KR101099334B1 - 선로 분야에서 이용되고, 마찰요소를 가지는 개선된 디스크 브레이크 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 브레이크 패드(disc brake pad, 1)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선로 분야(railway field)에서 이용되고, 베이스 플레이트(base plate, 2)를 포함하며, 상기 베이스 플레이트(2) 위에 마찰요소(friction elements, 3)를 지지하기 위한 요소가 고정되고, 상기 마찰요소(3)는 탄성 지지요소(elastic support elements, 4)의 단부 상에 단독으로 또는 쌍으로 장착되고, 상기 마찰요소(3)가 상기 지지요소(4)의 돌출되고 자유롭게 움직일 수 있는 단부 상에 설치되는 방식으로 상기 지지요소(4)는 고정수단(fixing means, 5)에 의해 상기 베이스 플레이트(2) 상에 고정되도록 설치되며, 상기 지지요소(4)는 상기 지지요소(4)의 주축이 브레이크 디스크의 중심을 통과하는 광선(ray)에 대해 실질적으로 수직으로 배열되도록 상기 베이스 플레이트(2) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드에 관한 것이다.

상기 마찰요소의 크기 및 위치지정은 각각의 마찰요소 또는 마찰요소 쌍이 가능한 한 좁게 작용하도록 디스크의 원형 부분 또는 디스크를 만들어, 상기 디스크의 원형 부분 및 밴드(band)의 내부 직경 및 외부 직경 사이의 주변속도(peripheral speed) 차이를 최소화하는 것이다. 상기 부분 또는 밴드의 최적 치수는 단일 마찰요소(single friction element)에 대해서는 40mm까지 이고, 단일 지지구조에 장착된 각각의 요소 쌍(pair if element)에 대해서는 50mm까지 이다.

Description

선로 분야에서 이용되고, 마찰요소를 가지는 개선된 디스크 브레이크 패드{IMPROVED DISC BRAKE PAD WITH FRICTION ELEMENTS, PARTICULARLY TO BE EMPLOYED IN THE RAILWAY FIELD}

본 발명은 제한적 목적이 아닌 예증적 목적의 바람직한 실시예에 의하여, 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다.

도 1은 상기 발명에 따른 패드(pad)에 대한 제1 실시예의 부분도(partial view)이다.

도 2는 도 1의 패드에 대한 정면도이다.

도 3은 상기 발명에 따른 패드에 대한 제2 실시예의 부분도이다.

도 4는 도 3의 패드에 대한 정면도이다.

도 5는 상기 발명에 따른 패드에 대한 제3 실시예의 부분도이다.

도 6은 도 4의 패드에 대한 정면도이다.

도 7은 상기 발명에 따른 패드에 대한 제4 실시예의 부분도이다.

도 8은 종래 발명 패드에 대하여 상기 발명에 따른 패드의 소음 측정과 관련된 결과를 비교한 그래프이다.

도 9는 상기 발명에 따른 패드에 대한 제5 실시예의 부분도이다.

도 10은 도 9의 패드에 대한 정면도이다.

도 11은 도 9의 패드에 대한 단면도이다.

본 발명은 마찰요소를 가지는 개선된 디스크 브레이크 패드에 관한 것으로, 특히 선로 분야에서 이용되는 디스크 패드에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 상기 발명은 공지된 브레이크의 소음을 상당히 줄이는 것이 가능한 브레이크 패드의 개선점에 관한 것이다.

잘 알려진 것처럼, 최근에 특별한 관심이 선로 운송수단을 위한 브레이크 장치(braking device)에 부여되고 있고, 또한 상기 운송수단이 도달해야 하는 더 높은 속력을 염두에 두고 있다.

이 명세서에서, 특별한 발전은 “disc brake pad with sintered friction elements”라는 명칭으로 1993년 4월 5일에 출원된 이탈리아 특허 n°1,261.780에 따른 해결법을 가진다는 것이다.

상기 이탈리아 특허에서 제시된 상기 해결법은 원통(cylindrical) 또는 다면체(polyhedral) 형상을 가지는 단일 소결 마찰요소(single sintered friction elements)가 탄성 금속 박편(elastic metallic laminas) 단부 상에 장착되는 패드에 관한 것이다. 금속 박편은 상기 박편의 단부 각각이 독립적으로 움직일 수 있는 브래킷(bracket)을 포함하고, 열적 부하에 의한 응력변형(deformation)을 흡수하고, 그로 인해 상기 단일 마찰요소 및 상기 브레이크 디스크 사이에 균일한 접촉 압력(contact pressure)을 달성하는 방식으로, 스페이서(spacer)에 의해 베이스 플레이트(base plate)에 고정된다.

상기 해결법은 상기와 같은 브레이크의 폭넓은 사용에 의해 확인되는, 매우 유익한 특징을 가진다.

그러나 상기 특허에서 제시된 상기 해결법은 브레이크 동작 중에 상기 패드에서 발생하는 매우 까다로운 소음과 관련된 몇몇 문제점을 가진다.

위와 같은 견지에서, 출원인은 위에서 언급된 종래 기술 특허에 기술된 상기 패드에 관한 개선점을 연구하였고, 상기 개선점은 상기 소음 문제를 완벽하게 제거하지는 않았지만, 줄이는 것을 가능하게 하였다. 이와 같은 것들 및 다른 결과들은 패드의 구현(realization)을 제시하는 본 발명에 의해 달성될 수 있고, 여기서 상기 마찰요소의 크기 및 위치지정은 각각의 마찰요소 또는 마찰요소 쌍이 가능한 한 좁게 작용하도록 디스크의 원형 부분 또는 디스크를 만들어, 상기 부분 및 밴드(band)의 내부 직경 및 외부 직경 사이의 주변속도(peripheral speed) 차이를 최소화하는 것이다. 상기 부분 또는 밴드의 최적 치수는 단일 마찰요소에 대해서는 40mm까지 이고, 단일 지지구조에 장착된 각각의 마찰요소 쌍에 대해서는 50mm까지 이다.

그러므로 선로 분야에서 이용되고, 베이스 플레이트를 포함하며, 상기 베이스 플레이트 위에 마찰요소를 지지하기 위한 요소가 고정되고, 상기 마찰요소는 탄성 지지요소의 단부 상에 단독으로 또는 쌍으로 장착되고, 상기 지지요소는 상기 마찰요소가 상기 지지요소의 돌출되고 자유롭게 움직일 수 있는 단부 상에 설치되는 방식으로 고정수단에 의해 상기 베이스 플레이트 상에 고정되도록 설치되며, 상기 지지요소는 상기 지지요소의 주축이 브레이크 디스크의 중심을 통과하는 광선에 대해 실질적으로 수직으로 배열되도록 상기 베이스 플레이트 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드가 본 발명의 특정한 목적이다.

상기 발명에 따르면, 상기 마찰요소는 실질적으로 다각형 또는 원형의 단면 형상을 가진다.

게다가 상기 발명에 따르면, 각각의 지지요소에 1개, 2개 또는 3개의 마찰요소를 제공하는 것이 가능하다.

상기 발명에 따른 패드의 바람직한 실시예에서, 2개의 포개진 탄성요소(elastic elements)로 구성되고, 서로 중심에서 결합되는 탄성 지지요소를 제공하는데, 그러므로 상기 탄성요소의 굴곡 경직(flexion rigidity)의 변화를 달성하고, 하부(lower) 탄성요소는 2개의 돌출부(projections)와 함께 제공되며, 하부 탄성요소 및 상부(upper) 탄성요소 사이의 접촉은 중심 결합(central coupling) 및 돌출부의 일치하는 곳에서만 일어나며, 그러므로 상기 상부 탄성요소의 프리-로딩(pre-loading)을 생성한다.

상기 발명에 따르면, 상기 마찰요소는 소결재료(sintered material)로 구성된다.

게다가 상기 발명에 따르면, 상기 지지요소는 탄성 금속 박편으로 구성될 수 있다.

상기 발명에 따르면, 상기 마찰요소는 상기 지지요소 상의 적당한 금속 지지요소에 의해 고정될 수 있다.

또한 상기 발명에 따르면, 열적으로 매우 안정한 절연층 또는 둔화층(dampening layer)이 상기 지지요소 및 베이스 플레이트 사이에 끼워질 수 있다.

상기 발명에 따르면, 절연층 또는 둔화층은 상기 마찰요소 및 적당한 지지요소 사이에 놓여질 수 있다.

먼저 첨부된 도면의 도 1 및 2를 참조하면, 베이스 플레이트(2)를 포함하고, 상기 베이스 플레이트(2) 위에 마찰요소(3) 쌍이 제공되며, 강철 금속 박편(4)에 리벳으로 고정되는 패드(1)가 도시되어 있다. 스페이서(5)가 플레이트(2) 및 금속 박편(4) 사이에 제공되며, 리벳으로 상기 스페이서(5) 전체(integral)를 구현하는 것을 가능하게 한다.

금속 박편(4) 및 플레이트(2) 사이의 결합특징은 상기에서 언급한 이탈리아 특허출원 n°1,261.780에 바람직하게 기술되고 청구되었다.

그러나 본 발명에 따른 해결방법에서, 마찰요소(3)는 상기 패드의 광선(ray)에 대하여 실질적으로 수직으로 향하는 주축을 상기 플레이트(2)에 제공한다. 특히 도 1에서 도시되는 것처럼, 상기 발명에 따른 패드의 광선은 상기 플레이트(2) 상에 있는 박편(4)의 고정 리벳(5)을 통과한다.

이런 방식으로, 마찰요소(3)의 위치지정은 같은 패드에 대하여 반경 방향(radial direction)으로 가장 낮은 전체 치수를 수반함으로써 달성된다.

첨부된 도면의 도 3 및 4를 관찰하면, 상기 발명에 따른 패드의 제2 실시예를 보여준다. 같은 참조번호가 이전 도면의 요소에 대응하는 요소를 지시하기 위해 이 도면에 이용될 것이다.

이전의 실시예와 차이점은 주로 상기 마찰요소(3)의 형상에 있는데, 이 경우에는 이전 실시예의 원형 형상 대신에 다각형 형상을 갖는다.

첨부된 도면의 도 5 및 6을 관찰하면, 상기 발명에 따른 패드의 제 2 실시예를 보여준다. 같은 참조번호가 이전 도면의 요소에 대응하는 요소를 지시하기 위해 이 도면에서 이용될 것이다.

이 경우에 상기 마찰패드(3)의 형상은 항상 같은 마찰요소에 대한 방향(orientation)을 고려하고, 제한요소(restraints)를 위치지정 하면서, 플레이트 표면에 더 높은 밀도의 마찰요소를 달성하도록, 플레이트(2) 상의 공간 이용을 최적화한다.

상기 발명에 따른 패드(1)의 제 4 실시예는 도 7에서 도시되며, 여기에서 지지요소(4)가 제공되고, 상기 플레이트(2) 상의 결합요소(5)에 의해 캔틸레버되며(cantilevered), 결과적으로 단일 마찰요소(3)를 제공한다.

그 다음에 도 8을 관찰하면, 가로축에 브레이크 개수(number of braking)를 가지고, 세로축에 소음레벨(noise level)을 가지며, 곡선 A는 상기 발명에 의해 얻어지는 결과를 나타내고, 곡선 B는 공지된 패드를 이용할 때 얻어지는 값을 나타내는 그래프를 보여준다.

얻어진 소음 감소는 명확하고, 분명하다.

첨부된 도면의 도 9-11을 관찰하면, 2개의 중심 리벳(7)에 의해 서로 결합되는 2개의 포개진 탄성요소(6', 6")를 포함하는 탄성 지지요소를 제공하고, 상기 탄성요소의 굴곡경직의 변화를 달성하는 상기 발명에 의한 패드의 제 5 실시예를 보여준다.

하부 탄성요소(6')는 2개의 돌출부와 함께 제공된다. 2개의 탄성요소(6', 6") 사이의 접촉은 상기 리벳(7)과 돌출부(8)를 가진 단부가 일치하는 곳에서만 일어난다.

이런 방식으로, 상부 탄성요소(6")의 프리-로딩(pre-loading)이 생성되고, 그러므로 상기 동작 중의 최대 임계 조건(critical condition)(최대 소음)은 낮은 표준 하중(브레이크 힘)이 존재할 때 일어난다는 것을 고려하는, 최적의 동작 조건을 생성한다.

이 해결방법에 의해서 소음 및 습한 조건에서의 효율에 관한 한 더 뛰어난 결과가 달성된다.

본 발명은 바람직한 실시 예에 의해, 제한적 목적이 아닌 도시적 목적으로 기술되었고, 수정 및/또는 변화가 첨부된 청구항에서 규정된 적절한 범위를 벗어나지 않고 당업자에게 도입될 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims (13)

1. 선로 분야(railway field)에서 이용되고, 베이스 플레이트(base plate, 2), 상기 베이스 플레이트(2) 위에 고정된 지지요소(4)들, 상기 지지요소(4)들의 단부 상에서 단독으로 또는 쌍으로 장착된 마찰요소(friction element, 3)들을 포함하며, 상기 지지요소(4)들은 상기 마찰요소(3)들이 상기 지지요소(4)들의 돌출되고 자유롭게 움직일 수 있는 단부 상에 위치되도록 고정수단(fixing means, 5)에 의해 상기 베이스 플레이트(2) 상에 고정되는 디스크 브레이크 패드(1)에 있어서,

   상기 지지요소(4)들은 상기 지지요소(4)들의 주축(main axis)이 브레이크 디스크의 중심을 통과하는 광선(ray)에 대해 수직으로 배열되도록 상기 베이스 플레이트(2) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
2. 제 1 항에 있어서,

   각각의 마찰요소 또는 마찰요소(3) 쌍은 상기 브레이크 디스크의 원형 부분 또는 밴드 상에서 가능한 한 좁게 작용하여, 상기 브레이크 디스크의 원형 부분 또는 밴드의 내부 직경 및 외부 직경 사이의 주변 속도(peripheral speed) 차이를 최소화하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
3. 제 2 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크의 원형 부분 또는 밴드는 단일의 지지요소(4) 위에 장착된 단일의 마찰요소(3)에 대해서는 40mm까지의 폭을 가지고, 단일의 지지요소(4) 위에 장착된 마찰요소(3) 쌍에 대해서는 50mm까지의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰요소(3)들은 다각형의 횡단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
5. 제 1 항에 있어서, 상기 마찰요소(3)들은 원형의 횡단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
6. 제 1 항에 있어서, 각각의 지지요소(4) 상에 1개, 2개, 또는 3개의 마찰요소(3)를 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
7. 제 1 항에 있어서, 서로 중심에서 결합되는 2개의 포개진 탄성요소(elastic elements; 6', 6")를 포함하는 탄성지지요소(elastic support)가 제공되며, 상기 탄성요소의 굴곡 경직도(flexion rigidity)가 변화하고, 하부(lower) 탄성요소(6')에는 2개의 돌출부(projections, 8)가 제공되며, 하부 탄성요소(6')와 상부(upper) 탄성요소(6") 사이의 접촉은 중심 결합(central coupling) 및 상기 돌출부(8)를 가진 단부들이 일치하는 곳에서만 일어나고, 이에 따라 상기 상부 탄성요소(6")의 프리-로딩(pre-loading)이 생성되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
8. 제 1 항에 있어서, 상기 마찰요소(3)들은 소결재료(sintered material)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
9. 제 1 항에 있어서, 상기 지지요소(4)들은 탄성의 금속 박편(elastic metallic laminas)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서, 열적으로 안정한 절연층(insulating layer) 또는 둔화층(dampening layer)을 상기 지지요소(4)들과 베이스 플레이트(2) 사이에 두는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
12. 제 1 항에 있어서, 절연층 또는 둔화층을 상기 마찰요소(3)들과 상기 지지요소(4) 사이에 두는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 패드(1).
13. 삭제

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