KR100610067B1 - 자동차의 디스크브레이크 캘리퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 디스크브레이크 캘리퍼에 관한 것으로, 캘리퍼하우징(1)과 피스톤(3)의 사이에 판스프링(5)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 제동 작용 후 상기 판스프링(5)의 반발력에 의해 피스톤(3)이 확실히 원위치로 복귀됨으로써 브레이크패드(2)와 브레이크디스크(4) 사이에 충분한 갭이 형성되어 드래그 현상이 방지된다.

또한, 브레이크패드(2)의 마모량이 증가하면 제동시 상기 판스프링(5)을 피스톤(3)의 걸림턱(3b)이 타고 넘으면서 판스프링(5)의 단부가 제 2홈(3c)에 안착되게 되며, 이때 발생하는 충격이 브레이크 오일을 매개로 브레이크페달을 통해 운전자에게 전달되어 운전자는 브레이크패드 교환시기를 알 수 있게 되며, 상기 진동은 종래 인디케이터 설치시 발생되는 소음이나 지속적인 이상 진동을 유발하지 않으므로 운전자에게 불쾌감이나 불안감을 주지 않게 된다.

Description

자동차의 디스크브레이크 캘리퍼{disc brake caliper of vehicles}

도 1은 종래의 디스크브레이크 캘리퍼 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 디스크브레이크 캘리퍼 및 그의 요부 확대 단면도,

도 3은 본 발명의 작동 상태 설명도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 캘리퍼하우징, 1a : 설치홈,

2 : 브레이크패드, 3 : 피스톤,

3a : 제 1홈, 3b : 걸림턱,

3c : 제 2홈, 4 : 브레이크디스크,

5 : 판스프링, 6 : 스냅링,

O : 오일링, B : 고무부트.

본 발명은 자동차의 디스크브레이크 캘리퍼에 관한 것으로, 특히 드래그 현상이 방지되고, 운전자에게 불쾌감을 주지 않는 방법으로 브레이크패드의 교환시기 를 알려 줄 수 있도록 된 자동차의 디스크브레이크 캘리퍼에 관한 것이다.

일반적으로 디스크브레이크 캘리퍼는 도 1에 도시된 바와 같이, 캘리퍼하우징(1)의 내측에 한 쌍의 브레이크패드(2)와, 마스터실린더에서 발생된 유압을 전달받아 상기 브레이크패드(2)를 밀어주는 피스톤(3)을 구비하여 이루어진다.

따라서, 운전자가 브레이크페달을 밟으면 캘리퍼하우징(1)의 내부 실린더로 전달된 유압이 상기 피스톤(3)을 밀고, 이 피스톤(3)이 상기 브레이크패드(2)를 밀어 두 브레이크패드(2) 사이에 위치하여 차륜과 일체로 회전하고 있는 브레이크디스크(4)에 밀착시킴으로써 제동작용이 일어나게 된다.

한편, 운전자가 브레이크페달로부터 발을 떼어 제동 유압이 사라지면 상기 피스톤(3)이 후퇴하고 브레이크디스크(4)와 브레이크패드(2)의 사이에는 약 0.25mm정도의 갭이 발생하여 비제동상태가 유지되도록 되어 있다.

그러나, 상기 갭이 매우 작아 피스톤(3)의 복귀가 적정량 이루어지지 않을 경우에는 브레이크패드(2)와 브레이크디스크(4) 사이에 마찰이 발생하여 운전자가 제동조작을 하지 않는 상태에서도 소량의 제동작용이 이루어지는 드래그(drag)현상이 발생하여 엔진 출력이 전달 효율이 감소하고, 이에 연비가 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 상기 브레이크패드(2)에 금속재질의 인디케이터(indicator;도시하지 않음)를 설치하여 브레이크패드(2)가 일정량 이상 마모되면 인디케이터가 브레이크디스크(4)에 마찰되면서 소음 및 진동을 발생시키도록 함으로써 운전자로 하여금 브레이크패드(2) 교환시기를 알 수 있도록 하였다.

그런데, 상기 마찰 소음은 금속성 재질끼리 고속 마찰되면서 발생되는 것으로 운전자에게 심한 불쾌감을 주며, 진동도 과도하게 발생하여 불안감을 야기시키는 등 개선의 여지가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 드래그 현상이 방지됨으로써 엔진 출력의 전달효율 및 연비가 향상되고, 운전자에게 불쾌감 및 불안감을 주지 않으면서도 브레이크패드의 교환시기를 알려 줄 수 있도록 된 자동차의 디스크브레이크 캘리퍼를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 캘리퍼하우징의 실린더 내주면에 설치홈이 형성되고, 피스톤의 외주면에는 브레이크패드와 브레이크디스크 사이의 갭이 드래그 현상이 발생하지 않을 정도로 충분히 확보될 수 있는 위치에 피스톤이 위치하였을 때 상기 캘리퍼하우징의 설치홈과 일치하는 위치에 제 1홈이 형성되며, 상기 제 1홈의 실린더 안쪽 방향 측부에 소정 두께의 피스톤 몸체가 남겨져 걸림턱이 형성되고, 상기 걸림턱을 일측 벽면으로 하는 제 2홈이 연이어 형성되는 한편, 상기 설치홈에 몸체가 둔각으로 절곡된 판스프링이 안착되되 이 판스프링의 실린더 바깥쪽 방향의 짧은 단부는 상기 설치홈의 일측 벽면에 지지되고 실린더 안쪽 방향의 긴 단부는 상기 걸림턱에 지지되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 판스프링의 복원력에 의해 제동시 전진하였던 피스톤의 복귀가 확실하게 이루어짐으로써 드래그 현상이 방지되고, 브레이크패드의 마모량이 일정치 이상일 경우에는 제동시 상기 피스톤이 전진함에 따라 상기 걸림턱이 판스프링의 선단을 타 넘으면서 충격이 발생하여, 이 충격이 운전자에게 전달되어 브레이크패드 교환시기를 알 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 디스크브레이크 캘리퍼 및 그의 요부 확대 단면도로서, 종래와 동일 부분에는 동일한 참조부호를 부여하여 설명한다.

캘리퍼하우징(1)과 피스톤(3)의 접촉면에는 각각 홈이 형성된다.

상기 캘리퍼하우징(1)의 내주면에 형성되는 설치홈(1a)은 오일의 누출을 방지하기 위해 설치된 오일링(O)보다 안쪽에 설치되며 대략 피스톤(3)이 내장되는 유압실 즉, 캘리퍼하우징(1)의 실린더 내벽면 중간 정도의 위치면 무방하다.(미설명 부호 B는 이물질의 침투를 방지하고 피스톤의 리턴을 돕는 고무재질의 부트이다.)

상기 피스톤(3)의 외주면에 형성되는 홈(3a)은 브레이크패드(2)와 브레이크디스크(4) 사이의 갭이 드래그 현상이 발생하지 않을 정도로 충분히 확보될 수 있는 위치에 피스톤(3)이 위치하였을 때 상기 캘리퍼하우징(1)의 설치홈(1a)과 일치하는 위치에 형성된다.(이하, 상기 홈(3a)을 제 1홈이라 칭한다.)

상기 제 1홈(3a)에는 몸체가 둔각으로 절곡성형된 판스프링(5)이 삽입 장착되는데, 이 판스프링(5)은 상기 절곡된 부분에 안착되는 스냅링(6)에 의하여 상기 설치홈(1a)내에서 위치가 고정된다.

한편, 상기 제 1홈(3a)의 일측부(피스톤이 내장된 공간인 실린더에서 오일링(O)과 부트(B)가 설치된 부분을 바깥쪽이라 할때 안쪽 부분)에는 소정 두께의 피스톤 몸체가 남겨져 걸림턱(3b)을 형성하고, 이 걸림턱(3b)을 일측 벽면으로 하는 또 하나의 홈(3c)이 연이어 형성되는 바, 이 홈(3c)을 제 2홈(3c)이라 칭한다.

한편, 상기 판스프링(5)은 실린더 바깥쪽 방향의 짧은 부분의 단부는 캘리퍼하우징(1)의 설치홈(1a) 벽면에 지지되고, 반대쪽인 실린더 안쪽 방향의 긴 부분의 단부는 상기 피스톤(3)의 제 1홈(3a)의 벽면 즉, 상기 걸림턱(3c)에 걸려져 지지된다.

이와 같은 조립상태에서 피스톤(3)은 전술한 바와 같이 브레이크패드(2)와 브레이크디스크(4) 사이의 갭이 드래그 현상이 발생하지 않을 정도로 충분하게 확보될 수 있는 위치에 있게 된다.

이제 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

상기와 같은 조립상태에서 운전자가 브레이크페달을 밟아 유압이 캘리퍼하우징(1)의 내부(정확히는 피스톤이 내장된 실린더의 내부)로 전달되면, 이 유압에 의하여 상기 피스톤(3)이 밀려서 브레이크패드(2)를 브레이크디스크(4)에 밀어붙임으로써 제동력이 발생하게 된다.

이때 피스톤(3)의 이동에 의하여 일측 단부가 걸림턱(3b)에 걸려진 상기 판스프링(5)은 압축된다.

이후, 운전자가 브레이크페달에서 발을 떼어 제동유압이 사라지면 상기 판스프링(5)이 자신의 탄성 반발력에 의해 원형으로 복원되면서 상기 걸림턱(3b)을 밀게 되어 피스톤(3)이 원래의 위치로 복귀된다.

이와 같이 제동작용후, 피스톤(3)의 위치 복귀가 확실하게 이루어짐으로써 브레이크패드(2)와 브레이크디스크(4) 간의 갭이 항상 충분하게 형성되어 드래그 현상을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 엔진 출력이 불필요한 제동작용에 의해 소모되지 않음으로써 엔진 출력의 전달 효율이 향상되고, 더불어 연비도 향상된다.

한편, 오랜 반복 사용에 의하여 상기 브레이크패드(2)의 마모량이 증가하면 상기 판스프링(5)에 걸림턱(3b)이 걸려진 상태에서 판스프링(5)의 변형 범위 이내에서의 피스톤(3) 전진으로는 피스톤(3)이 브레이크패드(2)를 브레이크디스크(4)에 밀착될 수 있을 만큼 밀어줄 수 없게 된다.

그러나 제동시 상기 피스톤(3)에 작용하는 유압은 판스프링(5)의 반발력에 비하여 훨씬 크므로 피스톤(3)이 계속 밀려지면 결국 도 3에 도시된 바와 같이, 걸림턱(3b)이 판스프링(5)의 단부를 넘어 전진하게 되며, 이에 의해 판스프링(5)의 단부는 상기 제 2홈(3c)에 삽입되어져 이 제 2홈(3c)의 일측 벽면에 지지되어진다. 즉, 상기 제 2홈(3c)의 벽면이 제 2의 걸림턱 역할을 하게 되는 것이다.

따라서, 브레이크패드(2)의 마모량이 일정량 이상 증가되더라도 피스톤(3)의 전진과 후퇴(원위치로의 복귀)는 정상적으로 이루어짐으로써 제동작용 또한 정상적으로 이루어짐은 물론 드래그 현상이 일어나지 않을 정도의 복귀량은 충분히 확보된다.

한편, 상기와 같이 걸림턱(3b)이 판스프링(5)의 단부를 타고 넘을 때 판스프링(5)의 단부가 제 2홈(3c)의 벽면에 충돌하면서 이 충격이 실린더 내에 충진되어 있는 오일을 통해 전달되어 최종적으로 운전자에게 브레이크페달을 통하여 느껴지게 된다.

따라서, 상기 충격신호에 의하여 운전자는 브레이크패드(2)의 마모가 진행되어 교환시기가 되었음을 알 수 있게 되며, 이 충격신호는 불쾌한 금속성 소음을 유발하거나 지속적인 이상 진동을 유발하지 않음으로써 운전자에게 소음 및 진동으로 인한 불쾌감과 불안감을 주지 않는다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 캘리퍼하우징과 피스톤의 접촉면 사이에 설치된 판스프링에 의하여 제동작용 후 피스톤의 복귀가 확실하게 이루어짐으로써 브레이크패드와 브레이크디스크 사이의 갭이 충분한 양으로 확실히 확보됨으로써 드래그 현상이 방지되고, 이에 의해 엔진 출력의 전달효율이 향상되며, 아울러 연비도 향상되는 효과가 있다.

또한, 브레이크패드의 마모량이 증가하여 교환시기가 되면 제동시 상기 판스프링의 단부가 피스톤면의 걸림턱을 타고 넘어 그 이후 위치에 형성된 홈에 안착되면서 발생하는 충격이 브레이크라인에 충진된 오일을 매개로 브레이크페달을 통해 운전자의 발로 전달됨으로써 운전자가 브레이크패드 교환시기를 알 수 있게 되며, 이는 소음이나 이상 진동을 발생시키지 않는 것이므로 운전자에게 불쾌감이나 불안감을 주지 않게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 캘리퍼하우징(1)의 실린더 내주면에 설치홈(1a)이 형성되고, 피스톤(3)의 외주면에는 브레이크패드(2)와 브레이크디스크(4) 사이의 갭이 드래그 현상이 발생하지 않을 정도로 충분히 확보될 수 있는 위치에 피스톤(3)이 위치하였을 때 상기 캘리퍼하우징(1)의 설치홈(1a)과 일치하는 위치에 제 1홈(3a)이 형성되며, 상기 제 1홈(3a)의 실린더 안쪽 방향 측부에 소정 두께의 피스톤 몸체가 남겨져 걸림턱(3b)이 형성되고, 상기 걸림턱(3b)을 일측 벽면으로 하는 제 2홈(3c)이 연이어 형성되는 한편, 상기 설치홈(1a)에 몸체가 둔각으로 절곡된 판스프링(5)이 안착되되 이 판스프링(5)의 실린더 바깥쪽 방향의 짧은 단부는 상기 설치홈(1a)의 일측 벽면에 지지되고 실린더 안쪽 방향의 긴 단부는 상기 걸림턱(3b)에 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디스크브레이크 캘리퍼.
2. 제 1항에 있어서, 상기 판스프링(5)은 몸체의 절곡된 부분에 스냅링(6)이 안착되어 상기 설치홈(1a)내에서 위치고정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 디스크브레이크 캘리퍼.

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