KR100464736B1 - 차량구동부 제동장치 - Google Patents

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Abstract

본원 발명은 차량구동부 제동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제동시 미끄럼을 방지하기 위해 변속기의 출력축 혹은 차동기어의 구동축에 구성된 제동장치이다.
본 발명에서는 브레이크 페달의 작동에 의해 제동유압을 생성하는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더로부터 제1유압파이프를 통해 제동유압을 전달받아 차량의 전륜과 후륜을 제동하는 차량제동장치에 있어서, 변속기의 출력축이 리어케이스로부터 돌출되고 출력축 끝단부에 구비된 스플라인과 상기 스플라인부에 허브를 구비한 허브디스크; 상기 허브디스크의 일측에서 제동시 유압을 작동시키는 캘리퍼와 캘리퍼내에 장착되어 허브디스크를 압착하여 제동력을 가하는 패드로 구성된 캘리퍼어셈블리; 상기 캘리퍼에는 상기 마스터 실린더로부터 분기되어 연결된 제2유압파이프; 가 포함된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량구동부 제동장치는 각 바퀴에서 발생하는 제동력보다 더 큰 제동력을 얻을 수 있어 주제동장치로 사용될 수 있으며, 짧은 제동거리유지와 스키딩을 방지하고 커브길 제동 시 안정성을 얻는 효과가 있다.

Description

차량구동부 제동장치{Breaking apparatus for vehicle driving part}
본원 발명은 차량구동부 제동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제동시 미끄럼을 방지하기 위해 변속기의 출력축 혹은 차동기어의 구동축에 구성된 제동장치에 관한 것이다
일반적인 자동차용 주브레이크는 주로 유압식이 사용되며 도1에서 도시한 바와 같이 전륜(40FL, 40FR)과 후륜(50RL, 50RR)에 각각 유압에 의해 제동력을 발생하는 디스크브레이크(40a)과 드럼브레이크(50a)가 각각 설치되어 있으며, 각 브레이크(40a,50a)에 제동유압을 형성하여 전달하는 마스터실린더(30)와 배력장치(20)로 이루어져 있다. 한편, 마스터실린더(30)에는 후륜(50RL,50RR)측으로 전달되는 유압을 감압하기 위해 감압밸브(31)가 구성되어 있는데, 미설명부호 10은 브레이크패달이며 60은 전륜(40FL,40FR)과 후륜(50RL,50RR) 측으로 유압이 전달되는 유압라인이다.
이와 같이 구성된 일반적인 자동차의 브레이크장치는 주행중에 브레이크패달(10)을 밟게 되면 배력장치(20)에서 기압차에 의해 배력이 발생되고, 계속하여 마스터실린더(30)에서는 배력에 의해 제동유압이 형성된다. 그리고 유압라인(60)을 통해 제동유압이 전륜(40FL,40FR)과 후륜(50RL,50RR)에 마련된 각각의 디스크브레이크(40a)와 드럼브레이크(50a)에 전달되어 제동작용을 하게 된다.
이러한 종래의 브레이크 장치는 브레이크를 밟으면 마스터 실린더에서 발생한 유압이 한계의 제동력을 초과하게 되고 이 때 각 바퀴가 순간적으로 회전이 정지되는 상태에서는 차량의 조향이 불가능해지게 되어 실제 제동력도 오히려 감소되며 경우에 따라서는 편제동으로 인해 차량자체가 돌게 되므로 주행중 매우 위험한 상황이 발생할 수 있다.
위와 같이 바퀴의 록(lock)상태를 억제하고 제동성능을 향상시키기 위해 여러가지 방법들이 알려져 있으나 특히 대표적인 것이 ABS브레이크로서 이는 제동시에 있어서의 차륜의 록 내지 스키드상태의 발생 방지를 목적으로 한 앤티스키드브레이크장치가 장비되는 일이 있다.
일반적으로, 이런 종류의 앤티스키드브레이크장치는, 차륜의 회전속도를 검출하는 차륜속도센서와, 브레이크유압을 조정하는 전자제어밸브를 구비하고, 제동시에 상기 차륜속도센서에 의해서 검출된 차륜속도에 의거한 소정의 속도변화율(감속도)에 따라서 당해 차량의 의사차체속도를 저하시키는 동시에, 이 의사차체속도에 대하여 차륜속도가 소정의 관계로 될 때까지 저하하였을 때에는 상기 전자제어밸브를 감압제어하므로서 제동압을 저하시키고, 제동압의 저하에 의해서 차륜의 회전속도가 회복해서, 상기 차륜속도가 의사차체속도에 대해서 소정의 관계로 될 때까지 복귀하였을 때에는 상기 제어밸브를 증압제어하므로서 제동압을 증대시키도록 되어 있다. 그리고, 이와 같은 일련의 제동압의 제어(이하, ABS제어라고 한다)를, 예를 들면 차량이 정지할 때까지 계속하여 행하므로서, 당해 차량의 차속이 소정의 구배에 따라서 저하하는 것으로 되어서, 급제동시에 있어서의 차륜의 록 내지 스키드상태가 방지되어서, 차량을 조향안정성을 상실하는 일없이 짧은 제동거리로 정지시키는 일이 가능하게 된다. 그러나 여러가지 복잡하게 구성된 많은 부품들이 설치되어야 하고 고가인 단점이 있다. 또한 고장이나 수리에 많은 비용이 들어가게 되므로 소형자동차에는 보급되기 위해서는 많은 문제점이 있다.
본원 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본원 발명의 목적은 일반브레이크 장치에서 발생하는 각 바퀴의 록현상을 없애 제동거리 유지와 방향의 안정성을 주어 미끄러짐을 방지하며 커브길에서도 제동할 때 구동축의 제동으로 ABS브레이크 장치와 같이 조향통제가 되어 조향에 안정성을 높일 수 있는 제동장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량구동부 제동장치의 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량구동부 제동장치의 구성도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량구동부 제동장치의 사시도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량구동부 제동장치의 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 변속기하우징 110 : 입력축
120 : 출력축 121 : 스플라인
130 : 허브디스크 140 : 캘리퍼
141 : 브레이크패드 150 : 오일링
160 : 리어케이스 180 : 차동 사이드기어
190 : 파이널기어 200 : 차동기어하우징
220 : 출력축 230 : 플랜지부
240 : 캘리퍼 241 : 브레이크패드
310 : 페달 330 : 마스터 실린더
340 : 제2유압파이프 360 : 제1유압파이프
380 : 드럼브레이크 390 : 디스크브레이크
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 브레이크 페달의 작동에 의해 제동유압을 생성하는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더로 부터 제1유압파이프를 통해 제동유압을 전달받아 차량의 전륜과 후륜을 제동하는 브레이크장치에 있어서, 변속기의 출력축의 끝단부에 구비된 스플라인과 상기 스플라인부에 허브를 구비한 허브디스크; 상기 허브디스크의 일측에서 제동시 유압을 작동시키는 캘리퍼와 캘리퍼내에 장착되어 디스크를 압착하여 제동력을 가하는 패드로 구성된 캘리퍼어셈블리; 상기 캘리퍼에는 상기 마스터 실린더로 부터 분기되어 연결된 제2유압파이프; 가 형성된 것을 특징으로 하는 구동축 제동장치를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에서는, 차동기어의 출력축의 끝단부에 설치된플랜지를 반경방향으로 연장하여 구성된 디스크; 상기 디스크의 일측에서 제동시 유압을 작동시키는 캘리퍼와 캘리퍼내에 장착되어 디스크를 압착하여 제동력을 가하는 패드로 구성된 캘리퍼어셈블리; 상기 캘리퍼에는 상기 마스터 실린더로부터 분기되어 연결된 제2유압파이프; 가 형성된 것을 특징으로 하는 구동축 제동장치를 제공한다.
또한 본 발명에서 상기 제2유압파이프는 마스터실린더와 전륜의 휠디스크 혹은 후륜의 휠디스크를 연결하는 제1유압파이프로부터 분기되며 상기 제1유압파이프상의 분기점하류 일지점 혹은 상기 제2유압파이프상의 분기점하류 일지점에는 체크밸브가 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 첨부된 도면과 함께 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량구동부 제동장치의 구성도로서, 각종 부품의 전체적인 모양을 보여준다.
도면을 참조하면 본 발명에 따른 차량구동부 제동장치는, 유압파이프에 유압을 발생시키는 마스터 실린더(330)와 페달(310), 상기 유압파이프에 설치된 체크밸브(370)와 각 바퀴에 설치된 브레이크(380,390)를 포함하여 구성된다. 상기 체크밸브는 평상시 폐쇄되어 있다가 설정된 소정의 압력이 초과발생하였을 때 유압라인이 개방되며 역방향의 압력이 작용하였을 때 오일이 리턴되는 기능을 가진 통상적인 밸브로서, 자동차의 텐덤마스터 실린더에 적용되고 있는 체크밸브이면 족하다.
변속기하우징(100)내의 상방부에는 입력축(110)이 배설되고 하방에는 출력축(120)이 나란히 평행하게 배설되어 있으며 출력축에 접속하는파이널기어(190)는 차동 사이드기어(180)와 접속하고 있다. 상기의 축 구성에는 각종기어와 싱크로나이저기구(부호 미표기)등이 배설되어 전체 변속기를 구성하게 된다. 상기 하우징의 후방에는 리어케이스(160)가 체결되어 있는데 변속기 후단의 덮개역할을 하고 있다.
본 발명에서는 리어케이스(160)의 출력축 접속부분에 개구부를 형성하고 출력축(120)을 변속기 외부로 연장하여 형성한다. 상기 리어케이스와 출력축 사이에는 오일링(150)을 구성하여 오일이 새어 나오지 않도록 한다. 또한 출력축의 끝단부에는 스플라인(121)을 구성한다. 상기 스플라인과의 연결을 통해 출력축을 제동할 수 있도록 허브를 구비한 허브디스크(130)와, 상기 허브디스크 일측면에 설치되어 허브디스크를 제동하는 캘리퍼(140)로 구성된다. 또한 상기 캘리퍼에는 제동시 허브디스크를 밀착하는 브레이크패드(141)가 내설되어 있다. 상기 캘리퍼의 작동은 유압으로서 이루어지는데 이를 위해 상기 캘리퍼에는 제2유압파이프(340)로 연결된다.
본 발명에서는 일실시예로서, 상기 제2유압파이프(340)는 마스터실린더(330)에서 전륜과 연결되는 제1유압파이프(360)로부터 분기되는데 제1유압파이프(360)의 분기점 하류 및 후륜과 연결되는 제1유압파이프(360)에는 체크밸브(370)를 설치한다.
본 발명의 다른 실시예로서, 체크밸브(370')는 상기 제1유압파이프(360)의 분기점 하류 및 후륜과 연결되는 제1유압파이프(360)에 설치되지 않고 그 대신에 상기 제2유압파이프(340)상의 분기점하류 일지점(점선 표시)에 설치될 수 있다.
체크밸브(370)가 제1유압파이프(360)의 분기점 하류 및 후륜과 연결되는 제1유압파이프(360)에 설치된 경우, 평상시 운전자가 페달(310)을 밟으면 마스터 실린더(330)의 유압에 의해 변속기브레이크가 작동하게 된다. 만약 운전자가 페달을 더욱 세게 밟아 유압이 상승하여 체크밸브(370)에 설정된 소정의 압력을 초과하게 되면 상기 변속기브레이크 외에 후륜의 드럼브레이크(380) 및 전륜에 마련된 디스크브레이크(390)가 작동되어 바퀴를 제동하게 된다. 이 때 바퀴가 제동되기 전에 변속기브레이크를 통해 일차 제동되므로 바퀴의 록이 없이 안정된 제동성능을 발휘할 수 있다.
한편, 체크밸브(370')가 제2유압파이프(340)의 분기점 하류에 설치된 경우, 평상시 운전자가 페달(310)을 밟으면 마스터 실린더(330)의 유압에 의해 전륜 및 후륜의 브레이크가 작동하게 된다. 만약 운전자가 페달을 더욱 세게 밟아 유압이 상승하여 체크밸브(370')에 설정된 소정의 압력을 초과하게 되면 상기 전륜 및 후륜의 브레이크 외에 변속기브레이크가 작동하게 된다. 이 경우 변속기에 의한 제동력이 더해지게 되므로 제동성능이 현격히 증대하게 된다.
도 2에 도시된 상기 차량구동부 제동장치는 전륜의 휠디스크를 연결하는 제1유압파이프(360)로부터 제2유압파이프(340)를 분기시키고 있지만, 후륜의 휠디스크를 연결하는 제1유압파이프(360)로부터 제2유압파이프(340)를 분기시키도록 하는 것도 가능하다. 이와 같이 구성하더라도, 전술한 전륜과 연결된 유압파이프로부터 분기된 경우와 전륜 및 후륜의 브레이크 작동이 서로 동일하며, 변속기브레이크 또한 동일하게 작동한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량구동부 제동장치의 사시도로서, 도면을 참조하면 변속기하우징(100)과 리어케이스(160)가 체결되어 변속기 후단의 덮개역할을 하고 있다.
상기 리어케이스(160)의 일측에 형성된 출력축은 허브디스크(130)와 결합되고, 상기 허브디스크(130)는 디스크의 일부를 감싸고 있는 캘리퍼(140)에 의해 제동된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량구동부 제동장치의 구성도로서, 각종 부품의 전체적인 모양을 보여준다.
도면을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량구동부 제동장치는, 유압파이프에 유압을 발생시키는 마스터 실린더(330)와 페달(310), 상기 유압파이프에 설치된 체크밸브(370)와 각 바퀴에 설치된 브레이크(380,390)를 구비하여 기본적인 구성에 있어서는 전술한 일실시예와 동일하지만, 변속기 대신 차동기어의 출력축을 제어한다는 점에 있어 차이가 있다. 본 발명이 후륜구동이나 4륜구동 차량에 채택되면 뒷바퀴의 제동장치로서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
차동기어하우징(200)내에는 입력축과 출력축(220)이 수직으로 배설되어 있다. 상기의 축 구성에는 각종기어(부호 미표기)등이 배설되어 전체 차동기어를 구성하게 된다.
상기 출력축(220)은 차동기어하우징(200)의 외부로 연장 형성되는데, 출력축의 끝단부에는 플랜지부(230)를 구성한다. 상기 플랜지부를 제동하여 출력축을 제동할 수 있도록 상기 플랜지부 일측면에는 캘리퍼(240)가 설치된다. 또한 상기 캘리퍼에는 제동시 플랜지부를 밀착하는 브레이크패드(241)가 내설되어 있다. 상기 캘리퍼의 작동은 유압으로서 이루어지는데 이를 위해 상기 캘리퍼에는 제2유압파이프(340)로 연결된다.
본 발명에서는 일실시예에서 설명된 바와 같이, 상기 제2유압파이프(340)는 마스터실린더(330)에서 전륜과 연결되는 제1유압파이프(360)에서 분기되는데 제1유압파이프(360)의 분기점 하류 및 후륜과 연결되는 제1유압파이프(360)에 체크밸브(370)가 설치되거나, 이를 대신하여 제2유압파이프(340)상의 분기점하류 일지점에 체크밸브(370')가 설치될 수 있다. 이 경우, 일실시예에서의 동작과 비교하면 차동기어브레이크가 변속기브레이크의 기능을 대신하는 것으로 이를 제외한 전,후륜의 브레이크는 일실시예에서와 동일하게 작동된다.
또한, 일실시예에서 설명한 바와 같이 후륜의 휠디스크를 연결하는 제1유압파이프(360)로부터 제2유압파이프(340)를 분기시킬 수도 있는데 전륜과 연결된 유압파이프로부터 분기된 경우와 전륜 및 후륜의 브레이크 작동이 동일하고 차동기어브레이크는 또한 동일하게 작동된다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 차량구동부 제동장치의 동작을 살펴본다.
먼저, 본 발명의 일실시예인 변속기의 출력축에 구성된 제동장치에서 제1유압파이프(360)의 분기점 하류 및 후륜과 연결되는 제1유압파이프(360)에 체크밸브(370)가 설치된 경우는 다음과 같이 작동된다.
운전자가 제동 또는 감속을 하기 위해 페달(310)을 밟으면 마스터 실린더(330)의 유압이 유압파이프(360)를 통해 유압파이프의 분기점에서 변속기브레이크의 캘리퍼(140)로 전달됨에 따라 회전하는 허브디스크(130)를 제동하게 된다. 그 결과, 변속기의 출력축(120)이 제동되며 이때 종감속장치의 감속비(기어비)를 이용하여 강력한 제동력을 얻게 된다.
만약 운전자가 페달을 더욱 세게 밟아 유압이 상승하여 체크밸브(370)에 설정된 소정의 압력을 초과하게 되면 전륜 및 후륜에 마련된 디스크브레이크(390)와 드럼브레이크(380)에 전달되어 바퀴를 제동하게 된다.
다음으로, 제2유압파이프(360)의 분기점 하류에 체크밸브(370')가 설치된 경우는 평상시 운전자가 페달(310)을 밟으면 마스터 실린더(330)의 유압에 의해 전륜 및 후륜의 브레이크가 작동하게 되며, 만약 운전자가 페달을 더욱 세게 밟아 유압이 상승하여 체크밸브(370')에 설정된 소정의 압력을 초과하게 되면 상기 전륜 및 후륜의 브레이크 외에 변속기브레이크가 작동하게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예인 차동기어의 구동축에 구성된 제동장치의 작동 또한 상기와 동일한 메카니즘으로 제2유압파이프(340)를 통해 유압이 전달되어 캘리퍼(240)에 의해 플랜지부(230)를 제동하게 된다. 체크밸브(370)의 위치에 따른 각 브레이크의 작동은 변속기브레이크가 차동기어브레이크가 대체하는 것 외에는 본 발명의 일실시예와 동일하다.
본원 발명은 급제동시에도 차동장치가 정상적으로 작동되어 타이어 록상태에 의한 타이어의 미끄러짐을 방지할 수 있고, 종감속장치의 감속비(기어비)를 이용할 수 있기 때문에 일반제동장치에서 얻는 각 바퀴에서 발생한 제동력 보다 휠씬 더 큰 제동력을 얻을 수 있어 주 제동장치로 사용할 수 있으며, 또한 고가인 ABS 장치와 같은 짧은 제동거리 유지, 방향에 안정성을 유지하여 미끄럼을 방지하는 효과를 제공한다.
본원 발명은 커브길에서도 조향의 안정성을 얻을 수 있기 때문에 저가의 가격으로도 안정된 제동력을 얻는 효과가 있다.
또한 변속기 외부에 브레이크 장치가 설치되어 패드가 마모되어 교환할 때도 일반 브레이크 패드교환에서와 같이 정비를 쉽게 할 수 있고 기존의 변속기에 출력축의 스플라인부와 트랜스미션 케이스의 오일실의 간단한 설계변경으로도 제작이 가능하다.
상술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (6)

  1. 브레이크 페달의 작동에 의해 제동유압을 생성하는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더로부터 제1유압파이프를 통해 제동유압을 전달받아 차량의 전륜과 후륜을 제동하는 차량제동장치에 있어서,
    변속기의 출력축이 리어케이스로부터 돌출되고 출력축 끝단부에 구비된 스플라인과 상기 스플라인부에 허브를 구비한 허브디스크; 상기 허브디스크의 일측에서 제동시 유압을 작동시키는 캘리퍼와 캘리퍼내에 장착되어 허브디스크를 압착하여 제동력을 가하는 패드로 구성된 캘리퍼어셈블리;
    상기 캘리퍼에는 상기 마스터 실린더로부터 분기되어 연결된 제2유압파이프; 및 상기 제2유압파이프는 마스터실린더와 전륜의 휠디스크 혹은 후륜의 휠디스크를 연결하는 제1유압파이프로부터 분기되며 제1유압파이프상의 분기점 하류 일지점에 체크밸브;가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량구동부 제동장치.
  2. 삭제
  3. 브레이크 페달의 작동에 의해 제동유압을 생성하는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더로부터 제1유압파이프를 통해 제동유압을 전달받아 차량의 전륜과 후륜을 제동하는 차량제동장치에 있어서,
    변속기의 출력축이 리어케이스로부터 돌출되고 출력축 끝단부에 구비된 스플라인과 상기 스플라인부에 허브를 구비한 허브디스크; 상기 허브디스크의 일측에서 제동시 유압을 작동시키는 캘리퍼와 캘리퍼내에 장착되어 허브디스크를 압착하여 제동력을 가하는 패드로 구성된 캘리퍼어셈블리;
    상기 캘리퍼에는 상기 마스터 실린더로부터 분기되어 연결된 제2유압파이프; 및 상기 제2유압파이프는 마스터실린더와 전륜의 휠디스크 혹은 후륜의 휠디스크를 연결하는 제1유압파이프로부터 분기되며 제2유압파이프상의 분기점 하류 일지점에 체크밸브;가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량구동부 제동장치.
  4. 브레이크 페달의 작동에 의해 제동유압을 생성하는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더로부터 제1유압파이프를 통해 제동유압을 전달받아 차량의 전륜과 후륜을 제동하는 차량 제동장치에 있어서,
    차동기어의 출력축의 끝단부에 설치된 플랜지를 반경방향으로 연장하여 구성된 디스크; 상기 디스크의 일측에서 제동시 유압을 작동시키는 캘리퍼와 캘리퍼내에 장착되어 디스크를 압착하여 제동력을 가하는 패드로 구성된 캘리퍼어셈블리; 상기 캘리퍼에는 상기 마스터 실린더로부터 분기되어 연결된 제2유압파이프;및 상기 제2유압파이프는 마스터실린더와 전륜의 휠디스크 혹은 후륜의 휠디스크를 연결하는 제1유압파이프로부터 분기되며 제1유압파이프상의 분기점하류 일지점에 체크밸브;가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량구동부 제동장치.
  5. 삭제
  6. 브레이크 페달의 작동에 의해 제동유압을 생성하는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더로부터 제1유압파이프를 통해 제동유압을 전달받아 차량의 전륜과 후륜을 제동하는 차량 제동장치에 있어서,
    차동기어의 출력축의 끝단부에 설치된 플랜지를 반경방향으로 연장하여 구성된 디스크; 상기 디스크의 일측에서 제동시 유압을 작동시키는 캘리퍼와 캘리퍼내에 장착되어 디스크를 압착하여 제동력을 가하는 패드로 구성된 캘리퍼어셈블리; 상기 캘리퍼에는 상기 마스터 실린더로부터 분기되어 연결된 제2유압파이프;및 상기 제2유압파이프는 마스터실린더와 전륜의 휠디스크 혹은 후륜의 휠디스크를 연결하는 제1유압파이프로부터 분기되며 제2유압파이프상의 분기점하류 일지점에 체크밸브;가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량구동부 제동장치.
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