KR20000075658A - 디스크 브레이크용 마모 조정 장치 및 이 장치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 디스크 브레이크용 마모 조정 장치 및 이 장치의 제어 방법에 관한 것이다. 제동시에 작동하는 회전 레버(5)는 하나 이상의 가동 요소(7)에 작용하여 그 가동 요소(7)가 하나 이상, 바람직하게는 2개의 조정 스핀들(8, 9)을 작동시키도록 하고, 그 조정 스핀들(8, 9)은 브레이크 라이닝을 브레이크 디스크 쪽으로 가압한다. 본 발명에 따르면, 조정 장치는 조정 스핀들(8, 9) 중의 하나 이상을 회전 작동에 의해 조정하는 전기 구동부(12)를 구비한다.

Description

디스크 브레이크용 마모 조정 장치 및 이 장치의 제어 방법{WEAR ADJUSTING DEVICE FOR DISK BRAKES AND METHOD FOR CONTROLLING THE DEVICE}

이와 같은 종류의 마모 조정 장치는 예를 들어 WO 91/19115호에 개시되어 있다. 제동 인가 장치를 한쪽편에 갖춘 WO 91/19115호에 개시된 디스크 브레이크는 브레이크 디스크면에 대해 평행한 축선의 둘레로 회전이 가능하고, 바람직하게는 트래버스를 경유하여 하나 또는 두개의 조정 스핀들과 상호 작동하는 캠 레버를 포함하는데, 그 조정 스핀들에는 브레이크 라이닝이 맞닿아 지지된다. 양자의 조정 스핀들은 구동 벨트나 체인을 매개로 하여 연결되어 있다. 하나의 조정 스핀들의 요홈 속에는 회전 구동부가 돌출되는데, 이는 캠 레버에 의해서 구동될 수 있으며, 제동 인가 행정 중에 조정 스핀들을 브레이크에 접근하는 방향으로 조여지도록(그에 따라, 톱니 벨트를 경유하여 제2 조정 스핀들도 함께 조여지도록) 한다. 회전 구동부는 단방향 회전 클러치 및 토크 제한 클러치 내지 과부하 클러치를 포함하고, 이런 클러치에 의해 지속적 제동 행정 및 해제 행정 중에 바람직하지 못하게 조정 스핀들이 조여지는 것이 회피된다.

전술한 바와 같이 제동을 조정하는데 핵심적인 요소는, 예를 들어 마찰 결속식으로 작동하는 시스템으로서 설계된 단방향 클러치(one way clutch) 및 과부하 클러치[예컨대, 슬링 스프링/프리휠로서의 단방향 클러치 및 마찰 슬립 클러치 내지 덴틸 클러치(dentil clutch)로서의 과부하 클러치]이다. 예를 들어, WO 91/19115호의 도5에는 과부하 클러치가 롤러 베어링 기술에 따라 볼 클러치로서 실시되는 것이 도시되어 있는데, 이 클러치의 접속 모멘트는 전적으로 볼을 수납하는 램프(ramp)형 포켓의 기하 형상과 편향력의 크기에 의해서 결정된다. 이러한 시스템의 장점은, 마찰의 영향을 거의 받지 않고 작은 구조 공간으로 매우 높은 접속 모멘트를 가능하게 해준다는 것이다. 이러한 실시예의 단방향 클러치는 클램프 롤러/슬리브 프리휠로서 실현되는데, 이와 같은 클램프 롤러/슬리브 프리휠은 매우 높은 응답 정확성을 제공하고, 작은 구조 공간으로 높은 전달 모멘트를 실현할 수 있다.

그럼에도 불구하고, 상술한 조정 장치는 상당한 정도의 고정밀 부품을 필요로 하고, 그에 따라 공압 디스크 브레이크의 제조 비용을 줄일 수 있는 또 다른 방법을 모색할 필요가 있는 것으로 밝혀졌다.

차량 브레이크의 또 다른 조정 장치 및 작동 방법은 독일 특허 제195 21 401 C1호에 개시되어 있다. 그 경우의 단점은 조정 장치에 의한 공극을 제거하기 위해서 브레이크의 작동 시간 내지 응답 시간이 상승된다는 점이다. 본 발명의 목적은 서술한 문제점들을 고려하여 대량 생산에 있어서 상술한 시스템에 비하여 현저히 비용을 절감시킬 수 있는 조정 장치를 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위한 방안의 특징은 선택적으로 청구항 1 및 청구항 2에 개시되어 있다. 바람직한 것은 특히 전자 정류식의 직류 기어 모터 또는 경우에 따라서는 스텝 모터가 브레이크에 통합된 제어 유닛에 배치되어, 기어의 종동 요소가 회전 작동시키는 쪽으로 브레이크의 마모 조정 기구에 영향을 미치도록 하는 것이다.

본 발명은 청구항 1 및 청구항 2의 전제부에 따른 디스크 브레이크용 마모 조정 장치와 이 마모 조정 장치를 제어하는 방법에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 조정 장치의 디스크 브레이크의 부분 단면도이다.

더욱이, 전동식으로 작동하는 디스크 브레이크는 오래 전부터 공지되어 있는 것이다. 그러나, 그것을 실현시킴에 있어서의 수많은 문제점들(비용, 기능 장애에 대하 안전성 등)로 인해 지금까지는 실제로 채용될 수 없었다. 본 발명은 긍극적으로, 공압에 의해 제동되는 디스크 브레이크의 개념을 견지하면서 단지 브레이크의 조정을 전기 구동부에 의해 실시한다는 점에서 또 다른 방안을 강구하고 있다. 단지 브레이크의 조정은 전기 구동에 의해 실행된다. 이로써, 본 발명은 공압 작동식 디스크 브레이크의 장점(안전성, 신뢰성)과 전기 구동의 장점(저렴한 비용)을 이상적으로 조합시키고 있다. 또한, 전기 구동부에 의해서 브레이크 조정시의 응답 시간이 감소되고, 불가피한 공극이 본 발명에 따른 브레이크 작동 사이의 조정을 통해 매우 작은 크기로 감소될 수 있으며, 공압 시스템의 공기 소모( 내지 공기 생성에 수반되는 에너지 소모)가 감소된다.

2개의 램(2개의 스핀들)을 구비한 브레이크의 경우에는 동기화 기구(예를 들어, 체인)에 대해 조정 조작을 행하는 것이 좋고, 1개의 램을 구비한 브레이크의 경우에는 마모 조정 요소(조정 스핀들)에 대해 바로 조정 조작을 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 또 다른 양태는 그 외의 종속항에 기재되어 있다.

또한, 본 발명은 공압 작동식 브레이크용의 전동식 조정 장치를 가능한 한 간단하면서도 확실하게 작동시키는 과제까지도 해결하고 있다. 이러한 과제의 해결 수단의 특징은 청구항 5 및 청구항 6에 선택적으로 기재되어 있다. 두 청구항들은 다음의 방법 단계를 교시하고 있다.

A 단계: 브레이크 실린더의 작동 압력을 완전히 해제시킨 후에, 공극이 완전히 제거될 정도의 크기로, 조정 스핀들의 추가적인 제어 이동 내지 조정 이동을 실행한다.

B 단계: 그에 입각하여, 조정 기구(조정 스핀들)를 전기 구동부에 의해서 미리 주어진 목표의 공극에 해당하는 소정의 크기만큼 복귀시킨다.

이런 형식의 조정은 다음과 같은 장점을 갖는다. 브레이크 작동시에 공극이 통상 회전 레버, 편심기/트래버스 및 피스톤에 의해서 제거되기 때문에, 브레이크의 응답 시간이 단축된다. 요구되는 브레이크 실린더 행정 및 그에 따른 압력 에너지 소모도 전적으로 2개의 브레이크 작동 사이에서 조절되는 소정의 작은 공극으로 인해 감소된다. 더욱이, 공극은 매번의 브레이크의 작동 후에 새로이 정확하게 조절되기 때문에, 모든 구동 조건 하에서 매우 균일한 공극이 제공된다. 수리 점검을 할 경우에는 차량의 모든 브레이크가 브레이크 라이닝 교환을 위한 수리 점검 위치로 자동적으로 옮겨질 수 있고 수리 점검이 종료된 후에 공극의 조절이 역시 자동적으로 실행되도록 함으로써 상당한 시간 절감이 실현된다.

마모 조정 기구는 매번의 브레이크 작동 후에 공극이 소멸될 때까지 조정되도록 제어 작동된다. 그 다음으로, 조정 기구는 서보 모터에 의해 목표의 공극에 해당하는 미리 주어진 크기만큼 복귀된다. 즉, 브레이크 실린더의 작동 압력의 해제 후에 조정이 이루어지는 쪽으로 작동 임펄스가 주어져서 공극이 완전히 제거될 때까지 지속된다. 이러한 제어 작동 임펄스에 바로 연이어서 필요한 목표의 공극으로 복귀가 이루어진다.

선택적으로는 조정 기구의 작동 빈도를 줄이기 위해 상술한 경과 과정이 미리 주어진 수의 브레이크 작동 후에만 각각 실행될 수 도 있다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 실시예를 바탕으로 더욱 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도1에 따른 공압 디스크 브레이크의 구조 및 기능을 약술하기로 한다. 디스크 브레이크(1)는 내부로 공기가 통하는 브레이크 디스크(3)를 둘러싸는 브레이크 새들(2)을 구비한다. 브레이크 디스크(3)의 한쪽편에는 미끄럼 베어링에 의해 지지되는 작동 회전 레버(5)를 구비한 제동 인가 장치(4)가 마련되는데, 그 작동 회전 레버(5)는 압축 공기 실린더의 피스톤 로드(도시를 생략함)에 의해 이동되어 편심기(6)를 작동시키거나 회전시키고, 다시 그 편심기(6)는 압력편 트래버스(7)를 경유하여 2개의 조정 스핀들(8, 9)과 상호 작용하여, 브레이크 라이닝(10) 중의 하나가 조정 스핀들(8, 9)에 맞닿아 지지된다. 이러한 2개의 조정 스핀들(8, 9)은 예를 들어 체인(도시하지 않음)을 매개로 하여 결합될 수도 있다. 트래버스(7)와 디스크 브레이크 새들(2) 사이에는 트래버스(7)를 회전 레버(5) 쪽으로 편향시키려고 마련된 스프링이 걸려 있다.

트래버스(7)는 양쪽의 외측면에 각각 암나사부가 마련된 구멍을 구비되고, 그 구멍 속에는 수나사부가 마련된 조정 스핀들(8 및 9)이 체결되어 조여진다. 조정 스핀들(8, 9)의 요홈 속으로는 각각 전동기(12)에 의해서 직접 구동되고 스핀들(8, 9)에 대해서는 회전이 불가능한 회전 구동부(11)가 돌출되어 있다.

압축 공기에 의해 브레이크를 작동시키면, 회전 레버(5)가 선회되어 편심기(6)를 회전시키고 트래버스(7)가 브레이크 디스크(3) 쪽으로 이동되며 그에 따라 스핀들(8, 9)이 라이닝(10) 중의 하나 쪽으로 이동된다. 그와 함께, 브레이크 지지체에 축방향으로 이동될 수 있도록 지지된 브레이크 새들(S)이 또 다른 브레이크 라이닝(10)을 동반하여 이동되고, 그에 따라 제동이 걸리게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 마모 조정 장치의 전기 구동부의 기능에 대해서 설명하기로 한다.

매번의 브레이크(1)의 작동 후에, 브레이크 실린더의 인가 압력을 해제시킨 다음에 조정 기구가 조정되는 쪽으로 전동기(12)를 제어 작동시킨다(A 단계). 즉, 제동 해제시에 공극이 소멸될 때까지 스핀들(8, 9)이 전동기(12) 및 회전 구동부(11)에 의해 브레이크 슈(10) 쪽으로 이동된다. 이어서, 브레이크의 작동 피스톤에서 완전한 압력 평형이 이루어진 후에, 브레이크 슈(10)와 브레이크 디스크(3) 사이에 미리 주어진 공극이 얻어질 정도로 전동기(12)를 (상응하는 크기의 제어 공식에 따라) 해제 방향으로 작동시킨다.

특히, 상기 방법은 조정 장치의 비용을 원하지 않게 더욱 상승시켰던 부가의 센서 요소가 없이 실시되기 때문에 매우 유리하다.

도1의 변형예에 따르면, 각각의 스핀들(8, 9)은 공극의 간격이 초과될 경우에 양자의 조정 스핀들을 조정하는 전기 서보 모터(12)를 각각 구비한다. 이런 경우에, 전기 브레이크 시스템에 있는 상응하는 평가 논리부에 의해 (예를 들어, ABS 제어기 또는 EBS 제어 장치를 보완하는 소프트웨어의 형태로) 통상적인 라이닝의 마모 및 경우에 따라 발생될 수도 있는 라이닝의 경사 마모가 감지되고, 필요에 따라서는 교정된다. 또한, 전기 도선이 폐쇄 커버(13)에 통합되어 커버를 조립하면 이미 필요한 접속구가 부설되도록 하는 장점이 있다.

Claims (8)

1. a) 제동시에 작동하는 회전 레버(5)는 하나 이상의 가동 요소(7)에 작용하여 그 가동 요소(7)가 2개 이상의 조정 스핀들(8, 9)을 작동시키도록 하고, 그 조정 스핀들(8, 9)은 브레이크 라이닝을 브레이크 디스크 쪽으로 가압하여,

   b) 조정 장치는 추가적인 회전에 의해 조정 스핀들(8, 9)을 조정하도록 설계되고,

   c) 조정 스핀들(8, 9)의 조정 이동을 동기화시키는 동기화 기구가 마련되어 있는 상용 차량의 공압 작동식 디스크 브레이크용 마모 조정 장치와 같은 차량의 디스크 브레이크용 마모 조정 장치에 있어서,

   d) 상기 조정 장치는 양자의 조정 스핀들(8, 9)을 회전식으로 조정하는 전기 구동부(12)를 구비하고,

   e) 상기 전기 구동부(12)는 동기화 기구에 작용하도록 배치되는 것

   을 특징으로 하는 차량의 디스크 브레이크용 마모 조정 장치.
2. a) 제동시에 작동하는 회전 레버(5)는 하나 이상의 가동 요소(7)에 작용하여 그 가동 요소(7)가 2개 이상의 조정 스핀들(8, 9)을 작동시키도록 하고, 그 조정 스핀들(8, 9)은 브레이크 라이닝을 브레이크 디스크 쪽으로 가압하여,

   b) 조정 장치는 추가적인 회전에 의해 조정 스핀들(8, 9)을 조정하도록 설계되는 상용 차량의 공압 작동식 디스크 브레이크용 마모 조정 장치와 같은 차량의 디스크 브레이크용 마모 조정 장치에 있어서,

   c) 상기 조정 장치는 양자의 조정 스핀들(8, 9)을 회전식으로 조정하는 전기 구동부(12)를 구비하고,

   d) 상기 전기 구동부는 마모 조정 요소(조정 스핀들)에 직접 작용하도록 배치되는 것

   을 특징으로 하는 차량의 디스크 브레이크용 마모 조정 장치.
3. 제1항에 있어서, 전기 구동부는 정류식 직류 기어 모터(12)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 마모 조정 장치.
4. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 전기 제어 도선 및/또는 전원 공급 도선은 브레이크의 폐쇄 커버(13)에 통합되는 것을 특징으로 하는 마모 조정 장치.
5. A) 브레이크 실린더의 작동 압력을 완전히 해제시킨 후에, 공극이 완전히 제거될 정도의 크기로, 조정 스핀들(8, 9)의 추가적인 제어 이동 내지 조정 이동을 실행하는 단계와,

   B) 조정 스핀들(8, 9)을 전기 구동부(12)에 의해 미리 주어진 목표의 공극에 해당하는 소정의 크기만큼 복귀시키는 단계

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 상기 항들 중 어느 한 항에 따른 마모 조정 장치를 제어하는 방법.
6. a) 제동시에 작동하는 회전 레버(5)는 하나 이상의 가동 요소(7)에 작용하여 그 가동 요소(7)가 2개 이상의 조정 스핀들(8, 9)을 작동시키도록 하고, 그 조정 스핀들(8, 9)은 브레이크 라이닝을 브레이크 디스크 쪽으로 가압하여,

   b) 조정 장치는 추가적인 회전에 의해 조정 스핀들(8, 9)을 조정하도록 설계되고,

   c) 조정 장치는 양자의 조정 스핀들(8, 9)을 회전식으로 조정하는 전기 구동부(12)를 구비하고 있는 상용 차량의 디스크 브레이크용 마모 조정 장치와 같은 차량의 디스크 브레이크용 마모 조정 장치를 제어하는 방법에 있어서,

   A) 브레이크 실린더의 작동 압력을 완전히 해제시킨 후에, 공극이 완전히 제거될 정도의 크기로, 조정 스핀들(8, 9)의 추가적인 제어 이동 내지 조정 이동을 실행하는 단계와,

   B) 조정 스핀들(8, 9)을 전기 구동부(12)에 의해 미리 주어진 목표의 공극에 해당하는 소정의 크기만큼 복귀시키는 단계

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 디스크 브레이크용 마모 조정 장치의 제어 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 조정을 미리 주어진 브레이크 작동 회수에 도달할 때마다 실행하는 것을 특징으로 하는 차량의 디스크 브레이크용 마모 조정 장치의 제어 방법.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 라이닝의 마모 및/또는 경우에 따라 발생될 수도 있는 라이닝의 경사 마모를 감시하고 교정하는 것을 특징으로 하는 차량의 디스크 브레이크용 마모 조정 장치의 제어 방법.