KR20160047291A

KR20160047291A - 차량용 디스크 브레이크

Info

Publication number: KR20160047291A
Application number: KR1020140143545A
Authority: KR
Inventors: 정래웅
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2016-05-02

Abstract

본 발명은 차량용 디스크 브레이크에 관한 것으로, 부트의 부트층이 가이드로드의 길이방향으로 연장 형성되고 가이드로드의 반경방향으로 접철되는 구조로 형성되어, 캘리퍼하우징의 왕복운동시 부트 변형에 의한 탄성 반력이 감소됨으로써 부트 탄성 반력에 의해 발생하는 브레이크 드래그(Drag) 현상을 방지할 수 있다.

Description

차량용 디스크 브레이크{DISK BRAKE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 디스크 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가이드로드를 보호하는 부트의 구조를 개선하여 부트의 제조 및 조립을 간단히 하고, 부트 변형시 발생하는 압축 반력 및 인장 반력을 감소시킴으로써 브레이크 드래그(Drag) 현상을 방지할 수 있도록 된 차량용 디스크 브레이크에 관한 것이다.

차량에 구비되는 브레이크는 주행중에 자동차를 감속 또는 정지시키거나, 정지상태를 유지하기 위한 장치이다. 브레이크는 주행중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해 열에너지로 바꾸는 원리를 이용하여 차량을 제동하는 것으로, 드럼식 유압브레이크와 디스크식 유압브레이크 등이 있다. 디스크 브레이크는 드럼 대신에 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크를 양쪽 측면에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻는 장치이다. 디스크 브레이크에 대한 종래기술로 본원발명의 출원인에 의하여 출원된 대한민국 등록특허 제10-0694015호(이하 '종래기술'이라 함)가 게시되어 있다.

종래기술의 도 1을 참조하면, 차량용 디스크 브레이크는 제동유압에 의해 진퇴운동을 하는 피스톤(200)이 내장된 캘리퍼하우징(100), 한 쌍의 패드 플레이트(500, 600)가 설치되어 차체에 고정되는 캐리어(400), 패드 플레이트(500, 600) 사이에 외주연의 일부가 삽입되면서 휠과 함께 회전운동을 하는 디스크(700)를 포함하여 구성된다.

캘리퍼하우징(100)의 후방부에는 제동유압이 전달되는 실린더(110)가 형성되어 있고, 실린더(110)에는 유입구(120)를 통해 전달되는 제동유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤(200)이 구비되어 있다. 실린더(110) 내부에는 고리형상의 시일(150)이 마련되어 실린더(110)에 유압이 해제되면 피스톤(200)을 복원시킨다. 또한, 캘리퍼하우징(100)의 양측 단부에는 캐리어(400)와 결합하기 위해 체결공(130)이 천공된 체결부(130a)가 돌출되게 마련된다. 그리고 캐리어(400)는 차체의 너클(미도시)에 볼트 고정되는데, 여기에는 패드(510, 610)가 부착된 한 쌍의 패드 플레이트(500, 600)가 디스크(700) 방향으로 유격 가능하게 설치된다.

패드 플레이트(500, 600)는 피스톤(200)의 선단과 접하여 압력을 직접적으로 전달받고 이너패드(510)가 부착된 이너패드 플레이트(500)와, 캘리퍼하우징(100)의 선단에 의해 압력을 전달받고 아웃터패드(610)가 부착된 아웃터패드 플레이트(600)로 구성된다. 상기와 같은 구성에서, 캐리어(400)에 가이드로드(300)를 통해 캘리퍼하우징(100)이 피스톤(200)의 작동방향과 같은 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된다. 즉 가이드로드(300)의 일단이 캘리퍼하우징(100)의 체결공(130)에 볼트(140)에 의하여 고정되어 있고, 타단부가 캐리어(400)의 체결홈(410)에 유동 가능하게 삽입 결합되어 체결홈(410) 내부에서 제동작용에 따라 왕복운동을 한다. 또한, 가이드로드(300)의 일단의 외측에는 상기 가이드로드(300)를 감싸며 체결홈(410)의 입구부를 막도록 연질의 부트(310)가 마련되어 있는데, 이것은 신축 가능한 주름관으로 구성되어 가이드로드(300)의 왕복 운동을 방해하지 않으면서 체결홈(410) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지한다.

상기와 같은 구성에서, 자동차가 주행하고 있는 상태에서 브레이크 페달을 밟게 되면, 미 도시된 마스터실린더로부터 유압이 작용하게 되고 계속하여 유압은 유입구(120)를 통해 실린더(110)로 전달된다. 따라서 유압에 의해 피스톤(200)이 디스크(700) 방향으로 전진함으로써, 이너패드 플레이트(500)에 부착된 이너패드(510)가 순간적으로 디스크(700)에 압착된다. 아울러 캐리어(400)에 가이드로드(300)를 통해 유동 가능하게 체결된 캘리퍼하우징(100) 자체가 반대방향으로 이동하고, 이것에 의해 아웃터패드 플레이트(600)에 부착된 아웃터패드(610)가 디스크(700)에 압착되어 제동작용을 한다. 그리고 브레이크 페달을 놓으면 피스톤(200)은 시일(150)의 탄성력으로 인해 원위치로 복원됨으로써, 다시 디스크(700)와 이너패드(510)가 일정 간격 이격되고, 가이드로드(300) 역시 체결홈(410) 내부로 삽입 복원됨으로써, 아웃터패드(610)가 디스크(700)로부터 이격된다.

그러나, 종래기술에 따른 디스크 브레이크에서는 브레이크의 작동 및 해제시 부트(310)의 복원력(압축시의 압축 반력과 인장시의 인장 반력)에 의해 캘리퍼하우징(100)을 밀거나 당기게 되는데, 이 때문에 부트(310) 압축시에는 그 압축 반력에 의해 아웃터패드(610)의 마찰력이 증대되고 부트(310) 팽창시에는 그 인장 반력에 의해 인너패드(510)의 마찰력이 증대됨으로써 브레이크 드래그 현상이 강화되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래기술의 도 2 및 도 3에서는, 부트가 별물로 이루어지고 상호 겹쳐진 제1 부트(80a)와 제2 부트(80b)로 구성되어, 상기 제1 부트(80a)와 제2 부트(80b)가 물리적인 변형이 없이 상호 슬라이딩 이동하는 구조로 이루어져 있다.

이와 같이 부트를 두 개의 유닛으로 구성하는 경우에는 가이드로드(40)가 슬라이딩하면서 왕복하더라도 부트에 물리적인 변형이 발생하지 않기 때문에 압축 및 인장에 의한 반력이 발생하지 않으므로 드래그 현상을 방지할 수 있지만, 상기 부트의 생산 및 조립이 어렵고, 제1 부트(80a)와 제2 부트(80b)의 슬라이딩 면이 마모되어 기밀성도 떨어지게 되는 문제점이 발생하게 되는 것이다.

KR

10-0694015

A

본 발명은 상기와 같은 사항을 감안하여 발명된 것으로, 가이드로드 및 체결홈을 보호하는 부트를 상기 가이드로드의 길이방향으로 나란하게 주름지도록 하나의 유닛으로 제조함으로써 상기 부트 변형시 발생하는 인장 및 압축 반력을 최소화함으로써 브레이크 드래그 현상을 감소시키고, 부트의 제조 및 조립이 용이하며, 기밀성이 뛰어난 차량용 디스크 브레이크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 유압에 의해 진퇴운동을 하도록 피스톤이 내장된 캘리퍼하우징과, 디스크의 양측면에 밀착되는 한 쌍의 패드플레이트가 구비된 캐리어와, 상기 캐리어에 상기 캘리퍼하우징이 슬라이딩 가능하게 결합되도록 일단은 상기 캘리퍼하우징의 단부에 고정되고 타단은 상기 캐리어의 단부에 형성된 체결홈에 삽입되는 가이드로드 및 상기 가이드로드의 노출부를 감싸도록 일단은 가이드로드의 외주면에 돌출 형성된 제1결합고정부를 감싸면서 고정되고 타단은 체결홈 내주면에 함입 형성된 제2결합고정부에 삽입되어 고정된 부트를 포함하고, 상기 부트는 중간 부분이 가이드로드의 길이방향으로 연장 형성된 다수의 부트층이 가이드로드의 반경방향으로 접철되도록 상호 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 부트층은 상기 제2결합고정부에 삽입된 단부로부터 가이드로드의 길이방향을 따라 나란히 연장형성된 제1부트층과, 상기 제1부트층의 끝단에서 외측으로 절곡된 제1 절곡부와, 상기 제1 절곡부의 끝단에서 제1부트층과 반대방향으로 연장되는 제2부트층과, 상기 제2부트층의 끝단에서 외측으로 절곡된 제2절곡부와, 상기 제2절곡부의 끝단에서 제2부트층과 반대방향으로 연장되는 제3부트층으로 구성되며, 상기 제3부트층의 끝단에는 상기 제1결합고정부에 고정된 단부에 연결되는 경사부가 형성된다.

상기 제3부트층과 경사부의 사이에는 최소한 하나 이상의 절곡부와 부트층이 더 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크는 부트가 하나의 유닛으로 일체화되어 있기 때문에 제조 및 조립이 용이하다는 이점이 있다.

또한, 부트에 형성되어 있는 주름 즉, 다수의 부트층이 가이드로드의 길이방향으로 형성되어 변형시 탄성 반력이 감소하기 때문에 상기 부트 변형시 발생하는 압축 및 인장 반력을 최소화하여 브레이크 드래그 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 가이드로드와 상기 가이드로드의 외측에 구비된 부트의 구성을 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 가이드로드와 상기 가이드로드의 외측에 구비된 부트의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크는, 제동유압에 의해 진퇴운동을 하도록 피스톤(20)이 내장되어 있는 캘리퍼하우징(10)과, 상기 피스톤(20)과 연동하여 진퇴운동을 하고 각각 이너패드(51)와 아웃터패드(61)가 장착된 인너패드 플레이트(50와 아웃터패드 플레이트(60)가 소정 간격 이격되어 설치된 캐리어(30)와, 캐리어(30)에 캘리퍼하우징(10)이 슬라이딩 가능하게 결합되도록 일단은 캘리퍼하우징(10)의 단부에 고정되고 타단은 캐리어(30)의 단부에 형성된 체결홈(31)에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입된 가이드로드(40) 및 가이드로드(40)의 외부로 노출된 부분을 감싸면서 캐리어(30)의 체결홈(31) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 부트(80)를 포함한다.

캘리퍼하우징(10)에는 피스톤(20)이 내장되는 실린더(11)와 후술하는 아웃터 패드 플레이트(60)를 작동시키기 위한 핑거부(12)가 형성된다. 실린더(11)는 마스터실린더(미도시)에서 형성된 제동유압이 전달되도록 캘리퍼하우징(10)의 후방부에 형성되며, 상기 캘리퍼하우징(10)의 내주면에는 피스톤(20)을 복원시키는 탄성재질의 시일(13)이 구비된다. 캘리퍼하우징(10)은 캐리어(30)에 슬라이딩 가능하게 결합 되는데, 이를 위해 좌우 양측단부에 체결공(15)이 형성된 체결부(14)가 형성된다.

캐리어(30)는 차체의 너클(미도시)에 볼트 고정되며, 이너패드(51)와 아웃터패드(61)가 부착된 이너패드 플레이트(50)와 아웃터패드 플레이트(60)가 디스크(70)를 중심으로 양측에 유동할 수 있도록 설치된다. 이너패드 플레이트(50) 는 피스톤(20)의 선단에 위치되고, 아웃터패드 플레이트(60)는 상기 핑거부(12)쪽에 위치된다.

캐리어(30)에는 캘리퍼하우징(10)이 가이드로드(40)를 매개로 슬라이딩 가능하게 결합 되는데, 캐리어(30)의 양단부에는 캘리퍼하우징(10)의 체결공(15)과 대응하는 위치에 소정 깊이를 갖는 체결홈(31)이 형성된다.

가이드로드(40)는 일단(체결공(15)쪽 부분)에 확장부가 형성되어 그 확장부에 체결공(15)을 관통한 볼트(16)가 결합되고, 타측부는 캐리어(30)의 체결홈(31)에 슬라이딩 가능한 상태로 삽입된다.

가이드로드(40)의 상기 확장부와 체결홈(31)에 삽입된 부분의 사이 부분 즉, 체결홈(31)의 외측으로 노출된 부분에는 이를 가리도록 부트(80)가 설치된다.

부트(80)의 일단부(도 2에서 상단부)는 가이드로드(40)의 확장부 아래쪽 외주면에 돌출 형성된 돌기인 제1결합고정부(83)를 감싸는 형태로 고정되고, 부트(80)의 타단부(도 2에서 하단부)는 체결홈(31)의 내주면에 함몰 형성된 홈인 제2결합고정부(84)에 삽입되는 형태로 고정된다.

상기와 같은 구성의 차량용 디스크 브레이크는 공지의 구성으로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크는 후술하여 설명한 부트가 적용될 수 있다면 공지의 다양한 구성으로 설계 변경될 수 있음은 물론이다.

부트(80)는 가이드로드(40)의 노출 부분을 보호하고 체결홈(31)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 부트(80)의 중간 부분에는 도 2에 도시된 바와 같이, 가이드로드(40)의 길이방향을 따라 길게 형성된 다수의 부트층이 가이드로드(40)의 반경방향으로 나란하게 접철되도록 형성된다.

상기 부트층은, 제2결합고정부(84)에 삽입된 하단부로부터 가이드로드(40)의 길이방향을 따라 체결공(15)쪽으로 연장되는 제1부트층(81a)과, 상기 제1부트층(81a)의 끝단에서 가이드로드(40)의 반경방향 외측으로 절곡된 제1절곡부(82a)와, 상기 제1절곡부(82a)의 끝단에서 가이드로드(40)의 길이방향을 따라 체결홈(31)쪽으로 연장되는 제2부트층(81b)과, 상기 제2부트층(81b)의 끝단에서 외측으로 절곡된 제2절곡부(82b)와, 상기 제2절곡부(82b)의 끝단에서 다시 체결공(15)쪽으로 연장되는 제3부트층(81c)으로 구성될 수 있으며, 상기 제3 부트층(81c)의 끝단에는 가이드로드(40)의 제1결합고정부(83)측 단부에 연결되는 경사부(85)가 형성된다.

즉, 부트층은 가이드로드(40)의 반경 방향 내측에서 외측으로 가면서, 상하 방향(도 2를 기준으로 한 방향표시임)으로 복수 회에 걸쳐서 왕복하여 형성된 주름층이다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 상기 제3 부트층(81c)의 외측에는 최소한 하나 이상의 또 다른 부트층이 추가로 형성될 수 있다. 따라서, 가이드로드(40)의 길이방향과 나란한 복수의 부트층이 다수 겹으로 주름지게 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성에서, 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크는 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 마스터실린더(미도시)에서 제동유압이 형성되고, 상기 유압이 실린더(11)의 내부로 전달되어 도 1에서와 같이 피스톤(20)이 화살표 A방향으로 전진하게 된다. 피스톤(20)이 전진하면 캐리어(30)에 유동 가능하게 설치된 이너패드 플레이트(50)가 디스크(70)방향으로 전진하여 이너패드(51)가 회전하는 디스크(70)의 일측면에 밀착되고, 가이드로드(40)를 매개로 슬라이딩 가능하게 결합된 캘리퍼하우징(10)이 B방향으로 이동하면서 핑거부(12)가 아웃터패드 플레이트(60)를 디스크(70) 방향으로 끌어 당김으로써 아웃터패드(61)가 디스크(70)의 타측면에 밀착됨으로써 이너패드(51)와 아웃터패드(61)가 디스크(70)에 마찰되면서 제동이 이루어진다.

이후, 운전자가 브레이크페달을 놓아 제동유압을 해제하면, 피스톤(20)은 실린더(11)의 내부로 복귀되고, 캘리퍼하우징(10)이 원위치로 복귀되면서 이너패드(51)와 아웃터패드(61)가 각각 디스크(70)로부터 이격되어 제동력이 제거된다.

상기와 같은 제동 작동시, 부트(80)는 가이드로드(40)가 체결홈(31)으로부터 빠져 나올 때 부트층이 가이드로드(40) 이동 방향으로 늘어나면서 신장되고, 가이드로드(40)가 체결홈(31)으로 삽입되면 부트층은 다시 원래 상태로 압축되어 수축된다.

이때, 부트(80)의 양단부는 위치 변화 없이 고정되어 있으므로 체결홈(31)으로부터 가이드로드(40)의 돌출량에 상관없이 가이드로드(40)의 노출부를 지속적으로 감싸고 있음으로써 가이드로드(40)의 노출부 및 체결홈(31)을 외부 이물질로부터 보호한다.

또한, 상기 부트(80)는, 복수의 부트층(제1부트층(81a), 제2부트층(81b), 제3부트층(81c))이 가이드로드(40)의 길이 방향(=슬라이딩 방향)으로 형성되어 있음으로써 가이드로드(40)의 슬라이딩 이동시 압축되거나 인장될 때 압축 반력 및 인장 반력을 발생시키지 않는다.

즉, 상기 부트(80)는 길이방향으로 압축되거나 인장될 때는 다수의 부트층(81a,81b,81c)들이 상호 부드럽게 겹쳐지거나 길이방향으로 펼쳐질 뿐 그 변형에 따른 탄성 복원력이 거의 발생하지 않는다.

따라서, 부트(80)의 압축 반력과 인장 반력에 의한 캘리퍼하우징(10)과 캐리어(30)의 상대 위치 이동이 발생하지 않고, 이에 원치 않는 시점에 이너패드(51)와 아웃터패드(61)가 디스크(70)에 접촉되는 것이 방지되므로 브레이크 드래그 현상이 발생하지 않게 된다.

따라서, 디스크 브레이크의 작동 성능이 개선되고, 브레이크패드의 불필요한 마모를 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 캘리퍼하우징 11: 실린더
12: 핑거부 14: 체결부
15: 체결공 16: 볼트
20: 피스톤 30: 캐리어
40: 가이드로드 50: 이너 패드 플레이트
51: 이너 패드 60: 아웃터 패드 플레이트
61: 아웃터 패드 70: 디스크
80: 부트 81a,81b,81c: 제1,2,3부트층
82a,82b : 제1,2절곡부 83: 제1결합고정부
84: 제2결합고정부 85: 경사부

Claims

유압에 의해 진퇴운동을 하도록 피스톤이 내장된 캘리퍼하우징,
디스크의 양측면에 밀착되는 한 쌍의 패드플레이트가 구비된 캐리어,
상기 캐리어에 상기 캘리퍼하우징이 슬라이딩 가능하게 결합되도록 일단은 상기 캘리퍼하우징의 단부에 고정되고 타단은 상기 캐리어의 단부에 형성된 체결홈에 삽입되는 가이드로드 및
상기 가이드로드의 노출부를 감싸도록 일단은 가이드로드의 외주면에 돌출 형성된 제1결합고정부를 감싸면서 고정되고 타단은 체결홈 내주면에 함입 형성된 제2결합고정부에 삽입되어 고정된 부트를 포함하고,
상기 부트는 중간 부분이 가이드로드의 길이방향으로 연장 형성된 다수의 부트층이 가이드로드의 반경방향으로 접철되도록 상호 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
청구항 1에 있어서,
상기 부트층은 상기 제2결합고정부에 삽입된 단부로부터 가이드로드의 길이방향을 따라 나란히 연장형성된 제1부트층과, 상기 제1부트층의 끝단에서 외측으로 절곡된 제1 절곡부와, 상기 제1 절곡부의 끝단에서 제1부트층과 반대방향으로 연장되는 제2부트층과, 상기 제2부트층의 끝단에서 외측으로 절곡된 제2절곡부와, 상기 제2절곡부의 끝단에서 제2부트층과 반대방향으로 연장되는 제3부트층으로 구성되며, 상기 제3부트층의 끝단에는 상기 제1결합고정부에 고정되는 단부에 연결되는 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
청구항 2에 있어서,
상기 제3부트층과 경사부의 사이에는 최소한 하나 이상의 절곡부와 부트층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.