KR100471912B1 - 다중 디스크 브레이크장치 - Google Patents

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KR100471912B1
KR100471912B1 KR10-2001-7001741A KR20017001741A KR100471912B1 KR 100471912 B1 KR100471912 B1 KR 100471912B1 KR 20017001741 A KR20017001741 A KR 20017001741A KR 100471912 B1 KR100471912 B1 KR 100471912B1
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델피 테크놀로지스 인코포레이티드
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Abstract

디스크 브레이크장치(10)가 디스크(12, 14) 및 축(18)에 대해 회전하도록 배열된 허브(16)를 포함한다. 또한 장치(10)가 축(18)에 대해 일체로 허브와 디스크가 회전하며 디스크는 허브상에서 축방향 활주운동할 수 있도록 디스크(12, 14)를 허브(16)상에 설치하는 취부수단(20, 22)을 포함한다. 취부수단은 허브(16)에 형성된 다수의 축방향연장홈(20) 및 디스크(12, 14)로부터 이 홈으로 돌출하는 치형돌출부(22)를 포함한다. 또한 장치(10)는 디스크(12, 14)와 허브(16)사이에서 방사상 힘을 가하는 역할을 하는 탄성수단(32 ; 42)을 포함한다. 탄성수단은 홈(20)의 적어도 몇개내에 위치되며 치형돌출부(22)와 결합하는 스프링(32 ; 42)에 의해 제공된다.

Description

다중 디스크 브레이크장치{MULTIPLE DISC BRAKE SYSTEM}
본 발명은, 예를들면 차량의 바퀴에 사용되는, 디스크 브레이크장치에 관한 것이다.
공지의 디스크 브레이크장치는 허브축에 대해 회전하도록 현가링크에 설치되며 바퀴를 위한 설치대역할을 하는 허브, 및 허브와 일체로 회전하도록 설치되는 디스크와 디스크의 대향측부에 배열되는 마찰재 패드와 패드가 디스크와 결합하도록 작동할 수 있는 적어도 하나의 피스톤과 실린더 조립체를 포함하는 디스크 브레이크를 포함하여서 허브 및 따라서 바퀴를 제동시킨다. 종래, 피스톤과 실린더 조립체는 차량의 현가링크에 볼트 체결되는 슬라이드상에 활주가능토록 설치된다. 디스크는 종래에는 허브에 견고하게 고정되며, 패드 및/또는 디스크의 마모는 실린더의 활주운동에 의해 완화된다.
디스크가 허브와 일체로 회전하나 허브상에서 활주운동할수 있는 디스크 브레이크장치는 공지되어 있다. 예를들면, GB 1396503 및 WO 98/25804 를 보라. 그러나, 디스크는 상대적으로 얇으므로 허브상에서 경사지기 쉬우며 제동력에 영향을 준다. 또한, 허브에 대한 디스크의 진동으로 소음이 발생되는 경향이 있다. 보다 높은 디스크 온도에서 이러한 문제들은 특히 심각해질 수 있는바, 이는 디스크의 제동면과 허브사이에 600 ℃ 와 같은 높은 온도구배가 있을때, 디스크는 허브로부터 이격하여 상당히 팽창하고 이는 경사짐과 진동문제를 악화시키기 때문이다. 이러한 문제점들은 WO 98/26192 에 언급되어 있으며, 이 문헌에서 제시된 해결책은 허브와 디스크 사이에 설치되는 다수의 탄성력 가압장치(resilient force applicators)를 제공하는 것으로, 이 장치는 디스크운동을 제어하기위해 방사방향으로 디스크에 힘을 가하는 역할을 하며 허브둘레에 원주상으로 분배되어 있다. WO 98/26192 에 기술된 실시예의 경우, 디스크 브레이크장치는 동일허브상에 설치된 두개의 디스크를 포함한다. WO 98/26192 에 기술된, 허브상에 디스크를 위한 일 설치수단은 허브에 형성된 축방향 연장홈의 군들과 디스크로 부터 이 홈으로 돌출하는 치형돌출부를 포함하며, 치형돌출부는 홈을 따라 활주할 수 있다. 탄성력 가압장치는 홈의 군들 사이의 공간에서 허브상에 설치된 판스프링 형태이다. 이 브레이크장치는 적어도 홈의 군들사이에서 판스프링 및 스프링의 탄성운동을 수용하기위해 허브와 디스크사이에 충분한 간극이 있을 것을 필요로 한다. 이 간극은 디스크가 허브에 대해 경사질 가능성을 증가시켜서 브레이크 작동에 악영향을 줄수 있다는 단점을 갖는다.
제 1 도는 예시적인 디스크 브레이크장치의 단면도,
제 2 도는 제 1 도의 파선 Ⅱ-Ⅱ 에서 본 확대 단면도,
제 3 도는 예시적인 디스크 브레이크장치의 판스프링을 확대하여 보인 사시도,
제 4 도는 예시적인 디스크 브레이크장치의 또다른 판스프링을 보여주는, 제 3 도와 유사한 사시도.
본 발명의 목적은 전술한 단점이 극복 또는 적어도 감소된 디스크 브레이크장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 디스크, 허브축에 대해 회전하도록 배열된 허브, 허브와 디스크가 허브축에 대해 일체로 회전하며 디스크가 허브상에서 축방향 활주운동 할수 있도록 디스크가 허브상에 설치되게 하는 취부수단, 및 디스크와 허브사이에서 방사상 힘을 가하는 역할을 하는 탄성수단을 포함하되, 취부 수단은 허브에 형성된 다수의 축방향 연장홈 및 디스크로부터 홈의 하나로 돌출하는 치형 돌출부를 포함하는 디스크 브레이크장치에 있어서, 탄성수단은 홈의 적어도 몇개내에 위치되며 홈으로 돌출하는 디스크의 치형돌출부와 결합하여서 치형돌출부에 방사상힘을 가하는 스프링에 의해 제공됨을 특징으로 하는 디스크 브레이크장치를 제공한다.
본 발명에 따른 디스크 브레이크장치에서, 스프링은 스프링을 위한 공간이 홈들사이에 제공될 필요가 없도록 허브의 홈에 수용되어서 간극을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 이것은 허브상에서 디스크가 경사질 가능성을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 디스크 브레이크장치는, 디스크가 허브상에 설치되도록 하는 키홈파인 설치수단이 본 명세서에 기술된 바와 같은 설치수단으로 대체된다는 것을 제외하면, WO 98/25804 에 기술된 것과 같은 브레이크장치일 수 있다. WO 98/25804 의 브레이크 장치는 허브와 디스크 사이에서 작용하는 판스프링의 제어하에 허브상에서 활주할 수 있는 하나이상의 디스크를 포함한다. 또한 브레이크 장치는 현가링크와 일체로 형성되는 실린더 및 현가링크에 고정되는 캘리퍼를 포함하되, 캘리퍼는 캘리퍼에 설치되는 마찰재 패드용 지지체를 갖는다.
본 발명에 따른 디스크 브레이크장치에서, 스프링은 WO 98/26192 에 기술된 바와 같은 평평한 판스프링 또는 다른 적절한 형태의 스프링일 수 있다. 예를들면, 스프링은 각 스프링이 스프링에 횡방향으로 돌출하며 디스크와 결합하여 디스크에 힘을 가하는 적어도 세개의 지주를 포함하는 판스프링일 수 있다. 이러한 배열은 스프링과 디스크간의 접촉포인트 수를 증가시켜 힘을 디스크 둘레로 보다 균등히 분배한다는 장점을 갖는다. 지주는 스프링의 양각부(embossed portions)에 의해 제공될 수 있다. 바람직하게는, 지주가 세장형으로 형성되어서 각 지주가 허브상에서의 디스크의 상기운동내내 디스크와 결합을 유지케 한다. 예를들면, 지주는 허브가 회전하는 축에 평행하게 연장되는 리즈(ridges)형태 일 수 있다. 판스프링은 디스크가 허브상에 설치되지 않을 때 허브에 접선방향으로 연장되는 방식으로 허브의 외측면에 고정될 수 있다. 예를들면 구멍같은 절취부(cut-outs)가 지주에 의해 디스크에 가해지는 힘을 제어하기위해 판스프링에 형성될 수 있다. 디스크 브레이크장치가 허브상에 설치되는 하나이상의 또다른 디스크를 포함하는 경우, 판스프링은 군으로 배열될 수 있으며, 각 군중의 일 스프링은 각 디스크와 연관되고 각 군중의 적어도 일 스프링은 군내의 다른 스프링으로의 연결장치에 의해 위치에 유지된다.
이하에 첨부도면을 참조로하여 본 발명의 예시적인 디스크 브레이크장치가 상세히 설명될 것이이다.
제 1, 2 도에 도시된 예시적인 디스크 브레이크 장치(10)는 차량의 바퀴(도시되지 않음)를 위한 것이다. 장치(10)는 디스크(12), 또다른 디스크(14)및 허브(16)를 포함하며, 바퀴는 허브상에 설치될 수 있다. 허브(16)는 중앙축(18)에 대해 회전하도록 배열된다.
허브(16)는 바퀴를 구동시키는 구동축(도시되지 않음)을 수용하도록 배열되며 내측으로 키홈이 형성된 중공형 내측원통부(16a) 를 포함한다. 또한 허브(16)는 원통부(16a) 의 일단부에 형성된 외향플랜지(16b)를 포함한다. 이 플랜지(16b) 는 네개의 볼트구멍(16c)을 가지며 이를 통해 바퀴가 공지방식으로 플랜지(16b)에 볼트체결될 수 있다. 또한 플랜지(16b)는 원통부(16a)를 허브(16)의 중공형 외측원통부(16d)에 연결시키는 역할을 한다.
디스크((12, 14)는 주철 또는 강판으로된 일반적으로 환상의 형태로서 상호 동일한 형태이다. 허브(16)와 두개의 디스크(12, 14)가 축(18)에 대해 일체로 회전하며 허브(16)상에서 축방향 활주운동할 수 있도록 장치(10)의 취부수단에 의해 두개의 디스크(12, 14)가 원통부(16d)의 외측원통면상에 설치된다. 취부수단은 허브(16)의 원통부(16d) 의 외측원통면에 형성되는 네개의 홈(20)과 디스크(12, 14)의 각각으로부터 내측으로 돌출하는 네개의 치형돌출부(22)를 포함한다. 치형돌출부(22)는 홈(20)으로 삽입되며 홈에 활주결합한다. 그러나, 치형돌출부(22)는 홈(20)의 밑면(20a)까지 연장되지 않으며, 치형돌출부(22)의 내측면(22a)과 밑면(20a)사이에는 간극이 있다. 홈(20)은 축(18)에 대해 원주상으로 등이격되어 있으며 각 홈은 축(18)에 대해 약 45 ˚의 원호를 점유한다. 홈(20)사이에서, 원통부(16d) 의 외측면은 축(18)에 대해 정확히 원통형이 되도록 기계가공된다. 각 디스크(12, 14)의 내측면은, 치형돌출부(22)사이에서, 축(18)에 대해 정확히 원통형이 되며 원통부(16d) 외측면의 원통부에 밀착결합되도록 기계가공된다. 허브(16)상의 디스크(12, 14)의 밀착결합은 디스크(12, 14)가 경사질 가능성을 줄인다.
또한 장치(10)는 디스크의 측면과 결합하여 디스크(12, 14)를 제동시키는 네개의 마찰패드(26)(제 2 도 참조)를 포함한다. 마찰재 패드(26)는 세개의 지지판(28)에 고정되며, 일 지지판(28a)은 디스크(12, 14)사이에 나머지는 판(28a)에 대한 디스크(12, 14)의 대향측부에 위치한다. 마찰패드(26) 및 지지판(28)은 제 1 도에 도시되어 있지 않다. 마찰패드(26)는 WO98/25804 에 기술된 것과 유사할 수 있는 작동수단(도시되지 않음)에 의해 디스크(12, 14)와 제동접촉된다. 브레이크의 작동시, 가동형 외측 마찰재패드(26)는 네개의 패드(26)와 디스크(12, 14)가 모두 서로 접촉할 때까지 이동되며, 디스크(12, 14)와 판(28a)는 이 이동을 수용하기위해 축방향으로 활주한다.
또한 장치(10)는 디스크(12, 14)와 허브(16)사이에서 방사상 힘을 가하는 작용을 하는 탄성수단을 포함한다. 탄성수단은 허브(16)에 설치되며 디스크(12, 14)와 결합하는 네개의 판스프링(32)을 포함하여서 스프링(32)은 각 디스크(12, 14)와 허브(16)사이에서 방사상 힘을 가한다. 판스프링(32)은 허브(16)둘레로 원주상 등간격 분배되되, 각각은 홈(20)의 밑면(20a)의 하나에 설치된다. 즉, 스프링(32)은 홈에 위치되며 면(20a)과 홈(20)으로 삽입되는 치형돌출부(22)의 내측면(22a) 사이에서 작용한다.
판스프링(32)의 하나가 제 3 도에 상세히 도시되어 있다. 각 스프링(32)은 0.25 - 0.3 mm 두께의 직사각형 판스프링으로부터 만들어 진다. 각 스프링(32)은 스프링(32)의 구멍(32a)을 관통해 허브(16)로 끼워지는 중앙나사(36)에 의해 밑면(20a) 중 하나의 원주중심에 고정된다. 각 스프링(32)은 두디스크(12, 14)의 축방향 운동범위 전체에 걸쳐 허브(16)상에서 축방향으로 연장되어서 두 디스크(12, 14)는 연속으로 네개의 스프링(32) 모두에의해 결합된다. 스프링(32)은 디스크의 경사짐을 방지하며 열팽창영향을 보상하는, 허브(16)상에서의 디스크(12, 14)활주운동을 제어하는 역할을 한다.
각 스프링(32)은 스프링(32)에 횡방향으로 돌출하는 네개의 축방향 연장 지주(40)를 포함한다. 지주(40)는 그중 두개가 구멍(32a)의 각 측부상에 위치하도록 배열된다. 두개의 지주(40)는 스프링(32)의 극단부에 형성되어서, 스프링(32)변부가 치형돌출부(22)와 결합하는 것을 방지하며 스프링(32)의 균열 위험을 줄인다. 구멍(32a)의 각 측부상에 있는 두 지주(40) 사이에 직사각형 구멍(32b) 이 스프링(32)에 형성된다. 구멍(32b)은 지주(40)에 의해 디스크(12, 14)에 가해지는 힘을 제어하는 역할을 한다.
지주(40)는 축(18)에 평행연장되는 반원형(횡단면상에서) 리즈(ridges)형상인 스프링(320의 양각부에 의해 제공된다. 지주(40)는 축방향으로 세장형이어서 각 지주(40)는 허브(16)상에서의 디스크(12, 14)운동내내 디스크(12, 14) 모두와 결합상태를 유지한다.
각 스프링(32)은 디스크(12, 14)를 지주(40)와 결합시키며 디스크에 힘을 가하도록 배열되어서 허브(16)상에서의 디스크 운동을 제어한다. 각 스프링(32)은, 디스크(12, 14)가 허브(16)상에 설치되지 않을때 허브(16)에 접선방향으로 연장되도록 배열된다. 그러나, 스프링(32)은 디스크(12, 14)의 존재로 변형되어서 각 지주(40)는 디스크(12, 14)를 탄성가압한다. 이렇게하여, 스프링(32)은 디스크(12, 14)에 방사방향 힘을 가하는 작용을 한다.
디스크 브레이크장치(10)의 작동시, 전술한 스프링(32)은 허브(16)상에서의 디스크(12, 14)활주운동을 제어한다. 각 스프링(32)은 지주(40)에 의해 제공되는 네개의 접촉포인트에서 각 디스크와 결합하여서, 스프링(32)에 의해 가해진 힘을 각 디스크에 보다 균등분배한다.
제 4 도는 협소탭(44)에 의해 함께 결합된 두개의 판스프링(42)을 보여주며, 스프링(42)과 탭(44)은 단일의 스프링강판으로부터 만들어 진다. 각 판스프링(42)은 구멍(32b)이 생략된다는 점을 제외하면 스프링(32)과 유사한 형태를 하며, 각 스프링(42)은 스프링(32)의 지주와 유사한 네개의 지주(46)를 갖는다. 그러나, 각 스프링(42)은 디스크(12, 14)의 하나와만 결합케 하기위한 것이므로 스프링(32)보다 협소하다. 스프링(42)은 이 스프링(42)의 하나에 형성된 구멍(42a)을 관통하는 나사(도시되지 않음)에 의해(탭 44 에 의해 연결된 일체로서) 원통면(20a)상에 설치된다. 이렇게하여, 각 디스크(12, 14)는 이와연관되는 네개의 판스프링(42)을 가지며, 스프링(42)은 두개의 군으로 배열되되 일군은 허브(16)상에 설치되고 타군은 탭(44)을 통해 먼저언급된 스프링에 연결되어 위치에 유지된다. 탭(44)은 협소하므로, 스프링(42)은 실질적으로 독립적으로 작용한다.
스프링(32, 42)의 변형으로, 구멍(32a, 42a)은 생략될 수 있으며 대신에 허브(16)상에 스프링을 유지시키는 자기유지수단이 스프링에 제공될 수 있다. 예를들면, 이같은 자기유지수단은 스프링으로부터 허브(16)의 대향단부위로 연장되는 일체형 탭을 포함할 수 있으며 이에의해 스프링이 허브에 결착될 수 있게된다. 스프링(32)의 경우, 일군내 각 단부스프링(42)은 스프링의 대향변부로부터 탭(44)의 위치까지 연장되는 이들 탭의 하나를 갖는다.
또다른 변형으로 스프링(32, 42)은 디스크에 가해질 힘을 결정하기위해 비평면형으로 만들어 질 수 있다. 예를들면, 디스크가 허브상에 설치되기전 스프링이 허브상에 설치될 때, 스프링의 양단부가 평면형 스프링의 경우보다 허브로부터 더 멀리 위치되는 원호형상으로 스프링을 만들 수 있다.

Claims (10)

  1. 디스크(12), 허브축(18)에 대해 회전하도록 배열된 허브(16), 허브와 디스크가 허브축에 대해 일체로 회전하며 허브상에서 축방향 활주운동 할수 있도록 디스크가 허브상에 설치되게 하는 취부수단(20, 22), 및 디스크(12)와 허브(16)사이에서 방사상 힘을 가하는 역할을 하는 탄성수단(32 ; 42)을 포함하되, 취부수단은 허브(16)에 형성된 다수의 축방향연장 홈(20) 및 디스크(12)로부터 홈으로 돌출하는 치형돌출부(22)를 포함하는 디스크 브레이크장치(10)에 있어서, 탄성수단은 홈(20)의 적어도 몇개내에 위치되며 홈(20)으로 돌출하는 디스크(12)의 치형돌출부(22)와 결합하여서 치형돌출부(22)에 방사상 힘을 가하는 스프링(32 ; 42)에 의해 제공됨을 특징으로 하는 디스크 브레이크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 스프링(32 ; 42)이 판스프링임을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 각 판스프링(32 ; 42)이 치형돌출부(22)와 결합하며 이 돌출부에 힘을 가하도록 배열된 적어도 세개의 지주(40 ; 46)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 지주(40 ; 46)는 스프링(32 ; 42)의 양각부에 의해 제공됨을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 3 항 또는 4 항에 있어서, 지주(40 ; 46)를 세장형으로 형성시켜서 각 지주는 허브(16)상의 디스크 활주운동 내내 디스크(12)와 결합을 유지함을 특징으로 하는 장치.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 지주(40 ; 46)를 허브(16)가 회전하는 축(18)에 평행하게 연장되는 리즈형태로 형성시켰음을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 2항 또는 제3항에 있어서, 디스크(12)가 허브상에 설치되지 않을 때 판스프링이 허브에 접선방향으로 연장되도록 허브(16)의 외측면에 판스프링(32 ; 42)을 고정시켰음을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 2항 또는 제3항에 있어서, 지주(40)에 의해 디스크(12)에 가해진 힘을 제어하기위해 절취부(32b)가 판스프링(32)에 형성됨을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 2항 또는 제3항에 있어서, 장치(10)가 허브(16)상에 설치되는 하나이상의 또 다른 디스크(14)를 포함하며, 판스프링(42)이 군으로 배열되되 각 군내 일스프링(42)은 각 디스크(12, 14)와 연관되어 있고 각 군내 적어도 일 스프링은 연결부(44)에 의해 군내의 다른 스프링에대해 위치유지됨을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 2항 또는 제3항에 있어서, 판스프링을 허브(16)에 유지시키는 자기유지수단이 판스프링(32 ; 42)에 제공됨을 특징으로 하는 장치.
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