KR100760187B1 - 디스크 브레이크용 피스톤 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외주면에 원주방향을 따라 시일이 결합되는 시일 그루브 및 외곽에 씨워지는 부트가 조립되는 부트 그루브를 외주면에 원주방향을 따라 각각 형성하며, 오일 유통공을 원주방향을 따라 일정간격으로 형성한 디스크 브레이크의 피스톤을 제공한다.

본 발명에 따르면, 피스톤 외주면에 일정 정도의 그루브를 형성할 수 있어서 실린더 보디의 내구성을 저하시키지 않고도 기밀 밀봉을 달성할 수 있으며, 피스톤 외주면의 그루브에 원주방향으로 오일이 유동할 수 있는 유통공을 일정 간격으로 형성할 수 있으므로 피스톤 내부 메인 보어의 유압을 균일하게 유지할 수 있어서 피스톤의 거동이 향상된다.

Description

디스크 브레이크용 피스톤{Piston for disk brake}

도 1은 종래의 디스크 브레이크의 일부를 절개한 저면 사시도,

도 2는 종래 디스크 브레이크의 일부 전개 단면도,

도 3은 종래 디스크 브레이크의 캘리퍼의 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 피스톤의 측면도,

도 5a, 도 5b는 본 발명에 따른 피스톤의 A/A 단면도, B/B 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

130 : 실린더 보디 131 : 실린더

131a : 보어 131c : 실린더 보디 그루브

132 : 피스톤 132a : 부트 그루브

132b : 시일 그루브 132c : 유통공

132d : 시일부재

본 발명은 디스크 브레이크의 피스톤에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피스톤 내부에 시일 그루브 및 유통공을 추가하여 캘리퍼 하우징의 메인 보어 내부에 균일한 액압을 형성시켜 피스톤 거동 형태를 개선함으로써 피스톤의 내구성 및 작동성을 개선한 디스크 브레이크의 피스톤에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 주행중 차속을 감속하거나, 정지시키는 역할을 하는 제동장치가 마련되어 있다.

제동장치는 크게 기관의 동력에 의해 발생되는 진공압(기관 흡입압)을 이용하여 페달의 답력을 배가시켜 주는 배력장치와, 각 브레이크 회로에 압력을 형성하고 브레이크 오일의 체적 변화를 보상하며 회로압을 신속하게 소멸시키는 마스터 실린더와, 브레이크 오일 압력에 의해 휠의 회전을 정지 및 회전속도를 감소시키는 휠 실린더로 구성되어 있다.

상기 휠 실린더는 바퀴 휠과 동기 회전하는 원통형의 드럼의 내주면을 이의 내측에 설치된 브레이크 슈우를 밀착시켜 제동력을 발생시키는 드럼 브레이크나, 바퀴 휠과 동기 회전하는 원판형의 디스크에 패드를 밀착시켜 제동력을 발생시키는 디스크 브레이크에 설치되어 브레이크를 작동시키게 되어 있다.

여기서 종래 디스크 브레이크의 전형적인 한 예를 도 1 및 도 2에 도시하였는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

도시되는 바와 같이, 디스크 브레이크는 크게 바퀴 휠과 동기 회전하도록 설치된 디스크와, 바퀴의 안쪽 너클 아암에 고정되면서 디스크의 양측면을 사이에 두 고 슬라이딩되는 내외측 패드(125, 126)를 갖는 캘리퍼 브라켓(120)과, 유압에 따른 피스톤(132)의 작용에 의해 내외측 패드(125, 126)를 디스크에 접촉시키도록 캘리퍼 브라켓(132)을 통해 슬라이딩되는 캘리퍼 보디(130)로 크게 구성되어 있다.

캘리퍼 브라켓(120)의 하단에는 관통공(122)을 갖는 지지부(121)가 형성되어 볼트를 통해 너클 아암에 고정되도록 되어 있고, 상단부 양측단에는 핀홀(123a)을 갖는 가이드부(123)가 형성되어 있으며, 그 가이드부(123)의 내측에는 내외측 패드(125, 126)가 슬라이딩되는 가이드 브라켓(124)이 설치되어 있다.

캘리퍼 보디(130)의 중심부에는 내외측 패드(125, 126)의 슬라이딩 방향으로 실린더(131)의 보어(131a)가 형성되어 있고, 그 실린더(131)의 보어(131a) 내에는 피스톤(132)이 설치되어 실린더(131) 보어(131a)로 주입되는 유압에 의해 내측 패드(125)를 디스크(110)측으로 슬라이딩시키도록 되어 있으며, 양측단에는 핀홀(123a)과 대응하는 체결공(133)이 형성되어 가이드부(123)의 핀홀(123a)과 결합되는 슬라이딩핀(134)이 볼트(135)를 통해 그 체결공(133)에 고정 설치되어 있다. 또한, 캘리퍼 보디(130)의 하단에는 피스톤(132)의 동작시 그 피스톤(132)에 대한 반작용으로 외측 패드(126)를 디스크(110)의 외측면에 접촉시키도록 밀착부(138)가 외측 패드(126) 측으로 연장되어 있어서 디스크의 후면을 지지하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 디스크 브레이크에 의하면, 브레이크 페달을 밟게 됨에 따라 작용하는 진공 배력장치의 압력은 마스터 실린더의 브레이크 오일을 캘리퍼 보디(130)의 실린더(131)의 보어로 주입한다. 이 때 피스톤(132)은 그 주입 된 브레이크 오일에 의해 전진하면서 내측 패드(125)를 디스크(110)에 밀착시킨다.

내측 패드(125)가 디스크(110)에 밀착되는 동시에 캘리퍼 보디(130)는 브레이크 오일의 압력에 의해 피스톤(132)의 전진 작용에 대하여 후방으로 반작용하게 된다. 이때의 캘리퍼 보디(130)는 슬라이딩핀(134)을 통해 캘리퍼 브라켓(120)의 가이드부(123)의 핀홀(123a)에서 슬라이딩을 이루며 후방으로 이동한다. 후방으로 이동하는 캘리퍼 보디(130)의 하부에 형성된 밀착부(138)는 외측 패드(126)를 끌어 당기어 디스크(110)의 외측면에 밀착시킨다.

상기한 과정에 따라 내외측 패드(125, 126)의 디스크(110) 접촉은 마찰력을 통하여 디스크(110)의 회전운동을 정지시키거나 회전속도를 감속하게 된다.

그러나, 종래 디스크 브레이크는 그 유용성에도 불구하고, 실린더 보어의 형상에 있어 몇 가지 문제점을 가지고 있었다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 캘리퍼 보디(130)에 구비되는 실린더(131)의 보어(131a)의 내측 벽면은 단순한 평면의 구조로 이루어지고 중앙에 유통공(131b)이 한개만 형성되어 브레이크 해제시 오일의 방출이 원활하지 못하였으며, 피스톤과 실린더(131) 보어(131a)의 접촉면에 끼워지는 시일(131d)이 실린더(131) 보어(131a)에 형성되어, 시일부재(131d) 및 피스톤의 외주면에 쓰워지는 부트가 1개의 그루브(131c)에 동시에 끼워지도록 구성되어 있었다. 이에 따라 실린더(131) 보어(131a)의 내구성을 약화시킬 뿐만 아니라 실린더 보어와 피스톤 사이의 기밀 밀봉성을 저하시켰다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 실린더 하우징 메인 보어에 시일 그루브를 형성하는 대신에 피스톤 표면에 그루빙 가공을 하여 시일 그루브를 추가함으로써 작동 메카니즘상 피스톤 거동을 향상시킬 수 있는 유통공을 추가할 수 있어 하우징 메인 보어 내부에 균일한 유압을 형성시켜 피스톤 거동 형태를 개선함으로써 피스톤의 내구성 및 작동성을 개선한 디스크 브레이크의 피스톤을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 바퀴 휠과 동기 회전하도록 설치된 디스크와, 디스크의 양측면을 사이에 두고 슬라이딩되는 내외측 패드를 갖는 캘리퍼 브라켓과, 내외측 패드를 디스크에 접촉시키도록 캘리퍼 브라켓(132)을 통해 슬라이딩되는 캘리퍼 보디를 포함하며, 상기 캘리퍼 보디에는 오일압력에 따라 왕복운동하면서 캘리퍼 브라켓에 개재된 각 패드를 디스크에 가압하는 피스톤을 수용하는 실린더 보어가 형성된 디스크 브레이크에 있어서,

상기 피스톤은 그 외주면에 원주방향을 따라 시일이 결합되는 시일 그루브 및 상기 피스톤의 외곽에 씨워지는 부트가 조립되는 부트 그루브를 각각 형성하며, 오일 유통공을 원주방향을 따라 일정간격으로 형성한 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 피스톤의 측면도이며, 도 5a, 도 5b는 본 발명에 따른 피스톤의 A/A 단면도, B/B 단면도이다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 피스톤은 원통 상으로 원주방향으로 함몰부가 다소 형성되어 있으며, 함몰부 중 하나에는 유통공이 형성되어 있다.

도 5a 및 도 5b를 참조로 보다 자세히 설명하면, 상기 실린더 보어의 내측벽면에 접촉되는 피스톤의 외주면에는 시일(132d)과 결합되는 시일 그루브(132b)가 원주방향을 따라 함몰 형성되어 있다. 또한, 그 외측에는 피스톤의 외곽에 씌워지는 부트가 조립되는 부트 그루브(132a)가 원주방향을 따라 함몰 형성되어 있다. 피스톤(132)의 시일 그루브(132b)와 부트 그루브(132a)는 피스톤의 몸체로부터 직경이 다소 감소하도록 구성되어 있다. 또한, 상기 시일 그루브(132b)의 내측에는 오일이 유출할 수 있도록 유통공(132c)이 일정 간격으로 형성되어 있다. 이 유통공(132c)은 종래 유통공(131b)이 실린더 보어의 중앙에 1 개 형성된 것과 달리 피스톤의 원주방향을 따라 일정 간격마다 형성됨으로써 피스톤에 균일한 유압이 형성됨으로써 피스톤 거동이 향상되도록 되어 있다.

또한, 시일 그루브(132b)와 부트 그루브(132a)가 피스톤(131a)의 내측벽을 향해 과도하게 함몰되면 피스톤(132)을 구성하는 두께가 얇아져 내구성을 저하시키게 되고, 내측벽을 향해 조금만 함몰되면 시일 및 부트의 결합이 용이하지 않아 기밀 밀봉이 저하되는 단점이 있는 바, 이러한 점을 고려하여 소정의 높이만큼 함몰되어야 한다.

이에 따라, 피스톤 외주면에 일정 정도의 그루브를 형성할 수 있어서 실린더 보디의 내구성을 저하시키지 않고도 기밀 밀봉을 달성할 수 있으며, 피스톤 외주면의 그루브에 원주방향으로 오일이 유동할 수 있는 유통공을 일정 간격으로 형성할 수 있으므로 피스톤 내부 메인 보어의 유압을 균일하게 유지할 수 있어서 피스톤의 거동이 향상된다.

다음은 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 디스크 브레이크의 작동을 설명하면, 브레이크 페달을 밟게 됨에 따라 작용하는 진공 배력장치의 압력은 마스터 실린더의 브레이크 오일을 실린더(131) 내 피스톤(132)의 유통공(132c)을 통해 균일하게 주입한다. 이 때 피스톤(132)의 시일부재(132d)는 그 주입된 브레이크 오일의 균일한 유압을 피스톤(132)과 실린더 보어(131a) 사이에 기밀 유지한다. 따라서, 피스톤(132)은 균일한 유압에 의해 균일하게 전진하면서 내측 패드(125)를 디스크(110)에 밀착시킨다.

내측 패드(125)가 디스크(110)에 밀착되는 동시에 캘리퍼 보디(130)는 브레이크 오일의 균일한 유압에 의해 피스톤(132)의 전진 작용에 대하여 후방으로 반작용하게 된다. 이때의 캘리퍼 보디(130)는 슬라이딩핀(134)을 통해 캘리퍼 브라켓(120)의 가이드부(123) 핀홀(123a)에서 슬라이딩을 이루며 후방으로 이동한다. 후방으로 이동하는 캘리퍼 보디(130)의 하부에 형성된 밀착부(138)는 외측 패드(126)를 끌어 당기어 디스크(110)의 외측면에 밀착시킨다.

상기한 과정에 따라 내외측 패드(125, 126)의 디스크(110) 접촉은 마찰력을 통하여 디스크(110)의 회전운동을 정지시키거나 회전속도를 감속하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 피스톤 외주면에 일정 정도의 그루브를 형성할 수 있어서 실린더 보디의 내구성을 저하시키지 않고도 기밀 밀봉을 달성할 수 있으며, 피스톤 외주면의 그루브에 원주방향으로 오일이 유동할 수 있는 유통공을 일정 간격으로 형성할 수 있으므로 피스톤 내부 메인 보어의 유압을 균일하게 유지할 수 있어서 피스톤의 거동이 향상된다.

Claims (2)

1. 바퀴 휠과 동기 회전하도록 설치된 디스크와, 디스크의 양측면을 사이에 두고 슬라이딩되는 내외측 패드를 갖는 캘리퍼 브라켓과, 내외측 패드를 디스크에 접촉시키도록 캘리퍼 브라켓(132)을 통해 슬라이딩되는 캘리퍼 보디를 포함하며, 상기 캘리퍼 보디에는 오일압력에 따라 왕복운동하면서 캘리퍼 브라켓에 개재된 각 패드를 디스크에 가압하는 피스톤을 수용하는 실린더 보어가 형성된 디스크 브레이크에 있어서,

   상기 피스톤은 그 외주면에 원주방향을 따라 시일이 결합되는 시일 그루브 및 상기 피스톤의 외곽에 씌워지는 부트가 조립되는 부트 그루브를 각각 형성하며, 오일 유통공을 원주방향을 따라 일정간격으로 형성한 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 부트 그루브는 상기 시일 그루브의 외측에 형성되며, 상기 유통공은 상기 시일 그루브의 내측에 형성된 그루브 내에 수직하게 형성되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.

Images