KR20050100063A - 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리 - Google Patents

디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스크 브레이크의 제동시 디스크의 회전토크에 의해 캐리어와 캘리퍼 하우징 사이에서 발생되는 노이즈 및 마찰면의 편압 발생을 저감시킬 수 있는 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리에 관한 것이다.

Description

디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리{Caliper assembly for a disc brake}
본 발명은 디스크 브레이크의 제동시 디스크의 회전토크에 의해 캐리어와 캘리퍼 하우징 사이에서 발생되는 노이즈 및 마찰면의 편압 발생을 저감시킬 수 있는 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 자동차의 디스크 브레이크에는 제동시 디스크를 압착하여 제동력을 발생시킬 수 있도록 캘리퍼 어셈블리가 구비되어 있다.
이러한, 캘리퍼 어셈블리의 구조는 특허공개 제2003-0034334호, 실용신안등록 제20-0281989호, 등에도 상세하게 기재된 바, 차체에 고정되는 캐리어와, 캐리어의 내측에 배치되며 휠과 함께 회전되는 디스크의 양측면을 압착하여 제동력을 발생시키는 한 쌍의 패드 및 피스톤이 내장된 캘리퍼 하우징을 포함한다.
패드는 피스톤측에 위치된 인너패드와, 인너패드의 반대편에 위치된 아웃터 패드로 구성되고, 상기 인너패드와 아웃터 패드는 각각 인너 패드플레이트와 아웃터 패드 플레이트에 부착 고정된다.
캘리퍼 하우징은 후방부 중심에 피스톤이 진퇴운동할 수 있도록 가공된 보어와, 전방부에 하측방향으로 굽어지게 형성되어 아웃터 패드플레이트를 감싸는 한 쌍의 핑거부를 구비한다.
보어의 내주면에는 제동유압이 해제되면 피스톤을 복원시키도록 탄성재질의 시일이 설치되며, 이러한 보어를 중심으로 캘리퍼 하우징은 좌우 대칭되게 마련된다.
캐리어의 양 단부에 소정 깊이의 핀 홀이 형성되며, 캘리퍼 하우징에는 상기 핀 홀에 삽입되는 슬라이딩 핀이 볼트 고정되어 있다.
디스크는 인너패드와 아웃터패드 사이에 외주 일부가 삽입되도록 배치되며, 제동작용이 이루어지지 않는 경우에는 이들과 일정한 간극을 유지하면서 휠과 함께 회전운동한다.
위와 같은 구성의 디스크 브레이크를 갖춘 자동차가 주행하고 있는 상태에서 운전자가 브레이크 패달을 밟게 되면, 마스터 실린더에서 발생된 제동유압이 유압라인을 통해 보어 내부로 전달된다.
그러면, 제동유압 전달에 의해 피스톤이 전진하여 인너 패드플레이트가 디스크 측으로 밀림으로써, 인너패드가 디스크에 압착되어 제동력이 발생된다.
아울러, 보어 내부에는 유압이 잔존하기 때문에 캘리퍼 하우징 자체가 반대방향으로 이동함으로써, 이것에 의해 한쌍의 핑거부가 아웃터 패드플레이트를 디스크 측으로 밀고 아웃터패드는 디스크에 압착되어 제동력을 발휘한다.
그리고, 운전자가 브레이크 패달에서 발을 떼면, 피스톤은 시일의 탄성력으로 인해 복원되며, 인너패드와 아웃터패드는 다시 디스크로부터 일정간격 이격된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 캘리퍼 어셈블리는 디스크 브레이크의 제동시 디스크의 회전토크에 따른 모멘트에 의해 캘리퍼 하우징이 캐리어에 대하여 좌,우방향으로 비틀리게 되어 금속마찰에 따른 노이즈 및 마찰면의 편압이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 캘리퍼 하우징의 진퇴운동시 슬라이딩 핀이 핀 홀 내에서 편심 접촉된 상태로 슬라이딩되기 때문에 슬라이딩 핀의 균일한 작동력을 얻을 수 없고, 아울러 슬라이딩 핀과 핀 홀 사이의 노이즈 및 진동이 발생되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 캐리어와 캘리퍼 하우징 사이에 베어링을 설치함으로써, 디스크 브레이크의 제동시 디스크의 회전토크에 의해 캐리어와 캘리퍼 하우징 사이에서 발생되는 노이즈 및 마찰면의 편압 발생을 저감시킬 수 있는 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디스크를 압착하는 한 쌍의 패드가 구비된 캐리어; 상기 캐리어에 대해 진퇴운동 가능하게 설치된 캘리퍼 하우징을 포함하여 이루어지되, 상기 캐리어와 상기 캘리퍼 하우징의 접촉부위에는 베어링이 설치된 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 의하면, 상기 캐리어와 상기 캘리퍼 하우징의 접촉부위에 베어링을 설치함으로써 캘리퍼 하우징이 좌,우로 비틀리는 측면변위를 최소화시킬 수 있고, 전후방향의 최적의 운동성을 확보할 수 있다.
이에 따라, 캘리퍼 하우징의 비틀림에 의해 발생되던 금속마찰에 의한 노이즈와 마찰면의 편압발생을 줄여 균일한 작동력을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 캘리퍼 어셈블리 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1을 핑거부측 방향에서 바라본 배면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 캘리퍼 어셈블리는 차체에 고정되는 캐리어(10), 캐리어(10)의 내부에서 디스크(20)를 사이에 두고 일정간격 이격되게 배치되는 인너패드(30a)와 아웃터패드(30b), 제동유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤(42)이 내장된 캘리퍼 하우징(40)을 포함한다.
캐리어(10)는 차체의 너클상에 볼트를 통해 고정 설치되며, 그 내부에는 인너패드(30a)와 아웃터패드(30b)가 디스크(20)를 중심으로 유격 가능하게 길이방향으로 설치된다.
캐리어(10)의 양단에는 일정 깊이를 갖는 핀 홀(12a)(12b)이 형성되고, 캘리퍼 하우징(40)에는 상기 핀 홀(12a)(12b)에 삽입되는 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 볼트 고정된다.
캘리퍼 하우징(40)의 일측에는 피스톤(42)이 진퇴운동 가능하게 내장되도록 가공된 보어(45)가 형성되며, 타측에는 아웃터 패드(30b)를 감싸도록 성형된 한쌍의 핑거부(52L)(52R)을 구비한다.
캘리퍼 하우징(40)의 상부에는 상기 핑거부(52L)(52R)와 연결을 이루며 인너패드(30a) 및 아웃터패드(30b) 상측을 커버하는 커버부(41)가 형성되어 있다.
커버부(41)의 양측에는 외향으로 돌출된 돌출단(42a)(42b)이 형성되고, 이와 대응되는 캐리어(10) 내부 양측면에는 상기 커버부(41) 돌출단(42a)(42b)이 접촉을 이루며 안착될 수 있는 가이드단(13a)(13b)이 형성되어 있다.
이에 따라, 캘리퍼 하우징(40)의 진퇴운동시 상기 돌출단(42a)(42b)은 상기 가이드단(13a)(13b)과 접촉된 상태에서 전후방향으로 슬라이딩 운동이 가능해지며, 이는 캘리퍼 하우징(40)의 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 캐리어(10) 양단의 핀 홀(12a)(12b) 내에서 슬라이딩되는 것과 동시적으로 이루어질 수 있도록 되어 있다.
상기 가이드단(13a)(13b)과 상기 돌출단(42a)(42b) 사이에는 다수의 볼 베어링(21a)(21b)이 일정 이격간격을 두고서 배열 설치된다. 구체적으로, 상기 볼 베어링(21a)(21b)은 상기 가이드단(13a)(13b)의 제1수직면(43)상에 설치되어 상기 돌출단(42a)(42b)의 제2수직면(44)과 점접촉을 이루며 맞닿도록 장치되어 있다.
이와 달리, 상기 볼 베어링(22a)(22b)을 캘리퍼 하우징(40)의 양쪽 돌출단(42a)(42b)상에 설치하여 캐리어(10)의 가이드단(13a)(13b)과 볼 베어링 접촉을 이루도록 구성할 수도 있다.
참고로, 미설명부호 46은 제동유압이 전달되도록 보어(45)와 연통되게 가공된 유압포트이다.
이하, 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 자동차의 주행시 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 마스터 실린더에서 제동유압이 형성되고, 이것은 유압포트(46)을 통해 보어(45) 내로 전달되어 피스톤(42)을 전진시켜 인너패드(30a)를 디스크(20)에 밀착시킨다.
이와 동시에, 보어(45) 내에 잔존하는 유압에 의해 캘리퍼 하우징(40)이 피스톤(42)의 전진방향과 반대되는 방향으로 이동되면서 핑거부(52L)(52R)가 아웃터 패드(30b)를 끌어 당겨 디스크(20)의 외측면에 밀착함에 따라 제동력을 발생시키게 된다.
상기와 같은 제동작용은 캘리퍼 하우징(40)에 고정된 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 캐리어(10)의 핀 홀(12a)(12b) 내부에서 일부 빠져나옴으로써 이루어지게 된다. 그리고, 제동 해제시에는 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 핀 홀(12a)(12b) 내부로 다시 삽입되면서 캘리퍼 하우징(40)의 위치 복원이 이루어진다.
동시에, 캘리퍼 하우징(40)은 커버부(41) 양측의 돌출단(42a)(42b)이 캐리어(10) 내측의 가이드단(13a)(13b)과 맞닿은 상태에서 전후방향의 슬라이딩 진퇴운동을 수행하게 되는 것이다.
한편, 상기와 같은 디스크 브레이크의 제동과정에서 회전되는 디스크(20)의 회전토크에 의해 캘리퍼 하우징(40)이 캐리어(10)에 대해 일방향으로 비틀려지는 현상이 발생된다.
그러나, 캘리퍼 하우징(40)의 양측면의 돌출단(42a)(42b)과 캐리어(10) 내측의 가이드단(13a)(13b) 다수의 볼베어링(21a)(21b)을 통해 점접촉을 이루며 맞닿아 있기 때문에 상기 각각의 볼베어링(21a)(21b)이 지지점으로 작용되어 캘리퍼 하우징(40)이 캐리어(10)에 대해 좌,우로 유동되지 않아 종래와 같이 캘리퍼 하우징(40)이 일측으로 비틀리게 되는 측면변위를 억제할 수 있다.
또한, 캘리퍼 하우징(40)의 진퇴운동 과정에서 커버부(41)에 형성된 돌출단(42a)(42b)이 캐리어(10)의 가이드단(13a)(13b)에 설치된 볼베어링(21a)(21b)과 지속적인 구름접촉 상태를 유지하기 때문에, 마찰계수 및 기동저항의 감소되어 캘리퍼 하우징(40)의 전후방향 운동성이 최대한 확보될 수 있고, 노이즈 및 마찰면의 편압 발생을 줄여 균일한 작동력을 줄 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 요부를 확대 도시한 상세도이다.
이하에서 전술된 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 명기하여 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 캐리어(10)의 양측 핀 홀(12a)(12b)과 캘리퍼 하우징(40)의 슬라이딩 핀(41a)(41b) 사이에 다수의 볼 베어링(22a)(22b)이 설치된다.
이에 따라, 슬라이딩 핀(41a)(41b)의 외면은 상기 볼 베어링(22a)(22b)과 점접촉을 유지한 채 핀 홀(12a)(12b) 내에서 슬라이딩 운동을 수행하게 된다.
상기 볼 베어링(22a)(22b)은 핀 홀(12a)(12b) 내면의 좌,우측에 선택적으로 설치할 수 있고 상기 좌,우측 부위에 동시에 설치할 수도 있다.
또한, 상기 볼 베어링(22a)(22b)은 양쪽 핀 홀(12a)(12b)상에 상호 대칭적 구조를 갖도록 형성할 수 있고, 반대로 비대칭적 구조를 갖도록 배치할 수도 있다.
상기와 달리, 상기 볼 베어링(22a)(22b)을 양쪽 슬라이딩 핀(41a)(41b)상에 설치하여 핀 홀(12a)(12b)의 내면과 접촉되도록 구성할 수도 있을 것이다.
상기와 같이 핀 홀(12a)(12b)과 슬라이딩 핀(41a)(41b) 사이에 볼 베어링(22a)(22b) 설치구조를 적용함에 따라, 디스크 브레이크의 제동시 캘리퍼 하우징(40)에 회전 모멘트가 발생하여도 슬라이딩 핀(41a)(41b)의 외면에 접촉된 각 볼 베어링(22a)(22b)이 지지점을 형성하기 때문에 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 핀 홀(12a)(12b) 내에서 좌,우로 유동되지 않아 캘리퍼 하우징(40)이 일측으로 비틀리게 되는 측면변위를 최소화시킬 수 있다.
또한, 슬라이딩 핀(41a)(41b)이 상기와 같이 핀 홀(12a)(12b) 내부를 따라 전후방향으로 이동되는 과정에서 다수의 볼 베어링(22a)(22b)과 지속적인 구름접촉 상태를 유지하기 때문에, 마찰계수 및 기동저항의 감소에 의한 슬라이딩 핀(41a)(41b)의 전후방향 운동성이 최대한 확보될 수 있고, 노이즈 및 마찰면의 편압 발생을 줄여 균일한 작동력을 줄 수 있다. 이와 함께, 슬라이딩 핀 부위의 강성을 최소화하여 최적의 제동력을 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상기한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 상기 캐리어와 상기 캘리퍼 하우징의 접촉부위에 베어링을 설치함으로써 캘리퍼 하우징이 좌,우로 비틀리는 측면변위를 최소화시킬 수 있고, 전후방향의 최적의 운동성을 확보할 수 있다. 이에 따라, 캘리퍼 하우징의 비틀림에 의해 발생되던 금속마찰에 의한 노이즈와 마찰면의 편압발생을 줄여 균일한 작동력을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 캘리퍼 어셈블리 구조를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 배면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 평면도.
도 4는 도 3의 요부 확대도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 캐리어 12a,12b : 핀 홀
13a,13b : 가이드단 20 : 디스크
21a,21b22a,22b : 볼 베어링 30a,30b : 인너 및 아웃터패드
40 :캘리퍼 하우징 41a,41b : 슬라이딩 핀
42 : 피스톤 42a,42b : 돌출단
43,44 : 제1,2수직면 45 : 보어(bore)
46 : 유압포트 52L,52R : 핑거부

Claims (1)

  1. 디스크를 압착하는 한 쌍의 패드가 구비된 캐리어;
    상기 캐리어에 대해 진퇴운동 가능하게 설치된 캘리퍼 하우징을 포함하여 이루어지되,
    상기 캐리어와 상기 캘리퍼 하우징의 접촉부위에는 베어링이 설치된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리.
KR1020040025233A 2004-04-13 2004-04-13 디스크 브레이크의 캘리퍼 어셈블리 KR20050100063A (ko)

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