KR101962798B1

KR101962798B1 - 브레이크 장치

Info

Publication number: KR101962798B1
Application number: KR1020170035185A
Authority: KR
Inventors: 조원봉; 이율희; 이상지
Original assignee: 주식회사 대철; 조원봉
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2019-03-27
Also published as: BR102018005504A2; US20180274608A1; KR20180106602A

Abstract

본 발명은 원형을 이루며 일체로 형성되고, 양쪽으로 확장되는 방향으로 외력을 받도록 일측에서 서로 분리된 분리 영역을 가지는 일체형'ㄷ'자 형 단일 브레이크 슈와 상기 분리 영역에 설치되며, 상기 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 향하여 확장되는 방향으로 외력을 제공하는 실린더 및 상기 브레이크 슈의 외주면에 결합되며, 상기 브레이크 슈의 확장에 따라 브레이크 드럼과 선택적으로 접촉하도록 설치되는 마찰재를 포함하며, 상기 실린더는, 계단형 피스톤을 포함하고, 상기 단일 브레이크 슈를 포함하는 브레이크 장치의 제동력이 2개의 슈를 가진 브레이크 장치와 동일한 수준의 제동력을 가지도록 형성된다.

Description

브레이크 장치{Brake apparatus}

본 발명은 브레이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단일 슈 타입으로 형성된 브레이크 슈의 분리 영역에 실린더를 적용하여 제동 안정성 저하를 방지할 수 있는 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 브레이크 장치는 주행 시 차량의 속도를 감속시키는 주 브레이크와, 정지 상태에서 차량을 정차시키는 주차 브레이크로 이루어진다.

여기서, 주행 중 감속을 하거나 정차를 하는 경우 또는 정지 후 주차를 하는 경우에서의 후륜 차축에 장착되는 드럼방식 브레이크는 브레이크 드럼 내부에 있는 브레이크 슈(shoe)가 확장되어 브레이크 드럼에 밀착되는 것에 의해 제동력을 발생하도록 설치되어 있다.

일반적인 브레이크 슈는 대부분 슈가 2개로 되어 있다. 그러나 단일 슈(One Shoe) 타입 브레이크는 슈가 일체화된 1개로 이루어진 구조인 것으로, 이는 제동력을 해제하면 제동력 작동 전 상태로 돌아가려는 복원력을 가지는 강체 구조임으로 별도의 복원스프링이 불필요한 방식이다.

이와 같은 단일 슈 타입 드럼 브레이크는 주로 차량의 후륜 차축에 장착되며, 일반적으로 주 브레이크 작용의 경우는 전륜 차축에 장착되어 있는 디스크를 압착하여 제동하는 캘리퍼 브레이크와 연동하여 제동하고, 주차 브레이크 작용의 경우에는 독립적으로 작동되어 주차제동을 실시한다.

그러나, 단일 슈 타입 주 브레이크는 제동 횟수의 누적으로 인해 마찰재의 마모가 발생하며 점차 마찰재의 마모가 증대되며, 또한 이 때 제동을 하기 위해서는 단일 슈를 더욱 넓게 확장하여야 하므로, 강체인 단일 슈의 확장에 필요한 힘이 급격히 증대된다.

따라서, 마찰재의 마모가 진행됨에 따라 제동 개시력이 급격히 증대되기 때문에, 주행 중 차량을 서서히 감속할 경우 전륜 차축에 장착된 캘리퍼 브레이크는 작동하지만, 후륜 차축에 장착된 단일 슈 브레이크는 작동되지 않아 제동거리가 증대되며, 또한 제동 안정성 저하, 앞 차축 캘리퍼 브레이크의 마찰재 조기 마모, 브레이크 밀림 등의 문제가 발생될 수 있기 때문에, 슈의 확장력을 축소시켜 제동 개시력을 축소시킬 수 있는 구조를 가지도록 하는 것이 중요하다.

한편, 통상적으로 제동할 경우 후륜 차축의 하중이 전륜 차축으로 전이되어 후륜 차축의 브레이크 조기 잠금 형상이 발생하게 되는데, 이때 후륜에 대한 미끄러짐이 발생하여 제동 안전성을 잃어버리게 되는 경우 스핀현상이 발생하게 된다.

이를 방지하기 위해, 차량에 ABS를 적용한다. 그러나 후륜 제동력이 통상 제동력 보다 현저히 클 경우 미끄러운 빙결 도로가 아닌 일반 도로에서도 주 브레이크 제동 시 후륜 고착이 발생하여 ABS가 빈번히 작동하게 되는 문제점이 발생한다.

또한, 상기와 같은 ABS가 빈번하게 작동되는 현상에 대한 개선을 위하여 후륜 차축의 브레이크 사이즈 및 제동력을 축소시키게 되면, 그에 따라 주차 제동력 또한 감소되기 때문에, 브레이크의 크기 축소에 제한이 따르게 된다.

대한민국공개특허공보 제10-2015-0018938호(2015.02.25.)

본 발명의 목적은, 단일 슈 타입의 브레이크 장치를 적용하여 리딩 슈와 트레일링 슈를 지지해주는 고정 앵커의 삭제를 가능하게 함과 동시에, 파킹 레버와 실린더가 연동되어 주차 제동력이 확대될 수 있도록 하여, 주차 제동 시 배력 작용이 증대되어 제동력이 증폭되도록 하며, 또한 단일 슈 타입 브레이크를 주 브레이크로 사용하기 위하여 브레이크 슈 사이에 계단형 실린더의 구성을 적용함으로써, 후륜의 주 브레에크 제동력을 축소시켜 후륜 축의 브레이크 조기 잠김 현상 발생 시 ABS가 빈번히 작동되는 문제를 미연에 방지할 수 있는 브레이크 장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 브레이크 장치는 원형을 이루며 일체로 형성되고, 양쪽으로 확장되는 방향으로 외력을 받도록 일측에서 서로 분리된 분리 영역을 가지는 일체형 'ㄷ'자 형 단일 브레이크 슈와 상기 분리 영역에 설치되며, 상기 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 향하여 확장되는 방향으로 외력을 제공하는 실린더와, 상기 브레이크 슈의 외주면에 결합되며, 상기 브레이크 슈의 확장에 따라 브레이크 드럼과 선택적으로 접촉하도록 설치되는 마찰재를 포함하며, 상기 실린더는, 계단형 피스톤을 포함하고, 상기 단일 브레이크 슈를 포함하는 브레이크 장치의 제동력이 2개의 슈를 가진 브레이크 장치와 동일한 수준의 제동력을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 브레이크 장치는 원형을 이루며 일체로 형성되고, 양쪽으로 확장되는 방향으로 외력을 받도록 일측에서 서로 분리된 분리 영역을 가지는 'ㄷ'자 형 단일 브레이크 슈와 상기 분리 영역과 마주하는 상기 브레이크 슈의 내측면에 일정한 형상의 홈을 파서 상기 브레이크 슈에 발생되는 슈 확장력을 축소시키기 위하여 형성된 확장력 축소 홈과 상기 분리 영역에 설치되며, 상기 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 향하여 확장되는 방향으로 외력을 제공하는 실린더 및 상기 브레이크 슈의 외주면에 결합되며, 상기 브레이크 슈의 확장에 따라 브레이크 드럼과 선택적으로 접촉하도록 설치되는 마찰재를 포함하며, 상기 실린더는, 계단형 피스톤을 포함하고, 상기 단일 브레이크 슈를 포함하는 브레이크 장치의 제동력이 2개의 슈를 가진 브레이크 장치와 동일한 수준의 제동력을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 브레이크 슈의 확장력 축소 홈은 상기 'ㄷ'자형의 슈의 레일의 어느 한 쪽이나 양쪽 내측면을 따라 형성되어 호의 높이가 서로 변하는 굴곡부의 파형을 구비한다.

또한, 상기 브레이크 슈의 확장력 축소 홈은 'ㄷ'자형 레일로 된 슈의 전부와 후부에 한쪽이나 양쪽에 설치되며 동일한 높이로 형성되기도 하며 전 후부의 어느 한 쪽이 서로 다른 형상이나 구조를 가진 높이로도 형성된다.

또한, 상기 확장력 축소 홈의 양쪽 단부는 단자형이나 계단식의 형상을 가지기도 하며 유연한 타원형이나 어느 정도의 기울기를 가진 원호로 이루어진다.

또한, 상기 확장력 축소 홈의 중앙부에 보조 지지부가 설치된다.

또한, 상기 보조 지지부는 'ㄷ'자형 슈의 앞 쪽과 뒤 쪽의 어느 한쪽이나 양쪽에 설치된다.

또한, 확장력 축소 홈은 'ㄷ'자형의 슈에서 전부와 후부에 각각 설치되며, 홈의 깊이는 서로 같거나 또는 서로 다르게 하기 설치된다.

또한, 확장력 축소 홈은 단차지게 형성되기도 하고, 나아가 계단식으로 된 단차로 형성되기도 하며, 또한 브레이크의 성능에 따라 가변적으로 타원형이나 원호형으로도 형상화하여 홈으로도 형상되기도 하며, 가변적인 형상을 다양화시켜 형상화할 수 있다.

또한, 확장력 축소 홈은 보조 지지부가 없이 형성됨을 특징으로 하며 1/3<h₂/h₁<3임을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 브레이크 장치는 원형을 이루며 일체로 형성되고, 양쪽으로 확장되는 방향으로 외력을 받도록 일측에서 서로 분리된 분리 영역을 가지는 'ㄷ'자 형 브레이크 슈와 상기 분리 영역과 마주하는 상기 브레이크 슈의 내측면에 일정한 형상의 홈을 파서 상기 브레이크 슈에 발생되는 슈 확장력을 축소시키기 위하여 형성된 확장력 축소 홈과 상기 브레이크 슈의 외주면에 결합되며, 상기 브레이크 슈의 확장에 따라 브레이크 드럼과 선택적으로 접촉하도록 설치되는 마찰재와 상기 분리 영역에 설치되며, 상기 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 향하여 확장되는 방향으로 외력을 제공하는 실린더 및 상기 실린더의 작동으로 브레이크 슈가 펼쳐질 때 슈가 튀어오르는 것을 방지하기 위한 브레이크 슈의 보조장치를 포함하며, 상기 실린더는, 계단형 피스톤을 포함하고, 상기 단일 브레이크 슈를 포함하는 브레이크 장치의 제동력이 2개의 슈를 가진 브레이크 장치와 동일한 수준의 제동력을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보조장치는 'ㄷ'자 형상으로 형성되는 슈의 한 쪽이나 다른 한 쪽에 형성된다.

그리고, 상기 보조장치는 상기 확장력 축소 홈의 절곡된 단부에 수직하게 위치되는 지지판 및 상기 지지판 및 상기 브레이크 슈를 지지하는 백 플레이트를 통해 상기 확장력 축소 홈의 절곡된 단부를 지지한 상태에서 상기 지지판 및 상기 백 플레이트를 함께 관통하여 결합시키는 체결부재를 구비한다.

상기 확장력 축소 홈은, 상기 분리 영역과 마주하는 내측면을 따라 형성되는 굴곡부를 구비한다.

여기서, 상기 확장력 축소홈의 중앙부에 설치된 보조장치 지지부의 길이 a와 높이 b는 각각 상기 브레이크 슈의 강도와 확장력에 따라 정해진다.

한편, 본 발명에 따른 브레이크 장치는 원형을 이루며 일체로 형성되고, 양쪽으로 확장되는 방향으로 외력을 받도록 일측에서 서로 분리된 분리 영역을 가지는 'ㄷ'자 형 브레이크 슈와, 상기 분리 영역과 마주하는 상기 브레이크 슈의 내측면에 일정한 형상의 홈을 파서 상기 브레이크 슈에 발생되는 슈 확장력을 축소시키기 위하여 형성된 확장력 축소 홈 및 상기 분리 영역에 설치되며, 상기 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 향하여 확장되는 방향으로 외력을 제공하는 실린더를 포함하며, 상기 실린더는, 계단형 피스톤을 포함하고, 상기 단일 브레이크 슈를 포함하는 브레이크 장치의 제동력이 2개의 슈를 가진 브레이크 장치와 동일한 수준의 제동력을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 실린더는 상기 분리 영역에 설치되며, 내부에 수용 공간을 가지는 본체 및 상기 수용 공간의 내부에서 서로 이격되어 한 쌍으로 설치되고, 브레이크 작동에 따른 유압 발생 시 상기 단일 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 가압하는 피스톤을 구비한다.

그리고, 상기 실린더는 상기 피스톤의 면적을 선택적으로 조합시켜 브레이크 작동 시 제동력 감소를 가능하게 한다.

또한, 상기 피스톤은 상기 수용 공간의 일측에 배치되며, 수용 홈을 가지는 제1피스톤과 상기 수용 공간의 타측에 배치되어 상기 제1피스톤과 이격되며, 상기 수용 홈과 마주하는 위치에 반력 발생 홈을 구비하는 제2피스톤 및 상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤 사이의 간격을 이격시켜 파킹 브레이크의 작동 시 제동력을 발생시키는 파킹 레버를 구비한다,

이러한 상기 파킹 레버는 상기 수용 홈에 삽입되는 제1작동 부재 및 상기 제1작동 부재의 단부에 수직하게 형성되어 상기 반력 발생 홈의 내부에 배치되며, 파킹 브레이크의 작동 시 회동하여 상기 제1작동 부재를 가압하고, 상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤 사이의 간격을 이격시키는 제2작동 부재를 구비한다.

또한, 상기 피스톤은 상기 수용 공간에서 서로 마주하는 일단부 면적이 타단부의 면적보다 작도록 단차를 가진 구조로 형성된다.

본 발명은, 마찰재의 마모 정도에 따라 급격히 증대되는 제동 개시력을 축소시키기 위하여 'ㄷ'자형 브레이크 슈의 내측면에 확장력 축소 홈이 형성되도록 하고, 마찰재의 마모 시 브레이크 슈의 확장 및 그에 따른 변형이 확장력 축소 홈에서 이루어지도록 함으로써, 단일 슈 타입의 분리 영역에 대한 확장력 축소를 가능하게 하는 효과를 갖는다.

또한, 단일 슈 타입의 브레이크 장치를 적용하여 리딩 슈와 트레일링 슈를 지지해주는 고정 앵커의 삭제를 가능하게 함과 동시에, 파킹 레버와 실린더가 연동되어 주차 제동력이 확대될 수 있도록 하여, 주차 제동 시 배력 작용이 증대되어 제동력이 증폭되도록 하며, 또한 단일 슈 타입 브레이크를 주 브레이크로 사용하기 위하여 브레이크 슈 사이에 계단형 실린더의 구성을 적용함으로써, 후륜의 주브레이크 제동력을 축소시켜 후륜 축의 브레이크 조기 잠김 현상 발생 시 ABS가 빈번히 작동되는 문제를 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1 은 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이크 장치의 정면도이다.
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이크 장치의 슈의 원주방향 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이크 장치의 슈 확장변화구간이다.
도 4 는 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이크 장치를 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 제2실시 예에 따른 브레이크 장치에 대한 확장력 축소홈을 보여주는 슈의 원주방향 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 제3실시예에 따른 브레이크 장치의 사시도이다.
도 7 은 본 발명의 제4실시예에 따른 브레이크 장치의 정면도이다.
도 8 은 본 발명의 제4실시예에 따른 브레이크 장치의 슈의 원주방향 단면도이다
도 9 는 본 발명의 제5실시예에 따른 브레이크 장치에 대한 확장력 축소 홈을 보여주는 도면이다.
도 10 은 본 발명의 제5실시예에 따른 브레이크 장치에 대한 슈 변위량에 따른 제동 개시력을 보여주는 그래프이다.
도 11 은 본 발명의 제5실시예로서 슈의 상승을 방지하기 위한 보조장치를 가지는 브레이크 장치에 대한 확장력 축소 홈을 보여주는 도면이다.
도 12 는 본 발명의 마찰재에서 슈 변위량과 제동 개시력의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 13 은 본 발명의 실린더에서 실린더 작동력과 제동력과의 관계를 브레이크 형식 별로 차이점을 나타낸 그래프이다.
도 14 는 본 발명의 제6실시예에 따른 단일 슈 타입의 브레이크 장치를 보여주는 도면이다.
도 15 는 본 발명의 제6실시예에 따른 리딩 슈 및 트레일링 슈 타입의 브레이크 장치에 대한 실린더를 보여주는 개념도이다.
도 16 은 본 발명의 제6실시예에 따른 단일 슈 타입의 브레이크 장치에 대한 주차 브레이크 작동 시 피스톤의 동작을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크의 정면도이고, 도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 장치의 슈의 원주방향 단면도이다. 도1, 도2의 단일 슈는 'ㄷ'자형의 단면으로 되어 있고 슈의 중앙 하부에 슈의 방청을 위한 코팅액 드레인 홀(500)이 설치된다.

도 3 과 같이 슈가 확장하는 구간은 마찰재 두께가 t라 하면 최대 확장거리는 2t이다.

도 4 는 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이크를 장치를 보여주는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 제2실시에에 따른 브레이크 장치에 대한 축소 홈을 보여주는 슈의 원주방향의 단면도이다.

또한, 확장력 축소 홈(200)은 'ㄷ'자형의 슈에서 전부와 후부에 각각 설치되며 파인 홈의 깊이는 서로 같거나 아니면 서로 다르게 하기도 한다. 이는 브레이크 장치의 성능과 조건에 따라 상이하기 때문이다.

슈 확장 개시력을 최소화하기 위하여 도 3에서 확장력 축소 홈(200)이 형성된 부위, 즉 홈 부위의 높이인 h₁을 가능한 낮게 하여야 하는데, 이때 급제동 및 ESC(차량 자체 안정 제어), 주차 제동의 경우 큰 제동력이 발생되어 도 4에 도시된 바와 같이 브레이크 슈(100) 확장 시 확장력 축소 홈(200)의 변형구간에서 튀어오르는 힘(F1)이 발생되어 이를 구속하지 않을 경우 변형구간인 확장력 축소 홈(200)이 소성 변형되어 제동 불능상태가 될 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 구속장치를 보조장치 지지부(600)에 의해 지지되도록 한다.
도 3에서, h₁은 브레이크 슈(100)에서 확장력 축소 홈(200)이 형성된 홈 부위의 높이를 나타내고, h₂는 확장력 축소 홈(200)이 형성된 홈 부위의 상단을 기준으로 한 파인 홈의 높이(파인 홈의 깊이기도 함)를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이크장치의 단일 슈타입 브레이크 장치의 슈 확장 변형 구간을 보여주는 것이다. 또한 슈확장 개시력을 최소화하기 위하여 확장력 축소 홈(200)의 홈 부위에 있는 슈레일의 높이 h₁을 가능한 낮게 하여야 하는데 즉, 전체 높이를 h, 확장력 축소 홈(200) 부위의 레일의 높이를 h₁, 확장력 축소 홈(200)의 파인 홈의 깊이를 h₂ 라 하면 h=h₁+h₂의 관계가 성립된다. 여기에서 h₂/h₁은 슈의 재질, 형상, 슈 확장력에 따라 가변적이며 통상 1/3 < h₂/h₁ < 3의 범위에 있다.

확장력 축소 홈(200)은 도 6과 도 7와 같은 구조로 단차가 지게 형성되기도 하고, 나아가 계단식으로 된 단차로 형성되기도 하며 또한 브레이크의 성능에 따라 가변적으로 타원형이나 원호형으로도 형상화하여 다양하게도 형성된다.

또한, 확장력 축소 홈(200)은 도 6과 같은 형상의 홈으로도 형상되기도 하며 가변적인 형상을 다양화시켜 형상화할 수 있다.

보호장치 지지부(600)은 통상 보조장치(B)를 설치하며 길이(a)와 파인 홈의 높이(b)는 실린더의 확장력과 브레이크 슈(100)의 강도에 따라 결정된다.

이는, 제동 시 브레이크 슈(100)의 작동력을 축소시키기 위한 것으로, 결국 브레이크 슈(100)의 단면적을 축소하여 탄성계수를 감소시킴으로써, 브레이크 슈(100)의 변형 시 다양한 형태로 된 확장력 축소 홈(200)을 통해 변형력을 최소화 하여 브레이크 슈(100)의 확장력 축소를 가능하게 할 수 있다.

확장력 축소 홈(200)은 상기와 같은 브레이크 슈(100)의 확장력 축소를 가능하게 할 수 있도록 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 분리 영역(A)과 마주하는 내측면을 따라 형성되는 굴곡부(200a)를 구비할 수 있다.

이러한 굴곡부(200a)는 확장력 축소 홈(200) 내부에서 서로 다른 높이를 가지며 형성되는 것으로, 상기와 같은 형상적 특징으로 인하여 높이가 낮은 영역에서 인장이 발생하기 용이한 구조를 가질 수 있고, 스프링의 역할을 할 수 있으며, 그에 따라 마찰재의 두께가 두꺼워 분리 영역(A) 사이의 간격이 두꺼운 만큼 추가로 확장되는 경우 소성 변형없이 확장력을 최소화할 수 있기 때문에, 제동 시 브레이크 슈(100)의 제동력 개시에 따른 충분한 선형적 구간을 확보할 수 있다.

결국, 본 실시 예에서는 상기와 같은 확장력 축소 홈(200) 및 확장력 축소 홈(200) 내부에 굴곡부(200a)가 형성되도록 하여 브레이크 슈(100)에 확장력이 발생하면 굴곡부(200a)가 스프링과 같이 펼쳐지는 구조를 가지도록 함으로써, 마찰재(300)의 마모가 발생된 경우에도 분리 영역(A)의 확장개시력을 도12와 같이 선형적으로 발생되게 할 수 있다.

또한, 도 7 은 본 발명의 제4실시예에 따른 브레이크 장치의 슈의 원주방향 단면도이다. 도 8 는 본 발명의 제4실시 예에 따른 브레이크 장치의 사시도이다.

도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 브레이크 장치는 브레이크 슈(100), 확장력 축소 홈(200), 마찰재(300) 및 실린더(400), 드레인 홀(500), 보조장치 지지부(600)을 포함한다.

여기서, 브레이크 슈(100), 확장력 축소 홈(200) 및 마찰재(300), 드레인 홀(500), 보조장치 지지부(600)의 구성은 전술된 실시 예에서의 구성과 동일한 구성이므로 본 실시 예에서는 그에 따른 구성의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

즉, 전술된 실시 예에서는 기존의 브레이크 장치와 비교하여 제동력 개시에 따른 충분한 선형적 구간을 확보 등을 가능하게 하는 주 브레이크에 사용되는 브레이크 슈(100)의 구조를 설명하였으며 주 브레이크 뿐만 아니라 주차 브레이크로도 사용할 수 있는 브레이크 슈(100) 구조를 제공할 수 있다.

다시 말해, 기존에는 2개의 브레이크 슈(리딩 슈 및 트레일링 슈)와 복원스프링으로 구성된 브레이크를 주 브레이크 및 주차 브레이크로 사용하였으나, 이는 2개의 브레이크 슈 및 복원스프링의 결합에 의해 구조가 복잡해질 뿐만 아니라, 중량 및 비용이 증가되는 문제가 있다.

따라서, 본 실시예에서는 분리 영역(A)에 설치되며, 여기에 실린더(400)를 설치한다. 실린더(400)를 설치하여 제동시 실린더(400)을 동작시켜 분리 영역(A)을 확장시키고, 주행 시에는 확장력 축소 홈(200)에 의해 초기 위치로 복귀할 수 있도록 함으로써, 기존과 같이 별도의 복원스프링 및 두 개의 브레이크 슈의 구성 없이도 효과적으로 주 브레이크 및 주차 브레이크로 사용할 수 있다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 구조적인 특성상 마찰재(300) 마모에 따른 작동 개시력의 급격한 증대로 전륜 캘리퍼 브레이크만 제동력이 발생하고 후륜 브레이크는 작동되지 않는 문제로 주 브레이크에는 사용을 못하고 주차 브레이크로만 사용이 가능하므로, 사용에 따른 제약이 발생된다.

이를 위해, 본 실시예에서는 분리 영역(A)과 마주하는 브레이크 슈(100)의 내측면에 확장력 축소 홈(200)을 설치하고 그 중앙부에 보조장치(도12)를 지지하기 위한 보조장치 지지부(600)를 설치한다. 따라서 마찰재(300)의 마모에 따른 분리 영역(A)에서 실린더(400)을 통하여 확장 시 브레이크 슈(100)의 확장력을 줄일 수 있다.

또한, 도 9 는 본 발명의 제5실시예에 따른 단일 슈장치를 지지하는 보조장치 지지부(600)을 가지는 브레이크 장치에 대한 브레이크 슈 지지 구조이다. 도 9 의 A-A' 단면도는 도 10, 도11 과 같은 구조의 형상으로 되어 있음이 특징이다.

도 11 은 본 발명의 제5실시예로써, 브레이크 슈의 확장시 상승을 방지하기 위한 브레이크 장치에 대한 구조를 보여주는 도면이다.

도 9 및 도10 ,도 11의 확장력 축소 홈(200)은 도시된 바와 같이 슈의 튀어오름을 방지하는 백 블레이트(10)을 가지는 보조장치 지지부가 설치되는 또 다른 실시예이며 본체(210), 지지판(220) 및 체결부재(230)를 구비한다.

여기서, 도 11에 도시된 바와 같이 본체(210)에 굴곡부(200a)가 형성될 수 있으며, 그에 따른 효과 및 작용과 관련된 설명은 전술된 실시예와 동일하므로 본 실시예에서는 생략하기로 한다.

지지판(220)은 백 플레이트(10)와 확장력 축소 홈(200)을 연결하기 위하여 구비되는 것으로, 슈 본체(100)의 절곡된 단부에서 백 플레이트(10)와 마주할 수 있도록 소정의 길이를 가지며 수직하게 위치된다.

체결부재(230)는 리벳(rivet)이나 볼트로 구비되는 것이 바람직하며, 지지판(220) 및 백 플레이트(10)를 통해 슈 본체(100)의 절곡된 단부를 백 플레이트(10)에서 지지한 상태에서 지지판(220) 및 백 플레이트(10)를 함께 관통하여 체결시킨다.

도 12의 그래프에 도시된 바와 같이 확장력 축소 홈(200) 구조가 적용되지 않은 경우(1), 확장력 축소 홈(200) 구조만 적용된 경우(2) 보다 확장력 축소 홈(200) 내부에 굴곡부(200a)가 형성된 구조(3)에서 슈 변위량 내 제동 개시력이 충분한 선형적 구간을 확보한다는 것을 확인할 수 있으며, 이는 제동 개시력이 급격하게 증대되는 문제를 효과적으로 해결할 수 있도록 한다.

도13은 본 발명의 휠실린더 작동력과 브레이크 제동력과의 관계를 브레이크 형식별로 차이점을 나타낸 그래프로 이는 실린더(400)의 작동력에 따라 브레이크 제동력이 차이가 나므로 원 슈 타입의 브레이크는 휠 실린더의 작동력을 충분히 축소하여야 리딩 트레일링 슈 타입 수준의 제동력과 동일 수준으로 조절할 수 있다.

한편, 도 14 는 본 발명의 제6실시예에 따른 단일 슈 타입의 브레이크 장치를 보여주는 도면이고, 도 15 는 본 발명의 제6실시예에 따른 리딩 슈 및 트레일링 슈 타입의 브레이크 장치에 대한 실린더를 보여주는 개념도이며, 도 16 은 본 발명의 제6실시예에 따른 단일 슈 타입의 브레이크 장치에 대한 주차 브레이크 작동 시 피스톤의 동작을 보여주는 도면이다.

일반적으로, 주 브레이크 작동 시 발생된 브레이크 유압이 실린더(400) 내부에 발생되어 주차 브레이크의 파킹 레버(423)의 작동 없이, 독립적으로 형성된 피스톤(420)을 통해 도 14에 도시된 바와 같이 단일 브레이크 슈(100)를 확장하여 제동력을 발생하게 된다.

이때, 도 14에서 단일 슈 형식의 브레이크는 브레이크 배력 성능이 높아 종래의 리딩 슈 및 트레일링 슈 형식의 브레이크 보다 제동력이 월등히 크기 때문에, 제동 시 후륜 조기 고착을 일으켜 ABS의 빈번한 작동이 발생되는 문제점을 유발시키게 되므로, 리딩 슈 및 트레일링 슈 형식의 브레이크 수준으로 주 브레이크의 제동력을 감소시켜야 한다.

따라서, 도 16에 도시된 바와 같이 본체(410) 및 피스톤(420)으로 이루어진 실린더(400) 구조체의 작동력을 축소시키기 위하여 계단형 피스톤(421,422)의 구조를 적용하여 피스톤의 외경을 Φa, Φb로 차별화하고, 그에 따라 '피스톤 작동력 = π/4 a²- π/4 b²' 로 축소시켜 리딩 슈 및 트레일링슈 형식 수준으로 제동력을 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 계단형 피스톤(421,422)을 가지는 실린더, 즉 계단형 실린더에서, 상기 양측의 두 피스톤(421,422)은 각각 외경이 서로 다른 두 부분 사이를 연결하는 중간 부분에서 외경이 완만하게 변화하는 형상을 가진다.
즉, 도 16에 도시된 바와 같이, 각 피스톤에서 외경이 Φa인 부분과 외경이 Φb인 부분 사이의 중간 부분은 외경이 완만하게 변화하는 형상을 가지며, 보다 상세하게는 외경이 Φb인 부분에서 외경이 Φa인 부분으로 갈수록 외경이 점차 증가하는 형상을 가진다.
도 16을 참조하면, 상기 중간 부분에서 외경이 Φb인 부분으로부터 외경이 Φa인 부분으로 갈수록 외경이 점차 증가하는 형상을 가지므로, 단면상에서 볼 때 상기 중간 부분의 형상이 경사진 표면의 형상으로 도시되고 있다.

이는, 도 15에 도시된 바와 같이 단일 구경 피스톤(421, 422)을 적용하는 경우 피스톤(420)의 작동력을 줄이기 위하여 피스톤(420)의 외경을 줄여야 하는데, 만일 피스톤(420)의 외경을 축소할 경우 도 16에서와 같은 주차 브레이크 구조물을 구성할 수가 없기 때문이다.

결과적으로, 도 14에 도시된 바와 같이 단일 브레이크 슈(100)와 실린더(400)의 구조에서는 종래와 같이 리딩 슈 및 트레일링 슈를 지지해주는 별도의 고정 앵커가 없어 제동 시 배력 작용이 커져 제동력이 증폭되므로, 리딩 슈 및 트레일링 슈 형식의 브레이크 수준의 제동력을 유지하여 통상 주행 시 감속할 경우 후륜 고착에 의한 ABS의 빈번한 작동을 방지하고자 실린더(400)의 피스톤(420)을 계단형으로 고안하여 외경을 차별화함으로써, 큰 외경의 면적에서 작은 외경의 면적을 뺀 면적에만 제동액압이 발생되어 제동력 축소가 가능할 수 있다.

이러한 실린더(400)는 본체(410) 및 피스톤(420)을 구비할 수 있다.

본체(410)는 도 15에 도시된 바와 같이 단일 브레이크 슈(100)의 분리 영역(A)에 설치되며, 내부에 수용 공간(C)을 가진다.

피스톤(420)은 수용 공간(C)의 내부에서 서로 이격되어 한 쌍으로 설치되고, 브레이크 작동에 따른 유압 발생 시 이격된 간격이 벌어지게 되면서 단일 브레이크 슈(100)의 분리된 각각의 단부를 가압하여 제동력이 발생되도록 한다.

여기서, 상기와 같이 발생되는 제동력은 피스톤(420)의 면적에 비례하게 변화되기 때문에, 피스톤(420)의 면적을 선택적으로 조합시켜 브레이크 작동 시 제동력 축소를 가능하게 할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 주차 브레이크에 설치되는 실린더(400)는 파킹 레버(423)의 구성을 포함할 수 있으며, 그에 따라 실린더(400)와 파킹 레버(423)가 연동하여 동작되도록 함으로써, 주차 브레이크의 작동 시 효과적으로 제동력을 발생시킬 수 있다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 피스톤(420)은 도 16에 도시된 바와 같이 제1피스톤(421), 제2피스톤(422) 및 파킹 레버(423)를 구비한다.

제1피스톤(421)은 수용 공간(C)의 일측에 배치되며, 내부에 소정의 크기를 가지는 수용 홈(H)이 구비된다.

또한, 제2피스톤(422)은 수용 공간(C)의 타측에 배치되어 제1피스톤(421)과 이격되어 형성되며, 제1피스톤(421)에 구비된 수용 홈(H)과 마주하는 위치에 반력 발생 홈(422a)이 구비된다.

파킹 레버(423)는 차량의 후륜 차측에 설치되는 것으로, 파킹 브레이크 작동 시 제1피스톤(421) 및 제2피스톤(422) 사이의 간격을 이격시키도록 구비되며, 제1피스톤(421) 및 제2피스톤(422)이 단일 브레이크 슈(100)의 분리된 각각의 단부를 밀어 제동력을 발생시킨다.

이러한 파킹 레버(423)는 상기와 같은 동작이 이루어질 수 있도록 제1작동 부재(423a) 및 제2작동 부재(423b)를 구비한다.

제1작동 부재(423a)는 수평 방향을 따라 소정의 길이를 가지며 수용 홈(H)에 삽입된다.

또한, 제2작동 부재(423b)는 수평 방향을 따라 배치된 제1작동 부재(423a)의 단부에 수직하게 형성되며, 제1작동 부재(423a)의 단부와 마주하는 일측이 제1작동 부재(423a)의 단부에 형상에 대응하도록 라운드진 형태로 형성된다.

제2작동 부재(423b)는 라운드진 형태로 형성된 일측이 반력 발생 홈(422a)의 내부에 배치되며, 파킹 브레이크 작동 시 회동하여 제1작동 부재(423b)를 가압하고, 그에 따라 제1피스톤(421) 및 제2피스톤(422) 사이의 간격이 이격되도록 한다.

즉, 제2작동 부재(423b)는 파킹 브레이크가 작동하게 되면, 타측이 회동하게 되는데, 이때 제2작동 부재(423b)의 일측이 제1작동 부재(423a)를 수평 방향으로 밀어 제1피스톤(421)이 이동하게 되고, 그에 따른 반력에 의해 제2작동 부재(423b)의 일측 부분이 회동하여 제2피스톤(422)을 밀어 제1피스톤(421)과 반대되는 방향으로 이동하도록 함으로써, 제1피스톤(421) 및 제2피스톤(422) 사이의 간격이 이격되도록 한다.

그에 따라, 제1피스톤(421) 및 제2피스톤(422)이 단일 브레이크 슈(100)의 분리된 각각의 단부를 확장시켜 제동력이 발생되도록 함으로써, 종래의 리딩 슈 및 트레일링 슈와, 이를 연결하는 고정 앵커를 삭제하면서도 파킹 레버(423)의 설치가 용이하게 이루어지도록 하여 단일 슈 타입의 브레이크를 주차 브레이크로 사용할 수 있도록 한다.

또한, 단일 슈 타입의 브레이크 장치를 적용하여 리딩 슈와 트레일링 슈를 지지해주는 고정 앵커의 삭제를 가능하게 함과 동시에, 파킹 레버와 실린더가 연동되어 주차 제동력이 확대될 수 있도록 하여, 주차 제동 시 배력 작용이 증대되어 제동력이 증폭되도록 하며, 또한 단일 슈 타입 브레이크를 주차 브레이크로 사용하기 위하여 브레이크 슈 사이에 계단형 실린더의 구성을 적용함으로써, 후륜의 주브레이크 제동력을 축소시켜 후륜 축의 브레이크 조기 잠김 현상 발생 시 ABS가 빈번히 작동되는 문제를 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

10 : 백 플레이트 100 : 브레이크 슈
200 : 확장력 축소 홈 200a : 굴곡부
220 : 지지판 230 : 체결부재
300 : 마찰재 400 : 실린더
410 : 본체 420 : 피스톤
421 : 제1피스톤 422 : 제2피스톤
422a : 반력 발생 홈 423 : 파킹 레버
423a : 제1작동부재 423b : 제2작동부재
500 : 드레인 홀 600 : 보조장치 지지부
A : 분리 영역 B : 보조장치
C : 수용 공간 H : 수용 홈

Claims

삭제
원형을 이루며 일체로 형성되고, 양쪽으로 확장되는 방향으로 외력을 받도록 일측에서 서로 분리된 분리 영역을 가지는 'ㄷ'자 형 단일 브레이크 슈;
상기 분리 영역과 마주하는 상기 브레이크 슈의 내측면에 일정한 형상의 홈을 파서 상기 브레이크 슈에 발생되는 슈 확장력을 축소시키기 위하여 형성된 확장력 축소 홈;
상기 분리 영역에 설치되며, 상기 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 향하여 확장되는 방향으로 외력을 제공하는 실린더; 및
상기 브레이크 슈의 외주면에 결합되며, 상기 브레이크 슈의 확장에 따라 브레이크 드럼과 선택적으로 접촉하도록 설치되는 마찰재;를 포함하며,
상기 실린더는, 계단형 피스톤을 포함하는 것으로서,
상기 분리 영역에 설치되며, 내부에 수용 공간을 가지는 본체; 및
상기 수용 공간의 내부에서 서로 이격되어 한 쌍으로 설치되고, 브레이크 작동에 따른 유압 발생 시 상기 단일 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 가압하는 피스톤;을 구비하며,
상기 피스톤은,
상기 수용 공간의 일측에 배치되며, 수용 홈을 가지는 제1피스톤;
상기 수용 공간의 타측에 배치되어 상기 제1피스톤과 이격되며, 상기 수용 홈과 마주하는 위치에 반력 발생 홈을 구비하는 제2피스톤; 및
상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤 사이의 간격을 이격시켜 파킹 브레이크의 작동 시 제동력을 발생시키는 파킹 레버;를 구비하고,
상기 각 피스톤은,
상기 수용 공간에서 서로 마주하는 일단부 면적이 타단부의 면적보다 작도록 단차를 가진 구조로 형성되고, 상기 일단부와 타단부 사이를 연결하는 중간 부분에서는 상기 일단부로부터 타단부로 가면서 점차 외경이 커지는 형상을 가지며,
상기 단일 브레이크 슈를 포함하는 브레이크 장치의 제동력이 2개의 슈를 가진 브레이크 장치와 동일한 수준의 제동력을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 브레이크 슈의 확장력 축소 홈은,
'ㄷ'자형 레일로 된 슈의 전부와 후부에 한쪽이나 양쪽에 설치되고, 상기 양쪽에 설치된 구조에서는 서로 동일한 높이 및 형상으로 형성되거나 서로 다른 높이 및 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단일 슈 타입의 브레이크 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 확장력 축소 홈은 단차지게 형성되거나 계단식의 형상, 또는 타원형이나 원호의 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 확장력 축소 홈이 형성된 브레이크 슈의 홈 부위 높이가 h₁이고, 상기 홈 부위의 상단을 기준으로 한 파인 홈의 높이가 h₂일 때, 확장력 축소 홈은 1/3<h₂/h₁<3인 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
삭제
원형을 이루며 일체로 형성되고, 양쪽으로 확장되는 방향으로 외력을 받도록 일측에서 서로 분리된 분리 영역을 가지는 'ㄷ'자 형 단일 브레이크 슈;
상기 분리 영역과 마주하는 상기 브레이크 슈의 내측면에 일정한 형상의 홈을 파서 상기 브레이크 슈에 발생되는 슈 확장력을 축소시키기 위하여 형성된 확장력 축소 홈;
상기 브레이크 슈의 외주면에 결합되며, 상기 브레이크 슈의 확장에 따라 브레이크 드럼과 선택적으로 접촉하도록 설치되는 마찰재;
상기 분리 영역에 설치되며, 상기 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 향하여 확장되는 방향으로 외력을 제공하는 실린더; 및
상기 실린더의 작동으로 브레이크 슈가 펼쳐질 때 슈가 튀어오르는 것을 방지하기 위한 브레이크 슈의 보조장치를 포함하며,
상기 실린더는, 계단형 피스톤을 포함하는 것으로서,
상기 분리 영역에 설치되며, 내부에 수용 공간을 가지는 본체; 및
상기 수용 공간의 내부에서 서로 이격되어 한 쌍으로 설치되고, 브레이크 작동에 따른 유압 발생 시 상기 단일 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 가압하는 피스톤;을 구비하며,
상기 피스톤은,
상기 수용 공간의 일측에 배치되며, 수용 홈을 가지는 제1피스톤;
상기 수용 공간의 타측에 배치되어 상기 제1피스톤과 이격되며, 상기 수용 홈과 마주하는 위치에 반력 발생 홈을 구비하는 제2피스톤; 및
상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤 사이의 간격을 이격시켜 파킹 브레이크의 작동 시 제동력을 발생시키는 파킹 레버;를 구비하고,
상기 각 피스톤은,
상기 수용 공간에서 서로 마주하는 일단부 면적이 타단부의 면적보다 작도록 단차를 가진 구조로 형성되고, 상기 일단부와 타단부 사이를 연결하는 중간 부분은 상기 일단부로부터 타단부로 가면서 점차 외경이 커지는 형상을 가지며,
상기 단일 브레이크 슈를 포함하는 브레이크 장치의 제동력이 2개의 슈를 가진 브레이크 장치와 동일한 수준의 제동력을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
원형을 이루며 일체로 형성되고, 양쪽으로 확장되는 방향으로 외력을 받도록 일측에서 서로 분리된 분리 영역을 가지는 'ㄷ'자 형 단일 브레이크 슈;
상기 분리 영역과 마주하는 상기 브레이크 슈의 내측면에 일정한 형상의 홈을 파서 상기 브레이크 슈에 발생되는 슈 확장력을 축소시키기 위하여 형성된 확장력 축소 홈; 및
상기 분리 영역에 설치되며, 상기 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 향하여 확장되는 방향으로 외력을 제공하는 실린더;를 포함하고,
상기 실린더는,
상기 분리 영역에 설치되며, 내부에 수용 공간을 가지는 본체; 및
상기 수용 공간의 내부에서 서로 이격되어 한 쌍으로 설치되고, 브레이크 작동에 따른 유압 발생 시 상기 단일 브레이크 슈의 분리된 각각의 단부를 가압하는 피스톤;을 구비하며,
상기 피스톤은,
상기 수용 공간의 일측에 배치되며, 수용 홈을 가지는 제1피스톤;
상기 수용 공간의 타측에 배치되어 상기 제1피스톤과 이격되며, 상기 수용 홈과 마주하는 위치에 반력 발생 홈을 구비하는 제2피스톤; 및
상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤 사이의 간격을 이격시켜 파킹 브레이크의 작동 시 제동력을 발생시키는 파킹 레버;를 구비하고,
상기 각 피스톤은,
상기 수용 공간에서 서로 마주하는 일단부 면적이 타단부의 면적보다 작도록 단차를 가진 구조로 형성되고, 상기 일단부와 타단부 사이를 연결하는 중간 부분은 상기 일단부로부터 타단부로 가면서 점차 외경이 커지는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
삭제
청구항 8에 있어서,
상기 실린더는,
상기 피스톤의 면적을 선택적으로 조합시켜 브레이크 작동 시 제동력 감소를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
삭제
청구항 8에 있어서,
상기 파킹 레버는,
상기 수용 홈에 삽입되는 제1작동 부재; 및
상기 제1작동 부재의 단부에 수직하게 형성되어 상기 반력 발생 홈의 내부에 배치되며, 파킹 브레이크의 작동 시 회동하여 상기 제1작동 부재를 가압하고, 상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤 사이의 간격을 이격시키는 제2작동 부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
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