KR20010074806A

KR20010074806A - 디스크 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR20010074806A
Application number: KR1020017001657A
Authority: KR
Inventors: 벙커켄네스제임스
Original assignee: 앨런 로버트 베그; 페더럴-모굴 테크놀로지 리미티드
Priority date: 1998-08-15
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2001-08-09
Also published as: DE69916855T2; AU5182599A; US6508340B1; EP1105659A1; ATE265630T1; KR100471909B1; JP2002522725A; DE69916855D1; GB9817741D0; EP1105659B1; CN1312895A; GB9917943D0; WO2000009909A1; GB2342965A

Abstract

디스크 브레이크 시스템(10)이 디스크(12, 14)와 중심축선(18)을 중심으로 하여 회전할 수 있도록 배치된 후브(16)로 구성된다. 후브(16)는 중공형 실린더의 형태인 취부부분(16d)으로 구성된다. 또한 시스템(10)은 상기 축선(18)을 중심으로 하여 하나의 유니트로 상기 후브(16)와 함께 회전하여 디스크가 상기 후브상에서 축방향 슬라이딩 운동을 수행할 수 있도록 디스크(12, 14)가 상기 취부부분의 외면에 취부될수 있도록 하는 취부수단(20, 22)으로 구성된다. 상기 후브(16)에 베인(62)이 배치되어 상기 축선(18)을 중심으로 하여 회전하는 중에 베인이 상기 취부부분(16d)의 내부에 공기를 강제로 공급토록 작용한다. 상기 취부부분(16d)에는 개방부(60)가 형성되어 있어 취부부분(16d)의 내부로 강제공급된 공기가 상기 개방부를 통과하여 상기 디스크(12, 14)측으로 유동할 수 있게 되어 있다.

Description

디스크 브레이크 시스템 {DISC BRAKE SYSTEM}

통상적인 디스크 브레이크 시스템은 디스크 브레이크와, 바퀴의 취부를 위한 취부수단을 제공하는 후브로 구성된다. 후브는 예를 들어 차량의 서스펜션 링크에서 후브의 중심축선을 중심으로 하여 회전할 수 있도록 착설된다. 디스크 브레이크는 후브와 함께 회전토록 후브에 견고히 착설되는 디스크로 구성된다. 또한 브레이크는 디스크의 양측에 배치되는 마찰재 패드와, 후브와 바퀴를 제동하기 위하여 패드를 디스크에 강제결합시키도록 작동하는 피스턴-실린더 조립체로 구성된다. 통상적으로, 피스턴-실린더 조립체는 활동가능하게 착설되고 디스크의 변부를 연결하는 캘리퍼가 조립체의 실린더에 고정된다. 일측 마찰재 패드가 피스턴-실린더 조립체에 의하여 직접 작동되는 반면에 타측 패드는 디스크의 반대측에서 캘리퍼에 착설된다. 조립체의 작동으로 일측 패드가 디스크에 대하여 가압되어 조립체의 실린더와 캘리퍼의 슬라이딩 운동으로 타측 패드가 디스크에 결합되게함으로서 디스크에 그리고 후브에 제동력을 가할 수 있다. 이러한 디스크 브레이크는 상당한 열을 발생하여 재료의 사용에 제한을 주며 열팽창의 효과 때문에 브레이크의 성능에 좋지 않은 영향을 준다. 발생된 열의 일부를 제거하기 위하여, 원심력으로 공기기 흡인될 수 있는 냉각통로를 디스크에 형성하는 것이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 WO 97/21042 및 GB 2 001 716 A 참조). 그러나 이러한 방법은 디스크의 제조가 복잡하게 되고 디스크가 얇은 경우(중량을 줄이기 위하여서는 바람직한 것이다) 이용될 수 없다.

특허문헌 WO 98/25804 에서는 두개의 디스크가 동일한 후브에 착설되는 디스크 브레이크 시스템이 기술되어 있다. 두개의 디스크를 사용함으로서 각 디스크에서 발생되는 열을 줄일 수 있는 반면에 디스크의 두께를 얇게하는 것이 바람직하다. 특허문헌 WO 98/25804 에 기술된 바와 같이, 각 디스크는 후브와 디스크가 하나의 유니트로서 후브의 중심축선을 중심으로 하여 회전하고 디스크는 후브상에서 슬라이딩 운동을 수행할 수 있도록 구성되는 취부수단에 의하여 후브에 착설된다. 또한 이 시스템은 실린더가 차량의 서스펜션 링크에 대하여 고정된 피스턴-실린더 조립체로 구성되며, 실린더는 링크에 일체로 구성되어 있다. 또한시스템은 실린더에 대하여 고정된 캘리퍼로 구성되고 캘리퍼는 두 디스크사이에 포함된 시스템의 마찰재 패드를 지지하기 위한 지지체를 제공한다. 피스턴-실린더 조립체가 작동될 때, 각 디스크가 패드에 의하여 양측에서 결합될 때까지 조립체와 디스크사이의 패드에 의하여 작동되는 패드가 캘리퍼사이에서 활동하고 디스크가 후브상에서 활동한다.

특허문헌 WO 98/25804 에서, 후브는 일반적으로 중공형의 실린더 형태인 취부부분을 가지며, 취부수단이 디스크를 취부부분의 외면에 취부한다. 상기 언급된 취부수단은 후브에 축방향으로 연장된 다수의 요구와 디스크로부터 요구측으로 돌출된 톱니로 구성되고, 각 톱니는 상기 요구중의 하나에 활동삽입된다.

본 발명의 목적은 디스크가 후브상에서 축방향으로 슬라이딩 운동을 수행할 수 있는 디스크 브레이크 시스템의 디스크를 냉각시키도록 하는데 있다.

본 발명은 차량의 바퀴용 디스크 브레이크 시스템에 관한 것이다.

도 1 은 제 1 실시예의 디스크 브레이크 시스템을 통한 수직단면도.

도 2 는 도 1 과 유사하나 일부의 도시를 생략한 제 2 실시예의 디스크 브레이크 시스템을 통한 수직단면도.

도 3 은 제 2 실시예의 포닉 휠을 보인 정면도.

도 4 는 도 3 에서 보인 포닉 휠의 단면도.

본 발명의 디스크 브레이크 시스템은 디스크와 중심축선을 중심으로 하여 회전할 수 있도록 배치된 후브로 구성되고, 후브는 중공형 실린더의 형태인 취부부분으로 구성되며, 시스템이 상기 축선을 중심으로 하여 하나의 유니트로 상기 후브와 함께 회전하여 디스크가 상기 후브상에서 축방향 슬라이딩 운동을 수행할 수 있도록 디스크가 상기 취부부분의 외면에 취부될 수 있도록 하는 취부수단으로 구성되는 것에 있어서, 상기 후브에 베인이 배치되어 상기 축선을 중심으로 하여 회전하는 중에 베인이 상기 취부부분의 내부에 공기를 강제로 공급토록 작용하고, 상기 취부부분에는 개방부가 형성되어 있어 취부부분의 내부로 강제공급된 공기가 상기 개방부를 통과하여 상기 디스크측으로 유동할 수 있게 되어 있음을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 디스크 브레이크 시스템에 있어서, 디스크는 간단한 방법으로 공기에 의하여 냉각되어 얇은 디스크가 사용될 수 있도록 한다. 본 발명은 특허문헌 WO 98/25804 에 기술된 형태의 디스크 브레이크 시스템에 적용할 수 있으나 후브상에서 축방향으로 이동가능한 디스크를 갖는 다른 디스크 브레이크 시스템에도 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 디스크 브레이크 시스템에 있어서, 상기 취부수단은 후브에 형성되고 축방향 연장된 다수의 요구와 디스크로부터 요구측으로 돌출된 톱니로 구성되고, 각 톱니는 상기 요구의 하나에 활동삽입되며, 상기 개방부는 후브에서 요구사이의 부분에 형성된다. 이들 요구는 특허문헌 WO 98/25804 에 기술된 바와 같이 그룹으로 형성될 수 있다.예를 들어 특허문헌 WO 98/25804 에 기술된 롤러구성과 같은 다른 형태의 취부수단이 구성될 수도 있다.

후브가 상기 언급된 바와 같은 요구를 가질 때, 본 발명에 따른 시스템은 상기 후브에서 상기 요구사이의 부분에 착설되는 다수의 판스프링으로 구성되며, 이 판스프링은 디스크와 후브사이에 방사상의 힘을 가하도록 작용한다(이러한 판스프링이 특허문헌 WO 98/25804 에 기술되어 있으며 후브상에서 디스크의 운동을 제어하도록 작용한다). 이 경우에 있어서, 상기 스프링은 후브의 상기 개방부에 일치하는 개방부를 가짐으로서 공기가 통과할 수 있도록 한다.

상기 베인은 상기 후브에 착설된 앤티록 제동시스템의 포닉 휠 (phonic wheel)에 착설된다.

후브상에서 디스크의 운동을 조절하기 위하여, 상기 후브의 개방부는 축방향으로 길게 연장된 슬리트의 형태일 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 에 예시된 디스크 브레이크 시스템(10)은 하나의 디스크(12), 또 다른 하나의 디스크(12)와 바퀴(도시하지 않았음)가 착설될 수 있는 후브(16)로 구성된다. 디스크(12)(14)와 후브(16)는 후브(16)의 중심축선(18)을 중심으로 하여 회전될 수 있도록 구성되어 있다.

후브(16)는 바퀴를 구동시키는 구동축(도시하지 않았음)이 삽입될 수 있게 된 내부스플라인형의 중공형 내측원통부(16a)로 구성된다. 또한 후브(16)는 내측원통부(16a)의 일측단부에 외측플랜지(16b)로 구성된다. 이 플랜지(16b)는 4 개의 볼트공(16c)을 가지며 이를 통하여 통상적인 방법으로 바퀴(도시하지 않았음)가 플랜지(16b)에 볼트체결될 수 있다. 또한 플랜지(16b)는 내측원통부(16a)를 후브(16)의 취부부분(16d)에 연결하는데 사용된다. 취부부분(16d)은 일측단부가 개방되고 타측단부에서 플랜지(16b)에 의하여 폐쇄되었으며 외면(16e)을 갖는 중공형의 실린더 형태이다.

디스크(12)(14)는 동일한 형태로서 환상의 비교적 얇은 주철 또는 강판의 형태로 되어 있다. 두 디스크(12)(14)는 시스템(10)의 취부수단에 의하여 후브의 취부부분(16d)의 외면(16e)에 취부됨으로서 두 디스크(12)(14)가 후브(16)와 함께 축선(18)을 중심으로 하여 하나의 유니트로서 회전하고 디스크(12)(14)가 상기 후브(16)상에서 축방향의 슬라이딩운동을 수행할 수 있다. 취부수단은 후브(16)의 취부부분(16d)의 외면에 형성된 요구(20)와 각 디스크(12)(14)로부터 내측으로 돌출된 톱니(22)로 구성된다. 톱니(22)는 요구(20)로 진입되어 이에 활동삽입된다. 요구(20)사이에서, 후브의 취부부분(16d)의 외면(16e)은 축선(18)을 중심으로 정확히 원통형이 되게 가공된다. 톱니(22)사이에서 각 디스크(12)(14)이 내측면도 역시 축선(18)을 중심으로 정확히 원통형이 되게 하고 후브의 취부부분(16d)의 외면의 원통형 부분에 근접결합되도록 가공된다. 후브(16)에 대한 디스크(12)(14)의 근접결합은 디스크(12)(14)가 기울어지는 가능성을 감소시킨다.

또한 시스템(10)은 각 디스크(12)(14)에 두개씩 양측면에 배치되는 마찰재 패드(26)로 구성된다. 패드(26)는 디스크의 양측면에 결합하여디스크(12)(14)를 제동시킨다. 마찰재 패드(26)는 3 개의 배면판(28)에 고정되며, 하나의 배면판(28a)이 디스크(12)(14)사이에 배치되고 다른 두 배면판은 배면판(28a)에 대하여 디스크(12)(14)의 대향측에 놓인다. 중간의 배면판(28a)은 양면에 마찰재 패드(26)가 고정된다. 브레이크가 작동될 때, 마찰재 패드(26)는 4 개의 패드(26)와 디스크(12)(14)가 서로 모두 접촉할 때까지 이동되며, 디스크(12)(14)와 패드(26)는 이러한 운동에 적응토록 축방향으로 활동한다.

또한 시스템(10)은 특허문헌 WO 98/25804 에 기술된 판스프링(32)의 형태인 탄성수단으로 구성된다. 판스프링(32)은 후브(16)에 착설되고 디스크(12)(14)에 결합되어 스프링(32)이 각 디스크(12)(14)와 후브(16)사이에 방사상의 힘을 가한다. 판스프링(32)은 후브(16)의 둘레에 등간격을 두고 분배되고, 각각 요구(20)사이의 외면(16e)에 착설된다.

또한 시스템(10)은 피스턴(50)과 실린더(52)로 구성된 피스턴-실린더 조립체의 형태인 작동기구로 구성되며, 실린더(52)는 특허문헌 WO 98/25804 에 기술된 바와 같이 차량의 서스펜션 링크(도시하지 않았음)에 일체로 축선(18)에 대하여 고정되어 있다. 조립체(50)(52)는 일측 패드(26)가 디스크(12)에 접촉토록 이동하여 조립체(50)(52)와 디스크(12)사이의 상대운동으로 디스크(12)에 관련된 타측 패드(26)가 디스크(12)에 접촉하도록 작동하고 이로써 패드(26)가 디스크(12)에 제동력을 가할 수 있게 되어 있다. 특히, 캘리퍼(54)가 실린더(52)에 착설되고 양측 디스크(12)(14)의 변부를 연결한다. 실린더(52)로부터 가장 멀리 떨어져 있는 패드(26)는 캘리퍼(54)에 견고히 착설된 지지판(28)을 갖는 반면에 나머지 패드 (26)의 지지판(28)은 캘리퍼(54)상에서 활동한다. 피스턴(50)이 압력하의 유압에 의하여 실린더(52)로부터 외측으로 이동될 때, 이는 직접 가장 근접한 패드(26)의 지지판(28)을 가압하여 지지판(28)이 캘리퍼(54)상에서 활동할 수 있도록 한다. 가장 근접한 패드(26)가 디스크(12)를 가압하여 이 디스크가 후브(16)상에서 활동한다. 그리고, 디스크(12)는 그 반대측의 패드(26)에 가압하여 지지판(28a)이 캘리퍼(54)상에서 활동토록한다. 지지판(28a)의 운동으로 디스크(14)를 향하는 지지판(28a)의 패드(26)는 디스크(14)에 접촉한다. 디스크(14)는 이것이 캘리퍼(54)에 고정된 지지판(28a)의 패드(26)에 접촉할 때까지 후브(16)상에서 활동한다. 이로써 브레이크(10)는 디스크(12)(14)의 양측면에 패드(26)가 결합되어 제동이 된다. 따라서, 패드(26)는 디스크(12)(14)에 제동력을 가하고 그 힘이 후브(16)에 전달된다.

디스크(12)(14)를 냉각시키기 위하여 상기 후브(16)에는 베인(62)이 구성되어 있어 후브(16)가 상기 축선(18)을 중심으로 하여 회전하는 중에 베인(62)이 상기 취부부분(16d)의 내부로공기를 강제공급토록 작용한다.특히, 상기 베인(62)은 그 대향단부에서 취부부분(16d)의 환상면으로부터 플랜지(16b)측으로 돌출되어 있다. 이와 같은 경우 베인(62)은 후브(16)와 일체로 주조되나 이들은 별도로 부착될 수 있다. 베인(62)은 도 2 - 도 4 에서 보인 바와 같으나 경우에 따라 만곡형으로 구성될 수도 있다.

또한 후브(16)의 상기 취부부분(16d)에는 개방부(60)가 형성되어 있어 후브(16)와 디스크(12)(14)의 회전중 취부부분(16d)의 내부로 강제공급된 공기가 상기 개방부를 통과하고 상기 디스크(12)(14)측으로 유동할 수 있도록 한다. 개방부(60)는 후브에서 상기 언급된 요구(20)사이인 취부부분(16d)에 형성된다. 개방부(60)는 축방향으로 연장된 슬리트의 형태이다. 개방부(60)가 판스프링(32)과 위치가 일치하는 경우, 스프링(32)은 개방부(60)에 일치하는 개방부를 갖는다.

도 2 와 도 3 은 제 2 실시예의 디스크 브레이크 시스템(100)을 보이고 있다. 이 시스템(100)은 다음에서 설명하는 것을 제외하고는 시스템(10)과 동일하다. 도 2 와 도 3 에서는 제 1실시예의 구성과 동일한 부분에 대하여 동일한 부호로 표시하고 더 이상 설명은 않는다.

시스템(100)은 베인(62)(도 2 와 도 4 에서는 하나만을 도시하였고 도 3 에서는 3 개가 도시됨)이 플랜지(16b)의 배면측에 볼트체결된 포닉휠(64)에 착설된 점에서 시스템(10)과 상이하다. 특히, 포닉 휠(64)(도 3 과 도 4 에서 보인 바와 같이)은 볼트(66)로 후브의 플랜지(16b)에 체결된 내측환상부(64a), 내측원통부분(16a)으로부터 축방향으로 연장된 원통형 연결부(64b)와, 내주연측에서 연결부(64b)에 연결된 외측환상부(64c)로 구성된다. 도 3 에서 보인 바와 같이 환상부(64c)에는 다수의 방사상 슬로트(66)가 절결되어 형성되었으며, 이 슬로트(66)는 축선(18)의 둘레에 등간격을 두고 배열되어 있다. 금속 태그가 각 슬로트(66)로부터 약 45°의 각도로 만곡되어 베인(62)을 형성한다. 이 베인(62)은 앤티록 브레이크제어시스템(도시하지 않았음)의 마그네틱 센서(68)를 위한 펄스발생기의 기능을 갖는다. 도 2 에서 보인 바와 같이, 공기가 슬로트(66)와 개방부(60)를 통하여 통과할 수 있다.

Claims

디스크(12, 14)와 중심축선(18)을 중심으로 하여 회전할 수 있도록 배치된 후브(16)로 구성되고, 후브는 중공형 실린더의 형태인 취부부분 (16d)으로 구성되며, 상기 축선(18)을 중심으로 하여 하나의 유니트로 상기 후브(16)와 함께 회전하여 디스크가 상기 후브상에서 축방향 슬라이딩 운동을 수행할 수 있도록 디스크(12, 14)가 상기 취부부분의 외면에 취부될 수 있도록 하는 취부수단(20, 22)으로 구성되는 디스크 브레이크 시스템(10)에 있어서, 상기 후브(16)에 베인(62)이 배치되어 상기 축선(18)을 중심으로 하여 회전하는 중에 베인이 상기 취부부분(16d)의 내부에 공기 를 강제로 공급토록 작용하고, 상기 취부부분(16d)에는 개방부(60)가 형성되어 있어 취부부분(16d)의 내부로 강제공급된 공기가 상기 개방부를 통과하여 상기 디스크(12, 14)측으로 유동할 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 취부수단(20, 22)이 후브(16)에 형성되고 축방향 연장된 다수의 요구(20)와 디스크로부터 요구측으로 돌출된 톱니(22)로 구성되고, 각 톱니(22)가 상기 요구(20)의 하나에 활동삽입되며, 상기 개방부(60)가 후브에서 요구사이의 부분에 형성됨을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
제 2 항에 있어서, 시스템(10)이 상기 후브(16)에서 상기 요구(20)사이의 부분에 착설되는 다수의 판스프링(32)으로 구성되며, 판스프링(32)이 디스크(12, 14)와 후브(16)사이에 방사상의 힘을 가하도록 작용하고, 상기 스프링(32)이 후브(16)의 상기 개방부(60)에 일치하는 개방부를 가짐을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
제 1 항 - 제 3 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 베인(62)이 상기 후브(16)에 착설된 포닉 휠(64)에 착설됨을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.
제 1 항 - 제 4 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 후브(16)의 상기 개방부(60)가 축방향으로 길게 연장된 슬리트의 형태임을 특징으로 하는 디스크 브레이크 시스템.