KR100552740B1 - 차량의 하중연동식 드럼브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 하중연동식 드럼브레이크에 관한 것으로, 외측면에 라이닝(42)이 부착되고 한쪽 끝부분에 부시(1)를 갖춘 브레이크슈(44)가 핀(3)과 힌지결합으로 연결되고, 이와 대응되는 브레이크슈(44) 다른쪽 끝부분에 로울러(5)가 설치되어 핀(7)과 연결되며, 각 브레이크슈(44)는 스프링(50)을 매개로 탄성적으로 연결된 차량의 드럼브레이크에 있어서, 상기 부시(1) 및 로울러(5)의 내주면이 중앙부에서 끝부분으로 향하면서 확경되어 전체적인 단면이 원형을 이루어 이들과 연결되는 핀(3,7)과 점접촉 형태로 설치되므로써 차체 하중으로 인한 드럼변형에 대응하여 브레이크슈가 자체보상하여 드럼마찰면과 균일한 접촉이 이루어지도록 하므로써 브레이 크저더현상을 방지함은 물론, 드럼면과의 이상접촉으로 인해 제동토크변동이 발생되는 거을 최소화하여 안정적으로 제동력을 발휘하도록 되어 있다.

Description

차량의 하중연동식 드럼브레이크{A Drum Brake for vehicle}

도 1은 본 발명이 적용된 드럼브레이크의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 드럼레이크에서 핀과 부시의 연결상태를 설명하기 위한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 브레이크에서 캠과 핀의 연결상태를 설명하기 위한 개략도,

도 4는 종래 사용예에 따른 드럼브레이크의 개략도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 백플레이트 3,11 - 제1,2핀

5 - 앵커브라켓트 7 - 부시
9 - 브레이크슈 13 - 로울러
15 - 캠 17 - 리턴 스프링

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본 발명은 차량의 드럼 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세히는 대형차량의 브레이크슈에 설치되는 로울러와 부시가 힌지핀에 대해 롤링운동되도록 하여 제동시 발생되는 드럼 변형에 대응하고, 제동토크 변동률을 최소화시키도록 된 차량의 하중연동식 드럼브레이크에 관한 것이다.

차량에 있어서 제동장치라 함은 주행중 차량을 감속시키거나 정지시키고 지지된 상태가 유지되도록 하는 장치로서 주로 마찰브레이크 형태가 사용되고 있는데, 이 마찰브레이크는 주행중 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해 열에너지로 바꾸어 그의 마찰열을 대기중에 방출하여 제동을 하도록 하는 방식이다.

드럼식 브레이크는 휠과 일체로 회전되는 브레이크드럼의 내부에 1쌍의 브레이크슈가 설치되어 제동을 하면 브레이크슈가 드럼과 접촉되면서 발생되는 마찰력에 의해 제동토크를 발생하게 되는 것으로, 도 4와 같은 구조로 되어 있다.

즉, 앵커브라켓트(40)를 매개로 T형 단면을 갖고서 외측면에 라이닝(42)이 부착된 좌우 1쌍의 브레이크슈(44) 일측이 각각 힌지결합으로 연결되고, 이와 대응되는 브레이크슈(44) 다른쪽 끝부분에 각각 로울러(46)가 설치되고 이 로울러(46)와 면접촉되도록 캠(48)이 설치되는 한편, 각 브레이크슈(44)는 스프링(50)을 매개로 탄성적으로 연결되어 있다.

따라서, 운전자가 브레이크페달을 밟으면 에어체임버의 작용력에 의해 캠(48)으로 토크가 가해지게 되는데 이 같이 토크가 전달되면 캠(48)과 접촉된 로울러(46)가 회전됨과 더불어 각각의 브레이크슈(44)가 힌지부(52)를 중심으로 회전되면서 확장되어 브레이크드럼(도시되지 않음)의 내면과 마찰되면서 제동토크를 발생시켜 제동이 이루어지게 되고, 운전자가 브레이크 페달에서 답력을 제거하면 스 프링(50)의 복원력에 의해 브레이크슈(44)가 원위치 된다.

그런데 중량(重量)의 차량 즉, 트럭과 같은 대형차량의 경우에는 적재하는 짐등으로 인해 매우 큰 하중이 액슬에 작용하게 되고, 이는 로드휠(road wheel)을 거쳐 브레이크드럼으로 직접 전달되어 드럼의 변형을 야기시키게 된다.

특히 제동시 차체에 가해지는 편하중과 적재된 짐의 하중이 합해지면 드럼변형이 더욱 심해지게 되어 브레이크 조작시 라이닝이 드럼면에 밀착되지 않아 제동토크가 변동되고 이로 인해 이상 진동 및 소음인 저더(judder)가 발생되어 차량의 정숙성과 승차감이 저하됨은 물론 제동의 안정성도 저하되는 문제가 있다.

이러한 현상은 언덕길이나 고 경사로를 내려갈 때 전축으로 하중에 전이되어 큰 진동을 유발하므로써 제동성능에 심각한 영향을 주게 된다.

또한 이 같은 현상을 방지하기 위해 허브나 휠의 강성을 증대시키는 방안도 있으나, 이렇게 하려면 전체적인 중량이 증가하여 원가상승을 피할 수 없으며 이로인해 차량중량이 상승되는 역효과가 발생된다는 것이 문제가 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 브레이크슈에 설치되는 로울러와 부시가 힌지핀에 대해 롤링운동되도록 하여 제동시 발생되는 드럼 변형에 대응하고, 이 같이 드럼변형에 대응하여 브레이크슈가 자체보정되도록 자유도를 부여하므로써 마찰면에서 균일한 압력분포를 가지고 마찰이 일어나도록 하여, 제동토크 변동률을 최소화시켜 저더발생을 억제시키도록 된 차량의 하중연동식 드럼브레이크를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하중연동식 드럼브레이크는, 외측면에 라이닝이 부착되고 한쪽 끝부분에 부시를 갖춘 브레이크슈가 핀과 힌지결합으로 연결되고, 이와 대응되는 브레이크슈 다른쪽 끝부분에 로울러가 설치되어 핀과 연결되며, 각 브레이크슈는 스프링을 매개로 탄성적으로 연결된 차량의 드럼브레이크에 있어서, 상기 부시 및 로울러의 내주면이 중앙부에서 끝부분으로 향하면서 확경되어 전체적인 단면이 원호형상을 이루게 되어 이와 연결되는 핀들과 점접촉 형태로 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 차체에 고정된 백플레이트(1)상에 제1핀(3)을 매개로 앵커브라켓트(5)가 고정되고, 상기 제1핀(3)의 외주에는 원통형상의 부시(7)가 끼워져 고정되며, 상기 부시(7)의 외주에는 브레이크슈(9)의 웨브(9a)의 일단부에 형성된 관통구멍(9b)이 끼워져 지지된다.
이 경우, 상기 웨브(9a)는 상기 브레이크슈(9)의 내주면에 수직한 방향으로 상호 대향되게 일체로 돌출된 한 쌍의 부재로 이루어지는 바, 상기 웨브(9a)의 일단부는 상기 제1핀(3)을 매개로 상기 브레이크슈(9)를 상기 앵커브라켓트(5)에 대해 제동시 회전가능하게 지지하는 회동지점의 역할을 하는 것이다.
또한, 상기 웨브(9a)의 타단부에는 제2핀(11)이 끼워져 고정되고, 상기 제2핀(11)의 외주에는 원통형상의 로울러(13)가 끼워져 고정되며, 상기 로울러(13)를 향해 캠(15)이 배치된다. 이는 도 4에 도시된 요부 확대의 도면을 통해 보다 명확하게 이해할 수 있다.
이 경우, 상기 캠(15)은 제동시 에어챔버(도시안됨)의 내부로 제공되는 공압에 의해 오토슬랙 어져스터(도시안됨)가 회전할 때, 일체로 회전하여 상기 로울러(13)를 가압하게 되고, 상기 로울러(13)로 전달된 가압력은 제2핀(11)을 매개로 결합된 상기 웨브(9a)를 통해 상기 브레이크슈(9)로 전달되어, 상기 브레이크슈(9)의 외측면에 설치된 라이닝(9c)이 드럼(도시안됨)의 내주면에 밀착되어 제동이 이루어지게 된다.
한편, 상기 브레이크슈(9)는 상기 앵커브라켓트(5)에 대해 좌/우측으로 한 쌍으로 선회가 가능하게 설치되고, 상기 한 쌍의 브레이크슈(9) 사이에는 리턴 스프링(17)이 설치되어 있어, 상기 브레이크슈(9)에 대한 복원력을 제공하도록 되어 있다.
여기서, 상기 브레이크슈(9)의 웨브(9a)의 일단부를 상기 앵커브라켓트(5)에 고정시켜 주는 제1핀(3)와 부시(7) 사이의 접촉은 면접촉이 아닌 점접촉으로 이루어지는 바,
즉 상기 부시(7)의 내주면은 중앙 부위가 내측으로 볼록하게 돌출된 원호형 돌출부(7a)를 형성하고 있어, 상기 제1핀(3)의 외주면과 점접촉으로 결합되고, 상기 부시(7)의 내주면 양측 부위는 상기 제1핀(3)의 외주면 양측 부위와 소정의 갭을 형성하게 된다.
또한, 상기 브레이크슈(9)의 웨브(9a)의 타단부 사이에서 로울러(13)를 고정 설치하기 위해 끼워진 제2핀(11)은 상기 로울러(13)와 면접촉이 아닌 점접촉으로 접촉되는 바, 즉 상기 로울러(13)의 내주면은 중앙 부위가 내측으로 볼록하게 돌출된 원호형 돌출부(13a)를 형성하고 있어, 상기 제2핀(11)의 외주면과 점접촉으로 결합되고, 상기 로울러(13)의 내주면 양측 부위는 상기 제2핀(11)의 외주면 양측 부위와 소정의 갭을 형성하게 된다.

이를 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 부시(7)와 로울러(13)의 내주면은 중앙부에서 양측 선단부위를 향하면서 관통구멍의 면적이 확장되는, 이른 바 확경되어 전체적인 단면으로 보아 원호형상을 이루게 되어, 이에 끼워지는 제1,제2핀(3,11)과 양측 선단부위가 소정의 갭을 형성하여, 상기 부시(7)와 제1핀(3) 및 상기 로울러(13)와 제2핀(11) 사이는 전체적으로 중앙 부위만 접촉되는 점접촉의 형태로 상호 결합된다.

따라서, 휠에 가해지는 하중에 의해 드럼(도시되지 않음)이 변형되면 변형량에 맞추어 브레이크슈(9)도 연동되면서 드럼의 제동면에 라이닝(9c)이 일치되도록 자체적으로 보상하므로써, 균일한 제동토크가 전달되도록 하여 제동시 드럼브레이크에 발생되는 이상진동을 최대한 방지할 수 있게 된다.

즉, 운전자가 브레이크를 동작시키면 에어체임버의 작용력에 의해 캠(15)으로 토크가 전달되고, 토크가 전달되면 캠(15)과 접촉된 로울러(13)가 회전됨과 더불어 각각의 브레이크슈(9)가 앵커브라켓트(5)상의 지지점인 제1핀(3)을 중심으로 회전되면서 캠동작에 의해 외측으로 밀려 확장되는데, 이때 상기 부시(7)와 로울러(13) 및 제1,제2핀(3,11)간의 점접촉으로 인해 브레이크슈(9)가 앵커브라켓트(5)에 고정된 제1핀(3)에 대해 드럼의 변형 방향인 도 1에 도시된 화살표 방향으로 회동할 수 있게 됨으로써, 드럼의 변형에 부합하게 상기 브레이크슈(9)가 회동될 수 있어, 드럼의 내주면과 브레이크슈(9)의 라이닝(9c) 사이의 접촉이 보다 균일하게 이루어지게 된다. 이 결과, 제동시 드럼과 라이닝(9c) 사이의 균일한 접촉을 매개로 균일한 제동토크를 발생시킬 수 있게 되는 것이다.
부연하자면, 차량의 적재 하중의 증가로 드럼이 변형될 때, 상기 브레이크슈(9)의 웨브(9a)의 일단부와 타단부에 각각 설치된 상기 부시(7)와 로울러(13)의 내주면은 원호형 돌출부(7a,13a)를 매개로 하여 상기 제1핀(3)과 제2핀(11)의 외주면에 대해 드럼의 변형 방향으로 자유로운 롤링 운동을 할 수 있으므로, 제동시 상기 브레이크슈(9)의 외주면에 부착된 라이닝(9c)과 드럼의 내주면 사이의 접촉이 균일하게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 상기 부시(7)와 로울러(13) 및 제1,제2핀(3,11)간의 갭(gab)은 대략 1mm가 되도록 하는 것이 균일한 제동력을 발휘하는 데에 효과적인데, 이는 갭이 지나치게 많으면 드럼의 변형량 이상으로 공차가 발생되게 되므로 이로 인한 저더 현상이 발생되는 것을 방지하기 위함이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 대형차량의 휠에 전달되는 고하중으로 인해 드럼이 변형되어 브레이크라이닝과 드럼 제동면과의 마찰 불균일로 저더 가 발생되는 것을 효과적으로 억제시키므로써 제동시 차량의 정숙성과 승차감이 향상되고, 제동작용도 안정적으로 이루어지도록 하는 효과가 있게 된다.

Claims (1)

1. 앵커브라켓트(5)에 체결된 제1핀(3)의 외주에 끼워지는 원통형상의 부시(7)를 매개로 브레이크슈(9)의 웨브(9a)의 일단부가 회동지점으로 지지되고, 상기 브레이크슈(9)의 웨브(9a)의 타단부에 체결된 제2핀(11)의 외주에 원통형상의 로울러(13)가 끼워져 지지되며, 상기 브레이크슈(9) 사이에는 리턴 스프링(17)이 설치되는 한편, 상기 로울러(13)는 제동시 회전하는 캠(15)에 의해 가압되어 상기 브레이크슈(9)를 드럼의 내주면으로 확장시키도록 구성되는 차량의 드럼브레이크에 있어서,

   상기 부시(7)와 상기 로울러(13)의 내주면에는 각각 단면으로 보아 중앙 부위의 내측으로 볼록하게 돌출된 원호형 돌출부(7a,13a)가 형성되어, 상기 원호형 돌출부(7a,13a)가 상기 제1핀(3)과 상기 제2핀(11)의 외주면에 각각 점접촉되는 것을 특징으로 하는 차량의 하중연동식 드럼브레이크.

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