KR100694014B1 - 차량용 디스크블레이크의 패드리턴스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 제동장치의 브레이크 패드플레이트를 디스크에 가압된 상태에서 신속하게 복원시키기 위한 리턴스프링에 관한것이다.

본 발명에서는 디스크 브레이크의 캘리퍼하우징, 캘리퍼하우징에 내장되어 제동유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤, 피스톤에 의해 왕복작동하는 한쌍의 패드플레이트와, 상기 두 패드플레이트를 지지하도록 차체에 고정된 케리어와, 상기 두 패드플레이트를 디스크 쪽으로 진퇴운동 할 수 있도록 가압하도록 상기 캘리퍼에 마련된 가압수단과, 상기 두 패드 플레이트를 진퇴 가능하게 지지하도록 상기 두 패드플레이트를 진퇴방향으로 관통하며 그 양단이 상기 케리어에 고정되는 하나이상의 가이드핀이 구비된 차량용 디스크브레이크에 있어서,

상기 케리어에 일단이 고정되며 타단은 복원력을 갖도록 상면이 판스프링으로 구비되어 있고, 상기 판스프링의 하면에 일체형으로 연장된 패드백플레이트지지부를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 디스크브레이크의 리턴스프링.

Description

차량용 디스크블레이크의 패드리턴스프링{The Pad return springs of Disk Brake for Vehicles}

도 1 은 종래의 디스크브레이크의 캘리퍼의 단면도 이다.

도 2 는 공개특허 1999-027543 의 리턴스프링을 구비한 캘리퍼의 단면도이다.

도 3 은 공개특허 1998-041156 의 리턴스프링을 구비한 캘리퍼의 단면도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 패드리턴 스프링이 구비된 캘리퍼의 사시도이다.

도 5 는 본 발명에 따른 패드리턴 스르링이 구비된 캘리퍼의 부분사시도이다.

도 6 은 본 발명에 따른 패드리턴스프링의 확대 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

300 : 가이드핀 400 : 패드플레이트

500 : 디스크 600 : 캘리퍼고정부

700 : 패드리턴스프링 A,B,C : 패드지지방향

A1,A2 : 패드 운동방향 B1, B2 : 판스프링 운동방향

700a : 판스프링 700b : 패드백플레이트지지부

본 발명은 차량용 디스크 브레이크의 캘리퍼에 관한 것으로 더욱 상세하게는 패드플레이트의 신속한 복원과 패드플레이트와 캐리어의 마찰로 인한 마모 방지를 위한 패드리턴 스프링을 구비한 차량용 디스크 브레이크의 켈리퍼에 관한 것이다.

자동차등의 차량의 브레이크 장치는 일반적으로 각 바퀴마다에 설치된 제동력 발생 장치로서, 차륜과 함께 회전하는 브레이크로터나 브레이크 드럼과 같은 회전부재와, 브레이크를 밟는 양에 따라서 구동되는 브레이크패드나 브레이크 슈 와같은 가동부재를 포함하는 제동력 발생장치를 구비하며 제동력 발생장치는 회전부재에 대하여 가동부재의 마찰재료가 가압되는것에 따라 마찰력을 발생하여, 이에 대응하는 차륜을 제동하도록 되어 있다. 이러한 제동기능을 하는 브레이크는 주행 중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해서 열에너지로 바꾸어 그의 마찰열을 대기 중에 방출하여 제동을 하는 방식으로써, 드럼식 유압 브레이크와 디스크식 유압 브레이크등이 있다. 이 중 디스크 브레이크는 드럼 대신에 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크를 양쪽에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻는 것으로, 이러한 디스크 브레이크는 디스크가 대기 중에 노출되어 있어 방열성이 양호하고, 페이드 현상이 방지되어 제동성능이 안정되며, 자기 작용이 없으므로 좌우 바퀴의 제동력이 안정되어 제동시 한쪽만 제동되는 일이 적다. 또한, 물이나 진흙 등이 묻어도 디스크로부터 이탈이 용이하고, 디스크가 열에 의하여 변형되지 않으므로 브레이크 페달을 밟는 거리의 변화가 적으며, 점검 및 조정이 용이하고 간단하다는 장점을 가지고 있다.

도 1 에는 이러한 차량용 디스크 브레이크의 한 형태가 개시되어 있다.

도 1 에 개시된 차량용 디스크 브레이크는, 제동유압에 의해 진퇴운동 하도록 피스톤이 내장된 캘리퍼하우징(1), 한쌍의 패드플레이트(7b,6b)가 설치되며 차체에 고정되는 캐리어(미도시), 패드플레이트(7b,6b) 사이에 외주면의 일부가 삽입되면서 휠과 함께 회전운동하는 디스크(5)를 구비한다.

캘리퍼하우징(1)은 후방부 중심에 피스톤이 진퇴운동 할 수 있도록 가공된 보어와 전방부에 하측방향으로 굽어지게 형성되어 후술하는 아웃터패드플레이트(7b)를 감싸는 핑거부(2)를 구비한다. 보어의 내주면에는 제동유압이 해제되면 피스톤을 복원시키도록 탄성재질의 시일(8)이 설치되며, 이러한 보어를 중심으로 캘리퍼하우징(1)은 좌우 대칭되게 마련된다.

그리고 캐리어(미도시)는 차체의 너클에 볼트고정되는데, 여기에는 패드(6a,7a)가 부착된 한쌍의 패드플레이트(6b,7b)가 내측방향으로 유격 가능하게 설치된다.

패드플레이트는 피스톤(4)의 선단과 접하여 압력을 직접적으로 전달받도록 배치된 인너패드플레이트(6b)와 핑거부(2)의 내면과 접하도록 배치된 아웃터패드플레이트(7b)로 구별된다. 패드플레이트는 차체에 장착되는 캐리어(미도시)에 내측방향으로 유격가능하게 설치되는데, 일면에 인너패드(6a)가 부착되며 타면 중심부가 피스톤(4) 선단과 접촉되게 배치되는 인너패드플레이트(6b), 일면에 아웃터패드(7a)가 부착되며 타면은 핑거부내면과 접하도록 배치되는 아웃터패드플레이트(7b)로 구별된다. 이때 각 패드(6a,7a)와 각 패드플레이트(6b,7b)끼리는 서 로 리벳팅되거나 강한 접착제로 접착되어 있다.

한편, 원판상으로 이루어진 디스크(5)는 인너패드(6a)와 아웃터패드(7a) 사이에 외주 일부가 삽입되는데, 제동작용이 이루어지지 않는 경우에는 이들과 일정한 간극을 유지하면서 휠과 함께 회전운동한다.

이와 같이 구성된 디스크 브레이크를 갖춘 자동차가 주행하고 있는 상태에서 운전자가 브레이크패달을 밟게 되면, 마스터실린더에서 발생된 제동유압이 유압라인을 통해 보어 내부로 전달된다. 제동유압 전달에 의해 상기 실린더(3) 내의 피스톤(4)이 전진하여 상기캐리어에 고정되어 있는 인너패드플레이트(6b)가 디스크(5) 측으로 밀림으로써, 인너패드(6a)가 디스크(5)에 압착되어 제동력이 발생된다. 아울러 보어 내부에는 유압이 잔존하기 때문에 상기 캘리퍼 하우징(1) 자체가 반대방향으로 이동함으로써, 이것에 의해 상기 캘리퍼 하우징(1)에 부착되어 있는 핑거부(2)가 아웃터패드플레이트(7b)를 디스크 측으로 밀고 아웃터패드(7a)는 디스크(5)에 압착되어 제동력을 발휘한다. 다시말하여 인너패드(6a)와 아웃터패드(7a)가 회전하고 있는 디스크(5)를 디스크의 양쪽 외주면에서 압착함으로써 상기 디스크(5)의 회전을 멈추게 하여 차량을 제동하는것이다.

그리고 운전자가 브레이크패달에서 밟을 떼면, 피스톤(4)은 시일(8)의 탄성력으로 인해 복원되며, 인너패드(6a)와 아웃터패드(7a)는 다시 디스크(5)로부터 일정간격 이격된다.

이 때 인너패드(6a)와 아웃터패드(7a)를 다시 복원시키는데 있어서, 상기 피스톤시일(8)의 탄성력이 피스톤(4)의 잦은 왕복으로 인하여 점차 약화됨으로써, 회 전하는 디스크(5)를 압착하고 다시 복원하는 상기 한쌍의패드플레이트(6b,7b)가 복원이 제대로 안되고 계속 디스크(5)에 압착상태로 남아 있게되어 불필요한 마찰로 인한 디스크(5)의 열변형을 가져오고 또한 소음과 진동을 발생시키게 되는 경우가 종래에 자주 있어왔다.

때문에 종래에도 이러한 문제점들을 보완하기 위하여 여러 가지 발명이 고안되었는바 이하에서는 도면을 참조하여 종래의 발명의 실시예를 들어본다.

도2는 공개공보 1999-027543에 개재된 패드리턴스프링의 단면도이다.

이 발명에서는 슬라이딩캐리어(40a)의 체결홈(30a)과 캘리퍼하우징(10a)의 결합홈(20a)에 코일스프링(70a)을 연결되게 설치한다. 피스톤(미도시)이 브레이크 패드(60a,60b)를 밀면 슬라이딩 캐리어(40a)는 이동되어 캘리퍼 하우징(10a)과 거리가멀어지고 이에 슬라이딩 캐리어(40a)의 체결홈(30a)과 캘리퍼 하우징(10a)의 결합홈(20a)과의 거리도 멀어져 몸체 양단이 체결홈(30a)과 결합홈(20a)에 결합된 코일스프링(70a)은 억지팽창되고, 반대로 피스톤(미도시) 후방에 오일압력이 소멸되면 슬라이딩 캐리어(40a)와 캘리퍼 하우징(10a) 사이에 결합된 코일스프링(70a)은 슬라이딩 캐리어(40a)를 캘리퍼 하우징(10a)방향으로 잡아 당겨 원위치시키는 구조이다.

하지만 이러한 구조의 리턴스프링은 스프링의 중심축이 캐리어의 슬라이딩 방향과 일치함으로써 스프링을 고정하였을때 스프링 양단에 받는 장력에 의하여 스프링 양단이 고정홈에서 이탈할 우려가 있고 또한 잦은 반복왕복으로 인하여 스프링의 복원력이 갈수록 떨어지고 이렇게 탄성이 없어진 스프링을 교체할 때 불편하 다는 단점이 있다.

도3은 공개특 1998-041156에 개재된 패드리턴스프링의 단면도이다.

이 발명에서는 한쌍의 패드플레이트(40b)의 양측부에 각각 중심부위가 굴곡되어 탄성 복원력을 발휘하는 복원스프링(80b)을 설치하였다. 복원스프링(80b)은 각 패드플레이트(40b)의 일단부위에 설치되는 제1복원스프링과 타단부위에 설치되는 제2복원스프링으로 구성된다. 즉, 제1복원스프링의 일단은 인너패드플레이트의 일단부 상측에 고정되고 이의 타단은 아웃터패드플레이트의 일단부 상측에 고정된다. 그리고 제2복원스프링의 일단은 인너패드플레이트의 타단부 상측에 고정되고 이의 타단은 아웃터패드플레이트의 타단부 상측에 고정되어 있다.

따라서 제동압력이 해제되면 복원스프링(70b)의 탄성 복원력에 의해 패드(60b)가 부착된 패드플레이트가 디스크(50b)로부터 강제적으로 떨어져 복원된다.

그러나 이러한 복원스프링(70b)은 디스크 브레이크를 장기간 사용하게 되면 이의 탄성복원력이 약해져 본기능을 충분하게 수행하지 못하게 되며, 패드플레이트(40b)의 잦은 왕복운동과 회전하는 디스크를 압착함으로써 생기는 전단력에 의하여 복원스프링(80b)의 굴곡부위(71b)가 쉽게 파손되어 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

상기한 종래의 구체적인 실시예에서 보듯이 종래의 차량용 디스크브레이크에 있어서, 패드플레이트의 신속하지 못한 복귀로 브레이크패드가 회전하는 디스크에 불필요하게 오랫동안 접촉함으로써 발생하는 브레이크패드의 마모와, 브레이크패드 와 디스크의 마찰에 의한 디스크의 열변형과 이로 인한 이음과 진동이 생기는 문제점들이 발생된다.

본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 패드플레이트가 진퇴운동시 신속하게 리턴할 수 있고 동시에 패드플레이트의 측면이 캐리어에 직접접촉함으로써 생기는 패드플레이트의 마모를 방지하기 위한 리턴스프링을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같이 구성된다.

디스크 브레이크의 하우징, 하우징에 내장되어 제동유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤, 피스톤에 의해 작동하는 한 쌍의 패드플레이트와 그 패드플레이트와 각각 결합된 한쌍의 패드 , 그 패드 사이에 일부 삽입되어 휠과 함께 회전하는 디스크, 제동작용 해제시 상기 한쌍의 패드를 디스크로부터 이격시켜 불필요한 마찰손상을 방지하는 패드리턴스프링을 갖춘 디스크 브레이크에 있어서,

상기 패드리턴스프링은 4개의 판스프링과 , 상기 4개의 판스프링과 연결된 하면에 각기 패드플레이트지지부를 구비한 것이다.

이하에서는 상기 패드리턴스프링을 도면과 함께 실시예를 들어 상세히 설명한다.

본 발명이 적용되는 차량용 디스크 브레이크는 도 4에 도시된 바와 같이 차량의 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(500)의 양측을 가압하도록 디스크의 양측에 배치된 한쌍의 패드플레이트(400)를 구비하며, 두 패드플레이트(400)의 디스크 방향의 측면을 제외한 나머지 측면바깥으로는 주물로 제조된 고정부(600)를 포함한다. 상기 고정부(600)의 상면에는 본 발명인 리턴스프링(700)의 판스프링(700a)이 설치고정 되며 판스프링(700a)의 형상에서 알 수 있듯이 상기 고정부(600)의 안쪽측면으로는 상기 판스프링(700a)과 일체형으로 연결된 패드플레이트지지부(700b)가 접촉하도록 설치된다.

본 발명의 상기 4개의 리턴스프링(700)은 각각 1개씩 상기 고정부(600)의 상측 양단 4군데에 상기리턴스프링의 일단이 설치고정 되어 패드플레이트(400)가 브레이크 작동으로 왕복운동하게 될 때, 상기 판스프링(700a)상부를 패드플레이트(400)가 슬라이딩하게 된다. 이때 상기 패드플레이트는 양단에 상기 리턴스프링의 상면을 면접촉하면서 슬라이딩 할 수 있도록 상기 패드플레이트의 측면과 수직되게 바깥쪽으로 절곡부(800)를 구비한다. 보다 더 상세히 설명하면 운전자가 브레이크폐달을 밟게 되면 마스터실린더에서 발생된 제동유압이 유압라인을 통해 실린더 내부로 전달되고, 제동유압 전달에 의한 피스톤과 켈리퍼하우징의 하우징핑거의 작동으로 인너패드플레이트와 아웃터패드플레이트가 상기 판스프링(700a)상부를 슬라이딩(A2)하며 회전하는 디스크쪽으로 이동, 압착하게 된다. 이때 상기 판스프링은 상기패드플레이트의 절곡부(800) 하면이 판스프링의 상면을 슬라이딩(A2)해감에 따라 고정 되 있지 않은 일단이 하향억제(B2)되면서 상향으로 되돌아가고자 하는 복원력을 잠재하고 있게된다. 운전자가 브레이크폐달을 떼게 되면 마스터실린더에서 발생되었던 유압이 사라지면서 피스톤이 복원되고, 상기 패드플레이트가 상기 판스프링의 억제 되어 있던 상향복원력(B1)에 의해서 슬라이 딩(A1)하면서 신속하게 되돌아 가게 된다.

또한 도 5에서 보듯이 상기 패드플레이트(400)는 상기 패드플레이트의 상단 중앙부에 있는 관통홀을 관통하는 한개의 가이드핀(300)과 양단의 리턴스프링(700)에 의해 지지됨(A,B,C)으로써 기존의 패드리턴스프링이 가지고 있지 않는 패드플레이트(400)의 왕복이동시 가이드 효과도 가지게 된다.

한편, 일반적으로 제동시에는 고속으로 회전하고 있는 디스크(500)를 디스크의 외주면 양측으로 상기 두개의 패드플레이트(400)가 이동하여 압착하기 때문에 상기 디스크와 상기 패드플레이트에 부착되어 있는 패드(200)사이에는 강한 마찰력과 전단력이 생기고 이 마찰과 전단력으로 인하여, 패드플레이트가 디스크의 회전방향으로 쏠리는 현상이 발생하게 된다. 이런 현상으로 패드플레이트를 고정하고 있는 고정부의 내측면(100)과 패드플레이트의 양단의 외측면이 직접 부딪히게 되어 패드플레이트(400)의 마모를 가져오게 된다.

본 발명의 리턴스프링은 도 6 에서와 같이 상기 판스프링(700a)의 하부에 패드플레이트지지부(700b)를 일체형으로 연결하여 상기 패드플레이트의 외측면과 상기 캘리퍼 고정부의 내측면(100)사이에 삽입됨으로써, 상기한바와 같이 패드플레이트가 고속으로 회전하는 디스크를 압착할 때 상기 패드플레이트가 디스크의 회전방향으로 쏠리면서 발생하는 고정부(600)와 패드플레이트간(400)의 직접 마찰로 인한 마모를 줄이는 작용을 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 리턴스프링은,

패드플레이트의 신속한 복원을 도와 패드와 디스크간의 불필요한 마찰을 방지하여 디스크의 변형을 방지하며 이음과 소음을 없애는 효과가 있다.

또한 패드플레이트의 이동시 플레이트 상단에 관통되어 있는 가이드핀과 더불어 패드플레이트 지지를 수행하는 효과가 있다.

또한 판스프링의 하면에 연결되는 패드백플레이트지지부에 의하여 패드플레이트와 고정부간의 직접마찰을 줄임으로써 패드플레이트의 마모를 줄여 비용을 줄이는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 디스크 브레이크의 하우징, 하우징에 내장되어 제동유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤, 피스톤에 의해 왕복작동하는 한쌍의 패드플레이트와, 상기 두 패드플레이트를 지지하도록 차체에 고정된 케리어와, 상기 두 패드플레이트를 디스크 쪽으로 진퇴운동 할 수 있도록 가압하도록 상기 케리어에 마련된 가압수단과, 상기 두 패드 플레이트를 진퇴 가능하게 지지하도록 상기 두 패드플레이트를 진퇴방향으로 관통하며 그 양단이 상기 케리어에 고정되는 하나이상의 가이드핀과, 상기 두 패드플레이트를 신속하게 복원하기 위한 리턴스프링을 구비한 차량용 디스크브레이크에 있어서,

   상기 리턴스프링은 상기 케리어에 일단이 고정되며 타단은 복원력을 가지도록 판스프링으로 구비된 차량용 디스크브레이크의 리턴스프링.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 리턴스프링의 하면에 상기 패드플레이트의 측면 마모를 방지하기 위하여 상기판스프링과 일체로 연장된 패드백플레이트지지부를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크브레이크의 리턴스프링.
3. 제 1 항에 있어서,

   패드플레이트는 상기 리턴스프링의 상면을 면 접촉하면서 슬라이딩 할 수 있 도록 상기패드플레이트의 양단이 상기패드플레이트의 측면과 수직의 절곡부를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크플레이트의 패드플레이트.

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