KR20040098447A - 드럼 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드럼 브레이크에 있어서, 브레이크슈의 웨브와 앵커 블록의 접촉구조를 면접촉구조로 개선하여 이에 따른 여러 가지 효과를 도모하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 드럼 브레이크의 브레이크슈 웨브와 앵커 블록은 웨브의 단부가 앵커 블록 측으로 오목하게 곡면을 이루고, 이와 접하는 앵커 블록의 단부는 웨브 측으로 볼록한 곡면을 이룬다.

따라서 제동 시 앵커 블록은 드럼 측으로 외향 작동되는 웨브를 강력하게 지지하여, 웨브 외면에 부착된 라이닝이 드럼의 내주면과 보다 효과적으로 마찰되게 한다. 또한, 제동 유압 해제 시 앵커 블록과 면접촉하는 웨브는 앵커 블록과의 마찰력에 의해 즉각적으로 원래의 위치로 복원되지 않는다. 이로 인해 웨브는 드럼과의 간격을 보다 가까이 유지하는 경우가 많게 되고, 웨브가 원위치로 복원되기 전에 다시 제동 작용이 수행되면 웨브는 휠 실린더의 작은 유압으로도 드럼 측으로 밀려 제동 작용을 수행할 수 있다. 그리고 이 때 웨브와 드럼 사이의 간격이 좁아 거친 노면을 주행하게 될 경우 웨브의 외부에 부착된 라이닝이 드럼에 부딪혀 발생되는 래틀 노이즈가 감소된다.

Description

드럼 브레이크{Drum Brake}

본 발명은 드럼 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드럼 브레이크 내의 브레이크슈의 웨브와 앵커 블록의 접촉구조의 개선에 관한 것이다.

일반적으로 드럼식 유압 브레이크는 차량의 휠과 함께 회전하는 원통형 드럼의 내주면에 마찰력을 발생시켜 제동력을 발휘한다.

이러한 드럼 브레이크는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 백 플레이트(1)에 고정되는 앵커 블록(2)에 일단부가 각각 접촉 지지되어 이를 중심으로 외향 작동되는 한 쌍의 반원형 브레이크슈(3)와, 이 브레이크슈(3)의 외주면에 부착되어 제동 시 휠(도시안함)과 함께 회전되는 드럼(4) 내주면을 마찰시켜 제동력을 발생시키는 라이닝(3a)으로 구성된다.

이 브레이크슈(3)는 휠 실린더(5)에 의해 외향 작동되는데, 휠 실린더(5)를 중심으로 드럼(4)의 전진 회전방향 측에 마련된 리딩슈(6)와, 그 반대 측에 마련된 트레일링슈(7)로 구분된다. 리딩슈(6)와 트레일링슈(7)의 일단부는 백 플레이트(1)에 고정된 앵커 블록(2)의 양단부에 각각 지지되고, 타단부는 제동력을 발생시키는 휠 실린더(5)의 양단부에 각각 접촉된다.

각각의 브레이크슈(3)는 라이닝(3a)이 부착되는 림(3b)과, 림(3b)의 내주면 중심부에 결합되어 림(3b)의 강성을 보강하면서 휠 실린더(5)의 팽창력을 전달받아 림(3b)을 드럼(4)의 내주면을 향해 밀어주는 판상의 웨브(3c)가 일체로 구성된다.

이러한 드럼 브레이크는 운전자가 브레이크 패달(도시안함)을 밟으면, 마스터실린더(도시안함)에서 발생된 유압이 연결 배관을 따라 휠 실린더(5)의 내부로 전달된다. 휠 실린더(5)에 유압이 전달되면, 휠 실린더(5)의 양단부에 내장된 피스톤(도시안함)은 양측으로 밀리고, 이 피스톤(도시안함)이 브레이크슈(3)의 웨브(3c)를 외향으로 밀어준다. 그러면 브레이크슈(3)의 림(3b) 외주면에 부착된 라이닝(3a)은 드럼(4)의 내주면과 마찰되어 제동 작용을 수행한다. 그리고 운전자가 브레이크 패달(도시안함)에서 발을 떼면 브레이크슈(3)의 상단과 하단에 설치되어 리딩슈(6)와 트레일링슈(7)를 내측으로 잡아당기는 제 1 복귀스프링(8 : 슈 보유 스프링)과 제 2 복귀스프링(9 : 브레이크슈 지지 하부 스프링)에 의해 리딩슈(6)와 트레일링슈(7)는 원상태로 복귀된다.

기존 드럼 브레이크에 있어서, 브레이크 작동 시 브레이크슈의 수직 방향(Y 방향) 움직임을 슈 보유 스프링과 스프링 지지 하부 스프링의 복원력에 의해서 방지하였다. 그러나 복원력의 방향은 Y 방향이 아니라 브레이크슈를 고정하는 방향(X, Z)으로 작용하여 중력에 의한 브레이크슈의 처짐을 막아주는 역할만 하였다. 따라서 브레이크 전체에 Y 방향의 충격력이 주어지면, 스프링에 의한 브레이크슈의 지지력은 충력량을 버티지 못하게 된다. 이로 인해, 차축에 고정된 백플레이트는 고정상태로 있고 브레이크슈는 충격력에 의해서 하방으로 떨어지게 된다. 이로 인해서 래틀 노이즈가 발생된다.

도 1은 이러한 래틀 노이즈를 방지하기 위한 종래의 드럼 브레이크의 전체 단면도를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 드럼 브레이크는 브레이크슈 지지 하부 스프링(9 : 제 2 복원스프링)의 하중을 증대시켜 브레이크슈(3)의 처짐을 방지하였다. 그러나 스프링의 하중을 과다하게 증가시킴으로써 드럼 브레이크의 조립성이 나빠지고 브레이크 작동 액압이 증대하는 문제점이 있었다.

도 2는 이러한 래틀 노이즈를 방지하기 위한 종래의 또 다른 드럼 브레이크의 전체 단면도를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 또 다른 종래의 드럼 브레이크는 브레이크슈(3)와 앵커 블록(2)의 결합 구조를 개선하여 래틀 노이즈를 방지하고자 하였다. 이를 보다 자세히 설명하면, 상기 앵커 블록(2)에 접촉 지지되는 상기 웨브(6, 7)의 일단부와 상기 웨브(6, 7)의 일단부와 대응하는 상기 앵커 블록의 일단부를 곡면으로 만들어, 상기 앵커 블록과 상기 웨브의 접촉 단부가 면 접촉되게 함으로써 래틀 노이즈를 방지하는 것이다. 그러나 도 2에 도시된 종래 드럼 브레이크에 있어서는 브레이크슈 지지 하부 스프링(9)이 상기 앵커 블록(2) 하부에 배치되고, 이러한 배치를 위해서 브레이크 슈 지지 하부 스프링의 하중을 작게 하여야 하므로 브레이크슈 지지 하부 스프링(9)의 브레이크슈 복원 기능이 상실되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 드럼 브레이크에 있어서 앵커 블록과 브레이크슈 웨브의 형상을 원형 형상으로 하여 앵커 블록과 브레이크슈 웨브가 형상적으로 구속되어 수직방향(Y)으로 작동하는 힘에 대해서도 브레이크슈를 지지하여, 제동 시 브레이크슈가 드럼에 효과적으로 마찰되도록 하는 것은 물론, 제동 유압 해제 시 상기 웨브가 즉시 원위치로 복귀되지 않도록 하여 웨브와 드럼 사이의 간격을 작게 함으로써 재 제동 시 소요되는 액압을 저감시키고, 거친 노면 주행 중 드럼과 라이닝의 마찰로 발생되는 래틀 노이즈를 크게 줄일 수 있는 드럼 브레이크를 제공하는 것이다.

도 1은 하중이 증대된 하부 스프링을 갖는 종래 드럼 브레이크의 전체 단면도,

도 2는 곡선형 앵커 블록을 갖는 종래 드럼 브레이크의 전체 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 드럼 브레이크의 전체 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 드럼 브레이크의 전체 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 웨브와 앵커 블록의 접촉 구조를 확대 도시한 확대 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 드럼 20: 브레이크 슈

21: 라이닝 22: 림

23: 웨브 40: 백 플레이트

50: 리딩슈 60: 트레일링슈

70: 앵커 블록 90: 제 2 복귀스프링

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 드럼 브레이크는 휠과 함께 회전하는 드럼과, 상기 드럼의 내주면과의 마찰작용에 의하여 제동력을 발생시키는 라이닝과 상기 라이닝을 지지하는 웨브를 포함하는 한 쌍의 브레이크슈와, 상기 한 쌍의 브레이크슈의 일단부들 사이에 개재되어 제동 시 상기 브레이크슈를 드럼을 향해 밀착시키는 휠 실린더와, 상기 한 쌍의 브레이크슈의 타단부들 사이에 개재되어 제동 시 상기 각 브레이크슈가 외측으로 확장되는 것을 지지하는 앵커 블록과, 양단부가 상기 브레이크슈들의 서로 대응하는 일단부에 고정되어 제동 유압 해제 시 상기 브레이크슈를 복귀시키는 복귀스프링을 구비한 드럼 브레이크에 있어서,

상기 앵커 블록에 접촉 지지되는 상기 웨브의 일단부와 상기 웨브의 일단부와 대응하는 상기 앵커 블록의 일단부는 상호 대응하는 곡면으로 이루어지며, 상기 앵커 블록과 상기 웨브의 접촉단부는 면 접촉되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 웨브의 일단부는 상기 앵커 블록 측으로 오목하게 마련되고, 상기 앵커 블록의 일단부는 상기 드럼 측으로 볼록하게 마련될 수도 있고 이와 반대일 수도 있다.

그리고 상기 복귀스프링은 상기 브레이크슈 상부 양단부에 현수되는 슈 보유 스프링(제 1 복원스프링)과, 상기 브레이크슈 하부 양단부에 현수되며, 상기 앵커 블록 상부에 배치되는 슈 지지 하부 스프링(제 2 복원스프링)으로 구성된다.

상기 제 1 및 제 2 스프링의 복원력은 상호 비슷한 정도여서 제 2 스프링의 하중 과다로 드럼 브레이크의 조립성이 나빠지거나 브레이크 액압이 증대되지 않을 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 드럼 브레이크는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 휠(도시안함)과 함께 회전하는 드럼(10)과, 상기 드럼(10)의 내주면과 마찰하여 제동력을 발생시키는 한 쌍의 브레이크슈(20)와, 상기 브레이크슈(20)를 상기 드럼(10)의 내주면에 밀착시키는 휠 실린더(30)와, 상기 브레이크슈(20)와 휠 실린더(30)가 설치되는 백 플레이트(40)를 구비한다.

상기 브레이크슈(20)는 라이닝(21)이 부착되는 림(22)과, 림(22)의 내주면 중심부에 결합되어 림(22)의 강성을 보강하면서 휠 실린더(30)의 팽창력을 전달받아 림(22)을 드럼(10)의 내주면을 향해 밀어주는 판상의 웨브(23)가 일체로 구성된다. 이 브레이크슈(20)는 휠 실린더(30)에 의해 외향 작동되는데, 휠 실린더(30)를 중심으로 드럼(10)의 전진 회전방향 측에 마련된 리딩슈(50)와, 그 반대 측에 마련된 트레일링슈(60)로 구분된다. 리딩슈(50)와 트레일링슈(60)의 일단부는 백플레이트(40)에 고정된 앵커 블록(70)의 양단에 브레이크슈(20) 웨브(23)의 일단이각각 지지되고, 웨브(23)의 타단부는 제동력을 발생시키는 휠 실린더(30)의 양단부에 각각 접촉된다.

휠 실린더(30)에는 마스터실린더(도시안함)로부터 전달받은 유압에 의해 진퇴운동 가능하도록 설치된 피스톤(도시안함)이 내장되고, 이 피스톤(도시안함)에 의해 상기 웨브(23)의 타단부는 제동 시 드럼(10)측으로 밀리게 된다.

앵커 블록(70)에 일단부가 지지되고 휠 실린더(30)에 의해 타단부가 드럼(10)측으로 외향 작동되는 브레이크슈(20)는 제동유압 해제 시 각 브레이크슈(20)의 서로 대칭되는 부분에 양단부가 고정된 상부의 제 1 복귀스프링(80)과 하부의 제 2 복귀스프링(90)에 의해 원상태로 복원된다.

이러한 드럼 브레이크는 운전자가 브레이크 패달(도시안함)을 밟게 되면, 마스터실린더(도시안함)에서 발생된 유압이 연결 배관을 따라 휠 실린더(30)의 내부로 전달된다. 휠 실린더(30)에 유압이 전달되면 휠 실린더(30)의 양측에 내장된 피스톤(도시안함)은 양측으로 밀리고, 이 피스톤(도시안함)이 브레이크슈(20)의 웨브(23)를 외향으로 밀어준다. 그러면 브레이크슈(20)의 림(22) 외주면에 부착된 라이닝(21)은 드럼(10)의 내주면과 마찰되어 제동 작용을 한다.

이때, 앵커 블록(70)에 지지되는 각 브레이크슈(20) 웨브(23)의 단부는 곡면을 형성하며 앵커 블록(70)측으로 오목 형성될 수도 있고, 상기 웨브(23)의 단부와 접하는 앵커 블록(70)의 단부 역시 곡면을 이루며 상기 웨브(23)측으로 볼록하게 마련되어 상기 웨브(23)와 앵커 블록(70)은 면 접촉시킬 수도 있다. 면 접촉에 의해 상기 앵커 블록(70)은 상기 웨브(23)가 드럼(10)측으로 회동하여 웨브(23) 외측의 림(22)에 부착된 라이닝(21)이 드럼(10)에 밀착하여 제동력을 발생시킬 때 상기 웨브(23)를 강력하게 지지하여 강한 마찰력이 발생되도록 한다.

그리고 운전자가 브레이크 패달(도시안함)에서 발을 떼면 브레이크슈(20)의 상하부에 설치된 제 1 복귀스프링(80)과 제 2 복귀스프링(90)에 의해 리딩슈(50)와 트레일링슈(60)는 원상태로 복귀된다. 제 2 복귀스프링(90)은 앵커 블록(70)의 상단에 배치된다. 상기 제 1 및 제 2 스프링의 복원력은 상호 비슷한 정도여서 제 2 스프링의 하중 과다로 드럼 브레이크의 조립성이 나빠지거나 브레이크 액압이 증대되지 않을 수 있다

이 때는 상기 앵커 블록(70)과 웨브(23)의 단부가 면 접촉을 하는 만큼 앵커 블록(70)과 웨브(23) 사이에는 강한 마찰력이 발생된다. 따라서 상기 리딩슈(50)와 트레일링슈(60)는 상기 제 1 및 제 2 복귀스프링(80, 90)에 의해 즉각 복원되지 않고 서서히 복원되며, 복원되는 와중에 다시 제동유압을 가하기 위해 운전자가 브레이크 패달(도시안함)을 밟게 되면 상기 브레이크슈(20)는 완전히 원상태로 복원되기 전이므로 브레이크슈(20)와 드럼(10) 사이의 간격이 작으므로, 작은 유압량을 소모하고 재 제동 작용을 이룰 수 있다.

또한, 상기에서 상세히 설명한 바와 같이, 상기 웨브(23)와 상기 드럼(10)의 간격은 상기 웨브(23)와 상기 앵커 블록(70) 사이의 마찰력에 의해 좁은 간격을 유지하는 경우가 많고, 이에 따라 거친 노면을 주행하게 될 경우 드럼(10)의 내주면에 상기 웨브(23) 외측의 라이닝(21)이 부딪히게 되더라도 좀 더 작은 래틀 노이즈가 발생하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 드럼 브레이크는 브레이크슈 웨브의 일단과 이와 접하는 앵커 블록의 일단이 서로 면 접촉이 되게 함으로써, 제동 시 브레이크슈가 드럼에 효과적으로 마찰되도록 하여 제동 작용이 보다 효과적으로 이루어지게 함은 물론, 제동유압 해제 시 상기 웨브의 즉각적인 복원이 이루어지지 않아 상기 웨브와 드럼 사이의 간격을 작게 함으로써 재제동시 소요되는 액압을 저감시키고, 거친 노면 주행 중 드럼과 라이닝의 마찰로 발생되는 래틀노이즈의 크기를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 휠과 함께 회전하는 드럼(10)과, 상기 드럼(10)의 내주면과의 마찰작용에 의하여 제동력을 발생시키는 라이닝(21)과 상기 라이닝(21)을 지지하는 웨브(23)를 포함하는 한 쌍의 브레이크슈(50, 60)와, 상기 한 쌍의 브레이크슈(50, 60)의 일단부들 사이에 개재되어 제동 시 상기 브레이크슈(50, 60)를 드럼(10)을 향해 밀착시키는 휠 실린더(30)와, 상기 한 쌍의 브레이크슈(50, 60)의 타단부들 사이에 개재되어 제동 시 상기 각 브레이크슈(50, 60)가 외측으로 확장되는 것을 지지하는 앵커 블록(70)과, 양단부가 상기 브레이크슈(50, 60)들의 서로 대응하는 일단에 고정되어 제동유압 해제 시 상기 브레이크슈(50, 60)를 복귀시키는 복귀스프링을 구비한 드럼 브레이크에 있어서,

   상기 앵커 블록(70)에 접촉 지지되는 상기 웨브(23)의 일단부와, 상기 웨브(23)의 일단부와 대응하는 상기 앵커 블록(70)의 일단부를 상호 대응하는 원형 형상으로 만들어, 상기 앵커 블록(70)과 상기 웨브(23)의 일단부가 상호 마찰 결합되는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 웨브(23)의 일단부는 상기 앵커 블록(70) 측으로 오목하게 마련되고, 상기 앵커 블록(70)의 일단부는 상기 웨브(23)을 향해 볼록하게 마련되는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 브레이크슈(50, 60) 상부 양단부에 현수되는 브레이크슈 보유 스프링(80)과, 상기 브레이크슈 하부 양단부에 현수되며, 상기 앵커 블록 상부에 배치되는 브레이크슈 지지 하부 스프링(90)을 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 브레이크슈 보유 스프링(80)과 상기 브레이크슈 지지 하부 스프링(90)는 상호 비슷한 정도의 탄성계수를 갖는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.