KR102679702B1 - 풋팅을 구비한 브레이크 피스톤 - Google Patents

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Abstract

브레이크 시스템에 사용하도록 마련된 브레이크 피스톤 시스템이 개시된다. 브레이크 피스톤 시스템은 피스톤 본체, 피스톤 본체의 제1 단부에 위치되며 제동력을 브레이크 패드에 전달하도록 마련된 피스톤 풋팅; 및 피스톤 풋팅과 피스톤 본체 사이에 위치한 오링을 포함할 수 있다. 일 실시예의 브레이크 피스톤 시스템은 플라스틱(예: 페놀) 피스톤 본체 및 금속(예: 스틸) 풋팅을 포함할 수 있으며 이를 통해 피스톤 시스템의 유체 정체(fluid hold-up) 및 중량을 감소시킬 수 있다.

Description

풋팅을 구비한 브레이크 피스톤{BRAKE PISTON WITH FOOTING}
본 발명은 브레이크 시스템 작동을 위한 피스톤을 포함하는 차량 제동 시스템과 같은 브레이크 시스템에 관한 것이다.
승용차 및 트럭과 같은 차량의 디스크 브레이크 시스템과 같은 브레이크 시스템은 캘리퍼 하우징 및 캘리퍼 하우징 내에 마련되는 하나 이상의 피스톤을 포함할 수 있다. 작동 시, 디스크 브레이크 시스템은 제동 효과를 일으키는 접선 마찰력을 생성하기 위해 브레이크 패드가 브레이크 로터의 양쪽 접촉 면을 가압할 수 있다. 디스크 브레이크 시스템은 신호에 반응하여 브레이크 패드를 향해 이동함으로써 제동 효과를 일으키는 피스톤을 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 제1 측면에 따르면 다음과 같은 브레이크 피스톤 시스템이 제공된다. 브레이크 피스톤 시스템은 피스톤 본체; 및 피스톤 본체의 제1 단부에 위치되고 제동력을 브레이크 패드에 전달하도록 마련되는 피스톤 풋팅;을 포함하며, 피스톤 풋팅은 피스톤 본체의 내부 공간으로 연장되는 풋팅 연장부를 포함하고, 풋팅 연장부는 스핀들 너트의 표면과 맞물려서 상기 스핀들 너트와 상기 풋팅 연장부의 상대 회전을 정지시키도록 마련된 내면을 포함한다.
제1 측면의 제1 실시예에 따르면, 피스톤 본체는 제1 단부의 제1 개구로부터 제2 단부의 제2 개구까지 연장되는 내부 공간을 갖는 내벽에 의해 정의된 내부 공간을 포함하고, 제2 단부는 상기 제1 단부의 반대편에 있다.
제1 측면의 제2 실시예에 따르면, 피스톤 본체는 제1 단부의 제1 개구로부터 제2 단부의 제2 개구까지 연장되는 내부 공간을 갖는 내벽에 의해 정의된 내부 공간을 포함하고, 제2 단부는 제1 단부의 반대편에 있고 풋팅은 제1 개구를 덮고 오링이 피스톤 풋팅과 피스톤 본체 사이에 씰을 생성하여 브레이크 유체를 함유한다.
제1 측면의 제3 실시예에 따르면, 브레이크 피스톤 시스템은 피스톤 풋팅을 피스톤 본체에 부착하는 하나 이상의 패스너를 더 포함한다.
제1 측면의 제4 실시예에 따르면, 브레이크 피스톤 시스템은 피스톤 풋팅을 피스톤 본체에 부착하는 하나 이상의 패스너를 더 포함하고, 패스너는 스크류, 핀, 및 클립으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
제1 측면의 제5 실시예에 따르면, 피스톤 본체는 제1 단부의 제1 개구로부터 제2 단부의 제2 개구까지 연장되는 내부 공간을 갖는 내벽에 의해 정의되는 내부 공간을 포함하고, 제2 단부는 제1 단부의 반대편에 있으며, 브레이크 피스톤 시스템은 스핀들 및 스핀들 너트를 더 포함하고, 스핀들 및 스핀들 너트는 내부 공간 내에 적어도 부분적으로 위치된다.
제1 측면의 제6 실시예에 따르면, 피스톤 본체는 중합체 재료이고 피스톤 풋팅은 금속이다.
제1 측면의 제7 실시예에 따르면, 피스톤 본체는 중합체 재료이고 피스톤 풋팅은 금속이며 피스톤 본체는 페놀계이고 피스톤 풋팅은 스틸이다.
제1 측면의 제8 실시예에 따르면, 풋팅은 제동 작동 동안 피스톤 본체에 접촉하도록 마련된 제1 베어링 표면 및 제2 베어링 표면을 포함하고, 피스톤 본체에 대한 힘은 풋팅으로 전달되며, 제1 베어링 표면은 제2 베어링 표면으로부터 반경방향 및 축방향으로 떨어져 위치된다.
제1 측면의 제9 실시예에 따르면, 브레이크 피스톤 시스템은 피스톤 풋팅과 피스톤 본체 사이에 위치된 오링을 더 포함하고, 피스톤 본체는 제1 단부의 제1 개구로부터 제2 단부의 제2 개구까지 연장되는 내부 공간을 갖는 내벽에 의해 정의되는 내부 공간을 포함하고, 제2 단부는 제1 단부의 반대편에 있으며, 오링은 내벽 및 풋팅의 표면과 접촉하여 오링이 피스톤 본체로부터 풋팅이 분리되는 것에 저항할 수 있도록 한다.
제1 측면의 제10 실시예에 따르면, 브레이크 피스톤 시스템은 피스톤 풋팅과 피스톤 본체 사이에 위치된 오링을 더 포함하고, 피스톤 본체는 제1 단부의 제1 개구로부터 제2 단부의 제2 개구까지 연장되는 내부 공간을 갖는 내벽에 의해 정의되는 내부 공간을 포함하고, 제2 단부는 제1 단부의 반대편에 있으며, 오링은 내벽 및 풋팅의 표면과 접촉하여 오링이 피스톤 본체로부터 풋팅이 분리되는 것에 저항할 수 있도록 하고, 오링은 풋팅의 베어링 표면과 접촉(interfaces with)하는 내벽의 일부와 접촉한다.
제1 측면의 제11 실시예에 따르면, 브레이크 피스톤 시스템은 잠금 홈부를 더 포함하고, 잠금 홈부는 풋팅과 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 백킹 플레이트로부터 잠금 돌출부를 수용하도록 마련되어 풋팅과 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 백킹 플레이트의 상대 회전을 방지하도록 마련된다.
제1 측면의 제12 실시예에 따르면, 브레이크 피스톤 시스템은 잠금 돌출부를 더 포함하고, 잠금 돌출부는 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 백킹 플레이트의 잠금 홈부와 맞물리도록 마련되어 풋팅과 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 백킹 플레이트의 상대 회전을 방지하도록 마련된다.
제2 측면에 따르면, 브레이크 피스톤 시스템을 작동시키는 방법이 다음과 같이 제공된다. 방법은 브레이크 패드가 브레이크 로터에 제동력을 가하도록 하는 브레이크 패드를 포함하는 브레이크 패드 어셈블리에 대해 피스톤 풋팅을 이동시키는 브레이크 피스톤 시스템에 힘을 인가하는 것을 포함하는 단계를 수행함으로써, 피스톤 본체와, 피스톤 본체의 제1 단부에 위치하며 제동력을 브레이크 패드에 전달하도록 마련되는 피스톤 풋팅과, 피스톤 풋팅과 피스톤 본체 사이에 위치된 오링을 포함하는 브레이크 시스템을 작동시키는 단계를 포함한다.
제2 측면의 제1 실시예에 따르면, 힘은 스핀들 너트 내에서 스핀들의 회전에 의해 생성되어 스핀들 너트를 풋팅에 대해 이동시키고, 풋팅에 대한 스핀들 너트의 회전은 스핀들 너트의 대응하는 표면과 풋팅이 서로 접촉하여 정지된다.
제2 측면의 제2 실시예에 따르면, 힘은 피스톤 본체 및 피스톤 풋팅을 밀어내는 유압의 힘이다.
제2 측면의 제3 실시예에 따르면, 힘은 스핀들 너트 내에서 스핀들을 회전시킴으로써 인가되고, 스핀들 너트는 피스톤 본체의 내부 공간 내에 유지되어 스핀들 너트 및 브레이크 피스톤 시스템이 스핀들에 대해 브레이크 패드가 브레이크 로터에 제동력을 가하도록 하는 브레이크 패드 어셈블리를 야기시킨다.
도 1은 브레이크 시스템의 일 실시예에 따른 브레이크 피스톤 어셈블리의 제1 실시예의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 브레이크 시스템의 실시예에 따른 브레이크 피스톤 어셈블리의 제1 실시예의 제2 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 브레이크 시스템의 일 실시예에 따른 브레이크 피스톤 어셈블리의 제1 실시예의 단부 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 브레이크 시스템의 실시예에 따른 브레이크 피스톤 어셈블리의 제2 실시예의 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 브레이크 시스템의 실시예에 따른 브레이크 피스톤 어셈블리의 제2 실시예의 제2 단면도를 도시한 것이다.
도 6은 브레이크 시스템의 실시예에 따른 브레이크 피스톤 어셈블리의 제2 실시예의 단부 단면도를 도시한 것이다.
도 7은 브레이크 시스템의 실시예에 따른 잠금 장치의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 8은 브레이크 패드의 일 실시예 및 잠금부의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 9는 브레이크 피스톤 또는 풋팅의 일 실시예에서 잠금부의 일 실시예를 도시한 것이다.
이하 설명에서는, 본 발명에 개시된 다양한 특정 실시예들을 명확하게 설명하기 위해 다수의 특정 사항들이 구체적으로 설명된다. 그러나 통상의 기술자는 현재 청구된 발명이 아래에서 논의되는 모든 특정 세부 사항들 없이도 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 예에서, 공지된 특징들은 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 설명되지 않는다.
본 발명은 승용차, 트럭, 항공기 등을 비롯한 다양한 탈 것(various vehicles)에 사용되는 디스크 브레이크 캘리퍼 피스톤 및 피스톤 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예들은 피스톤 본체 및 피스톤 풋팅을 갖는 브레이크 피스톤(들)을 포함한다. 피스톤 본체와 피스톤 풋팅은 서로 분리가 가능(또는 불가능)할 수 있으며 브레이크 피스톤 시스템에서 선택 가능한 다른 부품들과 함께 조립될 수 있다.
피스톤 본체 및 피스톤 풋팅은 관련 브레이크 시스템에서 브레이크 피스톤 시스템에 제공되는 힘 및 환경과 호환될 수 있는 임의의 적절한 재료일 수 있다. 브레이크 피스톤 본체에 적합한 재료로는 페놀계(phenolic) 플라스틱과 같은 플라스틱이나, 금속 또는 세라믹과 같은 재료를 포함할 수 있다. 브레이크 피스톤의 질량을 줄이고 브레이크 피스톤 시스템이 설치된 브레이크 시스템의 반응성과 필링을 증가시키기 위해 경량 플라스틱(예: 페놀계 플라스틱) 또는 경량 금속과 같은 경량 재료들을 활용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 브레이크 피스톤 내부에 더 적은 브레이크 액이 존재하도록 피스톤 몸체 및 전체 브레이크 피스톤 시스템의 내부 공간의 정체 부피(hold-up volume)을 줄이기 위해 피스톤 몸체 및/또는 풋팅의 크기를 지정하고 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 정체 부피의 감소는 예를 들어 제동 작동으로 가열된 브레이크 유체의 양을 줄이고 제동 작동 중 압축을 받을 수 있는 피스톤 내에 존재하는 브레이크 유체의 양을 줄이는 것과 같이, 브레이크 응답성과 브레이크 필링을 개선할 수 있다.
풋팅은 임의의 적합한 재료일 수 있지만, 바람직하게는 풋팅이 노출될 힘, 온도 및 환경에 적합한 금속, 세라믹 및 플라스틱을 포함한다. 바람직한 재료로는 스틸과 같은 금속과, 탄화물, 질화물 및 산화물과 같은 세라믹을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피스톤 본체와 풋팅 사이에는 씰(seal)이 존재할 수 있다. 이러한 씰은 브레이크 액의 누출에 대한 씰링을 제공 및/또는 조립, 유지 보수 및/또는 작동 중에 피스톤 본체에 부착된 풋팅을 유지하기 위한 유지수단(retention means)을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 씰은 오링(O-ring)일 수 있다. 씰에 적합한 재료는 브레이크 피스톤 시스템이 설치되는 브레이크 시스템의 온도, 힘, 및 환경에 적합한 탄성 재료를 포함할 수 있다. 바람직한 재료로는 바이톤(viton), 니트릴(nitrile), 네오프렌(neoprene), 실리콘(silicon), 에틸렌 프로필렌 고무, PTFE, 폴리우레탄, EPDM, 퍼플루오로엘라스토머, Chemraz, Kalrez, 플루오로실리콘, 클로로프렌, Aflas 등을 포함하며, 고형화(solid), 중공화(hollow), 캡슐화(encapsulated) 등일 수 있다.
브레이크 피스톤 시스템(1)의 일 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 피스톤 본체(3)는 풋팅(5, footing)에 조립된다. 피스톤 본체(3)는 내벽(29)에 의해 정의되는 내부 공간(17)을 갖는다. 내부 공간(17)은 피스톤 본체(3)의 대향하는 양단부에 있는 제1 개구(19)로부터 제2 개구(21)까지 연장된다. 풋팅(5)은 제1 개구(19)에서 내부 공간(17)을 폐쇄하고, 피스톤과 브레이크 패드 백킹 플레이트(39)의 접촉 표면으로서 작용하는 것으로 도시되어 있다. 일 실시예에 따르면, 풋팅(5)은 피스톤 본체(3)의 내부 공간(17)으로 연장되는 풋팅 연장부(41)를 포함한다. 여기서 설명되는 장치에서는, 내부 공간(17)은 풋팅 연장부(41) 내로 연장될 수 있으며, 선택적으로 피스톤 본체(3)를 넘어 풋팅(5) 내로 연장되거나 또는 풋팅(5)은 피스톤 본체(5)의 단부에서 또는 피스톤 본체(5)의 내부에서 내부 공간(17)을 폐쇄할 수 있다. 풋팅 연장부(41)는 스핀들 너트(3)와 풋팅(5)의 상대 회전을 방지하는 스핀들 너트(3)의 외면(42')과 상호작용하도록 마련된 내면(42)을 포함할 수 있다. 오링(7)으로 표시된 선택 사항인 씰이 풋팅(5)과 피스톤 본체(3)의 접합부에 도시되어 있다. 오링(7)과 같은 씰은 풋팅(5)을 피스톤 본체(3) 내의 제 자리에 유지(hold)시키는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 씰의 유지 능력(retention capabitliy)은 풋팅(5) 및 피스톤 본체(3)에 작용하는 씰의 마찰에 의해 달성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 피스톤 본체(3)와 풋팅 사이의 경계면(interface)은 피스톤 본체(3)의 제1 베어링 표면(27')과 접촉하는 풋팅(5)의 제1 베어링 표면(27)이 있는 단차부(26, step)와, 피스톤 본체(3)의 제2 베어링 표면(30')과 접촉하는 풋팅(5)의 제2 베어링 표면(30)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 베어링 서비스들은 서로 반경 방향(중심축(2)에 더 가깝거나 더 멀게)과 축방향(중심축(2)을 따라 상이한 위치로 변위된) 모두에서 서로 오프셋될 수 있다. 단차부(26)는 제2 베어링 표면(30')에 근접하게(proximate) 또는 제2 베어링 표면(30')에 멀게(distal) 위치될 수 있다. 단차(26)의 위치가 제2 베어링 표면(30')에 근접하면, 예를 들어 단차부(26)가 멀리 위치될 때보다 내부 공간(17)으로 연장되는 풋팅 연장부(41)를 더 짧게 사용할 수 있어, 풋팅(5)를 위해 더 적은 재료가 사용될 수 있다는 점에서 유리하다. 풋팅 연장부(41)가 짧을수록, 풋팅(5)에 스틸과 같은 덜 무거운 재료를 사용하고, 피스톤 본체(3)에 페놀계와 같은 더 가벼운 재료를 사용하거나, 또는 더 큰 내부 공간(17)을 확보할 수 있기 때문에 피스톤의 무게를 줄일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단차부(26)는 피스톤 본체(5) 길이의 5% 또는 10% 또는 20% 또는 30% 또는 40% 또는 50% 또는 60% 또는 70% 또는 80% 또는 90% 또는 95%에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단차부(26)는 제2 베어링 표면(30') 또는 제2 베어링 표면(30)에 인접할 수 있다.
스핀들 너트(25)와 피스톤 사이의 상대 회전은 서로 직접 또는 간접적으로 접촉하며 상대 회전을 제한하거나 방지하는 역할을 하는 스핀들 너트(25) 및 풋팅(5) 상의 대응하는 표면들을 사용하여 제어될 수 있다. 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 일 실시예에 따르면, 풋팅 연장부(41)는 스핀들 너트(25)의 외면(42)과 상호 작용하는 내면(42')을 포함하며, 여기서 상호 작용은 평면 또는 평면 영역에서 이루어진다. 하지만, 회전 방지는 곡면 및 곡면과 평면의 조합 및 곡면의 조합과 같은 다른 형상들을 사용하여 달성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 스핀들 너트(25) 및 피스톤 본체(3)는 상대 회전을 방지하기 위해 서로 상호 작용하는 표면을 포함할 수 있다. 도 1, 도 2 및 도 3은 상대 회전을 방지하기 위해 피스톤 본체(3)와 상호 작용하는 스핀들 너트(25)의 일 실시예를 도시한 것이다. 도 1, 도 2 및 도 3에서, 피스톤 본체(3)의 표면과 상호 작용하는 스핀들 너트(25)의 표면(들)은 또한 스핀들 너트(25)가 완전히 후퇴될 때(예: 주차 브레이크가 해제될 때) 풋팅(41)의 표면들과 상호 작용한다. 스핀들 너트(25)가 풋팅(41) 내로 연장될 때(예: 주차 브레이크가 체결될 때), 일 실시예에서 스핀들 너트(25)가 이동하며 충분한 움직임으로, 상대 회전을 방지하기 위해 풋팅 및/또는 피스톤 본체와 상호 작용하는 스핀들 너트(25)의 표면들만 풋팅의 표면에 맞물린다. 일 실시예에서는 스핀들 너트(25)가 풋팅 내로 완전히 연장될 때, 상대 회전을 방지하기 위해 풋팅 및/또는 피스톤 본체와 상호 작용하는 스핀들 너트(25)의 표면들은 풋팅 하고만 상호 작용하거나 또는 다른 실시예에서는 피스톤 본체 및 풋팅과 상호 작용한다. 일 실시예에서는, 스핀들 너트(25)가 완전히 후퇴될 때, 상대 회전을 방지하기 위해 풋팅 및/또는 피스톤 몸체와 상호 작용하는 스핀들 너트(25)의 표면들은 풋팅 하고만 상호 작용하거나 또는 피스톤 몸체 하고만 상호 작용한다.
일 실시예에 따르면, 선택 사항으로 잠금 장치(44)가 브레이크 패드(2)와, 풋팅(41) 또는 피스톤 본체(3) 사이의 상대 회전을 방지하거나 제한하기 위해 포함될 수 있다. 이러한 일 실시예에 따르면, 잠금 장치(44)는 브레이크 패드 백킹 플레이트(39) 및 풋팅(41) 사이의 상호 작용으로 활용될 수 있다. 도 7은 풋팅이 없는 피스톤 본체를 사용하는 시스템에서 브레이크 패드 백킹 플레이트(39)와 피스톤 본체(3) 사이에 작용하는 잠금 장치(44)를 도시한 것이다. 추가 실시예에 따르면, 잠금 장치는 브레이크 패드 백킹 플레이트(39)와 풋팅(41) 사이 또는 브레이크 패드(2)와 풋팅(41) 사이 또는 브레이크 패드(2)와 피스톤 본체(3) 사이에서 작용할 수 있다.
도 8 및 도 9는 브레이크 패드 백킹 플레이트(39)(도 8) 및 풋팅(41)(도 9)의 잠금 장치(44)의 실시예를 도시한 것이다.
잠금 장치(44)는 도 7에 도시된 바와 같이 돌출부(45) 및 잠금 홈부(46)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 돌출부(45)는 브레이크 패드 백킹 플레이트(39)로부터 풋팅(41)을 향해 연장되고 풋팅(41)의 홈부(46) 내로 수용된다. 일 실시예에 따르면, 돌출부(45)는 브레이크 패드(2)로부터 연장될 수 있고 이에 대응하는 홈부가 풋팅(41)에 존재할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 돌출부(45)는 풋팅(41) 및 브레이크 패드 백킹 플레이트(39) 상의 대응하는 홈부(46)에 위치될 수 있다.
잠금 돌출부(45)는 홈부(46)와 상호 작용하기 위한 임의의 적합한 형상을 가짐으로써 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 백킹 플레이트와, 풋팅 또는 피스톤 본체 사이의 상대 회전을 제한하거나 방지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 돌출부(45)는 원형, 삼각형, 직사각형, 또는 직선 또는 곡선의 측면 또는 직선 및 곡선의 측면 조합을 갖는 다각형과 같은 다른 형상들을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 홈부(46)는 원형, 삼각형, 직사각형, 또는 직선 또는 곡선의 측면 또는 직선 및 곡선의 측면 조합을 갖는 다각형과 같은 일부 다른 형상들일 수 있다. 홈부(46)는 대응하는 돌출부(45)와 동일한 형상 또는 돌출부(45)를 수용할 수 있는 상이한 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 홈부(46)는 홈부가 있는 부품 예를 들어, 풋팅 또는 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 백킹 플레이트 부품의 가장자리(edge)와 교차하지 않도록 부품의 에지로부터 떨어져 있을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 홈부는 부품에 장공을 형성하기 위해 홈부가 있는 부품의 에지와 교차할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 홈부는 부품을 통해 장공을 형성할 수 있도록 홈부가 있는 부품의 하나 이상의 에지와 교차할 수 있다. 도 9는 홈부(들)가 풋팅(41)의 외부 에지(47) 및 풋팅(41) 표면의 내부 에지(48)와 교차하는 홈부(46)의 일 실시예를 도시한 것이다. 일 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 두 개의 홈부와 같이 홈부(46)는 하나 이상 있을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 돌출부가 있을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 돌출부와 같거나 더 많은 수의 홈부가 있을 수 있다.
브레이크 피스톤 시스템(1)의 일 실시예에 따르면, 풋팅(5) 및 피스톤 본체(3)를 조립된 형태로 유지하기 위해 패스너가 선택적으로 이용될 수 있다. 적합한 패스너의 일례로, 스크류, 핀, 클립 또는 기타 적절한 결합 기구가 포함될 수 있다. 도 1의 실시예에 따르면, 스크류(33)가 풋팅(5)을 관통해서 피스톤 본체(3)에 결합된다. 다른 다양한 형태의 커넥터가 풋팅(5)을 관통해서 피스톤 본체(3)에 결합되는 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 도 1에는 선택적으로 패스너가 씰(7)과 함께 사용되는 것이 도시되어 있다. 그러나 일 실시예에서, 씰은 선택적인 패스너(33) 없이 사용되거나, 선택적인 패스너(33)가 씰(7) 없이 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 풋팅(5)을 피스톤 본체(3)에 부착하기 위한 다른 실시예들이 패스너(33) 또는 씰(7) 없이 사용될 수 있다. 이러한 일 실시예에서는 풋팅(5)을 피스톤 본체(3)에 압입하거나 풋팅(5)과 피스톤 본체(3)를 접착제(adhesive) 또는 접합제(cement)로 조립하는 것을 포함한다.
또한, 도 1은 캘리퍼 하우징(9)의 피스톤 실린더(11) 내에 위치한 브레이크 피스톤 시스템(1)과 함께 브레이크 시스템에 조립된 브레이크 피스톤 시스템(1)을 도시한 것이다. 스핀들(23)과 스핀들 너트(25)가 캘리퍼 하우징(9) 의 개구부 내에 위치한 스핀들(23)의 일부를 포함하거나 또는 일 실시예에서 캘리퍼 하우징(9)을 관통함으로써 스핀들이 파킹 브레이크 시스템에 접근할 수 있는 브레이크 피스톤 시스템(1)의 내부 공간(17) 내에 적어도 부분적으로 위치 설정된다.
또한, 도 1의 브레이크 시스템에는 브레이크 패드 백킹 플레이트(39)에 브레이크 패드(37)를 포함하는 브레이크 패드 어셈블리(13)가 도시되어 있다. 제동 시 브레이크 피스톤 시스템(1)이 피스톤 실린더(11) 내에서 이동될 때, 예컨대 브레이크 패드 백킹 플레이트(39)와 접촉하고 브레이크 패드 백킹 플레이트(39)를 밀어냄으로써 풋팅(5)은 브레이크 패드 어셈블리(13)를 가압하도록 위치될 수 있다. 제동 해제 시, 브레이크 피스톤 시스템(1)은 피스톤 실린더(11) 내에서 후퇴하고 브레이크 패드 어셈블리(13)는 브레이크 로터로부터 후퇴한다. 일 실시예에 따르면, 후퇴는 능동적(active)일 수 있으며, 이는 브레이크 피스톤 시스템(1)이 브레이크 패드 어셈블리(13)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착되고, 브레이크 피스톤 시스템(1)이 후퇴할 때 브레이크 패드 어셈블리(13)가 브레이크 피스톤 시스템(1)에 의해 로터로부터 멀어지게 당겨지는 것을 의미한다. 일 실시예에 따르면, 브레이크 패드 조립체(13)와 브레이크 피스톤 시스템(1) 사이에 직접 또는 간접적으로 접촉이 있는 경우와 같이 후퇴가 수동적(passive)일 수 있지만, 이것은 브레이크 피스톤 시스템(1)이 후퇴할 때 브레이크 피스톤이 브레이크 패드 어셈블리(13)를 당기기 것을 허용하는 연결은 아니다.
도 2는 도 1의 브레이크 피스톤 시스템의 다른 실시예에 따른 단면도이다. 도 2에서는 피스톤 본체(3), 풋팅(5), 스핀들(23), 스핀들 너트(25) 및 도 1의 다른 구성요소들이 도시되어 있다. 여기서, 주목해야 할 것은 도 1에 대비되게 도 2에 도시된 풋팅 연장부(41)의 두께 차이이다. 도 1에 더 두껍게 풋팅 연장부(41)가 도시된 도 2와 도 1의 두께 차이는 도 3에 도시된 바와 같이, 풋팅의 내부 보어의 형상으로 인한 것이다. 도 3은 도 1에 대응하는 섹션 A-A 및 도 2에 대응하는 섹션 B-B를 갖는 도 1 및 2의 피스톤 시스템(1)의 단부 단면도를 도시한 것이다. 여기서, 풋팅(5)은 풋팅(5)에 대한 스핀들 너트(2325)의 상대 회전을 방지하기 위해 스핀들 너트(25)의 형상과 대응하는(interface with) 회전 방지부(43)를 갖는 것으로 볼 수 있다. 일반적으로, 풋팅(5)의 내부 보어는 스핀들 너트(25)의 형상과 대응하는 형상을 가질 수 있다. 도 3에서 편평한 부분(flats)이 회전 방지부(43)로서 표시된다.
도 4는 도 1의 실시예와 비교하여 씰(7)의 위치가 다른 브레이크 피스톤 시스템(1)의 제2 실시예를 도시한 것이다. 도 1에서, 씰은 피스톤 본체(3)의 제1 개구(19)에 위치된다. 도 4에서, 씰(7)은 피스톤 본체의 제1 베어링 표면(27')에 위치된다.
도 5는 도 4에 도시된 브레이크 피스톤 시스템(1)의 다른 실시예에 따른 단면도를 도시한 것이다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 도 4 및 5는 각각에 도시된 풋팅 연장부(41)의 두께가 상이하다. 도 6은 도 4 및 5에 도시된 브레이크 시스템(1)의 실시예에 따른 단부 단면도를 도시한 것이다. 도 6은 도 4에 상응하는 섹션 A-A 및 도 5에 상응하는 섹션 B-B를 갖는 섹션 A-A 및 섹션 B-B의 위치를 도시한 것이다. 또한, 도 6은 회전 방지부(43) 및 스핀들 너트(25)와 회전 방지부(43)의 인터페이스를 도시한 것이다.
특허법의 요건에 따라 본 발명을 설명하였으므로, 이 기술 분야의 통상의 기술자는 특정 요건 또는 조건을 충족시키기 위해 본 발명을 변경 및 수정하는 방법을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 변경 및 수정은 본 명세서에서 설명된 본 발명의 범위 및 사상을 벗어남 없이 이루어질 수 있다.
예시적이며 바람직한 실시예의 전술한 상세한 설명은 법률의 요건에 따라 예시 및 개시의 목적으로 제공된다. 이는 본 발명을 설명된 정확한 형태(들)로 포괄하거나 제한하려는 것이 아니라, 단지 본 발명이 특정 용도 또는 구현에 적합할 수 있는 방법을 통상의 기술자가 이해할 수 있도록 하기 위한 것이다. 수정 및 변형의 가능성은 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 공차, 특정 치수, 특정 작동 조건, 공학적 사양 등을 포함할 수 있고 그리고 구현 간에 또는 최신 기술 상태에 대한 변경에 따라 달라질 수 있는 예시적인 실시예의 설명에 의해 본 발명이 제한되는 것은 의도하지 않으며. 이에 대한 제한이 암시되어서도 안 된다. 출원인은 현재의 기술 상태와 관련하여 본 발명을 하였지만, 또한 발전을 고려하고 미래에 적용하는 것은 발전, 즉 당시의 기술 상태에 따라 이러한 발전을 고려할 수 있다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 정의되며, 해당하는 경우 적용 가능한 동등한 것으로 의도될 수 있다. 단수로 된 청구 요소에 대한 언급은 명시적으로 언급되지 않는 한 "유일무이한 하나"을 의미하지 않는다. 나아가, 본 발명의 어떠한 요소, 구성요소, 또는 방법 또는 프로세스 단계도 요소, 구성요소 또는 단계가 청구범위에 명시적으로 기재되었는지의 여부에 관계없이 대중에게 전용되도록 의도되지 않는다. "대략", "약간", "약", "거의"와 같은 언어의 사용 및 본 발명의 내용에 나타나는 기타 정도의 용어는 해당 기술 분야의 기술자가 이하에 근거하여 언어를 이해할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 문맥이 불충분한 지침을 제공하는 경우 20%의 허용 오차가 적용되어야 한다는 것도 추가적으로 이해해야 한다. "또는"이라는 단어의 사용은 문맥이 달리 지시하는 경우를 제외하고는 "및"의 의미도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (17)

  1. 피스톤 본체; 및
    상기 피스톤 본체의 제1 단부에 위치되고 제동력을 브레이크 패드에 전달하도록 마련되는 피스톤 풋팅;을 포함하며,
    상기 피스톤 풋팅은 상기 피스톤 본체의 내부 공간으로 연장되는 풋팅 연장부를 포함하고, 상기 풋팅 연장부는 스핀들 너트의 표면과 맞물리고 상기 스핀들 너트와 상기 풋팅 연장부의 상대 회전을 방지하도록 마련된 내면을 포함하며,
    상기 피스톤 본체의 내측면은 제1 부분 및 상기 제1 부분보다 작은 내경을 갖는 제2 부분을 포함하는 단차부를 포함하고,
    상기 피스톤 풋팅은 상기 제1 부분에 삽입되되, 상기 풋팅 연장부의 단부가 상기 단차부의 표면에 의해 지지되며,
    상기 풋팅 연장부와 상기 제1 부분이 접하는 위치에 오링이 설치되어 상기 풋팅을 상기 피스톤 본체 내의 제 자리에 유지시키는 브레이크 피스톤 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 본체는 상기 제1 단부의 제1 개구로부터 제2 단부의 제2 개구까지 연장되는 내부 공간을 갖는 내벽에 의해 정의된 내부 공간을 포함하고,
    상기 제2 단부는 상기 제1 단부의 반대편에 있는 브레이크 피스톤 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 풋팅은 상기 제1 개구를 덮고, 오링이 상기 피스톤 풋팅과 상기 피스톤 본체 사이에 씰을 생성하여 브레이크 유체를 포함하는 브레이크 피스톤 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 풋팅을 상기 피스톤 본체에 부착하는 하나 이상의 패스너를 더 포함하는 브레이크 피스톤 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패스너는 스크류, 핀 및 클립으로 구성된 그룹에서 선택되는 브레이크 피스톤 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    스핀들 및 스핀들 너트를 더 포함하고,
    상기 스핀들 및 스핀들 너트는 상기 내부 공간 내에 적어도 부분적으로 위치되는 브레이크 피스톤 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 본체는 중합체 재료이고 피스톤 풋팅은 금속인 브레이크 피스톤 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 피스톤 본체는 페놀계(phenolic)이고 피스톤 풋팅은 스틸인 브레이크 피스톤 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 풋팅은 제동 작동 동안 상기 피스톤 본체에 접촉하도록 마련된 제1 베어링 표면 및 제2 베어링 표면을 포함하고, 상기 피스톤 본체에 대한 힘은 상기 풋팅으로 전달되며, 상기 제1 베어링 표면은 상기 제2 베어링 표면으로부터 반경방향 및 축방향으로 떨어져 위치되는 브레이크 피스톤 시스템.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 오링은 상기 제1 개구에 위치하는 브레이크 피스톤 시스템.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 오링은 상기 단차부에 위치하는 브레이크 피스톤 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    잠금 홈부를 더 포함하고,
    상기 잠금 홈부는 상기 풋팅과, 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 백킹 플레이트로부터 잠금 돌출부를 수용하도록 마련되어 상기 풋팅과 상기 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 백킹 플레이트의 상대 회전을 방지하도록 마련되는 브레이크 피스톤 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    잠금 돌출부를 더 포함하고,
    상기 잠금 돌출부는 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 백킹 플레이트의 잠금 홈부와 맞물리도록 마련되어 상기 풋팅과 상기 브레이크 패드 또는 상기 브레이크 패드 백킹 플레이트의 상대 회전을 방지하도록 마련되는 브레이크 피스톤 시스템.
  14. 제1항에 따른 브레이크 피스톤 시스템을 작동시키는 방법으로서,
    상기 브레이크 패드가 브레이크 로터에 제동력을 가하도록 하는 상기 브레이크 패드를 포함하는 브레이크 패드 어셈블리에 대해 상기 피스톤 풋팅을 이동시키는 상기 브레이크 피스톤 시스템에 힘을 인가하는 단계; 를 포함하는 브레이크 피스톤 시스템의 작동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 힘은 상기 스핀들 너트 내에서 스핀들의 회전에 의해 생성되어 상기 스핀들 너트를 상기 풋팅에 대해 이동시키고, 상기 풋팅에 대한 상기 스핀들 너트의 회전은 상기 스핀들 너트의 대응하는 표면과 상기 풋팅이 서로 접촉하여 정지되는 브레이크 피스톤 시스템의 작동 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 힘은 상기 피스톤 본체 및 상기 피스톤 풋팅을 밀어내는 유압 힘(hydraulic force)인 브레이크 피스톤 시스템의 작동 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 힘은 스핀들 너트 내에서 스핀들을 회전시킴으로써 인가되고, 상기 스핀들 너트는 상기 피스톤 본체의 내부 공간 내에 유지되어 상기 스핀들 너트 및 상기 브레이크 피스톤 시스템이 상기 브레이크 패드가 상기 브레이크 로터에 제동력을 가하도록 하는 상기 브레이크 패드 어셈블리를 야기(causing)시키는 브레이크 피스톤 시스템의 작동 방법.
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