KR101970033B1 - 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼용 피스톤 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 디스크 브레이크의, 복합된 방식으로 작동될 수 있는 브레이크 캘리퍼용 피스톤 (1) 에 관한 것이고, 상기 피스톤 (1) 은 금속 재료로부터의, 특히 평면의 금속 시트로부터의 성형 프로세스들에 의해서 제조되고, 상기 피스톤 (1) 은, 일 측부 상에서 개방되고, 종방향 축선 (2), 벽 (3) 및 피스톤 크라운 (11) 을 갖는 포트 (pot) 로서 형성되고, 상기 피스톤 (1) 은 구동 너트 (13) 를 위한 비틀림 방지 설비 (17) 를 갖는다. 본 발명은 오류가 있는 보수 작업을 더 양호하게 용인할 수 있는 견고한 피스톤 구성을 제공하는 문제에 기초한다. 문제를 해결하기 위해서, 비틀림 방지 설비 (17) 는 피스톤 (1) 과 구동 너트 (13) 사이에, 적어도 하나의 드라이버의 소성 변형에 대항하여 보호하기 위한 적어도 하나의 보강부를 갖는다.

Description

디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼용 피스톤{PISTON FOR A BRAKE CALIPER OF A DISK BRAKE}

본 발명은, 특허 청구항 1 의 전제부의 특징을 갖는, 금속 재료로부터의, 특히 평판 금속 시트로부터의 성형 프로세스들에 의해서 제조되는, 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼용 피스톤에 관한 것이다. 피스톤은, 일 측부 상에서 개방되고, 종방향 축선, 벽 및 피스톤 헤드를 갖는 포트 (pot) 로서 구성된다. 이 종류의 피스톤은, 종방향으로 이동될 수 있는 방식으로, 그리고 피스톤 헤드 영역에서, 축선 접촉 표면에 의해서 브레이크 패드에 대항하여 배치될 수 있는 방식으로 브레이크 캘리퍼의 실린더에 장착된다. 피스톤이 유압 유체에 의해서 압력을 받을 때, 피스톤은 실린더 안에서 이동되고 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 대항하여 가압한다. 또한, 피스톤은 드라이브 너트에 의해서 기계적으로 작동될 수 있다.

피스톤은 WO 2007/036357 A1 으로부터 공지된다. 이 경우에, 피스톤은 전기기계식으로 그리고 유압식으로 이동가능한 방식으로 디스크 브레이크에 제공된다. 전기기계식 작동의 경우에, 구동 스핀들은 전송부를 통해서 전기 모터에 의한 회전이 설정된다. 구동 스핀들은 구동 너트와 계합하며, 이 구동 너트는 비틀림에 대항하여 피스톤에 고정된 방식으로 배치된다. 이것은 피스톤/구동 너트 유닛이 실린더 내에서 축선방향으로 이동되는 것을 가능하게 한다. 구동 너트는 피스톤 내의 원추형 표면에 대항하여 축선방향으로 배치될 수 있고, 이 방식으로, 피스톤 및 브레이크 패드에 축선방향 운동을 전달한다.

주차 브레이크 시스템들의 "복합된 작동" 을 갖는 주차 브레이크 캘리퍼들의 경우에 있어서, 브레이크 패드 마모의 연속적인 보상을 위한 일체화된 접철식 디바이스를 갖는 기계식 작동 디바이스를 포함하는 종래의 브레이크 캘리퍼 실시형태들은 기본적으로 특징이 있는 것으로 간주된다. 이 경우에, 마모된 브레이크 패드들의 교체 각각은 피스톤에서 기계적 회전 복귀 운동의 수행에 의한 수동 재설정을 요구하고, 따라서 재조정 디바이스의 나사선식 수단을 초기 위치로 역회전시킨다. 결과적으로, 따라서 브레이크 피스톤은 후방 단부 위치로 이동되고, 신규 브레이크 패드들이 장착될 수 있다.

또한, 전자 패드 마모 보상 시스템을 포함하는 캘리퍼 (전기 주차 브레이크) 에 일체화된 전기기계식 액츄에이터를 구비한 캘리퍼 실시형태들이 있으며, 전자 모드는 브페이크 패드의 교체를 위한 미리 결정된 위치로 애츄에이터를 전기기계식으로 이동시키기 위해서 제공된다. 이것은 수동 재설정에 대한 필요를 제거한다. 그러나, 수십년 구식의 수동 재설정 설비는, 적어도 대비책으로서 유지되어야 한다. 이 브레이크 캘리퍼들의 경우에서, 후방 단부 위치가 달성된 후에도 계속된 수동 재설정 이동에 대한 시도가 있는 상황으로 문제들이 있을 수 있다. 이것은 불필요한 작업의 연속이 어떠한 긍정적 효과를 갖지 않으면서 원하지 않는 마모를 증가시키기만 하기 때문이다. 따라서, 이 실시형태에 있어서 - 브레이크 시스템 상의 모든 유지보수 작업의 경우에서와 같이 - 특별한 관리 및 주의가 요구된다.

불행하게도, 인가되지 않은 브레이크 패드의 교체 또는 브레이크 패드 교체시 사람의 실수는 완전히 배제될 수 없고, 따라서 비인가되거나 비전문적으로 실시된 브레이크 패드 교체에 대해서 가능한 최대로 수정불가능하고, 견고한 구성을 갖는 해결책을 개시하는 것이 본 발명의 기본이 되는 목적이다.

목적은, 전기기계적으로 작동가능한 브레이크 캘리퍼의 피스톤과 구동 너트 사이의 기본적으로 공지된 비틀림 방지 디바이스가 적어도 하나의 구동 특징부의 소성 변형에 대항하여 보호를 제공하는, 특히 힘 인게이지먼트 표면을 보호하는 일체화된 보강부를 완전히 새로운 방식으로 구비한다는 사실에 의해서 메인 청구항의 특징들에 의해서 달성된다. 이 경우에, 보강부는 바람직하게는, 피스톤과 너트 사이의 원하지 않는 변형을 방지하기 위해서 적어도 하나의 간극 절삭부를 갖는 비대칭적 불합치부, 즉 기하학적으로 비-합치되고, 비틀림에 강성인 프로파일링부로서 구성된다. 예를 들어, 이 목적을 위해서 피스톤의 림은 하나 이상의 간극 절삭부들을 갖는 비대칭 프로파일링부를 갖는 반면, 너트의 프로파일링부는 대칭 구성일 수 있다. 본 발명에 따르면, 비틀림 방지 수단 사이의 변형, 시저 (siezure), 마모 및 유사하게 불리한 거동은 오류 용인 방식으로 실시된 구성에 의해서 필연적으로 방지된다.

본 발명의 추가의 상세는 도면을 참조하는 설명과 함께 종속 청구항들로부터 나올것이다.

도 1 은 구동 너트 및 구동 스핀들과 함께 공지된 피스톤의 정면도를 도시하고,
도 2 는 본 발명에 따른 피스톤을 확대된 스케일에서 단면으로 도시하고,
도 3 은 도 2 의 피스톤의 개방 단부의 평면도를 도시하고,
도 4 는 도 2 의 확대된 상세를 도시하고,
도 5 는 도 2 의 확대된 상세를 도시하고,
도 6 은 인서트들을 갖는 피스톤 모듈을 확대된 스케일에서 단면으로 도시하고,
도 7 은 도 6 의 피스톤 모듈의 개방 단부의 평면도를 도시한다.

전기유압식 차량 브레이크 (electrohydraulic motor vehicle brake) 에서 복합된 작동이 가능한 브레이크 캘리퍼는 구동 스핀들 (14) 및 구동 너트 (13) 와 함께 피스톤 (1) 을 갖는다. 피스톤 (1) 은, 일 측부에서 개방되고, 벽 (3) 및 피스톤 헤드 (11) 를 갖는 포트 (pot) 로서 구성되며, 여기서 피스톤 헤드 (11) 는 피스톤 (1) 의 폐쇄된 측부 상에서 축선방향 접촉 표면 (12) 에 의해서 브레이크 패드 (도시 안됨) 에 대항하여 배치될 수 있다. (브레이크 캘리퍼에 피스톤 (1) 이 있는) 장착된 상태에서 피스톤 보호 캡 (도시 안됨) 을 수용하는 기능을 하는 원형 그루브 (6) 는 접촉 표면 (12) 근처 벽 (3) 의 외측 측부 (4) 안으로 전조된다 (rolled). 내측으로 전조된 그루브 (6) 의 외형부는 벽 (3) 의 전체 단면에 걸쳐서 연속되고, 그래서 피스톤 (1) 의 벽 (3) 의 내측 측부 (5) 상에 숄더 (7) 를 발생시킨다. 원추형으로 구성된 구동 너트 (13) 를 위한 축선 방향 지지를 제공하는 피스톤 헤드 (11) 상의 원추형 표면 (15) 은 피스톤 (1) 내의 인서트 (16) (컵) 상에 제공된다. 결과적으로, 피스톤 (1) 은, 피스톤 (1) 에서 구별되는 구성요소로서 배치되고, 바람직하게는 편평한 금속 시트를 형성함으로써 얻어지는 인서트 (16) 를 갖는 다-부재 피스톤 모듈로서 구성된다. 컵-타입 인서트 (16) 는 축선 방향으로 피스톤 헤드 (11) 에 대항해서 편평하게 지지된다. 이 경우에, 바람직하게는 컵의 원추형 표면 (15) 은 축선 방향의 종방향 축선 (2) 과 함께 약 60˚의 각도 (α) 를 포위한다.

피스톤 (1) 및 구동 너트 (13) 는 종방향 축선 (2) 에 대한 상대적 회전에 대항해서 고정된 방식으로 서로 연결된다. 피스톤 (1) 또는 구동 너트 (13) 는 도시되지 않은 방식으로 브레이크 캘리퍼 하우징에서의 비틀림에 대항하여 고정된다.

디스크 브레이크의 주차 브레이크 작동의 경우에, 구동 너트 (13) 에 배치된 구동 스핀들 (14) 이 회전된다. 이것은, 예를 들어 출력부에 연결된 전송부에 의한 또는 출력부에 연결된 케이블을 구비한 레버 메카니즘에 의한 전기 모터에 의해서, 그리고 수동 또는 중앙-액츄에이터 작동에 의해서 달성된다. 구동 스핀들 (14) 및 구동 너트 (13) 는 바람직하게는 볼 스크류를 구비하기 때문에, 구동 스핀들 (14) 의 회전 운동은 볼 스크류에 의해서 고효율로 구동 너트 (13) 의 축 방향 운동으로 변환된다. 결과적으로, 구동 너트 (13) 는 피스톤 (1) 에 대항하여 지지되고, 피스톤 (1) 을 이동시킨다. 그러나, 원칙적으로, 구름 접촉 요소들의 이용이 없는 너트/스크류 구동부들이 또한 가능하다.

피스톤 (1) 과 구동 너트 (13) 사이의 본 발명에 따른 비틀림 방지 디바이스 (17) 는 다음과 같이 실시된다. 구동 너트 (13) 의 대응 외형부와 함께 구동 너트 (13) 와 피스톤 (1) 사이에 복수의 포지티브 (positive) 구동 특징부들의 형태로 포지티브 비틀림 방지 디바이스 (17) 를 형성하는 일체적으로 형성된 외형부를 구비하는 단부면을 갖고, 방사방향으로 안쪽으로 지향되는 림 (18) 이 피스톤 (1) 의 개방 단부에 제공된다.

이 경우에, 피스톤 (1) 과 구동 너트 (13) 사이의 비틀림 방지 디바이스 (17) 는 관련된 구동 특징부들의 소성 변형에 대항하는 보호를 제공하는 일체화된 강화부를 갖는다. 이 경우에, 바람직하게는 구동 특징부들은 쌍으로 짝지어진 플랫들 (flats) 의 형태인 힘 인게이지먼트 표면들로서 구성된다. 따라서, 구동 특징부들의 과부하 또는 소성 변형, 또는 셰이빙들 (shavings) 의 형성을 포함하는 변형이 방지된다. 이 경우에, 바람직하게는 강화부가 비대칭적으로 불일치한 외형부, 즉 기하학적으로 비-일치, 비원형 외형부 (19) 및 대응 외형부 (20) 로서 제공되고, 이 외형부는 접한 힘 인게이지먼트 표면들 상에 비틀림에 강성인 프로파일링부를 구비하며, 적어도 하나의 간극 절삭부 (21) 가 원하지 않는 변형을 피하기 위해서 제공된다.

예를 들어, 비틀림 방지 디바이스 (17) 는, 피스톤 (1) 의 림 (18) 의 영역에, 코너들 또는 가장자리들을 위한 간극부로서 클로버 잎사귀들의 형태로 제공되는 복수의 넓은 (generous) 간극 절삭부들 (21, 21', 21'', 21''') 을 갖는 비대칭 내측 프로파일링부를 갖는다. 대조적으로, 구동 너트 (13) 상의 외측 프로파일링부를 갖는 대응 외형부 (20) 는 대칭 구성이다. 또한, 피스톤 (1) 과 구동 너트 (13) 사이의 대향적으로 위치되는 지지 특징부들, 접촉 특징부들 및/또는 힘 인게이지먼트 표면들은 서로 평행하게 연장될 수 있다.

바람직하게는, 구동 특징부들은, 서로 평행하게 배치된 플랫들 (22, 22') 의 쌍들로서 구성되고, 각도 (90˚) 만큼 규칙적인 간격들로 플랫들에 대해서 이격된 지지 표면들 (23, 23') 의 쌍들은 관련된 구성요소들을 서로에 대해서 추가적으로 중심에 배치한다. 결과적으로, 설명된 프로파일링부는 손상을 방지하면서, 관련된 구성요소들 사이에 규정된 접촉을 제공한다. 래틀의 경향 및 소음 생성은 방지된다. 림 (18) 에서 큰 공간을 차지하도록 배치된 간극 절삭부들 (21, 21', 21'', 21''') 은 차량 제조자에게 조립 라인의 마지막에서 브레이크 시스템의 가속화된 브레이크 유체의 충전의 가능성을 제공한다. 또한, 브레이크 시스템의 가속된 블리딩 (bleeding) 이 유리하게 가능해진다.

벽 (3) 의 동심 외측 측부 (4) 로부터 시작되는 림 (18) 은 반경부 (24) 및 연결되는 챔퍼부 (25) 에 의해서 형성되고, 이 챔퍼부는, 직각으로 방사방향으로 내측으로 지향하고 적어도 부분적으로 인서트 (16) 와 겹치는 부분이다.

마지막으로, 본 발명은 적어도 하나의 인서트 (16) 를 구비하는 피스톤 (1) 을 갖는 피스톤 모듈에 관한 것이며, 여기서 종방향 축선 (2) 의 방향으로 방사방향으로 안쪽으로 지향하는 림 (18) 은 포지티브 방식으로 적어도 부분적으로 인서트 (16) 와 겹친다. 결과적으로, 림 (18) 은 피스톤 (1) 에서 인서트 (16) 의 위치의 포지티브 고정을 보조하는 역할을 한다.

1 피스톤 2 종방향 축선
3 벽 4 외측 측부
5 내측 측부 6 홈
7 숄더 8 숄더 표면
9 단면 영역 10 전이 구간
11 피스톤 헤드 12 접촉 표면
13 구동 너트 14 구동 스핀들
15 원추 표면 16 인서트
17 비틀림 방지 디바이스 18 림
19 외형부 20 대응 외형부
21 간극 절삭부 22 플랫들의 쌍
23 지지 표면들의 쌍 24 반경부
25 챔퍼부 α 각도
β 각도

Claims (7)

1. 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼용 피스톤 (1) 으로서,
   상기 피스톤 (1) 은 금속 재료로부터의 성형 프로세스들에 의해서 제조되고, 상기 피스톤 (1) 은, 일 측부 상에서 개방되고, 종방향 축선, 벽 및 피스톤 헤드 (11) 를 갖는 포트 (pot) 로서 구성되고, 종방향 접촉 표면 (12) 에 의해서 브레이크 패드에 대항하여 배치될 수 있고, 상기 피스톤 (1) 은 상기 피스톤 (1) 과 구동 너트 (13) 사이에 적어도 하나의 비틀림 방지 수단을 갖고,
   상기 비틀림 방지 수단은 적어도 하나의 일체화된 보강부를 포함하고, 상기 보강부는 상기 피스톤 (1) 을 상기 구동 너트 (13) 에 의한 소성 변형에 대항하여 보호하는 역할을 하고, 상기 피스톤 (1) 의 림 (18) 은, 상기 종방향 축선 (2) 의 방향으로 비대칭적으로 방사방향으로 내측으로 지향하는 프로파일링부를 갖고, 상기 구동 너트 (13) 의 연관된 프로파일링부는 대칭 구성인, 피스톤 (1).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보강부는, 적어도 하나의 간극 절삭부 (21, 21', 21'', 21''') 를 갖고, 상기 피스톤 (1) 의 외형부 (19) 및 구동 너트 (13) 의 대응 외형부 (20) 중 하나 이상에 기하학적으로 비-합치되고 비틀림에 강성인 프로파일링부로서 구성되는, 피스톤 (1).
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 피스톤 (1) 상의 상기 외형부 (19) 및 상기 구동 너트 (13) 상의 상기 대응 외형부 (20) 는 각각 플랫들 (22, 22') 의 적어도 2 개의 쌍들을 형성하고, 상기 플랫들의 쌍들은 서로 평행하게 배치되고, 구동 특징부들을 형성하도록 서로 직경방향으로 대향하여 위치되는, 피스톤 (1).
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 피스톤 (1) 상의 상기 외형부 (19) 및 상기 구동 너트 (13) 상의 상기 대응 외형부는 각각 지지 표면들 (23, 23') 의 적어도 2 개의 쌍들을 형성하고, 상기 지지 표면들의 쌍들은 서로 평행하게 배치되고, 서로 직경방향으로 대향하여 위치되는, 피스톤 (1).
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 피스톤 (1) 의 상기 림 (18) 상의 상기 외형부 (19) 는 대칭인 클로버 잎 형상의 내측 외형부로서 구성되는, 피스톤 (1).
6. 제 4 항에 있어서,
   지지 표면들 (23, 23') 의 쌍들 및 플랫들 (22, 22') 의 쌍들은 교대로 제공되고, 서로에 대해서 각도 (β) 의 규칙적인 간격으로 이격되는, 피스톤 (1).
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 피스톤 (1) 은 적어도 하나의 인서트 (16) 를 수용하고, 상기 림 (18) 은 포지티브 (positive) 방식으로 적어도 부분적으로 상기 인서트 (16) 와 겹치는, 피스톤 (1).

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