KR100466112B1 - 차량의 베이퍼록 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 지속적인 브레이크 조작에 따라 발생되는 브레이크 오일의 온도상승을 차단하여 베이퍼록 현상을 미연에 방지하기 위한 차량의 베이퍼록 방지장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명은 운전자의 브레이크 조작에 따라 브레이크 파이프로부터의 브레이크 오일이 캘리퍼 내에 유입되어 실린더를 작동시키면서 브레이크 패드를 밀어서 제동이 이루어질 수 있도록 하는 차량의 브레이크장치에 있어서, 상기 캘리퍼 내부의 브레이크 오일에 대한 온도를 감지하는 온도감지수단과, 상기 캘리퍼와 브레이크 파이프 사이에 연결되어 이루어지고서, 상기 온도감지수단으로부터 감지된 브레이크 오일의 온도가 설정온도를 초과하면 작동되어 브레이크 오일의 역류를 차단하는 역류방지수단, 상기 온도감지수단으로부터 감지된 브레이크 오일의 온도가 설정온도를 초과하면 작동이 개시되어, 상기 캘리퍼로부터의 브레이크 오일을 냉각하여 브레이크 파이프로 회수하기 위한 오일냉각수단 및, 상기 온도감지수단으로부터 감지되는 브레이크 오일의 온도가 설정온도를 초과하면 상기 역류방지수단과 오일냉각수단의 작동을 제어하여 오일의 역류방지 및 냉각동작이 실행되도록 하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 베이퍼록 방지장치{Apparatus for preventing vapor lock of brake oil in a vehicle}

본 발명은 차량의 베이퍼록 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 산악지역 주행 등에 의해 발생되는 브레이크 오일(Brake Oil)의 베이퍼록 현상을 미연에 방지하기 위한 차량의 베이퍼록 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 브레이크 장치는 해당 차량의 주행상태에서 급정거나 서행 또는 정차를 위해 사용되는 바, 차량의 운전자가 브레이크 페달을 밟는 답력에 따라 제동력이 결정되도록 되어 있다.

도 1은 일반적인 차량용 브레이크장치의 캘리퍼 구성을 나타낸 단면도로서, 동 도면에 따른 차량용 브레이크 장치의 캘리퍼는 운전자의 브레이크 페달 조작에 따라 브레이크 파이프(2)를 통해 브레이크 오일(8)이 캘리퍼(4) 내에 유입되면, 그 브레이크 오일(8)의 유입 압력에 따라 실린더(6)를 밀면서 브레이크 패드(10)를 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 실린더(6)에 의해 이동되는 브레이크 패드(10)는 차량의 차륜에 설치된 디스크의 표면과 접촉되어 압착됨에 따라, 마찰력이 발생되면서 해당 차량에 제동력이 발생될 수 있도록 하고 있다.

한편, 이러한 차량의 브레이크 장치는 차량이 산악지역이나 급격한 경사로 등을 주행하는 경우에, 운전자가 브레이크 페달을 자주 조작하게 되면 디스크에 압착되어 마찰력이 발생되는 브레이크 패드는 약 500℃∼700℃ 정도의 고열이 발생되고, 그 브레이크 패드로부터 발생된 열이 실린더를 통해 브레이크 오일에 전이된다.

이 때, 운전자의 지속적인 브레이크 조작에 따라 브레이크 패드로부터 발생되는 열의 전이상태가 장시간 지속되면 브레이크 오일의 온도가 급격하게 상승하게 되고, 그 브레이크 오일의 온도가 약 150℃ 이상으로 상승하는 경우에는 오일에서 증기(Vapor)가 발생되는 베이퍼록 현상이 유발되어 제동 불능의 위험한 상황에 직면할 수 있다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 차량의 지속적인 브레이크 조작에 따라 발생되는 브레이크 오일의 온도상승을 차단하여 베이퍼록 현상을 미연에 방지하기 위한 차량의 베이퍼록 방지장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 차량용 브레이크장치의 캘리퍼 구성을 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 베이퍼록 방지장치가 브레이크장치의 캘리퍼에 적용된 상태를 나타낸 단면도,

도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 역류방지용 밸브의 상세한 구조 및 동작상태를 나타낸 단면도,

도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 오일유출용 밸브의 상세한 구조 및 동작상태를 나타낸 단면도,

도 5는 도 2에 도시된 냉각탱크의 상세한 구조를 나타낸 단면도,

도 6은 도 2에 도시된 오일회수용 펌프의 상세한 구조를 나타낸 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 베이퍼록 방지장치를 작동시키기 위한 회로구성을 나타낸 블록구성도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2:브레이크 파이프, 4:캘리퍼,

6:실린더, 8:브레이크오일,

10:브레이크 패드, 12:온도센서,

14:역류방지용 밸브, 16:오일유출용 밸브,

18:오일순환 파이프, 20:냉각탱크,

22:오일회수용 펌프, 60:제어부,

62,64,66:극성 변환부.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 운전자의 브레이크 조작에 따라 브레이크 파이프로부터의 브레이크 오일이 캘리퍼 내에 유입되어 실린더를 작동시키면서 브레이크 패드를 밀어서 제동이 이루어질 수 있도록 하는 차량의 브레이크장치에 있어서, 상기 캘리퍼 내부의 브레이크 오일에 대한 온도를 감지하는 온도감지수단과, 상기 캘리퍼와 브레이크 파이프 사이에 연결되어 이루어지고서, 상기 온도감지수단으로부터 감지된 브레이크 오일의 온도가 설정온도를 초과하면 작동되어 브레이크 오일의 역류를 차단하는 역류방지수단, 상기 온도감지수단으로부터 감지된 브레이크 오일의 온도가 설정온도를 초과하면 작동이 개시되어, 상기 캘리퍼로부터의 브레이크 오일을 냉각하여 브레이크 파이프로 회수하기 위한 오일냉각수단 및, 상기 온도감지수단으로부터 감지되는 브레이크 오일의 온도가 설정온도를 초과하면 상기 역류방지수단과 오일냉각수단의 작동을 제어하여 오일의 역류방지 및 냉각동작이 실행되도록 하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 베이퍼록 방지장치를 제공한다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 2는 본 발명에 따른 베이퍼록 방지장치가 브레이크장치의 캘리퍼에 적용된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 베이퍼록 방지장치는 온도센서(12)와, 역류방지용 밸브(14), 오일유출용 밸브(16), 오일순환용 파이프(18), 냉각탱크(20), 오일회수용 펌프(22)로 구성된다.

상기 온도센서(12)는 캘리퍼(4)내에 유입된 브레이크 오일(8)의 온도를 감지하여 온도감지신호를 발생한다.

상기 역류방지용 밸브(14)는 브레이크 파이프(2)와 캘리퍼(4) 사이를 연결하고서, 상기 온도센서(12)에서 감지된 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이상으로 상승하면 작동된다.

상기 오일유출용 밸브(16)는 상기 캘리퍼(4)와 오일순환용 파이프(18)의 사이에 연결되고서, 상기 온도센서(12)로부터 감지된 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이상으로 상승하면 작동된다.

상기 냉각탱크(20)는 상기 오일순환용 파이프(18)의 사이에 개재되고서, 상기 오일유출용 밸브(16)를 통해 상기 캘리퍼(4)로부터 유출되는 브레이크 오일(8)을 냉각시키게 된다.

상기 오일회수용 펌프(22)는 상기 오일순환용 파이프(18)와 브레이크 파이프(2)의 사이에 연결되고서, 상기 온도센서(12)로부터 감지되는 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이상으로 상승하면 작동이 개시되어 상기 냉각탱크(20)를 통과한 브레이크 오일(8)을 브레이크 파이프(2)로 회수시키게 된다.

한편, 상기 역류방지용 밸브(14)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 캘리퍼(4)의 내측과 브레이크 파이프(2)의 사이를 연결하는 연통부(24)와, 상기 연통부(24)의 일측에 이동이 가능하도록 설치되어 "N"극의 극성을 갖는 영구자석(26), 상기 영구자석(26)을 관통하도록 형성된 체크밸브(28), 상기 영구자석(26)의 이동상태를 복원시키기 위한 복원 스프링(30), 상기 영구자석(26)과 대향하는 연통부(24)의 타측에 고정적으로 설치되어 "N"극 또는 "S"극의 자성이 변환되는 전자석(32)을 포함하여 구성된다.

도 3a에 따르면, 상기 온도센서(12)로부터 감지되는 캘리퍼(4) 내의 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이하이면, 상기 전자석(32)이 "N"극의 극성을 유지하면서 "N"극으로 고정된 영구자석(26)과 반발 척력이 발생함에 따라, 상기 캘리퍼(4)의 내부와 브레이크 파이프(2) 사이가 연통부(24)에 의해 상호 연통된 상태를 유지하도록 한다.

한편, 상기 온도센서(12)로부터 감지된 캘리퍼(4) 내의 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이상으로 상승하면, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 전자석(32)의 극성이 "S"극으로 변환되면서 상기 영구자석(26)과 인력이 작용함에 따라, 해당 전자석(32)과 영구자석(26)이 고착되어 브레이크 파이프(2)로부터의 브레이크 오일이 역류하지 않고 캘리퍼(4)의 내부로 유입될 수 있게 된다.

또한, 상기 오일유출용 밸브(16)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 캘리퍼(4)의 내부와 상기 오일순환용 파이프(18)의 사이를 연결하는 연통부(34)와, 상기 연통부(34)의 중간단부를 횡방향으로 차단하도록 충분한 길이가 갖고서 형성되어, "N"극의 극성을 갖고서 상/하방향으로 이동이 가능한 영구자석(36), 상기 영구자석(36)의 상단부를 관통하여 형성된 체크밸브(38), 상기 영구자석(36)의 이동상태를 복원하기 위한 복원스프링(40), 상기 영구자석(36)과 대향하는 타측에 고정적으로 설치되고서, "N"극 또는 "S"극으로 자성이 변환되는 전자석(42)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 오일유출용 밸브(16)는 상기 온도센서(12)로부터 감지된 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이하이면, 상기 전자석(42)이 "N"극으로의 극성을 유지하여 상기 영구자석(36)과 반발 척력이 발생함에 따라 연통부(34)를 차단하는 상태를 유지하게 되면서 캘리퍼(4) 내브의 브레이크 오일(8)이 오일순환용 파이프(18) 내로 유입되지 않게 된다.

한편, 상기 온도센서(12)로부터 감지되는 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이상으로 상승하게 되면, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 전자석(42)이 "N"으로부터 "S"극으로 극성이 변환되면서 상기 영구자석(36)과 인력이 작용되어 상호 고착되고, 상기 전자석(42)의 이동에 따라 해당 전자석(42)의 체크밸브(38)가 연통부(34)에 도달되면서 캘리퍼(4) 내부의 브레이크 오일(8)이 체크밸브(38)를 통하여 오일순환용 파이프(18)에 유입된다.

또, 상기 냉각탱크(20)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 오일순환용 파이프(18)의 일측과 연결되어 있는 나선형 파이프(44)가 해당 냉각탱크(20)의 내측 일단에 설치되어 있고, 그 냉각탱크(20) 내부의 타단에는 상기 오일순환용 파이프(18)의 타단으로 오일을 유출시키기 위한 오일출구(48)가 형성되어 있다.

도 5에서, 상기 냉각탱크(20)는 상기 오일순환용 파이프(18)를 통해 유입되는 브레이크 오일(8)을 냉각시키기 위해 소정의 냉각수단(46)과 고정적으로 접속되어 있는 바, 상기 냉각수단(46)은 차량 엔진의 냉각팬(도시되지 않음)과 연결되고서 공냉식으로 냉각작용을 수행하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 오일회수용 펌프(22)는 도 6에 도시된 바와 같이, 해당 오일회수용 펌프(22)의 내측을 따라 길이방향으로 이동하면서 피스톤작용이 가능하게 설치되고서, "N"극의 극성을 갖는 영구자석(50)과, 상기 영구자석(50)을 관통하여 형성된 체크밸브(52a,52b), 상기 영구자석(50)과 대향하는 위치에 고정적으로 설치되어, "N"극 또는 "S"극으로 극성이 변환되는 전자석(54)을 포함하여 구성된다.

도 6에서, 상기 오일회수용 펌프(22)는 상기 온도센서(12)로부터 감지되는 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이상으로 상승하면, 상기 전자석(54)이 "N"극 또는 "S"극으로의 극성변환이 주기적으로 이루어지면서 상기 영구자석(50)과 교번적으로 반발 척력 또는 인력이 작용하여 해당 영구자석(50)이 피스톤 작용을 수행하도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 베이퍼록 방지장치를 작동시키기 위한 회로구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 베이퍼록 방지장치는 제어부(60)와, 제 1극성 변환부(62), 제 2극성 변환부(62) 및, 제 3극성 변환부(66)를 포함하여 구성된다.

상기 제어부(60)는 온도센서(12)로부터의 브레이크 오일(8)에 대한 온도 감지에 따른 온도감지신호를 인가받고서, 그 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이상인 것으로 판명되면, 제 1과 제 2 및 제 3극성 변환부(62,64,66)를 제어하여 제 1과 제 2 및 제 3전자석(32,42,54)의 극성을 변환시키게 된다.

상기 제 1극성 변환부(62)는 상기 제어부(60)의 제어에 의해 역류방지용 밸브(14)의 제 1전자석(32)의 극성을 "N"극으로부터 "S"극으로 변환시키게 되고, 상기 제 2극성 변환부(64)는 상기 제어부(60)의 제어에 의해 오일유출용 밸브(16)의제 2전자석(42)에 대한 극성을 "N"극으로부터 "S"극으로 변환시키게 된다.

상기 제 3극성 변환부(66)는 상기 제어부(60)의 제어에 따라 상기 오일회수용 펌프(22)의 제 3전자석(54)을 "N"극과 "S"극으로 주기적으로 변환시키게 된다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 온도센서(12)로부터 감지되는 캘리퍼(4) 내의 브레이크 오일(8)에 대한 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이하인 경우에, 역류방지용 밸브(14)와 오일유출용 밸브(16)가 동작하지 않게 됨에 따라, 운전자가 브레이크 조작을 수행하게 되면 브레이크 파이프(2)로부터의 브레이크 오일이 캘리퍼(4) 내로 유입되어 실린더(6)를 작동시키면서 브레이크 패드(10)를 밀어서 브레이크 조작이 이루어지도록 한다.

그 상태에서, 상기 온도센서(12)로부터 감지되는 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이상으로 상승하는 경우에, 제어부(60)는 상기 온도센서(12)의 온도감지신호에 의해 브레이크 오일(8)의 온도가 예컨대 100℃와 같은 설정온도 이하인 것으로 인식하게 되면, 제 1극성 변환부(62) 및 제 2극성 변환부(64)를 작동시켜서 제 1전자석(32)과 제 2전자석(42)이 "N"극으로부터 "S"극으로 극성이 변환되도록 한다.

그에 따라, 상기 역류방지용 밸브(14)에서는 도 3b에 도시된 바와 같이, 제 1전자석(32)의 "S"극으로의 극성변환에 따라 영구자석(26)과 인력이 발생되어 상호 고착되고, 운전자의 브레이크 조작이 있게 되면 체크밸브(28)를 통해 브레이크 파이프(2)로부터의 브레이크 오일이 역류되지 않고 캘리퍼(4) 내로 유입되도록 한다.

또한, 상기 오일유출용 밸브(16)에서는 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 2전자석(42)의 "S"극으로의 극성변환에 따라 영구자석(36)과 인력이 발생되어 상호 고착되면서 상기 캘리퍼(4) 내의 브레이크 오일(8)이 체크밸브(38)를 통하여 오일순환용 파이프(18) 측으로 유출되도록 한다.

상기 오일순환용 파이프(18) 측으로 유출된 브레이크 오일(8)은 냉각탱크(20)의 나선형 파이프(44)를 통하여 탱크의 내부에 유입되면서 냉각수단(46)에 의해 냉각되어 오일출구(48)를 통해 타측의 오일순환용 파이프(18)로 유출된다.

한편, 상기 제어부(60)는 상기 제 1 및 제 2전자석(32,42)의 극성을 변환시키면서 상기 제 3극성 변환부(66)를 제어함에 의해 제 3전자석(54)이 "N"극 또는 "S"극으로 주기적으로 변환되도록 한다.

그에 따라, 상기 오일회수용 밸브(22)는 제 3전자석(54)의 주기적인 극성 변환에 따라 영구자석(50)과의 교번적인 반발 척력 또는 인력이 발생되면서 해당 영구자석(50)이 피스톤 작용을 수행하도록 함에 따라, 상기 냉각탱크(20)를 통과하여 냉각된 브레이크 오일(8)이 상기 영구자석(50)에 형성된 체크밸브(52a,52b)를 통하여 펌핑되어 브레이크 파이프(2)에 회수되도록 한다.

상기한 바와 같은 작용에 따라, 차량의 산악지역 또는 경사로 주행에 따라 빈번한 브레이크 조작이 이루어지면서 상기 캘리퍼(4) 내의 브레이크 오일(8)에 대한 온도가 상승되는 것을 방지할 수 있게 되어 브레이크 오일에 의한 베이퍼록 현상이 미연에 방지된다.

상기한 실시예를 갖는 본 발명은 그 실시양태에 구애받지 않고 그 기술적 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양하게 변형하여 실시할 수 있도록 되어 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 차량의 브레이크 오일이 고열로 상승하게 되면, 그 브레이크 오일을 냉각시켜서 순환시킬 수 있도록 함에 따라, 브레이크 오일에 대해 발생되는 베이퍼록 현상을 미연에 방지할 수 있다는 효과를 갖게 된다.

Claims (6)

1. 운전자의 브레이크 조작에 따라 브레이크 파이프로부터의 브레이크 오일이 캘리퍼 내에 유입되어 실린더를 작동시키면서 브레이크 패드를 밀어서 제동이 이루어질 수 있도록 하는 차량의 브레이크장치에 있어서,

   상기 캘리퍼 내부에 브레이크 오일의 온도를 검출하도록 설치된 온도센서와;

   상기 브레이크 파이프와 상기 캘리퍼 사이에 분지되게 설치된 오일순환용 파이프;

   상기 브레이크 파이프와 상기 캘리퍼 사이에서, 상기 브레이크 파이프와 상기 캘리퍼의 사이를 관통하는 연통부와, 상기 연통부의 일측에 이동이 가능하게 설치되어 고정된 자성을 갖는 영구자석, 상기 영구자석의 이동상태를 복원하는 복권 스프링, 상기 영구자석을 관통하여 형성된 체크밸브, 상기 영구자석과 대향하는 연통부의 타측에 설치되어 극성이 변환되는 전자석을 갖추고서 설치된 역류방지용 밸브;

   상기 오일순환용 파이프와 상기 캘리퍼 사이에서, 상기 캘리퍼의 내부와 상기 오일순환용 파이프의 사이를 연결하는 연통부와, 상기 연통부의 중간단부를 횡방향으로 차단하도록 충분한 길이가 갖고서 형성되어, 고정된 자극의 극성을 갖고서 상/하방향으로 이동이 가능한 영구자석, 상기 영구자석의 상단부를 관통하여 형성된 체크밸브, 상기 영구자석의 이동상태를 복원하기 위한 복원스프링, 상기 영구자석과 대향하는 타측에 고정적으로 설치되고서, 자성이 변환되는 전자석을 갖추고서 설치된 오일유출용 밸브;

   상기 오일순환용 파이프에는 브레이크 오일을 냉각시키도록 설치된 오일냉각수단;

   상기 오일냉각수단을 통해 냉각된 브레이크 오일을 상기 브레이크 파이프로 회수하는 오일회수용 펌프 및;

   상기 온도센서로부터 감지되는 브레이크 오일의 온도에 따라 상기 역류방지용 밸브와 상기 오일유출용 밸브의 개폐 및, 상기 오일회수용 펌프의 작동을 각각 제어하는 제어수단으로 구성되어;

   상기 제어수단은 상기 온도센서로부터 감지되는 브레이크 오일의 온도가 설정온도를 초과하면, 상기 역류방지용 밸브와 상기 오일유출용 밸브의 개폐 및, 상기 오일회수용 펌프의 작동을 각각 제어하여, 브레이크 오일이 상기 브레이크 파이프를 거쳐 상기 캘리퍼의 내부로 공급된 다음, 다시 상기 오일순환용 파이프를 통해 상기 오일냉각수단을 경유하여 상기 브레이크 파이프로 순환하여 유동되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 베이퍼록 방지장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 오일냉각수단은 상기 오일순환용 파이프에 설치되어 상기 오일유출용 밸브를 통해 유입된 브레이크 오일을 냉각시키는 냉각탱크를 갖추되, 상기 냉각탱크는 내측 일단에 설치되어 상기 오일순환용 파이프의 일측과 연결되는 나선형 파이프와, 상기 나선형 파이프를 통해 유입된 브레이크 오일을 냉각시키는 냉각수단 및, 상기 냉각수단을 매개로 냉각된 브레이크 오일을 외부로 유출시키기 위한 오일출구를 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 베이퍼록 방지장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 3 항에 있어서, 상기 오일회수용 펌프는 그 내측을 따라 길이방향으로 이동하면서 피스톤작용이 가능하게 설치되고서, 고정된 극성을 갖는 영구자석과, 상기 영구자석을 관통하여 형성된 체크밸브, 상기 영구자석과 대향하는 위치에 고정적으로 설치되어, 영구자석의 피스톤 작용을 위해 자극의 극성이 주기적으로 변환되는 전자석을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 베이퍼록 방지장치.