KR101630120B1

KR101630120B1 - 캘리퍼 브레이크 유닛

Info

Publication number: KR101630120B1
Application number: KR1020150038821A
Authority: KR
Inventors: 박건엽
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2016-06-13

Abstract

캘리퍼 브레이크 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 캘리퍼 브레이크 유닛은 차량 제동 시 디스크에 밀착되도록 일면에 마찰패드가 부착되고 양 측 단부에 결합돌기가 형성된 한 쌍의 패드 플레이트와, 상기 패드 플레이트가 상기 결합돌기를 통해 결합되도록 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홈이 형성된 캐리어와, 일면이 상기 결합돌기와 상기 결합홈 사이에 설치되는 패드스프링을 포함하는 브레이크 유닛으로서, 상기 패드스프링은 상기 패드 플레이트의 리딩측에 장착되고 상기 결합돌기의 외주면과 밀착되는 밀착면에 제1 마찰부가 형성된 제1 패드 스프링; 상기 패드 플레이트의 트레일링측에 장착되고 상기 결합돌기의 외주면과 밀착되는 밀착면에 상기 제1 마찰부와 서로 다른 마찰 계수를 갖는 제2 마찰부가 형성된 제2 패드 스프링을 포함한다.

Description

캘리퍼 브레이크 유닛{Caliper brake unitpad spring}

본 발명은 원 포지션 캘리퍼 타입 또는 투 포지션 캘리퍼 타입의 서로 다른 캘리퍼 타입에 상관 없이 리딩측과 트레일링 측의 면압 불안정을 개선하여 디스크가 받는 면압을 일정하게 유지할 수 있는 캘리퍼 브레이크 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 캘리퍼 브레이크는 실린더, 피스톤 및 브레이크 패드가 수용된 캘리퍼 하우징과, 전륜구동축의 회전력을 전달받아 연동 가능한 디스크와, 디스크 외곽부에 그 외주면을 일부 수납하도록 수납부가 형성된 캘리퍼와, 상기 캘리퍼의 내측 양면에 브레이크 디스크의 회전을 제어하는 브레이크 패드와, 유압파이프라인에 의해 작동되며 브레이크 패드에 구동 가능하게 장착된 피스톤을 포함한다.

상기 캘리퍼는 유입된 오일이 형성한 유압으로 피스톤이 밀려 패드(Inner Pad)가 디스크에 밀착되고 나면, 피스톤의 가압력이 실린더의 몸체를 뒤로 미는 힘으로 전환되어 반대쪽 패드(Outer Pad)도 디스크에 밀착되어 제동력을 형성한다.

이와 같이 디스크의 양쪽으로 위치된 한 쌍의 이너 패드와 아웃터 패드는 캘리퍼에 패드 스프링과 함께 조립되는데, 이는 캘리퍼 작동시 습동력이 발생되므로 습동력의 조절과 패드의 떨림을 방지하는 작용을 한다.

이에 대해 상세히 설명하면, 캘리퍼에서 제동이 이루어질 때 마찰재에는 디스크와의 마찰력에 의해 모멘트가 발생하게 되고, 마찰면에 불안정 압력분포가 발생하게 되며, 이는 트레일링측(Trailing)과 리딩측(Leading)의 면압이 서로 다르게 작용되면서 트레일링측의 압력이 리딩측보다 작아지게 된다.

이와 같은 트레일링측과 리딩측의 서로 다른 면압의 차이는 제동력의 손실과, 디스크에서의 편마모와, 진동 및 소음과 같은 문제점을 유발한다.

예를 들어 현재의 2-PISTON 캘리퍼의 경우 리딩 측의 피스톤 지름을 작게 함으로써 리딩 측이 받는 면압을 사전에 작게 하기 때문에 제동 시 패드에 작용하는 힘이 균형을 잡게 되어 패드의 좌, 우측 면압이 균일해진다.

그러나, 피스톤이 하나인 캘리퍼의 경우 패드의 중앙에 피스톤이 위치하기 때문에 패드의 좌, 우측 면압을 조정하기가 불가능한 단점이 유발되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.

대한민국공개특허 제10-2014-0083501호

본 발명의 실시 예들은 캘리퍼 브레이크에서 제동 시 패드 플레이트의 리딩측과 트레일링측에서 균일한 면압 분포가 이루어지도록 함으로써 제동에 따른 노이즈 발생을 최소화 할 수 있는 캘리퍼 브레이크 유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 차량 제동 시 디스크에 밀착되도록 일면에 마찰패드가 부착되고 양 측 단부에 결합돌기가 형성된 한 쌍의 패드 플레이트와, 상기 패드 플레이트가 상기 결합돌기를 통해 결합되도록 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홈이 형성된 캐리어와, 일면이 상기 결합돌기와 상기 결합홈 사이에 설치되는 패드스프링을 포함하는 브레이크 유닛으로서, 상기 패드스프링은 상기 패드 플레이트의 리딩측에 장착되고 상기 결합돌기의 외주면과 밀착되는 밀착면에 제1 마찰부가 형성된 제1 패드 스프링; 상기 패드 플레이트의 트레일링측에 장착되고 상기 결합돌기의 외주면과 밀착되는 밀착면에 상기 제1 마찰부와 서로 다른 마찰 계수를 갖는 제2 마찰부가 형성된 제2 패드 스프링을 포함한다.

상기 제1 마찰부는 상기 제2 마찰부에 비해 상대적으로 높은 마찰 계수를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2 마찰부는 상기 결합돌기의 하면을 향해 연장된 연장편의 상면에 형성된 것을 특징으로 한다.

브레이크 유닛의 패드 스프링에 대한 슬라이딩 포스를 조절하기 위해 상기 제1,2 패드 스프링의 탄성력을 서로 다르게 조절하는 것을 특징으로 한다.

브레이크 유닛의 패드 스프링에 대한 슬라이딩 포스를 조절하기 위해 상기 제1,2 패드 스프링의 밀착면에 대한 표면 거칠기를 변화시키거나, 코팅을 실시하거나, 스프레이를 도포하는 방법 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크 유닛은 차량 제동 시 디스크에 밀착되도록 일면에 마찰패드가 부착되고 양 측 단부에 결합돌기가 형성된 한 쌍의 패드 플레이트와, 상기 패드 플레이트가 상기 결합돌기를 통해 결합되도록 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홈이 형성된 캐리어와, 일면이 상기 결합돌기와 상기 결합홈 사이에 설치되는 패드스프링을 포함하는 브레이크 유닛으로서, 상기 패드스프링은 상기 패드 플레이트의 리딩측에 장착되고 상기 결합돌기의 외주면과 밀착되도록 하면을 향해 연장된 연장편의 상면에 제1 마찰력을 갖는 제1 러버 코팅부가 형성된 제1 패드 스프링; 상기 패드 플레이트의 트레일링측에 장착되고 상기 결합돌기의 외주면과 밀착되도록 하면을 향해 연장된 연장편의 상면에 상기 제1 러버 코팅부와 서로 다른 마찰 계수를 갖는 제2 러버 코팅부가 형성된 제2 패드 스프링을 포함한다.

상기 제1 러버 코팅부는 상기 제2 러버 코팅부에 비해 상대적으로 높은 마찰력을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들은 서로 다른 마찰 계수로 이루어진 패드스프링을 이용하여 브레이크 유닛의 제동에 따라 불균일하게 디스크에 가해지는 패드 플레이트의 면압을 일정하게 유지할 수 있어 소음 및 노이즈를 감소시키고, 제동 성능을 향상시키며, 마찰패드와 디스크 사이에서 발생되는 마모를 일정하게 유지하여 수명 연장을 통한 내구성을 동시에 향상시킬 수 있다.

도 1은 캘리퍼 브레이크 유닛의 구성을 도시한 사시도.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캘리퍼 브레이크 유닛을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캘리퍼 브레이크 유닛의 작동 상태도.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 캘리퍼 브레이크 유닛을 도시한 도면.

본 발명의 일 실시 예에 따른 캘리퍼 브레이크 유닛에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 첨부된 도 1은 캘리퍼 브레이크 유닛의 구성을 도시한 사시도 이고, 도 2내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캘리퍼 브레이크 유닛을 도시한 도면 이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캘리퍼 브레이크 유닛의 작동 상태도 이다.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크 유닛은 운전자가 도로를 따라 특정 속도로 차량을 주행하다가 감속을 위해 브레이크를 작동시킬 때 디스크(40)와 마찰이 이루어지는 패드 플레이트(10)에 설치되는 패드스프링(100)에 관한 것이다.

캘리퍼 브레이크(1000a)는 차량 제동 시 디스크(40)에 밀착되도록 일면에 마찰패드(11)가 부착되고 양 측 단부에 결합돌기(13)가 형성된 한 쌍의 패드 플레이트(10)와, 상기 패드 플레이트(10)가 상기 결합돌기(13)를 통해 결합되도록 상기 결합돌기(13)가 삽입되는 결합홈(21)이 형성된 캐리어(20)와, 일면이 상기 결합돌기(13)와 상기 결합홈(21) 사이에 설치된 패드스프링(100)을 포함하여 구성된다.

캘리퍼 브레이크(1000a)는 차량에 구비된 휠과 함께 회전하는 디스크(40)의 일부면을 마찰패드(11)가 부착된 패드 플레이트(10)로 가압하여 마찰패드(11)와 디스크(40)의 마찰에 의해 제동력이 발생되는데, 캘리퍼하우징(50)의 일측에는 실린더 부(51)가 구비되어 있어, 실린더 부(51) 내에 설치되어 유압에 따라 이동되면서 패드 플레이트(10)를 디스크(40)로 가압하는 피스톤(53)에 의해 가압이 이루어지도록 구성된다.

캐리어(20)의 내측 양단부에는 패드 플레이트(10)가 삽입되도록 결합홈(21)이 형성되고, 상기 결합홈(21)은 캐리어(20)의 내측 양단부에 서로 마주보며 대응하도록 오목하게 형성되며, 패드 플레이트(10)가 나란히 설치될 수 있도록 내측 양단에 각각 한 쌍씩 형성된다.

패드 플레이트(10)에는 캐리어(20)의 결합홈(21)에 끼워 설치될 수 있도록 양 측 단부에 결합돌기(13)가 형성되는데, 상기 캐리어(20)의 결합홈(21)과 패드 플레이트(10)의 결합돌기(13) 사이에는 패드 플레이트(10)를 캐리어(20)에 이동가능 하게 지지하기 위해 패드스프링(100)이 설치된다.

패드스프링(100)은 소정의 두께로 이루어진 플레이트 부재를 도면에 도시된 상태로 절곡 형성되며 캐리어(20)의 결합홈(21)과 패드 플레이트(10)의 결합돌기(13) 사이에 끼워진다.

패드스프링(100)은 패드 플레이트(10)의 리딩측(Leading)에 장착되고 상기 결합돌기(13)의 외주면과 밀착되는 밀착면에 제1 마찰부(112)가 형성된 제1 패드 스프링(110)과, 상기 패드 플레이트(10)의 트레일링측(Trailing)에 장착되고 상기 결합돌기(13)의 외주면과 밀착되는 밀착면에 상기 제1 마찰부(112)와 서로 다른 마찰 계수를 갖는 제2 마찰부(122)가 형성된 제2 패드 스프링(120)을 포함한다.

제1,2 마찰부(112, 122)는 결합돌기(13)의 하면을 향해 연장된 연장편(102)의 상면에 형성되는데, 상기 제1 마찰부(112)과 제2 마찰부(122)의 마찰 계수가 서로 다르게 형성되므로 제동에 따른 슬라이딩 포스가 조절된다.

본 실시 예에 의한 제1 마찰부(112)는 상기 제2 마찰부(122)에 비해 상대적으로 마찰 계수가 높은 재질로 구성되는데, 예를 들면 특정 표면 거칠기를 갖는 재질이 사용되거나, 코팅을 통해 의도적인 마찰이 발생되도록 구성하거나, 스프레이를 도포하여 특정 마찰력이 발생되도록 구성하는 것도 가능할 수 있으며 전술한 구성으로 반드시 한정하지 않고 다양하게 변경될 수 있다.

특정 표면 거칠기를 갖는 재질은 제1 패드 스프링(110)의 연장편(102) 상면에 부착 또는 고정되며, 코팅을 특정 면적으로 실시하여 사용하거나, 특정 마찰계수를 갖는 분말을 스프레이건을 이용하여 연장편(102)에 도포하는 방식을 통해 다양하게 변경시켜 사용할 수 있다.

예를 들면 브레이크 유닛의 패드 스프링(100)에 대한 슬라이딩 포스를 조절하기 위해 상기 제1,2 패드 스프링(110, 120)의 탄성력을 서로 다르게 조절할 수 있는데, 리딩 측에 위치된 제1 패드 스프링(110)의 슬라이딩 포스와 트레일링 측에 장착된 제2 패드 스프링(120)의 각도를 서로 상이하게 구성함으로써 탄성력을 서로 다르게 설정하여 사용하는 것도 가능할 수 있다.

제동이 이루어질 때 상기 제1 마찰부(112)의 마찰 계수와 제2 마찰부(122)의 마찰 계수의 차이로 인해 패드 플레이트(10)가 디스크(40)에 입력하는 리딩측(Leading)과 트레일링측(Trailing)의 하중이 변화된다.

제동에 따른 상기 제1 마찰부(112)에서 발생하는 면압은 상기 제2 마찰부(122)가 결합돌기(13)의 하면과 마찰에 따라 발생하는 면압에 비해 상대적으로 크게 작용하게 된다.

도면을 참조하여 본 실시 예에 의한 패드스프링의 작동상태에 대해 상세하게 설명한다.

첨부된 도 3내지 도 4를 참조하면, 예를 들어 P1 = P2 인 피스톤(53)의 힘이 패드 플레이트(10)에 가해질 경우 제1 패드스프링(110)의 제1 마찰부(112)를 통해 발생된 제1 마찰력과, 제2 패드스프링(120)의 제2 마찰부(122)를 통해 발생된 제2 마찰력이 각각 발생된다. 이 경우 피스톤(53)의 힘은 일정하나 제1,2 패드스프링(110,120)의 마찰력으로 인해 Q1과 Q2의 마찰력이 서로 다르게 발생된다.

즉, Q1과 Q2의 마찰력이 상이하나 모멘트에 의한 불안정 압력분포인 R1과 R2와 상쇄되는데 이는 Q1 + R1 = Q2 + R2의 관계식이 성립 되며, 상기 리딩측(L)과 트레일링측(T)에서 각기 발생되는 서로 다른 마찰력으로 인해 디스크(40)가 받는 면압은 일정하게 유지된다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 캘리퍼 브레이크 유닛(1000)은 전술한 실시 예와 다르게 패드 플레이트에 밀착되는 패드스프링의 일면에 러버 코팅부를 형성하여 제동에 따라 각기 다른 마찰력으로 슬라이딩 포스를 조절하고자 한다.

첨부된 도 1 또는 도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명은 차량 제동 시 디스크(40)(도 1 참조)에 밀착되도록 일면에 마찰패드(11)가 부착되고 양 측 단부에 결합돌기(13)가 형성된 한 쌍의 패드 플레이트(10)와, 상기 패드 플레이트(10)가 상기 결합돌기(13)를 통해 결합되도록 상기 결합돌기(13)가 삽입되는 결합홈(21)이 형성된 캐리어(20)와, 일면이 상기 결합돌기(13)와 상기 결합홈(21) 사이에 설치된다.

상기 패드스프링(1000)은 상기 패드 플레이트(10)의 리딩측(Leading)에 장착되고 상기 결합돌기(13)의 외주면과 밀착되도록 하면을 향해 연장된 연장편(1101)의 상면에 제1 마찰력을 갖는 제1 러버 코팅부(1120)가 형성된 제1 패드 스프링(1100)과, 상기 패드 플레이트(10)의 트레일링측(Trailing)에 장착되고 상기 결합돌기(13)의 외주면과 밀착되도록 하면을 향해 연장된 연장편(102)의 상면에 상기 제1 러버 코팅부(1120)와 서로 다른 마찰 계수를 갖는 제2 러버 코팅부(1220)가 형성된 제2 패드 스프링(1200)이 구비된다.

캐리어(20)의 내측 양단부에는 패드 플레이트(10)가 삽입되도록 결합홈(21)이 형성되고, 상기 결합홈(21)은 캐리어(20) 내측 양단부에 서로 마주보며 대응하도록 오목하게 형성되며, 패드 플레이트(10)가 나란히 설치될 수 있도록 내측 양단에 각각 한 쌍씩 형성된다.

패드 플레이트(10)에는 캐리어(20)의 결합홈(21)에 끼워 설치될 수 있도록 양 측 단부에 결합돌기(13)가 형성되는데, 상기 캐리어(20)의 결합홈(21)과 패드 플레이트(10)의 결합돌기(13) 사이에는 패드 플레이트(10)를 캐리어(20)에 이동가능 하게 지지하기 위해 패드스프링(1000)이 설치된다.

패드스프링(1000)은 소정의 두께로 이루어진 플레이트 부재를 도면에 도시된 상태로 절곡 형성되며 캐리어(20)의 결합홈(21)과 패드 플레이트(10)의 결합돌기(13) 사이에 끼워진다.

패드스프링(1000)은 패드 플레이트(10)의 리딩측(Leading)에 장착되고 상기 결합돌기(13)의 외주면과 밀착되는 연장편(102)의 상면에 제1 러버코팅부(1120)가 형성된 제1 패드 스프링(1100)과, 패드 플레이트(10)의 트레일링측(Trailing)에 상기 결합돌기(13)의 외주면과 밀착되는 연장편(102)의 상면에 제2 러버코팅부(1220)가 형성된 제2 패드 스프링(1200)을 포함하는데, 상기 제1 러버 코팅부(1120)는 제2 러버 코팅부(1220)에 비해 상대적으로 높은 마찰력을 갖고 있어서 전술한 제1 마찰부(112)와 제2 마찰부(122)을 통한 제동력과 유사한 제동 성능이 구현된다.

즉, 제1,2 패드스프링(1100, 1200)의 마찰력으로 인해 Q1과 Q2(도 4참조)의 마찰력이 서로 다르게 발생되는 경우에도 최종적으로 디스크(40)에 가해지는 면압은 일정하게 유지되어 디스크(40)와 마찰패드(11) 사이의 간격이 리딩측 또는 트레일링측 중의 어느 한쪽에 집중되지 않아 상기 디스크(40)의 마모 발생이 상대적으로 감소되고 수명이 연장되며 주행 중에 마찰패드(11)와 디스크(40)의 마찰로 인한 소음 진동이 감소되어 운전자가 느끼는 주행성능이 상대적으로 향상될 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

2 : 디스크
10 : 패드 플레이트
11 : 마찰패드
13 : 결합돌기
20 : 캐리어
21 : 결합홈
100, 1000 : 패드스프링
102, 101 : 연장편
112, 122 : 제1,2 마찰부
110, 1100 : 제1 패드 스프링
120, 1200 : 제2 패드 스프링
1120 : 제1 러버 코팅부
1220 : 제2 러버 코팅부

Claims

차량 제동 시 디스크에 밀착되도록 일면에 마찰패드가 부착되고 양측 단부에 결합돌기가 형성된 한 쌍의 패드 플레이트와, 상기 패드 플레이트가 상기 결합돌기를 통해 결합되도록 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홈이 형성된 캐리어와, 일면이 상기 결합돌기와 상기 결합홈 사이에 설치되는 패드스프링을 포함하며,
상기 패드스프링은, 상기 패드 플레이트의 리딩 측에 장착되고 상기 결합돌기의 외주면과 밀착되도록 하면을 향해 연장된 연장편의 상면에 제1 마찰부가 형성된 제1 패드 스프링; 상기 패드 플레이트의 트레일링 측에 장착되고 상기 결합돌기의 외주면과 밀착되도록 하면을 향해 연장된 연장편의 상면에 상기 제1 마찰부에 비해 상대적으로 낮은 마찰 계수를 갖는 제2 마찰부가 형성된 제2 패드 스프링;을 포함하는 캘리퍼 브레이크 유닛.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 패드 플레이트와 접촉하는 상기 제1,2 패드 스프링의 각도를 서로 상이하게 하여 리딩 측과 트레일링 측의 탄성력을 서로 다르게 조절하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 브레이크 유닛.
제1항에 따른 브레이크 유닛의 패드 스프링에 대한 슬라이딩 포스를 조절하기 위해 상기 제1,2 패드 스프링의 밀착면에 대한 표면 거칠기를 변화시키거나, 코팅을 실시하거나, 스프레이를 도포하는 방법 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 브레이크 유닛.
차량 제동 시 디스크에 밀착되도록 일면에 마찰패드가 부착되고 양 측 단부에 결합돌기가 형성된 한 쌍의 패드 플레이트와, 상기 패드 플레이트가 상기 결합돌기를 통해 결합되도록 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홈이 형성된 캐리어와, 일면이 상기 결합돌기와 상기 결합홈 사이에 설치되는 패드스프링을 포함하며,
상기 패드스프링은, 상기 패드 플레이트의 리딩 측에 장착되고 상기 결합돌기의 외주면과 밀착되도록 하면을 향해 연장된 연장편의 상면에 제1 마찰력을 갖는 제1 러버 코팅부가 형성된 제1 패드 스프링; 상기 패드 플레이트의 트레일링 측에 장착되고 상기 결합돌기의 외주면과 밀착되도록 하면을 향해 연장된 연장편의 상면에 상기 제1 러버 코팅부에 비해 상대적으로 낮은 마찰 계수를 갖는 제2 러버 코팅부가 형성된 제2 패드 스프링;을 포함하는 캘리퍼 브레이크 유닛.
삭제
제6항에 있어서,
상기 패드 플레이트와 접촉하는 상기 제1,2 패드 스프링의 각도를 서로 상이하게 하여 리딩 측과 트레일링 측의 탄성력을 서로 다르게 조절하는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 브레이크 유닛.