KR20040033894A

KR20040033894A - 브레이크 캘리퍼

Info

Publication number: KR20040033894A
Application number: KR1020020063182A
Authority: KR
Inventors: 이동녕
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-04-28

Abstract

본 발명은 마스터 실린더에서 공급되는 유압에 의해 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 밀착시킴으로써 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰되면서 제동력을 발생하게 하는 브레이크 캘리퍼에 관한 것이다.

본 발명에 따른 브레이크 캘리퍼는, 브레이크 페달이 밟혀진 상태에서 브레이크 오일 파이프(1)의 파열이나 마스터 실린더 등의 브레이크 오일 공급계통의 이상으로 액압실(40a)에 브레이크 오일이 공급되지 않는 경우, 브레이크 페달 동작감지센서(47)와 유압감지센서(42)의 신호에 따라 제어부(46)가 차단밸브(43)와 보충밸브(45)의 각 전자석(433)(453)에 전원을 인가하여 각 전자석(433)(453)과 영구자석(432)(452)의 작용으로 차단밸브(43)는 폐쇄하고 보충밸브(45)를 개방함으로써 고압챔버(44)의 보충 브레이크 오일이 액압실(40a)로 압송되게 하도록 구성되어 있으며, 이와 같은 브레이크 캘리퍼는 브레이크 오일 공급 중단으로 기능이 상실된 브레이크 장치의 제동기능을 일시 회복시켜 줌으로써 유압 브레이크 장치의 제동 불능으로 인한 사고를 예방할 수 있게 한다.

Description

브레이크 캘리퍼{Brake Caliper}

본 발명은 마스터 실린더에서 공급되는 유압에 의해 작동하여 브레이크 패드를 바퀴와 일체로 회전되는 브레이크 디스크에 밀착시킴으로써 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰되면서 제동력을 발생하게 하는 브레이크 캘리퍼에 관한 것으로, 특히, 배관 파손으로 브레이크 오일이 누출되거나 오일 공급 계통의 작동불능으로 마스터 실린더로부터 브레이크 오일이 공급되지 않는 경우 보충 브레이크 오일로써 일시 작동하여 제동불능으로 인한 사고를 예방할 수 있는 브레이크 캘리퍼에 관한 것이다.

차속을 감속하거나 정지시키기 위하여 사용하는 브레이크 장치는 작동 중 이상이 발생이 없어야 하는 보안부품으로서, 유압식 브레이크 장치와 공기압식 브레이크 장치로 대별된다.

유압식 브레이크장치는 각 바퀴에 힘의 배분이 균일하고 제동력 조정이 수월하고 효율이 좋아서 자동차의 제동장치로 가장 널리 이용되고 있다. 유압식 브레이크장치는, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 그에 따른 답력(踏力)을 부스터가 증폭하고 마스터 실린더는 부스터가 증폭한 힘으로 브레이크 오일을 가압하여 각 휠에 장치된 브레이크 캘리퍼로 보내게 되고 이에 도 1에 도시된 바와 같은 브레이크 캘리퍼(2)가 브레이크 오일 파이프(1)를 통해 그 액압실(20a)에 유입되는 브레이크 오일 유압에 의해 전진하는 피스톤(21)으로 마찰부재인 브레이크 패드(3)를 밀어브레이크 디스크(도시되지 않음)에 마찰시킴으로써, 제동력을 발생하게 된다.

이와 같은 유압식 브레이크 장치는, 마스터 실린더에서 브레이크 캘리퍼(2)에 브레이크 오일을 압송하기 위한 브레이크 오일 파이프(1)의 파손으로 브레이크 계통의 브레이크 오일이 누출되거나 마스터 실린더(도시되지 않음) 등의 브레이크 오일 공급계통 이상으로 브레이크 페달(도시되지 않음)을 밟았는데도 불구하고 브레이크 오일이 브레이크 캘리퍼(2)에 공급되지 않는 경우, 제동불능 상태에 빠져 대형 사고를 유발할 위험을 가지고 있었다.

이에, 종래에는 브레이크 오일 누출로 이어져 유압식 브레이크 장치를 제동불능 상태에 빠뜨리는 브레이크 오일 파이프(1) 파열을 막기 위하여 브레이크 오일 파이프(1)를 충격을 받는 경우 변형하면서 파열되지 않도록 X자나 H자 형으로 배관하는 방식이 이용되었다.

그러나, 위와 같은 종래 기술은 브레이크 오일 파이프(1)의 파열을 완전히 막을 수는 없을 뿐만 아니라 예컨대 부스터나 마스터 실린더 등의 브레이크 오일 공급계통의 이상으로 브레이크 오일이 공급되지 않는 경우에는 전혀 대응할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여, 브레이크 페달을 밟아도 브레이크 오일 공급계통의 이상으로 브레이크 캘리퍼에 브레이크 오일이 공급되지 않는 경우 보충 브레이크 오일을 브레이크 캘리퍼의 액압실에 직접 공급하여 유압 브레이크 장치의 제동기능을 일시적으로 회복시킬 수 있음으로써 유압 브레이크 장치의 제동 불능으로 인한 대형사고를 막을 수 있는 브레이크 캘리퍼를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래 브레이크 캘리퍼 단면 모식도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 캘리퍼의 단면 모식도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단밸브 단면 작동도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보충밸브 단면 작동도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압챔버 단면 작동도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 브레이크 오일 파이프3 : 브레이크 패드

4 : 브레이크 캘리퍼40 : 실린더

40a : 액압실41 : 피스톤

42 : 유압감지센서43 : 차단밸브

44 : 고압챔버45 : 보충밸브

46 : 제어부47 : 동작감지센서

본 발명에 따른 브레이크 캘리퍼는, 브레이크 페달에 답력이 가해짐에 따라 마스터 실린더가 가압하는 브레이크 오일을 실린더의 액압실에 도입하여 그에 따른 액압실 압력에 의해 전진하는 상기 피스톤으로 브레이크 패드를 밀어 그 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 마찰시킴으로써 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이에서 마찰에 따른 제동력이 발생하도록 작용하는 브레이크 캘리퍼에 있어서, 보충용 브레이크 오일이 고압 충전된 고압챔버; 상기 고압챔버와 상기 실린더 액압실 사이 유로를 개폐하는 보충밸브; 브레이크 페달의 동작을 감지하는 브레이크 페달 동작 감지수단; 상기 마스터 실린더로부터 브레이크 오일을 도입하기 위하여 상기 실린더의 액압실에 연결된 브레이크 오일 파이프 상에서 유압을 감지하는 유압감지수단; 상기 액압실의 도입구에 설치되는 차단밸브; 및 상기 브레이크 페달 동작 감지수단과 상기 유압감지수단의 신호에 의해 상기 브레이크 페달이 동작된 상태에서 상기 브레이크 오일 파이프의 유압이 정상 범위 미만인 경우에 상기 차단밸브를 폐쇄하고 상기 보충밸브를 개방하도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성에 있어서, 상기 고압챔버는 압축스프링이 상기 실린더의 액압실 측으로 탄성 지지하는 가압 플레이트가 그 내부에 충전된 브레이크 오일에 대하여 가하는 압력에 의해서 고압상태를 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차단밸브와 보충밸브는 각각 영구자석을 구비하여, 상기 제어부의 제어에 의해 전원이 인가되는 전자석이 상기 영구자석에 대하여 작용하는 전자력에 의해 개폐되도록 구성되는 것이 바람직하다.

이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 따른 브레이크 캘리퍼의 구성과 작용을 보다 구체적으로 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 캘리퍼의 단면 모식도이다. 그리고, 도 3 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 캘리퍼의 작동구조를 보인 것으로 도 3은 차단밸브 단면 작동도이고, 도 4는 보충밸브 단면 작동도이며, 도 5는 고압챔버 단면 작동도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 캘리퍼(4)는, 마스터 실린더에서 인출된 브레이크 오일 파이프(1)가 연결되는 액압실(40a)을 형성하는 실린더(40)와 상기 실린더(40) 내에서 상기 액압실(40a) 압력에 의해 왕복이동 가능하게 설치되는 피스톤(41), 상기 브레이크 오일 파이프(1)가 연결되는 상기 액압실(40a)의 도입구측에 설치되는 차단밸브(43), 상기 실린더(40)의 일측에 설치되는 고압챔버(44), 상기 고압챔버(44)와 상기 액압실(40a) 사이의 유로를 개폐하는 보충밸브(45), 상기 액압실(40a) 도입구 측에서 상기 브레이크 오일 파이프(1) 내 유압을 감지하는 유압감지수단인 유압감지센서(42), 그리고, 브레이크 페달(도시되지 않음)의 동작 여부를 감지하기 위한 동작감지수단인 동작감지센서(47) 등으로 구성되어 있다.

이상의 구성에 있어서, 상기 차단밸브(43)는 도 3에 도시된 바와 같이, 유로를 형성하면서 그 선단에 복수 개의 통공(430a)들이 원형으로 배열되어 형성된 밸브 본체(430)와, 상기 밸브 본체(430)의 배출측에서 설치되고 상기 밸브 본체(430)의 통공(430a)에 대응하는 도입공(431a)들이 형성된 밸브 플레이트(431), 상기 밸브 플레이트(431)의 배면에 부착된 영구자석(432), 그리고, 상기 영구자석(432)과 접하도록 밸브 본체(430)에 설치되며 제어부(46)에서 인가되는 전원에 의해 전자력을 유도하는 전자석(433) 등으로 구성되어 있다. 이와 같은 구성의 차단밸브(43)는 브레이크 장치가 정상작동하는 경우에는 도 3의 (a)와 같이 개방된 상태를 유지하여 브레이크 오일 파이프(1)의 브레이크 오일이 액압실(40a)로 유입되도록 한다. 그리고, 브레이크 페달(도시되지 않음)을 밟았는데도 브레이크 오일이 공급되지 않는 비상상황에서는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 제어부(46)의 제어에 의해 인가되는 전원에 의해 전자석(433)이 전자기를 유도, 밸브 플레이트(431)의 영구자석(432)에 대하여 척력을 작용하여 밸브 플레이트(431)를 회전시켜 유로를 폐쇄함으로서 액압실(40a)의 브레이크 오일이 빠져나가는 것을 방지한다.

고압챔버(44)는 브레이크 오일이 공급되지 않는 비상상황에서 액압실(40a)에 공급되는 보충용 브레이크 오일을 저장하는 브레이크 오일 저장용기로서, 도 4에나타난 바와 같이 압축스프링(441)에 의해 액압실(40a) 측으로 탄성지지되는 가압 플레이트(440)를 포함하여 브레이크 오일을 상기 가압 플레이트(440)의 가압력에 의해 고압의 상태로 저장한다. 이 고압챔버(44)에 고압상태로 저장된 브레이크 오일은 후술하는 보충밸브(45)의 선택에 따라 액압실(40a)로 압송되어 유압매체로 이용된다. 상기 압축스프링(441)은 브레이크 오일을 가압하여 액압실(40a) 측으로 압송되게 하기도 하지만, 제동 후에는 수축되면서 가압 플레이트(440)를 끌어당겨 액압실(40a)로부터 회수하는 기능도 겸한다.

보충밸브(45)는 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 유로를 형성하고 선단에 복수 개의 통공(450a)들이 원형 배열되어 형성된 밸브 본체(450)와, 상기 밸브 본체(450)의 통공(450a)에 대응하는 도입공(451a)들을 가지고 상기 밸브 본체(450)의 선단부와 접하여 회전되도록 설치되는 밸브 플레이트(451), 상기 밸브 플레이트(451)의 배면에 부착된 영구자석(452), 그리고, 상기 영구자석(452)과 접하도록 밸브 본체(450)에 설치되며 제어부(46)에서 인가되는 전원에 의해 전자력을 유도하는 전자석(453) 등으로 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 따라 보충밸브(45)는 브레이크 장치가 정상 작동하는 경우에는 도 5의 (a)와 같이 폐쇄된 상태를 유지하고 있다가 브레이크 페달를 밟았는데 브레이크 오일이 공급되지 않는 비상상황에서 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 제어부(46)의 제어에 의해 인가되는 전원에 의해 전자석(453)이 전자기를 유도, 밸브 플레이트(451)의 영구자석(452)에 대하여 인력을 작용하여 밸브 플레이트(451)를 회전시켜 유로를 개방함으로써, 고압챔버(44)의 고압 브레이크 오일이 액압실(40a)로 압송되게 한다.

이상과 같은 구성들로 이루어지는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 캘리퍼(4)는 정상상태에서는 차단밸브(43)는 개방되고 보충밸브(45)는 폐쇄된 상태를 유지하면서 운전자가 브레이크 페달(도시되지 않음)을 밟는 경우 마스터 실린더(도시되지 않음)부터 브레이크 오일 파이프(1)를 따라 액압실(40a)에 압송되어오는 브레이크 오일의 유압에 의해 피스톤(41)이 전진하면서 브레이크 패드(3)를 밀어 브레이크 디스크(도시되지 않음)와 마찰시킴으로써 마찰에 따른 제동력을 발생하게 한다. 그리고, 브레이크 페달이 밟혀진 상태에서 브레이크 오일 파이프(1)의 파열이나 마스터 실린더 등의 브레이크 오일 공급계통의 이상으로 액압실(40a)에 브레이크 오일이 공급되지 않는 경우에는, 브레이크 페달 동작감지센서(47)와 유압감지센서(42)의 신호에 따라 제어부(46)가 차단밸브(43)와 보충밸브(45)의 각 전자석(433)(453)에 전원을 인가하여 각 전자석(433)(453)과 영구자석(432)(452)의 작용으로 차단밸브(43)는 폐쇄하고 보충밸브(45)를 개방함으로써 고압챔버(44)의 보충 브레이크 오일이 액압실(40a)로 압송되게 한다. 이에, 액압실(40a)에 대한 브레이크 오일 공급 중단으로 기능이 상실된 브레이크 장치의 제동기능을 일시 회복시켜 줌으로써 제동 기능 상실로 인한 사고를 예방할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 브레이크 캘리퍼에 따르면, 브레이크 페달에 답력이 가해졌음에도 불구하고 브레이크 오일 파이프의 파열 등 브레이크 오일 공급계통의 이상으로 브레이크 캘리퍼의 액압실에 브레이크 오일이 공급되지 않아 유압 브레이크 장치가 제동 기능을 상실한 경우 보충 브레이크 오일을 브레이크 캘리퍼의 액압실에 직접 압송하여 유압 브레이크 장치의 제동기능을 일시 회복시켜 줌으로써 유압 브레이크 장치의 제동 불능으로 인한 사고를 예방할 수 있게 한다.

Claims

브레이크 페달에 답력이 가해짐에 따라 마스터 실린더가 가압하는 브레이크 오일을 실린더의 액압실에 도입하여 그에 따른 액압실 압력에 의해 전진하는 상기 피스톤으로 브레이크 패드를 밀어 그 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 마찰시킴으로써 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이에서 마찰에 따른 제동력이 발생하도록 작용하는 브레이크 캘리퍼에 있어서,

보충용 브레이크 오일이 고압 충전된 고압챔버;

상기 고압챔버와 상기 실린더 액압실 사이 유로를 개폐하는 보충밸브;

브레이크 페달의 동작을 감지하는 브레이크 페달 동작 감지수단;

상기 마스터 실린더로부터 브레이크 오일을 도입하기 위하여 상기 실린더의 액압실에 연결된 브레이크 오일 파이프 상에서 유압을 감지하는 유압감지수단;

상기 액압실의 도입구에 설치되는 차단밸브; 및

상기 브레이크 페달 동작 감지수단과 상기 유압감지수단의 신호에 의해 상기 브레이크 페달이 동작된 상태에서 상기 브레이크 오일 파이프의 유압이 정상 범위 미만인 경우에 상기 차단밸브를 폐쇄하고 상기 보충밸브를 개방하도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 캘리퍼.
제 1 항에 있어서,

상기 고압챔버는 압축스프링이 상기 실린더의 액압실 측으로 탄성 지지하는 가압 플레이트가 그 내부에 충전된 브레이크 오일에 대하여 가하는 압력에 의해서 고압상태를 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 브레이크 캘리퍼.
제 1 항에 있어서,

상기 차단밸브와 보충밸브는 각각 영구자석을 구비하여, 상기 제어부의 제어에 의해 전원이 인가되는 전자석이 상기 영구자석에 대하여 작용하는 전자력에 의해 개폐되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 캘리퍼.