KR102592879B1 - 탄성체와 비드를 이용한 유연 브레이크 패드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기둥 형상으로 형성되는 복수 개의 마찰 부재와, 마찰 부재의 평면 형상에 대응되는 판상으로 형성되어 마찰 부재의 하부에 결합되는 스터드 플레이트와, 스터드 플레이트의 하면에 제 1 방향의 중앙에서 제 2 방향으로 연장되는 바 형상이며, 돌출 높이가 제 2 방향의 중앙에서 전측과 후측으로 점진적으로 감소하도록 형성되는 스터드 유동 바와, 복수 개의 스터드 플레이트가 상부에 안착되는 백 플레이트와, 스터드 플레이트와 백 플레이트 사이에서 스터드 유동 바의 일측과 타측에 위치하는 유동 스프링 및 스터드 플레이트와 백 플레이트를 결합시키는 고정 수단을 포함하는 유연 브레이크 패드를 개시한다.

Description

탄성체와 비드를 이용한 유연 브레이크 패드{Flexible Brake Pad Using Elastic Body and Beads}
본 발명은 고속 철도용 유연 브레이크 패드에 관한 것이다.
고속 철도 차량에 사용되는 브레이크 패드는 일반적으로 복수 개의 마찰 부재, 마찰 부재를 지지하는 베이스 플레이트, 베이스 플레이트가 고정된 백 플레이트 및 백 플레이트의하면에 결합되어 브레이크 시스템에 장착되는 도브 테일을 포함한다. 상기 브레이크 패드는 고속 철도 차량의 차륜, 차축, 추진축 등에 고정되어 회전하는브레이크 디스크에 직접 접촉하여 마찰력을 발생시킴으로써 고속 철도 차량을 제동한다.
상기 브레이크 패드는 복수 개의 마찰 부재가 마찰 과정에서 동일한 압력으로 브레이크 디스크에 접촉되는 것이 중요하다. 상기 브레이크 패드는 백 플레이트를 통하여 제동에 필요한 압력이 인가되므로, 각각의 마찰 부재가 균일하게 브레이크 디스크에 접촉되는 것이 용이하지 않다. 상기 마찰 부재가 균일하게 접촉되지 않는 경우에,마찰 부재의 위치별로 마찰력의 차이와 이에 따른 국부적인 온도 상승 편차와 마모량 편차가 발생될 수 있다. 또한, 상기 브레이크 패드는 각각의 마찰 부재들 사이에 마모량등의 차이가 발생될 수 있다. 상기 브레이크 패드는 마찰 부재 별로 마모 정도의 차이가 발생되면서 수명이 단축되고 내구성이 저하되는 측면이 있다. 또한, 상기 브레이크 패드는 균일한 접촉이 더 어려워지면서 마찰 과정에서 소음이 증가되는 측면이 있다.
본 발명은 마찰 부재가 브레이크 디스크에 균일하게 접촉되는 유연 브레이크 패드를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 유연 브레이크 패드는 기둥 형상으로 형성되는 복수 개의 마찰 부재와, 상기 마찰 부재의 평면 형상에 대응되는 판상으로 형성되어 상기 마찰 부재의 하부에 결합되는 스터드 플레이트와, 상기 스터드 플레이트의 하면에 제 1 방향의 중앙에서 제 2 방향으로 연장되는 바 형상이며, 돌출 높이가 상기 제 2 방향의 중앙에서 전측과 후측으로 점진적으로 감소하도록 형성되는 스터드 유동 바와, 복수 개의 상기 스터드 플레이트가 상부에 안착되는 백 플레이트와, 상기 스터드 플레이트와 상기 백 플레이트 사이에서 상기 스터드 유동 바의 일측과 타측에 위치하는 유동 스프링 및 상기 스터드 플레이트와 백 플레이트를 결합시키는 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스터드 유동 바는 후측단부에서 하부로 돌출되는 유동 지지 돌기를 더 포함하고, 상기 백 플레이트는 상기 유동 지지 돌기에 대응되는 위치에 상면에서 하면으로 연장되어 형성되어 상기 유동 지지 돌기가 수용되는 유동 돌기 결합 홈을 더 포함하며, 상기 유동 지지 돌기는 하면이 상기 스터드 유동 바의 제 2 방향의 중앙 영역의 하면보다 더 하측으로 돌출하도록 형성되며, 상기 유동 돌기 결합 홈에 상하 이동이 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 스터드 플레이트는 하면에서 상기 유동 스프링의 위치에 대응되는 위치에 형성되는 스프링 지지 돌기를 포함하며, 상기 백 플레이트는 상면에서 하부 방향으로 소정 깊이로 형성되어 상기 유동 스프링을 수용하는 스프링 수용 홈을 포함하며, 상기 스프링 지지 돌기는 상기 유동 스프링의 내측에 결합될 수 있다.
또한, 상기 마찰 부재는 중앙 영역의 상면에서 하면으로 관통되는 마찰 부재 홀을 구비하고, 상기 스터드 플레이트는 중앙 영역의 상면에서 하면으로 관통되는 스터드 플레이트 홀을 구비하고, 상기 백 플레이트는 상기 스터드 플레이트 홀에 대응되는 위치에 백 플레이트 홀을 구비하며, 상기 고정 수단은 마찰 부재 홀을 관통하여 상기 스터드 플레이트 홀과 백 플레이트 홀에 결합되어 스터드 플레이트와 백 플레이트를 유동 가능하게 지지할 수 있다.
본 발명에 따른 유연 브레이크 패드는 유동 스프링에 의하여 마찰 부재의 마찰면과 수직인 방향 및 제 1 방향으로 마찰 부재가 유동되도록 하고, 압력이 증가하는 경우에 스터드 유동 바에 의하여 제 2 방향으로 마찰 부재가 유동되도록 하여 마찰 압력에 따라 마찰 부재가 브레이크 디스크에 보다 균일하게 접촉되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유연 브레이크 패드는 마찰 부재의 마찰면이 마찰 과정에서 브레이크 디스크에 균일하게 접촉되므로 온도 편차와 마모량 편차가 감소되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 브레이크 패드의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 브레이크 패드의 저면도이다.
도 3은 도 1의 A-A에 따른 수직 단면도이다.
도 4는 도 1의 B-B에 따른 수직 단면도이다.
도 5는 도 1의 스터드 플레이트의 저면도이다.
도 6은 도 5의 스터드 플레이트의 측면도이다.
도 7은 도 5의 C-C에 따른 수직 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 유연 브레이크 패드를 첨부된 도면을 통하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 브레이크 패드에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 브레이크 패드의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 브레이크 패드의 저면도이다. 도 3은 도 1의 A-A에 따른 수직 단면도이다. 도 4는 도 1의 B-B에 따른 수직 단면도이다. 도 5는 도 1의 스터드 플레이트의 저면도이다. 도 6은 도 5의 스터드 플레이트의 측면도이다. 도 7은 도 5의 C-C에 따른 수직 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유연 브레이크 패드(100)는, 도 1 내지 도 7을 참조하면, 마찰 부재(110)와 스터드 플레이트(120)와 스터드 유동 바(130)와 백 플레이트(140)와 유동 스프링(150) 및 고정 수단(160)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유연 브레이크 패드(100)는, 도브 테일(170)을 더 포함할 수 있다.
상기 유연 브레이크 패드(100)는 스터드 플레이트(120)와 스터드 유동 바(130)가 일체로 형성될 수 있다. 상기 유연 브레이크 패드(100)는 스터드 플레이트(120)와 스터드 유동 바(130)가 별개로 형성되어 결합될 수 있다. 또한, 상기 유연 브레이크 패드(100)는 백 플레이트(140)와 도브 테일(170)이 일체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 유연 브레이크 패드(100)는 백 플레이트(140)와 도브 테일(170)이 별개로 형성되어 서로 결합될 수 있다.
또한, 상기 유연 브레이크 패드(100)는 제동 과정에서 유동 스프링(150)에 의하여 마찰 부재(110)가 마찰 부재(110)의 마찰면과 수직인 방향 및 제 1 방향으로 유동되도록 하고, 스터드 유동 바(130)에 의하여 마찰 부재(110)가 제 2 방향으로 유동될 수 있다. 따라서, 상기 유연 브레이크 패드(100)는 마찰 압력에 따라 마찰 부재(110)가 브레이크 디스크에 보다 균일하게 접촉되도록 한다.
이하에서, 제 1 방향은 도 5에서 x축 방향을 의미하며, 일측과 타측을 의미할 수 있다. 또한, 제 2 방향은 도 5에서 y축 방향을 의미하며, 전측과 후측을 의미할 수 있다. 또한, 상기 제 2 방향은, 도 1에서, 유연 브레이크 패드(100)가 브레이크 디스크와 접촉할 때 브레이크 디스크의 회전 방향(r) 즉, 원주 방향에 대응되는 방향일 수 있다.
상기 마찰 부재(110)는 소정 높이를 갖는 기둥 형상으로 형성된다. 상기 마찰 부재(110)는 평면 형상이 대략 사다리꼴인 기둥으로 형성될 수 있으며, 다만, 여기서, 상기 마찰 부재(110)의 형상을 한정하는 것은 아니며 원 기둥, 삼각 기둥, 사각 기둥 또는 육각 기둥등과 같은 형상으로 형성될 수 있다. 상기 마찰 부재(110)는 브레이크 시스템의 사양과 유연 브레이크 패드(100)의 교체 주기에 따라 소정 높이와 면적으로 형성될 수 있다.
상기 마찰 부재(110)는 마찰 부재 홀(111)을 구비할 수 있다. 상기 마찰 부재 홀(111)은 마찰 부재(110)의 평면을 기준으로 중앙 영역에 형성되며, 바람직하게는 중심에 형성된다. 상기 마찰 부재 홀(111)은 마찰 부재(110)의 상면에서 하면으로 관통되는 소정 직경을 갖는 홀로 형성된다. 상기 마찰 부재 홀(111)은 스터드 플레이트(120)와 백 플레이트(140)를 결합하기 위한 마찰재 고정 수단(160)을 삽입하는데 필요한 경로를 제공할 수 있다.
또한, 상기 마찰 부재 홀(111)은 마찰 부재(110)의 마찰 과정에서 발생되는 입자들을 수용하여 마찰 부재(110)와 브레이크 디스크(미도시)의 마찰이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.또한, 상기 마찰 부재 홀(111)은 마찰 과정에서 발생되는 열이 발산되는 통로를 제공할 수 있다.
상기 마찰 부재(110)는 금속 재료로 형성되는 기지부와 기지부에 분산되며 마찰 특성을 조절하는 금속계 또는 세라믹계를 포함하는 마찰 조정제, 흑연과 같은 윤활제를 포함하여 형성된다. 상기 기지부와 마찰 조정재 및 윤활제는 브레이크 시스템용 유연 브레이크 패드(100)에 요구되는 마찰 특성, 내열성, 내구성 등 제반 특성을 고려하여 재료가 선택적으로 사용될 수 있으며, 여기서 재료의 성분을 한정하는 것은 아니다.
상기 마찰 부재(110)는 스터드 플레이트(120)의 상면에 접합되어 결합된다. 상기 마찰 부재(110)는 소정의 온도에서 소결되어 제조된다.
상기 스터드 플레이트(120)는 소정 두께를 갖는 판상으로 형성된다. 상기 스터드 플레이트(120)는 마찰 부재(110)의 평면 형상과 동일한 평면 형상으로 형성될 수 있다. 예들 들면, 상기 스터드 플레이트(120)는 대략 사다리꼴 판상으로 형성될 수 있다. 상기 스터드 플레이트(120)는 마찰 부재(110)의 개수에 대응되는 개수로 형성되며, 상면에 접합되는 마찰 부재(110)를 지지한다.
상기 스터드 플레이트(120)는 스터드 플레이트 홀(121)을 포함할 수 있다. 상기 스터드 플레이트 홀(121)은 스터드 플레이트(120)의 평면을 기준으로 중앙 영역에 형성된다. 상기 스터드 플레이트 홀(121)은 스터드 플레이트(120)의 상면에서 하면으로 관통되는 소정 직경을 갖는 홀로 형성된다. 상기 스터드 플레이트 홀(121)은 마찰 부재 홀(111)에 대응되는 위치에 형성되어 마찰 부재 홀(111)과 연결된다. 상기 스터드 플레이트 홀(121)은 스터드 플레이트(120)를 백 플레이트(140)에 고정하기 위한 고정 수단(160)이 관통하는 통로를 제공할 수 있다.
상기 스터드 플레이트(120)는 스프링 지지 돌기(122)를 포함할 수 있다. 상기 스프링 지지 돌기(122)는 스터드 플레이트(120)의 하면에서 하부 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 스프링 지지 돌기(122)는 스터드 유동 바(130)의 일측과 타측으로 이격되어 위치할 수 있다. 즉, 상기 스프링 지지 돌기(122)는 스터드 유동 바(130)를 중심으로 제 1 방향으로 이격되어 위치할 수 있다. 상기 스터드 플레이트(120)와 백 플레이트(140) 사이에 유동 스프링(150)이 위치할 때, 스프링 지지 돌기(122)는 스터드 플레이트(120)의 하면에서 유동 스프링(150)의 위치와 동일한 위치에 위치할 수 있다.
상기 스프링 지지 돌기(122)는 원기둥 또는 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 상기 스프링 지지 돌기(122)는 유동 스프링(150)의 두께보다 큰 높이로 형성될 수 있다. 상기 스프링 지지 돌기(122)는 유동 스프링(150)의 위치가 변동되지 않도록 지지할 수 있다.
상기 스터드 유동 바(130)는 스터드 플레이트(120)의 대략 하면에 제 1 방향의 중앙에서 제 2 방향을 따라 연장되는 바 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 스터드 유동 바(130)는 유동 지지 돌기(131)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 스터드 유동 바(130)는 돌출 높이가 제 2 방향의 중앙에서 전측과 후측으로 갈수록 점진적으로 감소되도록 형성될 수 있다. 상기 스터드 유동 바(130)는 하면이 제 2 방향의 중앙에서 외측으로 소정의 하면 곡률을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 스터드 유동 바(130)는 소정 폭으로 형성될 수 있다.
상기 스터드 유동 바(130)는 스터드 플레이트(120)의 전측 단부에 인접한 위치까지 연장될 수 있다. 또한, 상기 스터드 유동 바(130)는 스터드 플레이트(120)의 후측 단부에서 소정 거리로 이격되는 위치까지 연장될 수 있다. 상기 스터드 유동 바(130)는 하면이 스터드 플레이트(120)의 중앙에서 전측과 후측으로 곡면을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 스터드 유동 바(130)는 길이 방향으로 곡면을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 스터드 유동 바(130)는 측면에서 볼 때 하면이 제 2 방향을 따라 호 형상을 이루도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 스터드 유동 바(130)는 호 형상이 제 2 방향의 중심을 기준으로 대략 대칭을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 스터드 유동 바(130)는 하면이 제 1 방향으로 호 형상을 이루도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 스터드 유동 바(130)는 호 형상이 제 1 방향의 중심을 기준으로 대략 대칭을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 스터드 유동 바(130)는 스터드 플레이트(120)가 하부로 압입되어 형성될 수 있다. 상기 스터드 유동 바(130)는 스터드 플레이트(120)와 일체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 스터드 유동 바(130)는 별도의 부재가 스터드 플레이트(120)의 하면에 결합되어 형성될 수 있다.
한편, 상기 스터드 유동 바(130)가 스터드 플레이트(120)의 하부로 압입되어 형성되는 경우에 스터드 플레이트 홀(121)은 스터드 유동 바(130)에 형성될 수 있다. 또한, 상기 스터드 유동 바(130)가 별도의 부재로 형성되는 경우에, 스터드 플레이트 홀(121)은 스터드 플레이트(120)와 스터드 유동 바(130)를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 스터드 유동 바(130)는 스터드 플레이트(120)가 제동 과정에서 유동하는데 필요한 높이로 형성될 수 있다. 상기 스터드 유동 바(130)는 높이가 너무 낮으면 스터드 플레이트(120)를 유동시키는 정도가 작게 되어 제동 과정에서 마찰 부재(110)가 브레이크 디스크에 균일하게 접촉되지 않을 수 있다. 또한, 상기 스터드 유동 바(130)의 높이가 너무 높으면 스터드 플레이트(120)를 유동시키는 유동시키는 정도가 너무 크게 되어 제동 과정에서 마찰 부재(110)가 더 불균일하게 접촉되는 역 효과가 발생할 수 있다. 또한, 상기 스터드 유동 바(130)의 높이가 너무 높으면 유연 브레이크 패드(100)의 전체 높이가 한정되어 있으므로, 마찰 부재(110)와 하부 구조의 높이 설계에 제약을 받게 될 수 있다.
상기 스터드 유동 바(130)는 제동 과정에서 하면이 백 플레이트(140)의 상면에 접촉되면서 곡률에 따라 중앙과 외측이 상하 방향으로 유동하게 된다. 따라서, 상기 스터드 유동 바(130)는 제동 과정에서 마찰 부재(110)에 편하중이 가해질 때 스터드 플레이트(120)와 함께 곡률에 따라 상하 방향으로 유동하면서 마찰 부재(110)가 전체적으로 브레이크 디스크에 접촉되도록 할 수 있다.
또한, 상기 스터드 유동 바(130)는 평면을 기준으로 중심에서 제 2 방향을 따라 전측과 후측으로 연장되므로 스터드 플레이트(120)의 강도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 스터드 유동 바(130)는 제동 과정에서 마찰 부재(110)에 하중이 인가되는 경우에 스터드 플레이트(120)가 과도하게 변형되거나 소성 변형되는 것을 방지할 수 있다.
상기 유동 지지 돌기(131)는 스터드 유동 바(130)의 후측단부에서 스터드 플레이트(120)의 하부로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 유동 지지 돌기(131)는 구체적으로 도시하지 않았지만 스터드 유동 바(130)의 전측단부에도 형성될 수 있다. 상기 유동 지지 돌기(131)는 부분적으로 스터드 유동 바(130)와 겹치면서 스터드 플레이트(120)의 하면에 형성될 수 있다. 또한, 상기 유동 지지 돌기(131)는 스터드 유동 바(130)의 하면 또는 스터드 플레이트(120)의 하면과 겹치지 않고 스터드 플레이트(120)의 하면 또는 스터드 유동 바(130)의 하면에 형성될 수 있다.
상기 유동 지지 돌기(131)는 스터드 유동 바(130)의 최대 높이 즉, 제 2 방향의 중앙 영역의 높이보다 큰 높이로 형성될 수 있다. 즉, 상기 유동 지지 돌기(131)는 하면이스터드 유동 바(130)의 제 2 방향의 중앙 영역의 하면보다 더 하측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
상기 유동 지지 돌기(131)는 원 기둥 또는 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 유동 지지 돌기(131)는 수평 단면이 원형 또는 사각형으로 형성될 수 있다. 상기 유동 지지 돌기(131)는 반경이 스터드 유동 바(130)의 폭보다 작을 수 있다. 상기 유동 지지 돌기(131)는 제동 과정에서 마찰 부재(110)가 회전하는 것을 방지할 수 있다.
상기 백 플레이트(140)는 소정 두께를 갖는 판상으로 형성될 수 있다. 상기 백 플레이트(140)는 브레이크 시스템에서 요구하는 평면 형상과 두께로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 백 플레이트(140)는 전체적으로 부채꼴 형상의 절반에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 백 플레이트(140)는 부채꼴 형상을 이루도록 형성될 수 있다.상기 백 플레이트(140)는 복수 개의 스터드 플레이트(120)가 서로 이격되면서 안착되는데 필요한 면적을 갖는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 1을 참조하면, 상기 백 플레이트(140)는 5개의 스터드 플레이트(120)가 길이 방향과 폭 방향으로 이격되어 안착되는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 백 플레이트(140)는 상부에 위치하는 스터드 플레이트(120)와 스터드 유동 바(130)를 지지할 수 있다. 상기 스터드 플레이트(120)는 바람직하게는 스터드 유동 바(130)가 백 플레이트(140)의 원주 방향(r)과 대략 평행하도록 배치될 수 있다.
상기 백 플레이트(140)는 마찰 부재(110)가 압력을 받지 않을 때 상면이 스터드 유동 바(130)의 하면과 소정 높이로 이격될 수 있다. 또한, 상기 백 플레이트(140)는 상면이 제동 과정에서 마찰 부재(110)가 압력을 받을 때 스터드 유동 바(130)의 하면과 접촉되면서 스터드 유동 바(130)가 유동되도록 지지할 수 있다.
상기 백 플레이트(140)는 백 플레이트 홀(141)을 더 포함할 수 있다. 상기 백 플레이트 홀(141)은 복수 개가 백 플레이트(140)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성된다. 상기 백 플레이트 홀(141)은 스터드 플레이트(120)가 백 플레이트(140)의 상부에 위치할 때 스터드 플레이트 홀(121)과 동일한 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 백 플레이트 홀(141)은 스터드 플레이트(120)의 개수에 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 상기 백플레이트 홀(141)은 스터드 플레이트 홀(121)의 직경보다 큰 직경으로 형성될 수 있다. 상기 백플레이트 홀(141)은 마찰재 고정 수단(160)이 관통되어 결합되는 경로를 제공한다.
상기 백플레이트(140)는 하면에서 상부 방향으로 백 플레이트 홀(141)의 내주면에 백 플레이트 단턱(141a)이 형성될 수 있다. 상기 백 플레이트 단턱(141a)은 백 플레이트 홀(141)의 내주면에서 외측으로 큰 직경을 갖는 단턱으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 백 플레이트 단턱(141a)은 내경이 백 플레이트 홀(141)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 상기 백 플레이트 단턱(141a)은 백 플레이트(140)의 하면에서 상부 방향으로 소정 높이로 형성된다. 상기 백 플레이트 단턱(141a)은 고정 수단(160)의 하부가 안착되는 공간을 제공할 수 있다.
상기 백 플레이트(140)는 유동 돌기 결합 홈(142)을 더 포함할 수 있다. 상기 유동 돌기 결합 홈(142)은 백 플레이트(140)의 상면에서 하부 방향으로 소정 깊이로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 유동 돌기 결합 홈(142)은 유동 지지 돌기(131)의 상하 이동 거리보다 큰 깊이로 형성될 수 있다. 또한, 상기 유동 돌기 결합 홈(142)은 유동 지지 돌기(131)의 높이보다 큰 깊이로 형성될 수 있다.
상기 유동 돌기 결합 홈(142)은 백 플레이트(140)에서 스터드 플레이트(120)가 백 플레이트(140)의 상부에 위치할 때 유동 지지 돌기(131)의 위치와 동일한 위치에 형성될 수 있다. 상기 유동 돌기 결합 홈(142)은 제동 전에 유동 지지 돌기(131)와 결합될 수 있다. 이때, 상기 유동 지지 돌기(131)는 유동 돌기 결합 홈(142)에 상하 이동이 가능하게 결합될 수 있다. 상기 유동 돌기 결합 홈(142)은 제동 과정에서 스터드 플레이트(120)가 유동되면서 유동 지지 돌기(131)가 하부로 이동할 때 유동 지지 돌기(131)를 수용하여 가이드할 수 있다. 따라서, 상기 스터드 플레이트(120)는 위치를 이탈하지 않고 유동될 수 있다. 또한, 상기 스터드 플레이트(120)는 제동 과정에서 마찰 부재(110)의 중심을 기준으로 회전하지 않을 수 있다.
상기 백 플레이트(140)는 스프링 수용 홈(143)을 더 포함할 수 있다. 상기 스프링 수용 홈(143)은 백 플레이트(140)의 상면에서 하부 방향으로 소정 깊이로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 스프링 수용 홈(143)은 평면 형상이 원 형상을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 스프링 수용 홈(143)은 백 플레이트(140)에서 스터드 플레이트(120)가 백 플레이트(140)의 상부에 위치할 때 스프링 지지 돌기(122)의 위치에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 스프링 수용 홈(143)은 백 플레이트 홀(141)을 중심으로 일측과 타측에 위치할 수 있다. 또한, 상기 스프링 수용 홈(143)은 스터드 유동 바(130)를 중심으로 일측과 타측으로 이격되어 위치할 수 있다.
상기 스프링 수용 홈(143)은 유동 스프링(150)이 수용되는 공간을 제공할 수 있다. 상기 스프링 수용 홈(143)의 내경은 스프링 지지 돌기(122)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 스프링 수용 홈(143)의 내경은 유동 스프링(150)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 상기 스프링 지지 돌기(122)는 유동 스프링(150)의 내측에 결합될 수 있다. 또한, 상기 스프링 수용 홈(143)의 내경은 유동 스프링(150)이 최대로 압축될 때의 외경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 스프링 수용 홈(143)은 제동 과정에서 유동 스프링(150)이 압축될 때 필요한 공간을 제공할 수 있다.
또한, 상기 스프링 수용 홈(143)의 높이는 유동 스프링(150)의 높이보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 상기 스프링 수용 홈(143)은 유동 스프링(150)이 최대로 압축될 때 유동 스프링(150)의 내측 상단이 백 플레이트(140)의 상면으로 돌출되지 않도록 하는 높이로 형성될 수 있다.
상기 백 플레이트(140)는 스프링 돌기 이격 홈(144)을 더 포함할 수 있다. 상기 스프링 돌기 이격 홈(144)은 스프링 수용 홈(143)의 바닥면에서 하부 방향으로 소정 깊이로 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 스프링 돌기 이격 홈(144)은 스터드 플레이트(120)가 백 플레이트(140)의 상부에 위치할 때 스프링 지지 돌기(122)의 위치에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 또한, 상기 스프링 지지 돌기 결합 홈(144)은 스프링 지지 돌기(122)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 스프링 돌기 이격 홈(144)은 스프링 지지 돌기(122)의 하면보다 큰 크기로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 스프링 지지 돌기(122)가 원 기둥 형상으로 형성되는 경우에, 스프링 돌기 이격 홈(144)은 수평 단면이 원형이면서 직경이 스프링 지지 돌기(122)의 직경보다 크도록 형성될 수 있다. 상기 스프링 돌기 이격 홈(144)은 스프링 지지 돌기(122)의 상하 이동 거리보다 작은 깊이로 형성될 수 있다. 또한, 상기 스프링 돌기 이격 홈(144)는 스프링 지지 돌기(122)가 최대로 하강할 때 스프링 지지 돌기(122)의 하면이 바닥면에 접촉되지 않는 깊이로 형성될 수 있다.
상기 스프링 돌기 이격 홈(144)은 제동 과정에서 스프링 지지 돌기(122)의 하부가 스프링 수용 홈(143)의 바닥면과 이격되어 접촉되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 상기 스프링 돌기 이격 홈(144)은 제동 과정에서 스프링 지지 돌기(122)가 스프링 수용 홈(143)과 접촉되면서 발생될 수 있는 마찰음의 발생을 방지할 수 있다.
상기 유동 스프링(150)은 콘 형상의 스프링으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 유동 스프링(150)은 평면 형상이 링 형상이며, 소정의 높이와 내경 및 외경으로 형성될 수 있다. 상기 유동 스프링(150)은 중앙에서 외측 하부 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 상기 유동 스프링(150)은 내경으로부터 외주면으로 갈수록 하부로 경사지는 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 콘 형상은 원뿔 형상을 밑면에 평행인 평면으로 잘라서 생기는 두 입체도형 중 원뿔의 꼭지점을 포함하지 않는 쪽의 것과 잘린 면으로 이루어지는 도형의 형상을 의미할 수 있다. 상기 유동 스프링(150)은 바람직하게는 스프링강으로 형성되어 탄성력을 보유할 수 있다. 한편, 상기 유동 스프링(150)은 콘 형상의 스프링에 한정되는 것은 아니며, 코일 스프링과 같은 스프링으로 형성될 수 있다.
상기 유동 스프링(150)의 높이는 스프링 수용 홈(143)의 깊이보다 클 수 있다. 상기 유동 스프링(150)의 높이는 유동 스프링(150)이 압축되는 정도에 대응하여 결정될 수 있다. 상기 유동 스프링(150)의 높이는 유동 스프링(150)이 최대로 압축될 때 유동 스프링(150)의 내측 상단이 백 플레이트(140)의 상면으로 돌출되지 않는 높이로 형성될 수 있다.
상기 유동 스프링(150)의 외경은 스프링 수용 홈(143)의 내경보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 상기 유동 스프링(150)의 외경은 유동 스프링(150)이 최대로 압축될 때, 스프링 수용 홈(143)의 내경보다 작은 직경으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 유동 스프링(150)의 내경은 스프링 지지 돌기(122)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 유동 스프링(150)의 내경은 유동 스프링(150)이 최대로 압축될 때, 스프링 지지 돌기(122)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 유동 스프링(150)은 제동 전 또는 제동 과정에서 스프링 지지 돌기(122)와 스프링 수용 홈(143)의 사이에 삽입되어 지지되고 압축될 수 있다.
상기 유동 스프링(150)은 스터드 플레이트(120)에 형성되는 스프링 지지 돌기(122)에 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 상기 유동 스프링(150)은 스터드 플레이트(120)에 각각 2개씩 결합될 수 있다. 상기 유동 스프링(150)은 스터드 유동 바(130)의 일측과 타측에서 스터드 플레이트(120)의 하부에 위치할 수 있다.
상기 유동 스프링(150)은 스프링 수용 홈(143)에 수용되어 안착될 수 있다. 상기 유동 스프링(150)은 내측이 스프링 수용 홈(143)의 상부로 소정 높이로 돌출될 수 있다. 상기 유동 스프링(150)은 내측 상부가 스터드 플레이트(120)의 하면에 접촉되며, 외측 하부가 스프링 수용 홈(143)의 바닥면에 접촉될 수 있다.
상기 유동 스프링(150)은 스터드 플레이트(120)의 하면과 백 플레이트(140) 사이에서 스터드 유동 바(130)의 일측과 타측에 위치할 수 있다. 따라서, 스터드 플레이트(120)가 제 1 방향으로 유동될 때 스터드 플레이트(120)와 마찰 부재(110)를 탄성적으로 지지할 수 있다. 따라서, 상기 유동 스프링(150)은 브레이크 시스템의 제동 과정에서 브레이크 디스크와 마찰 부재(110)에 가해지는 하중에 대하여 마찰 부재(110)가 탄성력을 갖도록 지지한다. 상기 유동 스프링(150)은 마찰 부재(110)에 인가되는 압력이 증가하면 높이가 스프링 수용 홈(143)의 깊이와 동일해지면서 유동성이 감소될 수 있다.
상기 유동 스프링(150)은 콘 형상으로 형성되므로 마찰 부재(110)에 인가되는 압력의 방향에 따라 변형될 수 있다. 따라서, 상기 유동 스프링(150)은 제동 과정에서 복수 개의 마찰 부재(110)의 위치별로 인가되는 하중이 상이한 경우에 마찰 부재(110)의 표면이 브레이크 디스크의 표면에 대하여 전체적으로 균일하게 접촉되도록 마찰 부재(110)를 유동시킬 수 있다. 따라서, 상기 유연 브레이크 패드(100)는 각 마찰 부재(110)가 전체적으로 브레이크 디스크에 접촉되어 균일한 마찰력을 발생시키게 되며, 마찰 부재(110)와 브레이크 디스크의 국부적인 마찰과 마모를 방지할 수 있다.
상기 고정 수단(160)은 스터드 플레이트(120)의 스터드 플레이트 홀(121)과 백 플레이트(140)의 백 플레이트 홀(141)을 관통하여 스터드 플레이트(120)와 백 플레이트(140)에 결합될 수 있다. 즉, 상기 고정 수단(160)은 스터드 플레이트(120)와 백 플레이트(140)를 결합시킬 수 있다. 상기 고정 수단(160)은 스터드 플레이트(120)의 개수에 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 상기 고정 수단(160)은 각각의 스터드 플레이트(120)를 백 플레이트(140)에 유동 가능하게 결합시킬 수 있다.
상기 고정 수단(160)은 리벳과 같은 수단으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 고정 수단(160)은 스터드 플레이트(120)의 상면에서 일부가 외측으로 변형되면서 상부 고정 턱(161)을 형성할 수 있다. 상기 상부 고정 턱(161)은 고정 수단(160)이 스터드 플레이트(120)의 상부에 결합되도록 할 수 있다. 또한, 상기 고정 수단(160)은 백 플레이트(140)의 하면에서 외측으로 변형되면서 하부 고정 턱(162)을 형성할 수 있다. 상기 하부 고정 턱(162)은 백 플레이트 단턱(141a)의 내부에 위치할 수 있다.
상기 도브 테일(170)은 서로 평행한 2개의 막대 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 도브 테일(170)은 2개의 막대의 양단부가 서로 연결되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 도브 테일(170)은 백 플레이트(140)의 하면에 결합된다. 상기 도브 테일(170)은 백 플레이트(140)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 도브 테일(170)은 백 플레이트(140)와 한 몸체로 가공되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 도브 테일(170)은 별도로 가공되어 백 플레이트(140)에 용접 등의 방법으로 결합 될 수 있다.
상기 도브 테일(170)은 도면에 도시된 형상으로 한정되지 않으며, 유연 브레이크 패드(100)가 사용되는 브레이크 시스템의 캘리퍼(미도시)의 형상에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 브레이크 패드의 작용에 대하여 설명한다.
상기 유연 브레이크 패드(100)는, 제동 초기에 상대적으로 저압이 마찰 부재(110)에 인가되는 경우에, 스터드 유동 바(130)의 양측에 위치하는 2개의 유동 스프링(150)이 탄성적으로 변형되면서 스터드 플레이트(120)와 마찰 부재(110)를 하중이 인가되는 방향에 따라 유동시킬 수 있다. 상기 마찰 부재(110)가 브레이크 디스크의 원주 방향에 수직인 방향으로 유동하는 경우에, 유동 스프링(150)은 탄성적으로 변형되면서 마찰 부재(110)를 탄성적으로 지지할 수 있다.
또한, 상기 유연 브레이크 패드(100)는 제동 과정에서 상대적으로 고압이 마찰 부재(110)에 인가되는 경우에, 유동 스프링(150)은 스프링 수용 홈(143)의 높이까지 변형된 후에 추가 변형이 최소화될 수 있다. 또한, 상기 스터드 유동 바(130)가 백 플레이트(140)의 상면에 접촉하여 유동되면서 스터드 플레이트(120)와 마찰 부재(110)를 하중이 인가되는 방향에 따라 유동시킬 수 있다.
따라서, 상기 마찰 부재(110)는 표면이 브레이크 디스크의 표면에 대하여 전체적으로 균일하게 접촉될 수 있다. 또한, 상기 복수 개의 마찰 부재(110)는 제동 과정에서 위치에 따라 가해지는 하중이 상이한 경우에도 각각의 표면이 브레이크 디스크의 표면에 대하여 전체적으로 균일하게 접촉될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 실시 가능한 다양한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함 물론, 균등한 다른 실시예의 구현이 가능하다.
100: 유연 브레이크 패드
110: 마찰 부재 111: 마찰 부재 홀
120: 스터드 플레이트 121: 스터드 플레이트 홀
122: 스프링 지지 돌기
130: 스터드 유동 바 131: 유동 지지 돌기
140: 백 플레이트
141: 백 플레이트 홀 141a: 백 플레이트 단턱
142: 유동 돌기 결합 홈 143: 스프링 수용 홈
144: 스프링 돌기 이격 홈
150: 유동 스프링 160: 고정 수단
161: 상부 고정 턱 162: 하부 고정 턱
170: 도브 테일

Claims (4)

  1. 기둥 형상으로 형성되는 복수 개의 마찰 부재와,
    상기 마찰 부재의 평면 형상과 동일한 평면 형상의 판상으로 형성되어 상기 마찰 부재의 하부에 결합되는 스터드 플레이트와,
    상기 스터드 플레이트의 하면에 제 1 방향의 중앙에서 제 2 방향으로 연장되는 바 형상이며, 돌출 높이가 상기 제 2 방향의 중앙에서 전측과 후측으로 점진적으로 감소하도록 형성되는 스터드 유동 바와,
    복수 개의 상기 스터드 플레이트가 상부에 안착되는 백 플레이트와,
    상기 스터드 플레이트와 상기 백 플레이트 사이에서 상기 스터드 유동 바의 일측과 타측에 위치하는 유동 스프링 및
    상기 스터드 플레이트와 백 플레이트를 결합시키는 고정 수단을 포함하며,
    상기 스터드 유동 바는 후측단부에서 하부로 돌출되는 유동 지지 돌기를 더 포함하고,
    상기 백 플레이트는 상기 유동 지지 돌기와 동일한 위치에 상면에서 하면으로 연장되도록 형성되어 상기 유동 지지 돌기가 수용되는 유동 돌기 결합 홈을 더 포함하며,
    상기 유동 지지 돌기는 하면이 상기 스터드 유동 바의 제 2 방향의 중앙 영역의 하면보다 더 하측으로 돌출하도록 형성되며, 상기 유동 돌기 결합 홈에 상하 이동이 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 유연 브레이크 패드.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스터드 플레이트는 하면에서 상기 유동 스프링의 위치와 동일한 위치에 형성되는 스프링 지지 돌기를 포함하며,
    상기 백 플레이트는 상면에서 하부 방향으로 소정 깊이로 형성되어 상기 유동 스프링을 수용하는 스프링 수용 홈을 포함하며,
    상기 스프링 지지 돌기는 상기 유동 스프링의 내측에 결합되는 것을 특징으로 하는 유연 브레이크 패드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰 부재는 중앙 영역의 상면에서 하면으로 관통되는 마찰 부재 홀을 구비하고,
    상기 스터드 플레이트는 중앙 영역의 상면에서 하면으로 관통되는 스터드 플레이트 홀을 구비하고,
    상기 백 플레이트는 상기 스터드 플레이트홀과 동일한 위치에 백 플레이트 홀을 구비하며,
    상기 고정 수단은 마찰 부재 홀을 관통하여 상기 스터드 플레이트 홀과 백 플레이트 홀에 결합되어 스터드 플레이트와 백 플레이트를 유동 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 유연 브레이크 패드.
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