KR101255369B1

KR101255369B1 - 차량의 브레이크 캘리퍼를 이용한 주차 브레이크

Info

Publication number: KR101255369B1
Application number: KR1020060067266A
Authority: KR
Inventors: 권재현
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2013-04-17
Also published as: KR20080007970A

Abstract

본 발명은 차량의 브레이크 캘리퍼를 이용한 주차 브레이크에 관한 것으로, 주차브레이크의 조작력을 브레이크용 캘리퍼내에서 회전으로 변환하면서 축 방향에 대한 편심 간격을 이용해 회전력을 패드의 축 방향 이동력으로 전환시켜, 주차 제동력을 유지하도록 해 브레이크용 캘리퍼를 이용하여 주차 브레이크를 구성하면서도, BIR 캘리퍼의 경우와 같은 단조 제작 공정이 전혀 사용되지 않아 제조 공정이 보다 용이하도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주차 브레이크가 차 실내에서 조작하는 레버의 조작력을 이퀄라이저를 통해 균등하게 당겨지도록 하는 주차브레이크조작부(1)와, 상기 주차브레이크조작부(1)의 조작 시 이퀄라이저를 매개로 당겨져 주차 브레이크 조작력을 전달하는 주차케이블(2) 및 상기 주차케이블(2)의 조작력이 회전으로 변환하면서 축 방향에 대한 편심 간격을 이용해 패드(5)를 디스크(D)쪽으로 가압하는 축 방향 힘으로 전달해 주차 제동력을 발생시키는 캘리퍼유니트(3)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 브레이크 캘리퍼를 이용한 주차 브레이크{Parking brake using brake caliper in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량의 브레이크 캘리퍼를 이용한 주차 브레이크의 구성도

도 2(가),(나)는 발명에 따른 주차 브레이크의 작동 시 캘리퍼내 주차 제동력의 발생 작용도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 주차브레이크조작부 2 : 주차케이블

3 : 캘리퍼유니트 4 : 캘리퍼하우징

5 : 패드 6 : 제동력전달부

7 : 제동력발생부 8 : 편심회전콘

8a : 접촉경사면 9 : 트러스트판

9a : 접촉돌기보스 10 : 전달로드

10a : 연결단 11 : 피스톤

D : 브레이크디스크 L : 이동거리

On : 편심회전콘중심 Om : 축방향이동중심

본 발명은 차량의 주차 브레이크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제동 시 제동력을 발생하는 브레이크 캘리퍼를 이용하여 주차 브레이크 기능을 구현하도록 된 차량의 브레이크 캘리퍼 유니트를 이용한 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 릴리즈노브의 조작에 따라 작동되는 래치어셈블리(도시되어 있지 않음)를 매개로 잡아 당겨지거나 느슨하게 되는 주차브레이크 케이블 및 좌·우 후륜브레이크에 연결되는 좌·우측 케이블사이에 구비되어 균등한 조작력을 분배하는 이퀄라이저로 이루어진다.

이와 같은 주차 브레이크는 통상 주차브레이크 조작력을 이용해 차륜에 장착된 드럼쪽으로 패드를 가압해 발생되는 강한 밀착력을 통해 잠금 기능을 갖는 방식을 주로 이용 하지만, 이러한 방식 대신 일반적인 제동 브레이크에 사용하는 캘리퍼를 이용하여 즉, 차륜에 장착된 디스크의 양쪽 면을 가압하는 방식을 이용하기도 함은 물론이다.

이러한 방식의 주차브레이크에 사용되는 캘리퍼를 통상 BIR 캘리퍼(Ball In Ramp Caliper)라 불리우며, 이는 주차 브레이크의 조작력을 통해 축 방향으로 당겨짐에 따라 램프(Ramp)사이에 위치된 볼(Ball)이 램프(Ramp)의 경로 형상으로 인해 볼의 위치가 변화되고, 이와 같은 램프(Ramp)사이에서 볼의 위치 변화를 통해 패드를 디스크쪽으로 이동시켜 주차 제동력을 형성하게 된다.

그러나, 이와 같이 주차 브레이크의 주차 제동력 발생을 위해 BIR 캘리퍼를 이용하게 되면, 주차 브레이크의 조작력을 통해 축 방향으로 발생되는 힘(패드를 디스크쪽으로 밀어주는 힘)은 볼(Ball)이 램프(Ramp)를 따라 이동하면서 발생하게 되고, 이는 정확한 축하중의 전달을 위해서 볼이 이동하는 램프의 형상이 균일하면서 그 표면도 정밀하게 이루어져야 만 해 제작의 어려움이 있게 된다.

이에 더해, 이와 같은 제작이 어려운 램프가 정밀 단조 공정을 통해 제작됨에 따라, 램프의 제작에 대한 어려움이 배가되면서 원하는 품질을 얻기가 매우 어려운 한계가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 주차브레이크의 조작력을 브레이크용 캘리퍼내에서 회전으로 변환하면서 축 방향에 대한 편심 간격을 이용해 회전력을 패드의 축 방향 이동력으로 전환시켜, 주차 제동력을 유지하도록 해 브레이크용 캘리퍼를 이용하여 주차 브레이크를 구성하면서도, BIR 캘리퍼의 경우와 같은 단조 제작 공정이 전혀 사용되지 않아 제조 공정이 보다 용이하도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주차브레이크가 차 실내에서 조작하는 레버의 조작력을 이퀄라이저를 통해 균등하게 당겨지도록 하는 주차브레이크조작부와;

상기 주차브레이크조작부의 조작 시 이퀄라이저를 매개로 당겨져 주차 브레이크 조작력을 전달하는 주차케이블;

차륜에 구비된 디스크 양쪽 면을 감싸도록 장착된 캘리퍼하우징과, 상기 캘리퍼하우징내부에서 당겨진 주차케이블을 통해 회전됨에 따라 회전 중심에 대해 간격을 둔 축 방향쪽으로 돌출되면서 축 방향 이동력을 전달하는 제동력발생부 및;

상기 제동력발생부에서 발생된 축 방향 힘을 통해 패드를 디스크 양쪽 면 쪽으로 이동시켜 주차 제동력을 유지시켜주는 제동력전달부로 이루어진 캘리퍼유니트;

로 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제동력발생부는 주차케이블의 조작력을 전달받아 회전력을 발생시키도록 주차케이블에 연결된 편심회전콘과, 상기 편심회전콘이 편심회전콘중심을 갖아 축 방향으로 밀어내는 이동력을 발생하도록 서로 간격을 둔 축방향이동중심을 갖는 트러스트판, 상기 트러스트판의 축 방향 이동력을 받아 함께 축 방향으로 이동하는 전달로드 및 상기 전달로드에 결합되어져 패드를 디스크쪽으로 가압해 주차 제동력을 발생시키도록 제동력전달부에 축 방향 힘을 가하는 피스톤으로 구성 되어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 편심회전콘의 편심회전콘중심과 트러스트판의 축방향이동중심간 간격은, 디스크에 가압되는 패드를 통해 주차 제동력을 발생시키기 위한 이동력을 확보할 수 있는 이동거리를 갖도록 형성되고 또한, 상기 편심회전콘은 전체적으로 사다리꼴 단면 형상을 갖으면서, 회전됨에 따라 축 방향쪽으로 전진하도록 경사진 접촉경사면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 브레이크 캘리퍼 유니트를 이용한 주차 브레이크의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 주차 브레이크는 차 실내에서 조작하는 레버의 조작력을 이퀄라이저를 통해 균등하게 당겨지도록 하는 주차브레이크조작부(1)와, 상기 주차브레이크조작부(1)의 조작 시 이퀄라이저를 매개로 당겨져 주차 브레이크 조작력을 전달하는 주차케이블(2) 및 상기 주차케이블(2)의 조작력이 회전으로 변환하면서 축 방향에 대한 편심 간격을 이용해 패드(5)를 디스크(D)쪽으로 가압하는 축 방향 힘으로 전달해 주차 제동력을 발생시키는 캘리퍼유니트(3)로 이루어진다.

여기서, 상기 캘리퍼유니트(3)는 차륜에 구비된 디스크(D) 양쪽 면을 감싸도록 장착된 캘리퍼하우징(4)과, 주차케이블(2)의 조작력을 받아 회전력을 발생시키도록 상기 캘리퍼하우징(4)내부에 장착된 제동력발생부(7) 및 상기 제동력발생 부(7)에서 발생된 축 방향 힘을 통해 패드(5)를 디스크(D) 양쪽 면 쪽으로 이동시켜 주차 제동력을 유지시켜주는 제동력전달부(6)로 구성되어진다.

이때, 상기 제동력전달부(6)는 종래 기술에서 전술한 BIR 캘리퍼에서 볼과 램프의 작동에 의한 축 방향 힘을 전달받아 패드를 디스크쪽으로 밀어주는 구성과 동일한데, 이는 BIR 캘리퍼에서는 주차케이블(2)의 조작력을 축 방향 힘으로 변환하기 위한 힘 변환 수단이 볼과 램프를 통해 이루어지는 반면, 본원 발명의 제동력발생부(7)는 축 방향에 대해 편심된 상태에서 회전되면서 제동력전달부(6)로 축 방향 힘을 전달하기 때문으로, 축 방향 힘을 전달받은 제동력전달부(6)에 대한 상세 설명은 생략한다.

그리고, 상기 제동력발생부(7)는 주차케이블(2)의 조작력을 전달받아 회전력을 발생시키도록 주차케이블(2)에 연결된 편심회전콘(8)과, 상기 편심회전콘(8)이 편심회전콘중심(On)을 갖아 축 방향으로 밀어내는 이동력을 발생하도록 서로 간격을 둔 축방향이동중심(Om)을 갖는 트러스트판(9),상기 트러스트판(9)의 축 방향 이동력을 받아 함께 축 방향으로 이동하는 전달로드(10) 및 상기 전달로드(10)에 결합되어져 패드(5)를 디스크(D)쪽으로 가압해 주차 제동력을 발생시키도록 제동력전달부(6)에 축 방향 힘을 가하는 피스톤(11)으로 구성되어진다.

이때, 상기 편심회전콘(8)의 편심회전콘중심(On)과 트러스트판(9)의 축방향이동중심(Om)간 간격은, 디스크(D)에 가압되는 패드(5)를 통해 주차 제동력을 발생시키는데 충분한 이동력을 확보할 수 있는 이동거리(L)를 이동할 수 있는 정도이며, 이는 캘리퍼유니트(3)의 성능과 주체 제동력의 크기에 따라 변화됨은 물론이 다.

또한, 상기 편심회전콘(8)은 전체적으로 사다리꼴 단면 형상을 갖으면서, 회전됨에 따라 축 방향쪽으로 전진하도록 경사진 접촉경사면(8a)을 형성하게 된다.

그리고, 상기 편심회전콘(8)은 주차케이블(2)의 당김력에 의해 회전되도록 결합되는데 이는, 캘리퍼유니트(1)의 하우징(4)내에서 자유 회전되도록 수용된 상태에서 주차케이블(2)의 당김력이 측면으로 가해질 때, 상기 편심회전콘(8)이 회전되는 예를 들어, 상기 편심회전콘(8)의 측면으로 주차케이블(2)에 연결되는 레버를 장착하는 구조를 통해 이루어지며, 이러한 구조는 일반적인 BIR 캘리퍼에서 주차케이블의 당김력이 회전력을 변환되는 구조를 이용하여 구성될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 트러스트판(9)은 캘리퍼유니트(3)내에서 축 방향을 이루는 자체적인 중심 선상으로 돌출된 돌기부인 접촉돌기보스(9a)를 형성하는데, 상기 접촉돌기보스(9a)는 점 첩촉을 이루도록 반구형상으로 이루어진다.

또한, 상기 전달로드(10)는 캘리퍼유니트(3)의 하우징(4)에 수용되는 부품간의 적정한 위치를 고려하여, 길게 연장된 연결단(10a)을 통해 축 방향 이동력을 전달하는 구조를 갖게 되며, 상기 연결단(10a)의 전체 길이는 캘리퍼유니트(3)의 전체 사양에 따라 달라짐은 물론이다.

그리고, 상기 피스톤(11)은 일반적인 경우와 같이 이동 시 인장되는 스프링이 복원될 때 발생되는 탄성 복원력을 통해 복귀력을 갖게 됨은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 주차 브레이크는 브레이크용 캘리퍼를 사용하며 특히, 정밀 단조 제작 공정이 요구되는 볼인램프(Ball in Ramp)타입 캘리퍼에서, 정밀 단조 제작 공정이 요구되는 램프(Ramp)를 사용하지 않고 대신 편심되어져 회전 정도에 따라 축 방향 이동력을 발생하는 방식을 사용한 것에 그 특징이 있게 된다.

이에 따라, 본 발명은 주차 제동력을 발생하는 캘리퍼의 제작 시 단조 공정을 사용하지 않는 편리성이 있음은 물론이다.

이와 같은 주차브레이크의 작동은 일반적인 주차 브레이크의 조작과 동일한데 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 차 실내에서 주차브레이크조작부(1)를 이루는 레버(일반적인 주차레버임)를 당겨주면, 상기 레버의 당김력이 이퀄라이저를 통해 주차케이블(2)을 균등하게 당겨주게 되고, 당겨지는 주차케이블(2)은 차륜쪽에 장착된 캘리퍼유니트(3)를 조작해 패드(5)가 디스크(D)의 양 쪽 면을 가압 해 주차 제동력을 유지하도록 작용되어진다.

이때, 상기 캘리퍼유니트(3)는 주차케이블(2)의 당김력을 회전으로 변환한 후, 패드(5)를 디스크(D)쪽으로 이동시키는 축 방향이동력으로 다시 변환되는데 이는, 주차케이블(2)의 조작력이 제동력발생부(7)의 편심회전콘(8)에 가해지면서 회전력(M)을 발생시킴에 따라 상기 편심회전콘(8)은 그 편심회전콘중심(On)에 대해 회전하게 된다.

즉, 상기 편심회전콘(8)이 그 중심(On)에 대한 회전이 진행됨에 따라 도 2(가)에 도시된 바와 같이, 상기 편심회전콘(8)의 접촉경사면(8a)의 위치가 전환 즉, 상기 접촉경사면(8a)의 경사가 높은 쪽이 편심회전콘중심(On)에 간격 둔 축방 향이동중심(Om)쪽으로 위치되고, 이러한 접촉경사면(8a)의 위치 전환은 접촉경사면(8a)의 경사에 따라 축 방향으로 점진적으로 돌출되면서 도 2(나)에 도시된 바와 같이 최대 이동거리인 L 위치까지 축 방향으로 이동되어진다.

이때, 상기 편심회전콘(8)의 축 방향 이동은 편심회전콘(8)이 제 위치에서 회전되더라도, 상기 편심회전콘(8)의 측면을 이루는 접촉경사면(8a)의 경사에 기인한 것임은 물론이다.

이와 같이, 상기 편심회전콘(8)의 접촉경사면(8a)의 특정 부위(경사가 높은 쪽) 위치가 회전에 의해 축방향이동중심(Om)쪽으로 위치되면, 상기 접촉경사면(8a)에 접촉되어진 반구형상의 접촉돌기보스(9a)가 형성된 트러스트판(9)이 축 방향으로 힘을 받게 되고, 이는 상기 트러스트판(9)을 축방향이동중심(Om)을 따라 편심회전콘(8)으로부터 멀어지는 축 방향으로 이동시켜 주도록 작용하게 된다.

이어, 상기 트러스트판(9)의 축 방향이동은 트러스트판(9)에 순차적으로 연결되는 전달로드(10)와 피스톤(11)을 통해 제동력전달부(6)로 전달되는데 즉, 상기 편심회전콘(8)의 회전에 따른 최대 이동거리인 L 위치 까지 이동된 트러스트판(9)이 연결단(10a)을 매개로 서로 결합된 전달로드(10)와 피스톤(11)을 이동시켜 주면, 상기 피스톤(11)의 축 방향 이동력(Fo)이 제동력전달부(6)를 이루는 스프링(피스톤의 복원시 탄성 복원력을 가함)을 인장시키면서 패드(5)를 디스크(D)쪽으로 이동시켜 주게 된다.

이에 따라, 상기 패드(5)가 축 방향으로 이동되어 디스크(D)의 양 측면을 가압하게 되고, 이와 같은 패드(5)와 디스크(D)간 강한 마찰력을 통해 주차 제동력을 유지하게 된다.

한편, 주차 브레이크의 해제 시에는 주차 브레이크의 작동 시에 반대로 작동하게 되는데 즉, 주차브레이크조작부(1)의 레버를 해제함에 따라 주차케이블(2)이 느슨해지면, 캘리퍼유니트(3)에도 주차케이블(2)의 느슨해지는 해제력을 통해 제동력발생부(7)의 편심회전콘(8)이 반대(주차 브레이크 작동 시에 대해)로 회전되면서, 상기 편심회전콘(8)의 접촉경사면(8a)의 경사가 낮은 쪽이 축방향이동중심(Om)쪽으로 위치되어진다.

이어, 상기 편심회전콘(8)의 위치 전환에 따라 접촉경사면(8a)에 의해 축 방향으로 밀려났던 트러스트판(9)에 대한 힘이 제거되고, 이와 같은 상기 트러스트판(9)의 힘 해제에 따라 제동력전달부(6)를 이루는 스프링의 복원력을 통해 피스톤(11)과 전달로드(10)로부터 트러스트판(9)을 초기 위치로 복귀 시켜 주게 된다.

이러한, 상기 피스톤(11)과 전달로드(10) 및 트러스트판(9)쪽으로 전달되는 제동력전달부(6)의 복원력을 통해, 도 2(가)에 도시된 바와 같이 패드(5)에 대한 가압력이 해제되면서 패드(5)가 디스크(D)의 양 측면으로부터 떨어져 주차 제동력을 해제하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 주차브레이크의 주차 제동력 유지가 캘리퍼를 통해 이루어지면서 정밀한 단조 공정이 요구되는 BIR 캘리퍼에 비해, 제조 공정이 간단하면서 회전정도에 따라 축방향으로 힘을 발생시키는 편심회전콘 을 이용함에 따라, 제조 공정이 보다 간단해지면서 힘 전달 경로를 이루는 각 구성 요소들에 대한 크기도 작게할 수 있어 전체적으로 보다 컴팩트(Compact)한 캘리퍼유니트로 만들 수 있는 효과가 있다.

Claims

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차 실내에서 조작하는 레버의 조작력을 이퀄라이저를 통해 균등하게 당겨지도록 하는 주차브레이크조작부(1)와, 상기 주차브레이크조작부(1)의 조작 시 이퀄라이저를 매개로 당겨져 주차 브레이크 조작력을 전달하는 주차케이블(2) 및 캘리퍼하우징(4)을 갖추고 차륜에 장착된 캘리퍼유니트(3)가 구비된 차량의 브레이크 캘리퍼를 이용한 주차 브레이크에 있어서,

상기 캘리퍼유니트(3)에는 차륜에 구비된 디스크(D) 양쪽 면을 감싸도록 장착된 캘리퍼하우징(4)의 내부에서 상기 주차케이블(2)의 조작력을 받아 회전력을 발생시키는 제동력발생부(7)와, 상기 제동력발생부(7)에서 발생된 축 방향 힘을 통해 패드(5)를 디스크(D) 양쪽 면 쪽으로 이동시켜 주차 제동력을 유지시켜주는 제동력전달부(6)가 포함되며,

상기 제동력발생부(7)는 주차케이블(2)의 조작력을 전달받아 회전력을 발생시키도록 주차케이블(2)에 연결된 편심회전콘(8)과, 상기 편심회전콘(8)이 편심회전콘중심(On)을 갖아 축 방향으로 밀어내는 이동력을 발생하도록 서로 간격을 둔 축방향이동중심(Om)을 갖는 트러스트판(9),상기 트러스트판(9)의 축 방향 이동력을 받아 함께 축 방향으로 이동하는 전달로드(10) 및 상기 전달로드(10)에 결합되어져 패드(5)를 디스크(D)쪽으로 가압해 주차 제동력을 발생시키도록 제동력전달부(6)에 축 방향 힘을 가하는 피스톤(11)으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 캘리퍼를 이용한 주차 브레이크.
청구항 3에 있어서, 상기 편심회전콘(8)의 편심회전콘중심(On)과 트러스트판(9)의 축방향이동중심(Om)간 간격은, 디스크(D)에 가압되는 패드(5)를 통해 주차 제동력을 발생시키기 위한 이동력을 확보할 수 있는 이동거리(L)를 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 캘리퍼를 이용한 주차 브레이크.
청구항 3에 있어서, 상기 편심회전콘(8)은 전체적으로 사다리꼴 단면 형상을 갖으면서, 회전됨에 따라 축 방향쪽으로 전진하도록 경사진 접촉경사면(8a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 캘리퍼를 이용한 주차 브레이크.
청구항 5에 있어서, 상기 편심회전콘(8)의 접촉경사면(8a)에는 캘리퍼유니트(3)내에서 축 방향으로 배열된 트러스트판(9)의 중심 선상으로 돌출된 돌기부인 접촉돌기보스(9a)가 접촉되도록 한 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 캘리퍼를 이용한 주차 브레이크.
청구항 6에 있어서, 상기 접촉돌기보스(9a)는 반구형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 캘리퍼를 이용한 주차 브레이크.