KR100337312B1 - A brake apparatus of a propeller shaft for vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 언덕길과 같은 급경사로에서의 차량 출발시 차량의 미끄러짐을 방지할 수 있도록 하기 위하여,The present invention to prevent the slip of the vehicle at the start of the vehicle on a steep slope, such as a hill,
차량용 프로펠러 샤프트를 공기 브레이크의 브레이크압에 의하여 제동하기 위하여 프로펠러 샤프트의 일측부에 설치되는 브레이킹 작동부와; 차량용 공기 브레이크 장치의 릴레이 밸브와 브레이크 쳄버 사이를 유동하는 공기를 상기 브레이킹 작동부측으로 일방향 공급하도록 상기 브레이킹 작동부와 공기 파이프 사이에 형성되는 브레이크압 공급부와; 상기 브레이킹 작동부에 작용하는 브레이크압을 클러치 페달의 작동에 따라 선택적으로 해제시키도록 상기 브레이크압 공급부로부터 분기하여 형성되는 브레이크압 배출부;를 포함하여 이루어지는 차량용 프로펠러 샤프트의 제동 장치를 제공한다.A braking operation unit installed at one side of the propeller shaft to brake the vehicle propeller shaft by the brake pressure of the air brake; A brake pressure supply unit formed between the braking operation unit and the air pipe so as to supply air flowing between the relay valve and the brake chamber of the vehicle air brake device to the braking operation unit in one direction; And a brake pressure discharge part branched from the brake pressure supply part to selectively release the brake pressure acting on the braking operation part according to the operation of the clutch pedal.
Description
본 발명은 차량용 프로펠러 샤프트의 제동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 주브레이크 장치에 보조적으로 부가되는 제동장치로서 차량의 프로펠러 샤프트를 제동하는 동시에 이 제동을 제어할 수 있도록 함으로써, 언덕길에서 차량의 출발시 차량의 미끄러짐을 방지하여 용이하게 발진이 이루어질 수 있도록 하는 차량용 프로펠러 샤프트의 제동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a braking device for a propeller shaft for a vehicle, and more particularly, a braking device that is auxiliary to the main brake device of a vehicle so that the braking device can be controlled while braking the propeller shaft of the vehicle. It relates to a braking device for a vehicle propeller shaft to prevent the slip of the vehicle at the start of the vehicle so that the oscillation can be easily performed.
일반적으로 차량의 제동 장치는 주행중인 차량을 감속시키거나 정지시키는 동시에 주차 상태를 유지시켜 주는 기능을 하는 것으로서, 그 기본적인 구조는 운전자의 조작력을 링크나 유압을 이용해서 증대시켜 전달하는 조작기구와 그 힘을 받아 제동력을 발생하는 본체로 되어 있다.In general, the brake device of the vehicle slows down or stops a running vehicle and maintains a parking state. The basic structure of the vehicle braking device is to provide a control mechanism that increases and transmits the driver's operating force by using a link or hydraulic pressure. It is a main body that generates braking force under force.
이러한 제동 장치를 용도별로 분류하여 보면, 주행할 때 주로 사용하는 주브레이크와, 자동차를 주차할 때 사용하는 주차 브레이크와, 긴 언덕길 등을 하향 주행할 때 차량 속도를 제어하는데 사용되는 보조 브레이크 등이 있으며 작동원에 따라서는 유압 브레이크, 기계 브레이크, 공기 브레이크 등으로 다양하게 분류할 수 있다.The braking device is classified by use, such as a main brake mainly used for driving, a parking brake used for parking a car, and an auxiliary brake used for controlling a vehicle speed when driving down a long hill. Depending on the operator, it can be classified into various types such as hydraulic brake, mechanical brake, and air brake.
이와 같은 제동 장치의 대부분은 바퀴의 안쪽에 결합되어 있는 브레이크 드럼이나 브레이크 디스크 등에 마찰재를 붙이고, 운전자가 브레이크 기구를 조작하면 회전하는 전,후 바퀴에 제동력이 발생하도록 되어 있다.Most of such braking devices attach friction materials to brake drums or brake discs coupled to the inside of the wheels, and when the driver operates the brake mechanism, braking force is generated on the wheels before and after the rotation.
그런데 상기와 같은 차량의 주행 장치는 대부분 운전자의 브레이크 조작에 따라 바퀴 자체를 제동하도록 이루어져 있고, 언덕길과 같은 급경사로에서 운전자가 차량의 제동후에 재출발하기 위하여 엑셀 페달을 조작하는 순간에 차량은 그 하중에 의하여 반대방향으로 미끄러지기 때문에, 급경사로에서는 운전자의 조작만으로 차량을 재출발시키기가 대단히 어려웠다.However, the driving device of the vehicle is configured to brake the wheel itself according to the driver's brake operation, and the vehicle is loaded at the moment when the driver operates the accelerator pedal to restart after braking the vehicle on a steep slope such as a hill road. Due to the sliding in the opposite direction, it was very difficult to restart the vehicle only by the driver's operation on the steep slope.
이를 위해 전자적으로 휠 브레이크 장치를 제어함으로써 차량의 미끄러짐을 방지하는 장치가 있기는 하지만 이들 전자 제어 브레이크 장치는 구성 회로가 복잡하고 고비용이 요구된다는 단점이 있다.Although there is a device for preventing the slip of the vehicle by controlling the wheel brake device electronically for this purpose, these electronic control brake device has a disadvantage that the configuration circuit is complicated and expensive.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 언덕길과 같은 급경사로에서의 차량 출발시 차량의 미끄러짐을 방지하기 위한 차량용 프로펠러 샤프트의 제동 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention to provide a braking device of a propeller shaft for a vehicle for preventing the slip of the vehicle when the vehicle starts on a steep slope such as a hill.
도 1은 본 발명에 의한 제동 장치의 구성도,1 is a configuration diagram of a braking device according to the present invention;
도 2는 본 발명에 의한 제동 장치의 제어 계통도이다.2 is a control system diagram of the braking device according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
12 : 프로펠러 샤프트 14 : 공기 탱크12 propeller shaft 14 air tank
16 : 공기 압축기 18 : 체크 밸브16: air compressor 18: check valve
20 : 브레이크 밸브 22 : 릴레이 밸브20: brake valve 22: relay valve
24 : 브레이크 쳄버 26 : 공기 파이프24: brake chamber 26: air pipe
30 : 브레이킹 작동부 32 : 실린더30: braking operation part 32: cylinder
34 : 로드 36 : 브레이크 라이닝34: Rod 36: Brake Lining
40 : 브레이크압 공급부 42 : 분기관40: brake pressure supply part 42: branch pipe
44 : 체크 밸브 50 : 브레이크압 배출부44: check valve 50: brake pressure discharge portion
52 : 브레이크압 배출관 54 : 방향절환밸브52: brake pressure discharge pipe 54: direction switching valve
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
차량용 프로펠러 샤프트를 공기 브레이크의 브레이크압에 의하여 제동하기 위하여 프로펠러 샤프트의 일측부에 설치되는 브레이킹 작동부와; 차량용 공기 브레이크 장치의 릴레이 밸브와 브레이크 쳄버 사이를 유동하는 공기를 상기 브레이킹 작동부측으로 일방향 공급하도록 상기 브레이킹 작동부와 공기 파이프 사이에 형성되는 브레이크압 공급부와; 상기 브레이킹 작동부에 작용하는 브레이크압을 클러치 페달의 작동에 따라 선택적으로 해제시키도록 상기 브레이크압 공급부로부터 분기하여 형성되는 브레이크압 배출부;를 포함하여 이루어지는 차량용 프로펠러 샤프트의 제동 장치를 제공한다.A braking operation unit installed at one side of the propeller shaft to brake the vehicle propeller shaft by the brake pressure of the air brake; A brake pressure supply unit formed between the braking operation unit and the air pipe so as to supply air flowing between the relay valve and the brake chamber of the vehicle air brake device to the braking operation unit in one direction; And a brake pressure discharge part branched from the brake pressure supply part to selectively release the brake pressure acting on the braking operation part according to the operation of the clutch pedal.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention that can specifically realize the above object will be described.
도 1은 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 도시한 것으로서, 부호 12는 본 발명의 제동 장치의 대상이 되는 프로펠러 샤프트를 지칭한다.1 shows a preferred embodiment according to the present invention, reference numeral 12 designates a propeller shaft which is the object of the braking device of the present invention.
본 발명은 대형 차량에 주로 적용되는 공기 브레이크 장치의 공압을 이용하여 프로펠러 샤프트(12)를 제동시키는 장치로서, 먼저 공기 브레이크 장치부터 간략히 그 구조를 살펴보면, 이 공기 브레이크 장치는 공기 탱크(14)와, 이 공기 탱크 내의 공기를 압축하여 압축 공기를 만드는 공기 압축기(16)와, 공기 압축기를 통해 나온 공기의 역류를 방지하는 체크 밸브(18)와, 브레이크 페달의 답력에 맞는 공기 압력을 전달하는 브레이크 밸브(20)와, 이 브레이크 밸브에서 오는 공기 압력에 의해 작동되어 공기 통로를 개폐하고 브레이크의 작동이 지연되는 것을 막는 릴레이 밸브(22)와, 이 릴레이 밸브에서 오는 공기압을 받아 제동력을 발생시키는 브레이크 쳄버(24)와, 상기 각각의 장치를 연결하여 공기의 유로를 형성하는 공기 파이프(26) 등을 포함하여 이루어져 있다.The present invention is a device for braking the propeller shaft 12 by using the pneumatic pressure of the air brake device mainly applied to large vehicles, first of all look at its structure from the air brake device, the air brake device and the air tank (14) An air compressor (16) for compressing air in the air tank to produce compressed air, a check valve (18) for preventing backflow of air through the air compressor, and a brake for delivering air pressure in accordance with the pedal force of the brake pedal Valve 20, a relay valve 22 operated by the air pressure from the brake valve to open and close the air passage and preventing the brake from being delayed, and a brake that receives the air pressure from the relay valve to generate a braking force. A chamber 24 and an air pipe 26 for connecting the respective devices to form an air flow path. There is off.
상기와 같이 이루어지는 공기 브레이크 장치로부터 본 발명은 프로펠러 샤프트(12)의 일측부에 브레이킹 작동부(30)를 설치하고, 이 브레이킹 작동부(30)측으로만 공기를 일방향 공급하는 브레이크압 공급부(40)를 공기 파이프(26)로부터 브레이킹 작동부(30)로 형성하고, 클러치 페달의 작동에 따라 브레이킹 작동부(30)에 작용하는 브레이크압을 해제시키는 브레이크압 배출부(50)를 브레이크 공급부(40)로부터 연장하여 클러치 공압라인(60)에 이르도록 형성한다.The present invention from the air brake device made as described above is provided with a brake operating portion 30 on one side of the propeller shaft 12, the brake pressure supply unit 40 for supplying air in one direction only to the braking operating portion 30 side To the braking operation unit 30 from the air pipe 26, and the brake supply unit 40 has a brake pressure discharge unit 50 for releasing the brake pressure acting on the braking operation unit 30 according to the operation of the clutch pedal. Extend from the clutch to the pneumatic line (60).
상기에서 브레이킹 작동부(30)는 상술한 바와 같은 공기 브레이크의 브레이크압에 의하여 작동되어 프로펠러 샤프트(12)의 회전 작동을 제동하는 역할을 하는 부분으로서, 브레이크 공급부(40)에 연결되는 실린더(32)와, 이 실린더 내부에 작용하는 브레이크압에 따라 실린더 내벽을 왕복하도록 실린더(32)에 내장되는 로드(34)와, 이 로드(34)의 전진 작동에 따라 전진하여 프로펠러 샤프트(12)의 일측면에 마찰 접촉하여 프로펠러 샤프트의 구동을 제동시킬 수 있도록 상기 로드(34)의 일단에 연결되는 브레이크 라이닝(36)을 포함하여 이루어진다.The braking operation part 30 is operated by the brake pressure of the air brake as described above and serves to brake the rotational operation of the propeller shaft 12, and the cylinder 32 connected to the brake supply part 40. ), A rod 34 embedded in the cylinder 32 to reciprocate the inner wall of the cylinder according to the brake pressure acting on the inside of the cylinder, and advances in accordance with the forward operation of the rod 34 so that one of the propeller shafts 12 And a brake lining 36 connected to one end of the rod 34 so as to frictionally contact the side to brake the drive of the propeller shaft.
여기서 실린더(32)와 로드(34)는 공지의 공압 실린더 및 이에 내장되는 로드를 이용하며, 브레이크압을 수용할 수 있을 정도의 충분한 용량을 갖는 것을 선택하도록 한다. 또한, 브레이크 라이닝(36)은 일반적인 브레이크 장치에 사용되는 마찰재로서 접촉되는 프로펠러 샤프트(12)의 곡면에 밀착할 수 있도록 프로펠러 샤프트의 곡률과 동일한 곡률로 이루어진다.Here, the cylinder 32 and the rod 34 use a known pneumatic cylinder and a rod embedded therein, and select one having a sufficient capacity to accommodate the brake pressure. In addition, the brake lining 36 is made of the same curvature as the curvature of the propeller shaft to be in close contact with the curved surface of the propeller shaft 12 in contact with the friction material used in the general brake device.
그리고 브레이크압 공급부(40)는 상술한 공기 브레이크 장치의 릴레이 밸브(22)와 브레이크 쳄버(24) 사이를 유동하는 공기를 상기 브레이킹 작동부(30)로 분기시켜 공급하는 역할을 하는 부분으로서, 차량용 공기 브레이크 장치의 릴레이 밸브(22)와 브레이크 쳄버(24) 사이의 공기 파이프(26)로부터 분기되어 상기 브레이킹 작동부(30)로 연결되는 분기관(42)과, 이 분기관(42)내를 유동하는 공기가 브레이킹 작동부(30)측으로 흐르도록 분기관(42)상에 설치되는 체크 밸브(44)로 이루어진다.The brake pressure supply part 40 serves to branch and supply air flowing between the relay valve 22 and the brake chamber 24 of the air brake device to the braking operation part 30. A branch pipe 42 branched from the air pipe 26 between the relay valve 22 and the brake chamber 24 of the air brake device and connected to the braking operation part 30, and inside the branch pipe 42 It consists of a check valve 44 which is installed on the branch pipe 42 so that the flowing air flows toward the braking operation part 30 side.
여기서 상기 분기관(42)은 브레이킹 작동부의 실린더(32)의 입력포트에 연결된다.The branch pipe 42 is here connected to the input port of the cylinder 32 of the braking operation.
한편, 브레이크압 배출부(50)는 상기 브레이킹 작동부(30)에 작용하는 브레이크압을 클러치 페달(62)의 작동에 따라 선택적으로 해제시키는 역할을 하는 부분으로서, 상기 브레이크압 공급부, 즉 분기관(42)로부터 분기하여 클러치 공압 라인(60)으로 연결되는 브레이크압 배출관(52)과, 이 브레이크압 배출관(52)상에 설치되어 브레이크압의 배출을 제어하는 방향절환밸브(54)로 이루어진다.Meanwhile, the brake pressure discharge part 50 is a part that selectively releases the brake pressure acting on the braking operation part 30 according to the operation of the clutch pedal 62. The brake pressure supply part, that is, the branch pipe A brake pressure discharge pipe 52 branched from 42 to the clutch pneumatic line 60 and a direction switching valve 54 provided on the brake pressure discharge pipe 52 to control discharge of the brake pressure.
여기서 방향절환밸브의 작동은 도 2에 도시된 바와 같이, 클러치 센서(64)로부터 입력되는 클러치 페달의 작동 신호와 변속 위치 감지 센서(66)로부터 입력되는 중립 위치 신호와 파킹 브레이크 감지 센서(68)로부터 입력되는 파킹 신호를 전송받는 전자제어유닛(ECU; 70)에 의하여 상기 방향절환밸브(54)의 온/오프가 결정되어진다.Here, the operation of the directional valve is shown in Figure 2, the operation signal of the clutch pedal input from the clutch sensor 64 and the neutral position signal and the parking brake detection sensor 68 input from the shift position detecting sensor 66. On / off of the directional control valve 54 is determined by an electronic control unit (ECU) 70 that receives a parking signal input from the vehicle.
즉, 상기 전자제어유닛(70)은 변속 위치 감지 센서(66)로부터 차량이 중립 변속 상태에 있다는 신호가 입력되면 상기 방향절환밸브(54)를 오프(off)시켜서 브레이킹 작동부에 브레이크압이 계속 작용하도록 않고, 클러치 센서(64)로부터 클러치가 눌러졌다는 신호와 변속 위치 감지 센서(66)로부터 차량이 1단내지 5단의 기어 변속 상태에 있다는 신호와 파킹 브레이크 감지 센서(68)로부터 차량의 파킹이 해제되었다는 신호가 입력되면 방향절환밸브(54)를 온시켜서 브레이킹 작동부에 작용하는 브레이크압을 해제시키게 된다.That is, when the electronic control unit 70 receives a signal indicating that the vehicle is in the neutral shift state from the shift position sensor 66, the direction change valve 54 is turned off to continue the brake pressure on the braking operation part. The vehicle is parked from the parking brake detection sensor 68 and the signal that the clutch is pressed from the clutch sensor 64 and the signal from the shift position sensor 66 that the vehicle is in the gear shift state of the first to fifth gears. When the release signal is input, the direction switching valve 54 is turned on to release the brake pressure acting on the braking operation part.
상기와 같이 이루어지는 차량용 프로펠러 샤프트의 제동 장치의 작동 내용을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the braking device of the vehicle propeller shaft made as described above are as follows.
먼저 차량의 제동 작동부터 살펴보면, 운전자가 공기 브레이크 장치를 조작하여 릴레이 밸브(22)와 브레이크 쳄버(24)사이의 공기 파이프(26)내로 작동 공압이 유입되면, 차량의 4개의 바퀴는 회전이 제동되면서 차량은 정지된다. 이와 같은 상태에서 운전자가 기어를 중립 위치로 변속하면, 전자제어유닛(70)은 브레이크압 배출부의 방향절환밸브를 오프(off)시켜서 공기 파이프(26)의 작동 공압이 브레이크압 공급부(40)의 분기관(42)을 통하여 브레이킹 작동부(30)의 실린더(32)내로 유입되도록 하고, 이에 따라 브레이크 라이너(36)가 프로펠러 샤프트(12)에 마찰 접촉하면서 이의 회전운동을 제동시킴으로써 차량이 완전히 제동되게 된다.First, the braking operation of the vehicle, when the driver operates the air brake device and the operating air pressure flows into the air pipe 26 between the relay valve 22 and the brake chamber 24, the four wheels of the vehicle are braked by rotation. The vehicle is stopped. In this state, when the driver shifts the gear to the neutral position, the electronic control unit 70 turns off the direction switching valve of the brake pressure discharge part so that the operating pneumatic pressure of the air pipe 26 is reduced by the brake pressure supply part 40. The vehicle is completely braked by allowing the brake liner 36 to enter the cylinder 32 of the braking actuator 30 through the branch pipe 42 and thereby braking its rotational movement while the brake liner 36 is in frictional contact with the propeller shaft 12. Will be.
상기와 같은 제동 작동에 따라 차량의 4개의 바퀴와 프로펠러 샤프트의 회전운동이 완전히 제동되어 차량은 정지된 상태로 유지되게 된다.According to the braking operation as described above, the rotational movements of the four wheels and the propeller shaft of the vehicle are completely braked to maintain the vehicle in a stopped state.
이와 같은 상태에서 운전자가 차량을 다시 출발시키게 위해 브레이크 페달로부터 발을 떼게 되면 기존의 공기 브레이크 장치내로 공급되는 공압은 차단되므로 4개의 바퀴에 걸리는 제동력은 사라져 바퀴는 움직일 수 있는 상태로 된다. 그러나, 본 발명에 의한 제동 장치는 체크 밸브(44)에 의하여 공기는 다른 장치로 빠져버리지 못하고 실린더(32)내로 계속하여 작용하게 되므로 프로펠러 샤프트(12)는 제동된 상태로 유지되고 따라서 차량이 경사면에 있더라도 미끄러지지 않게 된다.In this state, when the driver releases the brake pedal to restart the vehicle, the pneumatic pressure supplied to the existing air brake device is cut off, so that the braking force applied to the four wheels disappears and the wheels can move. However, in the braking device according to the present invention, the propeller shaft 12 is kept in a braked state because the check valve 44 does not allow air to escape to the other device but continues to operate in the cylinder 32. You won't slip even if you're in
본 발명에 의한 제동장치의 해제는, 운전자가 기어를 중립 상태로부터 1단의 영역으로 변속하고 파킹 브레이크를 해제한 후에 클러치 페달을 밟으면, 전자제어유닛(70)에서 방향절환밸브(54)를 온(on)시키게 되고, 이에 따라 실린더(32)내에 작용하는 브레이크압이 브레이크압 배출관(52)을 통해 클러치 공압 라인(60)으로 배출됨으로써 프로펠러 샤프트의 제동은 해제되고 차량은 출발 가능하게 된다.In the release of the braking device according to the present invention, when the driver shifts the gear from the neutral state to the first stage and releases the parking brake, the clutch pedal is pressed, and the direction control valve 54 is turned on in the electronic control unit 70. and the brake pressure acting in the cylinder 32 is discharged to the clutch pneumatic line 60 through the brake pressure discharge pipe 52, thereby releasing braking of the propeller shaft and allowing the vehicle to start.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 차량용 프로펠러 샤프트의 제동 장치는 언덕길과 같은 경사로에서의 차량의 제동후 재출발시에 전자 제어 유닛에 의하여 차량의 미끄러짐을 방지할 수 있으므로 차량의 운전 조작성 및 제동 조작성이 향상되며, 특히 대형 차량과 같이 자중이 큰 차량의 제동 조작성을 크게 개선시킬 수 있다.The braking device of the propeller shaft for a vehicle of the present invention made as described above can prevent slippage of the vehicle by the electronic control unit when the vehicle restarts after braking on a slope such as a hill road, thereby improving driving operability and braking operability of the vehicle. In particular, it is possible to greatly improve braking operability of a vehicle having a large weight, such as a large vehicle.
또한, 평탄로 주행시에도 바퀴에 대한 제동외에 동력 전달 매개체인 프로펠러 샤프트 자체를 제동하여 줄 수 있으므로 차량의 제동이 보다 확실하게 이루어질 수 있다.In addition, since the propeller shaft itself, which is a power transmission medium, may be braked in addition to braking of the wheels even when driving on a flat road, braking of the vehicle may be more surely performed.
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