KR20050026198A - Brake system for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전방 충돌 발생시 브레이크 페달로 인한 운전자의 다리부상을 최소화시킬수 있도록 기어박스에 유동 브라켓트를 설치한 차량용 브레이크 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle brake system, and more particularly, to a vehicle brake system provided with a flow bracket on the gearbox to minimize the driver's leg injury due to the brake pedal when the front collision occurs.
일반적으로, 브레이크 시스템은 주행하는 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에 주차상태를 유지하기 위해 사용하는 중요한 장치이며, 보통 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 그것을 대기중으로 방출시켜 제동작용을 하는 마찰식 브레이크를 사용하고 있다.In general, a brake system is an important device used to maintain a parking state while decelerating or stopping a driving car. In general, a brake system converts a vehicle's kinetic energy into thermal energy using a friction force and releases it into the atmosphere to perform a braking action. A friction brake is used.
제동장치에는 여러 가지 형식이 사용되고 있으나, 기본적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 차체에 고정축(22)을 중심으로 회동 가능하도록 설치된 브레이크 페달(10)과, 상기 브레이크 페달(10)에 클레비스(20)와 힌지핀(21)에 의해 힌지 결합된 푸쉬로드(30)와, 상기 푸쉬로드(30)에 의한 압력을 배압시키는 브레이크 부스터(40)와, 상기 브레이크 부스터(40)에서 배압된 압력을 유압으로 바꿔 각 바퀴의 브레이크 디스크로 전달하는 마스터 실린더(50)로 구성되어 있다.Various types are used for the braking device, but the basic structure thereof is illustrated in FIG. 1. The brake pedal 10 and the brake pedal 10 installed on the vehicle body to be rotatable about the fixed shaft 22 are provided. The push rod 30 hinged by the bis 20 and the hinge pin 21, a brake booster 40 for backing the pressure by the push rod 30, and the back pressure from the brake booster 40 It consists of a master cylinder 50 which converts the pressure into hydraulic pressure and transmits it to the brake disk of each wheel.
대부분의 자동차가 사용하는 브레이크는 유압 브레이크로서 유체를 통해 작용시키는 유압식으로 작동한다. 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 유체는 튜브 또는 브레이크 라인을 통해 차륜의 브레이크 장치로 흐르고, 브레이크 장치는 바퀴의 회전하는 부분에 힘을 가하여 마찰력에 의해 자동차를 감속시키거나 정지시킨다.The brakes used by most automobiles are hydraulic brakes that operate hydraulically through fluid. When the driver presses the brake pedal, the fluid flows through the tube or brake line to the brake device of the wheel, which applies the force to the rotating part of the wheel to slow or stop the vehicle by the frictional force.
더욱 상세히 설명하면, 운전자가 발 조작에 의해 브레이크 페달(10)에 힘을 가하면 페달은 고정축(22)을 중심으로 시계방향으로 회전하면서 상기 푸쉬로드(30)를 밀게되고, 이러한 상기 푸쉬로드(30)에 의한 압력은 상기 브레이크 부스터(40)에서 자동차의 배기가스의 압력에 의해 배압되어 상기 마스터 실린더(50)에 전달되며, 상기 마스터 실린더(50)가 전진하면서 각 바퀴에 설치된 브레이크 디스크(도시 않됨)에 유압을 전달하여 브레이크 디스크의 마찰력에 의해 차량이 제동된다.In more detail, when the driver applies the force to the brake pedal 10 by the foot operation, the pedal pushes the push rod 30 while rotating the clockwise rotation about the fixed shaft 22. The pressure by 30 is back pressured by the pressure of the exhaust gas of the vehicle in the brake booster 40 and is transmitted to the master cylinder 50, and the brake disc (shown in FIG. The vehicle is braked by the friction force of the brake disc.
따라서, 상기와 같은 유압식 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 앞쪽에 압력을 배압시키는 브레이크 부스터와 압력을 유압으로 바꿔 각 바퀴의 제동장치로 보내는 마스터 실린더가 반드시 위치하여야 한다.Therefore, in the hydraulic brake system as described above, a brake booster for backing up pressure and a master cylinder for converting the pressure to hydraulic pressure and sending the brake to the brake device of each wheel must be positioned.
상기한 구조를 갖는 종래 브레이크 시스템은 차량의 전방 충돌시 외력이 마스터 실린더 및 브레이크 부스터를 통해 브레이크 페달에 전달되어, 도 1에 도시된 바와 같이, 푸쉬로드 및 브레이크 페달이 후진하여 차량내부로 진입하게 되므로 운전자의 하체부에 상해를 가하는 문제점이 있었다. In the conventional brake system having the above-described structure, the external force is transmitted to the brake pedal through the master cylinder and the brake booster in the front collision of the vehicle, so that the push rod and the brake pedal retract to enter the vehicle as shown in FIG. 1. Therefore, there was a problem of injuring the lower body of the driver.
특히, 브레이크 페달은 회동 가능하도록 상단부가 고정축에 의해 힌지 결합되어 있어 충돌에 의한 외력을 받는 경우 반시계 방향으로 회전하면서, 도 1에 도시된 힘의 방향(F)을 따라 후,상방으로 진입하게 되므로 운전자의 다리부분에 큰 충격을 주게 된다.Particularly, the brake pedal is hinged by a fixed shaft so that the brake pedal is rotatable and rotates in a counterclockwise direction when subjected to an external force caused by a collision, and then moves upward along the direction F of the force shown in FIG. 1. This will have a big impact on the driver's leg.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상기 브레이크 부스터와 페달 사이에 기어박스를 설치하여 운전자의 발조작에 의해 간단히 브레이크 부스터에 압력을 가할 수 있도록 함과 동시에, 상기 기어박스의 상,하 대칭점에 외력을 흡수할 수 있는 유동 브라켓트를 설치하여, 차량의 전방 충돌시 먼저 유동 브라켓트가 구부러져 브레이크 페달이 운전자 쪽으로 진입하는 것을 방지함으로써 운전자의 안전을 도모할 수 있는 차량용 브레이크 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by installing a gearbox between the brake booster and the pedal to simply apply pressure to the brake booster by the driver's operation, and at the same time By installing a floating bracket that can absorb external force at the upper and lower symmetry points, the floating bracket is bent at the front of the vehicle to prevent the brake pedal from entering the driver, thereby providing a vehicle brake system for the driver's safety. Has its purpose.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 브레이크 페달의 회전력을 푸쉬로드에 수평력으로 변환시켜 전달해 주는 기어박스와, 상기 기어박스를 차체에 고정시키는 고정 브라켓트와, 상기 기어박스를 고정시킴과 동시에 차량의 전방 충돌시 외력을 흡수할 수 있는 구조로 되어있는 유동 브라켓트와, 상기 기어박스의 피니언 기어에 운전자의 발에 의한 회전력을 전달할 수 있도록 상단부가 상기 기어박스에 힌지핀에 의해 유동결합된 브레이크 페달과, 상기 기어박스에 의해 변환된 수평력을 브레이크 부스터에 전달하는 푸쉬로드로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a gearbox for converting the rotational force of the brake pedal to the push rod to transmit the horizontal force, a fixing bracket for fixing the gearbox to the vehicle body, and at the same time to secure the gearbox of the vehicle A flow bracket having a structure capable of absorbing external forces during a front collision, a brake pedal having a top end fluidly coupled by a hinge pin to the gearbox so as to transmit rotational force by the driver's foot to the pinion gear of the gearbox; And a push rod that transfers the horizontal force converted by the gearbox to the brake booster.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 구조를 나타낸 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유동 브라켓트의 확대도이다.Figure 2 is a side cross-sectional view showing the structure of the brake system according to the present invention, Figure 3 is an enlarged view of the flow bracket according to the present invention.
본 발명에 따른 차량용 브레이크 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 부스터(40)와 브레이크 페달(10) 사이에 기어박스(70)를 설치하여 운전자의 발조작에 의한 브레이크 페달(10)의 회전력을 수평력으로 변환시켜 푸쉬로드(30)에 전달할 수 있도록 하는 바, 상기 기어박스(70)의 내부에는 랙 기어(32)와 피니언 기어(72,74)로 구성되어 있다.In the brake system for a vehicle according to the present invention, as shown in FIG. 2, the gearbox 70 is installed between the brake booster 40 and the brake pedal 10 so that the rotational force of the brake pedal 10 may be caused by the driver's foot operation. To convert to a horizontal force to be transmitted to the push rod 30, the gear box 70 is composed of a rack gear 32 and the pinion gear (72, 74).
즉, 상기 푸쉬로드(30)의 일단부는 랙 기어(32)의 형상을 갖고 상기 기어박스(70) 내부에 삽입되어 있고, 상기 랙 기어(32)의 상, 하측에 각각 피니언 기어(72,74)가 구비되어 상기 랙 기어(32)에 맞물려 있으며, 상기 하부 피니언 기어(74)에는 상기 브레이크 페달(10)의 일단부가 맞물려 있다.That is, one end of the push rod 30 has a shape of a rack gear 32 and is inserted into the gear box 70, and pinion gears 72 and 74 respectively above and below the rack gear 32. Is engaged with the rack gear 32, and one end of the brake pedal 10 is engaged with the lower pinion gear 74.
한편, 상기 기어박스(70)는 상기 랙 기어(32)와 피니언 기어(72,74)를 보호할 수 있도록 사각박스 형태를 갖고 네 개의 브라켓트(91,92,93,94)에 의해 대쉬 판넬(82) 및 카울판넬(80)에 고정되어 있는데, 차량의 전방 충돌시 상기 브레이크 페달(10)이 후,상방향으로 진입해오는 것을 방지하기 위하여 상기 대쉬판넬(82)의 상부와 상기 카울판넬(80)의 하부에는 강성이 큰 재료로 만든 고정 브라켓트(91,92)에 의해 고정되고, 상기 대쉬판넬(82)의 하부와 상기 카울판넬(80)의 상부에는 절곡된 형태를 갖고 쉽게 구부러질수 있는 연한 재료로 만든 유동 브라켓트(93,94)로 고정시킨다.On the other hand, the gearbox 70 has a rectangular box shape to protect the rack gear 32 and the pinion gear (72, 74) and the dash panel (4) by four brackets (91,92,93,94) 82 and the cowl panel 80, the brake pedal 10 in the front of the vehicle in front of the dash panel 82 and the cowl panel 80 in order to prevent the vehicle from entering in the upward direction. ) Is fixed by fixing brackets (91,92) made of a material of high rigidity, the lower part of the dash panel (82) and the upper part of the cowl panel (80) has a bent shape and can be easily bent Secured by flow brackets 93,94 made of material.
좀 더 상세히 설명하면, 차량의 전방 충돌시 외력에 의해 상기 브레이크 페달(10)이 반시계 방향으로 회전하면서 후,상방향으로 이동하여 운전자의 다리부분에 크게 상해를 입히는 바, 이를 방지하기 위하여 상기 대쉬판넬(82)의 하부와 상기 카울판넬(80)의 상부에 쉽게 구부러질 수 있는 상기 유동 브라켓트(93,94)를 설치함으로써 외부에 의한 충격을 받는 경우 상기 유동 브라켓트(93,94)가 먼저 구부러지면서 상기 브레이크 페달(10)이 시계 방향으로 회전하면서 전,하방향으로 이동하게 되어 운전자의 하체와의 거리가 충돌전 보다 더 멀어지게 된다.In more detail, the brake pedal 10 rotates in a counterclockwise direction by an external force during a front collision of the vehicle, and then moves upwards to greatly injure the driver's leg. When the flow brackets 93 and 94 are easily impacted by installing the flow brackets 93 and 94 that can be easily bent on the lower portion of the dash panel 82 and the cowl panel 80, the flow brackets 93 and 94 first. As the brake pedal 10 rotates in a clockwise direction while being bent, the brake pedal 10 moves forward and downward so that a distance from the lower body of the driver becomes farther than before the collision.
여기서, 상기 유동 브라켓트(93,94)가 더욱 쉽게 구부러질 수 있도록 절곡부의 안쪽에, 도 3에 도시된 바와 같이, 노치(96a,96b)를 형성시킬 수 있다.Here, notches 96a and 96b may be formed inside the bent portion so that the flow brackets 93 and 94 may be bent more easily.
또한, 상기 유동 브라켓트(93,94)는 외력을 흡수하면서 수축할 수 있는 구조이면 되므로 일정 압력 이상이면 수축하는 유압 실린더를 사용할 수도 있다.In addition, since the flow brackets 93 and 94 have a structure capable of contracting while absorbing external force, a hydraulic cylinder that contracts when a predetermined pressure or more is used may be used.
다른 한편, 상기 기어박스(70)의 내부에 설치된 하부 피니언 기어(74)는 상기 브레이크 페달(10)에 맞물려 브레이크 페달(10)의 회전력을 상기 랙 기어(32)에 전달하는 반면, 상부 피니언 기어(72)는 상기 랙 기어(32)와 상기 하부 피니언 기어(74)의 밀착성을 향상시키고 상기 랙 기어(32)의 이동의 안정성을 위하여 설치된다.On the other hand, the lower pinion gear 74 installed in the gearbox 70 is engaged with the brake pedal 10 to transmit the rotational force of the brake pedal 10 to the rack gear 32, while the upper pinion gear 72 is installed to improve the adhesion between the rack gear 32 and the lower pinion gear 74 and to ensure the stability of the movement of the rack gear (32).
그리고, 상기 브레이크 페달(10)은 운전자의 발 조작이 용이하도록 일단부에 발 받침대(12)가 설치되어 있고, 타단부는 기어의 톱니형상으로 이루어져 상기 하부 피니언 기어(74)에 맞물려 있으며, 운전자의 발 조작에 의해 회동 가능하도록 상기 톱니부의 중심축에 힌지핀(21)에 의해 상기 기어 박스(70)에 고정되어 있다.In addition, the brake pedal 10 is provided with a foot support 12 at one end to facilitate the driver's foot operation, the other end is in the form of a tooth of the gear meshed with the lower pinion gear 74, the driver It is fixed to the gearbox 70 by the hinge pin 21 in the center axis of the tooth part so that it can be rotated by the operation of the foot.
또한, 상기 푸쉬로드(30)는 일단부가 랙 기어(32)의 형상을 갖고 상기 기어박스(70) 내부에 삽입되어 상기 피니언 기어(32)에 맞물려 있고, 타단부는 상기 브레이크 부스터(40)에 연결되어 상기 브레이크 페달(10)의 회전에 의해 발생된 압력을 상기 브레이크 부스터(40)에 전달하는 기능을 한다.In addition, one end of the push rod 30 has a shape of a rack gear 32 and is inserted into the gearbox 70 to be engaged with the pinion gear 32, and the other end is connected to the brake booster 40. It is connected to the function to transfer the pressure generated by the rotation of the brake pedal 10 to the brake booster (40).
앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 브레이크 부스터(40)는 상기 마스터 실린더(50)에 연결되어 상기 푸쉬로드(30)에 의해 전달받은 압력을 배기가스에 의해 배압시킨 후, 상기 마스터 실린더(50)에 전달하게 된다.As described above, the brake booster 40 is connected to the master cylinder 50 to back up the pressure transmitted by the push rod 30 by exhaust gas, and then transfer the pressure to the master cylinder 50. do.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 4 the operation of the present invention configured as described above are as follows.
도 4a에 도시된 충돌전 상태에서 차량의 전방 충돌로 인하여 차량의 전면부에 외부 충격을 받게 되면, 엔진룸에 설치된 브레이크 부스터(40)가 후방으로 밀려들어오게 되고, 이에 따라 기어박스(70) 또한 후방으로 외력을 받게 된다.In the pre-collision state illustrated in FIG. 4A, when an external shock is applied to the front part of the vehicle due to the front collision of the vehicle, the brake booster 40 installed in the engine room is pushed backward, and accordingly, the gearbox 70 is provided. It will also receive an external force to the rear.
그러나, 외력에 의해 대쉬판넬(82)의 하부와 카울판넬(80)의 상부에 설치된 유동 브라켓트(93,94)가 먼저 구부러지면서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 힘의 방향(F)을 따라 상기 기어박스(70)가 시계 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 브레이크 페달(10)이 전,하방향으로 이동하게 된다.However, the flow brackets 93 and 94 provided at the lower part of the dash panel 82 and the upper part of the cowl panel 80 are bent first by external force, and as shown in FIG. 4B, along the direction F of the force. The gearbox 70 rotates in a clockwise direction, whereby the brake pedal 10 moves forward and downward.
특히, 상기 유동 브라켓트(93,94)는 절곡된 형상을 갖고 절곡부 안쪽에 노치(96a,96b)가 가공되어 있어 외력에 의해 쉽게 구부러질 수 있다.In particular, the flow bracket (93,94) has a bent shape and the notches (96a, 96b) is processed inside the bent portion can be easily bent by external force.
따라서, 상기 브레이크 페달(10)과 운전자의 하체와의 거리가 차량의 전방 충돌전 보다 오히려 멀어짐으로써, 상기 브레이크 페달(10)에 의한 운전자 하체의 상해를 감소시킬수 있다.Therefore, the distance between the brake pedal 10 and the driver's lower body becomes farther than before the vehicle front collision, thereby reducing the injury of the driver's lower body by the brake pedal 10.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited to the above embodiment.
예컨대, 상기 유동 브라켓트(93,94)는 외력을 흡수하면서 수축할 수 있는 모든 수단을 포함하는 것으로서, 상기 실시예에서 나타낸 절곡부 노치 형상 뿐 아니라 유압 실린더나 탄성 스프링 등을 사용할 수도 있다.For example, the flow brackets 93 and 94 include all means capable of contracting while absorbing external force, and not only the bent notch shape shown in the above embodiment but also a hydraulic cylinder or an elastic spring may be used.
상술한 본 발명에 따른 차량용 브레이크 시스템에 의하면, 랙기어와 피니언 기어로 구성된 기어박스에 의해 브레이크 페달의 회전력을 수평력으로 변환시켜 브레이크 부스터에 전달함으로써 운전자의 브레이크 조작이 부드럽고 용이할 뿐 아니라, 차량의 전방충돌에 의하여 엔진룸에 설치된 마스터 실린더 및 브레이크 부스터가 후방으로 밀려들어오더라도 기어박스에 연결된 유동 브라켓트가 먼저 구부러지면서 브레이크 페달을 시계방향 즉, 전,하방향으로 이동시켜 브레이크 페달에 의한 운전자의 하체 상해를 방지하는 효과를 갖는다. According to the above-described brake system for a vehicle according to the present invention, a gear box composed of a rack gear and a pinion gear converts the rotational force of the brake pedal into a horizontal force and transmits it to the brake booster, which not only makes the driver's brake operation smooth and easy, Even if the master cylinder and the brake booster installed in the engine room are pushed backward by the front collision, the floating bracket connected to the gearbox is bent first, and the brake pedal is moved clockwise, that is, forward and downward. Has the effect of preventing lower body injuries.
도 1은 종래 기술에 의한 브레이크 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도,1 is a configuration diagram schematically showing a brake system according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 구조를 나타낸 측단면도,2 is a side cross-sectional view showing the structure of a brake system according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 유동 브라켓트의 확대도,3 is an enlarged view of the flow bracket according to the present invention,
도 4a,4b는 본 발명의 실시예를 나타낸 작동상태도이다.Figure 4a, 4b is an operating state diagram showing an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 브레이크 페달 12: 발 받침대10: brake pedal 12: foot support
20: 클레비스 21: 힌지핀20: clevis 21: hinge pin
30: 푸시로드 40: 브레이크 부스터30: push rod 40: brake booster
50: 마스터 실린더 70: 기어박스50: master cylinder 70: gearbox
72,74: 피니언 기어 80: 카울판넬72,74: pinion gear 80: cowl panel
82: 대쉬판넬 91,92: 고정 브라켓트 82: dash panel 91,92: fixing bracket
93,94: 유동 브라켓트 96a,96b: 노치 93,94: Flow bracket 96a, 96b: Notch
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