KR200154209Y1 - 디스크 브레이크의 피스톤 압력전달구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 디스크 브레이크의 피스톤 압력전달구조에 관한 것으로, 그 목적은 피스톤 압력을 인너패드플레이트에 편심되게 전달시켜 인너패드의 편마모를 방지하는 것이다.

본 고안에 따른 디스크 브레이크의 피스톤 압력전달구조는 인너패드플레이트(50)의 중심부와 피스톤(20) 선단면 사이에 원판형상의 압력전달심(80)이 설치되는데, 인너패드플레이트(50)에 디스크(70) 전진회전방향측으로 편중된 압력이 가해지도록 이와 반대방향측의 압력전달심(80) 일측부위(D)에 45도 각도로 절개하여 공간부(81)가 형성되어 있다.

따라서 압력전달심(80)에 피스톤(20) 선단면이 접촉하지 않는 부분이 발생되며, 이로 인해 피스톤(20)으로부터 전달되는 압력은 디스크(70)의 전진회전방향측으로 편중되어 이와 상응하는 인너패드(51)의 일단부위가 디스크(70) 측면에 강하게 마찰하며, 이와 동시에 디스크(70) 회전토크에 의해 디스크(70) 회전입구부위의 인너패드(51) 타단부위 역시 강하게 마찰 제동력을 발휘하게 된다. 결국, 인너패드(51)는 전면이 균일한 압력으로 디스크(70)와 마찰 제동작용을 함으로써, 이의 마모가 균일하게 발생되어 제품 내구성과 신뢰성이 향상되며 제동시 마찰소음이 줄어드는 이점이 있다.

Description

디스크 브레이크의 피스톤 압력전달구조

본 고안은 디스크 브레이크의 피스톤 압력전달구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤 선단부와 인너패드플레이트 사이에 설치되어 피스톤 압력을 전달하는 원판상으로 이루어진 압력전달심 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착되는 브레이크는 주행 중의 자동차를 감속하거나 정지, 또는 정지 상태를 유지하기 위한 장치이다. 이러한 기능을 하는 브레이크는 주행 중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해서 열에너지로 바꾸어 그의 마찰열을 대기 중 방출하여 제동을 하는 방식으로써, 드럼식 유압 브레이크와 디스크식 유압 브레이크 등이 있다. 디스크 브레이크는 드럼 대신에 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크를 양쪽에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻는 것으로, 이의 구조는 제1도에 도시한 바와 같다.

종래 디스크 브레이크는 이에 도시한 바와 같이, 피스톤(20)이 내장되는 하우징(10)과 패드플레이트(50, 60)가 설치되며 차체(미도시)에 고정되는 케리어(40), 휠과 함께 회전운동하는 디스크(70)로 크게 나누어진다.

하우징(10)에는 실린더(11)가 형성되어 있으며, 여기에는 피스톤(20)이 내장되어 유입구(12)를 통해 전달되는 제동유압에 의해 진퇴운동하게 된다. 그리고 하우징(10)의 양단부에는 각각 체결공(13)이 형성되어 있는데, 이것은 케리어(40)와의 체결을 위한 것이다. 미설명부호 21은 실린더(11)에 유압이 해제되면 피스톤(20)을 복원하는 시일이다.

캐리어(40)에는 그 중심부에 길이방향으로 설치공간(42)이 형성되어 있고, 여기에 한쌍의 패드(51, 61)가 부착된 패드플레이트(50, 60)가 내측방향으로 유격가능하게 설치된다. 패드플레이트(50, 60)는 설치공간(42)의 내부에서 진퇴운동 할수 있도록 일정간격 이격되어 있는데, 인너패드(51)가 부착된 인너패드플레이트(50)와 아웃터패드(61)가 부착된 아웃터패드플레이트(60)로 구별된다. 이때, 인너패드플레이트(50)은 피스톤(20) 선단부와 접하도록 구성되어 압력을 전달받는다.

한편, 차체에 고정되는 케리어(40)에 피스톤(20)이 내장된 하우징(10)이 피스톤(20) 전진방향 진퇴운동방향으로 유격가능하게 결합되어 있는데, 이의 결합구조는 다음과 같다.

먼저, 하우징(10)의 양단에는 앞에서 설명한 바와 같이 체결공(13)이 형성되어 있는데, 체결공(13)과 대향되게 케리어(40)의 양단에도 역시 각각 소정깊이의 체결홈(41)이 형성되어 있다. 그리고 체결공(13)에 가이드로드(30)의 일단부가 볼트(14)를 통해 고정되는데, 가이드로드(30)의 타단부는 체결홈(41)에 유격가능하도록 여유있게 삽입됨으로써, 제동작용시 하우징(10)은 차체에 고정된 케리어(40)에서 피스톤(20) 작동과 반대방향으로 움직이게 된다.

또한 원판형상으로 이루어진 디스크(70)는 인너패드(51)와 아웃터패드(61)사이에 외주연의 일부가 삽입되는데, 비제동작용시 이들과 일정한 간극을 유지하면서 휠(미도시)과 함께 회전운동한다.

이와 같이 구성된 디스크 브레이크를 갖춘 자동차가 주행하고 있는 상태에서 브레이크 페달(미도시)을 밟게 되면, 미도시된 마스터 실린더에서 제동유압이 발생되며, 이것은 유입구(12)를 통해 실린더(11)내로 전달된다. 따라서 제동유압에 의해 피스톤(20)이 전진함으로써, 피스톤(20)의 선단부가 인너패드플레이트(50)를 디스크(70)측을 향해 밀고 이에 부착된 인너페드(51)가 순간적으로 디스크(70)에 압착된다. 이울러 실린더(11)에는 유압이 잔존하기 때문에 케리어(40)에 가이드로드(30)를 통해 미끄러짐가능하게 체결된 하우징(10) 자체가 반대방향으로 이동하여 이것에 의해 아웃터패드플레이트(60)에 부착된 아웃터패드(61)가 디스크(70)에 압착되어 제동작용을 한다.

그리고 운전자가 브레이크패달(미도시)에서 발을 떼면, 피스톤(20)은 시일(21)의 탄성력으로 인해 원위치로 복원되며, 다시 디스크(70)와 패드(51, 61)가 일정간격 이격되고 가이드로드(30) 역시 체결홈(41) 내부로 삽입 복원된다.

그러나 이러한 디스크 브레이크는 계속되는 제동작용에 따라 디스크(70)를 압착하는 패드(51, 61)가 제2도에 보인 바와 같이, 편마모되는 문제점이 발생된다. 즉 인너패드(51)의 작동방향은 화살표 A 방향, 아웃터패드(61)의 작동방향은 화살표 A' 방향이며, 디스크(70)는 화살표 B 방향으로 회전하는 상태(자동차가 전진하는 경우)이므로 실제 디스크(70)에 가해지는 패드(51, 61)의 압력은 자동차의 전진 방향에 대하여 후방측으로 집중된다.

이에 따라 제동작용시 인너패드(51)와 아웃터패드(61)는 디스크(70)의 양 외측면과 접촉되지만, 실제 패드(51, 61)에 작용되는 디스크(70)와의 마찰력은 패드(51, 61)의 중심선에 대해 후방측, 디스크(70)의 회전 입구측 부위에 집중됨으로써, 디스크 브레이크를 장시간 사용하다 보면 패드(51, 61)의 마모상태가 중심선에 대해 그 후방측으로 편향된다.

이러한 패드(51, 61)의 편마모는 제동성능 저하의 요인이 될 뿐만 아니라 패드(51, 61)와 디스크(70) 사이에서 발생되는 마찰소음의 원인이 되고, 그 수명 또한 단축됨으로써 전체적인 디스크 브레이크의 신뢰성이 저하된다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 디스크 전진회전방향측과 대응하는 인너패드플레이트의 타단부위에 편중된 압력이 가해지도록 이와 반대방향측에 공간부가 형성된 압력전달심을 인너패드플레이트와 피스톤 선단면 사이에 설치함으로써, 인너패드의 편마모를 방지하여 제품 내구성과 신뢰성을 향상시키는 디스크 브레이크의 피스톤 압력전달구조를 제공하는 것이다.

제1도는 종래 디스크 브레이크를 보인 평단면도.

제2도는 종래 디스크 브레이크의 패드 마모상태를 보인 개략도.

제3도는 본 고안에 따른 디스크 브레이크의 전체적인 구조를 보인 평단면도.

제4도는 본 고안에 따른 압력전달심의 설치구조를 보인 분해사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 하우징 20 : 피스톤

40 : 케리어 50 : 인너패드플레이트

51 : 인너패드 70 : 디스크

80 : 압력전달심 81 : 공간부

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 자동차의 휠과 함께 회전하는 원판 형상의 디스크, 디스크의 측면과 마찰하여 제동력을 발휘하도록 인너패드가 부착된 인너패드플레이트, 인너패드플레이트 중심부에 선단부가 접하도록 마련되어 제동유압에 의해 인너패드플레이트를 디스크측으로 작동시키도록 실린더에 내장된 피스톤을 갖춘 디스크 브레이크에 있어서, 피스톤의 선단면과 인너패드플레이트사이에는 피스톤의 압력이 인너패드플레이트 측으로 전달되게 원판상으로 마련되며 디스크 회전입구측의 인너패드플레이트 일단부위와 대응하는 일측부위에 피스톤의 압력이 디스크 전진회전방향측의 인너패드플레이트 타단부위에 편심되게 작용하여 인너패드의 마모가 균일하게 발생되도록 중심에서 공간부가 절개 형성된 압력전달심이 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 제3도는 본 고안이 적용된 디스크 브레이크의 전체적인 구조를 보인 평단면도이고, 제4도는 본 고안에 따른 압력전달심의 설치구조를 보인 분해사시도이다.(본 고안은 피스톤 압력을 인너패드플레이트 측으로 전달하는 압력전달심 구조에 관한 것이기 때문에, 종래 구성요소와 동일한 것에 대해서는 동일명칭과 동일부호를 사용하여 설명한다.)

본 고안이 적용된 디스크 브레이크는 이들에 도시한 바와 같이, 차체의 너클(미도시)부위에 고정되며 한쌍의 패드플레이트(50, 60)가 일정간격 이격되게 설치되는 케리어(40)와 제동유압에 의해 진퇴운동하도록 피스톤(20)이 내장되는 하우징(10) 및 그 외주연 일부가 패드플레이트(50, 60) 사이에 삽입 일정간격을 유지하면서 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(70) 등으로 크게 이루어져 있다.

하우징(10)은 마스터실리더(미도시)에서 형성된 제동유압이 실린더(11) 내부로 전달되도록 유입구(12)가 형성되며, 실린더(11)에는 제동유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤(20)이 내장되어 있다. 하우징(10)의 선단부에는 후술하는 아웃터패드플레이트(60)를 디스크(70) 측으로 잡아당기는 핑거부(15)가 마련되어 있어서, 실린더(11)에 제동유압이 전달되면 피스톤(20)은 케리어(40)에 마련된 인너패드플레이트(50)에 직접적으로 압력을 가하게 되며, 핑거부(15)에 의해 아웃터패드플레이트(60) 역시 디스크(70) 측으로 이동된다.

그리고 실린더(11)의 내주면에는 피스톤(20)의 복원을 위해 탄성재질의 시일(21)이 설치된다. 이러한 하우징(10)은 피스톤(20)의 진퇴운동 방향으로 약간의 유격이 가능하게 케리어(40)와 결합되는데, 이를 위해 하우징(10)의 양단부에는 후술하는 가이드로드(30)의 단부가 볼트(14)고정되는 체결공(13)이 형성된다.

그리고 케리어(40)는 한쌍의 패드플레이트(50, 60)가 일정간격 이격되게 설치되는 것으로, 이를 위해 길이방향으로 설치공간(42)이 형성되며 소정 깊이로 형성된 체결홈(41)이 양단부에 마련된다.

체결홈(41)은 하우징(10)의 체결공(13)과 대향하는 위치에 마련되며, 봉상으로 연장된 가이드로드(30)를 통해 하우징(10)과 케리어(40)가 결합된다. 즉, 가이드로드(30)의 일단부는 볼트(14)를 통해 하우징(10)의 체결공(13)에 고정되며, 이의 타단부는 체결홈(41)에 여유있게 끼워져 결합됨으로써, 체결홈(41) 내부에서 전후방향으로 약간의 슬라이딩운동이 가능하다.

한쌍의 패드플레이트(50, 60)는 케리어(40)의 설치공간(42)에 일정간격 이격되게 설치되는데, 이것은 피스톤(20)의 선단부와 접하도록 마련되며 인너패드(51)가 부착된 인너패드플레이트(50)와 핑거부(15) 내측에 설치되며 아웃터패드(61)가 부착된 아웃터패드플레이트(60)로 구별된다. 그리고 자동차의 휠(미도시)측에 고정된 원형상의 디스크(70)는 외주연 일부가 인너패드(51)와 아웃터패드(61) 사이에서 일정한 간격을 유지하면서 회전하게 된다.

한편, 피스톤(20) 선단부와 이와 접하는 인너패드플레이트(50) 바깥측면 중심부위에는 원판상으로 이루어진 압력전달심(80)이 마련되어 있다. 압력전달심(80)은 신축성이 있는 루버재질로 소정의 두께로 구성되어 있으며, 디스크(70)의 전진회전방향(화살표 B방향) 반대측에 공간부(81)가 형성되어 있다. 즉, 압력전달심(80)은 세로축 중심선(C)에 대해 비대칭으로 이루어져 접촉 단면적 차이로 인해 피스톤(20) 압력이 인너패드플레이트(50)에 편심되게 전달되는데, 이의 구조를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 얇은 원판형상의 압력전달심(80)은 피스톤(20)의 선단부보다 넓게 이루어져 있으며, 인너패드플레이트(50)의 바깥측면 중심부위에 부착되어 피스톤(20)이 전진하게 되면 이들사이에서 압착되도록 구성된다.

그리고 압력전달심(80)의 세로축 중심선(C)에 대해 우측부위(D, 제4도 참조), 즉 디스크(70) 전진회전방향(화살표 B방향) 반대측에 부채꼴 모양으로 절개된 공간부(81)가 형성되어 있다. 공간부(81)는 압력전달심(80)의 중심에서 약 45도(θ)를 이루도록 절개되어 구성됨으로써, 공간부(81)와 대응하는 피스톤(20)의 선단면 일부는 압력전달심(80)과 접촉하지 않게 된다. 이에 따라 디스크(70)의 전진회전방향(화살표 B방향) 반대측, 즉 디스크(70) 회전입구측의 인너패드플레이트(50) 일단부위(F)와 대응하는 피스톤(20)의 선단면 일부는 인너패드플레이트(50)에 직접적인 압력전달을 가하지 못하게 된다.

결국, 피스톤(20)의 전진시 인너패드플레이트(50)에 전달되는 압력은 디스크(70)의 전진회전방향(화살표 B방향)측의 인너패드플레이트(50)의 타단부위(E)에 편중된다.

다음에는 이와 같이 구성된 압력전달심(80)이 부착된 디스크 브레이크의 작동과 효과를 설명한다.

먼저, 자동차의 전진시 운전자가 브레이크패달(미도시)를 밟게 되면 마스터실린더(미도시)에서 제동유압이 형성되고 이것은 유입구(12)를 통해 실린더(11)내로 전달되어 피스톤(20)이 화살표 A방향으로 전진하게 된다.

이에 따라 케리어(40)에 진퇴운동가능하게 설치된 인너패드플레이트(50)가 각 내측으로 전진하게 되고, 이에 부착된 패드(51)가 회전하는 디스크(70)의 측면과 마찰함으로써 제동작용을 하게 된다. 한편, 실린더(11)에 잔존하는 유압에 의해 하우징(10)이 반대방향(화살표 A' 방향)으로 이동됨으로써, 아웃터패드플레이트(60)의 아웃터패드(61)는 핑거부(15)에 의해 디스크(70) 측면과 마찰하여 제동력을 발휘하게 된다.

이때, 피스톤(20) 선단면과 인너패드플레이트(50) 사이에는 루버재질의 압력전달심(80)이 마련되어 있어서, 제동작용시 압착되면서 피스톤(20)의 압력이 인너패드플레이트(50) 측으로 전달된다.

이러한 압력전달심(80)에는 앞에서 설명한 바와 같이, 디스크(70) 전진회전방향(화살표 B방향) 반대측, 즉 인너패드플레이트(50)의 일단부위(F)와 대응하는 부위(D)에 45도(θ) 각도로 절개된 공간부(81)가 형성되어 있어서, 피스톤(20)으로부터 전달되는 압력은 인너패드플레이트(50)의 디스크(70)의 전진회전방향(화살표 B방향) 타단부위(E)에 편중되어 이부분을 상대적으로 강하게 밀게된다. 이에 따라 인너패드플레이트(50)의 인너패드(51)가 편심가압력으로 작용하게 된다.

그러나 실제 디스크(70)에 가해지는 인너패드(51)의 마찰력은 디스크(70)의 회전토크에 의해 자동차의 전진방향(화살표 B방향)에 대하여 회전입구측인 인너패드 플레이트(50)의 일단부위(F, 제4도 참조)에 집중되려고 하는데, 인너패드플레이트(50)에 가해지는 피스톤(20) 압력은 본 고안에 따른 압력전달심(80)에 의해 디스크(70) 전진회전방향(화살표 B방향)측인 인너패드플레이트(50)의 타단부위(E)에 편심 작용함으로써, 제동작용시 인너패드(51)는 디스크(70) 측면에 균일한 압력으로 마찰되어 제동력이 향상됨은 물론이고, 이의 마모가 균일하게 이루어진다.

결국, 편심된 압력으로 작동하는 인너패드플레이트(50)의 인너패드(51)는 전면(全面)이 디스크(70) 측면과 균일한 압력으로 마찰함으로써, 인너패드(51)의 균일한 마모로 내구성이 향상되며 제동소음이 줄어들게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 디스크 브레이크의 피스톤 압력전달구조는 인너패드플레이트의 중심부와 피스톤 선단면 사이에 원판형상의 압력전달심이 설치되는데, 인너패드플레이트에 디스크 전진회전방향측으로 편중된 압력이 가해지도록 이와 반대방향측의 압력전달심 일측부위에 45도 각도로 절개하여 공간부가 형성되어 있다.

따라서 압력전달심에 피스톤 선단면이 접촉하지 않는 부분이 발생되며, 이로인해 피스톤으로부터 전달되는 압력은 디스크의 전진회전방향측으로 편중되어 이와 상응하는 인너패드의 일단부위가 디스크 측면에 강하게 마찰하며, 이와 동시에 디스크 회전토크에 의해 디스크 회전입구부위의 인너패드 타단부위 역시 강하게 마찰 제동력을 발휘하게 된다. 결국, 인너패드는 전면이 균일한 압력으로 디스크와 마찰 제동작용을 함으로써, 이의 마모가 균일하게 발생되어 제품 내구성과 신뢰성이 향상되며 제동시 마찰소음이 줄어드는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 자동차의 휠과 함께 회전하는 원판형상의 디스크(70), 상기 디스크(70)의 측면과 마찰하여 제동력을 발휘하도록 인너패드(51)가 부착된 인너패드플레이트(50), 상기 인너패드플레이트(50) 중심부에 선단부가 접하도록 마련되어 제동유압에 의해 상기 인너패드플레이트(50)를 상기 디스크(70)측으로 작동시키도록 실린더(11)에 내장된 피스톤(20)을 갖춘 디스크 브레이크에 있어서, 상기 피스톤(20)의 선단면과 상기 인너패드플레이트(50)사이에는 상기 피스톤(20)의 압력이 상기 인너패드플레이트(50) 측으로 전달되게 원판상으로 마련되며 상기 디스크(70) 회전입구측의 인너패드플레이트(50) 일단부위(F)와 대응하는 일측 부위(D)에 상기 피스톤(20)의 압력이 상기 디스크(70) 전진회전방향(화살표 B방향)측의 상기 인너패드플레이트(50) 타단부위(E)에 편심되게 작용하여 상기 인너패드(51)의 마모가 균일하게 발생되도록 중심에서 θ 각도로 공간부(81)가 절개 형성된 압력전달심(80)이 설치된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 피스톤 압력전달구조.