KR100436282B1 - 라이닝 마모 한계 표시장치를 갖는 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 브레이크에 관한 것으로서 본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 철편(10)과 상기 철편(10)에 부착된 라이닝(11)을 갖는 브레이크 패드와, 디스크(12)로 이루어지는 디스크식 브레이크 장치에 있어서, 상기 철편(10)에 필기체(20)를 끝단이 상기 라이닝(11)의 마모한계(L)에 위치하도록 삽입하고, 상기 필기체(20)의 삽입위치는 상기 철편(10)상에서 차량전진시에 상기 디스크(12)가 회전하는 방향쪽 끝단인 것을 특징으로 하고 있다.

Description

라이닝 마모 한계 표시장치를 갖는 브레이크 장치{Brake with lining wear indicator}

본 발명은 자동차용 브레이크에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 사용 중인 브레이크 패드의 라이닝 마모 상태를 운전자가 직접 확인할 수 있도록 한 브레이크 라이닝 마모한계 표시장치를 갖는 브레이크 장치에 관한 것이다.

자동차는 발명된 후 지금까지 편리하고 안전하게 사용되기 위해 여러 부속장치들이 그동안 발명 또는 개량 발전되어 왔다. 그 중 브레이크 장치는 다양하게 발명되거나 개량되어 사용되어 오고 있으나 근본적인 형태는 큰 변화없이 유지되어 오고 있다.

특히 자동차에 사용되어지고 있는 유압브레이크 장치는 브레이크 페달을 운전자가 밟게 될 경우 엔진의 흡기 부압을 이용하여 조작력을 배증시키는 마스터 실린더를 통해 작동유의 압력이 높혀져서 드럼식 브레이크 또는 디스크식 브레이크에 설치된 유압 실린더에 전달된다. 이로 인해, 유압 실린더내에 장착된 피스톤이 압출되게 되며, 드럼식 브레이크의 경우 자동차 바퀴 내부에 장치된 드럼의 안쪽에서 브레이크 슈를 브레이크 동체쪽으로 압박하여 마찰이 이루어지며, 디스크식 브레이크의 경우 바퀴에 일체형으로 장착한 원판형의 디스크를 양쪽에서 브레이크 패드로 강하게 압박하여 브레이크 라이닝과 디스크면이 마찰되어 마찰에 의해 운동에너지가 열에너지로 바뀌면서 브레이크 조작이 이루어지는 구조로 되어 있다.

이러한 브레이크 구조에서는 브레이크 조작이 계속될수록 드럼 또는 디스크와의 마찰로 인해 지속적으로 브레이크 패드의 라이닝이 마모되게 되며, 이러한 마모가 계속되어 라이닝이 모두 마모되게 되면 드럼 또는 디스크를 손상시킬뿐만 아니라 브레이크 조작이 이루어지지 않으므로, 마모한계를 설정하여 두고 마모한계까지 마모가 진행되면 브레이크 패드를 교체하여 사용하여야 한다.

그러므로 사용자는 주기적으로 브레이크 패드의 마모상태를 확인해야 하는데, 종래에는 이러한 마모상태를 확인하기 위한 방법으로 브레이크 오일탱크에 들어 있는 오일 양의 점검을 통해 휠 실린더나 파이프, 또는 브레이크 호스 등에서 오일의 누설이 없으나 브레이크 오일양이 적은 경우에 브레이크 패드의 교환시기가 도래했다고 판단하는 방법이 있는데, 이 경우 자동차의 보닛을 열어서 점검해야 하는 불편이 있고 마모상태를 오일의 양으로 간접적으로 확인하는 것이므로 정확도가 떨어지는 단점이 있다.

또한, 핸드 브레이크의 작동상태를 통해서 확인하는 방법이 있는데, 운전석에서 핸트 브레이크 레버를 잡아당겼을 때 유격양의 크기로 판단하는 방법이지만 이 역시 직접적인 확인은 아니므로 이상이 있는 경우라고 판단되는 경우에는 바퀴를 분리해 놓은 상태에서 육안으로 직접 확인해야 하는 불편이 있다.

그외에, 브레이크 패드 한 켠에 금속편을 부착하여 브레이크 패드 라이닝의 마모상황이 마모한계까지 진행하게 되면 상기 금속편이 브레이크 디스크 또는 드럼에 닿으면서 금속성 소리가 나게 하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에서는 이러한 소리가 브레이크 작동시에만 나게되므로 운전자나 정비사가 항시 지속적으로 확인할 수 없고, 마모한계를 지나서도 교체하지 않고 계속 사용하게 되는 경우에는 디스크나 드럼을 손상시키게 되는 문제가 있다.

결국, 브레이크 라이닝의 마모상태를 정확히 알기 위해서는 바퀴를 제거한 후에 브레이크 장치를 분해하여 육안으로 직접 확인해야 하는 데 이는 시간이 많이 소요되게 되며 비용면에서도 불리하다. 특히, 트럭이나 버스와 같은 대형차의 경우에는 그 불편함이 더욱 크기 때문에 잦은 점검을 기피하게 되어 사고를 미연에 예방하지 못하는 위험이 존재하는 것이다.

본 발명은 상기와 종래기술의 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 사용 중인 브레이크 패드의 라이닝 마모상태를 운전자가 직접 확인할 수 있도록 하기 위해서 운전자나 정비사가 브레이크 장치를 분해할 필요없이, 육안으로 직접 관찰하여 조사함으로써 간단하게 브레이크 패드의 라이닝이 마모한계에 도달되었는지 여부를 판단할 수 있는 브레이크 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 하고 있다.

도1은 본 발명에 의한 브레이크 장치의 첫번째 실시예에 대한 평면도이다.

도2는 본 발명에 의한 브레이크 장치의 두번째 실시예에 대한 조립도이다.

도3은 본 발명에 의한 브레이크 장치의 세번째 실시예에 대한 정면도이다.

도4는 본 발명에 의한 브레이크 장치의 네번째 실시예에 대한 정면도이다.

도5는 본 발명에 의한 브레이크 장치의 다섯번째 실시예에 대한 부분 단면도이다.

도6은 본 발명에 의한 브레이크 장치의 여섯번째 실시예에 있어서 라이닝이 마모되기 전의 상태를 도시한 단면도이다.

[도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명]

10 … 철편, 11 … 라이닝,

12 … 디스크, 20 … 필기체,

31 … 부싱, 40 … 브레이크 슈,

41 … 브레이크 드럼, 42 … 관통공,

61 … 안료.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 철편(10)과 상기 철편(10)에 부착된 라이닝(11)을 갖는 브레이크 패드와, 디스크(12)로 이루어지는 디스크식 브레이크 장치에 있어서, 상기 철편(10)에 필기체(20)를 끝단이 상기 라이닝(11)의 마모한계(L)에 위치하도록 삽입하고, 상기 필기체(20)의 삽입위치는 상기 철편(10)상에서 차량전진시에 상기 디스크(12)가 회전하는 방향쪽 끝단인 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 한 쌍의 브레이크 슈(40)와, 상기 브레이크 슈(40)를 내부에 포함하는 브레이크 드럼(41)으로 이루어지는 드럼식 브레이크 장치에 있어서, 상기 브레이크 드럼(41)의 정면에 관통공(42)을 형성하여 내부의 브레이크 슈(40)가 보이도록 하고, 상기 관통공(42)을 밀봉하기 위한 마개를 추가적으로 갖는 것을 또 다른 특징으로 하고 있다.

또한, 철편(10)과 상기 철편(10)에 부착된 라이닝(11)을 갖는 브레이크 패드와, 디스크(12)로 이루어지는 디스크식 브레이크 장치에 있어서, 상기 철편(10)의 배면으로 부터 철편(10)을 관통하여 깊이가 상기 라이닝(11)의 마모한계(L)까지 도달하는 홀(50)을 형성하여 라이닝(11)이 마모한계(L)까지 마모되면 상기 홀(50)을 통해서 디스크면이 직접 보이도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 브레이크 장치에 대한 실시예에 대해서 상세하게 설명하고자 한다.

도1을 참조하면, 디스크식 브레이크 장치에 관한 첫번째 실시예가 도시되어 있다. 일반적으로 디스크식 브레이크 장치의 경우 두개의 브레이크 패드가 사용되는데, 도1에서는 바깥쪽 브레이크 패드의 철편(10)에 필기체(20)를 삽입하고 있다.

상기 필기체(20)의 종류에 대해서는 금속제 디스크(12)의 표면에 채색될 수 있는 것이면 특별히 한정하지는 않지만, 예를 들면 석필 또는 유성펜 등을 사용할 수 있다. 이 때, 필기체(20)의 끝단 높이, 즉 철편(10)의 표면에서 끝단까지의 높이는 브레이크 라이닝(11)의 마모한계(L)의 높이와 일치해야 한다.

또한, 필기체(20)는 차량이 전진하는 경우에 상기 디스크(12)가 회전하는 방향(도1에서 화살표로 표시한 방향)쪽의 끝단에 위치해야 하며, 도1에서는 철편(10)의 왼쪽에 위치하게 된다. 만일, 필기체(20)가 도1과 반대방향에 위치하는 경우에는 라이닝(11)이 마모한계(L)를 초과하여 마모되어 필기체(20)가 디스크(12)의 표면에 표시를 하더라도 라이닝(11)과 디스크(12) 표면의 마찰로 인해 지워지게 된다. 따라서, 디스크(12) 표면이 라이닝(11)과 마찰한 후에 상기 필기체(20)에 의해 표시가 되도록 한 것이다.

그러므로, 장기간의 사용으로 브레이크 라이닝(11)이 마모한계(L)까지 마모되면 필기체(20)의 끝단이 디스크(12)의 표면에 닿게되어 디스크(12)의 표면에 원형의 띠가 생기게 되고, 일반적인 디스크식 브레이크 장치는 디스크(12)의 표면이 타이어가 장착된 상태에서도 외부에서 쉽게 관찰되므로 브레이크 라이닝(11)의 마모상태를 육안으로 관찰할 수 있게된다.

도2에는 디스크식 브레이크 장치의 두번째 실시예가 도시되어 있는데, 상기 필기체(20)를 부싱(31)내에 삽입하여 두고, 상기 부싱(31)의 외주에는 나사산을 형성한 것으로, 상기 철편(10)과는 나사결합을 통하여 결합함으로써 필기체(20)와 철편(10)의 결합강도를 높이고 주행 중 바퀴의 고속회전에 의해 이물질이 튕겨서 필기체(20)가 부러지는 것을 막도록 한 것이다.

상기 두개의 실시예에 있어서, 필기체(20)가 원추형의 형상을 갖도록 하는 것이 좋다. 원추형의 필기체(20)는 철편(10)을 향해서 단면의 직경이 커지므로, 라이닝(11)의 마모가 진행될 수록 디스크(12)의 표면에 나타나는 무늬가 굵어지므로 마모의 진행상황을 보다 용이하게 파악할 수 있다.

도3에는 드럼식 브레이크 장치에 대한 세번째 실시예가 도시되어 있다. 드럼식 브레이크 장치는 디스크식 브레이크 장치와는 달리 드럼(41)에서 라이닝(11)과 마찰되는 부분이 외부로 드러나 있지 않으므로, 도시된 바와 같이 바퀴가 장착되는 드럼(41)의 정면에 두개의 관통공(42)을 천공하여 마모상황을 직접 육안으로 확인하도록 한 것이다.

즉, 도3에서 바퀴는 볼트에 체결되며, 상기 관통공(42)은 브레이크 슈(40)의 라이닝(11)이 직접 보이도록 브레이크 드럼(41)의 측벽에 인접한 위치에 형성한다. 도3에서는 두개의 관통공(42)이 형성되어 있으며, 주행중에 이물질이 브레이크 드럼(41) 내부로 침입하는 것을 막기 위해서 상기 관통공(42)을 덮는 마개를 설치하는 것이 좋다.

일반적인 바퀴는 휠 캡이 설치되는 측면에는 다수의 홀이 형성되어 있으므로 타이어를 고정하는 경우 상기 관통공(42)과 홀이 정렬되도록 한 상태에서 고정하게 되면 타이어를 분리하지 않고 간단히 마개만을 제거하면, 라이닝(11)의 마모상태를 확인할 수 있다. 만일 바퀴의 측면에 상기와 같은 홀이 없는 경우에는 바퀴를 분리한 후 마개를 열어서 관찰하게 된다.

도4를 참조하면 본 발명에 의한 디스크식 브레이크 장치에 대한 네번째 실시예가 도시되어 있다. 상기 실시예에서는 철편(10)의 뒷면에서부터 라이닝(11)의 내부까지 도달하는 다수의 홀(50, 51, 52)이 형성되어 있다. 상기 홀의 깊이는 각각 다른데 그 중 제일 얕은 홀(50)의 깊이는 철편(10)의 뒷면에서부터 라이닝(11)의 마모한계(L)까지이며 홀(51)은 그 보다 깊이 형성되어 있고, 나머지 홀(52)은 홀(51) 보다 깊이 형성되어 있다.

따라서, 라이닝(11)의 마모가 진행되어 홀(52)의 상부까지 도달하면 홀(52)의 위에는 라이닝(11)이 마모되어 존재하지 않으므로 상기 홀(52)을 통해서 디스크면이 직접 보이게 되므로 라이닝(11)의 마모상황을 알 수 있다. 그 후에 라이닝(11)이 더욱 마모되면 나머지 두개의 홀(50, 51)을 통해서도 디스크면을 관찰할 수 있어 라이닝(11)의 마모상황을 단계적으로 관찰할 수 있다. 그러므로, 세개의 홀을 통해서 디스크면이 관찰되는 경우에는 라이닝(11)이 마모한계(L)까지 마모된 것이므로 브레이크 패드를 즉시 교환해야 한다는 것을 표시할 수 있게 된다.

또한, 상기 홀들은 원뿔대의 형상을 갖고 있으므로, 주행 중에 상기 홀 내부에 이물질이 침입하여도 패드 외면에 존재하는 난류에 의해서 용이하게 이물질이 배출되게 되어 있다.

도5를 참조하면 디스크식 브레이크 장치의 다섯번째 실시예가 도시되어 있다. 상기 실시예는 철편(10)에서부터 라이닝(11)의 마모한계(L)를 넘어서는 깊이를 갖도록 원뿔대의 형상을 갖는 홀(64)을 형성한 것이다. 상기 홀(64)의 바닥면에는 각기 다른 색을 갖는 안료(61, 62, 63)가 다수 적층되어 있다.

상기 안료는 상기 홀(64)의 바닥면에서부터 마모한계(L)까지 채워져 있어서, 라이닝(11)이 마모되면 처음에는 안료(61)의 색상을 갖는 원형의 띠가 디스크면에 나타나게 되며, 마모가 진행될 수록 다른 색의 띠가 디스크(12) 면에 표시되게 된다. 이를 통해서 운전자는 라이닝(11)의 마모상황을 색상의 변화를 통해서 알 수 있으며, 최종적으로 라이닝(11)이 마모한계(L)에 까지 마모되면 상기 홀(64)을 통해서 디스크면이 직접 보이게 되므로, 교체시기를 알 수 있다.

도6을 참조하면 디스크식 브레이크 장치의 여섯번째 실시예가 도시되어 있다. 상기 실시예에서는 브레이크 패드의 철편을 관통하는 홀(70)을 형성하며, 상기 홀(70)의 깊이는 철편의 배면에서부터 라이닝의 마모한계까지에 해당하도록 되어있다.

홀(70)의 내부에는 T자형 버팀쇠(72)가 삽입되어 있다. 상기 T자형 버팀쇠(72)의 상부에는 플랜지(71)가 형성되어 있는데, 상기 플랜지(71)는 윗면에 돌출부를 가지고 있다. 상기 T자형 버팀쇠(72)의 하부는 라이닝에 부착되어 있다.

상기 플랜지(71)와 라이닝(11) 사이에는 스프링(73)이 개재되어 있으며, 상기 스프링은 상기 플랜지를 도6에서 윗쪽방향으로 밀고 있다.

또한, 상기 홀(70)의 상부에는 스토퍼(74)가 설치되어 있으며 스토퍼(74)와 플랜지의 돌출부는 일정한 간격을 두고 떨어져 있다. 상기 스토퍼는 일단이 철편에 고정되어 있으며, 홀(70)의 상부 일부를 덮도록 되어 있다.

상기 라이닝(11)의 마모가 진행되어 마모한계까지 마모되면, 상기 T자형 버팀쇠의 하부와 부착되어 있던 라이닝 면이 마모에 의해서 없어지게 된다. 이로 인해, 상기 스프링(73)의 하부는 디스크(12)의 면에 닿게되며, T자형 버팀쇠는 지지하는 면이 없어지므로 스프링의 탄성력에 의해서 위로 이동하여 스토퍼와 플랜지의 돌출부가 닿게 된다.

따라서, 사용자는 스토퍼와 플랜지가 접촉되어 있는지의 여부를 조사하여 라이닝의 마모상태를 파악할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스토퍼(74)의 일단과 플랜지(71)의 윗면에 각각 전원을 인가하는 도선(74, 75)을 연결하고, 상기 도선과 연결되는 경고등을 운전석의 계기판에 설치하는 것이 좋다. 이 경우에는 상기 플랜지와 스토퍼가 접촉하게 되면, 계기판에 설치된 경고등이 점등되므로 운전석에서 직접 라이닝의 마모상태를 확인할 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해서 본 발명은 라이닝(11)의 마모상황을 브레이크 장치를 분해하지 않고도 육안으로 직접 판별할 수 있도록 하므로, 시간적으로나 경제적으로도 유리하며, 무엇보다도 정확한 판단이 가능하기 때문에 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 라이닝(11)의 마모상황을 다수의 홀 또는 각기 다른 색상을 통해서 단계적으로 표시하여 주므로, 운전자로 하여금 라이닝(11)의 교체시기를 미리 예측할 수 있게 한다. 따라서, 운전자는 여유를 가지고 라이닝(11)의 교체시기를 결정할 수 있으므로 안전한 운행이 가능해지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 라이닝(11)의 마모한계(L)까지 마모된 경우에 계기판에 설치된 경고등에 의해 마모상황을 알려주므로, 간단한 구성을 통해서 운전석내에서 마모상황을 알 수 있는 편리함을 제공한다.

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
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5. 삭제
6. 철편(10)과 상기 철편(10)에 부착된 라이닝(11)을 갖는 브레이크 패드와, 디스크(12)로 이루어지는 디스크식 브레이크 장치에 있어서,

   상기 철편(10)의 배면으로 부터 철편(10)을 관통하여 깊이가 상기 라이닝(11)의 마모한계(L)까지 도달하는 홀(50)을 형성하여 라이닝(11)이 마모한계(L)까지 마모되면 상기 홀을 통해서 디스크면이 직접 보이도록 구성한 것을 특징으로 하는 디스크식 브레이크 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 홀(50)의 주변에 상기 홀(50) 보다 깊으며 각각 다른 깊이를 갖는 적어도 하나의 홀(51, 52)을 형성하여, 라이닝(11)이 마모한계(L)에 이르기 전에 마모상황을 단계적으로 표시할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 디스크식 브레이크 장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 홀(64)의 깊이를 라이닝(11)의 마모한계(L) 보다 깊게 하고, 바닥면에 안료(61)를 라이닝(11)과 철편(10)의 접합면까지 채워넣어, 라이닝(11)이 상기 홀(64)의 바닥면까지 마모되면 상기 안료(61)가 디스크(12)의 표면에 묻어나오도록 한 것을 특징으로 하는 디스크식 브레이크 장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 홀(64)의 바닥면에 각각 다른 색을 갖는 안료(61, 62, 63)를 적어도 두개의 층으로 라이닝(11)과 철편(10)의 접합면까지 채워넣어, 라이닝(11)의 마모정도에 따라서 각각 다른 색의 안료(61, 62, 63)가 디스크(12)의 표면에 묻어나오도록 한 것을 특징으로 하는 디스크식 브레이크 장치.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 홀(50, 51, 52, 64)은 원뿔대의 형상을 가져서, 홀 내부에 이물질이 퇴적되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 디스크식 브레이크 장치.
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