KR100610385B1 - disk brake - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스크 브레이크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤 중심을 패드 중심선에 대해 편심시킬 뿐 아니라 피스톤의 중심선(피스톤 왕복운동진행방향)을 패드 중심선에 대해 경사지게 배치된 구조를 갖는 디스크 브레이크에 관한 것이다. The present invention relates to a disc brake, and more particularly, to a disc brake having a structure in which the center of the piston is eccentric with respect to the pad center line, and the center line of the piston (piston reciprocating direction) is inclined with respect to the pad center line. .

Description

디스크 브레이크{disk brake}Disk brake

도 1은 종래 디스크 브레이크의 작용 상태를 개략적으로 도시한 단면도. 1 is a cross-sectional view schematically showing an operating state of a conventional disc brake.

도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 브레이크의 작용 상태를 차량 위쪽에서 도시한 평단면도. 2 and 3 are a plan sectional view showing an operating state of a disk brake according to a preferred embodiment of the present invention from above the vehicle.

도 4는 도 2의 패드 자유물체도(free body diagram). FIG. 4 is a pad free body diagram of FIG. 2. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 디스크 30 : 패드10: disc 30: pad

50 : 패드 플레이트 70,700 : 피스톤50: pad plate 70700: piston

C : 패드 중심선C: pad centerline

α : 패드 중심선(C)과 피스톤 중심선(P) 사이의 경사각α: inclination angle between the pad center line (C) and the piston center line (P)

β : 패드 중심선(C)의 수직평면에 대한 경사각β: angle of inclination of the pad centerline C with respect to the vertical plane

P : 피스톤 중심선 (피스톤 진행방향)P: Piston Center Line (Piston Direction)

O : 피스톤 중심O: Piston Center

본 발명은 디스크 브레이크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤 중심을 패드 중심선에 대해 편심시킬 뿐 아니라 피스톤의 중심선(피스톤 왕복운동진행방향)을 패드 중심선에 대해 경사지게 배치된 구조를 갖는 디스크 브레이크에 관한 것이다. The present invention relates to a disc brake, and more particularly, to a disc brake having a structure in which the center of the piston is eccentric with respect to the pad center line, and the center line of the piston (piston reciprocating direction) is inclined with respect to the pad center line. .

종래 디스크 브레이크는 도 1에 도시한 바와 같이, 디스크(10), 디스크(10)의 외주면 양측에 배치되는 패드(30)가 고정된 한 쌍의 패드 플레이트(50), 패드 플레이트(50)를 가압하는 피스톤(70)이 구비된 캘리퍼 하우징(미도시)으로 구성되어 있다. As shown in FIG. 1, a conventional disc brake presses a pair of pad plates 50 and a pad plate 50 to which the disk 10 and the pads 30 disposed on both sides of the outer circumferential surface of the disk 10 are fixed. It consists of a caliper housing (not shown) provided with a piston (70).

그런데, 패드(30)의 중심선(C)과 피스톤(70)의 (왕복운동방향) 중심선(P)이 동일선상에 배치되어 있어, 계속적인 제동에 따라 디스크(10)를 가압하는 패드(30)가 도 1에 보인 바와 같이, 편마모되는 트러블이 생긴다. 즉, 한 쌍의 패드(30)가 화살표 R방향으로 회전(전진하는 경우)하는 디스크(10)에 접촉하여도, 디스크(10)에 가해지는 패드(30)의 면압력은 디스크(30)의 회전토크에 의해 디스크(10)의 전진회전방향인 전방측 보다 후방측에 집중된다. 따라서, 도 1에 도시한 바와 같이, 패드(30)의 균일한 최초 두께(T)는 전방측 패드 두께(t1)와, 패드 두께(t1)보다 얇은 후방측 패드 두께(t2)를 갖는 불균일 두께로 변형된다(즉, t1에서 t2까지 경사면을 이룸). 이 편마모 현상은 차량 제동시 저더(떨림현상) 및 노이즈를 심하게 발생시킨다. By the way, the center line C of the pad 30 and the center line P of the reciprocating direction of the piston 70 are arranged on the same line, and the pad 30 presses the disk 10 according to continuous braking. As shown in Fig. 1, troubles that wear out unevenly occur. That is, even when the pair of pads 30 come into contact with the disk 10 that rotates (in the case of advancing) in the direction of the arrow R, the surface pressure of the pad 30 applied to the disk 10 is reduced. By the rotational torque, the disk 10 is concentrated on the rear side of the disk 10 rather than on the front side. Thus, as shown in FIG. 1, the uniform initial thickness T of the pad 30 is an uneven thickness having a front side pad thickness t1 and a rear side pad thickness t2 that is thinner than the pad thickness t1. (I.e., make a slope from t1 to t2). This uneven wear phenomenon causes severe judder and noise during braking.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 피스톤의 편심량을 가변적으로 조절하여 패드에 가하는 면압력을 일정하게 유지시킬 수 있는 구조 를 갖는 디스크 브레이크를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a disk brake having a structure that can variably adjust the eccentric amount of the piston to maintain a constant surface pressure applied to the pad.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스크 브레이크는 디스크와, 상기 디스크의 외주면 양측에 배치되는 패드를 갖는 한 쌍의 패드 플레이트와, 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 상기 디스크에 가압시키는 적어도 하나의 피스톤을 갖는 캘리퍼 하우징을 포함하여 이루어지되, Disc brake of the present invention for achieving the above object is a disk, a pair of pad plate having a pad disposed on both sides of the outer peripheral surface of the disk, and at least one piston for pressing the pair of pad plate to the disk Including a caliper housing having a

상기 피스톤 중심선(P)은 상기 패드의 마찰접선방향과 이 마찰접선방향과 수직한 패드 중심선(C) 사이의 평면 상에 경사지게 배치되고, The piston center line P is inclined on a plane between the friction tangent direction of the pad and the pad center line C perpendicular to the friction tangent direction,

상기 패드 플레이트와 접하는 피스톤의 중심(O)은 상기 패드 중심선(C)에 대해 편심된 거리에 위치한다. The center O of the piston in contact with the pad plate is located at an eccentric distance from the pad center line C.

이 구성에 의하면, 피스톤의 편심량을 가변적으로 조절하여 패드에 가하는 면압력을 일정하게 유지시킬 수 있다. According to this structure, the eccentricity of a piston can be variably adjusted and the surface pressure applied to a pad can be kept constant.

전술한 구성에서, 상기 피스톤은 일단이 상기 피스톤 중심선(P)의 수직평면에 대해 경사(β)진 원통형으로 구현되는 것이 바람직하다. In the above-described configuration, the piston is preferably implemented in a cylindrical shape inclined (β) with respect to the vertical plane of the piston center line (P).

또한, 상기 피스톤의 중심(O)이 패드 중심선(C)의 위쪽에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the center O of the piston is preferably located above the pad center line (C).

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명하는데, 종래의 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. Best Mode for Carrying Out the Invention Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, where like reference numerals are used to designate like parts, and detailed description thereof will be omitted.

도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 브레이크의 작용 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다. 2 and 3 are cross-sectional views schematically showing an operating state of the disc brake according to the preferred embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 디스크 브레이크는 디스크(10)와, 이 디스크(10)의 외주면 양측에 배치되는 패드(30)를 갖는 한 쌍의 패드 플레이트(50)와, 한 쌍의 패드 플레이트(50)를 디스크(10)에 가압시키는 적어도 하나의 피스톤(700)을 갖는 캘리퍼 하우징(미도시)을 포함하여 이루어진다. As shown in Figs. 2 and 3, the disc brake of the present embodiment includes a pair of pad plates 50 having a disk 10, pads 30 disposed on both sides of the outer circumferential surface of the disk 10, And a caliper housing (not shown) having at least one piston 700 for pressing the pair of pad plates 50 to the disk 10.

패드 플레이트(50)와 접하는 일단의 피스톤(700) 중심(O)은 패드 중심선(C)에 대해 편심된 거리에 위치하고 있다. 즉, 패드(30)에 가하는 면압력이 패드 중심선(C)을 기점으로 디스크(10)의 전진회전방향(화살표 R방향) 전방측에 상대적으로 강하게 가해지는 위치에 배치된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 피스톤 중심(O)은 패드(30)의 중심선(C)과 전진회전방향(R) 전방측으로 거리 E만큼 편심되게 마련되는데, 이 편심량(E)은 다음의 식에서 보듯이 패드(30)의 두께(T)와, 패드와 디스크간의 마찰계수(μR )에 비례함을 알 수 있다. The center O of one end of the piston 700 in contact with the pad plate 50 is located at an eccentric distance with respect to the pad center line C. As shown in FIG. That is, the surface pressure applied to the pad 30 is disposed at a position that is relatively strongly applied to the front side of the forward rotation direction (arrow R direction) of the disk 10 starting from the pad center line C. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the piston center O is eccentrically provided by the distance E toward the center line C of the pad 30 and the forward rotation direction R, and the amount of eccentricity E is as shown in the following equation. It can be seen that it is proportional to the thickness T of the pad 30 and the friction coefficient μ R between the pad and the disk.

이러한 관계는 도 4에 도시한 패드의 자유물체도를 통해 얻을 수 있다. 즉, 힘의 평형방정식에 의하면 다음의 방정식(1)을 얻는다. This relationship can be obtained through the free body diagram of the pad shown in FIG. That is, according to the force equilibrium equation, the following equation (1) is obtained.

FP = FD + FR (여기서, FR = FD ×μR )F P = F D + F R , where F R = F D × μ R

FP = FD (1+ μR ) (1)F P = F D (1+ μ R ) (1)

여기서, FP 는 피스톤수직력(P), FD 는 디스크 수직반력, FR 은 마찰접선반력이다. Where F P is the piston vertical force (P), F D is the disk vertical reaction force, and F R is the friction tangent reaction force.

한편, A점에서의 모멘트 평형에 의하면 다음의 방정식(2)을 얻는다. On the other hand, according to the moment equilibrium at point A, the following equation (2) is obtained.

FP ×E = FR ×T F P × E = F R × T

FP ×E = μR ×T ×FD (2)F P × E = μ R × T × F D (2)

(2)÷(1)하면, (2) ÷ (1),

Figure 112005002660968-pat00001
Figure 112005002660968-pat00001

즉, 편심량(E)은 패드두께(T)에 비례함을 알 수 있다. That is, it can be seen that the amount of eccentricity E is proportional to the pad thickness T.

따라서, 패드(30)의 초기두께(T)와 마찰계수(μR)을 고려하여 피스톤 중심(O)을 전진회전방향(R) 전방측에 가압하도록 하면, 디스크(10)의 회전토크에 의해 실제적으로 디스크(10)와 마찰하는 패드(30) 전체에 균일한 면압력이 형성된다. Therefore, in consideration of the initial thickness T of the pad 30 and the coefficient of friction (μ R ), if the piston center O is pushed to the front side of the forward rotation direction R, the rotational torque of the disc 10 is caused. In fact, a uniform surface pressure is formed in the entire pad 30 that rubs against the disk 10.

또한, 피스톤(700)의 중심선(P)이 패드(30)의 마찰접선방향(FR 방향)과 이 마찰접선방향과 수직한 패드 중심선(C) 사이의 평면 상에 경사지게 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 피스톤(700)의 진행방향중심선인 피스톤 중심선(P)이 패드 중심선(C)에 대해 경사(α)지게 형성됨으로써, 초기두께(T)의 편심량(E)은 마모된 두께(t)의 편심량(e)으로 가변적으로 조절되게 된다. 따라서, 패드(30)의 마모량에 따라 디스크(10)와 접촉하는 패드(30)의 마찰면적도 가변되어, 패드(30)의 길이(이 길이는 도면에서 상하방향) 전체에 걸쳐 일정한 면압력(균일한 마모)이 작용하게 한다. In addition, it is preferable that the center line P of the piston 700 be inclined on the plane between the frictional tangential direction (F R direction) of the pad 30 and the pad centerline C perpendicular to this frictional tangential direction. That is, since the piston center line P, which is the center line of the traveling direction of the piston 700, is formed to be inclined with respect to the pad center line C, the eccentric amount E of the initial thickness T is equal to the worn thickness t. Eccentricity (e) is to be adjusted variably. Accordingly, the friction area of the pad 30 in contact with the disk 10 also varies according to the amount of wear of the pad 30, so that a constant surface pressure (over the length of the pad 30, which is the vertical direction in the drawing) Uniform wear).

또한, 피스톤(700)의 일단이 피스톤 중심선(P)의 수직평면에 대해 경사(β) 지게 함으로써, 원통형 피스톤과 마찬가지로 유압력과 피스톤, 피스톤과 패드 플레이트간의 접촉관계가 수직하게 형성시킬 수 있다. In addition, by inclining one end of the piston 700 with respect to the vertical plane of the piston center line P, the hydraulic force and the contact relationship between the piston, the piston, and the pad plate can be formed vertically like the cylindrical piston.

또한, 최대편심거리(E)가 유효마모량(T-t)에 tanα를 곱한 값보다 크도록 구현함으로써, 패드의 마모가 급속히 진행되더라도 피스톤의 중심(O)은 패드 중심선(C)의 위쪽에 위치시킬 수 있다. In addition, by implementing the maximum eccentric distance (E) is larger than the effective wear amount (Tt) multiplied by tanα, the center of the piston (O) can be located above the pad center line (C) even if the wear of the pad proceeds rapidly have.

Figure 112005002660968-pat00002
Figure 112005002660968-pat00002

여기서, α는 피스톤 중심선(P)과 패드 중심선(C) 사이의 각도, T와 E는 패드초기두께와 최대편심거리, t 는 패드잔류두께.Where α is the angle between the piston center line (P) and the pad center line (C), T and E are the initial pad thickness and maximum eccentricity, and t is the pad remaining thickness.

본 발명의 디스크 브레이크는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The disc brake of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified in various ways within the scope of the technical idea of the present invention.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 디스크 브레이크에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. As is apparent from the above description, the disc brake of the present invention has the following effects.

첫째, ①피스톤 중심선(P)이 패드의 마찰접선방향과 이 마찰접선방향과 수직한 패드 중심선(C) 사이의 평면 상에 경사지게 배치됨으로써, 패드의 두께가 감소되는 양만큼 편심거리도 가변(E -> e)시킬 수 있어 균일한 면압력 분포를 계속적으로 유지시킬 수 있고, ②패드 플레이트와 접하는 피스톤의 중심(O)이 패드 중심선(C)에 대해 편심된 거리에 위치함으로써, 패드의 면압력의 분포를 균일할 수 있다. 따라서, 패드의 편마모에 따른 저더(떨림)와 노이즈(소음)의 발생이 최대한 억제시 킬 수 있다. First, since the piston center line P is inclined on a plane between the pad tangential direction of the pad and the pad center line C perpendicular to the tangential direction of the pad, the eccentric distance is also variable by an amount that reduces the thickness of the pad (E). e) so that the uniform surface pressure distribution can be maintained continuously. ② The surface pressure of the pad is located at a distance eccentric to the pad center line C by the center O of the piston in contact with the pad plate. The distribution of can be uniform. Therefore, occurrence of judder (shake) and noise (noise) due to uneven wear of the pad can be suppressed as much as possible.

둘째, 피스톤의 일단이 상기 피스톤 중심선(P)의 수직평면에 대해 경사(β)짐으로써, 피스톤의 간단한 형상 변경을 통해서 기존 원통형 피스톤과 마찬가지로 유압력과 피스톤, 피스톤과 패드 플레이트간의 접촉관계가 수직하게 형성시킬 수 있다. Second, as one end of the piston is inclined (β) with respect to the vertical plane of the piston center line (P), through the simple shape change of the piston, as in the conventional cylindrical piston, the hydraulic force and the contact between the piston, piston and pad plate is vertical Can be formed.

셋째, 최대편심거리(E)가 유효마모량에 tanα를 곱한 값보다 크도록 구현함으로써, 패드의 마모가 급속히 진행되더라도 피스톤의 중심(O)은 패드 중심선(C)의 위쪽에 위치시킬 수 있다. Third, by implementing the maximum eccentric distance (E) is greater than the effective wear amount multiplied by tanα, the center of the piston (O) can be located above the pad center line (C) even if the wear of the pad proceeds rapidly.

Claims (3)

삭제delete 디스크와, 상기 디스크의 외주면 양측에 배치되는 패드를 갖는 한 쌍의 패드 플레이트와, 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 상기 디스크에 가압시키는 적어도 하나의 피스톤을 갖는 캘리퍼 하우징을 포함하여 이루어지되, And a caliper housing having a disk, a pair of pad plates having pads disposed on both sides of the outer circumferential surface of the disk, and at least one piston for pressing the pair of pad plates to the disk, 상기 피스톤 중심선(P)은 상기 패드의 마찰접선방향과 이 마찰접선방향과 수직한 패드 중심선(C) 사이의 평면 상에 경사지게 배치되고, The piston center line P is inclined on a plane between the friction tangent direction of the pad and the pad center line C perpendicular to the friction tangent direction, 상기 패드 플레이트와 접하는 피스톤의 중심(O)은 상기 패드 중심선(C)에 대해 편심된 거리에 위치하고, The center O of the piston in contact with the pad plate is located at an eccentric distance from the pad center line C, 상기 피스톤은 일단이 상기 피스톤 중심선(P)의 수직평면에 대해 경사(β)진 원통형인 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크. And the piston has a cylindrical shape, one end of which is inclined (β) with respect to the vertical plane of the piston center line (P). 제 2항에 있어서, 상기 피스톤의 중심(O)이 아래의 식을 만족하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크. 3. The disc brake according to claim 2, wherein the center of the piston (O) is disposed at a position satisfying the following expression.
Figure 112005002660968-pat00003
Figure 112005002660968-pat00003
 여기서, α는 피스톤 중심선(P)과 패드 중심선(C) 사이의 각도, T와 E는 패드초기두께와 최대편심거리, t 는 패드잔류두께.Where α is the angle between the piston center line (P) and the pad center line (C), T and E are the initial pad thickness and maximum eccentricity, and t is the pad remaining thickness.
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