KR102496491B1 - 브레이크패드의 마모 보상 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이크패드의 마모 보상 구조에 관한 것으로써, 휠과 함께 회전하는 디스크; 상기 디스크의 양측 각각에 위치하며 브레이크패드가 장착된 면을 디스크에 밀착시키도록 서로를 향하여 근접하는 방향으로 활주가능한 한 쌍의 패드플레이트; 양단 각각이 각각의 패드플레이트에 연결되어 상기 패드플레이트가 서로를 향하여 근접하도록 활주할 때 탄성변형하는 스프링; 상기 스프링이 미리 정해진 수치 이상으로 탄성변형됐을 때, 복원되는 패드플레이트들 사이의 거리가 감소되도록 스프링의 일부분을 구속하는 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 브레이크패드의 마모가 진행된 후에도 디스크와 브레이크패드 사이에 일정한 간극이 형성될 수 있으므로 운전자가 체감하는 제동감 저하를 방지할 수 있다.

Description

브레이크패드의 마모 보상 구조{Wear Compensation structure of brake pad}

본 발명은 브레이크패드의 마모 보상 구조에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 브레이크의 작동에 따라 브레이크패드에 마모가 발생하면 자동적으로 디스크와 브레이크패드 사이의 간극이 조절되어 운전자가 체감하는 제동감 저하를 억제할 수 있는 구조에 관한 것이다.

차량의 브레이크는 디스크브레이크 방식과 드럼브레이크 방식이 널리 사용되고 있다. 이중, 디스크브레이크는 구조가 비교적 간단하고 정비 및 교체가 용이하며 안정적으로 제동이 이뤄질 수 있는 장점이 있어 여러 차종에서 널리 사용되고 있다.

도 1a 를 참조하여, 디스크브레이크 방식을 설명하면, 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(1)가 상기 휠의 내측(차체와 가까운 측)에 설치되고, 상기 디스크(1)의 내외측 각각에는 패드플레이트(2)와 결합된 브레이크패드(3)가 한 개씩 배치된다(한 쌍의 브레이크패드 사이에 디스크가 위치하도록 배치된다).

상기 패드플레이트(2)와 브레이크패드(3)는 캘리퍼의 피스톤(미도시)에 작용하는 유압에 의해 디스크(1)의 양면 각각에서 압착될 수 있게 활주가능하도록 구성되어 상기 브레이크패드(3)와 디스크(1) 사이의 마찰력에 의해 제동력이 발생하도록 구성된다. 그리고, 유압이 해제되었을 때 브레이크패드(3)가 원위치로 복귀하도록 패드플레이트들(2) 사이에는 리턴스프링(4)이 배치된다.

즉, 브레이크패드(3)는 디스크(1)와 직접 접촉하여 디스크(1)의 회전을 멈추게 하는 마찰재로써 기능을 하며, 마찰에 의해 마모가 발생하면 교환이 요구되는 소모품이다.

한편, 브레이크패드(3)의 마모량이 증가함에 따라서 도 1b 에 도시된 바와 같이 브레이크패드(3)와 디스크(1) 사이의 간극이 증가하게 된다. 하지만, 간극이 증가하게 되면, 브레이크 페달을 동일하게 밟았을 때 제동감이 저하되는 문제가 발생한다(즉, 운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때 제동감이 느껴지기까지의 시간이 지연된다).

따라서, 본 발명은 브레이크패드가 마모되더라도 운전자가 제동감 저하를 느끼지 않도록 브레이크패드와 디스크 사이의 간극을 초기상태와 유사하게 유지할 수 있는 브레이크패드의 마모 보상 구조를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 브레이크패드의 마모 보상 구조에 관한 것으로써, 휠과 함께 회전하는 디스크;와 상기 디스크의 양측 각각에 위치하며 브레이크패드가 장착된 면을 디스크에 밀착시키도록 서로를 향하여 근접하는 방향으로 활주가능한 한 쌍의 패드플레이트;와 양단 각각이 각각의 패드플레이트에 연결되어 상기 패드플레이트가 서로를 향하여 근접하도록 활주할 때 탄성변형하는 스프링; 및 상기 스프링이 미리 정해진 수치 이상으로 탄성변형됐을 때, 복원되는 패드플레이트들 사이의 거리가 감소되도록 스프링의 일부분을 구속하는 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스프링은 절곡된 바(bar) 모양의 이형스프링이고, 상기 스토퍼는 미리 정해진 수치 이상으로 탄성변형됐을 때 일부분이 기어치들 사이에 끼워져 구속되도록 다수 개의 기어치들이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 스프링은 기어치들 사이에 끼워질 수 있는 평탄부를 중앙에 두고 상기 평탄부의 양측 각각에서 소정의 각도로 꺽여져 패드플레이트로 연결되도록 확장된 꺽임부가 형성된다.

상기 기어치들은 스프링을 향하는 방향에 배치된 제1면과 상기 제1면의 반대쪽에 형성된 제2면을 갖고, 기어골의 평면과 제1면 사이의 각(α)과 기어골의 평면과 제2면 사이의 각(β)은 90° 이하로 형성되되, 기어골의 평면과 제1면 사이의 각(α)은 기어골의 평면과 제2면 사이의 각(β) 보다 작게 형성된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 기어골의 평면과 제1면 사이의 각(α)은 20° 내지 30° 범위에서 형성되고, 기어골의 평면과 제2면 사이의 각(β)은 35° 내지 50°범위에서 형성된다.

그리고, 상기 패드플레이트 외부에 장착되는 캘리퍼하우징의 표면에는 걸림턱이 형성된 활주홈이 형성되고, 상기 스토퍼는 활주홈에 삽입되어 걸림턱에 의해 이탈이 방지되도록 양측에 걸림돌기가 형성된다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 브레이크패드의 마모가 진행된 후에도 디스크와 브레이크패드 사이에 일정한 간극이 형성될 수 있으므로 운전자가 체감하는 제동감 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 스토퍼는 다수 개의 기어치들이 형성되어 기어치들의 갯수 만큼 단계적으로 간극 조절이 이뤄지므로 효율적으로 일정한 간극을 유지할 수 있다.

본 발명의 기어치는 톱니 모양으로 형성되어 스프링의 후퇴를 방지할 수 있다.

도 1a 는 종래의 스프링이 한 쌍의 패드플레이트 사이에 장착된 모습이 도시된 도면,
도 1b 는 종래의 스프링에 의해 패드플레이트가 원위치로 복귀했을 때 브레이크패드의 마모에 의해 디스크와 브레이크패드 사이의 간극이 증가된 모습이 도시된 도면.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 스프링이 스토퍼의 기어치들 사이에서 구속됐을 때의 모습이 도시된 도면,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스프링이 패드플레이트들 사이의 거리가 감소되도록 기어치들 사이로 이동하는 모습을 도시한 도면,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스토퍼를 확대하여 도시한 도면,
도 5 는 패드플레이트 외부에 장착되는 캘리퍼하우징에 스토퍼가 장착된 모습을 도시한 도면,
도 6 은 본 발명의 구조가 종래의 구조 보다 브레이크패드와 패드플레이트의 이동거리가 짧아지고 스프링의 탄성력이 작게 작용하는 것을 비교하여 표시한 그래프.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 디스크 브레이크 장치에서 브레이크패드(3)의 마모를 보상하여 운전자가 체감하는 제동감을 개선할 수 있는 구조에 관한 것으로써, 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 디스크 브레이크 장치는 종래의 구조와 마찬가지로 휠과 함께 회전하는 디스크(1)가 상기 휠의 내측에 설치되고, 상기 디스크(1)의 내외측 각각에는 브레이크패드(3)가 각각 배치된다.

상기 브레이크패드(3)는 두 개가 디스크(1)의 양면 각각에서 마주하도록 구성되되, 디스크(1)와 마주하는 면의 반대쪽 면에는 패드플레이트(2)가 각각 배치되된다. 그리고, 상기 패드플레이트(2)가 캘리퍼의 피스톤(미도시)에 의해 가압되면 상기 브레이크패드(3)는 디스크(1)에 접촉하여 제동력이 발생시키며, 운전자가 브레이크페달에서 발을 뗐을 때 패드플레이트(2)가 원위치로 복귀하도록 상기 패드플레이트들(2) 사이에는 스프링(10)이 배치된다.

즉, 상기 패드플레이트(2)는 브레이크패드(3)가 장착된 면을 디스크(1)에 밀착시키도록 서로를 향하여 근접하는 방향으로 활주가능하고, 상기 스프링(10)은 양단 각각이 각각의 패드플레이트(2)에 연결되어 상기 패드플레이트(2)가 서로를 향하여 근접하도록 활주할 때 탄성변형하되 패드플레이트(2)에 작용하는 힘이 해제되면 탄성복원하여 상기 패드플레이트(2)를 서로 멀어지는 방향으로 가압한다.

아울러, 본 발명에서는 스토퍼(20)가 추가적으로 포함된다. 본 발명의 스토퍼(20)는 브레이크패드(3)의 마모량이 증대됨에 따라 스프링(10)이 미리 정해진 수치 이상으로 탄성변형됐을 때, 복원되는 패드플레이트들(2) 사이의 거리가 감소되도록 스프링(10)의 일부분을 구속하는(복원되는 방향으로 활주를 구속하여 위치를 고정시키는) 기능을 한다.

즉, 도 2 와 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스토퍼(20)는 스프링(10)이 미리 정해진 수치 이상으로 탄성변형됐을 때 일부분이 기어치들(21) 사이에 끼워져 구속되도록 다수 개의 기어치들(21)이 형성된다.

그리고, 본 발명의 상기 스프링(10)은 절곡된 바(bar) 모양의 이형스프링으로써, 기어치들(21) 사이에 끼워질 수 있는 직선형 모양의 평탄부(10a)를 중앙에 두고 상기 평탄부(10a)의 양측 각각에서 소정의 각도로 꺽여져 패드플레이트(2)로 연결되도록 확장된 꺽임부(10b)가 형성되는 구조를 갖는다.

따라서, 도 3 과 4 에 도시된 바와 같이, 브레이크패드(3)의 마모량의 증가하여 패드플레이트(2)의 활주 거리가 증가하면, 증가된 활주거리만큼 스프링(10) 또한 탄성변형량이 증가하여 평탄부(10a)의 이동거리 또한 증가하므로(도 3 에서 가운데 그림의 상하방향 화살표 참조), 스프링(10)의 평탄부(10a)는 스토퍼(20)의 기어치들(21) 사이로 이동될 수 있다.

즉, 본 발명의 구조에서 브레이크패드(3)의 마모량이 적을 때는 평탄부(10a)가 스토퍼(20)의 기어치들(21) 사이로 이동될 수 있을 만큼 스프링(10)이 충분히 탄성변형하지 않으나, 브레이크패드(3)의 마모량이 점차적으로 증가하면 평탄부(10a)가 스토퍼(20)의 기어치들(21) 사이로 이동될 수 있을 만큼 스프링(10)의 탄성변형량은 증대된다.

따라서, 스프링(10)이 최대로 탄성변형되었을 때, 평탄부(10a)가 스토퍼(20)의 기어치들(21) 사이에서 위치가 구속되므로, 스프링(10)의 복원량은 감소하게 되며, 이에 따라, 디스크(1)와 브레이크패드(3) 사이의 간극은 'A' 에서 'B' 로 감소될 수 있다(도 3 참조).

아울러, 본 발명의 실시예에서 상기 스토퍼(20)의 기어치들(21)은 스프링(10)을 향하는 방향(스프링이 탄성변형할 때 평탄부가 근접하는 방향)에 배치된 제1면(21a)과 상기 제1면(21a)의 반대쪽에 형성된 제2면(21b)을 갖고, 기어골의 평면과 제1면(21a) 사이의 각(α)과 기어골의 평면과 제2면(21b) 사이의 각(β)은 90° 이하로 형성되되(톱니 모양을 갖도록 형성되되), 기어골의 평면과 제1면(21a) 사이의 각(α)은 기어골의 평면과 제2면(21b) 사이의 각(β) 보다 작게 형성된다.

본 발명의 기어치(21)가 이와 같은 모양을 가짐에 따라서, 스프링(10)의 평탄부(10a)는 제1면(21a)을 타고 활주하여 지나간 후, 제2면(21b)과 이웃하는 기어치의 제1면 사이의 기어골에 안착되어 고정된다. 그리고, 브레이크패드(3)의 마모량이 점진적으로 증가하여 평탄부(10a)의 활주거리가 증가하면, 다시 기어치(21)의 제1면(10a)을 타고 활주한 후에 그 다음의 기어골에 안착된다.

참고적으로, 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 기어골의 평면과 제1면(21a) 사이의 각(α)은 20° 내지 30° 범위에서 형성되고, 기어골의 평면과 제2면(21b) 사이의 각(β)은 35° 내지 50°범위에서 형성된다.

또한, 본 발명의 실시예에서 상기 스토퍼(20)는 도 5 에 도시된 바와 같이 패드플레이트(2)와 브레이크패드(3) 외부에 배치되며 상기 패드플레이트(2)를 가압하는 피스톤 및 유압장치 등이 장착되는 캘리퍼하우징(30)의 내측면에 장착된다. 상기 캘리퍼하우징(30)의 내측면 표면에는 걸림턱(32)이 형성된 활주홈(31)이 형성되고, 상기 스토퍼(20)는 활주홈(31)에 삽입되어 걸림턱(32)에 의해 이탈이 방지되도록 양측에 걸림돌기(22)가 형성된다.

상기와 같은 기술적 특징을 갖는 본 발명은 브레이크패드(3)의 마모가 진행된 후에도 디스크(1)와 브레이크패드(3) 사이에 일정한 간극이 형성될 수 있으므로 운전자가 체감하는 제동감 저하를 방지할 수 있다. 이에 따라 도 6 에 도시된 바와 같이 본 발명의 구조는 (브레이크패드의 마모량이 증대됐을 때) 종래구조 대비 브래이크패드(3)의 이동거리가 짧아지고 스프링(10)의 탄성변형을 위해 요구되는 힘도 적게 소모되므로 운전자가 체감하는 제동감을 개선할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 : 디스크
2 : 패드플레이트
3 : 브레이크패드
10 : 스프링
20 : 스토퍼

Claims (6)

1. 휠과 함께 회전하는 디스크;
   상기 디스크의 양측 각각에 위치하며 브레이크패드가 장착된 면을 디스크에 밀착시키도록 서로를 향하여 근접하는 방향으로 활주가능한 한 쌍의 패드플레이트;
   양단 각각이 각각의 패드플레이트에 연결되며, 상기 패드플레이트에 힘이 작용되면 탄성변형하여 패드플레이트들을 서로 근접하는 방향으로 가압하고, 상기 패드플레이트에 작용하는 힘이 해제되면 탄성복원하여 상기 패드플레이트를 서로 멀어지는 방향으로 가압하는 스프링;
   상기 패드플레이트에 힘이 작용되어 상기 패드플레이트들이 서로 근접하는 방향으로 가압되는 경우, 상기 브레이크패드의 마모량이 증대됨에 따라서 스프링이 미리 정해진 수치 이상으로 탄성변형될 때, 상기 패드플레이트들이 탄성복원되어 서로 멀어지는 방향으로의 활주를 구속함으로써 상기 디스크와 상기 브레이크패드 사이의 간극을 감소시키도록 상기 스프링을 구속하는 스토퍼;
   상기 스프링은 절곡된 바(bar) 모양의 이형스프링이고,
   상기 스토퍼는 미리 정해진 수치 이상으로 탄성변형됐을 때 상기 스프링의 일부분이 기어치들 사이에 끼워져 구속되도록 다수개의 기어치들이 형성되고,
   상기 스토퍼에 의하여 상기 디스크와 상기 브레이크패드 사이의 간극이 감소되어 브레이크패드의 이동거리를 짧게함으로써, 운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때 제동감이 느껴지기까지의 시간을 감소시켜 운전자가 제동감 저하를 느끼지 않도록 하는 구성을 특징으로 하는 브레이크패드의 마모 보상 구조.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 스프링은 기어치들 사이에 끼워질 수 있는 평탄부를 중앙에 두고 상기 평탄부의 양측 각각에서 소정의 각도로 꺽여져 패드플레이트로 연결되도록 확장된 꺽임부가 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크패드의 마모 보상 구조.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기어치들은 스프링을 향하는 방향에 배치된 제1면과 상기 제1면의 반대쪽에 형성된 제2면을 갖고,
   기어골의 평면과 제1면 사이의 각(α)과 기어골의 평면과 제2면 사이의 각(β)은 90° 이하로 형성되되, 기어골의 평면과 제1면 사이의 각(α)은 기어골의 평면과 제2면 사이의 각(β) 보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크패드의 마모 보상 구조.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 기어골의 평면과 제1면 사이의 각(α)은 20° 내지 30° 범위에서 형성되고, 기어골의 평면과 제2면 사이의 각(β)은 35° 내지 50°범위에서 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크패드의 마모 보상 구조.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 패드플레이트 외부에 장착되는 캘리퍼하우징의 표면에는 걸림턱이 형성된 활주홈이 형성되고, 상기 스토퍼는 활주홈에 삽입되어 걸림턱에 의해 이탈이 방지되도록 양측에 걸림돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크패드의 마모 보상 구조.

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