KR100828854B1

KR100828854B1 - 스프링캡을 구비하는 휠실린더 및 이를 포함하는웨지브레이크

Info

Publication number: KR100828854B1
Application number: KR1020060128017A
Authority: KR
Inventors: 김정훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-05-09

Abstract

피스톤이 웨지(wedge)에 의해 작동되는 휠실린더 및 이를 포함하는 웨지브레이크가 제공된다.

본 발명에 의한 휠실린더는, 수평방향으로 이격되도록 배치되어 측방향으로 이송 가능하도록 구성되는 한 쌍의 피스톤과, 상기 한 쌍의 피스톤 사이에 위치되어 하측으로 이송됨에 따라 상기 한 쌍의 피스톤을 서로 멀어지는 방향으로 미는 웨지와, 상기 웨지의 하단에 구비되는 스프링캡과, 상기 스프링캡에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링을 포함하여 구성된다. 또한 본 발명에 의한 웨지브레이크는 상기와 같이 구성되는 휠실린더를 포함한다.

본 발명에 의한 휠실린더 및 이를 포함하는 웨지브레이크는, 웨지를 복귀시키는 리턴스프링의 파손 및 부식방지 효과가 현저히 향상되고, 상기 리턴스프링 부식방지를 위한 구성이 매우 간단해진다는 장점이 있다.

휠실린더, 웨지브레이크, 리턴스프링, 부식방지, 윤활제

Description

스프링캡을 구비하는 휠실린더 및 이를 포함하는 웨지브레이크{Wheel cylinder having spring cap and Wedge brake including same}

도 1은 종래 웨지브레이크의 구성을 도시하는 개략도이다.

도 2는 리턴스프링이 구비된 종래 웨지브레이크의 부분단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 휠실린더의 부분단면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 휠실린더에 적용되는 리테이너의 사시도이다.

도 5는 본 발명에 의한 휠실린더에 적용되는 스프링캡의 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 피스톤 200 : 웨지

210 : 볼 300 : 하우징

322 : 인입홈 400 : 리테이너

410 : 캡관통구 500 : 스프링캡

510 : 지지블록 520 : 걸림판

600 : 리턴스프링

본 발명은 피스톤이 웨지(wedge)에 의해 작동되는 휠실린더 및 이를 포함하는 웨지브레이크에 관한 것으로, 더 상세하게는 상기 웨지에 복원력을 인가하는 리턴스프링의 부식을 방지하기 위하여 상기 리턴스프링을 덮도록 결합되는 스프링캡을 추가로 구비하는 휠실린더 및 이를 포함하는 웨지브레이크에 관한 것이다.

자동차의 브레이크는 휠과 함께 회전하다가 마찰재와의 마찰에 의해 제동력 을 발생시키는 마찰판의 종류에 따라 디스크 브레이크와 드럼 브레이크로 구분된다.

상기 디스크 브레이크는 원판형의 디스크가 휠과 함께 회전되며, 이 디스크를 캘리퍼에 내장된 브레이크 패드와 마찰시킴으로써 제동력이 발생되도록 되어 있고, 상기 드럼 브레이크는 드럼이 휠과 함께 회전되며, 이 드럼의 내부에 설치된 한 쌍의 브레이크 슈우가 드럼의 내주면쪽으로 확장되면서 마찰되어 제동력이 발생되도록 되어 있다.

이때 상기 드럼 브레이크 중에서 웨지(Wedge)를 이용하는 브레이크를 웨지브레이크라 하는데, 이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 웨지브레이크에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래 웨지브레이크의 구성을 도시하는 개략도이다.

일반적으로 웨지브레이크는 도 1에 도시된 바와 같이, 드럼(10)의 내측에 백플레이트에 하단이 힌지 고정된 한쌍의 브레이크슈(20,30)와, 이 브레이크슈(20,30)를 드럼(10)의 내주면 쪽으로 확장시키는 휠실린더(40)를 구비한다.

상기 휠실린더(40)는 각각 양 측방향으로 작동하여 해당 브레이크슈(20,30)를 밀어주는 피스톤(41,42)을 구비하는데, 이 피스톤(41,42)은 유압 또는 공압에 의해 직접 밀려지거나 또는 도시된 바와 같이 아래쪽 얇고 위쪽이 두꺼운 웨지(43)와 이 웨지(43)의 양측 경사면(양측 경사면의 경사각도는 동일하다) 상기 피스톤(41,42)들의 사이에 위치되는 볼(44,45)의 작용에 의해 밀려지기도 하며, 휠실린더(40) 대신 별도의 작동기구에 의해 회동되는 에스캠(S-cam)에 의해 밀려지기도 한다.

상기 웨지(43)는 운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때 별도의 배력장치를 통해 배력된 상태의 유압 또는 공압에 의해 하강하게 되는데, 상기 웨지(43)는 전술한 바와 같이 아래쪽의 폭은 좁고 위쪽의 폭이 넓으며 또한 이 웨지(43)의 양측면과 마주보는 각 피스톤(41,42)들의 면도 아래쪽은 좁고 위쪽이 넓은 상태로 경사가공되어 있어서, 웨지(43)가 하강하면 볼(44,45)을 매개로 양측 수평방향으로 힘이 전달되어 피스톤(41,42)이 양측 방향으로 밀려짐으로써 이에 접촉하고 있는 브레이크슈(20,30)가 드럼(10)의 내주면으로 확장ㅇ밀착되어 마찰력이 발생하도록 되어 있다.

이때, 운전자가 브레이크 페달을 놓았을 때 상기 웨지가 상측으로 이동될 수 있도록 리턴스프링이 추가로 구비되는 경우도 있다.

종래의 웨지브레이크는 도 2에 도시된 바와 같이 웨지(43)에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링(50)이 추가로 구비될 수 있다.

따라서 운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때 공압에 의해 웨지(43)가 하강하게 되며, 웨지(43)가 하강함에 따라 볼(44, 45)을 매개로 양측 수평방향으로 힘이 전달되어 피스톤(41, 42)이 양측 방향으로 밀려져 이에 접촉하고 있는 브레이크슈가 드럼의 내면으로 확장ㅇ밀착되면서 마찰력이 발생하도록 되어 있다.

또한 상기 리턴스프링(50)은 공압 해제시 웨지를 신속하게 복귀시켜 브레이크를 해제하는 역할을 한다. 따라서 리턴스프링(50)의 파손은 브레이크 복귀지연으로 인한 라이닝 조기 마모 또는 브레이크 잠김 문제를 야기할 수 있다.

또한 상기와 같은 구조적용 시 상단에 장착되는 챔버의 브리딩 홀을 통해 수분이 유입되어 부식되기도 한다. 실제로, 유입된 수분에 의해 리턴스프링의 파손 및 녹에 의한 고착으로 브레이크 작동 불능 등 심각한 고장이 발생하기도 한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 웨지를 복귀시키는 리턴스프링의 파손 및 부식을 방지할 수 있도록 구성되는 휠실린더 및 이 를 구비하는 웨지브레이크를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 휠실린더는,

수평방향으로 이격되도록 배치되어 측방향으로 이송 가능하도록 구성되는 한 쌍의 피스톤;

상기 한 쌍의 피스톤 사이에 위치되어 하측으로 이송됨에 따라 상기 한 쌍의 피스톤을 서로 멀어지는 방향으로 미는 웨지;

상기 웨지의 하단에 구비되는 스프링캡; 및

상기 스프링캡에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링;

을 포함하여 구성된다.

상기 리턴스프링이 인입되는 인입홈이 형성되는 하우징을 더 포함한다.

상기 하우징 내에는 상기 두 피스톤간의 공간 및 상기 인입홈 내부 공간을 외부와 밀폐시키도록 상기 웨지를 감싸는 오링이 구비되고,

상기 두 피스톤간의 공간 및 상기 인입홈에는 윤활제가 채워진다.

상기 리턴스프링의 상향 이동거리를 제한하는 리테이너를 더 포함한다.

상기 리테이너는 상기 인입홈을 덮도록 상기 한 쌍의 피스톤과 상기 인입홈 입구 사이에 결합되고,

상기 스프링캡은 상측단 일부가 상기 리테이너를 관통하여 상기 웨지의 하단에 접촉되도록 구성된다.

상기 리테이너는 상기 웨지의 하단과 대응되는 부위에 캡관통구가 형성되고,

상기 스프링캡은 상측 일부가 상기 캡관통구를 관통하여 상기 웨지 하단을 지지하는 지지블록과, 상기 리테이너의 저면에 간섭되는 걸림판을 포함하여 구성된다.

상기 캡관통구는 상기 지지블록의 외측면에 접촉되는 형상으로 형성되어, 상기 스프링캡의 이동방향을 가이드하도록 구성된다.

본 발명에 의한 웨지브레이크는 상기와 같은 구조의 휠실린더를 포함하도록 구성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 휠실린더의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 휠실린더의 부분단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 휠실린더에 적용되는 리테이너의 사시도이며, 도 5는 본 발명에 의한 휠실린더에 적용되는 스프링캡의 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 휠실린더는, 수평방향으로 이격되도록 배치되어 측방향으로 이송 가능하도록 구성되는 한 쌍의 피스톤(100)과, 상기 한 쌍의 피스톤(100) 사이에 위치되어 하측으로 이송됨에 따라 상기 한 쌍의 피스톤(100)을 서로 멀어지는 방향으로 미는 웨지(200)와, 상기 웨지(200)의 하단에 구비되는 스프링캡(500)과, 상기 스프링캡(500)에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링(600)을 포함하여 구성된다.

상기 한 쌍의 피스톤(100)은 서로 마주보는 측단에 상광하협 형상의 경사면이 형성되고, 상기 웨지(200)는 상기 피스톤(100)의 경사면과 접촉되는 부위에 구름 베어링 역할을 하는 볼(210)이 구비된다. 상기 웨지(200)가 하향으로 이동함에 따라 상기 한 쌍의 피스톤(100)이 서로 멀어지는 방향으로 밀려나는 동작과, 상기 웨지(200)에 구비되는 볼(210)의 구성 및 역할은 종래의 휠실린더와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 가장 큰 특징은 리턴상기 리턴스프링(600)이 부식되거나 파손되지 아니하도록 구성된다는 점에 있다. 즉, 도 2에 도시된 종래의 휠실린더는 리턴스프링(50)이 피스톤(42)보다 상측에 위치하여 외부로 노출되므로, 상기 리턴스프링(50)이 부식되거나 파손될 우려가 있었지만, 본 발명에 의한 휠실린더는 도 3에 도시된 바와 같이 리턴스프링(600)이 피스톤(100) 하측에 위치하여 외부로 노출되지 아니하므로, 리턴스프링(600)이 부식되거나 파손될 우려가 없다는 점에 가장 큰 장점이 있다.

또한 본 발명에 의한 휠실린더는, 상기 피스톤(100)을 감싸도록 결합되는 하우징(300)을 더 포함한다. 상기 하우징(300)에는 상기 리턴스프링(600)이 인입될 수 있는 형상의 인입홈(322)이 형성되고, 상기 두 피스톤(100)간의 공간 및 상기 인입홈(322) 내부 공간을 외부와 밀폐시키도록 상기 웨지(200)를 감싸는 오링(312)이 구비되며, 상기 오링(312)에 의해 밀폐된 공간 즉, 두 피스톤(100)간의 공간 및 인입홈(322) 내부에는 윤활제가 충진된다. 이와 같이 본 발명에 적용되는 상기 리턴스프링(600)은 상기 윤활제에 침지되어 외부 공기와 접촉되지 아니하므로, 공기접촉으로 인한 부식의 우려가 방지된다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의한 휠실린더는, 상기 리턴스프링(600)의 상향 이동거리를 제한하는 리테이너(400)를 더 포함한다. 상기 리테이너(400)는 상기 인입홈(322)을 덮도록 상기 한 쌍의 피스톤(100)과 상기 인입홈(322)의 입구 사이에 결합되고, 상기 스프링캡(500)은 상측단 일부가 상기 리테이너(400)를 관통하여 상기 웨지(200)의 하단에 접촉되도록 구성된다.

이와 같이 상기 스프링캡(500)의 상측단 일부가 상기 리테이너(400)를 관통할 수 있도록, 상기 리테이너(400)는 상기 웨지(200)의 하단과 대응되는 부위에 캡관통구(410)가 형성되고, 상기 스프링캡(500)은 상측 일부가 상기 캡관통구(410)를 관통하여 상기 웨지(200) 하단을 지지하는 지지블록(510)이 상면에 구비된다. 또한 상기 리턴스프링(600)의 탄성력에 의해 상기 스프링캡(500)이 과도하게 상측으로 이동하는 것을 방지하기 위하여, 상기 지지블록(510) 하측에는 상면이 상기 리테이너(400)의 저면에 간섭되는 걸림판(520)이 형성된다. 이때, 상기 캡관통구(410) 양단에 형성된 구멍은 다른 부품들의 간섭을 피하기 위한 구성이다.

따라서 상기 스프링캡(500)은 상기 웨지(200)의 하향 이동에 의해 하향으로 밀려 내려올 수는 있지만, 상기 리턴스프링(600)의 탄성력이 아무리 크더라도 도 3에 도시된 것보다 더 높은 지점에 위치될 수 없다. 즉, 상기 스프링캡(500)은 상기 인입홈(322) 내부에서만 상하 이동이 가능하도록 상기 리테이너(400)에 의해 동작 구간이 제한된다.

또한 상기 피스톤(100)과 상기 리테이너(400) 사이 또는 상기 하우징(300)과 상기 리테이너(400) 사이에 간극이 형성되면 상기 윤활제가 상기 리테이너(400)의 상면 및 저면을 타고 외부로 유출될 우려가 있으므로, 상기 리테이너(400)는 상면과 저면이 각각 상기 피스톤(100)과 하우징(300)에 밀착되도록 결합됨이 바람직하다. 즉, 본 실시예와 같이 상기 피스톤(100)이 원통형상으로 형성되는 경우 상기 리테이너(400)는 상면이 상기 피스톤(100)의 저면형상을 따라 만곡된 형상으로 형성됨이 바람직하다.

또한 상기 리테이너(400)는 상기 캡관통구(410)가 상기 지지블록(510)의 외측면에 접촉되는 형상으로 형성되어, 상기 스프링캡(500)이 상하방향으로만 이동할 수 있도록 이동방향을 가이드하는 역할까지 할 수 있다. 이때 상기 지지블록(510) 이 캡관통구(410)에 억지끼워맞춤 방식으로 결합되면 상기 스프링캡(500)의 상하 이동이 정상적으로 이루어지지 아니할 수 있고, 상기 지지블록(510)과 캡관통구(410) 사이의 간격이 지나치게 큰 경우 상기 스프링캡(500)이 좌우로 흔들릴 우려가 있으므로, 상기 지지블록(510)과 캡관통구(410) 사이의 간격은 적절하게 설정되어야 한다.

또한, 본 발명에 의한 웨지브레이크는 상기 언급된 바와 같은 구성을 갖는 휠실린더를 포함하도록 구성된다. 따라서 본 발명에 의한 웨지브레이크는 도 2에 도시된 휠실린더를 포함하는 경우와 비교하였을 때, 리턴스프링(600) 부식 방지를 위한 복잡한 샤시 브리딩 루트가 필요 없게 된다. 즉, 본 발명에 의한 웨지브레이크는 종래의 웨지브레이크에 비해 상기 리턴스프링(600) 부식방지를 위한 구조가 단순해지므로, 제조원가가 절감될 뿐만 아니라 내구성이 향상된다는 장점이 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims

수평방향으로 이격되도록 배치되어 측방향으로 이송 가능하도록 구성되는 한 쌍의 피스톤(100);

상기 한 쌍의 피스톤(100) 사이에 위치되어 하측으로 이송됨에 따라 상기 한 쌍의 피스톤(100)을 서로 멀어지는 방향으로 미는 웨지(200);

상기 웨지(200)의 하단에 구비되는 스프링캡(500); 및

상기 스프링캡(500)에 상향 탄성력을 인가하는 리턴스프링(600);

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휠실린더.
제1항에 있어서,

상기 리턴스프링(600)이 인입 가능한 인입홈(322)이 형성되는 하우징(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠실린더.
제2항에 있어서,

상기 하우징(300)은,

상기 두 피스톤(100)간의 공간 및 상기 인입홈(322) 내부 공간을 외부와 밀폐시키도록 상기 웨지(200)를 감싸는 오링(312)이 추가로 구비되고,

상기 두 피스톤(100)간의 공간 및 상기 인입홈(322)에는 윤활제가 채워지는 것을 특징으로 하는 휠실린더.
제1항에 있어서,

상기 리턴스프링(600)의 상향 이동거리를 제한하는 리테이너(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠실린더.
제2항에 있어서,

상기 리턴스프링(600)의 상향 이동거리를 제한하는 리테이너(400)를 더 포함하며,

상기 리테이너(400)는 상기 인입홈(322)을 덮도록 상기 한 쌍의 피스톤(100)과 상기 인입홈(322) 입구 사이에 결합되고,

상기 스프링캡(500)은 상측단 일부가 상기 리테이너(400)를 관통하여 상기 웨지(200)의 하단에 접촉되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 휠실린더.
제4항에 있어서,

상기 리테이너(400)는 상기 웨지(200)의 하단과 대응되는 부위에 캡관통구(410)가 형성되고,

상기 스프링캡(500)은 상측 일부가 상기 캡관통구(410)를 관통하여 상기 웨 지(200) 하단을 지지하는 지지블록(510)과, 상기 리테이너(400)의 저면에 간섭되는 걸림판(520)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휠실린더.
제6항에 있어서,

상기 캡관통구(410)는 상기 지지블록(510)의 외측면에 접촉되는 형상으로 형성되어, 상기 스프링캡(500)의 이동방향을 가이드하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 휠실린더.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 의한 구조로 구성되는 휠실린더를 포함하는 웨지브레이크.