KR102337442B1 - 자동차용 비상제동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브레이크 파이프 등이 파열되더라도 제동력을 가해 안전사고를 방지할 수 있는 자동차용 비상제동 장치를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 자동차용 비상제동 장치는, 브레이크 페달을 밟을 경우 브레이크 파이프를 통해 전달되는 메인 브레이크액의 압력으로 제동되는 자동차에 부가하여, 기존(메인) 브레이크 파이프의 파열 등으로 제동이 안 될 경우 순간적으로 비상 제동 장치로 자동 전환되는 자동차용 비상제동 장치로, 통상 제동시에는 비상 브레이크액을 차단하고 기존 브레이크액을 공급하여 정상적인 제동이 이루어지다가 기존 브레이크 파이프가 파열되거나 기존 브레이크액의 압력이 떨어지면 기존 브레이크 파이프를 차단하고 비상 브레이크 파이프 라인으로 순간적으로 자동 전환시켜주는 밸브 유닛; 상기 밸브 유닛의 작동 유체로서 비상 브레이크액으로 채워지는 비상 파이프; 상기 비상 파이프의 일단부에 연결되며 상기 비상 제동시에 비상 브레이크액을 가압하는 가압부; 및 상기 가압부에 상시 압력을 제공할 수 있는 압력 공급원;을 포함한다.

Description

자동차용 비상제동 장치{Emergency brake system for vehicle}
본 발명은 자동차의 제동에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 제동은 제동 장치의 제동 토크에 의하여 자동차의 속도를 제어하는 것을 말한다. 이를 위한 제동 장치는, 사용 에너지에 따라 유압식, 공기식, 기계식 제동 장치 등으로 분류할 수 있다.
이 중, 유압식 제동 장치는, 브레이크 페달의 답력(踏力)을 유압으로 전환하는 마스터 실린더와, 그 전환된 유압을 바퀴 측으로 전달하는 브레이크 파이프와, 그 전달된 유압으로 피스톤을 미는 휠 실린더와, 그 밀린 피스톤에 의해 디스크(또는 드럼)에 붙여 제동력을 발생시키는 브레이크 패드(또는 브레이크 슈)를 포함한다. 따라서, 사용자가 브레이크 페달을 밟으면, 그 밟는 힘 즉 답력이 마스터 실린더를 통해 유압으로 전환되고, 그 전환된 유압이 브레이크 파이프를 통해 휠 실린더에 전달되어, 휠 실린더 안에 있는 피스톤이 유압에 의해 밀려 브레이크 패드(또는 브레이크 슈)를 디스크(또는 드럼)에 밀착시키는 방식으로 제동력이 발생된다.
한편, 공기식 제동 장치는, 압축 공기를 이용하여 제동력을 얻는 브레이크 방식으로, 대형 트럭이나 버스 등에 사용되며, 브레이크 페달을 밟았을 때 발생되는 압축 공기의 압력이 브레이크 파이프를 통해 전달되며 브레이크 패드(또는 브레이크 슈)를 밀어 디스크(또는 드럼)에 밀착키는 방식으로 제동력을 발생시킨다.
하지만, 이러한 자동차의 제동 장치는, 브레이크 파이프 등이 파열될 경우 그 내부의 유압(또는 공압)이 해제되면서 디스크(또는 드럼)에 제동력을 가할 수 없어, 사고가 유발되는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 브레이크 파이프 등이 파열되더라도 제동력을 가해 안전사고를 방지할 수 있는 자동차용 비상제동 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치는, 브레이크 페달을 밟을 경우 브레이크 파이프를 통해 전달되는 메인 브레이크액의 압력으로 제동되는 자동차에 부가하여, 비상 제동시 사용되도록 한 자동차용 비상제동 장치로, 비상 브레이크액으로 채워지는 비상 파이프; 상기 비상 파이프의 일단부에 연결되며 상기 비상 제동시에 상기 비상 브레이크액을 가압하는 가압부; 및 상기 비상 제동시에 상기 가압부에 의해 상기 비상 브레이크액이 가압되면 상기 메인 브레이크액을 차단함과 함께 비상 브레이크액이 상기 브레이크 파이프의 후단으로 유동되도록 하고, 그렇지 않은 통상 제동시에는 비상 브레이크액을 차단함과 함께 메인 브레이크액을 상기 브레이크 파이프의 후단으로 유동되도록 하는 밸브 유닛;을 포함하고, 상기 가압부는, 상기 브레이크 페달의 눌림을 감지하는 눌림 감지 센서; 상기 브레이크 파이프의 내부 압력을 감지하는 압력 감지 센서; 및 상기 눌림 감지 센서로부터 눌림 신호가 수신된 상태에서 상기 압력 감지 센서의 압력값이 설정값 보다 작으면 경고 신호를 보내 사용자가 상기 브레이크 페달을 더 깊게 밟도록 안내하는 경보기;를 포함한다.
일 예로, 상기 가압부는, 상기 비상 파이프의 일단부에 연결되며 피스톤에 의해 눌리도록 비상 브레이크액이 채워지는 실린더; 상기 피스톤의 말단부에 연결되며 상기 피스톤이 눌리도록 상기 피스톤으로 고압 기체를 공급하는 압력 공급원; 상기 압력 공급원의 출구 라인에 구비되며 상기 출구 라인을 개폐시키는 토출 밸브; 및 상기 브레이크 페달에 상응하는 위치에 구비되며, 상기 메인 브레이크액의 누설로 상기 브레이크 페달의 유격 보다 더 깊숙이 밟힐 경우 상기 브레이크 페달에 의해 눌리면서 상기 토출 밸브를 여는 스위치;를 더 포함할 수 있다.
상기 가압부는, 상기 압력 공급원의 출구 라인에 구비되며 상기 압력 공급원의 출구 라인에서 토출되는 고압 기체의 토출 압력을 감압시키는 감압 밸브를 더 포함할 수 있다.
삭제
상기 가입부는, 상기 브레이크 페달이 더 깊게 밟혀 상기 스위치가 눌리면 상기 토출 밸브를 여는 밸브 제어부를 더 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 가압부는, 상기 비상 파이프의 일단부에 연결되며 피스톤에 의해 눌리도록 비상 브레이크액이 채워지는 실린더; 상기 피스톤의 말단부에 연결되며 상기 피스톤이 눌리도록 상기 피스톤으로 고압 기체를 공급하는 압력 공급원; 상기 압력 공급원의 출구 라인에 구비되는 토출 밸브; 및 상기 눌림 감시 센서로부터 눌림 신호가 수신된 상태에서 상기 압력 감지 센서의 압력값이 설정값 보다 작으면 고압 기체가 토출되도록 상기 토출 밸브를 여는 밸브 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 압력 공급원은, 고압 기체로 채워진 고압 실린더 또는 고압 탱크일 수 있다.
상기 고압 기체는, 고압질소 또는 압축공기일 수 있다.
상기 압력 공급원은, 별도의 고압 압축기를 통해 상기 고압 기체가 재충전되거나 대형 상용차의 경우 자체 공기식 제동 장치의 압축공기 발생기를 통해 상기 고압 기체가 재충전될 수 있다.
일 예로, 상기 밸브 유닛은, 상기 비상 파이프 중 상기 브레이크 파이프와 연결되는 부분에 구비되며 상기 비상 브레이크액에 대해 상기 비상 파이프에서 상기 브레이크 파이프로의 유동만을 허용하는 체크 밸브; 상기 브레이크 파이프 상에 구비되는 밸브 하우징; 상기 비상 파이프와 상기 밸브 하우징을 연결하며 상기 비상 브레이크액을 상기 밸브 하우징으로 안내하는 가압 파이프; 상기 밸브 하우징의 내부에 이동 가능하게 구비되고 관통로를 가지며 평상시에는 상기 브레이크 파이프에 상기 관통로가 연통되게 놓이고 상기 가압 파이프에 의해 비상 브레이크액이 유입되면 이동되어 상기 브레이크 파이프를 닫는 밸브 바디; 및 상기 밸브 하우징에 구비되며 상기 가압 파이프로의 비상 브레이크액이 유입되지 않으면 상기 관통로가 상기 브레이크 파이프에 연통되도록 상기 밸브 바디를 원 위치시키는 탄성체;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 메인 브레이크액의 유동 방향을 기준으로, 상기 비상 파이프의 후단은, 상기 밸브 하우징을 지나서 위치할 수 있다.
다른 예로, 상기 밸브 유닛은, 상기 브레이크 파이프 상에 구비되며 상기 비상 파이프가 연결되는 밸브 하우징; 상기 브레이크 파이프와 상기 밸브 하우징 사이를 연결하는 가압 파이프; 상기 밸브 하우징의 내부에 이동 가능하게 구비되고 관통로를 가지며 평상시에는 상기 브레이크 파이프에 상기 관통로가 연통되게 놓이고 상기 비상 파이프에 의해 비상 브레이크액이 유입되면 이동되어 상기 브레이크 파이프를 닫고 상기 가압 파이프를 여는 밸브 바디; 및 상기 밸브 하우징에 구비되며 상기 비상 파이프로의 비상 브레이크액이 유입되지 않으면 상기 관통로가 상기 브레이크 파이프에 연통되도록 하고 상기 가압 파이프가 상기 밸브 바디에 의해 닫히도록 상기 밸브 바디를 원 위치시키는 탄성체;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 메인 브레이크액의 유동 방향을 기준으로, 상기 가압 파이프의 후단은 상기 밸브 하우징을 지나서 위치할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 브레이크 페달을 밟을 경우 브레이크 파이프를 통해 전달되는 메인 브레이크액의 압력으로 통상 제동되는 자동차에 부가하여, 비상 제동시 사용되도록 한 자동차용 비상제동 장치로, 비상 파이프와, 가압부와, 그리고 밸브 유닛을 포함하는 기술구성을 제공하므로, 브레이크 파이프 등이 파열되어 메인 브레이크액이 누설되는 상태에서, 가압부에 의해 비상 브레이크액이 공급되면서 밸브 유닛에 의해 메인 브레이크액이 차단됨과 함께 비상 브레이크액이 브레이크 파이프의 후단으로 유동될 수 있어 비상 브레이크액에 의한 가압으로 자동차에 대한 비상 제동이 이루어질 수 있고, 메인 브레이크액이 누설되지 않는 정상적인 상태이면 밸브 유닛에 의해 비상 브레이크액이 차단됨과 함께 메인 브레이크액의 압력이 브레이크 파이프의 후단으로 전달될 수 있어 메인 브레이크액에 의한 가압으로 자동차에 대해 통상적인 제동이 이루어질 수 있어, 브레이크 파이프 등이 파열되더라도 자동차에 제동력을 가해 안전사고를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 가압부는, 일 예로, 실린더, 압력 공급원, 토출 밸브, 그리고 스위치를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 사용자가 브레이크 페달을 밟을 때 메인 브레이크액의 누설로 브레이크 페달의 정상 유격 보다 더 깊숙이 밟히게 되고, 이 깊숙이 밟힌 브레이크 페달에 의해 스위치가 눌리면서 압력 공급원의 토출 밸브가 열려 압력 공급원의 고압 기체가 토출되고, 이 토출되는 고압 기체에 의해 피스톤이 밀리면서 실린더의 비상 브레이크액이 비상 파이프의 비상 브레이크액을 가압할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 가압부는, 다른 예로, 실린더, 압력 공급원, 토출 밸브, 스위치, 눌림 감지 센서, 압력 감지 센서, 그리고 경보기를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 눌림 감지 센서로부터 브레이크 페달의 눌림을 감지한 상태에서 압력 감지 센서를 통해 브레이크 파이프의 내부 압력을 감지하여, 압력 감지 센서의 압력값이 설정값 보다 작으면 메인 브레이크액이 누설되고 있다고 판단하여 경보기를 통해 경고 신호를 보내 사용자가 브레이크 페달을 더 깊게 밟도록 안내할 수 있고, 사용자가 이 경고 신호에 따라 브레이크 페달을 더 깊게 밟을 때 메인 브레이크액의 누설로 브레이크 페달의 정상 유격 보다 더 깊숙이 밟히게 되고, 이 깊숙이 밟힌 브레이크 페달에 의해 스위치가 눌리면서 토출 밸브가 열려 압력 공급원의 고압 기체가 토출되고, 이 토출되는 고압 기체에 의해 피스톤이 밀리면서 실린더의 비상 브레이크액이 비상 파이프의 비상 브레이크액을 가압할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 상술한 일 예 또는 다른 예의 가압부는, 감압 밸브를 더 포함하는 기술구성을 제공하므로, 토출 밸브가 열려 압력 공급원으로부터 고압 기체가 토출될 때 감압 밸브를 거치면서 설정압력으로 감압된 상태로 토출될 수 있다. 여기서, 설정압력은 자동차의 중량 등에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 자동차의 중량이 커질수록 요구되는 압력이 커지므로, 이 요구되는 압력에 비례하도록 설정압력이 정해질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 상술한 일 예 또는 다른 예의 가압부는, 밸브 제어부를 더 포함하는 기술구성을 제공하므로, 브레이크 페달이 더 깊게 밟혀 스위치가 눌릴 경우 스위치의 신호를 수신하여 토출 밸브가 열리도록 제어할 수 있다. 여기서, 토출 밸브는 제어 신호에 의해 온/오프되는 솔레노이드 밸브 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 가압부는, 또 다른 예로, 실린더, 압력 공급원, 눌림 감지 센서, 압력 감지 센서, 토출 밸브, 그리고 밸브 제어부를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 눌림 감지 센서로부터 브레이크 페달의 눌림을 감지한 상태에서 압력 감지 센서를 통해 브레이크 파이프의 내부 압력을 감지하여, 압력 감지 센서의 압력값이 설정값 보다 작으면 메인 브레이크액이 누설되고 있다고 판단하여 밸브 제어부를 통해 토출 밸브가 열리면서 고압 기체가 토출되고, 이 토출되는 고압 기체에 의해 피스톤이 밀리면서 실린더의 비상 브레이크액이 비상 파이프의 비상 브레이크액을 가압할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 밸브 유닛은, 일 예로, 체크 밸브, 밸브 하우징, 가압 파이프, 밸브 바디, 그리고 탄성체를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 메인 브레이크액의 누설이 없어 통상적인 제동이 가능한 평상시에는 가압부가 동작되지 않아, 밸브 바디가 탄성체의 복원력에 의해 원 위치되면서 밸브 바디의 관통로가 브레이크 파이프와 연통되고, 이와 함께 사용자가 브레이크 페달을 밟을 경우 브레이크 파이프의 메인 브레이크액이 체크 밸브의 차단으로 비상 파이프로 유동됨 없이 브레이크 파이프의 후단을 향해 통상적인 제동을 위한 압력을 가할 수 있고, 메인 브레이크액의 누설로 비상 제동이 이루어질 경우 가압부에 의해 가압되는 비상 브레이크액이 비상 파이프와 체크 밸브를 거쳐 브레이크 파이프의 후단을 향해 비상 제동을 위한 압력을 가할 수 있고, 이와 함께, 비상 브레이크액의 일부가 비상 파이프와 가압 파이프를 거쳐 밸브 하우징으로 유입되면서 밸브 바디를 밀어 올려 비상 브레이크액이 브레이크 파이프의 전단을 향해 역류하지 않도록 브레이크 파이프를 닫을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 밸브 유닛은, 다른 예로, 밸브 하우징, 가압 파이프, 밸브 바디, 그리고 탄성체를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 메인 브레이크액의 누설이 없어 통상적인 제동이 가능한 평상시에는 가압부가 동작되지 않아, 밸브 바디가 탄성체의 복원력에 의해 원 위치되면서 밸브 바디의 관통로가 브레이크 파이프와 연통되고, 이와 함께 사용자가 브레이크 페달을 밟을 경우 브레이크 파이프의 메인 브레이크액이 밸브 바디의 차단으로 비상 파이프로 유동됨 없이 브레이크 파이프의 후단을 향해 통상적인 제동을 위한 압력을 가할 수 있고, 메인 브레이크액의 누설로 비상 제동이 이루어질 경우 가압부에 의해 가압되는 비상 브레이크액이 비상 파이프를 통해 밸브 하우징으로 유입되면서 밸브 바디를 밀어 올려 비상 브레이크액이 가압 파이프를 거쳐 브레이크 파이프의 후단을 향해 비상 제동을 위한 압력을 가할 수 있고, 이와 함께 비상 브레이크액이 브레이크 파이프의 전단을 향해 역류하지 않도록 밀어 올려진 밸브 바디가 브레이크 파이프를 닫을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 자동차용 비상제동 장치에서 가압부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 자동차용 비상제동 장치에서 밸브 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 밸브 유닛이 비상 제동시에 동작된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 자동차용 비상제동 장치의 비상 제동 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 자동차용 비상제동 장치에서 가압부를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 도 1의 자동차용 비상제동 장치에서 밸브 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 밸브 유닛이 비상 제동시에 동작된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치(100)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(10)을 밟을 경우 브레이크 파이프(20)를 통해 전달되는 메인 브레이크액의 압력으로 제동되는 자동차에 부가하여 비상 제동시 사용되도록 한 자동차용 비상제동 장치로, 비상 파이프(110)와, 가압부(120)와, 그리고 밸브 유닛(130)을 포함한다. 이하, 도 1 내지 도 4를 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.
비상 파이프(110)는, 비상 브레이크액으로 채워지며 가압되는 비상 브레이크액의 압력을 휠 실린더(40) 등으로 전달하기 위한 구성요소이다. 이러한 비상 파이프(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 메인 브레이크액으로 채워진 브레이크 파이프(20)와는 별도로 마련될 수 있다.
가압부(120)는, 비상 제동시에 비상 브레이크액을 가압하기 위한 구성요소이다. 이러한 가압부(120)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 비상 파이프(110)의 일단부에 연결될 수 있다.
밸브 유닛(130)은, 통상 제동시에는 브레이크 파이프(20)를 통해 메인 브레이크액 만을 사용하도록 하고, 비상 제동시에는 비상 파이프(110) 등을 통해 비상 브레이크액 만을 사용하도록 절환하기 위한 구성요소이다. 이러한 밸브 유닛(130)은, 비상 제동시에 가압부(120)에 의해 비상 브레이크액이 가압되면 메인 브레이크액을 차단함과 함께 비상 브레이크액이 브레이크 파이프(20)의 후단으로 유동되도록 하고(도 4 참조), 그렇지 않은 통상 제동시에는 비상 브레이크액을 차단함과 함께 메인 브레이크액을 브레이크 파이프(20)의 후단으로 유동되도록 구성될 수 있다(도 3 참조). 또한, 밸브 유닛(130)은, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 비상 파이프(110)의 단부와 브레이크 파이프(20)의 후단부 사이에 구비될 수 있다.
따라서, 이와 같은 구성요소들이 제공되므로, 브레이크 파이프(20) 등이 파열되어 메인 브레이크액이 누설되는 상태에서, 가압부(120)에 의해 비상 브레이크액이 공급되면서 밸브 유닛(130)에 의해 메인 브레이크액이 차단됨과 함께 비상 브레이크액이 브레이크 파이프(20)의 후단으로 유동될 수 있어 비상 브레이크액에 의한 가압으로 자동차에 대한 비상 제동이 이루어질 수 있고, 메인 브레이크액이 누설되지 않는 정상적인 상태이면 밸브 유닛(130)에 의해 비상 브레이크액이 차단됨과 함께 메인 브레이크액의 압력이 브레이크 파이프(20)의 후단으로 전달될 수 있어 메인 브레이크액에 의한 가압으로 자동차에 대해 통상적인 제동이 이루어질 수 있어, 브레이크 파이프(20) 등이 파열되더라도 자동차에 제동력을 가해 안전사고를 방지할 수 있다.
참고로, 도 1의 도면부호 "30"은 마스터 실린더 또는 이에 대응하는 부품을 도시한 것으로, 마스터 실린더로 한정해서는 안될 것이고, 도 1의 도면부호 "40"은 휠 실린더 또는 이에 대응하는 부품을 도시한 것으로, 휠 실린더로 한정해서는 안될 것이다. 또한, 도 1의 도면부호 "S10"은 압력 공급원의 압력을 체크할 수 있는 압력 게이지이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 가압부(120)에 대해 보다 상세히 설명한다.
가압부(120)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(121), 압력 공급원(122), 토출 밸브(123), 그리고 스위치(124)를 포함할 수 있다.
실린더(121)는, 비상 파이프(110)의 일단부에 연결 수 있으며 피스톤(P10)에 의해 눌리도록 비상 브레이크액이 채워질 수 있다. 압력 공급원(122)은, 피스톤(P10)의 말단부에 연결될 수 있으며 피스톤(P10)이 눌리도록 피스톤(P10)으로 고압 기체를 공급할 수 있다. 예를 들어, 압력 공급원(122)은, 고압 기체로 채워진 고압 실린더 또는 고압 탱크일 수 있다. 또한, 고압 기체로는, 고압질소 또는 압축공기 등이 사용될 수 있다. 나아가, 압력 공급원(122)은, 일 예로 별도의 고압 압축기(미도시)를 통해 고압 기체가 재충전될 수도 있고, 다른 예로 대형 상용차의 경우 자체 공기식 제동 장치의 압축공기 발생기(미도시)를 통해 고압 기체가 재충전될 수 있다.
토출 밸브(123)는, 압력 공급원(122)의 출구 라인에 구비될 수 있으며. 압력 공급원(122)의 출구 라인을 개폐시킬 수 있다. 스위치(124)는, 압력 공급원(122) 등에 구비될 수 있고, 브레이크 페달(10)에 상응하는 위치에 구비될 수 있으며, 메인 브레이크액의 누설로 브레이크 페달(10)의 유격 보다 더 깊숙이 밟힐 경우 브레이크 페달(10)에 의해 눌리면서 토출 밸브(123)를 열 수 있다.
따라서, 사용자가 브레이크 페달(10)을 밟을 때 메인 브레이크액의 누설로 브레이크 페달(10)의 정상 유격 보다 더 깊숙이 밟히게 되고, 이 깊숙이 밟힌 브레이크 페달(10)에 의해 스위치(124)가 눌리면서 압력 공급원(122)의 토출 밸브가 열러 압력 공급원(122)의 고압 기체가 토출되고, 이 토출되는 고압 기체에 의해 피스톤(P10)이 밀리면서 실린더(121)의 비상 브레이크액이 비상 파이프(110)의 비상 브레이크액을 가압할 수 있다.
이와 더불어, 가압부(120)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 감압 밸브(125)를 더 포함할 수 있다. 감압 밸브(125)는, 압력 공급원(122)의 출구 라인에 구비될 수 있으며 압력 공급원(122)의 출구 라인에서 토출되는 고압 기체의 토출 압력을 감압시킬 수 있다. 따라서, 토출 밸브(123)가 열려 압력 공급(122)원으로부터 고압 기체가 토출될 때 감압 밸브(125)를 거치면서 설정압력으로 감압된 상태로 토출될 수 있다. 여기서, 설정압력은 자동차의 중량 등에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 자동차의 중량이 커질수록 요구되는 압력이 커지므로, 이 요구되는 압력에 비례하도록 설정압력이 정해질 수 있다.
나아가, 가압부(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 제어부(126)를 더 포함할 수 있다. 밸브 제어부(126)는 브레이크 페달(10)이 더 깊게 밟혀 스위치(124)가 눌릴 경우 스위치(124)의 신호를 수신하여 토출 밸브(123)가 열리도록 제어할 수 있다. 여기서, 토출 밸브(123)는 제어 신호에 의해 온/오프되는 솔레노이드 밸브 등이 사용될 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 밸브 유닛(130)에 대해 보다 상세히 설명한다.
밸브 유닛(130)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 체크 밸브(131), 밸브 하우징(132), 가압 파이프(133), 밸브 바디(134), 그리고 탄성체(135)를 포함할 수 있다. 체크 밸브(131)는, 비상 파이프(110) 중 브레이크 파이프(20)와 연결되는 부분에 구비될 수 있으며, 비상 브레이크액에 대해 비상 파이프(110)에서 브레이크 파이프(20)로의 유동만을 허용할 수 있다. 밸브 하우징(132)은, 브레이크 파이프(20) 상에 구비될 수 있다. 가압 파이프(133)는, 비상 파이프(110)와 밸브 하우징(132)을 연결할 수 있으며 비상 브레이크액 또는 그 압력을 밸브 하우징(132)으로 전달할 수 있다.
밸브 바디(134)는, 밸브 하우징(132)의 내부에 이동 가능하게 구비될 수 있고, 관통로(134a)를 가질 수 있으며, 평상시에는 브레이크 파이프(20)에 관통로(134a)가 연통되게 놓일 수 있고, 가압 파이프(133)에 의해 비상 브레이크액이 유입되면 이동되어 브레이크 파이프(20)를 닫을 수 있다. 탄성체(135)는, 밸브 하우징(132)에 구비될 수 있으며 가압 파이프(133)로의 비상 브레이크액이 유입되지 않으면 관통로(134a)가 브레이크 파이프(20)에 연통되도록 밸브 바디(134)를 원 위치시킬 수 있다. 여기서, 메인 브레이크액의 유동 방향을 기준으로, 비상 파이프(110)의 후단은, 밸브 하우징(132)을 지나서 위치할 수 있다.
따라서, 메인 브레이크액의 누설이 없어 통상적인 제동이 가능한 평상시에는 가압부(120)가 동작되지 않아, 도 3에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(134)가 탄성체(135)의 복원력에 의해 원 위치되면서 밸브 바디(134)의 관통로(134a)가 브레이크 파이프(20)와 연통되고, 이와 함께 사용자가 브레이크 페달(10)을 밟을 경우 브레이크 파이프(20)의 메인 브레이크액이 체크 밸브(131)의 차단으로 비상 파이프(110)로 유동됨 없이 브레이크 파이프(20)의 후단을 향해 통상적인 제동을 위한 압력을 가할 수 있다. 한편, 메인 브레이크액의 누설로 비상 제동이 이루어질 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 가압부(120)에 의해 가압되는 비상 브레이크액이 비상 파이프(110)와 체크 밸브(131)를 거쳐 브레이크 파이프(20)의 후단을 향해 비상 제동을 위한 압력을 가할 수 있고, 이와 함께, 비상 브레이크액의 일부가 비상 파이프(110)와 가압 파이프(133)를 거쳐 밸브 하우징(132)으로 유입되면서 밸브 바디(134)를 밀어 올려 비상 브레이크액이 브레이크 파이프(20)의 전단을 향해 역류하지 않도록 브레이크 파이프(20)를 닫을 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치(200)에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치(200)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상술한 제1 실시예의 가압부(120)에 눌림 감지 센서(224), 압력 감지 센서(225), 그리고 경보기(226)를 더 포함한 가압부(220)가 구비되는 것을 제외하고는 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로, 이하에서는 이를 위주로 설명한다. 참고로, 본 발명의 제2 실시예에 언급된 가압부(220)는 상술한 제1 실시예에 언급된 가압부(120)와 동일한 역할을 한다. 즉, 가압부(220)는 비상 제동시에 비상 브레이크액을 가압하여 미는 역할을 한다.
눌림 감지 센서(224)는, 브레이크 페달(10)의 눌림을 감지할 수 있다. 예를 들어, 눌림 감지 센서(224)로는 자동차의 후진등(rear light)을 온/오프시키기 위한 기존의 센서 등이 사용될 수 있다. 압력 감지 센서(225)는, 브레이크 파이프(20)에 구비될 수 있으며 브레이크 파이프(20)의 내부 압력을 감지할 수 있다. 경보기(226)는, 압력 감지 센서(225)의 압력값이 설정값 보다 작으면 경고 신호를 보내 사용자가 브레이크 페달(10)을 더 깊게 밟도록 안내할 수 있다.
따라서, 눌림 감지 센서(224)로부터 브레이크 페달(10)의 눌림을 감지한 상태에서 압력 감지 센서(225)를 통해 브레이크 파이프(20)의 내부 압력을 감지하여, 압력 감지 센서(225)의 압력값이 설정값 보다 작으면 메인 브레이크액이 누설되고 있다고 판단하여 경보기(226)를 통해 경고 신호를 보내 사용자가 브레이크 페달(10)을 더 깊게 밟도록 안내할 수 있고, 사용자가 이 경고 신호에 따라 브레이크 페달(10)을 더 깊게 밟을 때 메인 브레이크액의 누설로 브레이크 페달(10)의 정상 유격 보다 더 깊숙이 밟히게 되고, 이 깊숙이 밟힌 브레이크 페달(10)에 의해 스위치(124)가 눌리면서 토출 밸브(123)가 열려 압력 공급원(122)의 고압 기체가 토출되고, 이 토출되는 고압 기체에 의해 피스톤(P10)이 밀리면서 실린더(121)의 비상 브레이크액이 비상 파이프(110)의 비상 브레이크액을 가압할 수 있다.
이와 더불어, 가압부(220)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브 제어부(227)를 더 포함할 수 있다. 밸브 제어부(227)는, 눌림 감시 센서(224)로부터 눌림 신호가 수신된 상태에서 압력 감지 센서(225)의 압력값이 설정값 보다 작으면 고압 기체가 토출되도록 토출 밸브(123)를 열 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치(300)에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 가압부(320)를 제외하고는 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로, 이하에서는 이를 위주로 설명한다.
가압부(320)는, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 비상 제동시에 비상 브레이크액을 가압하기 위한 구성요소로, 실린더(121), 압력 공급원(122), 눌림 감지 센서(322), 압력 감지 센서(323), 토출 밸브(324), 그리고 밸브 제어부(325)를 포함할 수 있다. 실린더(121)는, 비상 파이프(110)의 일단부에 연결 수 있으며 피스톤(P10)에 의해 눌리도록 비상 브레이크액이 채워질 수 있다. 압력 공급원(122)은, 피스톤(P10)의 말단부에 연결될 수 있으며 피스톤(P10)이 눌리도록 피스톤(P10)으로 고압 기체를 공급할 수 있다. 나아가, 압력 공급원(122)에 대한 보다 구체적이 설명은 상술한 본 발명의 제1 실시예에 언급된 압력 공급원과 동일하므로 생략한다.
눌림 감지 센서(322)는, 브레이크 페달(10)의 눌림을 감지할 수 있다. 예를 들어, 눌림 감지 센서(322)로는 자동차의 후진등(rear light)을 온/오프시키기 위한 기존의 센서 등이 사용될 수 있다. 압력 감지 센서(323)는, 브레이크 파이프(20)에 구비될 수 있으며 브레이크 파이프(20)의 내부 압력을 감지할 수 있다. 토출 밸브(324)는, 압력 공급원(122)의 출구를 개폐하기 위해 압력 공급원(122)의 출구 라인에 구비될 수 있다. 밸브 제어부(325)는, 눌림 감시 센서(322)로부터 눌림 신호가 수신된 상태에서 압력 감지 센서(323)의 압력값이 설정값 보다 작으면 고압 기체가 토출되도록 가동 밸브(324)를 열 수 있다.
따라서, 눌림 감지 센서(322)로부터 브레이크 페달(10)의 눌림을 감지한 상태에서 압력 감지 센서(323)를 통해 브레이크 파이프(20)의 내부 압력을 감지하여, 압력 감지 센서(323)의 압력값이 설정값 보다 작으면 메인 브레이크액이 누설되고 있다고 판단하여 밸브 제어부(325)를 통해 토출 밸브(324)가 열리면서 고압 기체가 토출되고, 이 토출되는 고압 기체에 의해 피스톤(P10)이 밀리면서 실린더(121)의 비상 브레이크액이 비상 파이프(110)의 비상 브레이크액을 가압할 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치(400)에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7의 자동차용 비상제동 장치의 비상 제동 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 자동차용 비상제동 장치(400)는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 밸브 유닛(430)을 제외하고는 상술한 본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시예 중 어느 하나와 동일하므로, 이하에서는 이를 위주로 설명한다.
밸브 유닛(430)은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 밸브 하우징(431), 가압 파이프(432), 밸브 바디(433), 그리고 탄성체(434)를 포함할 수 있다. 밸브 하우징(431)은, 브레이크 파이프(20) 상에 구비될 수 있으며 비상 파이프(110)가 연결될 수 있다. 가압 파이프(432)는, 브레이크 파이프(20)와 밸브 하우징(431) 사이를 연결할 수 있다. 밸브 바디(433)는, 밸브 하우징(431)의 내부에 이동 가능하게 구비될 수 있고, 관통로(433a)를 가질 수 있으며, 평상시에는 브레이크 파이프(20)에 관통로가 연통되게 놓일 수 있고, 비상 파이프(110)에 의해 비상 브레이크액이 유입되면 이동되어 브레이크 파이프(20)를 닫고 가압 파이프(432)를 열 수 있다. 탄성체(434)는, 밸브 하우징(431)에 구비될 수 있으며, 비상 파이프(110)로의 비상 브레이크액이 유입되지 않으면 관통로(433a)가 브레이크 파이프(20)에 연통되도록 함과 더불어 가압 파이프(432)가 밸브 바디(433)에 의해 닫히도록 밸브 바디(433)를 원 위치시킬 수 있다. 여기서, 메인 브레이크액의 유동 방향을 기준으로, 가압 파이프(432)의 후단은 밸브 하우징(431)을 지나서 위치할 수 있다.
따라서, 메인 브레이크액의 누설이 없어 통상적인 제동이 가능한 평상시에는 가압부(120)가 동작되지 않아, 도 7에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(433)가 탄성체(434)의 복원력에 의해 원 위치되면서 밸브 바디(433)의 관통로(433a)가 브레이크 파이프(20)와 연통되고, 이와 함께 사용자가 브레이크 페달(10)을 밟을 경우 브레이크 파이프(20)의 메인 브레이크액이 밸브 바디(433)의 차단으로 비상 파이프(110)로 유동됨 없이 브레이크 파이프(20)의 후단을 향해 통상적인 제동을 위한 압력을 가할 수 있다. 한편, 메인 브레이크액의 누설로 비상 제동이 이루어질 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 가압부(120)에 의해 가압되는 비상 브레이크액이 비상 파이프(110)를 통해 밸브 하우징(431)으로 유입되면서 밸브 바디(433)를 밀어 올려 비상 브레이크액이 가압 파이프(432)를 거쳐 브레이크 파이프(20)의 후단을 향해 비상 제동을 위한 압력을 가할 수 있고, 이와 함께 비상 브레이크액이 브레이크 파이프(20)의 전단을 향해 역류하지 않도록 밀어 올려진 밸브 바디(433)가 브레이크 파이프(20)를 닫을 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 브레이크 페달 20: 브레이크 파이프
30: 마스크 실린더 40: 휠 실린더
100, 200, 300, 400: 자동차용 비상제동 장치
110: 비상 파이프 120, 220, 320: 가압부
121: 실린더 P10: 피스톤
122: 압력 공급원 123: 토출 밸브
124: 스위치 125: 감압 밸브
126, 227: 밸브 제어부 S10: 압력 게이지
224: 눌림 감지 센서 225: 압력 감지 센서
226: 경보기 130: 430: 밸브 유닛
131: 체크 밸브 132: 밸브 하우징
133: 가압 파이프 134: 밸브 바디
134a: 관통로 135: 탄성체

Claims (3)

  1. 브레이크 페달을 밟을 경우 브레이크 파이프를 통해 전달되는 메인 브레이크액의 압력으로 제동되는 자동차에 부가하여, 비상 제동시 사용되도록 한 자동차용 비상제동 장치로,
    비상 브레이크액으로 채워지는 비상 파이프;
    상기 비상 파이프의 일단부에 연결되며 상기 비상 제동시에 상기 비상 브레이크액을 가압하는 가압부; 및
    상기 비상 제동시에 상기 가압부에 의해 상기 비상 브레이크액이 가압되면 상기 메인 브레이크액을 차단함과 함께 비상 브레이크액이 상기 브레이크 파이프의 후단으로 유동되도록 하고, 그렇지 않은 통상 제동시에는 비상 브레이크액을 차단함과 함께 메인 브레이크액을 상기 브레이크 파이프의 후단으로 유동되도록 하는 밸브 유닛;
    을 포함하고,
    상기 가압부는,
    상기 브레이크 페달의 눌림을 감지하는 눌림 감지 센서;
    상기 브레이크 파이프의 내부 압력을 감지하는 압력 감지 센서; 및
    상기 눌림 감지 센서로부터 눌림 신호가 수신된 상태에서 상기 압력 감지 센서의 압력값이 설정값 보다 작으면 경고 신호를 보내 사용자가 상기 브레이크 페달을 더 깊게 밟도록 안내하는 경보기;
    를 포함하는
    자동차용 비상제동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 가압부는,
    상기 비상 파이프의 일단부에 연결되며 피스톤에 의해 눌리도록 비상 브레이크액이 채워지는 실린더;
    상기 피스톤의 말단부에 연결되며 상기 피스톤이 눌리도록 상기 피스톤으로 고압 기체를 공급하는 압력 공급원;
    상기 압력 공급원의 출구 라인에 구비되며 상기 출구 라인을 개폐시키는 토출 밸브; 및
    상기 브레이크 페달에 상응하는 위치에 구비되며, 상기 메인 브레이크액의 누설로 상기 브레이크 페달의 유격 보다 더 깊숙이 밟힐 경우 상기 브레이크 페달에 의해 눌리면서 상기 토출 밸브를 여는 스위치;
    를 더 포함하는
    자동차용 비상제동 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 가압부는,
    상기 압력 공급원의 출구 라인에 구비되며 상기 압력 공급원의 출구 라인에서 토출되는 고압 기체의 토출 압력을 감압시키는 감압 밸브
    를 더 포함하는
    자동차용 비상제동 장치.
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