KR20060068317A

KR20060068317A - 래크구동 디스크 브레이크 장치

Info

Publication number: KR20060068317A
Application number: KR1020040106974A
Authority: KR
Inventors: 한인환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-06-21
Also published as: US20060131115A1; KR100610119B1; US7328777B2

Abstract

본 발명은 전기모터를 사용하여 유압식 브레이크장치가 가지는 단점들을 극복하고, 모터가 제공하는 힘과 브레이크디스크의 회전 관성력을 이용한 자기배력작용을 일으켜서 브레이크 장치가 필요로 하는 제동력을 충분히 제공할 수 있도록 하여, 안정된 제동 작용이 이루어질 수 있도록 한다.

Description

래크구동 디스크 브레이크 장치{RACK DRIVEN DISK BRAKE APPRATUS}

도 1은 본 발명에 따른 래크구동 디스크 브레이크 장치의 구조를 설명한 도면,

도 2는 도 1의 상측에서 관측한 도면,

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 캘리퍼바디 3; 가동브레이크슈

5; 모터 7; 구동기어

9; 브레이크디스크 11; 래크

13; 라이닝 15; 슈경사면

17; 입력면 19; 출력면

21; 가압판 23; 스프링

25; 접촉돌기 27; 가이드롤러

29; 제2가동브레이크슈 31; 제2래크

33; 조작링크 35; 냉매자켓

37; 배관 39; 냉매저장용기

41; 함몰면 43; 수동조절레버

45; 냉각펌프

본 발명은 디스크 브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터와 래크를 이용하여 브레이크디스크에 제동력을 발생시키는 브레이크 장치에 관한 것이다.

차량에 사용되는 유압식 브레이크 장치는 유압 배관의 파손위험, 유압이 전달되는 시간에 따른 응답성 저하 및 유압 배관에 소요되는 많은 부품 등과 같은 단점을 가지고 있다.

이에 비하여, 브레이크 장치가 전기모터에 의해 작동되도록 하면, 상기한 바와 같은 단점을 효과적으로 극복할 수 있다.

그러나, 전기모터를 사용하는 브레이크 장치에서 가장 큰 문제는 브레이크장치에 탑재될 수 있는 작은 크기의 전기모터는 브레이크 장치가 필요로 하는 제동력을 발생시키기 위한 충분한 힘을 제공하기가 어렵다는 점이다.

본 발명은 전기모터를 사용하여 유압식 브레이크장치가 가지는 단점을 극복하고, 브레이크 장치가 필요로 하는 제동력을 충분히 제공할 수 있도록 하여, 안정된 제동 작용이 이루어질 수 있도록 한 래크구동 디스크 브레이크 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 래크구동 디스크 브레이크 장치는

캘리퍼바디와;

상기 캘리퍼바디에 직선이동 가능하게 설치된 가동브레이크슈와;

상기 캘리퍼바디에 설치된 모터와;

상기 모터의 회전축에 설치된 구동기어와;

상기 구동기어에 치합되고 브레이크디스크에 수직한 방향으로 직선운동하도록 설치된 래크와;

상기 래크와 상기 가동브레이크슈 사이에 구비되어, 상기 래크로부터 전달되는 힘을 상기 가동브레이크슈에 전달하고, 상기 래크로부터 전달되는 힘과 브레이크디스크로부터 전달되는 힘에 의하여 가동브레이크슈를 브레이크디스크에 압착시키는 자기배력수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명 실시예는 캘리퍼바디(1)와; 상기 캘리퍼바디(1)에 직선이동 가능하게 설치된 가동브레이크슈(3)와; 상기 캘리퍼바디(1)에 설치된 모터(5)와; 상기 모터(5)의 회전축에 설치된 구동기어(7)와; 상기 구동기어(7)에 치합되고 브레이크디스크(9)에 수직한 방향으로 직선운동하도록 설 치된 래크(11)과; 상기 래크(11)과 상기 가동브레이크슈(3) 사이에 구비되어, 상기 래크(11)으로부터 전달되는 힘을 상기 가동브레이크슈(3)에 전달하고, 상기 래크(11)으로부터 전달되는 힘과 브레이크디스크(9)로부터 전달되는 힘에 의하여 가동브레이크슈(3)를 브레이크디스크(9)에 압착시키는 자기배력수단을 포함하여 구성된다.

물론, 상기 가동브레이크슈(3)에는 브레이크디스크(9)를 향한 면에 라이닝(13)이 장착되어 있다.

본 실시예에서 상기 자기배력수단은 상기 가동브레이크슈(3)의 상기 래크(11)을 향한 쪽에, 상기 브레이크디스크(9)의 평면에 대하여 경사지도록 형성된 슈경사면(15)과; 상기 래크(11)의 이동방향에 수직하게 접촉하는 입력면(17)과, 상기 슈경사면(15)에 평행한 출력면(19)을 양측에 각각 구비한 가압판(21)을 포함하여 구성하였다.

상기 슈경사면(15)은 브레이크디스크(9)의 회전방향을 따라 가동브레이크슈(3)의 두께가 좁아지게 하는 방향으로 형성된다. 물론, 차량은 주로 전진을 하고 후진을 하는 경우는 드물게 발생하므로, 상기 슈경사면(15)은 차량의 전진시에 브레이크디스크(9)가 회전하는 방향을 따라 가동브레이크슈(3)의 두께가 좁아지도록 형성됨이 바람직하다.

또한 상기 가동브레이크슈(3)의 두께가 상대적으로 좁아진 쪽 단부에는 상기 캘리퍼바디(1)와의 사이에 스프링(23)이 개재되어 있다.

상기 가압판(21)의 출력면(19)에는 상기 슈경사면(15)과 접촉하도록 슈경사 면(15)을 향하여 돌출된 접촉돌기(25)가 더 구비되도록 하여 가압판(21)과 가동브레이크슈(3)의 슈경사면(15) 사이에 접촉면적을 줄이도록 하였다.

상기 구동기어(7)의 주변에는 상기 구동기어(7)를 가이드하는 가이드롤러(27)가 다수개 구비되어 있다.

상기 가동브레이크슈(3)의 맞은편에는 상기 캘리퍼바디(1)에 대해 직선이동 가능하도록 구비된 제2가동브레이크슈(29)가 구비되고, 제2래크(31)가 상기 구동기어(7)에 치합되어 있으며, 조작링크(33)가 더 구비되어 있는데, 상기 조작링크(33)는 일단이 상기 제2래크(31)와 회동 가능하게 연결되고 타단이 상기 캘리퍼바디(1)에 회동 가능하게 연결되어 상기 제2래크(31)의 직선운동으로 상기 제2가동브레이크슈(29)를 직선운동시킬 수 있도록 되어 있다.

물론, 본 실시예와 같이 제2가동브레이크슈(29)와 제2래크(31) 및 조작링크(33)를 구비한 경우는 캘리퍼바디(1)가 너클에 고정되어 있는 고정식이고, 상기 제2가동브레이크슈(29) 대신 캘리퍼바디(1)에 고정되어 있는 고정브레이크슈를 구비하고, 상기 제2래크(31)와 조작링크(33)를 구비하지 않고 캘리퍼바디(1)가 가이드핀 등에 의해 너클에 대해 직선이동 가능하게 장착되는 부동식(floating type)으로도 구성이 가능하다.

상기 모터(5)의 주위에는 냉매자켓(35)을 구비하고, 상기 냉매자켓(35)에 냉매를 압송하는 냉각펌프(45) 및 그에 따른 배관(37) 및 냉매저장용기(39)를 추가로 구비하여, 모터(5)에서 발생하는 열을 능동적으로 냉각시킬 수 있도록 하였다.

상기한 바와 같이 구성된 브레이크 장치는 상기 모터(5)가 구동되어 도 1의 화살표 방향으로 래크(11) 및 제2래크(31)가 이동되면서 제동이 이루어진다.

즉, 상기 래크(11)는 상기 가압판(21)을 상기 가동브레이크슈(3)의 슈경사면(15)을 향하여 가압하여 브레이크디스크(9)에 밀착시키고, 동시에 상기 제2래크(31)는 상기 조작링크(33)를 회동시켜서 상기 제2가동브레이크슈(29)가 상기 가동브레이크슈(3)와는 반대쪽에서 상기 브레이크디스크(9)에 압착되면서 제동력을 발생시키는 것이다.

도 2를 참조하면, 상기와 같이 제동작용이 이루어질 때, 상기 가동브레이크슈(3)는 상기 브레이크디스크(9)를 압착하면서 브레이크디스크(9)의 회전 관성력을 전달받아 도면상 상측을 향하여 이동되려는 힘을 받게 되고, 이 힘에 의해 상측으로 약간 이동하게 되는데, 이러한 가동브레이크슈(3)의 움직임은 상기 가동브레이크슈(3)의 경사면과 상기 가압판(21)의 출력면 형상에 의하여, 상기 가동브레이크슈(3)가 더욱더 브레이크디스크(9)쪽으로 가압되도록 하는 자기 배력 기능을 수행하게 된다.

이때, 상기 스프링(23)은 상기 가동브레이크슈(3)가 상측으로 과도하게 이동되는 것을 방지하고, 제동력의 해제시에 가동브레이크슈(3)가 원위치되도록 한다.

따라서, 캘리퍼에 탑재될 수 있는 크기의 소형 모터에서 발생되는 회전력을 이용하여 브레이크슈들을 단순하게 브레이크디스크에 대하여 밀기만 하는 것이 아니라, 상기한 바와 같이 경사면을 가진 가동브레이크슈(3)가 상기 가압판(21)과 브레이크디스크(9) 사이에 끼워지는 쐐기와 같은 작용을 저절로 하게 함으로써, 브레 이크 장치에서 필요로 하는 충분한 제동력을 얻을 수 있도록 한다.

한편, 도 3에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다.

다른 구성은 상기한 실시예와 동일하고 자기배력수단이 다르게 구성되어 있는데, 본 실시예의 자기배력수단은 상기 가동브레이크슈(3)의 상기 래크(11)를 향한 쪽에 형성된 V형 함몰면(41)과; 상기 래크(11)의 이동방향에 수직하게 접촉하는 입력면(17)과, 상기 함몰면(41)을 향하여 돌출된 접촉돌기로 이루어진 출력면(19)을 양측에 각각 구비한 가압판(21)을 포함하여 구성된다.

상기한 첫번째 실시예에서는 차량이 전진 중에 브레이크 장치가 작동되어야만 가동브레이크슈(3)의 슈경사면(15)과 가압판(21)에 의한 자기배력작용이 일어나지만, 이 실시예에서는 차량이 후진중에도 자기배력작용이 일어날 수 있도록 한 것이다.

즉, 도 3에서 실선으로 표시된 화살표방향으로 브레이크디스크(9)가 회전중에 브레이크 장치가 작동되면, 가동브레이크슈(3)가 상측으로 이동하면서 상기 V형 함몰면(41)의 도면상 하측 경사면이 상기 가압판(21)과 작용하여 자기배력작용을 하고, 브레이크디스크(9)가 점선으로 표시된 화살표방향으로 회전중에 브레이크 장치가 작동되면, 상기 가동브레이크슈(3)가 하측으로 이동하면서 상기 V형 함몰면(41)의 상측 경사면이 상기 가압판(21)과 상기 가동브레이크슈(3)의 사이에서 쐐기 역할을 하여 자기배력작용을 일으키는 것이다.

이 실시예에서도 상기 가동브레이크슈(3)와 캘리퍼바디(1) 사이에는 스프링(23)을 개재하여, 과도한 자기배력기능을 방지하고, 가동브레이크슈(3)의 원 위치 동작이 이루어질 수 있도록 하였다.

한편, 상기 모터(5)의 회전축에는 수동조절레버(43)가 더 연결되어, 정비시에 손으로 상기 모터(5)를 회전시켜서 브레이크의 작동상태를 해제시킬 수 있도록 하였다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 전기모터를 사용하여 유압식 브레이크장치가 가지는 단점들을 극복하고, 모터가 제공하는 힘과 브레이크디스크의 회전 관성력을 이용한 자기배력작용을 일으켜서 브레이크 장치가 필요로 하는 제동력을 충분히 제공할 수 있도록 하여, 안정된 제동 작용이 이루어질 수 있도록 한다.

Claims

캘리퍼바디와;

상기 캘리퍼바디에 직선이동 가능하게 설치된 가동브레이크슈와;

상기 캘리퍼바디에 설치된 모터와;

상기 모터의 회전축에 설치된 구동기어와;

상기 구동기어에 치합되고 브레이크디스크에 수직한 방향으로 직선운동하도록 설치된 래크와;

상기 래크와 상기 가동브레이크슈 사이에 구비되어, 상기 래크로부터 전달되는 힘을 상기 가동브레이크슈에 전달하고, 상기 래크로부터 전달되는 힘과 브레이크디스크로부터 전달되는 힘에 의하여 가동브레이크슈를 브레이크디스크에 압착시키는 자기배력수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.
제1항에 있어서, 상기 자기배력수단은

상기 가동브레이크슈의 상기 래크를 향한 쪽에, 상기 브레이크디스크의 평면에 대하여 경사지도록 형성된 슈경사면과;

상기 래크의 이동방향에 수직하게 접촉하는 입력면과, 상기 슈경사면에 평행한 출력면을 양측에 각각 구비한 가압판;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.
제2항에 있어서, 상기 슈경사면은

브레이크디스크의 회전방향을 따라 가동브레이크슈의 두께가 좁아지게 하는 방향으로 형성된 것

을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.
제3항에 있어서,

상기 가동브레이크슈의 두께가 상대적으로 좁아진 쪽 단부에는 상기 캘리퍼바디와의 사이에 스프링이 더 개재된 것

을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.
제2항에 있어서, 상기 가압판의 출력면에는

상기 슈경사면과 접촉하도록 슈경사면을 향하여 돌출된 접촉돌기가 더 구비된 것

을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.
제1항에 있어서, 상기 자기배력수단은

상기 가동브레이크슈의 상기 래크를 향한 쪽에 형성된 V형 함몰면과;

상기 래크의 이동방향에 수직하게 접촉하는 입력면과, 상기 함몰면을 향하여 돌출된 접촉돌기로 이루어진 출력면을 양측에 각각 구비한 가압판;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.
제6항에 있어서,

상기 가동브레이크슈와 캘리퍼바디 사이에는 스프링이 더 개재된 것

을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.
제1항에 있어서,

상기 구동기어의 주변에는 상기 구동기어를 가이드하는 가이드롤러가 다수개 구비된 것

을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.
제1항에 있어서,

상기 모터의 회전축에는 수동조절레버가 더 연결된 것

을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.
제1항에 있어서,

상기 가동브레이크슈의 맞은편에 상기 캘리퍼바디에 대해 직선이동 가능하도록 구비된 제2가동브레이크슈와;

상기 구동기어에 치합된 제2래크와;

일단이 상기 제2래크와 회동가능하게 연결되고, 타단이 상기 캘리퍼바디에 회동가능하게 연결되어, 상기 제2래크의 직선운동으로 상기 제2가동브레이크슈를 직선운동시키는 조작링크;

를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.
제1항에 있어서,

상기 모터의 주위에 구비된 냉매자켓과;

상기 냉매자켓에 냉매를 압송하는 냉각펌프;

를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 래크구동 디스크브레이크 장치.