KR100466128B1

KR100466128B1 - 자동차의 디스크브레이크

Info

Publication number: KR100466128B1
Application number: KR10-2002-0068737A
Authority: KR
Inventors: 백성식
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2005-01-13
Also published as: KR20040040570A

Abstract

본 발명은 자동차의 디스크브레이크에 관한 것으로, 너클(4)을 관통하는 차륜축(S)의 끝단에 휠허브(3)와 일체로 결합되면서 차륜축(S)과 함께 회전을 하는 브레이크디스크(1)와, 조작기구의 조작력을 전달받아 상기 브레이크디스크(1)에 압착되면서 마찰력에 의한 제동력을 발생시키도록 하는 패드마운팅조립체(2)를 포함하여 구성되는 자동차의 디스크브레이크에 있어서, 상기 너클(4)과 브레이크디스크(1)사이에 위치되면서 차륜축(S)에 의해 관통되어 자유회전이 가능하도록 설치됨은 물론 상기 패드마운팅조립체(2)와는 나사체결되면서 조립되는 원판플레이트부재(11)와, 차량의 주행상태에 따라 상기 원판플레이트부재(11)의 회전각을 제어하면서 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 장착된 패드마운팅조립체(2)의 장착위치를 각각 가변시킬 수 있도록 하는 플레이트회전수단(20)을 더 포함하도록 구성되어져, 상기 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 각각 구비된 패드마운팅조립체(2)의 장착위치가 차량의 주행상태에 따라 능동적으로 가변됨으로써, 제동안정성이 증대되고 아울러 승차감이 향상되도록 된 것이다.

Description

자동차의 디스크브레이크{disk break system of vehicle}

본 발명은 자동차의 디스크브레이크에 관한 것으로, 특히 전륜과 후륜에 각각 장착되는 패드마운팅조립체의 장착위치가 차량의 주행상태에 따라 가변되도록 하여 급제동 발생시 주행상태에 상관없이 항상 제동안정성을 확보할 수 있도록 된 자동차의 디스크브레이크에 관한 것이다.

일반적으로, 제동장치(Brake System)는 주행할 때 주로 사용하는 주브레이크와 자동차를 주차할 때 사용하는 주차브레이크로 분류되고, 상기 주브레이크는 브레이크페달의 조작에 의해 발생된 유압을 매개로 제동시키도록 된 유압식 브레이크와, 대형자동차등 큰 제동력을 필요로 하는 경우에 사용하도록 된 배력식 브레이크 및, 압축공기의 압력을 이용해 제동력을 발생시키도록 된 공기브레이크로 분류되며, 상기 유압식 브레이크에는 바퀴와 함께 회전되는 디스크의 양쪽에서 제동패드를 유압에 의해 눌러서 제동하도록 된 디스크브레이크가 있다.

여기서, 상기한 디스크브레이크는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 크게 브레이크디스크(1)와 패드마운팅조립체(2)로 이루어지는데, 상기한 브레이크디스크(1)는 휠허브(3)에 결합되어 바퀴와 함께 회전하는 부품이고, 상기한 패드마운팅조립체(2)는 너클(4)과 나사체결방식을 통해 일체로 결합되면서 운전자의 조작에 따라 브레이크디스크(1)와 압착되어 마찰력에 의한 제동력을 발생시키는 조립체이다.

한편, 상기한 패드마운팅조립체(2)는 도면으로 도시되지는 않았지만 캘리퍼,브레이크실린더, 라이닝, 백플레이트, 브레이크패드, 피스톤, 실린더부트등 다수개의 부품들을 구비하면서 일체로 이루어지는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기한 디스크브레이크는 차량의 전륜과 후륜에 각각 장착되며, 또한 디스크브레이크를 구성하는 패드마운팅조립체(2)의 장착위치는 보통 차종에 따라 다르지만 일단 장착이 완료되면 외력이 작용하지 않는 한 그 위치가 변화되지 않게 된다.

즉, 도 3은 차종에 따라 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 장착된 디스크브레이크의 패드마운팅조립체(2)에 대한 장착위치를 도시한 것이며, 그 장착위치는 4가지의 경우로 고정되게 된다.

도 3a는 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 장착되는 전/후륜측 패드마운팅조립체(2)가 모두 차체의 전방쪽으로 위치되어 고정 설치되는 경우이고, 도 3b는 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 장착되는 전/후륜측 패드마운팅조립체(2)가 모두 차체의 후방쪽으로 위치되어 고정 설치되는 경우이며, 도 3c에서 전륜(F/W)에 장착되는 전륜측 패드마운팅조립체(2)는 차체의 후방쪽으로 위치되어 고정 설치되고 후륜(R/W)에 장착되는 후륜측 패드마운팅조립체(2)는 차체의 전방쪽으로 위치되어 고정 설치되는 경우이며, 도 3d에서 전륜(F/W)에 장착되는 전륜측 패드마운팅조립체(2)는 차체의 전방쪽으로 위치되어 고정 설치되고 후륜(R/W)에 장착되는 패드마운팅조립체(2)는 차체의 후방쪽으로 위치되어 고정 설치되는 경우이다.

그러나, 상기와 같이 전륜(F/W)측 패드마운팅조립체(2)와 후륜(R/W)측 패드마운팅조립체(2)가 일정한 위치에서 고정되도록 설치되면, 차량의 주행상태에 따라운전자가 급제동을 하였을 때 차량의 쏠림현상등이 발생되어 제동안정성이 나빠지게 된다는 문제점이 있었다.

즉, 도 3a의 경우 오르막길 주행시 급제동에는 유리하나 내리막길 주행이나 또는 평지길 주행중 급제동시에는 차량의 중심이 전방쪽으로 쏠리면서 제동안정성이 불안해지는 문제점이 있었고, 도 3b의 경우에는 내리막길 주행시 급제동에는 유리하나 오르막길 주행중 급제동시에는 제동력이 떨어지게 되어 차량의 미끄러짐 현상이 발생되고 또한 평지길 주행중 급제동시에는 제동길이가 길어지게 되어 안전사고를 유발시키게 된다는 문제점이 있었다.

또한, 도 3c와 도 3d의 경우에는 평지길 주행시 급제동에는 유리하나 오르막길 주행중 급제동시에는 도 3a의 경우에 비해 제동력이 떨어지게 되고 또한 내리막길 주행중 급제동시에는 도 3b의 경우에 비해 제동력이 떨어지게 되어 평지길 이외에서는 제동안정성이 불안해지는 문제점이 있었다.

한편, 도 1과 도 2에 도시된 미설명부호 S는 차륜축(S)을 도시한 것인데, 이 차륜축(S)은 너클(4)을 관통하여 휠허브(3)와 체결되는 구동축(driver shaft) 및 비구동축을 모두 포함하는 의미로써 사용되는 명칭이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 전륜과 후륜에 장착되는 패드마운팅조립체의 장착위치를 차량의 주행상태에 따라 차체의 전방쪽이나 또는 후방쪽을 향하도록 가변시킬 수 있게 함으로써, 운전자의 급제동시 주행상태에 상관없이 항상 안전한 제동력을 발휘할 수 있도록 된 자동차의 디스크브레이크를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 너클을 관통하는 차륜축의 끝단에 휠허브와 일체로 결합되면서 차륜축과 함께 회전을 하는 브레이크디스크와, 조작기구의 조작력을 전달받아 상기 브레이크디스크에 압착되면서 마찰력에 의한 제동력을 발생시키도록 하는 패드마운팅조립체를 포함하여 구성되는 자동차의 디스크브레이크에 있어서, 상기 너클과 브레이크디스크사이에 위치되면서 차륜축에 의해 관통되어 자유회전이 가능하도록 설치됨은 물론 상기 패드마운팅조립체와는 나사체결되면서 조립되는 원판플레이트부재와, 차량의 주행상태에 따라 상기 원판플레이트부재의 회전각을 제어하면서 전륜과 후륜에 장착된 패드마운팅조립체의 장착위치를 각각 가변시킬 수 있도록 하는 플레이트회전수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1과 도 2는 일반적으로 사용되는 디스크브레이크를 설명하기 위한 개략적인 사시도 및 평면도,

도 3은 디스크브레이크장치의 장착위치에 따른 주행관계를 설명하기 위한 개념도,

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 디스크브레이크를 설명하기 위한 사시도와 평면도 및 개념도,

도 7은 본 발명에 따른 디스크브레이크의 장착위치가 주행상태에 따라 변화되는 상태를 설명하기 위한 개념도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 브레이크디스크 2 - 패드마운팅조립체

3 - 휠허브 4 - 너클

11 - 원판플레이트부재 20 - 플레이트회전수단

21 - 차고센서 23 - 플레이트기어부재

25 - 구동모터 27 - 모터축기어부재

29 - ECU S - 차륜축

F/W - 전륜 R/W - 후륜

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 디스크브레이크를 설명하기 위한 사시도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 디스크브레이크는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 차량의 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 각각 장착되며, 그 구성은 크게 브레이크디스크(1)와 패드마운팅조립체(2)와 원판플레이트부재(11) 및 플레이트회전수단(20)로 이루어진다.

여기서, 상기한 브레이크디스크(1)는 휠허브(3)에 결합되며 또한 상기한 휠허브(3)는 너클(4)을 관통하는 차륜축(S)의 끝단에 결합되는 구조로 되어 있다.

한편, 상기한 차륜축(S)은 구동축(driver shaft) 및 비구동축을 모두 포함하는 의미로서 사용되는 명칭이다.

그리고, 상기한 원판플레이트부재(11)는 너클(4)과 브레이크디스크(1)사이에 위치되어 차륜축(S)에 의해 관통되면서 설치되는데, 상기 원판플레이트부재(11)는 그 내주면에 베어링부재(13)가 일체로 구비되어 있어 차륜축(S)에 의해 관통되면서 설치되더라도 차륜축(S)의 원주방향을 따라 자유회전이 가능하게 된다.

그리고, 상기한 패드마운팅조립체(2)는 원판플레이트부재(11)와 다수개의 볼트(15)를 매개로 나사체결됨으로써 설치되는데, 상기한 패드마운팅조립체(2)는 도면으로 도시되지는 않았지만 캘리퍼, 브레이크실린더, 라이닝, 백플레이트, 브레이크패드, 피스톤, 실린더부트등 다수개의 부품들을 구비하면서 일체로 이루어지는 조립체이며, 운전자가 조작기구를 조작함에 따라 브레이크디스크(1)에 압착되면서 마찰력에 의한 제동력을 발생시키는 역할을 수행하게 된다.

그리고, 상기한 플레이트회전수단(20)은 차량의 주행상태(평지길 주행, 오르막길 주행, 내리막길 주행 등)에 따라 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 각각 장착된 원판플레이트부재(11)의 회전각을 제어함으로써 상기 패드마운팅조립체(2)의 장착위치를 각각 가변시킬 수 있는 구성부품들로 이루어지게 된다.

즉, 상기한 플레이트회전수단(20)은 전륜(F/W)과 후륜(R/W)의 휠허브(3)에 각각 장착되어 차량의 주행상태를 감지하는 차고센서(21)와, 상기 원판플레이트부재(11)의 일면에 일체로 결합되는 플레이트기어부재(23)와, 구동모터(25)의 동력을전달받아 원판플레이트부재(11)를 회전시키기 위해 상기 플레이트기어부재(23)와 치합을 이루는 모터축기어부재(27)와, 상기 차고센서(21)의 신호를 전달받아 구동모터(25)의 회전력을 제어하는 ECU(29)로 구성된다.

여기서, 상기 플레이트기어부재(23)와 모터축기어부재(27)는 베벨기어(bevel rear)를 사용하는 것이 가장 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 구동모터(25)의 회전력을 원판플레이트부재(11)에 전달할 수 있으면 종류에 상관없이 사용이 가능함은 물론이다.

즉, 브레이크디스크(1)와 패드마운팅조립체(2)와 원판플레이트부재(11) 및 플레이트회전수단(20)로 구성되는 본 발명의 디스크브레이크는 도 6에 도시된 바와 같이 차량의 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 각각 장착되며, 이에 따라 ECU(29)는 차량의 주행상태에 따라 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 각각 장착된 차고센서(21)의 신호를 전달받아 전륜(F/W)과 후륜(R/W)쪽에 장착된 구동모터(25)의 회전력을 각각 제어함으로써 패드마운팅조립체(2)의 장착위치를 결정하는 구조를 갖도록 구성되어 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 디스크브레이크의 작동과정에 대해 도 4 내지 도 7을 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 운전자의 조작에 따라 주행이 시작되면 차량에 장착된 ECU(29)는 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 각각 장착된 차고센서(21)로부터 신호를 전달받아 차량의 주행상태를 판단하게 된다.

즉, 상기 ECU(29)가 차고센서(21)로부터 전달받은 신호를 분석하였을 때 전방쪽과 후방쪽의 차고가 동일한다고 판별하게 되면 차량은 도 7의 (A)와 같이 평지길을 주행하고 있는 상태라고 인식하게 되고, 이에 따라 상기 ECU(29)는 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 장착된 각각의 구동모터(25)로 별도의 동작신호를 보내 상기 구동모터(25)의 회전을 제어하게 된다.

이때, 상기 전륜(F/W)에 장착된 패드마운팅조립체(2)는 구동모터(25)의 동력을 전달받는 원판플레이트부재(11)와 함께 회전되어 차체의 전방쪽을 향하는 위치에서 고정되게 되고, 상기 후륜(R/W)에 장착된 패드마운팅조립체(2)는 차체의 후방쪽을 향하는 위치에서 고정되게 되게 된다.

이와 같이, 차량이 평지길을 주행할 때 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 장착된 패드마운팅조립체(2)가 차체의 전방쪽을 향하는 위치 및 차체의 후방쪽을 향하는 위치에서 각각 고정되게 되면, 주행중 위급한 상황이 발생되어 운전자가 급제동을 하게 되더라도 차체의 쏠림현상이 발생하지 않을 뿐만 아니라 제동거리가 길어지는 것도 예방할 수 있게 됨으로써 차량의 제동안정성이 향상되고 아울러 승차감도 향상되는 잇점이 있게 된다.

또한, ECU(29)가 차고센서(21)로부터 전달받은 신호를 분석하였을 때 전방쪽의 차고가 후방쪽의 차고보다 높다고 판별하게 되면 차량은 도 7의 (B)와 같이 오르막길을 주행하고 있는 상태라고 인식하게 되고, 이에 따라 전륜(F/W) 및 후륜(R/W)에 각각 장착된 패드마운팅조립체(2)는 구동모터(25)의 동력을 전달받는 원판플레이트부재(11)와 함께 회전되면서 모두 차체의 전방쪽을 향하는 위치에서 고정되게 된다.

이와 같이, 차량이 오르막길을 주행할 때 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 장착된 패드마운팅조립체(2)가 모두 차체의 전방쪽을 향하는 위치에서 고정되게 되면, 운전자가 급제동을 하게 되더라도 전술한 바와 같이 차체의 쏠림현상 및 후방쪽으로 미끄러지는 현상등이 발생되지 않게 되며, 이에 따라 차량은 제동안정성이 향상되고 아울러 승차감도 향상되게 된다.

또한, ECU(29)가 차고센서(21)로부터 전달받은 신호를 분석하였을 때 전방쪽의 차고가 후방쪽의 차고보다 낮다고 판별하게 되면 차량은 도 7의 (C)와 같이 내리막길을 주행하고 있는 상태라고 인식하게 되고, 이에 따라 전륜(F/W) 및 후륜(R/W)에 각각 장착된 패드마운팅조립체(2)는 구동모터(25)의 동력을 전달받는 원판플레이트부재(11)와 함께 회전되면서 모두 차체의 후방쪽을 향하는 위치에서 고정되게 된다.

이와 같이, 차량이 내리막길을 주행할 때 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 장착된 패드마운팅조립체(2)가 모두 차체의 후방쪽을 향하는 위치에서 고정되게 되면, 운전자가 급제동을 하게 되더라도 차체가 전방쪽으로 쏠리는 현상 및 전방쪽으로의 미끄러짐 현상등이 발생되지 않게 된다.

전술한 바와 같이, 디스크브레이크의 구성품이면서 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 각각 구비된 패드마운팅조립체(2)가 차량의 주행상태(평지길 주행, 오르막길 주행, 내리막길 주행 등)에 따라 장착위치가 능동적으로 가변되게 됨으로써, 운전자가 급정거를 하게 되더라도 주행상태에 상관없이 차량은 항상 제동안정성을 확보할 수 있게 되고, 이에 따라 탑승자의 승차감도 대폭적으로 향상되는 잇점이 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 각각 구비된 패드마운팅조립체의 장착위치가 차량의 주행상태에 따라 능동적으로 가변됨으로써, 제동안정성이 증대되고 아울러 승차감이 향상되어 차량에 대한 소비자의 선호도가 높아지는 효과가 있게 된다.

Claims

너클(4)을 관통하는 차륜축(S)의 끝단에 휠허브(3)와 일체로 결합되면서 차륜축(S)과 함께 회전을 하는 브레이크디스크(1)와, 조작기구의 조작력을 전달받아 상기 브레이크디스크(1)에 압착되면서 마찰력에 의한 제동력을 발생시키도록 하는 패드마운팅조립체(2)를 포함하여 구성되는 자동차의 디스크브레이크에 있어서,

상기 너클(4)과 브레이크디스크(1)사이에 위치되면서 차륜축(S)에 의해 관통되어 자유회전이 가능하도록 설치됨은 물론 상기 패드마운팅조립체(2)와는 나사체결되면서 조립되는 원판플레이트부재(11)와, 차량의 주행상태에 따라 상기 원판플레이트부재(11)의 회전각을 제어하면서 전륜(F/W)과 후륜(R/W)에 장착된 패드마운팅조립체(2)의 장착위치를 각각 가변시킬 수 있도록 하는 플레이트회전수단(20)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디스크브레이크.
제 1항에 있어서, 상기 플레이트회전수단(20)은 전륜(F/W)과 후륜(R/W)의 휠허브(3)에 각각 장착되어 차량의 주행상태를 감지하는 차고센서(21)와, 상기 원판플레이트부재(11)의 일면에 일체로 결합되는 플레이트기어부재(23)와, 구동모터(25)의 동력을 전달받아 원판플레이트부재(11)를 회전시키기 위해 상기 플레이트기어부재(23)와 치합을 이루는 모터축기어부재(27)와, 상기 차고센서(21)의 신호를 전달받아 구동모터(25)의 회전력을 제어하는 ECU(29)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디스크브레이크.
제 2항에 있어서, 상기 플레이트기어부재(23)와 모터축기어부재(25)는 베벨기어인 것을 특징으로 하는 자동차의 디스크브레이크.