KR100401891B1

KR100401891B1 - 차량용 제동장치의 페달과 브레이크부스터의 연결구조

Info

Publication number: KR100401891B1
Application number: KR10-2001-0085600A
Authority: KR
Inventors: 박현성
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-10-17
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: KR20030055585A

Abstract

본 발명은 차량용 제동장치의 페달과 브레이크부스터의 연결구조에 관한 것으로, 브레이크부스터의 푸시로드가 연결된 클레비스와 페달이 클레비스핀을 매개로 연결된 차량용 제동장치에 있어서, 상기 페달에 형성되어 상기 클레비스핀이 관통하여 일정 길이만큼 길이방향으로 가이드될 수 있도록 된 페달 가이드홈과, 일단이 상기 페달의 상부 종단에 회동 가능하게 연결되고 타단이 상기 페달의 하부에 연결되어 상기 페달의 좌우방향 이동에 연동해서 상기 페달을 상하방향으로 밀고 당기는 페달/클레비스 연결점가변수단 및, 상기 페달의 상부 종단을 차체에 지지함과 더불어 상기 페달의 상부 종단의 상하 이동을 가이드하는 가이드/지지수단을 더 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 페달이 초기위치에 있을 때는 푸시로드의 작용점에 대한 지렛대비가 작고 운전자가 페달을 밟으면 페달과 클레비스를 연결하는 클레비스 핀의 위치가 페달의 상단부에 가깝게 변화되어 푸시로드의 작용점에 대한 지렛대비가 커짐으로써, 운전자가 페달을 밟는 힘이 경감되고 페달을 밟는 조작감이 좋아지는 효과가 있다.

Description

차량용 제동장치의 페달과 브레이크부스터의 연결구조 {Apparatus for operating brake in automobile}

본 발명은 차량용 제동장치의 페달과 브레이크부스터의 연결구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페달을 밟는 힘을 경감시킬 수 있는 차량용 제동장치의 페달과 브레이크부스터의 연결구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 제동장치는 주행중의 차량을 감속 또는 정지시킴과 동시에 주차상태를 유지하기 위해 사용되는 장치로서, 대개 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열 에너지로 바꾸어 그것을 공기중으로 방산함으로써 제동을 수행한다.

상기한 차량의 제동장치는 크게 주행중에 차량의 감속 및 정지를 위해 사용되는 주 브레이크와 차량을 주차상태로 유지하기 위한 주차 브레이크로 나뉘는데, 상기 주 브레이크는 이용자가 페달을 밟을 때 발생하는 답력(踏力)을 각 차륜에 전달하는 기구에 따라, 기계식과 유압식 및 공기식으로 분류되며, 이중 유압식의 브레이크가 제동력이 모든 바퀴에 균등하게 전달되어 마찰손실이 적고 조작력을 적게 할 수 있는 등의 장점으로 인해 가장 널리 쓰이고 있다.

상기 유압식 브레이크는 이용자가 페달을 밝을 때 발생하는 답력을 직접 각 바퀴로 전달하는 직접식과, 진공에 의한 부압(負壓) 또는 공기압을 이용해 페달의 답력을 배력(培力)하여 각 바퀴로 전달하는 배력식이 있으며, 이중 배력식의 제동장치는 상대적으로 작은 힘으로써 큰 제동력을 발휘할 수 있어 근래에 들어 그 채용이 보편화되고 있다.

상기한 배력식의 유압제동장치는 도 1을 참조하면 알 수 있듯이, 브라켓(도시되지 않음)에 회동 가능하게 힌지결합되며 이용자의 발조작에 의해 발생되는 답력을 전달하는 페달(10)과 이 페달(10)의 소정위치에 형성된 홀에 핀(21)을 매개로체결되는 클레비스(20)와 이 클레비스(20)에 연결되어 상기 페달(10)로부터의 답력을 전달받아 전후방향으로 이동되는 푸시로드(30)와 이 푸시로드(30)를 통해 전달된 답력을 흡기다기관(intake manifold)의 흡입압력에 의해 발생되는 부압 또는 진공펌프로부터 공급되는 진공압(부압)을 이용해 배력하는 브레이크부스터(40)와 이 브레이크부스터(40)에서 배력된 답력을 유압으로 변환하여 각 바퀴의 휠실린더로 전달하는 마스터실린더(50)로 구성된다.

이와 같이 구성된 배력식 유압제동장치의 동작과정은 하기와 같다.

이용자가 페달(10)을 밟으면 답력에 의해 페달(10)이 힌지점을 중심으로 시계방향으로 이동되면서 클레비스(20)를 매개로 연결된 푸시로드(30)를 브레이크부스터(40)의 내부로 밀어 넣게 되고, 이 브레이크부스터(40)의 내부로 밀려들어간 푸시로드(40)를 통해 전달되는 답력이 브레이크부스터(40)에서 흡입압력에 의한 부압에 의해 배력된다.

상기 브레이크부스터(40)에 의해 배력된 답력은 마스터실린더(50)에서 유압으로 변환되어 각 바퀴의 휠실린더로 전달되고, 상기 마스터실린더(50)로부터 전달되는 유압에 의해 각 바퀴의 휠실린더가 동작되어 제동이 이루어진다.

한편, 운전자가 페달을 밟을 때 푸시로드에 전달되는 힘은 지렛대비에 따라 페달의 전체 길이 "A"를 페달의 힌지점으로부터 클레비스연결점 즉 푸시로드 작용점까지의 길이인 "B"로 나눈값 즉, ""에 비례하기 때문에, 페달의 힌지점으로부터 클레비스연결점 즉 푸시로드 작용점까지의 길이인 "B"를 줄일수록 페달을 밟는 힘 즉, 답력이 경감하게 된다.

다른 한편, 페달의 힌지점으로부터 클레비스연결점 즉 푸시로드 작용점까지의 길이인 "B"를 줄이면 스트로크길이가 증가하기 때문에 페달의 조작감이 나빠지게 된다.

상기와 같은 점을 감안하면, 작은 제동력을 필요로하는 초기위치에서는 페달의 힌지점으로부터 클레비스연결점 즉 푸시로드 작용점까지의 길이인 "B"를 상대적으로 길게하고 큰 제동력을 필요로하는 풀스트로크위치에서는 페달의 힌지점으로부터 클레비스연결점 즉 푸시로드 작용점까지의 길이인 "B"를 상대적으로 짧게 하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 본원발명은 초기위치에서는 페달의 힌지점으로부터 클레비스 연결점까지의 길이를 길게하여 조작력을 향상시키고 풀스트로크위치에서는 페달의 힌지점으로부터 클레비스 연결점까지의 길이를 짧게 변화시켜 운전자가 페달을 밟는 힘을 경감시킬 수 있는 차량용 제동장치의 페달과 브레이크부스터의 연결구조를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 페달과 브레이크부스터의 연결구조를 설명하기 위한 개략도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 제동장치의 페달과 브레이크부스터의 연결구조를 설명하기 위한 개략도,

도 3은 도 2의 작동상태를 설명하기 위한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 페달 111, 210: 가이드홈

120, 230: 클레비스 130, 220: 클레비스핀

140, 240, 280: 푸시로드 150: 브레이크부스터

160: 마스터실린더 200: 페달/클레비스 연결점 가변수단

210, 260: 유압관로 300: 가이드/지지수단

310: 피니언 320: 랙

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 제동장치의 페달과 브레이크부스터의 연결구조는, 브레이크부스터의 푸시로드가 연결된 클레비스와 페달이 클레비스핀을 매개로 연결된 차량용 제동장치에 있어서, 상기 페달에 형성되어 상기 클레비스핀이 관통하여 일정 길이만큼 가이드될 수 있도록 된 페달 가이드홈 및, 상기 페달에 링크되어 상기 페달의 위치에 따라 상기 페달을 밀거나 당겨서 상기 클레비스핀과 상기 페달의 연결점 위치를 가변시키는 연결점가변수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 제동장치의 페달과 브레이크부스터의 연결구조를 설명하기 위한 개략도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 차량용 제동장치는, 이용자의 발조작에 의해 발생되는 답력을 전달하고 길이방향으로 가이드홈(111)이 형성되어 있는 페달(110)과, 이 페달(110)에 연결되는 클레비스(120)와, 상기 가이드홈(111)에 관통하여 상기 페달(110)과 클레비스(120)를 결합하는 클레비스 핀(130)과, 상기 클레비스(120)에 연결되어 상기 페달(110)로부터의 답력을 전달받아 좌우방향으로 이동되는 푸시로드(140)와, 이 푸시로드(140)를 통해 전달된 답력을 흡기다기관의 흡입압력에 의해 발생되는 부압 또는 진공펌프로부터 공급되는 진공압(부압)을 이용해 배력하는 브레이크부스터(150)와, 이 브레이크부스터(150)에서 배력된 답력을 유압으로 변환하여 각 바퀴의 휠실린더로 전달하는 마스터실린더(160)를 포함한다.

그리고, 본 발명은, 일단이 페달(110)의 상부 종단에 회동 가능하게 연결되고 타단이 페달(110)의 하부에 연결되어 페달(110)의 좌우방향 이동에 연동해서 페달(110)을 상하방향으로 밀고 당기는 페달/클레비스 연결점가변수단(200) 및,페달(110)의 상부 종단을 차체에 지지함과 더불어 페달(110)의 상부 종단의 상하 이동을 가이드하는 가이드/지지수단(300)을 포함하여 구성된다.

상기 페달/클레비스연결점 가변수단(200)은, 페달(110)의 하부에 길이방향으로 형성된 제2 페달 가이드홈(210)과, 제2 페달 가이드홈(210)에 관통하는 제2 클레비스핀(220)과, 제2 클레비스핀(220)을 매개로 페달(110)에 연결되는 제2 클레비스(230)와, 이 제2 클레비스(230)에 연결된 제2 푸시로드(240)와, 제2 푸시로드(240)에 그 내부의 피스톤부재(251)가 연결되어 있는 제1 유압실린더(250)와, 제1 유압실린더(250)로부터 페달(110)의 상측까지 연장되는 유압관로(260)와, 페달(110)의 상측에 설치되고 유압관로(260)를 통해 제1 유압실린더(250)와 연결되는 제2 유압실린더(270) 및, 그 일단이 제2 유압실린더(270) 내부의 피스톤 부재(271)에 연결되고 타단이 페달(110)의 상부 종단에 회동 가능하게 결합되는 제3 푸시로드(280)로 구성된다.

상기 가이드/지지수단(300)은, 제3 푸시로드(280)와 페달(110)의 결합점에 회동 가능하게 설치된 피니언(pinion)(310) 및, 이 피니언(310)에 기어 결합되고 차체에 고정 설치되는 랙(rack)(320)으로 구성된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 동작예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

초기상태에서, 페달은 초기위치인 "P1"지점에 위치하고 클레비스 핀(130)은 "P3"지점에 위치하며 이때, 푸시로드(140)의 동작점에 대한 지렛대비는 ""가 된다.

여기서, 운전자가 페달(110)을 밟으면 페달(110)이 제3 푸시로드(280)와의 결합점을 중심으로 초기의 "P1"지점으로부터 좌측방향을 향해 도 3에 도시된 "P2"지점으로 이동되는데, 이와 같이 페달(110)이 좌측으로 이동됨에 따라 이에 연동하여 제2 푸시로드(240)가 좌측으로 이동하면서 제1 실린더(250)를 가압하게 되고, 제1 실린더(250)가 가압되면서 발생된 유압이 유압관로(260)를 매개로 제2 실린더(270)로 전달된다.

제1 실린더(250)로부터 전달된 유압에 의해 제2 실린더(270)의 피스톤부재(271)에 연결된 제3 푸시로드(280)가 하측 방향으로 이동되고, 이 제3 푸시로드(280)에 의해 페달(110)이 하측방향으로 밀려 내려간다.

페달(110)이 하측방향으로 밀려 내려갈 때 클레비스핀(130)은 페달(110)의 가이드홈(111) 상부로 가이드 됨으로써, 클레비스핀(130)과 페달(110)의 연결점은 초기의 "P3"지점에서 도 3에 도시된 "P4"지점으로 이동된다.

상기와 같이 클레비스 핀(130)의 위치가 "P3"지점에서 "P4"지점으로 변화됨에 따라 푸시로드(140)의 동작점에 대한 지렛대비는 ""가 되는데, "B 〉B* "이므로 "〉"가 된다.

즉, 클레비스 핀(130)의 위치가 "P3"지점일 때의 푸시로드(140)의 동작점에 대한 지렛대비 "" 보다 클레비스 핀(130)의 위치가 "P4"지점일 때의푸시로드(140)의 동작점에 대한 지렛대비 ""가 더 크기 때문에, 운전자가 페달(110)을 밟는 힘이 상대적으로 경감되어 페달(110)의 답력이 가벼워진다.

상기 운전자가 페달(110)을 조작함에 따라 발생된 페달(110)의 답력이 클레비스(120)를 매개로 푸시로드(140)로 전달되고, 이 푸시로드(130)는 상기 페달(110)로부터 전달된 답력에 의해 축선을 따라 브레이크부스터(150)의 내부로 밀려들어간다.

상기 푸시로드(140)가 축선방향으로 밀려들어가면서 브레이크부스터(150)로 전달된 답력은 브레이크부스터(150)를 통해 도시생략된 흡기다기관에서 발생된 흡입압력 또는 도시생략된 진공펌프로부터 공급되는 진공압(부압)에 의해 배력된다.

상기 브레이크부스터(150)에 의해 배력된 답력은 마스터실린더(160)에서 유압으로 변환되어 각 바퀴의 휠실린더로 전달되고, 상기 마스터실린더(160)로부터 전달되는 유압에 의해 각 바퀴의 휠실린더가 동작되어 제동이 이루어진다.

이후, 운전자가 페달(110)로부터 발을 떼면 브레이크부스터(150)내의 반발력(예를 들면, 탄성부재의 탄성력)에 의해 푸시로드(140)가 브레이크부스터(150)로부터 밀려나오게 된다.

상기한 바와 같이 푸시로드(140)가 브레이크부스터(150)로부터 밀려나옴에 따라 페달이 "P2"지점에서 우측으로 이동하여 초기위치인 "P1"지점으로 복귀되는데, 이와 같이 페달(110)이 우측으로 이동됨에 따라 이에 연동하여 제2 푸시로드(240)가 우측으로 이동하면서 제1 실린더(250) 내에 흡입압력이 발생되고이 제1 실린더(250) 내에 발생된 흡입압력이 유압관로(260)를 매개로 제2 실린더(270)로 전달된다.

제1 실린더(250)로부터 전달된 흡입압력에 의해 제2 실린더(270)의 피스톤부재(271)가 상측 방향으로 이동되어 이에 연결된 제3 푸시로드(280)가 상측 방향으로 이동되고, 이 제3 푸시로드(280)에 연결된 페달(110)이 상측방향으로 당겨져 올라간다.

페달(110)이 상측방향으로 당겨져 올라갈 때 클레비스핀(130)은 페달(110)의 가이드홈(111) 하부로 가이드 됨으로써, 클레비스핀(130)과 페달(110)의 연결점은 "P4"지점에서 초기의 "P3"지점으로 복귀된다.

즉, 본 발명은, 페달이 초기위치에 있을 때는 푸시로드의 작용점에 대한 지렛대비가 작아 스트로크길이가 짧으므로 조작력이 좋고, 운전자가 페달을 밟으면 페달과 클레비스를 연결하는 클레비스 핀이 페달의 가이드홈에 의해 가이드되어 그 위치가 페달의 상단부를 향해 이동되면서 스트로크길이가 길어지므로 푸시로드의 작용점에 대한 지렛대비가 커져 운전자가 페달을 밟는 힘이 경감된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 페달이 초기위치에 있을 때는 푸시로드의 작용점에 대한 지렛대비가 작고 운전자가 페달을 밟으면 페달과 클레비스를 연결하는 클레비스 핀의 위치가 페달의 상단부에 가깝게 변화되어 푸시로드의 작용점에 대한 지렛대비가 커짐으로써, 운전자가 페달을 밟는 힘이 경감되고 페달을 밟는 조작감이 좋아지는 효과가 있다.

Claims

브레이크부스터의 푸시로드가 연결된 클레비스와 페달이 클레비스핀을 매개로 연결된 차량용 제동장치에 있어서,

상기 페달에 형성되어 상기 클레비스핀이 관통하여 일정 길이만큼 길이방향으로 가이드될 수 있도록 된 페달 가이드홈과,

일단이 상기 페달의 상부 종단에 회동 가능하게 연결되고 타단이 상기 페달의 하부에 연결되어 상기 페달의 좌우방향 이동에 연동해서 상기 페달을 상하방향으로 밀고 당기는 페달/클레비스 연결점가변수단 및,

상기 페달의 상부 종단을 차체에 지지함과 더불어 상기 페달의 상부 종단의 상하 이동을 가이드하는 가이드/지지수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치의 브레이크페달과 브레이크부스터의 연결구조.
제 1 항에 있어서, 상기 페달/클레비스 연결점 가변수단은,

상기 페달의 하부에 길이방향으로 형성된 제2 페달 가이드홈과,

상기 제2 페달 가이드홈에 관통하는 제2 클레비스핀과,

상기 제2 클레비스핀을 매개로 상기 페달에 연결되는 제2 클레비스와,

상기 제2 클레비스에 연결된 제2 푸시로드와,

상기 제2 푸시로드에 그 내부의 피스톤부재가 연결되어 있는 제1 유압실린더와,

상기 제1 유압실린더로부터 상기 페달의 상측까지 연장되는 유압관로와,

상기 페달의 상측에 설치되고 상기 유압관로를 통해 상기 제1 유압실린더와 연결되는 제2 유압실린더 및,

그 일단이 상기 제2 유압실린더 내부의 피스톤 부재에 연결되고 타단이 상기 페달의 상부 종단에 회동 가능하게 결합되는 제3 푸시로드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치의 브레이크페달과 브레이크부스터의 연결구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가이드/지지수단은,

상기 제3 푸시로드와 상기 페달의 결합점에 회동 가능하게 설치된 피니언 및,

상기 피니언에 기어 결합되고 차체에 고정 설치되는 랙을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치의 브레이크페달과 브레이크부스터의 연결구조.