KR20020009663A - 차량용 디스크브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 디스크브레이크에 관한 것으로, 특히 마찰패드에 걸리는 면압분포가 균일하도록 하여 마찰패드의 편마모를 방지하고 소음 및 진동을 줄일 수 있도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명은 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크, 상기 디스크의 양측에 배치되며 그 일면에 마찰패드가 부착된 한 쌍의 패드플레이트, 상기 두 패드플레이트를 가압하도록 피스톤이 설치된 실린더부를 구비하는 캘리퍼하우징, 상기 두 패드플레이트와 상기 캘리퍼하우징을 지지하는 캐리어, 상기 캘리퍼하우징이 상기 캐리어에 진퇴 가능하게 결합되도록 상기 캐리어의 양측에 형성된 결합공과 이 결합공에 끼워진 상태로 상기 캘리퍼하우징 양측에 결합된 가이드로드를 포함하는 차량용 디스크브레이크에 있어서, 제동동작이 수행될 때 상기 마찰패드의 표면에 작용되는 면압분포가 균일해지도록 상기 캘리퍼하우징이 상기 디스크 표면과 수직을 이루는 연장선으로부터 상기 디스크의 회전 반대방향으로 소정각도 틀어지게 설치된 것이다.

Description

차량용 디스크브레이크{DISC BRAKE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 디스크브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마찰패드에 걸리는 압력분포를 균일하게 하여 마찰패드의 편마모를 방지하고 소음 및 진동을 줄일 수 있도록 한 차량용 디스크브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 디스크브레이크는 차량의 휠과 함께 회전되는 디스크의 양면에 마찰패드를 강제 압착시켜 마찰력을 발생시키고, 이 마찰력에 의해 디스크의 회전이 멈추도록 함으로써 차량을 제동시키는 장치이다.

도 1은 이러한 종래 디스크브레이크의 개략적인 구성을 보인 단면도이다. 이를 참조하면, 디스크브레이크에는 차륜과 함께 회전하는 디스크(1)의 양측에 마찰패드(2a,3a)가 부착된 한 쌍의 패드플레이트(2,3)가 구비되고, 이들 패드플레이트(2,3)를 디스크(1) 쪽으로 가압하는 캘리퍼하우징(4)이 마련된다. 이때 캘리퍼하우징(4)은 일측 내부에 피스톤(5)이 설치된 실린더부(4a)와, 실린더부(4a)의 타측에 마련되어 맞은편 패드플레이트(3)의 이면을 지지하는 핑거부(4b), 그리고 핑거부(4b)의 상단과 실린더부(4a)의 상단을 일체로 연결하는 연결부(미도시)로 이루어진다.

이러한 디스크브레이크는 캘리퍼하우징(4)의 실린더부(4a) 내부로 제동유압이 공급되면 피스톤(5)이 "A"방향으로 전진하면서 일측 패드플레이트(2)를 가압하고, 켈리퍼하우징(4)의 실린더부(4a)와 핑거부는 피스톤(5)의 운동과 반대인 "B"방향으로 이동하면서 타측 패드플레이트(3)를 가압함으로써 제동을 수행한다.

그러나 이와 같은 구성의 종래 디스크브레이크는 제동이 이루어질 때 디스크(1)가 패드플레이트(2,3)의 가압방향과 수직방향(C방향)으로 고속으로 회전하는 상태이기 때문에, 두 패드플레이트(2,3)를 가압하는 캘리퍼하우징(4)에 큰 모멘트(moment)가 걸려서 켈리퍼하우징(4)이 미세하게 나마 W의 방향으로 회전하는 현상이 발생하는데, 이러한 현상으로 인해 마찰패드(2a,3a)의 편마모가 발생하고 제동소음 및 진동이 커지는 문제가 있었다.

즉 이러한 현상으로 인해 피스톤(5)을 통해 가압되는 일측 마찰패드(2a)에 걸리는 면압분포는 P1의 양상을 보이고, 핑거부(4b)를 통해 가압되는 타측 마찰패드(3b)에 걸리는 면압분포는 반대로 P2의 양상을 보이기 때문에, 마찰패드(2a,3a)의 편마모가 발생할 뿐만 아니라, 국부적인 하중의 집중으로 소음과 진동이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 캘리퍼하우징의 설치구조 개선을 통해 마찰패드에 걸리는 면압분포가 균일해 지도록 하여 마찰패드의 편마모를 방지할 뿐만 아니라 소음 및 진동이 줄어들도록 하는 차량용 디스크브레이크에 관한 것이다.

도 1은 종래 차량용 디스크브레이크의 구성을 보인 단면도로, 마찰패드에 걸리는 면압분포를 보인 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 디스크브레이크의 구성을 보인 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 디스크브레이크의 구성을 보인 횡단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 디스크브레이크의 구성을 보인 단면도로, 마찰패드에 걸리는 면압분포를 보인 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 디스크, 11,12: 패드플레이트,

11a,12a: 마찰패드, 20: 캐리어,

21: 안내홈, 22: 판스프링,

23: 결합공, 30: 캘리퍼하우징,

31: 실린더부, 32: 핑거부,

33: 연결부, 34: 피스톤,

35: 가이드로드.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 디스크브레이크는, 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크, 상기 디스크의 양측에 배치되며 그 일면에 마찰패드가 부착된 한 쌍의 패드플레이트, 상기 두 패드플레이트를 가압하도록 피스톤이 설치된 실린더부를 구비하는 캘리퍼하우징, 상기 두 패드플레이트와 상기 캘리퍼하우징을 지지하는 캐리어, 상기 캘리퍼하우징이 상기 캐리어에 진퇴 가능하게 결합되도록 상기 캐리어의 양측에 형성된 결합공과 이 결합공에 끼워진 상태로 상기 캘리퍼하우징 양측에 결합된 가이드로드를 포함하는 차량용 디스크브레이크에 있어서, 제동동작이 수행될 때 상기 마찰패드의 표면에 작용되는 면압분포가 균일해지도록 상기 캘리퍼하우징이 상기 디스크 표면과 수직을 이루는 연장선으로부터 상기 디스크의 회전 반대방향으로 소정각도 틀어지게 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 캘리퍼하우징이 평소 틀어진 상태를 유지하도록 상기 가이드로드와 상기 결합공이 상기 디스크 표면과 수직을 이루는 연장선으로부터 상기 디스크의 회전 반대방향으로 소정각도 틀어지게 설치된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 차량용 디스크브레이크는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 차량의 바퀴와 함께 회전하는 디스크(10)의 양측에 마찰패드(11a,12a)가 부착된 한 쌍의 패드플레이트(11,12)를 구비한다. 이때 패드플레이트(11,12)는 차량의 너클부(미도시)에 고정되는 캐리어(20)에 지지되는데, 각 패드플레이트(11,12)의 양단에 형성된 돌출턱(11b,12b)이 이와 대응하는 케리어(20)의 양측에 형성된 안내홈(21)에 끼워짐으로써 패드플레이트(11,12)가 디스크(10) 쪽으로 진퇴 가능하게 지지된다. 부호 22는 캐리어(20)의 양측 안내홈(21)에 끼워져서 패드플레이트(11,12)의 돌출턱(11b,12b)을 미끄럼 가능하게 지지하는 동시에 패드플레이트(11,12)의 진동을 방지하는 패드스프링이다.

또한 캐리어(20)의 외측에는 디스크(10) 양측에 배치된 두 패드플레이트(11,12)를 디스크(10) 쪽으로 가압하는 캘리퍼하우징(30)이 마련된다. 이때 캘리퍼하우징(30)의 일측에는 일측 패드플레이트(11)를 디스크(10) 쪽으로 가압하도록 피스톤(34)이 설치된 실린더부(31)가 마련되고, 실린더부(31)의 타측에는 맞은편 패드플레이트(12)의 이면을 지지하는 핑거부(32)가 마련된다. 그리고 핑거부(32)의 상단과 실린더부(31)의 상단에는 이들을 연결하는 연결부(33)가 마련된다. 즉 켈리퍼하우징(30)은 실린더부(31), 핑커부(32), 연결부(33)가 일체로 구성된다.

또한 캘리퍼하우징(30)의 양측에는 캐리어(20)에 미끄럼 가능하게 결합될 수 있도록 하는 가이드로드(35)가 마련되고, 이 가이드로드(35)는 캐리어(20)의 양측에 형성된 결합공(23)에 끼워져 결합된다.

한편 본 발명은 이러한 디스크브레이크를 구성함에 있어서 캘리퍼하우징(30)이 디스크(10)의 회전 반대방향으로 소정각도 틀어지게 설치됨으로써 제동동작시 마찰패드(11a,12a)의 전면에 가해지는 면압이 전체적으로 균일해 질 수 있도록 한 것이 특징이다.

이는 제동동작시 캘리퍼하우징(30)에 걸리는 모멘트(moment)에 의해 켈리퍼하우징(30)이 디스크(10)의 회전 방향으로 소정구간 회전 변형하는 특성을 감안한 것이다. 즉 켈리퍼하우징(30)을 미리 회전 변위 만큼 디스크(10)의 회전 반대방향으로 회전시켜둠으로써 실제 제동 동작시에 캘리퍼하우징(30)의 중심선(D)과 디스크(10)의 표면이 수직상태를 이루어 마찰패드(11a,12a)의 면압분포가 균일해 지도록 한 것이다.

이를 위해 캐리어(30)의 양측에 형성된 결합공(23)의 중심선(F)이 디스크(10)의 표면과 수직을 이루는 연장선(G)으로부터 디스크(10)의 회전 반대방향으로 소정각도(θ) 틀어지게 형성된다. 따라서 이에 결합되는 가이드로드(35)가 연장선 G와 틀어진 상태를 유지하고 켈리퍼하우징(30)의 중심선(D)도 연장선 E로부터 소정각도 틀어진 상태를 유지한다. 또한 켈리퍼하우징(30)의 피스톤(34)과 핑거부(32)에 의해 가압되는 두 패드플레이트(11,12)도 틀어진 상태가 된다. 이때 캐리어(20)에 지지되는 두 패드플레이트(11,12)의 원활한 진퇴를 위해서는 캐리어(20) 양측의 안내홈(21)도 캘리퍼하우징(30)의 중심선(D)과 평행을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 디스크브레이크의 동작을 설명하면 다음과 같다.

운전자가 브레이크 페달을 밟아 캘리퍼하우징(30)의 실린더부(31)로 브레이크액이 유입되면, 실린더부(31) 내부에 제동압이 형성된다. 이때 피스톤(34)은 도 4의 "A"방향으로 전진하면서 일측 패드플레이트(11)를 가압한다. 이와 동시에 켈리퍼하우징(30)의 실린더부(31)는 유압의 반작용에 의해 피스톤(34)의 운동과 반대인 "B"방향으로 이동되고, 또한 이와 연결된 연결부(33)와 핑거부(32)가 "B"방향으로 이동되면서, 핑거부(32)를 통해 타측 패드플레이트(12)의 이면이 역방향으로 가압된다. 따라서 양측의 두 패드플레이트(11,12)는 디스크(10)를 가압하여 차량의 제동을 수행한다.

한편, 이와 같은 제동이 이루어질 때 캘리퍼하우징(30)은 소정각도 틀어진 상태이기 때문에 두 패드플레이트(11,12)의 마찰패드(11a,12a)가 틀어진 상태로 디스크(10)표면에 가압된다. 따라서 피스톤(34)에 의해 밀리는 일측 패드플레이트(11)의 마찰패드(11a)는 디스크(10)가 빠져나가는 쪽이 디스크(10)에 먼저 접촉되고, 핑거부(32)에 의해 밀리는 타측 패드플레이트(12)의 마찰패드(12a)는 디스크(10)가 진입되는 쪽이 디스크(10)에 먼저 접촉되면서 제동이 시작된다. 그리고 일단 제동이 시작된 이후에는 디스크(10)의 회전력에 의해 캘리퍼하우징(30)에 큰 모멘트(moment)가 걸리기 때문에 캘리퍼하우징(30)이 디스크(10)회전방향으로 소정구간 회전 변형된다. 따라서 디스크(10) 양측의 두 마찰패드(11a,12a)는 전면이 디스크(10)의 표면과 평행한 상태로 가압되어 마찰패드(11a,12a)에 가해지는 면압(P)이 전체적으로 균일해지기 때문에 마찰패드(11a,12a)의 편마모가 방지되고 제동소음과 진동의 발생이 줄어든다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 디스크브레이크는 캘리퍼하우징이 디스크표면과 수직을 이루는 연장선으로부터 디스크의 회전 반대방향으로 소정각도 틀어지게 설치되기 때문에 마찰패드에 걸리는 면압분포가 균일해짐으로써, 마찰패드의 편마모가 방지될 뿐만 아니라 제동동작시 소음 및 진동이 줄어드는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크, 상기 디스크의 양측에 배치되며 그 일면에 마찰패드가 부착된 한 쌍의 패드플레이트, 상기 두 패드플레이트를 가압하도록 피스톤이 설치된 실린더부를 구비하는 캘리퍼하우징, 상기 두 패드플레이트와 상기 캘리퍼하우징을 지지하는 캐리어, 상기 캘리퍼하우징이 상기 캐리어에 진퇴 가능하게 결합되도록 상기 캐리어의 양측에 형성된 결합공과 이 결합공에 끼워진 상태로 상기 캘리퍼하우징 양측에 결합된 가이드로드를 포함하는 차량용 디스크브레이크에 있어서,

   제동동작이 수행될 때 상기 마찰패드의 표면에 작용되는 면압분포가 균일해지도록 상기 캘리퍼하우징이 상기 디스크 표면과 수직을 이루는 연장선으로부터 상기 디스크의 회전 반대방향으로 소정각도 틀어지게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크브레이크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 캘리퍼하우징이 평소 틀어진 상태를 유지하도록 상기 가이드로드와 상기 결합공이 상기 디스크 표면과 수직을 이루는 연장선으로부터 상기 디스크의 회전 반대방향으로 소정각도 틀어지게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크브레이크.