KR200303148Y1 - 디스크 브레이크의 아웃터패드플레이트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 디스크 브레이크의 아웃터패드플레이트에 관한 것으로, 그 목적은 아웃터패드의 편마모를 방지하는 아웃터패드플레이트의 커버심 설치구조를 개선하여 전단력에 의한 손상을 방지하는 것이다.

본 고안에 따른 디스크 브레이크의 아웃터패드플레이트(600)는 하우징(100)의 핑거부(150F,R)에 의해 디스크(700)와 마찰하여 제동력을 발생하는데, 중심선과 디스크(700) 원주방향에 대해 어긋나게 형성된 한쌍의 돌기(620)를 이용하여 디스크(700) 전진회전방향측의 입구부위에 판상의 커버심(800)을 설치하였다. 따라서 아웃터패드플레이트(600)가 편심가압력을 전달받아 아웃터패드(610)의 편마모가 방지되며, 어긋나게 형성된 한쌍의 돌기(620)에 의해 커버심(800)의 결합공(810) 인접부위가 쉽게 손상되지 않는 이점이 있다.

Description

디스크 브레이크의 아웃터패드플레이트

본 고안은 디스크 브레이크의 아웃터패드플레이트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하우징의 핑거부에 의해 디스크와 마찰하여 제동력을 발생하는 아웃터패드플레이트에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착되는 브레이크는 주행 중의 자동차를 감속하거나 정지 또는 정지상태를 유지하기 위한 장치로써, 주행 중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해서 열에너지로 바꾸어 이의 마찰열을 대기 중에 방출하여 제동을 하는데, 드럼식 유압 브레이크와 디스크식 유압브레이크 등이 있다. 디스크 브레이크는 드럼 대신에 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크를 양쪽에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻는 것이다. 도 1은 이러한 디스크 브레이크의 전체적인 구조를 보인 평단면도이다.

종래 디스크 브레이크는 이에 도시한 바와 같이, 피스톤(20)이 설치되는 하우징(10)과 차체에 고정되며 패드플레이트(50,60)가 설치되는 케리어(40)로 구별된다. 하우징(10)에는 내부에 보어(11)가 형성되어 있고, 여기에 유입구(12)를 통해 전달되는 제동유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤(20)이 내장된다. 그리고 하우징(10)의 양단부에는 각각 체결공(13)에 볼트(14)를 이용하여 고정된 가이드로드(30)가 마련되어 있는데, 이것은 케리어(40)와의 체결을 위한 것이다.

케리어(40)에는 패드(51,61)가 부착된 한쌍의 패드플레이트(50,60)가 설치된다. 패드플레이트(50,60)는 케리어(40) 내부에서 진퇴운동할 수 있도록 일정간격 이격되게 구성되며, 인너패드(51)가 부착된 인너패드플레이트(50)와 아웃터패드(61)가 부착된 아웃터패드플레이트(60)로 이루어진다. 이 때, 인너패드플레이트(50)의 외측면은 진퇴운동하는 피스톤(20)과 접하도록 구성되어 있고, 아웃터패드플레이트(60)의 외측면은 하우징(10)에서 연장 밴딩된 핑거부(15F,15R)와 접하도록 설치되어 제동시 내측으로 전진하게 된다. 그리고 이 한쌍의 패드(51,61)사이에는 그 외주연의 일부가 삽입되어 이들과 일정한 간극을 두고 휠(미도시)과 함께 회전하는 원판형의 디스크(70)가 설치된다.

한편, 피스톤(20)이 설치된 하우징(10)과 패드플레이트(50,60)가 설치된 케리어(40)는 슬라이딩가능하게 결합되어 있는데, 이들의 결합구조는 다음과 같다. 먼저, 앞에서 설명한 바와 같이, 하우징(10)의 양단에는 체결공(13)이 형성되어 있는데, 이 체결공(13)과 대향되게 케리어(40)의 양단에도 역시 소정 깊이의 체결홈(41)이 구성되어 있다. 따라서 이러한 체결홈(41)에 가이드로드(30)의 선단부가 미끄러짐 가능하게 삽입 결합됨으로써, 차체에 고정된 케리어(40)에 하우징(10)이 슬라이딩 가능하게 결합된다. 미설명부호 21은 보어(11)에 유압이 해제되면 피스톤(20)을 복원시키는 시일이다.

이와 같이 구성된 일반적인 디스크 브레이크를 갖춘 자동차의 주행시, 운전자가 브레이크패달(미도시)을 밟게 되면 미도시된 마스터실린더로부터 제동유압이 발생하게 되고, 계속하여 제동유압은 유입구(12)를 통해 보어(11)내로 전달된다. 따라서 제동유압에 의해 피스톤(20)이 전진 인너패드플레이트(50) 중심부를 밀게 됨으로써, 이에 부착된 인너패드(51)가 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(70)의 측면부에 순간적으로 압착된다. 아울러 보어(11) 내부에는 유압이 존재하기 때문에 케리어(40)에 가이드로드(30)를 이용하여 슬라이딩가능하게 체결된 하우징(10) 자체가 반대방향으로 이동하여 이것에 의해서 핑거부(15)가 아웃터패드플레이트(60)를 밀게 되며, 아웃터패드플레이트(60)에 부착된 아웃터패드(61)가 디스크(70)의 측면부에 압착되어 제동작용을 한다. 그리고 브레이크패달(미도시)을 놓으면 피스톤(20)은 시일(21)의 탄성복원력으로 인해 원위치로 복원되고, 다시 디스크(70)와 패드(51,61)는 일정간격 이격된다.

그러나 이러한 디스크 브레이크는 계속되는 제동작용에 따라 디스크(70)를 압착하는 패드(51,61)가 도 2에 도시한 바와 같이, 편마모되는 문제점이 발생되는데, 이를 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 피스톤(20)에 의해 작동되는 인너패드(51)와 아웃터패드(51,61)의 방향은 피스톤(20)에 대해 중심방향이고, 디스크(70)는 이와 수직인 화살표방향(자동차의 전진시)으로 회전하고 있는 상태이기 때문에, 실제 디스크(70)에 가해지는 인너패드(51)의 압력은 자동차의 전진방향에 대해 후방측 즉, 디스크(70)의 회전 입구측으로 집중되고 아웃터패드(61)의 압력은 우력에 의해 디스크(70)의 회전 출구측으로 집중된다. 결국, 브레이크의 작동시 패드(51,61) 양 내측면은 디스크(70)의 양 측면부와 면접촉되지만, 실제 아웃터패드(61)에 작용되는 디스크(70)와의 마찰력은 중심선에 대해 우측부위인 디스크(70)의 전진회전 출구측부위에서 집중적으로 작용하게 된다.

이에 따라 디스크 브레이크를 장시간 사용하다 보면 인너패드(51)와 아웃터패드(61)의 마모상태가 중심선에 대해 편향되는데, 이것은 제동성능 저하의 요인이 될 뿐만 아니라 패드(51,61)와 디스크(70) 사이에서 발생되는 마찰소음의 원인이 된다. 또한 패드(51,61)의 수명이 단축됨으로써 전체적인 디스크 브레이크의 신뢰성이 저하된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 도 3에 도시한 바와 같이, 아웃터패드플레이트(60)와 핑거부(15R)사이에 커버심(80)을 부착하였다. 판상으로 이루어진 커버심(80)은 아웃터패드플레이트(60) 외측면 전체를 덮도록 설치되는 것이 아니라, 디스크(70) 전진회전 방향에 대해 입구측 부위의 핑거부(15R)와 대응하는 아웃터패드플레이트(60) 일측부에만 설치되어 있는데, 이의 결합구조는 다음과 같다.

먼저, 아웃터패드플레이트(60)의 중심부위에는 일정간격 이격된 한쌍의 돌기(62)가 나란하게 성형되어 있다. 그리고 소정의 두께와 판상으로 이루어진 커버심(80)에는 이러한 돌기(62)에 끼워져 결합되도록 한쌍의 결합공(81)이 천공되어 있다.

따라서 결합공(81)과 돌기(62)를 이용하여 커버심(80)이 부착된 아웃터패드플레이트(60)가 채용된 디스크 브레이크의 제동시 아웃터패드플레이트(60)는 편심되게 작동된다. 즉, 디스크(70) 입구측과 상응하는 아웃터패드플레이트(60)의 일측부위에 부착된 커버심(80)에 의해 작용중심점이 디스크(70)의 전진 회전 입구측으로 이동함으로써, 디스크(70) 전진회전 입구측의 아웃터패드플레이트(60) 일측부위를 상대적으로 강하게 밀게 된다. 이에 따라 아웃터패드플레이트(60)가 편심가압력으로 작용하게 된다.

결국, 실제 디스크(70)에 가해지는 아웃터패드(61)의 압력은 자동차의 전진방향에 대해 전방측으로 집중되려고 하는데, 아웃터패드플레이트(60)에 가해지는 작용압력이 디스크(70) 전진회전 반대방향 측으로 상대적으로 강하게 편심되기 때문에, 브레이크의 작동시 아웃터패드(61)가 디스크(70)의 측면과 균일한 압력으로 마찰하게 되어 이의 마모상태가 균일하게 된다. 이러한 이유로 패드(61)의 편마모가 방지되고, 제동작용에 따른 마찰소음이 현저하게 줄어들게 된다.

그러나 이러한 아웃터패드플레이트(60)는 나란하게 형성된 돌기(62)와 결합공(81)을 통해 커버심(80)이 부착되어 있어 장기간 사용하게 되면, 결합부위가 손상되는 문제점이 있다. 이를 좀 더 자세히 설명하면, 아웃터패드플레이트(60) 중심부위에 나란하게 성형된 한쌍의 돌기(62)에 커버심(80)이 결합되어 있는데, 제동작용시 아웃터패드(61)와 디스크(70)와의 마찰력으로 인해 결합공(81)에는 상당한 전단응력이 작용하게 된다. 이 때, 결합공(81)은 마찰력에 대해 나란하게 천공되어 있기 때문에, 전방측 결합공(62)이 손상된 후 후방측 결합공(62) 인접부위에 하중이 전가되어 연속적으로 손상될 우려가 있다. 즉, 아웃터패드플레이트(60)와 커버심(80)에 걸리는 전단응력의 방향은 디스크(70) 곡률의 원주방향이며, 나란하게 이루어진 결합공(62)을 중심으로 우력이 작용하기 때문에 페일(FAIL)현상이 더욱 쉽게 발생된다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 주 목적은 아웃터패드플레이트의 외측면 일측부위(디스크 전진회전방향의 입구측)에 판상의 커버심을 설치함으로써, 아웃터패드플레이트 중심부를 기점으로하여 핑거부로부터 전달되는 압력이 디스크 전진회전방향 입구측에 상대적으로 강하게 가해져 디스크 측면과 마찰하는 아웃터패드의 마모상태가 균일하게 되고, 마찰소음감소와 패드의 수명을 연장시키는 디스크 브레이크의 아웃터패드플레이트를 제공하는 것이다.

그리고 본 고안의 부 목적은 아웃터패드플레이트의 중심부위에 한쌍의 돌기가 마련되고 돌기에 끼워져 결합되도록 커버심에 결합공이 천공되어 있는데, 돌기를 중심선에 대해 어긋나게 구성함으로써 제동작용시 발생되는 전단응력에 의해 결합공 인접부위가 연속적으로 손상되는 것을 방지하는 아웃터패드플레이트를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 디스크 브레이크의 전체적인 구조를 보인 평단면도이다.

도 2는 종래 디스크 브레이크의 패드마모상태를 보인 개략도이다.

도 3은 종래 커버심이 부착된 아웃터패드플레이트의 개략적인 사시도이다.

도 4는 본 고안에 따른 디스크 브레이크의 평단면도이다.

도 5는 본 고안에 따른 아웃터패드플레이트를 보인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100..핑거부 150F,R..핑거부

600..아웃터패드플레이트 610..아웃터패드

620..돌기 700..디스크

800..커버심 810..결합공

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 내부에 보어가 형성된 하우징, 보어 내부에 설치되어 유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤, 피스톤에 의해 좌우 진퇴운동하며 일면에 인너패드가 부착된 인너패드플레이트와 아웃터패드가 부착된 아웃터패드플레이트, 하우징의 선단에 절곡되게 성형되어 제동시 아웃터패드플레이트를 전진시키는 핑거부, 인너패드와 아웃터패드 사이에 일정한 간극을 두고 일부 삽입되어 휠과 함께 회전하는 디스크를 갖춘 디스크 브레이크에 있어서,

디스크 전진회전 입구측의 핑거부와 접하는 아웃터패드플레이트의 일측부에는 편심가압력을 전달받아 아웃터패드가 디스크와 균일한 압력으로 마찰하여 편마모가 방지되도록 소정 두께의 판상 커버심이 마련되어 있으며,

아웃터패드플레이트의 외측면 중심부위에는 중심선에 대해 어긋나도록 일정간격 이격된 한쌍의 돌기가 성형되어 있고,

커버심에는 돌기가 끼워져 결합되도록 어긋나게 천공된 한쌍의 결합공이 마련된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 고안에 따른 디스크 브레이크의 전체적인 구성을 보인 평단면도이고, 도 5는 본 고안에 따른 아웃터패드플레이트를 개략적으로 보인 사시도이다.

본 고안에 따른 디스크 브레이크는 이들에 도시한 바와 같이, 외형 몸체를 이루는 캘리퍼 하우징(100) 일측에 제동유압이 유입구(120)를 통해 전달되는 보어(110,BORE)가 형성되어 있으며, 여기에 유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤(200)이 설치된다. 그리고 케리어(400)의 중심부에는 패드(510,610)가 부착된 한쌍의 패드플레이트(500,600)가 구성되어 있다. 하우징(100)의 양단에는 후술하는 가이드로드(300)가 볼트(140)체결되는 체결공(130)이 형성되어 있으며, 미설명부호 210은 피스톤(200)을 복원시키는 시일이다.

그리고 차체에 고정되는 케리어(400)는 양단에 체결홈(410)이 형성되고, 여기에는 체결공(130)에 볼트(140)체결된 가이드로드(300)가 삽입됨으로써, 하우징(100)의 양단이 슬라이딩 가능하게 체결된다. 이러한 케리어(400)에는 일면에 각각 패드(510,610)가 부착된 패드플레이트(500,600)가 설치되는데, 이것은 인너패드(510)가 부착된 인너패드플레이트(500)와 아웃터패드(610)가 부착된 아웃터패드플레이트(600)로 구별된다. 인너패드플레이트(500)의 외측면은 피스톤(200)선단과 접하여 내측으로 전진하게 되며, 아웃터패드플레이트(600)는 하우징(100)의 타측부에 절곡되게 형성된 핑거부(150F,R)에 의해 전진하게 된다. 그리고 인너패드(510)와 아웃터패드(610) 사이에는 자동차의 휠(미도시)과 함께 회전하는 원판상의 디스크(700) 일부가 삽입되어 회전한다.

한편, 아웃터패드플레이트(600)의 외측면 일측부위에는 본 고안의 특징적 요소로 커버심(800)이 부착되어 중심부를 기점으로하여 아웃터패드(610)에 편심가압력을 전달함으로써 편마모가 방지되도록 구성되어 있다. 즉, 핑거부(150F,R)로부터 전달되는 압력이 아웃터패드플레이트(600) 중심부위를 기점으로 디스크(700) 전진회전방향 입구측에 상대적으로 강하게 가해지는데, 이의 상세한 구조는 다음과 같다.

먼저, 아웃터패드플레이트(600) 외측면 중심부위에는 일정간격 이격된 한쌍의 돌기(620)가 돌출되게 성형되어 있다. 이 한쌍의 돌기는 중심선과 디스크(700) 회전 원주방향에 대해 서로 어긋나게 구성되어 후술하는 전단력이 겹치는 것이 방지된다.

그리고 소정의 두께를 가지는 판상의 커버심(800)은 디스크(700) 전진회전방향(화살표방향)에 대해 입구측부위인 아웃터패드플레이트(600) 일측부위 외측면을 덮도록 구성되어 있는데, 돌기(620)와 상응하는 부분에 한쌍의 결합공(810)이 천공되어 있으며, 아웃터패드플레이트(600)의 테두리면에 결합되는 결합편(820)이 마련된다. 이 때, 결합공(810)도 역시 돌기(620)와 마찬가지로 어긋나게 이루어지며, 돌기(620)가 결합공(810)을 관통하도록 끼워 결합하면 커버심(800)이 아웃터패드플레이트(600) 외측면 일측부위에 부착된다. 따라서 핑거부(150F,R)로부터 가해지는 압력은 아웃터패드플레이트(600) 중심부에서 편심되게 작용하고, 아울러 이 부분과 상응하는 아웃터패드(610)가 디스크(700) 측면과 강하게 마찰하게 된다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 디스크 브레이크의 작용 및 효과를 설명한다.

자동차의 전진시 운전자가 브레이크패달(미도시)을 밟게 되면, 마스터실린더(미도시)로부터 제동유압이 유입구(120)를 통해 보어(110) 내로 전달되어 피스톤(200)이 전진하게 된다. 이에 따라 케리어(400)에 진퇴운동 가능하게 설치된 인너패드플레이트(500)가 내측으로 전진하게 되며, 이에 부착된 인너패드(510)가 회전하는 디스크(700)의 측면과 마찰함으로써 제동작용을 하게 된다. 아울러 아웃터패드플레이트(600)의 아웃터패드(610)는 보어(110)에 잔존하는 유압에 의해 하우징(100)이 피스톤(200) 전진의 반대방향으로 슬라이딩함으로써 핑거부(150F,R)에 의해 디스크(700)와 마찰 제동작용을 한다.

이 때, 아웃터패드플레이트(600)의 외측면에는 디스크(700) 전진회전방향의 입구측 부위에 소정의 두께를 가지는 커버심(800)이 부착되어 있기 때문에, 이와 대응하는 핑거부(150R)가 먼저 접촉하게됨으로써, 아웃터패드플레이트(600) 중심부를 기점으로하여 아웃터패드(610)의 입구측부분이 편심가압력을 전달받아 디스크(700) 전진회전방향 입구측부위와 마찰하게 된다. 즉, 아웃터패드플레이트(600)의 작용중심점이 디스크(700) 전진회전방향의 입구측으로 이동되어 이와 상응하는 입구측의 아웃터패드(610)가 강하게 마찰하게 된다.

이로 인해, 통상적으로 회전하는 디스크(700)에 가해지는 아웃터패드(610)의 마찰력은 자동차의 전진방향에 대하여 디스크(700) 출구측으로 집중되려고 하는데, 아웃터패드플레이트(600)에 실제 가해지는 압력이 디스크(700) 전진회전방향의 입구측 부위에 상대적으로 강하기 때문에 브레이크의 작동시 아웃터패드(610)가 디스크(700)의 측면과 균일한 압력으로 마찰하게 되어 이의 마모상태가 균일하게 된다. 따라서 패드(610)의 편마모가 방지되며, 이에 따른 마찰소음이 발생되지 않고 패드(610)의 수명이 연장되어 디스크 브레이크의 전체적인 신뢰성이 향상된다.

또한 아웃터패드플레이트(600)는 아웃터패드(610)와 디스크(700)와의 제동토크에 의해 우력을 받아 커버심(800)과 돌기(620)의 결합부위에도 전단응력이 작용하게 되지만, 앞에서 설명한 바와 같이 한쌍의 돌기(620)가 중심선과 디스크(700) 원주방향에 대해 어긋나게 성형되어 있어서 결합공(810) 인접부에 미치는 서로의 소성영역이 벗어나 결합부위가 손상되는 것이 방지된다. 즉, 이러한 것은 돌기(620)와 결합공(810)이 이웃하는 것과 어긋나게 마련되어 있기 때문에, 제동토크에 의한 전단력이 발생하여도 서로의 소성영역에 영향을 미치지 않기 때문이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 디스크 브레이크의 아웃터패드플레이트는 하우징의 핑거부에 의해 디스크와 마찰하여 제동력을 발생하는데, 중심선과 디스크 원주방향에 대해 어긋나게 형성된 한쌍의 돌기를 이용하여 디스크 전진회전방향측의 입구부위에 판상의 커버심을 설치하였다. 따라서 아웃터패드플레이트가 편심가압력을 전달받아 아웃터패드의 편마모가 방지되며, 어긋나게 형성된 한쌍의 돌기에 의해 커버심의 결합공 인접부위가 쉽게 손상되지 않는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 내부에 보어(110)가 형성된 하우징(100), 상기 보어(110) 내부에 설치되어 유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤(200), 상기 피스톤(200)에 의해 좌우 진퇴운동하며 일면에 인너패드(510)가 부착된 인너패드플레이트(500)와 아웃터패드(610)가 부착된 아웃터패드플레이트(600), 상기 하우징(100)의 선단에 절곡되게 성형되어 제동시 상기 아웃터패드플레이트(600)를 전진시키는 핑거부(150F,R), 상기 인너패드(510)와 상기 아웃터패드(610) 사이에 일정한 간극을 두고 일부 삽입되어 휠과 함께 회전하는 디스크(700)를 갖춘 디스크 브레이크에 있어서,

   상기 디스크(700) 전진회전 입구측의 상기 핑거부(150R)와 접하는 상기 아웃터패드플레이트(600)의 일측부에는 편심가압력을 전달받아 상기 아웃터패드(610)가 상기 디스크(700)와 균일한 압력으로 마찰하여 편마모가 방지되도록 소정 두께의 판상 커버심(800)이 마련되어 있으며,

   상기 아웃터패드플레이트(600)의 외측면 중심부위에는 중심선에 대해 어긋나도록 일정간격 이격된 한쌍의 돌기(620)가 성형되어 있고,

   상기 커버심(800)에는 상기 돌기(620)가 끼워져 결합되도록 어긋나게 천공된 한쌍의 결합공(810)이 마련된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 아웃터패드플레이트.