터(21)가 설치된 것을 특징으로 하는 상용자동차의 보조브레이크장치.