KR100861872B1

KR100861872B1 - 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크

Info

Publication number: KR100861872B1
Application number: KR1020070088062A
Authority: KR
Inventors: 이강국
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2008-10-06
Also published as: CN101377220A; US7506733B1; US20090057075A1; CN101377220B

Abstract

본 발명의 BIR 타입 브레이크 캘리퍼를 사용한 주차 브레이크는 주차 제동 시, 회전되면서 축 방향 이동력을 발생하는 BIR(Ball in Ramp) 타입 카트리지 앗세이(7)가 패드(5)를 디스크 플레이트(D)쪽으로 밀어 가압할 때, 카트리지 앗세이(7)를 이루는 입력 램프(9)와 출력 램프(17)사이로 위치된 볼(16)이 반경 방향으로 점진적으로 줄어드는 가변 궤적을 이용해 이동하면서 배력 됨에 따라, 주차 레버의 조작력이 미흡하더라도 카트리지 앗세이(7)에서 주차 제동력을 유지할 수 있는 힘을 형성할 수 있어, 운전자의 주차 핸들 조작력을 보다 경감할 수 있는 특징이 있게 된다.

볼인램프, 주차, 캘리퍼

Description

볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크{Ball in Ramp brake caliper typed parking brake in vehicle}

본 발명은 차량의 주차 브레이크에 관한 것으로, 특히 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 일시적인 주차나 언덕길과 같이 경사진 노면에 정지시킬 경우 사용하는 주차브레이크는, 통상적인 페달을 사용하여 발생되는 유압을 이용하여 차륜을 가압하는 브레이크장치와 달리, 손으로 조작하여 당겨지는 케이블을 이용하여 차륜을 가압하도록 된 것으로 운전석 측면으로 구비된 주차레버를 조작하여 작동되어 진다.

이러한, 주차브레이크는 손으로 잡고 조작하는 주차레버와, 이 레버에 구비되어 브레이크 기능을 해제하는 릴리즈 노브의 조작에 따라 작동되는 래치 어셈블리를 매개로 잡아 당겨지거나 느슨하게 되는 주차브레이크 케이블 및 좌·우 후륜 브레이크에 연결되는 좌·우측 케이블사이에 구비되어 균등한 조작력을 분배하는 이퀄라이저로 이루어진다.

이와 같은 주차 브레이크는 통상적으로, 주차브레이크 조작력을 이용해 차륜 에 장착된 드럼 쪽으로 패드를 가압해 발생되는 강한 밀착력을 통해 잠금 기능을 갖는 방식을 주로 이용하게 된다.

또한, 이와 같이 드럼 쪽으로 패드를 가압하는 방식 대신, 디스크 플레이트를 패드 사이에 위치시켜 제동을 수행하는 캘리퍼(Caliper)를 이용하는 방식을 사용하기도 하는데, 이러한 주차브레이크를 구성하면서 디스크 플레이트에 제동력을 가하는 캘리퍼는 통상 BIR 캘리퍼(Ball In Ramp Caliper)라 불리운다.

이와 같은 BIR 캘리퍼는 주차 브레이크를 당김에 따라 주차 케이블을 통해 BIR 캘리퍼의 내부에서 축 방향 이동력이 발생되는데 즉, 주차 케이블의 당김력이 램프(Ramp)의 회전력으로 전환되면서 그 내부에 위치된 볼(Ball)의 위치를 변화시키면, 상기 볼의 위치 이동에 따라 반대쪽 램프(Ramp)로 배력된 축 방향 이동력이 발생되고, 이러한 축 방향 이동력은 패드를 디스크 플레이트 쪽으로 가압해 주차 제동력을 형성하게 된다.

그러나, 이와 같은 BIR 캘리퍼는 주차 시, 주차 제동 입력을 받는 램프의 회전에 따른 볼의 이동 궤적으로 축 방향 이동력을 발생하는 램프를 통해 주차 제동력을 발생함에 따라, 비록 주행 중인 차량을 정지시키는 제동력보다 작지만 차량의 움직임을 구속하는 충분한 주차 제동력을 형성해야 하므로, 주차 제동 시 BIR 캘리퍼를 거동시키는 초기 입력 값이 크게 이루어져야 만 하는 불편이 있게 된다.

이러한 주차 제동 시 BIR 캘리퍼를 거동시키는 초기 입력 값을 크게 하기 위해선 운전자의 조작부 즉, 주차 레버의 거동이 보다 크게 일어나야 만 함에 따라, 주차 제동을 위한 운전자의 조작력이 커지게 되는 불편이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 내부로 브레이크 오일이 충진되는 액압 챔버를 형성한 캘리퍼로 삽입된 BIR(Ball In Ramp) 타입 카트리지 앗세이의 축 방향 이동력이, 램프간 볼의 가변 이동 궤적을 통해 증가되도록 함에 따라, 주차 시 주차 레버 조작력이 작더라도 카트리지 앗세이를 통한 주차 제동력을 보다 크게 발생시켜 운전자의 조작력을 경감함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 주차 조작력을 입력받고 축 방향 이동되는 램프들 사이로 위치된 볼의 거동 궤적이 가변되도록 BIR 타입 카트리지 앗세이를 구성함에 따라, 주차 시 운전자의 조작력을 경감하면서도 주차 제동력을 크게 증가시켜주면서도, 주차 브레이크의 설계 변경이나 전체적인 구조 변경이 없도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 BIR 타입 카트리지 앗세이를 구성하는 볼의 이동 궤적이 볼이 위치된 램프 내에서 반경 방향으로 점진적으로 줄어들면서 축 방향 이동력을 증가시켜 줌에 따라, 카트리지 앗세이를 구성하는 램프와 볼의 구조적 변경도 거의 없도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크가 주차 레버의 조작 시 이퀄라이저를 통해 주차케이블 을 균등하게 당기는 조작력을 발생시키는 주차 조작부와;

액압을 발생시키는 브레이크 오일이 충진되는 내부 액압 챔버를 형성하고, 차륜에 구비된 휠 디스크 양쪽 면을 감싸도록 패드가 장착된 캘리퍼 하우징;

상기 주차 케이블에 연결된 주차 조작력 입력부가 연결되도록 캘리퍼 하우징의 밖에서 돌출되면서 액압 챔버 안쪽으로 위치되어져, 회전 시 볼이 중앙에서 양 끝단쪽으로 갈수록 볼의 이동 궤적이 반경 방향으로 줄어들어 축 중심에 대해 짧아짐에 따라, 축 방향 이동력이 점진적으로 증가되도록 가변 경로를 갖는 볼 거동 경로 홈이 형성된 카트리지 앗세이 및;

상기 캘리퍼 하우징의 액압 챔버에서 카트리지 앗세이에 조립되어져, 상기 카트리지 앗세이의 축 방향 이동 시 패드를 디스크 플레이트 양쪽 면에 밀착 가압시키는 패드 마모 보정부로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 카트?? 앗세이는 일단이 캘리퍼 하우징의 밖에서 주차 케이블과 연결된 주차 조작력 입력부를 통해 회전되도록 결합된 입력 램프와,

상기 입력 램프의 반대쪽에 위치되어져 입력 램프의 회전 시, 패드를 디스크 플레이트 쪽으로 이동시키기 위한 축 방향 이동력을 발생하는 출력 램프 및

상기 입력·출력 램프에 형성된 가변 경로를 갖는 볼 거동 경로 홈에 위치되어져, 입력 램프의 회전 시 상기 볼 거동 경로 홈을 따른 이동 궤적을 갖는 볼이 중앙에서 양 끝단 쪽으로 갈수록 출력 램프의 축 방향 이동력을 점진적으로 증가시키는 볼 케이스 하우징으로 구성되어진다.

이에 더해, 상기 카트리지 앗세이는 주차 해제 시 축 방향 이동되었던 출력 램프가 초기 위치로 복귀될 때, 상기 출력 램프를 초기 위치로 밀어 주도록 탄성력을 발생시키는 스프링이 더 구비되고, 상기 스프링을 감싸도록 출력 램프쪽에서 결합되어 입력 램프 쪽 스프링 시트에 걸려 고정되는 홀더 하우징이 더 구비되어진다.

또한, 상기 입력 램프는 캘리퍼 하우징의 밖으로 돌출되도록 긴 축 형상을 이루는 로드가 형성되고, 캘리퍼 하우징의 액압 챔버 안으로 수용되어진 상기 로드의 끝단에서 동심의 큰 직경을 이루는 볼 거동 플레이트가 형성되며, 상기 볼 거동 플레이트의 한쪽 면에 등 간격을 갖고 소정 크기로 파여진 채널 형상의 볼 거동 경로 홈이 형성되고, 상기 출력 램프도 캘리퍼 하우징의 액압 챔버 안으로 수용되어 축 방향 이동 시 패드 쪽을 밀어주도록 긴 축 형상을 이루는 로드가 형성되고, 상기 로드의 끝단에서 동심의 큰 직경을 이루는 볼 거동 플레이트가 형성되며, 상기 볼 거동 플레이트의 한쪽 면에 등 간격을 갖고 소정 크기로 파여진 채널 형상의 볼 거동 경로 홈이 형성되어진다.

이에 더해 상기 볼 거동 경로 홈은 입력·출력 램프의 축 중심에 대해 중앙부위 홈의 깊이는 양쪽으로 갈수록 점진적으로 홈의 깊이가 작게 형성되며,

상기 볼 거동 경로 홈의 중앙에서 양 끝단 쪽으로 갈수록 볼이 입력·출력 램프의 축 중심에 대해 갖는 반경이 중앙 중심 반경 R1에서 끝단 반경 R3 로 축소되도록, 상기 볼 거동 경로 홈의 중앙부위 반경 R1이 가장 크게 형성되는 반면, 그 양쪽 끝단부위가 갖는 반경 R3는 중심에서 이격(Offset)된 X·Y 오프셋 간격위치를 중심으로 하는 끝단 중심 반경 R2로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 볼 케이스 하우징은 링 형상을 이루도록 중앙에 홀이 형성된 볼 구속 플레이트로 이루어지고, 상기 볼 구속 플레이트에는 등 간격을 갖고 한쪽이 트여진 볼 거동 홀에서 원심 방향으로 이동 가능한 볼이 결합되며, 상기 볼 거동 홀은 볼이 원심 방향으로 직선 이동되도록 볼의 직경보다 큰 길이로 형성되면서, 볼이 빠지지 않도록 그 끝단에는 볼의 직경보다 좁게 형성된 볼 구속 입구를 형성한다.

이러한 본 발명에 의하면, 내부로 브레이크 오일이 충진되는 액압 챔버를 형성한 캘리퍼로 삽입된 BIR(Ball In Ramp) 타입 카트리지 앗세이를 구성하는 램프와 볼을 이용해 축 방향 이동력을 크게 증가시켜 줌에 따라, 주차 시 노약자나 여성도 보다 적은 조작력으로도 충분한 주차 제동력을 발생시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명의 BIR 타입 카트리지 앗세이는 램프와 볼을 이용하여 주차 제동력을 증대함에 따라, 카트리지 앗세이의 설계 변경은 물론 주차 브레이크의 설계 변경이나 전체적인 구조 변경이 거의 없는 효과가 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 주차 브레이크는 차륜 쪽으로 이어진 주차 케이블(2)을 당겨주도록 차 실내에서 설치된 주차 조작부(1)와, 상기 주차 조작부(1)에서 가해지는 당김력을 통해 회전되면서 발생되는 축 방향 이동력으로 주차 제동력을 발생시킴과 더불어, 제동 시 브레이크 오일 액압으로 제동력을 발생시키도록 패드(5)를 디스크 플레이트(D)쪽으로 가압하는 캘리퍼(3)로 이루어진다.

그리고, 상기 주차 조작부(1)는 운전자가 조작하는 주차 핸들이 차 실내로 설치되고, 상기 주차 핸들의 당김력을 통해 차륜에 구비된 디스크 플레이트(D)에 장착된 캘리퍼(3)를 조작하도록 주차 레버와 캘리퍼(3)사이를 주차 케이블(2)이 연결하며, 상기 주차 핸들의 조작력이 좌우 차륜쪽으로 균등하게 당겨지도록 하는 주차 케이블(2)에 이퀄라이저를 장착해 구성하게 된다.

이에 더해, 상기 캘리퍼(3)는 차륜에 구비된 디스크 플레이트(D) 양쪽 면을 감싸도록 장착되면서, 내부로 브레이크 오일이 충진되는 액압 챔버를 형성한 캘리퍼 하우징(4)으로 이루어지고, 한 쌍의 패드(5)가 디스크 플레이트(D) 양쪽 면으로 이동되도록 상기 캘리퍼 하우징(4)에 장착되어진다.

여기서, 상기 캘리퍼 하우징(4)은 통상적으로 사용되는 캘리퍼 타입 브레이크 시스템과 동일하게 구성되고 작동하게 된다.

또한, 상기 캘리퍼 하우징(4)의 액압 챔버 내부에는 주차 시 패드(5)를 디스 크 플레이트(D)쪽으로 밀어 가압하는 축 방향 이동력을 발생하도록, 파깅력 발생부가 삽입되어진다.

이러한 파킹력 발생부는 캘리퍼 하우징(4)의 밖에서 주차 케이블(2)과 연결된 주차 조작력 입력부(23)를 통해 회전되면서, 축 방향 이동되는 BIR 타입 카트리지 앗세이(7)와, 상기 카트리지 앗세이(7)에서 가하는 축 방향 이동력을 통해 패드(5)를 디스크 플레이트(D)쪽으로 밀어 가압하는 패드 마모 보정부(6)로 구성되어진다.

여기서, 상기 주차 조작력 입력부(23)는 일단이 주차 케이블(2)에 연결되어져, 주차 케이블(2)의 당김 방향으로 당겨지면서 그 반대쪽으로 연결되어진 부위를 회전시켜 주게 된다.

이때, 상기 주차 조작력 입력부(23)를 통해 회전되는 부위는 캘리퍼 하우징(4)의 밖으로 돌출된 카트리지 앗세이(7)이다.

그리고, 상기 패드 마모 보정부(6)는 디스크 플레이트(D)쪽으로 이동되는 패드(5)가 결합되고, 제동 시 캘리퍼 하우징(4)의 액압 챔버로 공급되는 유압을 통해 패드(5)를 밀어 이동시키거나 또는, 주차 제동 시 축 방향 이동력을 전달받아 패드(5)를 밀어 이동시키도록 구성되며, 이러한 구조는 BIR(Ball In Ramp)타입 캘리퍼 브레이크의 통상적인 구성을 이루게 된다.

또한, 상기 카트리지 앗세이(7)는 회전되면서 축 방향 이동력을 발생시키는 BIR(Ball In Ramp)타입으로 이루어지는데, 이는 주차 케이블(2)을 통해 주차 조작력 입력부(23)가 당겨짐에 따라 회전되면, 반경 방향으로 점진적으로 줄어드는 가 변 궤적을 따라 이동하여 배력되면서 볼(16)이 반대쪽 부위를 축 방향으로 밀어 줌에 따라, 패드(5)가 디스크 플레이트(D)쪽으로 이동되면서 주차 제동력을 형성하도록 작용하게 된다.

이를 위해 상기 카트리지 앗세이(7)는 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 캘리퍼 하우징(4)의 밖에서 주차 케이블(2)과 연결된 주차 조작력 입력부(23)를 통해 회전되도록 결합된 입력 램프(9)와, 상기 입력 램프(9)의 반대쪽에 위치되어져 입력 램프(9)의 회전 시, 패드(5)를 디스크 플레이트(D)쪽으로 이동시키기 위한 축 방향 이동력을 발생하는 출력 램프(17) 및 상기 램프(9,17)사이로 위치되어져 회전되는 입력 램프(9)를 통해 출력 램프(17)를 축 방향으로 밀어내는 볼 케이스 하우징(13)으로 구성되어진다.

이에 더해 상기 카트리지 앗세이(7)는 주차 해제 시 축 방향 이동되었던 출력 램프(17)가 초기 위치로 복귀될 때, 상기 출력 램프(17)를 초기 위치로 밀어 주도록 탄성력을 발생시키는 스프링(21)이 더 구비되고, 상기 스프링(21)을 감싸도록 출력 램프(17)쪽에서 결합되어 입력 램프(9)의 스프링 시트쪽에 걸려 고정되는 홀더 하우징(22)이 더 구비되어진다.

이때, 상기 스프링(21)은 코일 스프링을 사용한다.

또한, 상기 홀더 하우징(22)에는 입력 램프(9)의 스프링 시트쪽에 걸려 고정되도록 하는 후크(Hook)나 걸쇠 모양의 걸림단이 1개 이상으로 형성되며, 통상 안정적인 힘의 분배를 위해 120°등 간격으로 3곳에 형성되는 구조를 갖게 된다.

그리고, 상기 입력 램프(9)는 캘리퍼 하우징(4)의 밖으로 돌출되도록 긴 축 형상을 이루는 로드(10)가 형성되고, 캘리퍼 하우징(4)의 액압 챔버 안으로 수용되어진 상기 로드(10)의 끝단에서 동심의 큰 직경을 이루는 볼 거동 플레이트(11)가 형성되며, 상기 볼 거동 플레이트(11)의 한쪽 면에 등 간격을 갖고 소정 크기로 파여진 채널 형상의 볼 거동 경로 홈(12)이 형성되어진다.

또한, 상기 출력 램프(17)는 캘리퍼 하우징(4)의 액압 챔버 안으로 수용되어 축 방향 이동 시 패드(5)쪽을 밀어주도록 긴 축 형상을 이루는 로드(18)가 형성되고, 상기 로드(18)의 끝단에서 동심의 큰 직경을 이루는 볼 거동 플레이트(19)가 형성되며, 상기 볼 거동 플레이트(19)의 한쪽 면에 등 간격을 갖고 소정 크기로 파여진 채널 형상의 볼 거동 경로 홈(20)이 형성되어진다.

이와 같이 상기 입력 램프(9)와 출력 램프(17)의 볼 거동 플레이트(11,19)에 각각 형성된 볼 거동 경로 홈(12,20)은 서로 동일하게 형성되며, 캘리퍼 하우징(4)의 액압 챔버로 조립된 상태에서 상기 입력 램프(9)의 볼 거동 플레이트(11)에 출력 램프(17)의 볼 거동 플레이트(19)가 서로 맞대어지면, 상기 볼 거동 플레이트(11,19)에 각각 형성된 볼 거동 경로 홈(12,20)이 서로 일치되어진다.

이러한 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)은 도 3(가)에 도시된 바와 같이, 볼 거동 플레이트(11,19)의 중심에 대해 등 간격으로 3곳에 형성되고, 그 각각은 주차 제동력을 발생하기 위한 입력 램프(9)의 회전 범위에 맞는 길이를 갖게 된다.

이를 위해 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)은 입력·출력 램프(9,17)의 중앙에 대해 일정한 기준 반경(R)을 갖게 되고, 그 중앙부위 홈의 깊이를 기준으로 양쪽으로 갈수록 점진적으로 그 깊이가 낮아짐과 더불어, 그 중앙부위 홈의 폭도 양쪽으 로 갈수록 점진적으로 그 폭이 좁아지게 형성되어진다.

즉, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)은 그 중앙부위가 기준 반경(R)의 위치를 정 중앙으로 하는 깊은 홈을 갖는데 비해, 그 양쪽 끝단 부위는 기준 반경(R)보다 반경이 작고 홈의 깊이도 낮은 홈을 갖는 자연스러운 궤적으로 전체적인 형상을 이루게 된다.

이를 위해, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)은 기준 반경(R)을 홈이 있는 중앙부위와 달리, 그 양쪽 끝단부위는 기준 반경(R)의 중심에서 이격(Offset)된 X·Y 오프셋 간격(a,b)위치를 중심으로 하는 끝단 중심 반경(R2)을 홈의 중심위치로 갖게 된다.

이에 따라 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)의 중앙 부위는 입력·출력 램프(9,17)의 중앙을 시작점으로 하는 중앙 중심 반경(R1)이 그리는 원호 갖게 되지만, 중앙 부위 중심에서 양쪽으로 이어지는 끝단 부위 중심은 X·Y 오프셋 간격(a,b)위치 만큼 벗어난 끝단 중심 반경(R2)으로 그려지는 원호를 갖게 된다.

여기서, 반경 R3 는 입력·출력 램프(9,17)의 축 중심을 시작점으로 하여 상기 끝단 중심 반경(R2)까지의 거리를 표시하며, 볼(16)의 이동 궤적을 안쪽으로 줄여 줌에 따라 축 방향 이동력을 보다 크게 배력할 수 있도록 작용하게된다.

이때, 상기 기준 반경(R)과 중앙 중심 반경(R1)은 동일한 크기를 갖지만, 끝단 중심 반경(R2)은 이격 위치에 따라 동일한 크기를 갖게 하거나 또는 다르게 할 수 있게 된다.

이와 같이 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)의 중앙 부위와 양 끝단 부위 폭 중 심에 대해 그려지는 원호 중심 위치가 차이 남에 따라, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)에 위치된 볼(16)의 이동 반경 궤적이 변경되어진다.

즉, 입력 램프(9)가 회전됨에 볼 거동 경로 홈(12)의 중앙 부위에 위치된 볼(16)이 끝단 쪽으로 이동될 때, 상기 볼 거동 경로 홈(12)의 중앙 중심 반경(R1)에 대해 더 짧은 끝단 중심 반경(R2)으로 인해 볼(16)인 중심 쪽으로 향해 더 내려오게 되고, 이러한 볼(16)의 이동 궤적은 볼 거동 경로 홈(12)으로부터 볼(16)이 더 튀어나올 수 있도록 작용하게 된다.

이때, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)은 그 중앙에서 바깥쪽으로 갈수록 위쪽으로 경사진 형상을 갖도록, 그 단면이 대략 브이(V)자 형상으로 이루어진다.

그리고, 상기 볼 케이스 하우징(13)은 도 3(나)에 도시된 바와 같이, 링(Ring) 형상을 이루도록 중앙에 홀(Hole)이 형성된 볼 구속 플레이트(14)로 이루어지고, 상기 볼 구속 플레이트(14)에는 등 간격을 갖고 한쪽이 트여진 볼 거동 홀(15)에서 원심 방향으로 이동가능한 볼(16)이 결합되어진 구조를 이루게된다.

여기서, 상기 볼 거동 홀(15)은 볼(16)이 직선 이동되도록 볼(16)의 직경보다 큰 길이로 형성되지만, 볼(16)의 이동 시 볼 거동 홀(15)을 빠져나가지 못하도록 그 입구를 이루는 볼 구속 입구(15a)의 폭을 볼(16)의 직경보다 작게 형성하게 된다.

이러한 상기 볼(16)은 입력 램프(9)와 출력 램프(17)사이에 위치될 때, 볼 거동 홀(15)의 끝단을 이루는 볼 구속 입구(15a)쪽으로 위치됨과 더불어, 볼 거동 경로 홈(12,20)의 중앙에서 바깥쪽으로 위치되고, 이러한 볼(16)의 위치 설정은 중 심에서 끝단으로 볼(16)이 이동되면서 안쪽으로 위치를 이동할 수 있도록 작용하게 된다.

이는 상기 볼(16)이 볼 거동 경로 홈(12,20)의 중앙의 중심에서 끝단 쪽으로 이동될 때, 도 3에 도시된 바와 같이 중앙 중심 반경(R1)을 따른 이동거리 A에 비해, 끝단 중심 반경(R2)을 따른 이동거리 B가 볼(16)의 이동 거리를 더 길게 형성하게 된다.

즉, 이러한 볼(16)의 이동 궤적은 중앙 중심 반경(R1)보다 작은 직경의 끝단 중심 반경(R2)을 따르는 이동 궤적으로 인해, 결과적으로 반경 R에서 반경 R3로 줄어들어 안쪽으로 더 이동되는 볼(16)은 주차 조작력 입력부(23)로 전달된 주차 레버의 조작력을 더 크게 배력하게 된다.

또한, 상기 캘리퍼 하우징(4)의 밖으로 빠져 나오는 입력 램프(9)의 로드(10)부위에는 기밀을 위해 즉, 캘리퍼 하우징(4)내 공간으로 충진된 오일의 기밀을 위해 일례로, 오링과 같은 별도 부재를 이용하게 되며, 이러한 기밀용 부재는 BIR(Ball In Ramp)타입 캘리퍼 브레이크의 통상적인 구성과 같이, 캘리퍼 하우징(4)의 외부로 노출되는 부위를 최소화하는 구조를 갖게 된다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 BIR 타입 브레이크용 캘리퍼를 사용한 주차 브레이크는 주차 제동 시, 회전되면서 축 방향 이동력을 발생하는 BIR(Ball in Ramp) 타입 카트리지 앗세이(7)가 패드(5)를 디스크 플레이트(D)쪽으로 밀어 가압할 때, 카트리지 앗세이(7)를 이루는 입력 램프(9)와 출력 램프(17)사이로 위치된 볼(16)이 반경 방향으로 점진적으로 줄어드는 가변 궤적을 이용해 이동하여 배력 됨에 따라, 주차 레버의 조작력이 미흡하더라도 카트리지 앗세이(7)에서 주차 제동력을 유지할 수 있는 힘을 형성하게 되므로, 운전자의 주차 핸들 조작력을 보다 경감할 수 있는 특징이 있게 된다.

이러한 본 발명의 특징은 주차브레이크를 구성하는 캘리퍼 내에서 회전과 축 방향 이동을 통해 주차 제동력을 발생시키는 파킹력 발생부에 의한 것으로, 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 주차 제동 시 주차케이블(2)에 의해 당겨지는 주차 조작력 입력부(23)가 캘리퍼 하우징(4)의 외부로 위치되고, 상기 주차 조작력 입력부(23)에 연결되어 회전력과 더불어 축 방향 이동력을 발생하는 카트리지 앗세이(7)가 캘리퍼 하우징(4)의 내부 실린더로 조립되어진다.

이와 더불어 상기 캘리퍼 하우징(4)에서 카트리지 앗세이(7)의 축 방향 이동력을 받아 이동되는 패드 마모 보정부(6)가 조립 결합되고, 상기 패드 마모 보정부(6)의 끝단으로는 디스크 플레이트(D) 양쪽으로 구비된 패드(5)가 결합되어진다.

이에 따라 주차 조작부(1)의 조작 시 주차 케이블(2)을 통해 주차 조작력 입력부(23)가 당겨지면, 이에 연결된 카트리지 앗세이(7)의 입력 램프(9)가 회전되면서 볼 케이스 하우징(13)을 축 방향으로 밀어내고, 상기 볼 케이스 하우징(13)의 축 방향 이동력을 통해 출력 램프(17)가 축 방향으로 밀려나게 된다.

이와 같은 상기 출력 램프(17)의 밀림은 홀더 하우징(12)의 내부로 수용된 스프링(11)을 압축하면서 패드 마모 보정부(6)쪽으로 전달되며, 이러한 카트리지 앗세이(7)의 축 방향 이동력이 패드 마모 보정부(6)의 축 방향 이동력으로 전환됨 에 따라, 상기 패드 마모 보정부(6)는 패드(5)를 밀어주게 된다.

이어, 상기 패드 마모 보정부(6)의 축 방향 이동력을 받는 패드(5)는 캘리퍼 하우징(4)의 토크 멤버(이는 캘리퍼의 통상적인 작용임)작용을 통해, 그 반대쪽 패드와 함께 디스크 플레이트(D)의 양쪽 면으로 이동되어져, 패드(5)가 디스크 플레이트(D)를 잡아 구속해 주차 제동력을 유지해주게 된다.

이러한 주차 제동 시, 캘리퍼 하우징(4)에 조립된 카트리지 앗세이(7)는 주차 조작부(1)의 조작에 비해 보다 큰 축 방향 이동력을 발생시키게 되는데 이는, 카트리지 앗세이(7)를 이루는 입력 램프(9)와 출력 램프(17)에 각각 형성된 볼 거동 경로 홈(12,20)의 구조에 기인하게 된다.

즉, 도 3(가)에 도시된 바와 같이 볼 거동 경로 홈(12,20)은 이를 가공한 입력 램프(9)와 출력 램프(17)의 축 중심에서 시작되는 기준 반경(R)을 폭 중심위치로 갖으면서, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)의 양쪽 끝단부위가 갖는 폭 중심위치는 축 중심에서 이격(Offset)된 X·Y 오프셋 간격(a,b)위치를 각각 중심으로 하는 끝단 중심 반경(R2)을 갖게 된다.

이러한 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)의 중앙과 그 양쪽 끝단 부위가 갖는 축 중심 부위에 대한 반경 크기가 X·Y 오프셋 간격(a,b)위치 만큼 서로 다르며, 그 중앙 홈 깊이보다 양쪽 끝단으로 갈수록 점진적으로 그 홈 깊이가 작게 형성되면서, 동시에 기준 반경(R)이 중앙 반경(R1)대비 끝단으로 갈수록 반경이 줄어든 반경 R3 을 갖는 형상으로 되어진다.

이와 더불어 상기 볼 케이스 하우징(13)도 입력 램프(9)와 출력 램프(17)사 이에 위치된 볼(16)이 원심 방향으로 이동되는 구조를 갖는데 즉, 볼 구속 플레이트(14)에 원심 방향으로 개구된 볼 거동 홀(15)이 볼(16)의 직경보다 큰 길이를 갖도록 형성되고, 이에 결합된 볼(16)은 도 3(나)에 도시된 바와 같이 상기 볼 거동 홀(15)의 끝단을 이루는 볼 구속 입구(15a)에 의해 빠져나가지 않도록 구속된 상태로 조립되어진다.

이와 같은 카트리지 앗세이(7)는 볼 거동 경로 홈(12,20)이 서로 맞대도록 입력 램프(9)와 출력 램프(17)가 위치되고, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)의 폭이 가장 큰 중앙 부위에는 볼(16)이 위치되도록 조립되어진다.

이때, 도 3(가)의 점선으로 표시된 상기 볼(16)은 볼 거동 홀(15)의 끝단을 이루는 볼 구속 입구(15a)쪽으로 위치됨과 더불어, 볼 거동 경로 홈(12,20)의 중앙 폭의 맨 위쪽으로 위치되고, 이러한 볼(16)의 위치 설정은 중심에서 끝단으로 이동되는 볼(16)이 갖는 반경이 점진적으로 줄어들며, 상기 볼(16)은 A 궤적이 아닌 B 궤적을 형성하게 된다.

이에 따라, 주차 조작부(1)의 조작 시 주차 케이블(2)을 통해 당겨지는 주차 조작력 입력부(23)가 입력 램프(9)를 회전(반 시계 방향이라 가정 함)시키게 되면, 상기 입력 램프(9)의 회전에 따라 볼 거동 경로 홈(12)도 회전됨에 따라, 상기 볼 거동 경로 홈(12)의 중앙 위치에서 볼(16)의 위치가 변하게 된다.

즉 상기 볼 거동 경로 홈(12)의 회전됨에 따라, 볼(16)은 반경 R1에 비해 볼(16)의 중앙 위치보다 안쪽으로 이동된 작은 반경 R3 가 되고, 이는 주차 조작력 입력부(23)로 전달된 주체 레버의 힘이 중앙 위치 반경 R1에서 발생하는 힘보다, 더 작은 반경 R3에서 발생하는 힘이 더 커, 결국 축 방향으로 발생하는 출력이 더 증가되어진다.

이때 상기 볼(16)이 이동 궤적을 따라 이동할 때, 볼 거동 홀(15)의 끝단을 이루는 볼 구속 입구(15a)쪽으로 위치된 볼(16)은 도 3(나)에 도시된 바와 같이, 상기 볼 구속 입구(15a)쪽에서 원심 방향으로 이동되어 밑으로 이동되어진다.

이와 같이 입력 램프(9)의 회전 시 그 이동 반경이 더 작게(R1>R3)형성됨에 따라, 브이(V)단면을 갖는 볼 거동 경로 홈(12,20)사이에서 볼(16)이 갖는 반경 즉, 입력·출력 램프(9,17)의 축 중심에서 볼(16)이 갖는 반경도 중앙 중심 반경 R1에서 끝단 반경 R3로 축소되어진다.

이러한 볼(16)의 중심 반경 축소(R1>R3)는 카트리지 앗세이(7)의 출력이 Fout = (Fin x L)/(R3 x tanΘ)로 이루어짐에 따라, 즉 볼(16)이 갖는 중심 반경에 반비례하므로 카트리지 앗세이(7)의 축 방향 이동력의 크기가 증가하게된다.

여기서, Fin은 입력 램프(9)의 입력이고, L은 주차 조작력 입력부(23)를 회전시키는 레버 길이이며, R3는 입력·출력 램프(9,17)에 형성된 홈의 궤적 반경이고, tanΘ는 볼(16)이 위치된 볼 거동 경로 홈(12,20)의 단면 기울기이고, Fout은 출력 램프(17)의 축 방향 이동력이다.

이에 따라 입력 램프(9)의 회전력은 볼(16)의 가변 이동 궤적으로 인해 볼(16)이 볼 거동 경로 홈(12,20)의 중앙에서 끝단 쪽으로 이동됨에 따라, 입력 램프(9)의 입력이 볼(16)을 매개로 보다 크게 배력되어져, 축 방향 이동력을 발생시키는 출력 램프(17)의 출력 증가를 가져오게 된다.

이러한 카트리지 앗세이(7)의 작용은 패드(5)를 디스크 플레이트(D)쪽으로 밀어 가압하는 패드 마모 보정부(6)를 축 방향 이동시키는 힘을 증가시켜 주므로, 보다 적은 힘으로 주차 조작부(1)를 조작하더라도 카트리지 앗세이(7)는 동일한 주차 제동력을 발생하거나 또는, 동일한 힘으로 주차 조작부(1)를 조작하는 경우 카트리지 앗세이(7)를 통해 보다 큰 주차 제동력을 발생하게 된다.

한편, 주차 제동 해제 시에는 주차 제동 시와 반대로 작동하게 되는데 즉, 주차 조작부(1)의 해제로 주차케이블(2)이 느슨해짐에 따라 주차 조작력 입력부(23)에 의한 카트리지 앗세이(7)의 입력이 해제 즉, 입력 램프(9)의 회전력이 제거됨에 따라 출력 램프(17)쪽에 구비된 스프링(21)과 더불어, 주차 조작력 입력부(23)에 설치된 리턴 스프링의 탄성 복원력을 통해 축 방향 이동시켜 패드(5)를 디스크 플레이트(D)에서 이격시켜 주게 된다.

이러한 주차 제동 해제 시, 입력 램프(9)와 출력 램프(17)의 회전은 볼 거동 경로 홈(12,20)의 끝단 쪽에 위치된 볼(16)을 중앙 쪽으로 이동시키게 되며, 이로 인해 볼(16)은 볼 거동 홀(15)의 밑에서 볼 구속 입구(15a)쪽으로 상승 이동되어진다.

이에 따라, 상기 카트리지 앗세이(7)는 입력 램프(9)와 출력 램프(17)사이로 위치된 볼(16)이 볼 거동 홀(15)의 끝단을 이루는 볼 구속 입구(15a)쪽으로 위치됨과 더불어, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)의 중앙 폭의 맨 위쪽으로 위치되어, 초기 조립 상태로 전환되고, 주차 제동력은 해제 상태로 완전히 전환되어진다.

도 1은 본 발명에 따른 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크 구성도

도 2는 본 발명에 따른 제동력 발생부인 램프 앗세이의 분해 결합도

도 3(가),(나)는 본 발명에 따른 램프 앗세이를 구성하는 볼의 거동 궤적 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 주차 조작부 2 : 주차 케이블

3 : 캘리퍼 4 : 캘리퍼 하우징

5 : 패드 6 : 패드 마모 보정부

7 : 카트리지 앗세이

9 : 입력 램프 10,18 : 로드

11,19 : 볼 거동 플레이트

12,20 : 볼 거동 경로 홈

13 : 볼 케이스 하우징 14 : 볼 구속 플레이트

15 : 볼 거동 홀 15a : 볼 구속 입구

16 : 볼 17 : 출력 램프

21 : 스프링 22 : 홀더 하우징

23 : 주차 조작력 입력부

Claims

주차 레버의 조작 시 이퀄라이저를 통해 주차케이블(2)을 균등하게 당기는 조작력을 발생시키는 주차 조작부(1)와;

액압을 발생시키는 브레이크 오일이 충진되는 내부 액압 챔버를 형성하고, 차륜에 구비된 디스크 플레이트(D) 양쪽 면을 감싸도록 패드(5)가 장착된 캘리퍼 하우징(4);

상기 주차 케이블(2)에 연결된 주차 조작력 입력부(23)가 연결되도록 캘리퍼 하우징(4)의 밖에서 돌출 되면서 액압 챔버 안쪽으로 위치되어져, 회전 시 볼(16)이 중앙에서 양 끝단 쪽으로 이동되는 볼(16)의 이동 궤적이 반경 방향으로 점진적으로 줄어들어 축 중심에 대해 짧아짐에 따라, 축 방향 이동력이 점진적으로 증가되도록 가변 경로를 갖는 볼 거동 경로 홈(12,20)이 형성된 카트리지 앗세이(7) 및;

상기 캘리퍼 하우징(4)의 액압 챔버에서 카트리지 앗세이(7)에 조립되어져, 상기 카트리지 앗세이(7)의 축 방향 이동 시 패드(5)를 디스크 플레이트(D) 양쪽 면에 밀착 가압시키는 패드 마모 보정부(6);

로 구성된 것을 특징으로 하는 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크.
청구항 1에 있어서, 상기 카트리지 앗세이(7)는 일단이 캘리퍼 하우징(4)의 밖에서 주차 케이블(2)과 연결된 주차 조작력 입력부(23)를 통해 회전되도록 결합된 입력 램프(9)와,

상기 입력 램프(9)의 반대쪽에 위치되어져 입력 램프(9)의 회전 시, 패드(5)를 휠 디스크(D)쪽으로 이동시키기 위한 축 방향 이동력을 발생하는 출력 램프(17) 및

상기 입력·출력 램프(9,17)에 형성된 가변 경로를 갖는 볼 거동 경로 홈(12,20)에 위치되어져, 입력 램프(9)의 회전 시 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)을 따른 이동 궤적을 갖는 볼(16)이 중앙에서 양 끝단 쪽으로 갈수록 출력 램프(17)의 축 방향 이동력을 점진적으로 증가시키는 볼 케이스 하우징(13)

으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크.
청구항 2에 있어서, 상기 카트리지 앗세이(7)는 주차 해제 시 축 방향 이동되었던 출력 램프(17)가 초기 위치로 복귀될 때, 상기 출력 램프(17)를 초기 위치로 밀어 주도록 탄성력을 발생시키는 스프링(21)이 더 구비되고, 상기 스프링(21)을 감싸도록 출력 램프(17)쪽에서 결합되어 입력 램프(9)의 스프링 시트쪽에 걸려 고정되는 홀더 하우징(22)이 더 구비되어진 것을 특징으로 하는 볼 인 램프 브레이 크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크.
청구항 2에 있어서, 상기 입력 램프(9)는 캘리퍼 하우징(4)의 밖으로 돌출되도록 긴 축 형상을 이루는 로드(10)가 형성되고, 캘리퍼 하우징(4)의 액압 챔버 안으로 수용되어진 상기 로드(10)의 끝단에서 동심의 큰 직경을 이루는 볼 거동 플레이트(11)가 형성되며, 상기 볼 거동 플레이트(11)의 한쪽 면에 등 간격을 갖고 소정 크기로 파여진 채널 형상의 볼 거동 경로 홈(12)이 형성되어진 것을 특징으로 하는 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크.
청구항 2에 있어서, 상기 출력 램프(17)는 캘리퍼 하우징(4)의 액압 챔버 안으로 수용되어 축 방향 이동 시 패드(5)쪽을 밀어주도록 긴 축 형상을 이루는 로드(18)가 형성되고, 상기 로드(18)의 끝단에서 동심의 큰 직경을 이루는 볼 거동 플레이트(19)가 형성되며, 상기 볼 거동 플레이트(19)의 한쪽 면에 등 간격을 갖고 소정 크기로 파여진 채널 형상의 볼 거동 경로 홈(20)이 형성되어진 것을 특징으로 하는 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크.
청구항 2, 4, 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)은 입 력·출력 램프(9,17)의 축 중심에 대해 중앙부위 홈의 깊이는 양쪽으로 갈수록 점진적으로 홈의 깊이가 작게 형성되며,

상기 볼 거동 경로 홈(12,20)의 중앙에서 양 끝단 쪽으로 갈수록 볼(16)이 입력·출력 램프(9,17)의 축 중심에 대해 갖는 반경이 중앙 중심 반경 R1에서 끝단 반경 R3 로 축소되도록, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)의 중앙부위 반경 R1이 가장 크게 형성되는 반면, 그 양쪽 끝단부위가 갖는 반경 R3는 중심에서 이격(Offset)된 X·Y 오프셋 간격(a,b)위치를 중심으로 하는 끝단 중심 반경 R2로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크.
청구항 6에 있어서, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)은 입력·출력 램프(9,17)의 축 중심에 대해 3곳에 형성되어진 것을 특징으로 하는 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크.
청구항 7에 있어서, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)의 간격은 등 간격인 것을 특징으로 하는 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크.
청구항 6에 있어서, 상기 볼 거동 경로 홈(12,20)은 브이(V)단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크.
청구항 2에 있어서, 상기 볼 케이스 하우징(13)은 링 형상을 이루도록 중앙에 홀이 형성된 볼 구속 플레이트(14)로 이루어지고, 상기 볼 구속 플레이트(14)에는 등 간격을 갖고 한쪽이 트여진 볼 거동 홀(15)에서 원심 방향으로 이동가능한 볼(16)이 결합되며, 상기 볼 거동 홀(15)은 볼(16)이 원심 방향으로 직선 이동되도록 볼(16)의 직경보다 큰 길이로 형성되면서, 볼(16)이 빠지지 않도록 그 끝단에는 볼(16)의 직경보다 좁게 형성된 볼 구속 입구(15a)를 형성하는 것을 특징으로 하는 볼 인 램프 브레이크 캘리퍼 타입 차량의 주차 브레이크.