KR102623299B1 - 휠 엔드 브레이크 패드 마모 센서 - Google Patents
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Abstract
디스크 브레이크 안의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리는, 회전 축을 중심으로 하는 샤프트와의 회전을 위해 디스크 브레이크의 캘리퍼의 조정 메커니즘의 샤프트의 한쪽 단부에 결합되는 제 1 단부, 및 샤프트 익스텐션을 정의하는 제 2 단부를 포함한다. 센서는 샤프트 익스텐션의 회전의 정도를 표시해주는 신호를 발생시키며, 신호는 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 표시해준다. 센서는, 회전 축을 중심으로 하는 샤프트 익스텐션의 회전에 응답하여 회전 축으로부터 오프셋되어 있는 오프셋 축을 중심으로 하는 회전을 위하여 구성되어 있으면서 샤프트 익스텐션에 결합되어 있는 바디, 및 오프셋 축을 중심으로 하는 바디의 회전에 대해 응답하는 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 측정 디바이스를 포함한다. 하우징은 센서를 둘러싸고 있다.
Description
본 발명은 차량 브레이크에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 차량 디스크 브레이크 안의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리, 및 센서 어셈블리를 디스크 브레이크에 조립하는 방법에 관한 것이다.
종래의 디스크 브레이크는 차량 휠 어셈블리에 부착되도록 구성되어 있는 브레이크 패드 캐리어를 포함한다. 상기 캐리어는 휠 어셈블리의 로터의 반대쪽 측면들 상에 배치되어 있는 브레이크 패드들을 지지한다. 디스크 브레이크는 상기 캐리어 상에 장착되는 캘리퍼를 더 포함한다. 캘리퍼는 로터의 양쪽 측면들 상에 배치되는 부분들을 갖춘 바디를 가진다. 브레이크 액추에이터의 움직임은, 로터의 기판내 측면에 기대어 브레이크 패드에 힘을 가하기 위해서 기판내 브레이크 패드를 향하여 캘리퍼 바디의 기판내 부분 내부에 수납되어 있는 작동 메커니즘(actuating mechanism)의 움직임을 유발한다. 브레이크 액추에이터의 동일한 움직임은, 캘리퍼 바디의 기판외 부분을 기판외 브레이크 패드와 맞물림 상태가 되게 하면서 로터의 기판외 측면에 기대어 브레이크 패드에 힘을 가하기 위해서, (작동 메커니즘의 움직임의 방향 반대쪽에 해당하는) 제 2 방향으로 캘리퍼 바디의 움직임을 유발한다.
시간이 지나면, 디스크 브레이크 안의 브레이크 패드는 마모를 겪는다. 브레이크 패드의 포지션이 이러한 마모를 보상하도록 조정되지 않는 경우라면, 로터와 브레이크 패드 사이의 거리는 증가할 것이다. 거리에서의 이러한 증가는 브레이크에 적용하는데 요구되는 힘과 브레이크에 적용하는데 요구되는 시간을 증가시킨다. 그러므로, 종래의 디스크 브레이크는 마모에 응답하여 브레이크 패드의 포지션을 자동적으로 조정하는 메커니즘을 포함한다. 다른 이유들 중에서도 차량의 안전한 조작과 유지보수 일정관리를 위하여 브레이크 패드 마모의 범위를 아는 것이 유익하다. 브레이크 패드 포지션의 자동적인 조정을 채택하는 디스크 브레이크에 있어서, 브레이크 패드 마모의 범위가 차량 조작자에게 언제나 눈에 띄는 것은 아니다. 따라서, 브레이크 패드 마모 센서는 차량 조작자와 다른 사람들에게 브레이크 패드 마모의 표시를 제공하기 위해서 개발되어 왔다. 일부 종래의 센서는 브레이크 패드 안에 매립되어 있고, 상기 센서가 로터에 접촉하는 지점까지 브레이크 패드가 마모되는 경우 청각적 소음이나 전기적 신호를 발생시킨다. 그러나, 이러한 센서는 브레이크 패드가 마모될 때마다 폐기되거나 교체되어야만 한다. 다른 종래의 센서는, 브레이크 패드 상에서의 마모를 명시할 수 있는 브레이크의 하나 이상의 구성요소들의 포지션에서의 변화를 감지한다. 이러한 포지션 센서들 중 일부는 브레이크 패드에 근접하여 장착되고, 설치하기가 어려우면서 손상을 받기 쉽다. 다른 포지션 센서는, 마모를 수반하는 브레이크 패드의 포지션을 조정하는데 사용되는 메커니즘과 같은, 브레이크 패드로부터 거리를 두고 있는 구성요소의 포지션을 감지한다. 그러나, 이러한 센서는 통상적으로 캐리퍼에 일체형으로 되어 있다. 그 결과로서, 센서의 고장은 전체 캘리퍼의 교체나 어려운 수리를 필요로 한다. 추가로, 이러한 센서를 통합하기 위해서 차량 조작자가 현재하는 캘리퍼를 개조하는 것이 가능하지 않다.
본 발명의 발명자들은, 위에서 확인되는 하나 이상의 결점들을 최소화할 수 있는 그리고/또는 없앨 수 있는 차량 디스크 브레이크 안의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리의 요구를 인식해 왔었다.
본 발명은 차량 브레이크에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 차량 디스크 브레이크 안의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리, 및 센서 어셈블리를 디스크 브레이크에 조립하는 방법에 관한 것이다.
일 실시예에 따라 디스크 브레이크 안의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리는, 회전 축을 중심으로 하는 샤프트와의 회전을 위해 디스크 브레이크의 캘리퍼의 조정 메커니즘(adjustment mechanism 또는 adjusting mechanism)의 샤프트의 한쪽 단부에 결합하기 위하여 구성되어 있는 제 1 단부를 포함하는 샤프트 익스텐더를 포함한다. 샤프트 익스텐더(shaft extender)의 제 2 단부는 샤프트 익스텐션(shaft extension; 샤프트 연장부)을 정의한다. 센서 어셈블리는 샤프트 익스텐션의 회전의 정도를 표시해주는 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 센서를 더 포함한다. 신호는 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 표시해준다. 센서는, 회전 축을 중심으로 하는 샤프트 익스텐션의 회전에 응답하여 회전 축으로부터 오프셋되어 있는 오프셋 축을 중심으로 하는 회전을 위하여 구성되어 있으면서 샤프트 익스텐션에 결합되어 있는 바디를 포함한다. 센서는 오프셋 축을 중심으로 하는 바디의 회전에 대해 응답하는 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 측정 디바이스를 더 포함한다. 센서 어셈블리는 센서를 둘러싸도록 구성되어 있는 하우징을 포함한다.
일 실시예에 따라 디스크 브레이크 안의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리를 디스크 브레이크에 조립하는 방법은, 소정의 포지션으로 샤프트를 포지션조정하기 위해서 회전 축을 중심으로 하여 디스크 브레이크의 캘리퍼의 조정 메커니즘의 샤프트를 회전시키는 단계를 포함한다. 방법은, 샤프트의 제 1 단부로부터 쉬어 어댑터를 제거하는 단계를 추가로 포함한다. 방법은, 디스크 브레이크와 센서 어셈블리를 정렬하는 단계를 추가로 포함하다. 센서 어셈블리는, 회전 축을 중심으로 하는 샤프트와의 회전을 위한 조정 메커니즘의 샤프트의 한쪽 단부에 결합하기 위하여 구성되어 있는 제 1 단부, 및 샤프트 익스텐션을 정의하는 제 2 단부를 포함하는 샤프트 익스텐더를 포함한다. 센서 어셈블리는 샤프트 익스텐션의 회전의 정도를 표시해주는 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 센서를 더 포함한다. 신호는 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 표시해준다. 센서는 회전 축을 중심으로 하는 샤프트 익스텐션의 회전에 응답하여 회전 축으로부터 오프셋되어 있는 오프셋 축을 중심으로 하는 회전을 위하여 구성되어 있으면서 샤프트 익스텐션에 결합되어 있는 바디, 및 오프셋 축을 중심으로 하는 바디의 회전에 대해 응답하는 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 측정 디바이스를 포함한다. 센서 어셈블리는 센서를 둘러싸도록 구성되어 있는 하우징을 더 포함한다. 방법은, 센서 어셈블리의 샤프트 익스텐더가 조정 메커니즘의 샤프트의 한쪽 단부에 결합되도록, 캘리퍼에 대하여 회전 축을 따라 센서 어셈블리를 움직이는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명에 따라 디스크 브레이크 안의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리, 및 센서 어셈블리를 디스크 브레이크에 조립하기 위한 방법은, 종래의 브레이크 패드 마모 센서들 및 조립 방법들과 비교하여 개선을 보여준다. 브레이크 패드 안에 매립되는 종래의 센서들과 달리, 본 개시사항에 따르는 센서는 브레이크 패드가 교체될 때마다 교체를 필요로 하지 않는다. 게다가, 종래의 포지션 센서들과 달리, 본 개시사항에 따르는 센서는 손상이 덜 일어날 것 같은 위치에 장착되어 있고, 센서가 수리나 교체를 위하여 용이하게 접근될 수 있으면서 현재하는 브레이크 캘리퍼 상에 설치될 수 있는 방식으로 구성되어 있다.
본 발명의 선행하는 그리고 다른 양태들, 특징들, 세부사항들, 활용들 및 이점들은, 다음에 오는 구체적인 내용과 청구범위를 읽는 것으로부터 그리고 첨부의 도면들을 검토하는 것으로부터 자명할 것이다.
도 1은, 차량 휠 엔드 어셈블리에 장착되는, 본 교시사항들 중 일 실시예에 따르는 디스크 브레이크에 관한 사시도이다.
도 2는 도 1의 디스크 브레이크의 일 부분에 관한 부분 단면도이다.
도 3 내지 도 4는, 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 마모 센서 어셈블리의 일 실시예에 관한 사시도들이다.
도 5는 도 3 내지 도 4의 마모 센서 어셈블리에 관한 사시도로서, 센서 어셈블리의 하우징의 하나의 부재가 제거되어 있다.
도 6은 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크가 장착되어 있는 도 3 내지 도 5의 마모 센서 어셈블리의 단면도이다.
도 7은 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 마모 센서 어셈블리의 또 다른 실시예에 관한 사시도이다.
도 8은 도 7의 마모 센서 어셈블리에 관한 사시도로서, 센서 어셈블리의 하우징의 하나의 부재가 제거되어 있다.
도 9는 도 7의 마모 어셈블리의 하우징의 하나의 부재의 일 부분에 관한 사시도이다.
도 10은 도 3 내지 도 4의 마모 센서 어셈블리에 관한 사시도로서, 센서 어셈블리의 하우징의 하나의 부재가 제거되어 있다.
도 11은 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크 상에 장착되어 있는 도 7 내지 도 10의 마모 센서 어셈블리에 관한 단면도이다.
도 12는, 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크 상에 장착되어 있는 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크의 디스크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 마모 센서 어셈블리의 또 다른 실시예에 관한 사시도이다.
도 13 내지 도 14는 도 12의 마모 센서 어셈블리에 관한 분해 사시도이다.
도 15는 도 12의 마모 센서 어셈블리의 일 부분에 관한 사시도이다.
도 16은, 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크 상에 장착되어 있는 도 12의 마모 센서 어셈블리에 관한 단면도이다.
도 2는 도 1의 디스크 브레이크의 일 부분에 관한 부분 단면도이다.
도 3 내지 도 4는, 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 마모 센서 어셈블리의 일 실시예에 관한 사시도들이다.
도 5는 도 3 내지 도 4의 마모 센서 어셈블리에 관한 사시도로서, 센서 어셈블리의 하우징의 하나의 부재가 제거되어 있다.
도 6은 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크가 장착되어 있는 도 3 내지 도 5의 마모 센서 어셈블리의 단면도이다.
도 7은 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 마모 센서 어셈블리의 또 다른 실시예에 관한 사시도이다.
도 8은 도 7의 마모 센서 어셈블리에 관한 사시도로서, 센서 어셈블리의 하우징의 하나의 부재가 제거되어 있다.
도 9는 도 7의 마모 어셈블리의 하우징의 하나의 부재의 일 부분에 관한 사시도이다.
도 10은 도 3 내지 도 4의 마모 센서 어셈블리에 관한 사시도로서, 센서 어셈블리의 하우징의 하나의 부재가 제거되어 있다.
도 11은 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크 상에 장착되어 있는 도 7 내지 도 10의 마모 센서 어셈블리에 관한 단면도이다.
도 12는, 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크 상에 장착되어 있는 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크의 디스크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 마모 센서 어셈블리의 또 다른 실시예에 관한 사시도이다.
도 13 내지 도 14는 도 12의 마모 센서 어셈블리에 관한 분해 사시도이다.
도 15는 도 12의 마모 센서 어셈블리의 일 부분에 관한 사시도이다.
도 16은, 도 1 내지 도 2의 디스크 브레이크 상에 장착되어 있는 도 12의 마모 센서 어셈블리에 관한 단면도이다.
이어서 도면들을 참조하면, 여기에서 유사한 부재번호는 다양한 도면들에서의 똑같은 구성요소들을 확인하는데 사용되고, 도 1에는 본 교시사항들 중 일 실시예에 따르는 디스크 브레이크를 통합하고 있는 휠 엔드 어셈블리(wheel end assembly)(20)가 도시되어 있다. 어셈블리(20)는 특히 트럭, 트레일러 및 버스와 같은 대형 상용 차량들 상에서의 사용을 위하여 구성되어 있지만, 어셈블리(20)가 폭넓은 여러 가지의 차량들 상의 적용처를 찾을 수 있다는 점을 알 수 있다. 어셈블리(20)는 휠 허브(22), 로터(24) 및 디스크 브레이크(26)를 포함할 수 있다.
휠 허브(22)는 차량의 액슬 상에 차량 휠을 장착하기 위하여 제공되어 있다. 도시된 실시예에서, 허브(22)는 차량의 스티어 액슬과의 사용을 위하여 구성되어 있다. 그러나, 허브(22)가 이를 대신하여 드라이브 액슬 또는 트레일러 액슬과의 사용을 위하여 구성될 수 있다는 점을 알 수 있다. 허브(22)는, 허브(22)가 액슬에 대하여 회전하는 것을 허용하는 베어링들과 스터브 액슬을 수용하도록 구성되어 있는 중심 보어를 정의할 수 있다. 허브(22)는 또한 바깥쪽을 향하여 뻗어 있는 복수의 볼트(28)들을 포함하는데, 복수의 볼트들 상에는 횔이 허브(22)와의 회전을 위하여 장착될 수 있다.
로터(24)는 휠의 회전과 차량의 움직임을 늦추거나 정지시키도록 차량 휠 안에 제동 토크를 만들어내기 위해서 브레이크(26)와 함께 작업한다. 로터(24)는 철을 포함하는 여러 가지 금속들 및 금속 합금들로부터 만들어질 수 있다. 로터(24)는 그 형상이 환형이고, 휠 허브(22) 상에 장착하기 위하여 구성되어 있다. 로터(24)는 종래의 패스너를 사용하여 허브(22)에 고정될 수 있다. 이를 대신하여, 로터(24)는 허브(22)의 반경방향 외측 장착 표면 상에서 짝을 이루는 스플라인들에 맞물리도록 구성되어 있는 반경방향 내주 안에 복수의 스플라인들을 정의할 수 있다. 스페이서(spacer)들과 패스너(fastener)들을 포함하는 추가적인 하드웨어는 허브(22) 상에 로터(24)의 포지션을 유지하는데 사용될 수 있다. 로터(24)는 제동 토크를 허브(22) 쪽으로 전송하고, 허브는 차례로 그 토크를 차량 휠 쪽으로 전송한다. 로터(24)는, 제동 동안 공기 속에서 발생되는 로터로부터의 열을 분산시킬 때의 사용을 위하여 로터의 표면적을 증가시키기 위해서 웹(web)들에 의해 연결되어 있는 한 쌍의 제동 디스크들을 포함할 수 있고, 이로써 열 변형을 최소화할 수 있고 열 응력 내구성을 최적화할 수 있다.
디스크 브레이크(26)는 하나 이상의 차량 휠들의 회전을 늦추거나 멈추도록 로터(24)에 제동 토크를 적용하기 위해서 제공되어 있다. 디스크 브레이크(26)는 특히 대형 차량들 상에서의 사용을 위하여 제작되어 있고, 드라이브 액슬들, 스티어 액슬들 또는 트레일러 액슬들 상에 장착되어 있는 휠들과 사용될 수 있다. 그러나, 브레이크(26)가 폭넓은 여러 가지의 차량들 상에서 사용되거나 비차량용 적용처들에서 사용될 수도 있다는 점을 알 수 있다. 브레이크(26)는 브레이크 패드 캐리어(30), 브레이크 패드들(32, 34), 액추에이터(36) 및 캘리퍼(38)를 포함한다. 본 교시사항들에 따르면, 브레이크(26)는 이하에서 더욱 상세하게 기술되어 있는 바와 같이 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리를 더 포함할 수 있다.
캐리어(30)는 브레이크 패드들(32, 34)을 지지하기 위해서 제공되어 있다. 캐리어(30)는 또한 브레이크(26)의 작동 동안 원주방향 하중들을 흡수하고, 이러한 하중들을 앵커 플레이트(미도시)를 통해 액슬 쪽으로 전가하는데, 앵커 플레이트 상에는 캐리어(30)가 장착되고 앵커 플레이트를 통해 액슬이 뻗어 있다. 캐리어(30)는, 브레이크 패드들(32, 34)을 지지하면서 브레이크 패드들(32, 34)을 로터(24)의 기판내 측면과 기판외 측면 상에 위치시키도록 구성되어 있는 바디를 가진다.
브레이크 패드들(32, 34)은 로터(24), 궁극적으로는 차량 휠의 회전을 늦추도록 로터(24)와의 맞물림 동안 마찰을 발생시키기 위해서 제공되어 있다. 브레이크 패드들(32, 34)은 캐리어(30) 상에 지지되어 있으며, 브레이크 패드(32)는 로터(24)의 기판내 측면 상에 배치되어 있고, 브레이크 패드(34)는 로터(24)의 기판외 측면 상에 배치되어 있다. 각각의 브레이크 패드(32, 34)는 로터(24)에 맞물리도록 구성되어 있는 마찰 재료(friction material), 마찰 재료를 지지하면서 브레이크의 작동 메커니즘에 의해 맞물려 있는 백킹 플레이트(backing plate), 및 백킹 플레이트에 마찰 재료를 결합하는 접합 재료(bonding material)를 포함할 수 있다. 브레이크 패드들(32, 34)은 스프링들(미도시)을 이용하여 캐리어(30) 상에 보유될 수 있다.
액추에이터(36)는 브레이크(26)의 작동을 제어하기 위해서 제공되어 있다. 도시된 실시예에서, 액추에이터(36)는 공압식 서비스 액추에이터(pneumatic service actuator)를 구비한다. 그러나, 액추에이터(36)가 파킹 브레이크(parking brake)와 서비스 브레이크(service brake) 양자 모두로서 브레이크(26)를 조작하도록 구성되어 있는 액추에이터들을 포함하는 여러 가지의 형태들을 취하고 있을 수 있다는 점을 알 수 있다. 액추에이터(36)는, 브레이크(26)를 적용하거나 해제하도록 캘리퍼(38) 쪽으로 힘을 전송하기 위하여 유체 압력과 스프링들에 의해 발생되는 힘들에 응답하여 축을 따라 움직이는 푸시로드(미도시)를 포함할 수 있다.
캘리퍼(38)는 액추에이터(36) 안에 있는 푸시로드의 적용된 포시션 쪽으로의 움직임에 응답하여 로터(24)와 맞물림상태가 되도록 패드들(32, 34)을 밀어내기 위해서 제공되어 있다. 도 2를 참조하면, 캘리퍼(38)는, 캐리어(30)에 대한 캘리퍼(38)의 움직임을 용인하면서 캘리어(30)에 캘리퍼(38)를 겹합하기 위한 부싱(42)들, 가이드 핀(44)들 및 패스너(46)들과 같은 수단 및 바디(40)를 포함한다. 캘리퍼(38)는 로터(24)의 기판내 측면을 향하여 기판내 브레이크 패드(32)를 밀어내기 위한 브릿지(48)와 같은 수단, 및 액추에이터 푸시로드의 움직임에 응답하여 바디(40)와 브릿지(48)의 움직임을 유발하기 위한 레버(50)와 같은 수단을 더 포함한다. 캘리퍼(38)는, 브레이크 스트로크를 유지하면서 브레이크 패드들(32, 34) 상의 마모를 보상하도록 브레이크 패드들(32, 34)의 포지션을 조정하기 위한 조정 메커니즘(52)과 같은 수단을 더 포함한다. 본 교시사항들에 따르면, 캘리퍼(38)는 이하에서 더욱 상세하게 기술되어 있는 바와 같이 브레이크 패드들(32, 34) 상의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리(54) 또한 포함한다.
바디(40)는 캘리퍼(38)의 다른 구성요소들을 위한 구조적 지지를 제공하고, 외래 대상들과 요소들로부터의 그러한 구성요소들을 보호한다. 바디(40)는 또한 로터(24)의 기판외 측면에 기대어 기판외 브레이크 패드(34)를 밀어내기 위한 수단을 제공한다. 도시된 실시예에서, 바디(40)는 스크루, 볼트, 용접 또는 접착제와 같은 종래의 패스너를 이용하여 함께 결합될 수 있는 몇몇 부재들(40A, 40B, 40C)을 포함한다. 바디(40)의 부재(40A)는 로터(24)의 기판내 측면 상에 배치되어 있고, 브릿지(48), 레버(50), 및 로터(24)에 기대어 브레이크 패드(32)를 밀어내는데 사용되는 다른 구성요소들을 수납하고 있다. 부재(40A)는 또한 브레이크 액추에이터(36)를 지지하도록 구성되어 있고, 보어를 정의하는데, 그 보어를 통해 액추에이터(36)의 푸시로드가 레버(50)에 접촉하도록 뻗어 있다. 브레이크(26)의 적용 동안 액추에이터(36)에 의한 레버(50)의 움직임에 응답하여, 브릿지(48)는 도 2에서 좌측으로 움직이게 되고, 로터(24)의 기판내 측면을 향하여 그리고 로터(24)의 기판내 측면과 맞물림 상태가 되도록 기판내 브레이크 패드(32)를 밀어낸다. 부재(40B)는 부재(40A)에 결합되어 있고, 부재(40B)의 일 부분은 로터(24)의 아우보드 측면 상에 배치되어 있다. 브레이크(26)의 적용 동안 액추에이터(36)에 의한 레버(50)의 움직임에 응답하여, 바디(40)는 도 2에서 우측으로 움직이게 되고, 부재(40B)는 로터(24)의 기판외 측면을 향하여 로터(24)의 기판외 측면과 맞물림 상태가 되도록 기판외 브레이크 패드(34)를 밀어낸다. 부재(40C)는 부재(40A)에 결합되어 있고, 조정 메커니즘(52)의 일정한 구성요소들을 위한 커버로서 역할한다.
부싱(42)들, 가이드 핀(44)들 및 볼트(46)들은, 캐리어(30)에 대한 캘리퍼(38)의 움직임을 용인하면서 캐리어(30)에 캘리퍼(38)를 결합하기 위한 수단을 제공한다. 캘리퍼(38)의 바디(40)의 부재(40B)는 보어들을 정의하는데, 보어들은 차량 휠의 회전 축에 대해 평행한 방향으로 캐리어(30) 안의 보어들과 정렬되어 있고, 그 안에 부싱(42)들, 가이드 핀(44)들 및 패스너(46)들을 수용하도록 구성되어 있다. 가이드 핀(44)들은 보어들과 부싱(42)들을 통해 뻗어 있고, 각각의 핀(44)의 하나의 길이방향 단부를 수용하도록 형상결정되어 있는 캐리어(30)의 면에 맞물린다. 각각의 핀(44)은 캐리어(30) 안의 대응하는 보어와 정렬되어 있는 카운터보어형 홀(counterbored hole)을 가지고, 패스너(46)들은 캐리어(30)에 기대어 핀(44)들을 고정시키기 위해서 카운터보어형 홀들 및 캐리어(30) 안의 정렬된 보어들 속으로 삽입되어 있다. 부싱(42)들은 캘리퍼 바디(40)의 부재(40B) 안의 보어들 내부의 핀(44)들 주위에 배치되어 있고, 바디(40)가 차량 휠의 길이방향 축에 대해 평행한 방향으로 캐리어(30)에 대하여 움직이는 것을 허용한다.
브릿지(48)는 로터(24)의 기판내 측면을 향하여 기판내 브레이크 패드(32)를 밀어내기 위한 수단을 제공한다. 브릿지(48)의 한쪽 단부는 레버(50)에 결합되어 있고, 브릿지(48)는 액추에이터(36)의 푸시로드의 움직임에 의해 유발되는 레버(50)의 움직임에 응답하여 움직이도록 구성되어 있다. 브릿지(48)는 캘리퍼 바디(40)의 부재(40A)의 벽과 브릿지(48) 안의 마주하는 스프링 시트들 사이에 배치되어 있는 리턴 스프링(56)을 수용하도록 구성되어 있는 반대쪽 단부에 있는 보어를 정의할 수 있다. 브레이크(26)가 해제되는 경우, 스프링(56)은 기판내 브레이크 패드(32)로부터 멀어지는 방향으로 브릿지(48)를 바이어스한다. 브릿지(48)는, 그 안에서 조정 메커니즘(52)의 일정한 구성요소들을 수용하도록 구성되어 있는 태핏들(62, 64)을 한쪽 단부 상에서 각각 지지하는 나사산 튜브들(58, 60)을 수용하도록 구성되어 있는 어느 한쪽 원주방향 단부에 있는 보어들을 정의한다. 브레이크(26)가 적용되는 경우 태핏들(62, 64)이 기판내 브레이크 패드(32)에 맞물리도록, 튜브들(58, 60)은 브릿지(48)로부터 바깥쪽을 향해 그리고 캘리퍼 바디(40)의 부재(40A) 안의 개구들을 통해 뻗어 있다.
레버(50)는, 액추에이터(36)의 힘을 배가시키면서 액추에이터(36)의 푸시로드의 움직임에 응답하여 캘리퍼 바디(40)와 브릿지(48)의 움직임을 유발하는 수단을 제공한다. 레버(50)는 바디(40)의 부재(40A) 내부에 배치되어 있다. 레버(50)의 한쪽 단부는 액추에이터(36)의 푸시로드의 한쪽 단부를 수용하도록 구성되어 있고, 일부 실시예들에서 푸시로드의 단부를 수용하기 위한 반구형 리세스를 정의할 수 있다. 레버(50)의 반대쪽 단부는 브릿지(48)에 맞물리도록 구성되어 있다. 레버(50)의 일 부분은 브릿지(48) 반대쪽에 있는 바디(40)의 부재(40A)의 내부 표면 상에 위치되어 있는 편심 베어링(미도시) 상에 지지되어 있다. 베어링은 마찰과 자기이력(hysteresis)을 최소화하고, 레버(50)는 축(66)을 중심으로 하여 베어링 상에서 피벗운동한다. 브레이크(26)의 적용 동안, 액추에이터(36)의 푸시로드는 캘리퍼 바디(40)의 부재(40A) 속으로 더욱 뻗어 있다. 푸시로드의 뻗음은 레버(50)의 움직임을 유발하고, 이는 차례로 로터(24)의 기판내 측면을 향하여 기판내 브레이크 패드(32)에 힘을 가하기 위해서 제 1 방향으로(도 2에서 좌측으로) 브릿지(48)와 태핏들(62, 64)을 밀어낸다. 동일한 동작은, 바디(40)의 부재(40B)를 기판외 브레이크 패드(34)와 맞물림 상태가 되게 하고 나서 로터(24)의 기판외 측면을 향하여 기판외 브레이크 패드(34)에 힘을 가하기 위해서, 반대쪽 제 2 방향으로(도 2에서 우측으로) 캘리퍼 바디(40)에 힘을 가한다.
조정 메커니즘(52)은, 브레이크 스트로크를 유지하면서 브레이크 패드들(32, 34) 상의 마모를 보상하도록 브레이크 패드들(32, 34)의 포지션을 조정하기 위한 수단을 제공한다. 조정 메커니즘은 당해 기술분야에서 종래의 것이고, 예시적인 조정 메커니즘은 미국 특허 제7,926,626 B2호 및 미국 특허 공보 제No. 2011/0155518 A1에 나타나 있으며, 그 전체적인 개시사항들은 참조사항으로 본 명세서에 통합되어 있다. 그러므로, 조정 메커니즘(52)은 본 명세서에 상세하게 기술되지 않을 것이다. 다른 구성요소들 중에서도, 메커니즘(52)은 어저스터 샤프트(adjuster shaft)(68), 팔로워 샤프트(follower shaft)(70), 및 샤프트들(68, 70)의 회전을 동기화하기 위한 체인(72)과 같은 수단을 포함한다. 각각의 샤프트(68, 70)의 한쪽 단부는 캘리퍼(38)의 브릿지(48) 안의 대응하는 튜브(58, 60) 내부에 배치되어 있고, 축들(74, 76)을 중심으로 하는 그것과의 회전을 위하여 튜브(58, 60)에 결합되어 있다. 각각의 샤프트(68, 70)의 반대쪽 단부는 대응하는 튜브(58, 60)로부터 돌출해 있고, 체인 휠 또는 스프로켓을 지지한다. 어저스터 샤프트(68)와 튜브(58)의 회전이 팔로워 샤프트(70)와 튜브(60)의 대응하는 회전을 야기하도록, 체인(72)은 체인 휠들 또는 스프로켓들 상에 배치되어 있다. 레버(50)는 어저스터 샤프트(68) 주위에 배치되어 있는 시프트 포크(shifting fork 또는 shift fork)(80) 내부에 배치되어 있는 핀(78)을 포함한다. 브레이크 패드들(32, 34) 상에 마모가 있는 상황에서, 브레이크가 적용됨에 따른 레버(50)와 핀(78)의 움직임은, 브레이크 패드들(32, 34)을 다시 포지션조정하면서 로터(24)와 브레이크 패드들(32, 34) 사이에 일정한 갭을 유지하도록, 조정 메커니즘으로 하여금 시프트 포크(80)의 움직임을 통해 어저스터 샤프트(68)와 튜브(58)(그리고 결과적으로는 팔로워 샤프트(70)와 튜브(60)를 회전시키게 할 것이다.
이상에서 언급된 바와 같이, 캘리퍼(38)는 브레이크(26) 안의 브레이크 패드(32, 34) 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 마모 센서 어셈블리(54)를 더 포함할 수 있다. 이어서 도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 교시사항들에 따르는 마모 센서 어셈블리(54)의 일 실시예가 도시되어 있다. 어셈블리(54)는 조정 메커니즘(52) 안의 샤프트들(68, 70) 중 하나의 회전에 대해 응답하는 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모 패드의 양을 결정하도록 구성되어 있다. 마모가 일어나는 경우에는 샤프트들(68, 70)이 브레이크 패드들(32, 34)을 다시 포지션조정하도록 회전하기 때문에, 샤프트들(68, 70)의 회전은 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모의 양을 표시해준다. 일정한 실시예들에서, 센서 어셈블리(54)는, 브레이크 패드들(32, 34)을 교체하는 경우 태핏들(62, 64)을 뒤로 빼는 샤프트(68)의 수동 회전을 위하여 어저스터 샤프트(68)에 대한 접근을 수월하게 하도록 제거되는 어저스터 샤프트(68)를 위한 현재하는 캡 또는 커버를 대신해서 캘리퍼(38) 상에 설치되도록 구성될 수 있다. 센서 어셈블리(54)는 샤프트 익스텐더(82), 센서(84) 및 하우징(86)을 포함한다.
도 4를 참조하면, 샤프트 익스텐더(82)는 조정 메커니즘(52) 안의 어저스터 샤프트(68)와 같은 샤프트의 익스텐션을 제공한다. 익스텐더(82)는 또한 하우징(86)과 센서(84)의 구성요소들을 지지하도록 구성되어 있다. 익스텐더(82)의 한쪽 단부는 샤프트(68)의 한쪽 단부에 결합하기 위하여 구성되어 있다. 도시된 실시예에서는 익스텐더(82)가 어저스터 샤프트(68)의 한쪽 단부에 결합되도록 센서 어셈블리(54)가 포지션조정되어 있지만, 이를 대신하여 익스텐더(82)가 팔로워 샤프트(70)에 결합되도록 센서 어셈블리(54)가 포지션조정될 수도 있다는 점을 알 수 있다. 도시된 실시예에서, 익스텐더(82)는 샤프트(68)의 단부를 수용하도록 구성되어 있는 리세스(88)를 정의한다. 리세스(88)는 축(74)을 중심으로 하는 그것과의 회전을 위하여 익스텐더(82)를 샤프트(68)에 결합하도록 구성되어 있다. 리세스(88)는 샤프트(68) 상의 대응하는 스플라인들에 맞물리도록 구성되어 있는 복수의 스플라인들을 정의할 수 있다. 그러나, 샤프트(68)의 단부와 리세스(88)가 축(74)을 중심으로 하는 회전을 위하여 익스텐더(82)를 샤프트(68)에 결합하는 여러 가지의 상보적인 방식으로 구성될 수 있다는 점을 알 수 있다. 익스텐더(82)의 다른쪽 단부는 샤프트 익스텐션(90)을 정의한다. 익스텐션(90)은 하우징(86)과 센서(84)의 요소들을 지지하도록 구성되어 있다. 익스텐션(90)의 회전이 브레이크 패드들(32, 34)의 조정 동안 샤프트(68)의 회전을 표시해주도록, 그 결과 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모를 표시해주도록, 익스텐더(82)와 익스텐션(90)은 샤프트(68)와 회전한다.
센서(84)는 샤프트 익스텐션(90)의 회전의 정도를 표시해주는 신호를 발생시키기 위해서 제공되어 있다. 샤프트 익스텐션(90)의 회전이, 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모에 응답하여 브레이크 패드들(32, 34)의 포지션을 조정하도록 회전하는 샤프트(68)의 회전을 표시해주기 때문에, 신호는 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모의 양을 표시해준다. 센서(84)는, 축(74)을 중심으로 하는 샤프트 익스텐션(90)과의 회전을 위하여 구성되어 있으면서 샤프트 익스텐션(90)에 결합되어 있는 바디, 및 바디의 회전에 대해 응답하는 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 측정 디바이스를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 센서(84)는 포텐셔미터(potentiometer)를 구비하는데, 그 안에서 샤프트 익스텐션(90)과 회전하는 바디는 기어 세트(92)의 부재를 구비하고, 측정 디바이스는 샤프트 익스텐션(90)과 기어 세트(92)의 회전에 대해 응답하는 그 저항이 변경되는 인쇄 회로 기판(94) 상의 저항 요소(resistive element; 저항 소자)를 구비한다. 그러나, 센서(84)가 홀 효과 센서(Hall effect sensor), 인코더(encoder) 또는 리졸버(resolver)와 같은 다른 형태들을 취할 수 있다는 점을 알 수 있다.
기어 세트(92)는 샤프트 익스텐션(90)의 회전에 대해 응답하는 기판(94) 상의 저항 요소 안에서의 저항의 레벨을 변경하기 위한 수단을 제공한다. 도 6을 참조하면, 도시된 실시예에서, 기어 세트(92)는 기판(94) 상의 저항 요소와 기판(94)의 기판외 측면 상에 배치되어 있다(오직 센서 어셈블리(54)의 요소들과의 연결상태에서 사용되는 바와 같이, "기판내(inboard)"는 캘리퍼(38)의 바디(40)에 더 가까이 있는 그리고 샤프트(68)의 단부에 더 가까이 있는 위치를 지칭하는 한편, "기판외(outboard)"는 캘리퍼(38)의 바디(40)로부터 더 멀리 있는 그리고 샤프트(68)의 단부로부터 더 멀리 있는 위치를 지칭함). 도 5를 참조하면, 기어 세트(92)는 썬 기어(sun gear)(96), 복수의 플래닛 기어(planet gear)(98)들, 및 링 기어(ring gear)(100)를 포함하는 유성 기어 세트(planetary gear set)를 구비할 수 있다. 썬 기어(96)는 샤프트 익스텐션(90)과의 회전을 위하여 샤프트 익스텐션(90)에 결합되어 그 주위에 배치되어 있다. 플래닛 기어(98)들은 썬 기어(96)와 링 기어(100) 사이에서 썬 기어(96) 주위에 배치되어 있다. 각각의 플래닛 기어(98)는 썬 기어(96)에 맞물리도록 구성되어 있는 제 1 세트를 이루는 치형부를 가지는 기판외 부분, 및 링 기어(100)에 맞물리도록 구성되어 있는 제 2 세트를 이루는 치형부를 갖는 기판내 부분을 가진다. 플래닛 기어(98)들은 아래에서 더욱 상세하게 기술되어 있는 바와 같이 하우징(86)이 지니고 있다. 링 기어(100)는 플래닛 기어(98)들 주위에 배치되어 있고, 플래닛 기어(98)들의 기판내 부분들 상의 치형부와 물려 있는 세트를 이루는 치형부를 가진다. 링 기어(100)는 축(74)을 중심으로 하는 회전을 위하여 구성되어 있고, 기판(94) 상의 저항 요소와 접촉상태에 있는 핀 또는 유사한 요소를 지니고 있다. 그러므로, 링 기어(100)는 포텐셔미터를 위한 접촉 부재로서 역할한다. 샤프트 익스텐더(82)와 어저스트 샤프트(68)의 회전이 있을 때, 샤프트 익스텐션(90)의 회전은 기판(94) 상의 저항 요소의 저항을 변경시키기 위해서 썬 기어(96)와 유성 기어(98)들을 통해 링 기어(100) 쪽으로 전송되고, 이로써 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모의 양을 표시해주는 신호를 발생시킬 수 있다.
기판(94)은 저항 요소를 위한 지지를 제공하고, 기판(94) 상의 다른 전기적 구성요소들과 저항 요소를 전기적으로 연결한다. 저항 요소는 알려진 저항성을 가지는 재료로부터 만들어질 수 있고, 기판(94) 상의 원형 또는 아치형 구간으로 형성될 수 있다. 요소들의 각각의 단자들은 샤프트(68)와 샤프트 익스텐션(90)의 회전의 정도를 표시해주는, 그 결과 브레이크 패드들(32, 34) 상의 마모의 정도를 표시해주는 신호를 전송하기 위하여 기판(94) 상의 다른 전기적 구성요소들에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 구성요소들은 브레이크 컨트롤 시스템(brake control system)들 및 오퍼레이터 인터페이스 시스템(operator interface system)들을 포함하는 차량 내부의 하나 이상의 시스템들 쪽으로 신호를 전송하는데 사용되는 와이어들을 위한 커넥터를 포함할 수 있는데, 이러한 시스템들을 통하여 브레이크 패드 마모에 관한 정보가 (예컨대 청각 표시수단, 시각 표시수단 또는 햅틱 표시수단을 통해) 차량 조작자에게 보내질 수 있다. 다른 실시예들에서, 구성요소들은 신호를 이러한 시스템들 쪽으로 그리고/또는 차량으로부터 원격에 있는 다른 시스템들 쪽으로 전송하도록 구성되어 있는 무선 송수신기(wireless transceiver)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 오퍼레이터 인터페이스 시스템은, 오퍼레이터에게 브레이크 패드들(32, 34)의 수명에 관한 더욱 정확한 평가를 제공하기 위해서 오퍼레이터가 브레이크 패드들(32, 34)에서의 변화를 따르는 로터(24)의 두께를 표시해주는 값을 입력하는 것을 용인할 수 있다. 특히, 마모는 브레이크 패드들(32, 34) 뿐만 아니라 로터(24)의 표면 상에서 일어난다. 로터(24)의 두께(그리고 로터(24) 상에서의 마모)를 표시해주는 입력의 부재시, 완전히 마모되어 버리는 패드들(32, 34)의 위험을 피하기 위해서 센서 어셈블리(54)에 의해 측정되는 어저스터 샤프트(68)의 움직임 모두가 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모로부터 기인한다는 것을 마모 측정 시스템은 가정해야만 한다. 그러나, 이러한 가정은, 브레이크 패드들(32, 34)에 관한 교체/유지보수가 너무 일찍 수행될 수 있다는 것을 의미한다. 로터(24)의 두께에 관한 표시를 입력하는 것은, 센서 어셈블리(54)로부터의 출력들을 활용하는 시스템이 더욱 정확성있게 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모를 결정하는 것을 허용할 것이다. (유선을 통해서 그러하든 또는 무선으로 그러하든) 기판(94)으로부터 전송되는 신호들은, 유지보수를 필요로 하는 특정 브레이크 패드들(32, 34)의 위치를 수월하게 하기 위해서 브레이크(26)가 그 위에 장착되는 특정 휠 어셈블리를 확인하기에 충분한 정보를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 기판(94)은 그 형상이 대체로 환형이고, 이를 통해 뻗어 있는 샤프트 익스텐션(90)의 일 부분을 수용하도록 구성되어 있다. 기판(94)은, 축(74)을 중심으로 하는 기판(94)의 회전을 방지하기 위해서 하우징(86)과 상호작용하도록 구성되어 있는 반경방향으로 바깥쪽을 향하여 돌출해 있는 탭(102)을 정의할 수 있다.
하우징(86)은, 외래 대상들과 요소들로부터 센서(84)를 보호하면서 센서(84)의 구성요소들을 지지하고 배향하기 위해서 제공되어 있다. 하우징(86)은 다수의 부재들(104, 106)을 포함할 수 있다. 부재(104)는 기어 세트(92)의 구성요소들, 기판(94), 및 저항 요소를 포함하는 기판(94) 상의 구성요소들을 지지하도록 구성되어 있다. 도 6을 참조하면, 부재(104)는 반경방향으로 뻗어 있는 벽(108)을 포함하는데, 이 벽은 축(74)을 중심으로 하여 배치되어 있되 이 벽을 통해 샤프트 익스텐더(90)가 뻗어 있다. 벽(108)은 캘리퍼(38)를 향하도록 구성되어 있는 기판내 측면, 및 캘리퍼(38)로부터 멀어지는 방향으로 향하도록 구성되어 있는 기판외 측면을 포함한다. 부재(104)는, 캘리퍼(38)로부터 멀어지는 기판외 방향으로 축(74)을 따라 반경방향으로 뻗어 있는 벽(108)으로부터 뻗어 있는 축방향으로 뻗어 있는 기판외 벽(110)을 더 포함한다. 벽(110)은 축(74)을 따라 그 직경이 변경된다. 도 5를 참조하면, 벽(110)은 구멍(aperture; 틈새)을 정의하는데, 이 구멍을 통해 기판(94)의 탭(102)이 뻗어 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 하우징(86)의 부재(104)와 기판(94)은 축(74)을 따르는 저항 요소와 기판(94)의 움직임 및 축(74)을 중심으로 하는 저항 요소와 기판(94)의 회전을 방지하도록 구성되어 있다. 벽(110)은 또한 아래에 기술되어 있는 목적을 위하여 하나 이상의 반경방향으로 바깥쪽을 향하여 돌출해 있는 러그(lug; 돌기)(112)들을 정의한다. 부재(106)는, 부재(104)의 벽(108)의 기판외 측면 상의 센서(84)를 둘러싸면서 부재(104)의 벽(110)에 맞물리도록 구성되어 있다. 부재(106)는 부재(104)의 벽(110) 상의 러그(112)들에 맞물리도록 구성되어 있는 하나 이상의 탄성적으로 변형가능한 탭(114)들을 정의한다. 부재(106)가 축(74)을 따라 기판내 방향으로 움직이게 됨에 따라, 탭(114)들은 대응하는 러그(112)에 접촉한다. 러그(112)들 상의 캠 표면들은 탭(114)들로 하여금 안착 포지션으로부터 반경방향으로 바깥쪽을 향해 굴절하게 한다. 기판내 방향으로 부재(106)의 연속되는 움직임이 있을 때, 탭(114)은 러그(112)들 위로 지나가고 나서, 안착 포지션으로 되돌아가며, 이로써 부재(104)에 대하여 기판외 방향으로 하우징(86)의 부재(106)의 움직임을 저지할 수 있다. 부재(106)는 안착 포지션으로부터 바깥쪽을 향하여 탭(114)들을 굴절시킴으로써 부재(104)로부터 맞물림해제될 수 있어서, 부재(106)는 기판외 방향으로 움직이게 될 수 있다. 부재(106)는 또한 기어 세트(92) 중 플래닛 기어(98)들을 지니도록 구성되어 있다. 도 6을 참조하면, 부재(106)는 축(74)에 대해 평행한 기판내 방향으로 뻗어 있는 복수의 샤프트(116)들을 정의한다. 각각의 샤프트(116)는 플래닛 기어(98)들 중 하나를 지지하도록 구성되어 있다.
이어서 도 7 내지 도 11을 참조하면, 본 교시사항들을 따르는 마모 센서 어셈블리(118)의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 어셈블리(54)와 같이, 어셈블리(118)는 조정 메커니즘(52) 안에서의 샤프트들(68, 70) 중 하나의 회전에 대해 응답하는 브레이크 패드들(32, 34) 상의 마모 패드의 양을 결정하도록 구성되어 있다. 센서 어셈블리(118)는, 브레이크 패드들(32, 34)을 교체하는 경우 태핏들(62, 64)을 뒤로 빼는 샤프트(68)의 수동 회전을 위하여 어저스터 샤프트(68)에 대한 접근을 수월하게 하도록 제거되는 어저스터 샤프트(68)를 위한 현재하는 캡 또는 커버를 대신해서 캘리퍼(38) 상에 설치되도록 다시금 구성될 수 있다. 어셈블리(118)는 어셈블리(54)와 유사하다. 어셈블리들(54, 118)의 유사한 구성요소들은 동일한 참조 번호들을 가지고, 이러한 구성요소들에 대한 기술내용은 어셈블리(54)에 관한 기술내용으로 위에서 찾아볼 수 있다. 어셈블리(118)가 3개의 부재들(104', 106, 122)을 가지고 있는 하우징(120)을 포함하고 있다는 점에서, 어셈블리(118)는 어셈블리(54)와 상이하다.
부재(104')는 어셈블리(54)의 하우징(86)의 부재(104)와 실질적으로 유사하지만, 부재(104')는 캘리퍼(38)를 향하여 기판내 방향으로 축(74)을 따라 벽(108)으로부터 뻗어 있는 축방향으로 뻗어 있는 추가적인 기판내 벽(124)(도 8과 도 11)을 포함한다. 벽(124)은 부재(122)에 맞물리도록 구성되어 있다. 도 8을 참조하면, 벽(124)은 아래에 기술되어 있는 목적을 위하여 하나 이상의 노치(126)들을 포함한다. 도시된 실시예에서, 벽(124)은 서로 직경방향으로 반대쪽에 있는 한 쌍의 노치(126)들을 포함한다. 그러나, 노치(126)들의 개수가 변경될 수 있다는 점을 알 수 있다. 각각의 노치(126)는 축방향으로 뻗어 있는 부분(128)과 원주방향으로 뻗어 있는 부분(130)을 포함한다. 축방향으로 뻗어 있는 부분(128)은 벽(124)의 기판내 단부로부터 뻗어 있는 기판내 단부, 및 원주방향으로 뻗어 있는 부분(130)이 거기로부터 뻗어 있는 기판외 단부를 가진다.
도 11을 참조하면, 부재(122)가 샤프트(68)의 단부 및 샤프트(68)에 결합되는 샤프트 익스텐더(82)의 단부를 에워싸도록, 부재(122)는 캘리퍼(38) 상에 장착하기 위하여 구성되어 있다. 부재(122)는 그 형상이 환형이고, 캘리퍼(38)에 대한 조립이 있을 때 축(74)을 중심으로 하여 배치되도록 구성되어 있다. 내경 부재(122)는 캘리퍼(38)의 바디(40)의 부재(40C)의 일 부분을 수용하도록 구성되어 있는 리세스(132)를 정의하기 위해서 변경될 수 있다. 도 9를 참조하면, 부재(122)는 하나 이상의 아치형 갭(136)들을 가지는 기판내 단부에서 반경방향으로 안쪽을 향하여 뻗어 있는 기판내 단부 벽(134)을 포함할 수 있다. 다시 도 11을 참조하면, 갭(136)들은, 캘리퍼(38)의 바디(40)의 부재(40C) 상의 대응하는 플랜지(138)들과 갭(136)들의 정렬이 있을 때 축(74)을 따르는 캘리퍼(38)에 대한 부재(122)의 기판내 움직임을 용인한다. 일단 벽(134)이 플랜지(138)들을 지나갔으면, 부재(122)의 순차적인 회전은 축(74)을 따르는 캘리퍼(38)에 대한 부재(122)의 움직임을 방지하도록 리세스(132) 내부에 플랜지(138)들을 위치시킨다. 다시 도 9를 참조하면, 부재(122)는 부재(104') 상의 노치(126)들 내부에 수용되도록 구성되어 있는 하나 이상의 반경방향으로 안쪽을 향하여 뻗어 있는 러그(140)들을 더 포함한다. 센서 어셈블리(118)의 조립 동안, 노치(126)의 축방향으로 뻗어 있는 부분(128)이 부재(122) 안의 러그(140)와 정렬되도록, 부재(104')는 부재(122)에 대하여 포지션조정되고, 이로써 러그(140)가 노치(126)의 부분(128)의 기판외 단부에 도달할 때까지, 축(74)을 따르는 부재(122)에 대한 부재(104')의 기판내 움직임을 용인할 수 있다. 축(74)을 중심으로 하는 부재(104')의 순차적인 회전은 노치(126)의 원주방향으로 뻗어 있는 부분(130) 내부에 러그(140)를 위치시키고, 축(74)을 따르는 부재(104')의 움직임을 저지한다.
이어서 도 12 내지 도 16을 참조하면, 본 교시사항들을 따르는 마모 센서 어셈블리(142)의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 어셈블리들(54, 118)과 같이, 어셈블리(142)는 조정 메커니즘(52) 안에서의 샤프트들(68, 70) 중 하나의 회전에 대해 응답하는 브레이크 패드들(32, 34) 상의 마모 패드의 양을 결정하도록 구성되어 있다. 센서 어셈블리(142)는, 브레이크 패드들(32, 34)을 교체하는 경우 태핏들(62, 64)을 뒤로 빼는 샤프트(68)의 수동 회전을 위하여 어저스터 샤프트(68)에 대한 접근을 수월하게 하도록 제거되는 어저스터 샤프트(68)를 위한 현재하는 캡 또는 커버를 대신해서 캘리퍼(38) 상에 설치되도록 다시금 구성될 수 있다. 어셈블리(142)는 샤프트 익스텐더(144), 센서(146) 및 하우징(148)을 포함한다.
도 16을 참조하면, 샤프트 익스텐더(144)는 조정 메커니즘(52) 안의 어저스터 샤프트(68)와 같은 샤프트의 익스텐션을 제공한다. 익스텐더(144)는 또한 하우징(148)과 센서(146)의 구성요소들을 지지하도록 구성되어 있다. 익스텐더(144)의 한쪽 단부는 샤프트(68)의 한쪽 단부에 결합하기 위하여 구성되어 있다. 도시된 실시예에서는 익스텐더(144)가 어저스터 샤프트(68)의 한쪽 단부에 결합되도록 센서 어셈블리(142)가 포지션조정되어 있지만, 이를 대신하여 익스텐더(144)가 팔로워 샤프트(70)에 결합되도록 센서 어셈블리(142)가 포지션조정될 수도 있다는 점을 다시금 알 수 있다. 도 14를 참조하면, 도시된 실시예에서, 익스텐더(144)는 샤프트(68)의 단부를 수용하도록 구성되어 있는 리세스(150)를 정의한다. 리세스(150)는 축(74)을 중심으로 하는 그것과의 회전을 위하여 익스텐더(144)를 샤프트(68)에 결합하도록 구성되어 있다. 리세스(150)는 샤프트(68) 상의 대응하는 스플라인들에 맞물리도록 구성되어 있는 복수의 스플라인들을 정의할 수 있다. 그러나, 샤프트(68)의 단부와 리세스(150)가 축(74)을 중심으로 하는 회전을 위하여 익스텐더(144)를 샤프트(68)에 결합하는 여러 가지의 상보적인 방식으로 구성될 수 있다는 점을 알 수 있다. 익스텐더(144)의 다른쪽 단부는 샤프트 익스텐션(152)을 정의한다. 익스텐션(152)은 하우징(148)과 센서(146)의 요소들을 지지하도록 구성되어 있다. 익스텐션(152)의 회전이 브레이크 패드들(32, 34)의 조정 동안 샤프트(68)의 회전을 표시해주도록, 그 결과 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모를 표시해주도록, 익스텐더(144)와 익스텐션(152)은 샤프트(68)와 회전한다.
센서(146)는 샤프트 익스텐션(152)의 회전의 정도를 표시해주는 신호를 발생시키기 위해서 제공되어 있다. 샤프트 익스텐션(152)의 회전이, 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모에 응답하여 브레이크 패드들(32, 34)의 포지션을 조정하도록 회전하는 샤프트(68)의 회전을 표시해주기 때문에, 신호는 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모의 양을 표시해준다. 센서(146)는, 축(74)을 중심으로 하는 샤프트 익스텐션(152)의 회전에 응답하여 회전을 위하여 구성되어 있으면서 샤프트 익스텐션(152)에 결합되어 있는 바디, 및 바디의 회전에 대해 응답하는 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 측정 디바이스를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 센서(146)는 포텐셔미터를 구비하는데, 그 안에서 샤프트 익스텐션(152)과 회전하는 바디는 기어 세트(154)의 부재를 구비하고, 측정 디바이스는 샤프트 익스텐션(152)과 기어 세트(154)의 회전에 대해 응답하는 그 저항이 변경되는 인쇄 회로 기판(156) 상의 저항 요소를 구비한다. 그러나, 센서(146)가 홀 효과 센서, 인코더 또는 리졸버와 같은 다른 형태들을 취할 수 있다는 점을 알 수 있다.
기어 세트(154)는 샤프트 익스텐션(152)의 회전에 대해 응답하는 기판(156) 상의 저항 요소 안에서의 저항의 레벨을 변경하기 위한 수단을 제공한다. 도 16을 참조하면, 도시된 실시예에서, 기어 세트(92)는 센서 어셈블리들(54, 118)에서와 달리 저항 요소와 기판(156)의 기판내 측면 상에 배치되어 있다(오직 센서 어셈블리(142)의 요소들과의 연결상태에서 사용되는 바와 같이, "기판내"는 캘리퍼(38)의 바디(40)에 더 가까이 있는 그리고 샤프트(68)의 단부에 더 가까이 있는 위치를 지칭하는 한편, "기판외"는 캘리퍼(38)의 바디(40)로부터 더 멀리 있는 그리고 샤프트(68)의 단부로부터 더 멀리 있는 위치를 지칭함). 도 15를 참조하면, 기어 세트(154)는 피니언 기어(pinion gear)(158), 몇몇 중간 기어들(intermediate gears)(160, 162, 164, 166), 및 링 기어(ring gear)(168)를 포함하는 기어 트레인(gear train)을 구비할 수 있다. 피니언 기어(158)는 샤프트 익스텐션(152)과의 회전을 위하여 샤프트 익스텐션(152)에 결합되어 그 주위에 배치되어 있다. 중간 기어(160)는 피니언 기어(158) 상의 치형부와 물려 있는 제 1 세트를 이루는 치형부를 가지는 더 큰 직경 기판외 부분, 및 중간 기어(162) 상의 치형부와 물려 있는 제 2 세트를 이루는 치형부를 가지는 더 작은 직경 기판내 부분을 포함한다. 중간 기어(162) 상의 치형부는 또한, 차례로 중간 기어(166) 상의 치형부와 물려 있는 중간 기어(164) 상의 치형부와 물려 있다. 중간 기어(166)는 중간 기어(164)와 물려 있는 제 1 세트를 이루는 치형부를 갖춘 더 큰 직경 기판내 부분, 및 링 기어(168)와 물려 있는 제 2 세트를 이루는 치형부를 갖춘 더 작은 직경 기판외 부분을 가진다. 링 기어(168)는 기판(156) 상의 저항 요소와 접촉상태에 있는 핀 또는 유사한 요소를 지니고 있다. 그러므로, 링 기어(168)는 포텐셔미터를 위한 접촉 부재로서 역할한다. 샤프트 익스텐더(144)와 어저스트 샤프트(68)의 회전이 있을 때, 샤프트 익스텐션(152)의 회전은 기판(156) 상의 저항 요소의 저항을 변경시키기 위해서 피니언 기어(158)와 중간 기어들(160, 162, 164, 166)들을 통해 링 기어(168) 쪽으로 전송되고, 이로써 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모의 양을 표시해주는 신호를 발생시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기어 세트(154)는 어저스터 샤프트(68)의 12회의 완전한(360 도) 회전들을 위하여 링 기어(168)의 1회의 완전한(360 도) 회전을 발생시키도록 구성되어 있다. 센서 어셈블리들(54, 118)과 달리, 링 기어(168)는, 이하에서 기술되는 목적을 위하여 축(74)에 대해 평행할 수 있으면서 축(74)으로부터 오프셋되어 있는 축(170)을 중심으로 하는 회전을 위하여 구성되어 있다.
기판(156)은 저항 요소를 위한 지지를 제공하고, 기판(156) 상의 다른 전기적 구성요소들과 저항 요소를 전기적으로 연결한다. 저항 요소는 알려진 저항성을 가지는 재료로부터 만들어질 수 있고, 기판(156) 상의 원형 또는 아치형 구간으로 형성될 수 있다. 요소들의 각각의 단자들은 샤프트(68)와 샤프트 익스텐션(152)의 회전의 정도를 표시해주는, 그 결과 브레이크 패드들(32, 34) 상의 마모의 정도를 표시해주는 신호를 전송하기 위하여 기판(156) 상의 다른 전기적 구성요소들에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 구성요소들은 브레이크 컨트롤 시스템들 및 오퍼레이터 인터페이스 시스템들을 포함하는 차량 내부의 하나 이상의 시스템들 쪽으로 신호를 전송하는데 사용되는 와이어들을 위한 커넥터를 포함할 수 있는데, 이러한 시스템들을 통하여 브레이크 패드 마모에 관한 정보가 (예컨대 청각 표시수단, 시각 표시수단 또는 햅틱 표시수단을 통해) 차량 조작자에게 보내질 수 있다. 다른 실시예들에서, 구성요소들은 신호를 이러한 시스템들 쪽으로 그리고/또는 차량으로부터 원격에 있는 다른 시스템들 쪽으로 전송하도록 구성되어 있는 무선 송수신기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 오퍼레이터 인터페이스 시스템은, 오퍼레이터에게 브레이크 패드들(32, 34)의 수명에 관한 더욱 정확한 평가를 제공하기 위해서 오퍼레이터가 브레이크 패드들(32, 34)에서의 변화를 따르는 로터(24)의 두께를 표시해주는 값을 입력하는 것을 용인할 수 있다. 특히, 마모는 브레이크 패드들(32, 34) 뿐만 아니라 로터(24)의 표면 상에서 일어난다. 로터(24)의 두께(그리고 로터(24) 상에서의 마모)를 표시해주는 입력의 부재시, 완전히 마모되어 버리는 패드들(32, 34)의 위험을 피하기 위해서 센서 어셈블리(142)에 의해 측정되는 어저스터 샤프트(68)의 움직임 모두가 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모로부터 기인한다는 것을 마모 측정 시스템은 가정해야만 한다. 그러나, 이러한 가정은, 브레이크 패드들(32, 34)에 관한 교체/유지보수가 너무 일찍 수행될 수 있다는 것을 의미한다. 로터(24)의 두께에 관한 표시를 입력하는 것은, 센서 어셈블리(142)로부터의 출력들을 활용하는 시스템이 더욱 정확성있게 브레이크 패드들(32, 34) 상에서의 마모를 결정하는 것을 허용할 것이다. (유선을 통해서 그러하든 또는 무선으로 그러하든) 기판(156)으로부터 전송되는 신호들은, 유지보수를 필요로 하는 특정 브레이크 패드들(32, 34)의 위치를 수월하게 하기 위해서 브레이크(26)가 그 위에 장착되는 특정 휠 어셈블리를 확인하기에 충분한 정보를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 기판(156)은 그 형상이 대체로 환형이다. 도 16을 참조하면, 센서 어셈블리들(54, 118)과 달리, 기판(156)의 중심이 아래에 기술되는 목적을 위하여 축(74)으로부터 축방향으로 오프셋되어 있는 축(170)을 중심으로 하여 배치되어 있도록, 기판(156)은 하우징(148) 내부에 수용되도록 구성되어 있다. 도 13 내지 도 14를 참조하면, 기판(156)은, 축(170)을 중심으로 하는 기판(156)의 회전을 방지하기 위해서 하우징(148)과 상호작용하도록 구성되어 있는 반경방향으로 바깥쪽을 향하여 돌출해 있는 탭(172)을 정의할 수 있다.
도 12를 참조하면, 하우징(148)은, 센서(146)의 구성요소들을 지지하고 배향하기 위해서 그리고 외래 대상들과 요소들로부터 조정 메커니즘(52)의 구성요소들과 센서(106)를 보호하기 위해서 제공되어 있다. 하우징(148)은 다수의 부재들(174, 176, 178, 180)을 포함할 수 있다.
도 16을 참조하면, 부재(174)가 샤프트(68)의 단부, 및 샤프트(68)에 결합되는 샤프트 익스텐더(144)의 단부를 에워싸도록, 부재(174)는 캘리퍼(38) 상에 장착하기 위하여 구성되어 있다. 부재(174)는 고무와 같은 엘라스토머(elastomer; 탄성중합체)로 만들어질 수 있다. 부재(174)는 그 형상이 환형이고, 캘리퍼(38)에 대한 조립이 있을 때 축(74)을 중심으로 하여 배치되도록 구성되어 있다. 내경 부재(174)는 하우징(148)의 부재(176)의 일 부분, 및 캘리퍼(38)의 바디(40)의 부재(40C)의 일 부분을 수용하도록 구성되어 있는 그루브들(182, 184)을 정의하기 위해서 변경된다. 조립 동안, 부재(176)가 그루브(184) 내부에 배치되도록, 부재(174)는 부재(176)의 단부 위에서 눌리게 된다. 이후, 센서 어셈블리(142)는 축(74)을 따라 센서 어셈블리(142)를 움직임으로써 캘리퍼 바디(38) 위쪽의 유닛으로서 장착된다. 축(74)을 따르는 캘리퍼 바디(38)에 대한 센서 어셈블리(142)의 움직임을 저지하기 위해서 일단 캠 표면(186)이 그루브(182)에 들어가면, 부재(174)가 캘리퍼(38)의 바디(40)의 부재(40C) 상의 캠 표면(186) 위에서 슬라이딩하고 나서 스트레스받지 않는 상태로 되돌아감에 따라, 부재(174)는 스트레스받는 상태를 취하면서 바깥쪽을 향해 변형된다.
부재(176)는 기어 세트(154), 기판(156), 및 저항 요소를 포함하는 기판(156)의 구성요소들을 지지하도록 구성되어 있다. 도 15를 참조하면, 부재(176)는 반경방향으로 뻗어 있는 벽(188)을 포함하는데, 이 벽은 축(74)을 중심으로 하여 배치되어 있되 이 벽을 통해 샤프트 익스텐더(152)가 뻗어 있다. 벽(188)은 캘리퍼(38)를 향하도록 구성되어 있는 기판내 측면, 및 캘리퍼(38)로부터 멀어지는 방향으로 향하도록 구성되어 있는 기판외 측면을 포함한다. 벽(188)은 아래에 기술되어 있는 목적을 위하여 반경방향 바깥쪽을 향하여 뻗어 있는 복수의 러그(190)들을 포함한다. 도 16을 참조하면, 부재(176)는, 하우징(148)의 부재(174) 안의 그루브(184) 내부에 수용되도록 구성되어 있는 환형 플랜지(192) 안에서 종료하는 캘리퍼(38)를 향하여 기판내 방향으로 축(174)을 따라 벽(188)으로부터 뻗어 있는, 축방향으로 뻗어 있는 벽을 더 포함한다. 도 13 내지 도 14를 참조하면, 부재(176)는, 캘리퍼(138)를 향하여 기판내 방향으로 벽(188)으로부터 뻗어 있는, 축방향으로 뻗어 있는 관형 부분(194)을 더 포함한다. 부분(194)은 종래의 브레이크 패드 마모 센서들로부터 와이어들을 경로지정하는데 사용될 수 있는 캘리퍼(38)의 바디(40) 안의 대응하는 보어와의 정렬을 위하여 구성되어 있는 보어를 정의한다. 패스너(196)는 캘리퍼(38)의 바디(40) 안의 보어와 부분(94) 안의 보어를 통해 뻗어 있을 수 있고, 축들(74, 170)에 대해 평행한 방향으로 뻗어 있을 수 있다. 패스너(196)는 캘리퍼(38)에 센서 어셈블리(142)를 결합할 수 있고, 센서 어셈블리(142)를 교정하기 위하여 센서 어셈블리(142)를 정밀하게 배향할 수 있다. 센서(146)가 축(74)으로부터 오프셋되어 있도록, 부재(176)는 기어 세트(154)와 기판(156)을 포함하는 센서(146)의 요소들을 배향하면서 포지션조정하도록 구성되어 있다. 특히, 링 기어(168)와 기판(156)이 축(74)으로부터 오프셋되어 있도록, 그리고 축(74)으로부터 오프셋되어 있는 경우라면 축(74)에 대해 평행할 수 있는 오프셋 축(170)을 중심으로 하여 링 기어(168)가 회전하도록, 부재(176)는 기어 세트(154)와 기판(156)을 배향하면서 포지션조정한다. 센서(146)의 주요한 구성요소들이 축(74)으로부터 오프셋되어 있도록 센서(146)를 위치시킴으로써, 브레이크 패드들(32, 34)을 교체하는 경우 태핏들(62, 64)을 뒤로 빼는 샤프트(68)의 수동 조정을 위하여 샤프트(68)에 대한 접근이 유지된다.
부재(178)는 기어 세트(154)와 기판(156)을 포함하여 센서(146)의 구성요소들을 둘러싸도록 구성되어 있다. 도 16을 참조하면, 부재(178)는 그 형상이 환형이고, 샤프트 익스텐션(144)이 이를 통해 뻗어 있는 것을 허용하도록 구성되어 있다. 부재(178)는 샤프트 익스텐션(144) 주위에 배치될 수 있는 시일(198)을 수납하도록 구성되어 있다. 도 13 내지 도 14를 참조하면, 부재(178)는 복수의 변형가능한 탭(200)들을 포함할 수 있는데, 이 탭들은 부재(178)의 기판내 단부로부터 그리고 기판내 방향으로 뻗어 있고, 부재들(176, 178)을 함께 결합시키면서 센서(146)를 둘러싸기 위해서 부재(176) 상의 러그(190)들에 맞물리도록 구성되어 있다. 센서(146)가 축(74)으로부터 오프셋되어 있도록, 부재(176)와 함께, 부재(178)는 센서(146)의 요소들을 배향하면서 포지션조정하도록 구성되어 있다. 특히, 링 기어(168)와 기판(156)이 축(74)으로부터 오프셋되어 있도록, 그리고 링 기어(168)가 오프셋 축(170)을 중심으로 하여 회전하도록, 부재(178)는 기어 세트(154)와 기판(156)을 배향하면서 포지션조정한다. 다시, 센서(146)의 주요한 구성요소들이 축(74)으로부터 오프셋되어 있도록 센서(146)를 위치시킴으로써, 브레이크 패드들(32, 34)을 교체하는 경우 태핏들(62, 64)을 뒤로 빼는 샤프트(68)의 수동 조정을 위하여 샤프트(68)에 대한 접근은 유지된다. 축(170)을 따르는 저항 요소와 기판(156)의 움직임, 및 축(170)을 중심으로 하는 저항 요소와 기판(156)의 회전을 방지하기 위해서 부재(178)가 기판(156)의 탭(172)을 수용하도록 구성되어 있도록, 부재(178)는 부분적으로 기판(156)에 대해 상보적인 형상을 가진다.
부재(180)는 샤프트 익스텐더(144)의 단부와 쉬어 어댑터(202)를 둘러싸기 위해서 제공되어 있는데, 이 쉬어 어댑터(shear adapter)는 샤프트 익스텐더(144)의 샤프트 익스텐션(152)에 장착될 수 있고, 어저스터 샤프트(68)의 수동 조정에서의 사용을 위한 툴에 의해 맞물리게 될 수 있다. 부재(180)는 브레이크 패드들(32, 34)의 교체를 위하여 태핏들(62, 64)을 뒤로 빼는 어저스터 샤프트(68)의 수동 조정을 허용하는 쉬어 어댑터(202)에 대한 접근을 제공한다. 본 명세서에 개시되어 있는 교시사항들에 따르면, 샤프트(68)의 조정은 센서(142)를 이탈시키거나 제거하지 않는 상태에서 가능하고, 이로써 브레이크 패드들(32, 34)의 더욱 신속한 교체를 수월하게 할 수 있고, 센서(142)에 대한 손상의 잠재성을 감소시킬 수 있다. 부재(180)는 고무와 같은 엘라스토머로 만들어질 수 있다. 도 16을 참조하면, 부재(180)는 그 형상이 원뿔형일 수 있고, 캘리퍼(38)에 대한 센서 어셈블리(142)의 조립이 있을 때 축(74)을 중심으로 하여 배치되도록 구성되어 있다. 내경 부재(180)는 하우징(148)의 부재(1789)의 일 부분을 수용하도록 구성되어 있는 그루브(204)를 정의하기 위해서 변경된다. 조립 동안, 축(74)을 따르는 부재(178)에 대한 부재(180)의 추가 움직임을 저지하기 위해서 일단 캠 표면(206)이 그루브(204)에 들어가면, 부재(180)가 부재(178) 상의 캠 표면(206) 위에서 슬라이딩하고 나서 스트레스받지 않는 상태로 되돌아감에 따라, 부재(180)는 부재(178)의 단부 위에서 눌리게 되고, 스트레스받는 상태를 취하면서 바깥쪽을 향해 변형된다. 도 12를 참조하면, 부재(180)는 반경방향으로 바깥쪽을 향하여 뻗어 있는 탭(208)을 포함할 수 있는데, 이 탭은 쉬어 어댑터(202)에 대한 접근을 허용하기 위해서 부재(180)를 변형시키면서 부재(180)를 부재(178)에서 떼어내어 당기도록 사용자에 의해 파지될 수 있다.
도 16을 참조하면, 디스크 브레이크(26) 안의 브레이크 패드(32, 34) 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리(142)를 디스크 브레이크(26)에 조립하는 방법은, 캘리퍼(38)의 바디(40)의 부재(40C)에 법선방향으로 부착되어 있으면서 샤프트(68)와 같은 조정 메커니즘(52)의 샤프트를 커버하는 캡(미도시)을 제거하는 단계로 시작할 수 있다. 이후, 방법은, 소정의 포지션으로 샤프트(68)를 포지션조정하기 위해서 회전 축(74)을 중심으로 하여 샤프트(68)를 회전시키는 단계로 계속될 수 있다. 특히, 샤프트(68)는 로터(24)로부터 태핏들(62, 64)을 완전히 후퇴시키기 위해서, 그 결과 브레이크 패드들(32, 34)을 완전히 후퇴시키기 위해서 회전될 수 있다. 샤프트(68)는 샤프트(68)의 단부 상에 장착되는 쉬어 어댑터(202) 속으로 툴을 삽입시킴으로써 종래의 방식으로 회전될 수 있다. 일단 샤프트(68)가 소정의 포지션으로 샤프트(68)를 포지션조정하도록 회전되었으면, 쉬어 어댑터(202)는 샤프트(68)의 단부로부터 제거될 수 있다. 도 12를 참조하면, 방법은 하우징(148)의 부재(176)의 관형 부분(194) 안의 보어와 순차적으로 정렬될 캘리퍼(38)의 바디(40) 안의 보어를 통해 얼라인먼트 툴(alignment tool; 정렬 도구) (미도시)을 삽입하는 단계로 계속될 수 있다. 얼라인먼트 툴은 패스너(196)와 유사한 샤프트를 가지는 핀(pin) 또는 로드(rod)를 구비할 수 있다. 방법은 디스크 브레이크(26)와 센서 어셈블리(142)를 정렬하는 단계로 계속될 수 있다. 센서 어셈블리(142)는 시간적으로 이른 시점에 이미 함께 조립되어 있는 샤프트 익스텐더(144), 센서(146) 및 하우징(148)과 사전조립되어 있다(하우징(148)의 부재(180)가 정렬하는 단계에 앞서 부재(178)로부터 결합해제될 수 있더라도 그러함). 관형 부분(194) 안의 보어가 캘리퍼(38)의 바디(40) 안의 보어를 통해 뻗어 있는 얼라인먼트 툴의 일 부분을 수용하기 위해서 포지션조정되도록, 부재(176)의 관형 부분(194) 안의 보어는 캘리퍼(38)의 바디(40) 안의 보어와 정렬될 수 있다. 다시 도 16을 참조하면, 방법은 캘리퍼(38)에 대하여 기판내 방향으로 축(74)을 따라 센서 어셈블리(142)를 움직이는 단계로 계속될 수 있다. 움직임 동안, 다음에 오는 동작들, 즉: (i) 하우징(148)의 부재(174)가 캘리퍼(38)의 바디(40)의 부재(40C) 안의 캠 표면(186)에 맞물리고, 캠 표면(186)이 그루브(182) 내부에 수용될 때까지 바깥쪽을 향해 굴절하는데, 이는 하우징(148)이 샤프트(68)의 단부를 에워싸도록 캘리퍼(38)의 부재(40C) 상에 하우징(148)을 자리배치하기 위해서 부재(174)가 그 스트레스받지 않는 상태로 되돌아가는 시점에 해당하는, 동작; (ii) 샤프트 익스텐더(144) 안의 리세스(150)가 샤프트(68)의 단부 위쪽에서 슬라이딩하는, 동작; 및 (iii) 도 12를 참조하면, 얼라인먼트 툴이 하우징(148)의 부재(176)의 관형 부분(194) 안의 보어를 통해 삽입되는, 동작;이 일어난다. 일단 센서 어셈블리(142)가 캘리퍼(38)에 대하여 적절하게 포지션조정되면, 방법은 하우징(148)의 부재(176)의 관형 부분(194)과 캘리퍼(138)의 바디(40) 안의 보어들로부터 얼라인먼트 툴을 제거하는 단계, 및 보어들을 통해 패스너(196)를 설치하는 단계로 계속될 수 있다. 도 16을 참조하면, 방법은 샤프트 익스텐더(144)의 샤프트 익스텐션(152) 위쪽에 쉬어 어댑터(202)를 설치하는 단계로 계속될 수 있다. 위에 기술되어 있는 바와 같이, 본 교시사항들 중 일 양태에 따르면, 센서 어셈블리(142)의 센서(146)는 축(74)으로부터 오프셋되어 있다. 그 결과로서, 쉬어 어댑터(202)는 센서(146)의 제거없이 브레이크 패드들(32, 34)과 어저스터 샤프트(68)의 포지션을 조정하는 종래의 방식으로 사용될 수 있다. 방법은 하우징(148)의 부재(180)를 부재(178)에 결합시킴으로써 쉬어 어댑터(202)를 둘러싸는 단계로 종결될 수 있다. 위에서 논의되어 있는 바와 같이, 부재(180)는 축(74)을 따라 기판내 방향으로 움직이게 될 수 있고, 부재(180)의 기판내 단부가 하우징(148)의 부재(178) 상의 캠 표면(206)에 맞물림에 따라 바깥쪽을 향하여 굴절할 수 있다. 일단 캠 표면(206)이 그루브(204)에 들어가면, 부재(180)는 스트레스받지 않는 상태로 되돌아 갈 것이고, (예컨대 부재(180)의 탭(208)을 잡아 당김으로써) 부재(180)에 가해지는 충분한 외부 힘의 부재시 부재(178) 상에 자리배치된 상태로 남아있을 것이다.
본 발명에 따라 디스크 브레이크(26) 안의 브레이크 패드(32, 34) 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리(54, 118, 142)는 종래의 브레이크 패드 마모 센서들과 비교하여 개선을 보여준다. 브레이크 패드 안에 매립되는 종래의 센서들과 달리, 본 개시사항에 따르는 센서(54, 118, 142)는 브레이크 패드(32, 34)가 교체될 때마다 교체를 필요로 하지 않는다. 게다가, 종래의 포지션 센서들과 달리, 본 개시사항에 따르는 센서(54, 118, 142)는 손상이 덜 일어날 것 같은 위치에 장착되어 있고, 센서가 수리나 교체를 위하여 용이하게 접근될 수 있으면서 현재하는 브레이크 캘리퍼들 상에 설치될 수 있는 방식으로 구성되어 있다.
본 발명이 그 하나 이상의 특정 실시예들을 참조하여 기술되어 나타나 있지만, 당해 기술분야에서의 통상의 기술자라면 다양한 변화들과 수정들이 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않으면서 행해질 수 있다는 점을 알 수 있을 것이다.
Claims (21)
- 디스크 브레이크 안의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리로서, 상기 센서 어셈블리는:
회전 축을 중심으로 하는 샤프트와의 회전을 위해 상기 디스크 브레이크의 캘리퍼의 조정 메커니즘의 샤프트의 한쪽 단부에 결합하기 위하여 구성되어 있는 제 1 단부를 포함하는 샤프트 익스텐더로서, 상기 샤프트 익스텐더의 제 2 단부는 샤프트 익스텐션을 정의하는, 샤프트 익스텐더;
상기 샤프트 익스텐션의 회전의 정도를 표시해주는 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 센서로서, 상기 신호는 상기 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 표시해주고, 상기 센서는:
상기 회전 축을 중심으로 하는 상기 샤프트 익스텐션의 회전에 응답하여 상기 회전 축으로부터 오프셋되어 있는 오프셋 축을 중심으로 하는 회전을 위하여 구성되어 있으면서 상기 샤프트 익스텐션에 결합되어 있는 바디; 및
상기 오프셋 축을 중심으로 하는 상기 바디의 회전에 대해 응답하는 상기 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 측정 디바이스;
를 포함하는, 센서;
상기 센서를 둘러싸도록 구성되어 있는 하우징; 및
상기 샤프트 익스텐더와 샤프트에 대한 회전을 전해주기 위해서 툴에 의해 파지되도록 구성되어 있으면서 상기 샤프트 익스텐션 상에서 지지되어 있는 쉬어 어댑터;
를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 센서는, 상기 바디로부터 뻗어 있는 핀으로서, 상기 하우징 내부에 지지되어 있는 상기 측정 디바이스의 저항 요소와 접촉하는 핀을 포함하는 포텐셔미터를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 샤프트는 상기 조정 메커니즘의 어저스터 샤프트를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 오프셋 축은 상기 회전 축에 대해 평행한 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 제 2 항에 있어서,
상기 측정 디바이스는 상기 저항 요소가 인쇄 회로 기판 상에 배치되어 있는 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판은 상기 오프셋 축을 중심으로 하고 있고, 상기 오프셋 축을 중심으로 하는 상기 인쇄 회로 기판의 회전을 저지하기 위해 상기 하우징에 의해 수용되도록 구성되어 있는 탭을 정의하는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 바디는, 상기 샤프트 익스텐션과의 회전을 위하여 상기 샤프트 익스텐션에 결합되는 피니언 기어를 포함하는 기어 트레인에 의해 구동되는 링 기어를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하우징은:
반경방향으로 뻗어 있는 벽을 포함하는 제 1 부재로서, 상기 벽은 상기 회전 축을 중심으로 하여 배치되어 있되 상기 벽을 통해 상기 샤프트 익스텐더가 뻗어 있고, 상기 반경방향으로 뻗어 있는 벽은 상기 캘리퍼를 향하도록 구성되어 있는 기판내 측면, 및 상기 캘리퍼로부터 멀어지는 방향으로 향하도록 구성되어 있는 기판외 측면을 가지는, 제 1 부재; 및
상기 하우징의 상기 제 1 부재의 상기 반경방향으로 뻗어 있는 벽의 상기 기판외 측면 상의 상기 센서를 둘러싸면서 상기 하우징의 상기 제 1 부재에 맞물리도록 구성되어 있는 제 2 부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 제 7 항에 있어서,
상기 하우징은 제 3 부재를 포함하며, 상기 제 3 부재는, 상기 하우징의 상기 제 1 부재의 상기 반경방향으로 뻗어 있는 벽의 상기 기판내 측면 상의 상기 하우징의 상기 제 1 부재에 결합하기 위하여 구성되어 있고, 그리고 상기 제 3 부재가 상기 샤프트 익스텐더의 상기 제 1 단부와 상기 샤프트의 상기 단부를 에워싸도록 상기 캘리퍼 상에 장착하기 위하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 제 7 항에 있어서,
상기 하우징은, 상기 샤프트 익스텐더의 상기 샤프트 익스텐션을 둘러싸기 위해서 상기 하우징의 상기 제 2 부재에 결합하기 위하여 구성되어 있는 제 3 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 제 7 항에 있어서,
상기 하우징의 상기 제 1 부재는 보어를 가지고 있는 반경방향으로 뻗어 있는 플랜지를 포함하며, 상기 보어는, 상기 캘리퍼 안의 보어와의 정렬을 위하여 구성되어 있고, 그리고 상기 캘리퍼 안의 상기 보어를 통해 뻗어 있는 패스너를 수용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 제 10 항에 있어서,
상기 패스너는, 상기 회전 축에 대해 평행한 방향으로 상기 캘리퍼 안의 상기 보어를 통해 그리고 상기 하우징의 상기 제 1 부재의 상기 플랜지 안의 상기 보어를 통해 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리. - 디스크 브레이크 안의 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 결정하기 위한 센서 어셈블리를 상기 디스크 브레이크에 조립하는 방법으로서, 상기 방법은:
소정의 포지션으로 샤프트를 포지션조정하기 위해서 회전 축을 중심으로 하여 상기 디스크 브레이크의 캘리퍼의 조정 메커니즘의 샤프트를 회전시키는 단계;
상기 샤프트의 제 1 단부로부터 쉬어 어댑터를 제거하는 단계;
상기 디스크 브레이크와 상기 센서 어셈블리를 정렬하는 단계로서, 상기 센서 어셈블리는, 상기 회전 축을 중심으로 하는 상기 샤프트와의 회전을 위한 상기 조정 메커니즘의 상기 샤프트의 한쪽 단부에 결합하기 위하여 구성되어 있는 제 1 단부 및 샤프트 익스텐션을 정의하는 제 2 단부를 포함하는 샤프트 익스텐더, 및 상기 샤프트 익스텐션의 회전의 정도를 표시해주는 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 센서를 포함하고, 상기 신호는 상기 브레이크 패드 상에서의 마모의 양을 표시해주고, 상기 센서는, 상기 회전 축을 중심으로 하는 상기 샤프트 익스텐션의 회전에 응답하여 상기 회전 축으로부터 오프셋되어 있는 오프셋 축을 중심으로 하는 회전을 위하여 구성되어 있으면서 상기 샤프트 익스텐션에 결합되어 있는 바디, 및 상기 오프셋 축을 중심으로 하는 상기 바디의 회전에 대해 응답하는 상기 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 측정 디바이스를 포함하고, 상기 센서 어셈블리는 상기 센서를 둘러싸도록 구성되어 있는 하우징을 더 포함하는, 단계;
상기 센서 어셈블리의 상기 샤프트 익스텐더가 상기 조정 메커니즘의 상기 샤프트의 상기 한쪽 단부에 결합되도록, 상기 캘리퍼에 대하여 상기 회전 축을 따라 상기 센서 어셈블리를 움직이는 단계; 및
상기 센서 어셈블리의 상기 샤프트 익스텐더의 상기 샤프트 익스텐션 위쪽에 상기 쉬어 어댑터를 설치하는 단계;
를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 정렬하는 단계 동안, 상기 하우징 안의 보어는 상기 캘리퍼 안의 보어와 정렬되어 있고,
상기 캘리퍼 안의 보어를 통해 그리고 상기 하우징 안의 보어를 통해 패스너를 설치하는 단계;를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 정렬하는 단계에 앞서 상기 캘리퍼 안의 상기 보어 속으로 얼라인먼트 툴을 삽입하는 단계;를 추가로 포함하고 있고,
상기 움직이는 단계는, 상기 하우징 안의 상기 보어를 통해 상기 얼라인먼트 툴을 삽입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 움직이는 단계 후에, 그리고 상기 패스너를 설치하는 단계 전에, 상기 캘리퍼 안의 상기 보어로부터 그리고 상기 센서 어셈블리의 상기 하우징 안의 상기 보어로부터 상기 얼라인먼트 툴을 제거하는 단계;를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 쉬어 어댑터를 설치하는 단계 후에, 상기 하우징 내부의 상기 쉬어 어댑터를 둘러싸는 단계;를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 움직이는 단계는, 상기 하우징이 상기 샤프트의 상기 단부를 에워싸도록, 상기 캘리퍼 상에 상기 센서 어셈블리의 상기 하우징을 자리배치하는 하위단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 샤프트는 상기 조정 메커니즘의 어저스터 샤프트를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 오프셋 축은 상기 회전 축에 대해 평행한 것을 특징으로 하는 방법. - 삭제
- 삭제
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