KR20020066181A - 자동 서보잉 디스크 브레이크 로터 - Google Patents

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KR20020066181A
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로이리 헤이포드
위르겐 드레어
크리스토스티. 키르트소스
빌프리트 기에림
제랄드디. 앤더슨
데이비드엘. 브래드메이어
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메리토 헤비 비히클 시스템스, 엘엘씨.
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Abstract

자동 서보잉 디스크 브레이크 조립체는 복수개의 제 1 포켓을 가진 제 1 내측면을 가지는 피동 로터 부재를 포함한다. 피동 로터 부재는 또한 제 1 내측면으로부터 이격된 제 1 마찰면을 포함한다. 이동가능 로터 부재는 피동 로터 부재에 지지되고, 비서보형 위치 및 서보형 위치 사이에서 피동 로터 부재에 대해 이동가능하다. 마찰면은 비서보 위치에서 제 1 거리로 이격되어 구성되고, 마찰면은 서보 위치에서 제 1 거리보다 큰 제 2 거리로 이격되어 구성된다. 이동가능 로터 부재는 제 1 내측면에 인접된 복수개의 제 2 포켓을 가진 제 2 내측면과 제 2 내측면으로부터 이격된 마찰면을 포함한다. 복수개의 볼은 제 1 포켓 및 제 2 포켓 사이에 구성되고, 하나 이상의 제 1 포켓 및 제 2 포켓은 경사져 구성된다. 디스크 브레이크 패드와 같은 마찰 부재는 제 1 마찰면에 인접되어 구성되고, 연결 위치 및 비연결 위치 사이에서 이동가능하다. 마찰 부재는 비연결 위치에서 제 2 마찰면으로부터 이격되어 구성되고, 서보형 위치로 이동가능 로터 부재를 회전시키고 또한 추가의 제동 압착력을 발생시키도록, 마찰 부재는 연결 위치에서 제 2 마찰면과 접촉되어 구성된다. 브레이크 패드가 피동 로터 부재 및 이동가능 로터 부재와 연결되어 이동될 때, 전단력이 제 2 마찰면에 발생된다. 전단력은 이동가능 로터 부재가 피동 로터 부재에 대해 이격되어 회전되도록 한다. 결과적으로, 특정 제동 입력에 대해 더 큰 제동 토오크가 형성된다.

Description

자동 서보잉 디스크 브레이크 로터{Self-Servoing Disc Brake Rotor}
본 발명은 디스크 브레이크 조립체용 로터에 관한 것이고, 특히 본 발명은 서보잉(servoing) 디스크 브레이크 로터에 관한 것이다.
서보형 로터 조립체는 다양한 브레이크 적용분야에 사용되었다. 서보 로터는 통상적으로 서로로부터 이격된 한 쌍의 환형 부재를 포함한다. 서로 마주하는 환형 부재의 표면은 복수개의 볼을 수용하는 경사형 포켓을 포함한다. 하나의 부재가 다른 하나의 부재에 대해 회전될 때, 볼 및 경사부는 부재가 서로로부터 이격되어 이동되도록 한다. 즉, 부재가 서로에 대해 회전될 때, 로터 조립체는 더 폭이 넓게 형성된다.
상기 로터 조립체는 브레이크 작동기의 브레이크 조절기로서 사용되었다. 마찰 부재가 브레이크 조립체에서 마모될 때, 서보 로터 부재는 마모로 인한 브레이크 조립체의 간극을 흡수하도록 서로에 대해 회전된다. 상기 적용분야에 대한 서보 로터는 어떤 제동력도 발생시키지 않는다.
서보 로터 조립체는 또한 자동차의 회전 부재에 제동력을 인가하도록 사용되었다. U자형 단면을 가진 환형 하우징이 자동차 휠 또는 클러치와 같은 회전 부재에 부착된다. 서보 로터는 하우징내에 구성된다. 환형 로터 부재의 외측면은 하우징에 인접한 마찰 라이닝을 가진다. 하나 이상의 유압 작동기는 서로에 대해 회전가능하게 부재를 이동시키기 위해 아치형 부재를 서로 연결시킨다. 제동력을 인가하고 또한 회전 부재의 속도를 저속으로 형성하기 위해 부재의 마찰 라이닝은 하우징과 연결된다. 상기 적용분야에 대한 서보 로터는 제동력만을 발생시키고, 종래의 브레이크 메커니즘을 보충하도록 사용되지 않았다.
종래의 디스크 브레이크 조립체에 대하여 특정 제동 입력이 특정 제동 토오크를 제공할 것이다. 제동 입력을 증가시키지 않고 제동 토오크를 증가시키는 것이 바람직하다. 그러나, 추가 작동기를 가진 추가 브레이크 메커니즘이나 더 높은 제동 입력을 제공할 수 있는 더 견고한 브레이크 부품이 추가 제동 토오크의 제공에 소요되었다. 따라서, 현재의 제동 입력에 추가의 제동 압착력을 제공할 수 있고 증가된 제동 토오크를 제공하는 피동형 브레이크 부품이 필요하다.
본 발명은 자동 서보잉 디스크 브레이크 조립체를 제공하고, 상기 자동 서보잉 디스크 브레이크 조립체는 복수개의 제 1 포켓을 가진 제 1 내측면을 가지는 피동 로터 부재를 포함한다. 피동 로터 부재는 또한 제 1 내측면으로부터 이격된 제 1 마찰면을 포함한다. 이동가능 로터 부재는 피동 로터 부재에 지지되고, 비서보형 위치 및 서보형 위치 사이에서 피동 로터 부재에 대해 이동가능하다. 마찰면은 비서보 위치에서 제 1 거리로 이격되어 구성되고, 마찰면은 서보 위치에서 제 1 거리보다 큰 제 2 거리로 이격되어 구성된다. 이동가능 로터 부재는 제 1 내측면에 인접된 복수개의 제 2 포켓을 가진 제 2 내측면과 제 2 내측면으로부터 이격된 마찰면을 포함한다. 복수개의 볼은 제 1 포켓 및 제 2 포켓 사이에 구성되고, 하나 이상의 제 1 포켓 및 제 2 포켓은 경사져 구성된다. 디스크 브레이크 패드와 같은 마찰 부재는 제 1 마찰면에 인접되어 구성되고, 연결 위치 및 비연결 위치 사이에서 이동가능하다. 마찰 부재는 비연결 위치에서 제 2 마찰면으로부터 이격되어 구성되고, 서보형 위치로 이동가능 로터 부재를 회전시키고 또한 추가의 제동 압착력을 발생시키도록, 마찰 부재는 연결 위치에서 제 2 마찰면과 접촉되어 구성된다. 브레이크 패드가 피동 로터 부재 및 이동가능 로터 부재와 연결되어 이동될 때, 전단력이 제 2 마찰면에 발생된다. 전단력은 이동가능 로터 부재가 피동 로터 부재에 대해 이격되어 회전되도록 한다. 결과적으로, 특정 제동 입력에 대해 더 큰 제동 토오크가 형성된다.
따라서, 본 발명은 증가된 제동 토오크를 제공하기 위해 현재의 제동 입력에 추가의 제동 압착력을 제공할 수 있는 피동형 브레이크 부품을 제공한다.
본 발명의 다른 장점은 첨부 도면과 함께 하기의 상세한 설명을 참고로 파악될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 브레이크 조립체에 대한 단면도.
도 2 는 도 1 의 선 2-2를 따른 브레이크 조립체의 단면도.
도 3 은 본 발명의 브레이크 조립체에 대한 다른 실시예의 도면.
도 4 는 본 발명의 또 다른 실시예에 대한 도면.
도 5 는 도 4 의 선 5-5를 따른 브레이크 조립체의 단면도.
*부호 설명
10...브레이크 조립체11...피동 로터 부재
12...허브13...개구부
14...이동가능 로터 부재16,22...마찰면
18,20...내측면24...볼
26...편향 스프링30,32...포켓
본 발명의 브레이크 조립체(10)가 도 1 에 도시되어 있다. 브레이크 조립체(10)는 피동 로터 부재(11)를 포함하고, 상기 피동 로터 부재(11)는 피동 로터 부재(11)를 축에 고정시키기 위한 복수개의 개구부(13)와 허브(12)를 가진다. 이동가능 로터 부재(14)는 피동 로터 부재(11)에 대한 운동을 위해 상기 피동 로터 부재(11)에 지지된다. 피동 로터 부재(11)는 제 1 마찰면(16)과 제 1 마찰면(16)으로부터 이격된 제 1 내측면(18)을 가진다. 이동가능 로터 부재(14)는 제 1 내측면(18)을 마주하는 제 2 내측면(20)과 제 2 내측면(20)으로부터 이격된 제 2 마찰면(22)을 포함한다. 마찰면(16,22)은 환형이고, 본 기술분야에 공지된 바와 같이 마찰 라이닝 또는 브레이크 패드에 의해 연결되도록 적용된다.
도 2 에 따르면, 내측면(18,20)은 각각 제 1 포켓(30) 및 제 2 포켓(32)을 포함한다. 복수개의 볼(24)이 내측면(18,20) 사이에 구성되고, 포켓(30,32)에 수용된다. 편향 스프링(26)은 볼(24)을 포켓(30,32)에 안착시키도록 피동 로터부재(11) 및 이동가능 로터 부재(14)를 서로 연결시킨다. 제 1 포켓(30) 및 제 2 포켓(32)은 각각 경사면(31,33)을 포함하고, 상기 경사면(31,33)은 서로 대향된 방향으로 경사져 구성된다. 편향 스프링(26)은 볼을 포켓(30,32)의 가장 깊은 부분에 안착시켜, 이동가능 로터 부재(14)는 비서보형 위치(N)에서 피동 로터 부재(11)에 대한 최근접 위치에 구성된다. 편향 스프링(26)은 임의의 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3 에 도시된 바와 같이, 편향 스프링(26)은 접시 스프링(Belleville spring)(26a)과 접시 스프링(26a)을 피동 로터 부재(11)에 유지시키기 위한 유지장치(26b)를 포함할 수 있다.
브레이크 조립체(10)는 본 기술분야에 공지된 바와 같이 캘리퍼(caliper)(40)와 마찰면(16,22)에 인접된 브레이크 패드(42)를 포함한다. 도 3 에 개략적으로 도시된 작동기(44)는 특정 제동 입력에 따라 마찰면(16,22)과 연결되도록 브레이크 패드(42)를 가압시킨다. 피동 로터 부재(11) 및 이동가능 로터 부재(14)는 회전 방향(R)으로 축(A)에 대해 함께 구동된다. 브레이크 패드(42)가 마찰면(16,22)과 접촉되지 않은 비연결 위치로부터 브레이크 패드(42)가 마찰면(16,22)과 접촉된 연결 위치로 작동기(44)가 브레이크 패드(42)를 이동시킬 때, 전단력(F)이 제 2 마찰면(22)에 발생된다. 전단력(F)은 이동가능 로터 부재(14)가 회전 방향(R)에 대향된 방향으로 이동되도록 한다. 볼(24)은 경사면(31,33)을 따라 이동되고, 이동가능 부재(14)가 피동 로터 부재(11)로부터 이격되어 이동되도록 한다.
이동가능 로터 부재(14) 및 피동 로터 부재(11) 사이의 상대 운동을 제한하기 위해, 부재는 연동 요홈(50) 및 돌출부(52)를 포함할 수 있다. 피동 로터 부재(11)와 같은 하나의 로터 부재는 이동가능 로터 부재(14)로부터 연장구성된 돌출부(52)를 수용하기 위한 복수개의 요홈(50)을 포함할 수 있다. 상기 방법으로, 로터 부재(11,14)가 연동되어, 로터 부재(11,14)는 브레이크 패드(42)가 비연결 위치에 구성될 때 회전 방향(R)으로 함께 회전된다. 또한, 전단력(F)이 브레이크 패드(42)에 의해 제 2 마찰면(22)에 발생될 때 요홈(50) 및 돌출부(52)는 로터 부재(11,14) 사이의 상대 회전을 가능하게 하여, 이동가능 로터 부재(14)는 피동 로터 부재(11)에 대해 이격되어 회전될 수 있다.
작동시, 피동 로터 부재는 축(A)에 대해 구동된다. 브레이크 패드는 비연결 위치로부터 연결 위치에서 마찰면(16,22)과 연결되도록 이동된다. 전단력(F)이 이동가능 로터 부재(14)의 제 2 마찰면(22)에 발생된다. 전단력(F)은 이동가능 로터 부재(14)가 피동 로터 부재(11)에 대해 이격되어 회전되도록 한다. 상기 상대 운동 중 볼(24)은 경사면(31,33)에서 상향으로 이동된다. 초기에 마찰면(16,22)은 제 1 거리로 서로로부터 이격되어 구성된다. 로터 부재(11,14)가 비서보형 위치(N)로부터 볼(24)이 경사면(31,33)에서 상향으로 이동되는 서보형 위치(S)로 이동될 때, 마찰면(16,22) 사이의 거리는 증가된다. 로터 부재(11,14)의 증가된 폭은 추가의 제동 압착력을 발생시킨다. 즉, 특정 제동 입력에 대해, 전단력(F)이 이동가능 로터 부재(14)를 피동 로터 부재(11)에 대해 이격되어 이동되도록 할 때 추가의 제동 토오크가 제공된다. 결과적으로, 추가의 제동 토오크가 특정 제동 입력에 대해 제공된다.
본 발명은 예시적인 방법으로 기술되었고, 사용된 용어는 제한적이기보다는 설명의 목적으로 이용된다. 본 발명에 대한 많은 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 첨부 청구범위의 범위내에서 본 발명은 기술된 바와 상이하게 실시될 수 있다.
본 발명에 따라 증가된 제동 토오크를 제공하기 위해 현재의 제동 입력에 추가의 제동 압착력을 제공할 수 있는 피동형 브레이크 부품이 제공된다.

Claims (12)

  1. 자동 서보잉 디스크 브레이크 조립체에 있어서,
    피동 로터 부재, 이동가능 로터 부재, 복수개의 볼과 마찰 부재로 구성되고,
    상기 피동 로터 부재는 복수개의 제 1 포켓을 가진 제 1 내측면과 상기 제 1 내측면으로부터 이격된 제 1 마찰면을 포함하며,
    상기 이동가능 로터 부재는 상기 피동 로터 부재에 지지되고, 비서보형 위치 및 서보형 위치 사이에서 상기 피동 로터 부재에 대해 이동가능하며, 상기 마찰면은 상기 비서보형 위치에서 제 1 거리로 이격되어 구성되고, 상기 마찰면은 상기 서보형 위치에서 상기 제 1 거리보다 큰 제 2 거리로 이격되어 구성되며, 상기 이동가능 로터 부재는 상기 제 1 내측면에 인접한 복수개의 제 2 포켓을 가진 제 2 내측면과 상기 제 2 내측면으로부터 이격된 제 2 마찰면을 포함하고,
    상기 볼은 상기 제 1 포켓 및 제 2 포켓 사이에 삽입되며, 하나 이상의 상기 제 1 포켓 및 제 2 포켓은 경사져 구성되고,
    상기 마찰 부재는 상기 제 1 마찰면에 인접되어 구성되며, 연결 위치 및 비연결 위치 사이에서 이동가능하고, 상기 마찰 부재는 상기 비연결 위치에서 상기 제 2 마찰면으로부터 이격되어 구성되며, 상기 서보형 위치로 상기 이동가능 로터 부재를 회전시키고 추가의 제동 압착력을 발생시키도록, 상기 마찰 부재는 상기 연결 위치에서 상기 제 2 마찰면과 접촉되어 구성되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 캘리퍼와 브레이크 패드를 포함하고, 상기 마찰 부재는 하나의 상기 브레이크 패드인 것을 특징으로 하는 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 포켓 및 제 2 포켓은 대향 방향으로 경사져 구성되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 피동 로터 부재는 축에 대해 회전가능하고, 상기 이동가능 로터 부재는 상기 비서보형 위치 및 서보형 위치 사이에서 상기 축을 따라 그리고 상기 축에 대해 상기 피동 로터 부재에 대하여 이동가능한 것을 특징으로 하는 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서, 하나의 상기 로터 부재는 반경방향 요홈을 포함하고, 다른 하나의 상기 로터 부재는 상기 반경방향 요홈에 수용된 반경방향 돌출부를 포함하며, 상기 반경방향 돌출부는 상기 피동 로터 부재에 대한 상기 축 주위로의 상기 이동가능 로터 부재의 제한된 회전을 위해 상기 반경방향 요홈보다 작은 것을 특징으로 하는 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 이동가능 로터 부재를 상기 비서보형 위치로 상기 피동 로터 부재를 향해 편향시키는 복귀 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 복귀 스프링은 상기 제 2 마찰면에 근접된 접시 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 복귀 스프링은 상기 로터 부재를 상호연결하는 복수개의 코일 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  9. 자동차 브레이크를 적용하는 방법에 있어서,
    a) 축에 대해 피동 로터 부재를 구동시키고,
    b) 마찰 부재를 이동가능 로터 부재에 적용시키며,
    c) 이동가능 로터 부재의 표면에 전단력을 발생시키고,
    d) 이동가능 로터 부재가 피동 로터 부재에 대해 이격되어 회전되도록 하며,
    e)추가의 제동 압착력을 발생시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 로터 부재를 비서보형 위치로 서로를 향해 편향시키는 단계 f)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 단계 d)는 로터 부재 사이의 복수개의 볼을 경사면에서 상향으로 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 단계 b)는 브레이크 패드를 이동가능 로터 부재와 연결되도록 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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