KR101197468B1 - 차량용 디스크 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 디스크 브레이크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제동시 마찰 패드의 마모에 의해 발생하는 공극을 초기 설정된 상태로 유지할 수 있도록 모터를 이용하여 자동으로 조절할 수 있는 차량용 디스크 브레이크에 관한 것이다.

본 발명은 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크의 측면에 마찰하여 제동하는 마찰 패드와, 동력을 발생시키는 구동모터에 의해 상기 디스크 측으로 이동하고, 마찰 패드가 부착되는 쐐기 부재와, 쐐기 부재를 상기 디스크 측으로 이동되도록 안내하는 안내 부재와, 구동모터의 회전운동을 쐐기 부재의 직선운동으로 전환하도록 하는 방향 전환부를 포함하는 차량용 디스크 브레이크에 있어서, 마찰 패드의 마모시 마찰 패드와 디스크의 공극을 초기 상태로 일정하게 유지할 수 있도록 모터에 의해 자동 조절되는 공극 유지 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 디스크 브레이크{Disk Brake For Vehicle}

본 발명은 차량용 디스크 브레이크에 관한 것으로, 특히 제동에 의해 마찰 패드의 마모시 발생하는 마찰 패드와 디스크 사이의 공극을 일정하게 유지할 수 있는 차량용 디스크 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 디스크 브레이크는 휠과 함께 회전하는 원판 형상의 디스크 일부를 양측에서 마찰 패드로 압박하여 제동력을 얻는 장치로써, 이러한 차량용 디스크 브레이크 중에는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크와, 디스크의 일 측면과 마찰하며 제동력을 발생시키는 마찰 패드와, 일면에 마찰 패드가 부착되며 힘을 발생시키는 구동모터에 의해 디스크의 회전방향으로 이동하며 디스크 측으로 전진하는 쐐기 부재와, 쐐기 부재가 디스크 측으로 이동할 경우에 쐐기 부재가 마찰 패드와 디스크의 회전 방향 측으로 안내하는 안내 부재를 포함하여, 쐐기 부재가 마찰 패드와 디스크 사이에서 발생하는 마찰력에 의해 디스크와 안내 부재 사이에 물리도록 함으로써 적은 힘으로도 큰 제동력을 얻을 수 있도록 한 차량용 디스크 브레이크가 있다.

또한, 이러한 종래의 디스크 브레이크에는 구동모터에 의해 디스크의 회전 방향 측으로 이동하면서 쐐기 부재가 디스크의 회전 방향 측으로 이동할 수 있도록 하는 동력 전달 부재가 더 구비되고, 동력 전달 부재를 디스크 회전 방향 측으로 이동하게 하기 위해서 구동 모터의 회전축에는 수나사가 형성되어 있으며, 동력 전달 부재의 내주면에는 암나사가 형성되어 있는 축설치공이 마련되어 회전축의 회전 방향에 따라 동력 전달 부재가 디스크의 회전 방향 측으로 이동할 수 있다.

그리고, 디스크 브레이크는 구동 모터의 회전력을 이용하여 제동 동작을 구현하기 위해서 감속하여 변위를 줄이고 배력하는 배력장치와, 배력 장치로서 서로 대응되는 경사면을 구비한 한 쌍의 쐐기 부재를 이용하기도 한다.

이러한 종래의 차량용 디스크 브레이크는 제동시 마찰 패드가 디스크와 마찰하여 마모되고, 그로 인해 운동 공간이 커지게 되어 쐐기 부재의 운동 제어가 어려워지고 공간 제약 때문에 운동 자체에도 제약을 받는 문제점이 있었다.

또한, 마찰 패드와 디스크 사이의 간격이 멀어지게 되면, 제동시 응답력이 느려지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 제동시 마찰 패드의 마모에 의해 발생하는 공극을 초기 설정된 상태로 유지할 수 있도록 모터를 이용하여 자동으로 조절할 수 있는 차량용 디스크 브레이크를 제공하는 데 있다.

차량의 휠과 함께 회전하는 디스크의 측면에 마찰하여 제동하는 마찰 패드와, 동력을 발생시키는 구동모터에 의해 상기 디스크 측으로 이동하고, 상기 마찰 패드가 부착되는 쐐기 부재와, 상기 쐐기 부재를 상기 디스크 측으로 이동되도록 안내하는 안내 부재와, 상기 구동모터의 회전운동을 상기 쐐기 부재의 직선운동으로 전환하도록 하는 방향 전환부를 포함하는 차량용 디스크 브레이크에 있어서, 상기 마찰 패드의 마모시 상기 마찰 패드와 상기 디스크의 공극을 초기 상태로 일정하게 유지할 수 있도록 모터에 의해 자동 조절되는 공극 유지 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공극 유지 장치는 동력을 발생시키는 구동부와, 상기 구동부로부터 전달받은 회전운동을 직선운동으로 전환시키는 운동 전환부와, 상기 운동 전환부의 운동을 상기 쐐기 부재와 상기 마찰 패드에 전달하는 운동 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운동 전환부는 상기 구동부에 연결된 워엄과, 상기 워엄에 연동하여 상기 구동부의 회전운동을 직선운동으로 전환하는 워엄 기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운동 전달부는 상기 워엄 기어의 내측에 형성된 제1 나사부와, 상기 워엄 기어의 제1 나사부에 대응되도록 상기 구동 모터의 외주면에 형성된 제2 나사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공극 유지 장치는 상기 마찰 패드의 마모에 의해 이동하는 상기 쐐기 부재와 상기 디스크 사이의 간격을 감지하는 감지부를 더 포함하는 것을 특징 으로 한다.

또한, 상기 방향 전환부는 상기 구동 모터에 의해 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 연동하는 워엄과, 상기 워엄의 회전에 의해 구동하는 워엄휠과, 상기 워엄휠에 연동하는 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 마찰 패드의 마모에 의해 초기 설정 값 이상으로 발생하는 마찰패드와 디스크 사이의 추가 공극을 없애, 마찰 패드와 디스크 사이의 공극을 일정한 상태로 유지하여 브레이크 응답 성능을 빠르게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

본 고안에 따른 실시예를 첨부된 예시 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크는 차량의 휠(미도시)과 함께 회전하는 원판 형상의 디스크(10)와, 디스크(10)의 양 측면에 마찰 패드(11a,11b)를 각각 마찰시켜 제동력을 얻는 장치이다.

내부 양측에 한 쌍의 마찰 패드(11a,11b)가 서로 대향되게 배치되어 있는 캘리퍼 하우징(12)과, 차량에 고정되어 캘리퍼 하우징(12)이 진퇴이동 가능하게 설치될 수 있게 하는 캐리어(13)를 포함한다.

캘리퍼 하우징(12)이 캐리어(13)에 진퇴 이동 가능하게 설치될 수 있도록 하기 위하여 캘리퍼 하우징(12)의 양측 단에는 캐리어(13)에 진퇴이동 가능하게 설치 되는 한 쌍의 가이드 로드(14)가 스크루(16)등의 체결 부재를 통해 고정되어 있다.

캘리퍼 하우징(12)의 내부 일측에는 디스크(10)에 접하는 마찰 패드(11a)가 설치되는 쐐기 부재(30)가 마련되고, 쐐기 부재(30)의 배면에 직·간접적으로 접하여 구동모터(20)로부터 동력을 전달받아 직선 운동하여 쐐기 부재(30)가 디스크(10)측을 향하여 전진하도록 안내하는 안내 부재(31)가 배치된다.

또한, 캘리퍼 하우징(30)의 내부 타측에는 다른 하나의 마찰 패드(11b)가 설치되는 핑거부(15)가 구비되어 있다.

본 실시예에서는 두 개의 마찰 패드(11a,11b) 중 쐐기 부재(30)에 설치되어 쐐기 부재(30)와 함께 이동하는 마찰 패드(11a)를 가동 마찰 패드(11a)라 하고, 이에 대향 되게 핑거부(15)에 설치되는 마찰 패드(11b)를 고정 마찰 패드(11b)라 한다.

쐐기 부재(30)는 가동 마찰 패드(11a)가 디스크(10)의 일 측면과 전체적으로 고르게 접촉할 수 있도록 디스크(10)의 일 측면과 평행하게 배치되어 있으며, 쐐기 부재(30)의 후면은 디스크(10)를 향하여 소정 각도로 경사지게 형성되어 쐐기 부재(30)의 양측단 중 디스크(10) 회전 방향 측에 위치한 일측단은 쐐기 형상을 형성하도록 되어있다.

안내 부재(31)는 쐐기 부재(30)가 디스크(10)의 회전 방향으로 움직일 경우 디스크(10) 쪽으로 전진하게 안내할 수 있도록 그 전면이 쐐기 부재(30)의 배면과 대응하게 경사지게 형성되어 있다.

또한, 안내 부재(31)와 구동 모터(20) 사이에는 구동 모터(20)의 회전 운동 을 쐐기 부재(30)의 직선 운동으로 전환하기 위한 방향 전환부(40)가 마련된다.

방향 전환부(40)는 구동 모터(20)의 회전축에 연동하도록 설치되는 워엄(43)과, 워엄(43)의 회전에 따라 구동되는 워엄 휠(42)과, 워엄 휠(42)의 중심을 관통하도록 마련되고, 워엄 휠(42)의 회전에 따라 연동하며 외주면에 스크루가 가공된 스핀들(41)과, 스핀들(41)의 스크루를 따라 스핀들(41)의 축 방향으로 직선 운동하며 쐐기 부재(30)에 연결되는 이송 부재(33)를 포함한다.

이송 부재(33)는 스핀들(41)의 회전에 따라 직선 운동하도록 너트(미도시)로 구성되거나 볼 스크루(미도시)로 구성될 수 있으며, 이때 이송 부재(33)와 쐐기 부재(30)는 이송 부재(33)가 디스크(10)의 회전 방향으로 이동함에 따라 쐐기 부재(30)의 사선 운동을 보장할 수 있도록 슬라이드 운동 가능하게 결합 된다.

구동 모터(20)의 회전운동에 의한 동력이 워엄(43)과 워엄 휠(42)을 거쳐 이송부재(33)가 디스크(10)의 회전축 방향으로 이동할 경우 쐐기 부재(30)의 배면이 안내 부재(31)의 전면에 안내되며, 디스크(10) 측으로 전진하므로 쐐기 부재(30)에 설치된 가동 마찰 패드(11a)가 디스크(10)의 일 측면에 압박되어 디스크(10)와 마찰하여 제동력을 발생시킨다.

또한, 이와 같이 가동 마찰 패드(11a)가 디스크(10)에 압박되면 그 반력에 의해 캘리퍼 하우징(12)은 후진 이동하게 되고, 그에 따라 캘리퍼 하우징(12)에 설치된 고정 마찰 패드(11b)는 디스크(10)의 타 측면에 압박되어 디스크(10)의 타측면과 마찰하여 제동력을 발생시킨다.

그리고, 가동 마찰 패드(11a)가 디스크(10)를 가압하고 있는 상태에서 가동 마찰 패드(11a)와 디스크(10) 사이에 작용하는 마찰력은 쐐기 부재(30)가 안내 부재(31) 전면과 디스크(10)의 일측면 사이에 끼워지게 하는 힘으로 작용하므로 적은 동력만으로 큰 힘을 얻을 수 있다.

쐐기 부재(30)의 배면은 그 중앙을 중심으로 양측으로 대칭되도록 전방을 향하여 경사지게 형성되어, 쐐기 부재(30)의 양측 단에 각각 쐐기 형상이 형성되며, 안내 부재(31)의 전면은 중앙이 후방 측으로 오목하게 형성되어 그 양측이 쐐기 부재(30)의 후면과 대응하도록 경사지게 형성되어 차량의 좌·우측 휠(미도시)에 모두 적용될 수 있도록 되어 있다.

한편, 이와 반대로 제동이 해제되는 과정은 구동 모터(20)의 회전축이 역회전하면 이송 부재(33)는 스핀들(41) 축과 평행하게 직선 운동하며 본래의 위치로 리턴하고, 그에 따라 가동 마찰 패드(11a)가 디스크 사이에서 빠져나와 제동이 해제되도록 쐐기 부재(30)를 안내한다.

이와 같은 제동 과정에 의해서 마찰 패드(11a)는 마모되고, 그 두께가 점차 감소된다.

본 발명에 의한 공극 유지 장치(50)는 제동에 의한 마찰 패드(11a,11b)의 마모에 의해 발생하는 디스크(10)와 마찰 패드(11a) 사이의 초기 공극을 유지하도록 조절 가능한 장치이다.

공극 유지 장치(50)는 가동 마찰 패드(11a)가 설치된 상태의 쐐기 부재(30)가 마찰 패드(11a,11b)의 마모에 의해 일정 간격 이상 디스크(10) 쪽으로 전진한 상태를 감지하는 감지부(44)와, 감지부(44)에 의해 구동력을 발생시키는 구동부 즉, 모터(51), 워엄 스크루(52), 워엄 기어(53), 제1 나사부(54), 그리고 구동 모터(20)의 외주면에 형성되는 제2 나사부(55)를 포함한다.

감지부(44)는 제동시 쐐기 부재(30)가 사선 운동할 때 디스크(10) 쪽으로의 이동 거리가 일정 거리이상이 되면 공극 유지 장치(50)를 가동시켜, 구동 모터(20)를 직선 운동시키고, 구동 모터(20)에 연결된 쐐기 부재(30)와 마찰 패드(11a) 역시 직선운동하게 하여, 마찰 패드(11a)와 디스크(10) 사이의 공극을 보상할 수 있도록 한다.

공극 유지 장치(50)의 구동부인 모터(51)가 회전하면, 모터(51)에 연결된 워엄 스크루(52)가 회전 운동을 하게 된다.

워엄 스크루(52)의 회전 운동은 워엄 스크루(52)에 연결된 워엄 기어(53)와 수직으로 만나게 되고, 이때 모터(51)의 회전운동이 워엄 기어(53)에 전달되면서 속도는 감속하지만 힘은 증대되게 된다.

워엄 기어(53)는 구동 모터(20)의 외주면에 마련되며, 워엄 기어(53)의 내주면에는 제1 나사부(54)가 형성되고, 워엄 기어(53) 제1 나사부(54)에 대응되어 접하도록 제2 나사부(55)가 구동 모터(20)의 외주면에 형성된다.

구동 모터(20)의 외주면에 마련된 워엄 기어(53)에 맞물리도록 워엄 스크루(52)와 모터(51)는 구동 모터(20)의 일측에 연결되도록 덮개 부재(46)에 의해 고정된다.

공극 유지 장치(50)의 감지부(44)부에 의해 디스크(10)와 마찰 패드(11a,11b) 사이의 공극이 발생하면 모터(51)가 작동하고, 워엄 스크루(52)와 워 엄 기어(53)가 연동하여 회전하고, 워엄 기어(53) 내주면의 제1 나사부(54)를 따라 구동 모터(20)는 제2 나사부(55)를 따라 직선 운동하게 된다.

즉, 제동 초기의 마찰 패드(11a)의 두께(T1)는 일정 기간 제동 후, 마모된 마찰 패드(11a)의 두께(T2)와 비교하면, 훨씬 두껍다.

따라서, 마모된 마찰 패드(11a)의 두께(T2)에 의해 발생하는 추가 공극 만큼 구동 모터(20)는 제2 나사부(55)를 따라 직선운동하여 쐐기 부재(30) 쪽으로 이동하게 된다.

이때, 구동 모터(20)의 직선 운동을 쐐기 부재(30)의 직선운동으로 전달하도록 링 기어(56)와 스크루(미도시)가 마련된다.

또한, 구동 모터(20)에 연결된 쐐기 부재(30)와 마찰 패드(11a)는 직선 운동하게 되고, 이들의 직선 운동에 의해 제동시 마모에 의한 마찰 패드(11a,11b)의 공극을 보상할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크를 개략적으로 나타내는 분해 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크의 공극 유지 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 공극 유지 장치를 장착한 차량용 디스크 브레이크의 동작을 개략적으로 나타내는 도면,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 디스크 11a, 11b : 마찰 패드

12 : 캘리퍼 하우징 13 : 캐리어

20 : 구동 모터 30 : 쐐기 부재

31 : 안내 부재 32 : 가이드 부

33 : 이송 부재 40 : 방향 전환부

41 : 스핀들 42 : 워엄휠

43 : 워엄 44 : 감지부

50 : 공극 유지 장치 51 : 모터

52 : 워엄 스크루 53 : 워엄 기어

54 : 제1 나사부 55 : 제2 나사부

56 : 링 기어

Claims (8)

1. 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크의 측면에 마찰하여 제동하는 마찰 패드와, 동력을 발생시키는 구동모터에 의해 상기 디스크 측으로 이동하고, 상기 마찰 패드가 부착되는 쐐기 부재와, 상기 쐐기 부재를 상기 디스크 측으로 이동되도록 안내하는 안내 부재와, 상기 구동모터의 회전운동을 상기 쐐기 부재의 직선운동으로 전환하도록 하는 방향 전환부를 포함하는 차량용 디스크 브레이크에 있어서,

   상기 마찰 패드의 마모시 상기 마찰 패드와 상기 디스크의 공극을 초기 상태로 일정하게 유지할 수 있도록 모터에 의해 자동 조절되는 공극 유지 장치를 포함하고,

   상기 공극 유지 장치는,

   동력을 발생시키는 구동부인 모터;

   상기 모터와 연결되어 회전하는 워엄 스크루;

   상기 워엄 스크루와 수직으로 연결되어 회전운동을 직선운동으로 전환하는 워엄 기어;

   상기 워엄 기어의 내주면에 형성된 제1 나사부; 및

   상기 제1 나사부에 대응되어 접하도록 상기 구동 모터의 외주면에 형성된 제2 나사부;를 포함하여, 상기 구동 모터는 상기 모터의 회전력을 전달받아 마찰패드의 마모에 따른 공극을 보상하도록 상기 쐐기부재 측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 공극 유지 장치는 상기 마찰 패드의 마모에 의해 이동하는 상기 쐐기 부재와 상기 디스크 사이의 간격을 감지하는 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
6. 제1항에 있어서,

   상기 방향 전환부는 상기 구동 모터에 의해 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 연동하는 워엄과, 상기 워엄의 회전에 의해 구동하는 워엄휠과, 상기 워엄휠에 연동하는 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
7. 제1항에 있어서,

   상기 워엄 스크루가 상기 워엄 기어에 맞물리도록 상기 모터를 상기 구동 모터의 일측에 고정시키는 덮개 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
8. 제1항에 있어서,

   상기 구동 모터의 직선 운동을 쐐기 부재의 직선운동으로 전달하도록 상기 워엄기어에 결합되는 링 기어가 더 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.

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