KR101317155B1 - 디스크 브레이크 - Google Patents

Abstract

제동 시 발생하는 패드의 편마모 현상을 방지하여 제동 성능을 저하시키지 않고 일정하게 유지시키기 위한 디스크 브레이크를 개시한다. 디스크 브레이크는 휠과 함께 회전하는 디스크와 디스크의 양측에 배치된 내측 및 외측 마찰패드와 외측 마찰패드를 지지하는 캘리퍼하우징과 내측 마찰패드 배면쪽에 설치되어 그 배면에 경사면이 마련된 쐐기부재와 쐐기부재의 경사면과 대응하는 경사면을 구비하며 캘리퍼하우징에 고정된 지지부재와 제동 동작을 위해 쐐기부재를 동작시키는 구동장치와 쐐기부재와 마찰패드를 결합시키는 힌지유닛을 포함한다. 디스크 브레이크는 힌지유닛을 사이에 두고 쐐기부재와 마찰패드에 결합되는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

Description

디스크 브레이크{Disk brake}

본 발명은 쐐기부재와 패드를 이용하여 제동을 수행하는 EWB(Electric Wedge Brake:이하 EWB라고 한다.) 시스템이 적용된 디스크 브레이크에 관한 것이다.

디스크 브레이크는 휠과 함께 회전하는 디스크의 외면을 마찰패드로 가압하여 제동력을 얻는 장치이다. 이러한 디스크 브레이크 중에는 빗면 슬라이드 방식의 쐐기부재를 이용하여 마찰패드를 디스크 방향으로 가압하는 방식이 있다. 쐐기부재가 구동장치의 구동에 의해 빗면을 따라 밀리면서 마찰패드를 디스크 방향으로 가압하는 방식이다.

쐐기부재를 동작시키는 구동장치는 구동모터와, 구동모터의 회전축에 결합된 나사축과, 구동모터의 동작에 의해 왕복운동 하도록 나사축에 결합되며 쐐기부재를 디스크 방향으로 가압하는 가압부재를 포함한다.

이러한 디스크 브레이크는 구동모터가 동작하여 가압부재가 쐐기부재를 디스크 방향으로 밀어주면, 마찰패드와 디스크의 접촉이 이루어짐과 동시에 쐐기부재가 빗면을 따라 밀리면서 마찰패드를 더욱 디스크 방향으로 가압합으로써 제동이 되도록 한다.

그러나 이 경우 마찰력에 의한 모멘트 발생으로 디스크에 마찰패드가 빨려 들어가기 때문에 마찰패드의 초기 접촉 부분에 편마모가 발생하게 된다. 편마모의 진행이 계속되면 EWB 시스템의 전체적인 제동 성능 저하를 가져올 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 일 측면은 쐐기부재와 마찰패드 사이에 힌지유닛 또는 탄성부재를 포함시켜 제동 시 발생하는 패드의 편마모 현상을 방지하여 제동 성능을 저하시키지 않고 일정하게 유지시키기 위한 디스크 브레이크를 제공한다.

본 발명의 사상에 따른 디스크 브레이크는 휠과 함께 회전하는 디스크;와 상기 디스크의 양측에 배치된 내측 및 외측 마찰패드;와 상기 외측 마찰패드를 지지하는 캘리퍼하우징;과 상기 내측 마찰패드 배면쪽에 설치되어 그 배면에 경사면이 마련된 쐐기부재;와 상기 쐐기부재의 경사면과 대응하는 경사면을 구비하며 상기 캘리퍼하우징에 고정된 지지부재;와 제동 동작을 위해 상기 쐐기부재를 동작시키는 구동장치;와 상기 쐐기부재와 상기 마찰패드를 결합시키는 힌지유닛;을 포함하며, 상기 쐐기부재는 상기 힌지유닛에 대해 회전되며 이동가능하게 설치된다.

또한, 상기 디스크 브레이크는 상기 힌지유닛을 사이에 두고 상기 쐐기부재와 상기 마찰패드에 결합되는 탄성부재;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 디스크 브레이크는 상기 탄성부재로 스프링을 이용할 수 있다.

또한, 상기 디스크 브레이크는 상기 탄성부재로 탄성력을 가진 합성수지를 이용할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크를 나타낸 분해 사시도이다.도 1에 도시한 바와 같이, 디스크 브레이크는 차량의 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(10)와, 디스크(10)의 마찰 제동을 위해 디스크(10)의 양측에 각각 배치된 내측 마찰패드(11)와 외측 마찰패드(12)를 구비한다. 또 두 마찰패드(11,12)를 디스크(10) 쪽으로 가압하기 위한 캘리퍼하우징(20)과 쐐기부재(30), 쐐기부재(30)를 지지하는 지지부재(40), 내측 마찰패드(11)를 가압하도록 쐐기부재(30)를 동작시키는 구동장치(60)를 포함한다.

내측 및 외측 마찰패드(11,12)는 차량의 너클부(미도시)에 고정된 캐리어(50)에 진퇴 가능하게 지지됨으로써 디스크(10)의 양면을 가압할 수 있다. 그리고 캘리퍼하우징(20)도 그 양측에 결합되는 가이드로드들(21a,21b)을 통하여 캐리어(20)의 양측에 진퇴하도록 결합된다. 가이드로드들(21a,21b)은 고정나사(22a,22b) 체결에 의하여 캘리퍼하우징(20) 양측의 로드결합부(23a,23b)에 결합된다. 또 캘리퍼하우징(20)은 진퇴에 의해 외측 마찰패드(12) 외면을 가압할 수 있도록 그 단부에 절곡연장부(24)를 구비하고 그 반대편에 지지부재(40)가 결합되는 지지부재결합부(25)를 구비한다. 지지부재(40)는 그 상부 양측이 고정나사(26) 체결을 통하여 캘리퍼하우징(20)에 고정된다.

쐐기부재(30)는 내측 마찰패드(11) 배면 쪽에 배치되며, 그 배면에는 양측이 대칭을 이루는 산형태의 경사면들(31,32)을 구비한다. 그리고 이러한 쐐기부재(30) 를 지지하는 지지부재(40)에는 쐐기부재(30)의 두 경사면(31,32)과 대응하여 결합되도록 V홈 형태로 된 경사면들(41,42)이 마련된다. 이는 쐐기부재(30)가 디스크(10)의 회전방향으로 밀릴 때 쐐기부재(30)의 경사면(31,32)이 지지부재(40)의 경사면(41,42)과 접하여 밀리면서 내측 마찰패드(11)를 디스크(10) 쪽으로 가압할 수 있도록 한 것이다. 지지부재(40)의 하부에는 쐐기부재(30)가 하방으로 이탈하지 않도록 쐐기부재(30)를 지지하는 지지판(43)이 결합된다.

제동동작을 위하여 쐐기부재(30)를 동작시키는 구동장치(60)는 도 1에 도시한 바와 같이, 지지부재(40)에 설치된다. 구동장치(60)는 지지부재(40) 상측의 공간부(44)에 설치되며 디스크(10)의 회전방향으로 길게 배치된 나사축(61)과, 나사축(61)의 구동을 위해 지지부재(40)의 하부에 설치되며 그 축이 나사축(61) 및 내측 마찰패드(11)의 가압방향과 교차하도록 배치된 구동모터(62)와, 구동모터(62)의 축에 마련된 웜(63) 및 이 웜(63)에 결합되도록 나사축(61)의 중앙부에 장착된 웜휠(64)을 포함하는 웜기어, 그리고 나사축(61)에 결합되며 나사축(61)의 회전에 의해 이동하면서 쐐기부재(30)를 디스크(10)의 회전방향으로 밀어 주는 제1 및 제2이동부재(65,66)를 포함한다.

나사축(61)은 그 양단이 지지부재(40) 상측의 공간부(44) 양측에 각각 고정되는 축결합부재(67)를 통하여 회전 가능하게 지지된다. 그리고 제1 및 제2이동부재(65,66)는 웜휠(64) 양측의 나사축(61)에 각각 결합된 상태에서 쐐기부재(30) 쪽으로 소정길이 연장된다. 쐐기부재(30)에는 제1 및 제2이동부재(65,66)가 걸릴 수 있도록 각각 걸림홈(35a,36a)을 구비하며 쐐기부재(30)의 동작을 안내하는 제1 및 제2안내부재(35,36)가 설치된다. 이는 나사축(61)의 회전에 의해 두 이동부재(65,66)가 이동할 때 쐐기부재(30)가 디스크(10)의 회전방향으로 밀림과 동시에 내측 마찰패드(11) 방향으로 이동하여 내측 마찰패드(11)를 가압할 수 있도록 한 것이다.

구동모터(62)는 지지부재(40) 하부에 마련된 모터수용부(46)에 그 상측 일부가 수용된 상태로 결합되며, 그 축이 지지부재(40)를 상하로 관통하는 형태로 설치된다. 그리고 이러한 구동모터(62)의 축에는 웜기어의 웜(63)이 결합된다.

힌지유닛(100)과 탄성부재(101)는 디스크 브레이크의 쐐기부재(30)와 마찰패드(11)에 각각 연결된다.

이 때 탄성부재를(100) 쐐기부재(30)에 고정시키기 위한 방법으로 쐐기부재 (30) 및 마찰패드(11)에 홈을 내어 결합시키는 방법, 쐐기부재 (30) 및 마찰패드(11)에 접착제 등을 이용하여 접착시키는 방법, 볼트나 고리 등을 쐐기부재(30) 및 마찰패드(11)에 삽입한 후 결합시키는 방법 등이 적용 가능하다.

탄성부재(100)는 첨부된 도면에 편의상 스프링으로 도시되어 있으나, 일정한 탄성을 가지고 있어 마찰패드(30)의 수평을 유지시킬 수 있는 재질은 모두 적용이 가능하다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크의 제동 해제 상태를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크의 제동 상태를 나타낸 것이다. 도2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 구동모터(62)의 동작에 의해 웜(63)이 회전하고, 웜(63)의 회전에 의해 웜휠(64)이 감속 회전한다. 그리고 웜휠(64)은 감속 되는 만큼 큰 힘으로 나사축(61)을 회전시킨다. 나사축(61)이 회전하면, 제1 및 제2이동부재(65,66)가 나사축(61)의 길이방향으로 이동을 하면서 쐐기부재(30)를 디스크(10)의 회전방향으로 밀어 준다. 따라서 쐐기부재(30)는 그 배면에 마련된 경사면(31)이 지지부재(40)의 경사면(41)과 접하여 밀리게 되므로 내측 마찰패드(11)를 디스크(10) 쪽으로 밀어서 디스크(10)를 제동한다.

내측 마찰패드(11)가 디스크(10)와 접하게 되면 내측 마찰패드(11)가 디크(10)의 회전방향으로 움직이려는 힘에 의해 쐐기부재(30)가 디스크(10)의 회전방향으로 이동하려 하게 되므로 자가결속현상이 발생하여 제동력은 더욱 커진다.

이처럼 내측 마찰패드(11)가 디스크(10)를 가압하게 되면, 캘리퍼 하우징(20)에는 반력이 작용하므로 캘리퍼 하우징(20)이 내측 마찰패드(11)의 가압방향과 반대로 이동하면서 외측 마찰패드(12)를 디스크(10) 쪽으로 가압한다. 따라서 디스크(10)의 양면에 거의 동일한 마찰이 발생한다.

제동을 해제할 때는 구동모터(62)가 역으로 동작하여 나사축(61)이 역으로 회전함으로써 이동부재들(65)이 반대방향으로 이동한다. 따라서 쐐기부재(30)에 의한 내측 마찰패드(11)의 가압이 해제된다.

도 4A 및 도 4B는 본 발명에 따른 힌지유닛 및 탄성부재가 적용된 차량용 디스크 브레이크의 제동 해제시의 상태 및 제동시의 상태를 간략화한 도면이다.

마찰패드(11)가 디스크(10)와 접하게 되면 마찰패드(11)가 디스크(10)를 미는 힘에 비례하는 마찰력이 마찰패드(11)의 수평 진행방향과 반대방향으로 작용하게 된다.

이 때 도 4B에 도시된 바와 같이, 쐐기부재(30)와 마찰패드(11)의 중심에 설치된 힌지유닛(100)을 중심으로 쐐기부재(30)가 일정 각도로 기울어짐으로써 마찰패드(11)의 수평을 유지시켜 편마모의 발생을 방지하게 된다.

힌지유닛(100)을 사이에 두고 쐐기부재(30)와 마찰패드(11)를 연결하는 탄성부재(101)는 제동 시에는 쐐기부재(30) 및 마찰패드(11)의 수평 진행방향의 탄성부재는 압축되고, 수평 진행방향과 반대방향의 탄성부재는 인장되어, 마찰패드(11)와 디스크(10)간에 작용하는 마찰력을 흡수하여 편마모의 발생을 방지하게 되며, 제동 해제 시에는 도 4A에 도시된 바와 같이 힌지유닛(100)을 중심으로 쐬기부재(30)와 마찰패드(11)가 임의로 흔들리지 않고 수평을 유지할 수 있도록 한다.

본 발명은 위의 실시예로 설명한 EWB 시스템뿐만 아니라, 일반적으로 쐐기부재와 패드를 이용하여 제동을 수행하는 EWB 시스템에 적용이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크를 나타낸 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크의 제동 해제 상태를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크의 제동 상태를 나타낸 것이다.

도 4A는 본 발명에 따른 힌지유닛 및 탄성부재가 적용된 차량용 디스크 브레이크의 제동 해제시의 상태를 간략화한 도면이다.

도 4B는 본 발명에 따른 힌지유닛 및 탄성부재가 적용된 차량용 디스크 브레이크의 및 제동시의 상태를 간략화한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 디스크 11: 내측 마찰패드

12: 외측 마찰패드 20: 캘리퍼 하우징

30: 쐐기부재 31,32: 쐐기부재의 경사면

35,36: 안내부재 40: 지지부재

41,42: 지지부재의 경사면 43: 지지판

46: 모터수용부 50: 캐리어

60: 구동장치 61: 나사축

62: 구동모터 63: 웜

64: 웜휠 65: 제1이동부재

66: 제2이동부재 100: 힌지유닛

101: 탄성부재

Claims (4)

1. 휠과 함께 회전하는 디스크;

   상기 디스크의 양측에 배치된 내측 및 외측 마찰패드;

   상기 외측 마찰패드를 지지하는 캘리퍼하우징;

   상기 내측 마찰패드 배면 쪽에 설치되며 그 배면에 경사면이 마련된 쐐기부재;

   상기 쐐기부재의 경사면과 대응하는 경사면을 구비하며 상기 캘리퍼하우징에 고정된 지지부재;

   제동 동작을 위해 상기 쐐기부재를 동작시키는 구동장치;

   상기 쐐기부재와 상기 마찰패드를 결합시키는 힌지유닛;을 포함하며, 상기 쐐기부재는 상기 힌지유닛에 대해 회전되며 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 힌지유닛을 사이에 두고 상기 쐐기부재와 상기 마찰패드에 결합되는 탄성부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
3. 제2항에 있어서,

   상기 탄성부재로 스프링을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
4. 제2항에 있어서,

   상기 탄성부재로 탄성력을 가진 합성수지를 이용하는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.

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