KR100471908B1 - 디스크 브레이크용 판스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두개 이상의 디스크(12, 14)와, 중심축선(18)을 중심으로 하여 회전토록 배치되는 후브(16)로 구성되는 디스크 브레이크 시스템(10)에 관한 것이다. 또한 이 시스템(10)은 디스크(12, 14)가 후브(16)에 취부될 수 있도록 하는 취부수단(20, 22)이 구성되어 있어 후브와 디스크가 상기 축선을 중심으로 하여 하나의 유니트로서 회전하며, 디스크가 상기 후브에서 축방향 슬라이딩운동을 수행할 수 있게 되어 있다. 또한 이 시스템(10)은 후브(16)에 착설되고 디스크(12, 14)에 결합될 수 있게 되어 있어 디스크와 후브사이에 방사상의 힘을 가할 수 있는 다수의 판스프링(42)으로 구성된다. 판스프링(42)은 그룹으로 배치되고 각 그룹에서 하나의 스프링이 각 디스크에 작용하고 각 그룹에서 하나 이상의 스프링이 상기 그룹의 다른 스프링에 대하여 연결부(44)에 의하여 위치가 고정된다.

Description

디스크 브레이크용 판스프링 {LEAF SPRING FOR A DISC BRAKE}

본 발명은 차량바퀴용 디스크 브레이크 시스템에 관한 것이다.

통상적인 디스크 브레이크 시스템은 상대회전토록 서스펜션 링크에 착설되어 바퀴를 착설할 수 있도록 하는 후브, 후브와 함께 회전토록 착설된 브레이크 디스크로 구성되는 디스크 브레이크, 디스크의 양측에 배열되는 마찰재 패드와, 후브와 바퀴를 제동시키기 위하여 패드를 디스크에 강제결합되게 작동하는 적어도 하나의 피스턴-실린더조립체로 구성된다. 통상적으로 피스턴-실린더조립체는 차량의 서스펜션 링크에 체결된 슬라이드에 활동가능하게 착설되어 있다. 디스크는 통상적으로 후브에 견고히 고정되고, 패드와/또는 디스크의 마모는 실린더의 슬라이딩운동에 의하여 조절된다.

디스크 브레이크 시스템은 두개의 디스크가 동일한 후브에 착설되고 후브와 함께 하나의 유니트로서 회전하는 것으로 알려져 있다. 양측 디스크는 후브상에서 슬라이딩운동을 수행하고 마찰재 패드는 디스크사이에 제공된다. 특허문헌 GB 1 396 503 을 참조바란다. 그러나, 이러한 시스템은 기술적인 문제점이 관련되어 있다. 예를 들어, 디스크는 비교적 얇으므로 이들은 후브상에서 경사지기 쉬우며 제동능력에 영향을 준다. 또한, 후브에 대하여 디스크가 덜그럭거려 소음이 발생되는 경향이 있다. 디스크의 제동면과 후브사이에는 600 ℃ 의 큰 온도차이가 있을 수 있어 높은 디스크의 온도에서는 디스크가 후브로부터 현저히 팽창하고 디스크가 경사지거나 덜그럭거리는 문제점이 더욱 악화되어 이들 문제점이 더욱 심각하게 된다. 이들 문제점은 특허문헌 WO 98/26192 에서 지적된 바 있으며, 여기에서 제시된 해결방법은 후브와 디스크사이에 착설되는 다수의 탄성적인 힘 애프리케이터(force applicator)를 제공하는 것이며, 이 힘 애프리케이터는 디스크에 방사상의 힘을 가하여 그 운동을 제어할 수 있도록 작용하고, 이러한 힘 애프리케이터는 후브의 둘레에 주연방향으로 분배되어 있다. 특허문헌 WO 98/26192 에 제시된 한 실시형태에서, 힘 애프리케이터는 각각 후브와 양측 디스크사이에 작용하는 평면상의 강철제 판스프링이다. 이러한 구성은 동일한 스프링이 양측 디스크에 작용하고 이들 디스크중 하나에 대한 스프링의 작용은 다른 디스크의 작용에 영향을 주는 결점을 갖는다. 이는 각 디스크가 각각의 힘이 가하여지는 방식을 요구하므로 바람직하지 않다. 보다 좁은 스프링을 제공함으로서 각 디스크가 후브에 독립적으로 착설된 각 자신의 스프링셋트를 갖는 것이 가능하나 이는 시스템이 둘 이상의 디스크를 갖는 경우 조립의 문제점이 증가하도록 한다.

본 발명의 목적은 조립문제가 없이 상기 언급된 결점을 해소할 수 있도록 하는데 있다.

도 1 은 예시된 디스크 브레이크 시스템의 정면도.

도 2 는 도 1 의 II - II 선 확대단면도.

도 3 은 예시된 디스크 브레이크 시스템의 한 그룹의 판스프링을 보인 확대사시도.

본 발명은 적어도 두개의 디스크와, 중심축선을 중심으로 하여 회전토록 배치되는 후브로 구성되고 디스크가 후브에 취부될 수 있도록 하는 취부수단이 구성되어 있어 후브와 디스크가 상기 축선을 중심으로 하여 하나의 유니트로서 회전하며, 디스크가 상기 후브에서 축방향 슬라이딩운동을 수행할 수 있게 되어 있고, 후브에 착설되고 디스크에 결합될 수 있게 되어 있어 디스크와 후브사이에 방사상의 힘을 가할 수 있는 다수의 판스프링으로 구성된 것에 있어서, 판스프링이 그룹으로 배치되고 각 그룹에서 하나의 스프링이 각 디스크에 작용하고 각 그룹에서 하나 이상의 스프링이 상기 그룹의 다른 스프링에 대하여 연결부에 의하여 위치가 고정됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 디스크 브레이크 시스템에 있어서, 각 디스크는 그 자신의 스프링 셋트를 가지고(각 그룹으로부터 하나씩) 스프링이 서로 독립적으로 작용토록 스프링사이의 연결이 이루어진다. 각 그룹의 스프링은 그룹중의 하나를 후브에 고정하거나 그룹을 전체적으로 후브에 고정함으로서 후브에 조립될 수 있다.

본 발명에 따른 디스크 브레이크 시스템은 특허문헌 WO 98/25804 에 기술된 형태의 것일 수 있다. 이 브레이크 시스템은 두개의 디스크로 구성되고 이들은 후브와 디스크사이에서 작용하는 판스프링의 제어하에 동일한 후브상에서 활동할 수 있게 되어 있다. 또한 이 시스템은 서스펜션 링크와 함께 일체로 구성된 실린더와, 서스펜션 링크에 고정된 캘리퍼로 구성되며, 캘리퍼는 이에 착설되는 마찰재 패드를 지지하기 위한 지지체를 갖는다. 본 발명에 따른 시스템에서, 후브와 특허문헌 WO 98/25804에 기술된 디스크사이에 작용하는 판스프링은 이에 기술된 스프링 그룹으로 대체될 수 있다. 그룹의 각 스프링은 특허문헌 WO 98/25804 에 기술된 것과 유사한 플랫 스프링일 수 있으며, 또는 이후 설명되는 것중의 하나일 수 있다.

각 스프링은 스프링으로부터 횡방향으로 돌출되고 디스크에 결합되는 적어도 3 개의 접속부로 구성되어 이들 접속부가 디스크에 힘을 가할 수 있게 되어 있다. 이러한 접속부는 스프링의 엠보싱부분으로 제공될 수 있다. 이러한 엠보싱부분은 일반적으로 반원통형의 형태를 가질 수 있다. 또한, 접속부는 스프링에 배치되어 이에 고정되는 재료로 제공될 수 있다.

상기 접속부는 기다랗게 연장되어 각 접속부가 후브에서의 상기 디스크 운동을 통하여 디스크에 결합된 상태로 놓일 수 있다.

상기 접속부는 후브가 회전하는 축선에 대하여 평행하게 연장된 돌조의 형태일 수 있다.

본 발명에 따른 디스크 브레이크 시스템의 판스프링은 디스크가 후브에 착설되지 않았을 때 스프링이 후브의 접선방향으로 작용하나 후브에 디스크를 취부함으로서 탄성적으로 변형될 수 있도록 후브의 외면에 고정될 수 있다.

본 발명에 따른 디스크 브레이크 시스템에서, 판스프링에는 스프링에 의하여 디스크에 가하여지는 힘을 제어할 수 있도록 하는 절결부가 형성될 수 있다. 이러한 절결부는 스프링에 관통된 통공의 형태이거나 스프링의 변부측에서 절결될 수 있다.

후브에 디스크를 취부하는 상기 취부수단은 상기 후브의 외면에 형성된 축방향 연장형의 요구와 상기 디스크로부터 상기 요구측으로 돌출된 톱니로 구성될 수 있으며, 톱니는 상기 요구에 활동결합된다. 이 경우에 있어서, 상기 판스프링은 상기 요구내에 배치되어 상기 톱니에 결합될 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 과 도 2 에서 예시된 디스크 브레이크 시스템은 차량의 바퀴(도시하지 않았음)용의 시스템이다. 이 시스템(10)은 하나의 디스크(12), 또 다른 하나의 디스크(12)와 바퀴가 착설될 수 있는 후브(16)로 구성된다. 후브(16)는 그 중심축선(18)을 중심으로 하여 회전될 수 있도록 구성되어 있다.

후브(16)는 바퀴를 구동시키는 구동축이 삽입될 수 있게 된 내부스플라인형의 중공형 내측원통부(16a)로 구성된다. 또한 후브(16)는 내측원통부(16a)의 일측단부에 외측플랜지(16b)로 구성된다. 이 플랜지(16b)는 4 개의 볼트공(16c)을 가지며 이를 통하여 통상적인 방법으로 바퀴(도시하지 않았음)가 플랜지(16b)에 볼트체결될 수 있다. 또한 플랜지(16b)는 내측원통부(16a)를 후브(16)의 외측원통부(16d)에 연결하는데 사용된다.

디스크(12)(14)는 동일한 형태로서 환상의 주철 또는 강판의 형태로 되어 있다. 두 디스크(12)(14)는 시스템(10)의 취부수단에 의하여 후브의 외측원통부(16d)에 취부됨으로서 후브(16)와 두 디스크(12)(14)는 축선(18)을 중심으로 하여 하나의 유니트로서 회전하고 디스크(12)(14)가 상기 후브(16)상에서 축방향의 슬라이딩운동을 수행할 수 있다. 취부수단은 후브(16)의 외측원통부(16d)의 외측원통면에 형성된 4 개의 요구(20)와 각 디스크(12)(14)로부터 내측으로 돌출된 4 개의 톱니(22)로 구성된다. 톱니(22)는 요구(20)로 진입되어 이에 활동삽입된다. 그러나, 톱니(22)는 요구(20)의 저면(20a)까지 연장되지는 않으며 이 저면(20a)과 톱니(22)의 내측면(22a)사이에 간극이 있다. 요구(20)는 축선(18)을 중심으로 하여 주연방향으로 등간격을 두고 있으며 각각 축선(18)을 중심으로 하여 약 45°의 원호를 점유한다. 요구(20)사이에서, 후브의 외측원통부(16d)의 외면은 축선(18)을 중심으로 정확히 원통형이 되게 가공된다. 톱니(22)사이에서 각 디스크(12)(14)이 내측면도 역시 축선(18)을 중심으로 정확히 원통형이 되게 하고 후브의 외측원통부(16d)의 외면의 원통형 부분에 근접결합되도록 가공된다. 후브(16)에 대한 디스크(12)(14)의 근접결합은 디스크(12)(14)가 기울어지는 가능성을 감소시킨다.

또한 시스템(10)은 디스크(12)(14)의 측면에 결합시킴으로서 이들 디스크(12)(14)를 제동시키기 위한 4 개의 마찰재 패드(26)(도 2)로 구성된다. 마찰재 패드(26)는 3 개의 배면판(28)에 고정되며, 하나의 배면판(28a)이 디스크(12)(14)사이에 배치되고 다른 두 배면판은 배면판(28a)에 대하여 디스크(12)(14)의 대향측에 놓인다. 중간의 배면판(28a)은 양면에 마 찰재 패드(26)가 고정된다. 도 1 에서는 마찰재 패드(26)와 배면판(28)이 도시되지 않았다. 마찰재 패드(26)는 특허문헌 WO 98/25804 에 기술된 바와 유사하게 작동수단(도시하지 않았음)에 의하여 데스크(12)(14)에 제동접촉된다. 브레이크가 작동될 때, 외측의 마찰재 패드(26)는 4 개의 패드(26)와 디스크(12)(14)가 서로 모두 접촉할 때까지 이동되며, 디스크(12)(14)와 패드(26)는 이러한 운동에 적응토록 축방향으로 활동한다.

또한 시스템(10)은 후브(16)에 착설되어 디스크(12)(14)에 결합하는 8 개의 판스프링(42)으로 구성되어 이들 스프링(42)이 각 디스크(12)(14)와 후브(16)사이에 방사상의 힘을 가한다. 판스프링(42)은 두개씩 4 개의 그룹으로 배열되며, 이들 그룹은 후브(16)의 둘레에 등간격을 두고 분배되고, 각 그룹은 요구(20)의 저면(20a)에 하나씩 착설된다. 즉, 스프링(42)은 요구에 착설되어 저면(20a)과 요구(20)에 삽입되는 톱니(22)의 내면(22a)사이에서 작용한다.

도 3 은 협소탭(44)으로 연결된 두 판스프링(42)의 한 그룹을 보인 것으로, 스프링(42)과 탭(44)은 두께가 0.25 ~ 0.3mm 인 단일 시이트의 스프링 강으로 구성되어 있다. 스프링(42)은 스프링(42)의 하나에 형성된 통공(42a)을 통하여 관통되는 스크류(36)에 의하여 탭(44)으로 연결되는 하나의 유니트로서 저면(20a)에 착설된다. 이와 같이 각 디스크(12)(14)는 이에 4 개의 판스프링(42)이 작용하고, 스프링(42)은 한 그룹에 두개씩 배열되며 그 하나는 후브(16)에 착설되고 다른 하나는 탭(44)을 통하여 상기 언급된 스프링에 연결된 상태로 고정된다. 탭(44)은 좁으므로 스프링(42)은 실제로 독립적으로 작용한다.

각 스프링(42)은 그 디스크(12)(14)의 축방향 운동의 범위를 통하여 후브(16)상에서 축방향으로 연장되어 양 디스크(12)(14)가 연속적으로 4 개의 모든 스프링(42)에 의하여 결합된다.

각 스프링(42)은 스프링(42)의 횡방향으로 돌출된 4 개의 축방향 연장형 접속부(46)로 구성된다. 스프링(42)의 단부에 두개의 접속부(46)가 형성되어 스프링(42)의 변부가 톱니(22)에 결합되는 것을 방지하고 스프링(42)이 파손되는 위험을 줄인다. 접속부(46)사이에는 접속부(46)에 의하여 디스크(12)(14)에 가하여지는 힘을 제어할 수 있도록 통공(도시하지 않았음)이 스프링(42)으로부터 절결될 수 있다.

접속부(46)는 축선(18)에 평행한 반원단면의 돌조의 형태로 스프링(42)의 부분을 엠보싱가공하여 형성된다. 접속부(46)는 축방향으로 기다랗게 연장되어 각 접속부(46)가 후브(16)상에서 디스크의 운동을 통하여 그 디스크(12)(14)와 결합된 상태에 있도록 한다.

각 스프링(42)은 디스크(12)(14)가 그 접속부(46)에 결합하고 후브(16)에서의 운동을 제어하기 위하여 디스크에 힘을 가할 수 있도록 되어 있다. 각 스프링(42)은 디스크(12)(14)가 후브(16)에 착설되지 않을 때 스프링(42)이 후브(16)의 접선방향으로 연장되게 배열된다. 그러나, 스프링(42)은 디스크(12)(14)에 의하여 변형되어 각 접속부(46)가 디스크를 탄력적으로 가압한다. 이와 같이, 스프링(42)은 디스크(12)(14)에 방사상의 힘을 가하도록 작용한다.

디스크 브레이크 시스템(10)의 작동에 있어서, 스프링(42)은 상기 언급된 바와 같이, 후브(16)상에서 디스크(12)(14)의 슬라이딩운동을 제어한다. 각 스프링(42)은 접속부(46)에 의하여 제공되는 4 개의 접촉점에서 디스크에 결합함으로서 스프링(42)에 의하여 각 디스크에 가하여지는 힘이 보다 균일하게 분포될 수 있도록 한다.

스프링(42)의 수정형태에 있어서, 통공(42a)이 생략될 수 있고 대신에 후브(16)에 고정하기 위한 자체고정수단이 구비된 스프링이 제공될 수 있다. 예를 들어, 각 자체고정수단은 후브(16)의 대향된 단부상에서 스프링으로부터 연장된 일체형의 탭으로 형성되어 스프링이 후브상에 탄착될 수 있도록 할 수 있다. 특히, 그룹에서 각 단부 스프링(42)은 이들 탭중의 하나가 그 대향측 변부로부터 탭(44)의 위치로 수직이 되게 연장된다.

다른 수정형태에서, 스프링(42)은 이들이 디스크에 가하는 힘을 결정할 수 있도록 비평면의 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 스프링은 원호형으로 구성되어 디스크를 후브에 착설하기 전에 스프링이 후브에 착설될 때 스프링의 단부가 스프링이 평면형인 경우보다 후브에서 더 멀리 떨어져 놓이도록 할 수 있다.

Claims (9)

1. 두개 이상의 디스크(12, 14)와, 중심축선(18)을 중심으로 하여 회전토록 배치되는 후브(16)로 구성되고 디스크(12, 14)가 후브(16)에 취부될 수 있도록 하는 취부수단(20, 22)이 구성되어 있어 후브와 디스크가 상기 축선을 중심으로 하여 하나의 유니트로서 회전하며, 디스크가 상기 후브에서 축방향 슬라이딩운동을 수행할 수 있게 되어 있고, 후브(16)에 착설되고 디스크(12, 14)에 결합될 수 있게 되어 있어 디스크와 후브사이에 방사상의 힘을 가할 수 있는 다수의 판스프링(42)으로 구성된 것에 있어서, 판스프링(42)이 그룹으로 배치되고 각 그룹에서 하나의 스프링이 각 디스크에 작용하고 각 그룹에서 하나 이상의 스프링이 상기 그룹의 다른 스프링에 대하여 연결부(44)에 의하여 위치가 고정됨을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 스프링(42)이 스프링의 횡방향으로 돌출되고 디스크(12, 14)에 결합되는 3 개 이상의 접속부(46)로 구성되어 이들 접속부가 디스크에 힘을 가할 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 접속부(46)가 스프링(42)의 엠보싱부분으로 제공됨을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 접속부(46)가 기다랗게 연장되어 각 접속부가 후브(16)에서의 상기 디스크 운동을 통하여 디스크(12, 14)에 결합된 상태로 놓일 수 있음을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
5. 제 2 항 또는 제3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속부(46)는 후브(16)가 회전하는 축선(18)에 대하여 평행하게 연장된 돌조의 형태임을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
6. 제 1 항 - 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 판스프링(42)이 디스크(12, 14)가 후브에 착설되지 않았을 때 스프링(42)이 후브(16)의 접선방향으로 연장되게 후브(16)의 외면에 고정됨을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
7. 제 1 항 - 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 절결부가 스프링에 의하여 디스크에 가하여지는 힘을 제어할 수 있도록 판스프링(42)에 형성됨을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
8. 제 1 항 - 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 후브(16)에 디스크(12, 14)를 취부하는 상기 취부수단(20, 22)이 상기 후브(16)의 외면에 형성된 축방향 연장형의 요구(20)와 상기 디스크로부터 상기 요구측으로 돌출된 톱니(22)로 구성되며, 톱니는 상기 요구에 활동결합되고. 상기 판스프링(42)이 상기 요구(20)내에 배치되어 상기 톱니(22)에 결합됨을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
9. 제 1 항 - 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 판스프링(42)이 이들을 후브(16)에 고정하기 위한 자체고정수단을 구비함을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.