KR20070104060A - 차량용 디스크 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

차량용 디스크 브레이크 장치가 개시된다. 개시된 차량용 디스크 브레이크 장치는, 캘리퍼 바디와; 상기 캘리퍼 바디 내에 직선운동이 가능하게 설치된 인너 브레이크 패드와; 상기 인너 브레이크 패드의 일측으로 상기 캘리퍼 바디 내에 직선운동이 가능하며, 그 주변에 극성 제어코일을 구비하며 설치된 알니코 영구자석과; 상기 알니코 영구자석의 일측으로 상기 캘리퍼 바디 내에 직선운동 가능하게 설치된 일반영구자석과; 상기 일반영구자석의 측부에서 상기 캘리퍼 바디와 결합하며 설치된 회전형 모터와; 상기 회전형 모터에 설치되어 상기 회전형 모터에 의해 구동되며, 상기 일반영구자석을 구동시키는 위치보정 스크루와; 상기 알니코 영구자석 주위에 설치된 극성제어코일을 제어 가능하게 설치된 제어부와; 상기 인너 브레이크 패드에 설치되어 상기 인너 브레이크 패드를 초기위치로 돌아오도록 하는 실링과; 상기 인너 브레이크 패드에 의해 구동되게 설치되며, 브레이크 디스크를 제동하는 아웃터 브레이크 패드;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

알니코 영구자석, 디스크 브레이크, 극성 제어코일

Description

차량용 디스크 브레이크 장치{DISK BRAKE DEVICE FOR VEHICLE}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크 장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 3은 도 2의 요부 구성을 보다 상세하게 도시한 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 알니코 영구자석

2. 극성 제어코일

3. 일반영구자석

4. 인너 브레이크 패드

5. 아웃터 브레이크 패드

6. 브레이크 디스크

7. 제어부

8. 캘리퍼 바디

9. 실링

10. 위치보정 스크루

11. 회전형 모터

14. 철심

15. 케이스

19. 일반영구자석

본 발명은 차량용 디스크 브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알니코 자석의 특성을 이용한 자기구동의 차량용 디스크 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 장착되는 브레이크는 주행 중의 자동차를 감속하거나 정지 또는 정지 상태를 유지하기 위한 것으로, 주행 중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해서 열에너지로 바꾸어 그의 마찰열을 대기 중에 방출하여 제동작용을 수행한다.

이러한 브레이크를 구조에 따라 분류하면 크게 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크로 나눌 수 있는데, 이 중 디스크 브레이크는 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크를 양쪽에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻게 되는 것으로 일반적으로 승용차의 앞차축에 사용된다.

도 1에는 상기한 바와 같은 디스크 브레이크 중 전자기력을 이용한 전기 디스크 브레이크 장치에서 제동해제 상태에서의 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도 가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 전기 디스크 브레이크 장치는, 크게 몸체를 이루는 캘리퍼 하우징(100)과, 캘리퍼 하우징(100)의 일측에 고정 설치되는 아웃터패드부(200)와, 캘리퍼 하우징(100)의 내측에 고정 설치되는 전자기력발생부(300)와, 전자기력발생부(300)에서 발생되는 전자기력에 의해 전후 이동 가능하게 결합되어 디스크(400)를 가압하도록 설치된 인너패드부(500)와, 제동 및 제동해제에 따라 전자기력발생부(300)의 전자기력 발생을 제어하는 제어부(600)로 이루어진다.

상기 캘리퍼 하우징(100)은 외형의 몸체를 이루고, 그 일측에는 아웃터패드부(200)를 고정설치하기 위한 핑거부(110)가 캘리퍼 하우징(100)에 일체로 절곡 형성되어 있으며, 핑거부(110)와 대향되는 위치에는 피스톤부(510)가 슬라이딩 삽입되는 관통홀(120)을 갖는 지지부(130)가 형성되어 있다.

그리고 상기 캘리퍼 하우징(100)의 내측에는 또한 전자기력발생부(300) 및 영구자석부(520) 등이 수용되는 수용부(140)가 형성되어 있다.

상기 아웃터패드부(200)는 그 일면이 핑거부(110)의 내측면과 접하도록 배치되는 아웃터패드플레이트(220)와 아웃터패드플레이트(220)의 타측면에 부착되는 아웃터패드(240)로 구성된다. 이러한 아웃터패드(240)는 통상적으로 아스베스트(Asbest)와 레진의 혼합성 소재에 소량의 금속분 등이 포함되어 이루어질 수 있다.

또한 상기 전자기력발생부(300)는 캘리퍼 하우징(100)의 내측에 형성된 수용부(140)에 고정 설치되되, 수용부(140)의 내측면에 고정 설치되는 철심부(310)와 철심부(310)의 외주면을 감싸도록 수용부(140)의 내측 벽면에 고정 설치되는 코일부(320)로 이루어진다.

인너패드부(500)는 아웃터패드부(200)와 일정간격 이격되게 설치되어 지지부(130)의 관통홀(120)에 이동 가능하게 슬라이딩 삽입되는 피스톤부(510)와, 피스톤부(510)의 일측면에 고정 결합되는 영구자석부(520)와, 피스톤부(510)의 타측면에 고정 결합되는 인너패드플레이트(530) 및 인너패드플레이트(530)의 타측면에 부착되는 인너패드(540)로 구성된다.

이러한 구성에서, 피스톤부(510)의 외주면에는 인너패드부(500)에 소정의 탄성복원력을 제공하기 위한 탄성부재(550)가 삽입되어 있다.

이러한 인너패드(540)와 아웃터패드(240)의 사이에는 이들과 일정한 간극을 두고 휠(미도시)과 함께 회전하는 원판상의 디스크(400)가 구비되어 있다.

그리고 상기 제어부(600)는 코일부(320)에 전기적으로 직접 접속되고, 그 입력측에는 제동 및 제동 해제를 감지하기 위한 각종 센서부(미도시)가 전기적으로 접속될 수 있으며, 또한 제어부(600)는 자동차의 전체적인 제어를 담당하는 전자제어유닛(ECU) 또는 이와는 별도로 마련되어 이루어질 수 있다.

한편, 미설명부호 150은 핑거부(110)를 이루는 절곡부를 나타낸 것이고, 160과 170은 각각 홈부과 완충부재를 나타낸 것으로, 홈부(160)는 지지부(130)의 외측면에 형성되어 있고, 완충부재(170)는 제동 해제시 인너패드플레이트(530)의 일측면이 지지부(130)의 외측면과 접촉되지 않도록 홈부(160)에 고정 설치되어 완충작용을 하게된다.

상기와 같이 구성된 전자기력을 이용한 전기 디스크 브레이크 장치는, 전자기력발생부(300)에서 발생한 전자기력에 의해 상기 인너패드부(500)를 가압하고 인너패드부(500)와 연결되어 있는 아웃터패드부(200)가 디스크(400)를 제동시킨다. 제동해제는 탄성부재(550)에 의해 작동된다.

상기와 같이 작동되는 종래의 전기 디스크 브레이크 장치는, 대한민국 등록특허 제0498690호에 개시되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 기술은, 전류를 지속적으로 흐르게 하여야 제동을 유지할 수 있어 발열의 요인이 되고, 고정 설치되어 제어가 가능한 한 개의 전자기력발생부(300)에서 발생되는 전자기력의 크기가 한계가 있다.

그리고 패드가 마모되었을 때 고정 설치된 전자기력발생부(300)와 패드의 간격이 늘어나기 때문에 제동력은 거리의 제곱에 반비례하여 감소하고, 패드와 전자기력발생부(300)의 간격을 일정하게 유지시키는 기구가 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 알니코자석의 특성을 활용하여 지속적인 전류를 흐르게 하지 않고도 제어가 가능하며, 복수의 자기력발생부를 설치하여 제동력 범위가 넓게 한 차량용 디스크 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 디스크 브레이크 장치는, 캘리퍼 바디와; 상기 캘리퍼 바디 내에 직선운동이 가능하게 설치된 인너 브레 이크 패드와; 상기 인너 브레이크 패드의 일측으로 상기 캘리퍼 바디 내에 직선운동이 가능하며, 그 주변에 극성 제어코일을 구비하며 설치된 알니코 영구자석과; 상기 알니코 영구자석의 일측으로 상기 캘리퍼 바디 내에 직선운동 가능하게 설치된 일반영구자석과; 상기 일반영구자석의 측부에서 상기 캘리퍼 바디와 결합하며 설치된 회전형 모터와; 상기 회전형 모터에 설치되어 상기 회전형 모터에 의해 구동되며, 상기 일반영구자석을 구동시키는 위치보정 스크루와; 상기 알니코 영구자석 주위에 설치된 극성제어코일을 제어 가능하게 설치된 제어부와; 상기 인너 브레이크 패드에 설치되어 상기 인너 브레이크 패드를 초기위치로 돌아오도록 하는 실링과; 상기 인너 브레이크 패드에 의해 구동되게 설치되며, 브레이크 디스크를 제동하는 아웃터 브레이크 패드;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 요부 구성을 보다 상세하게 도시한 구성도가 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크 장치는, 캘리퍼 바디(8)와, 이 캘리퍼 바디(8) 내에 직선운동이 가능하게 설치된 인너 브레이크 패드(4)와, 이 인너 브레이크 패드(4)의 일측으로 캘리퍼 바디(8) 내에 직선운동이 가능하며 그 주변에 극성 제어코일(2)을 구비하며 설치된 알니코 영구자석(1)과, 이 알니코 영구자석(1)의 일측으로 상기 캘리퍼 바디(8) 내에 직선운동 가능하 게 설치된 일반영구자석(3)과, 이 일반영구자석(3)의 측부에서 캘리퍼 바디(8)와 결합하며 설치된 회전형 모터(11)를 포함하여 구성된다.

그리고 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크 장치에는, 상기 회전형 모터(11)에 설치되어 회전형 모터(11)에 의해 구동되며, 상기 일반영구자석(3)을 구동시키는 위치보정 스크루(10)와, 상기 알니코 영구자석(1) 주위에 설치된 극성 제어코일(2)을 제어 가능하게 설치된 제어부(7)와, 상기 인너 브레이크 패드(4)에 설치되어 인너 브레이크 패드(4)를 초기위치로 돌아오도록 하는 실링(9)과, 상기 인너브레이크 패드(4)에 의해 구동되게 설치되며 브레이크 디스크(6)를 제동하는 아웃터 브레이크 패드(5)가 구비된다.

또한 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 극성 제어코일(2)의 일측에는 보조영구자석(13)이 설치되고, 상기 극성 제어코일(2)과 보조영구자석(13)은 케이스(7)에 의해 수납되며 설치되며, 상기 보조영구자석(13)의 내부에는 철심(4)이 설치된다.

이와 같이 상기 극성 제어코일(2)과 보조영구자석(13)을 수납하는 케이스(7)는 서로 대향되며 두 개가 설치되어 두 개의 알니코 자기장 발생부가 형성되고, 이들 사이에는 일반영구자석(13)이 설치된다.

한편, 도 2 및 도 3에서 도면부호 16은 패드 가압 피스톤이고, 17은 코일접촉단자이며, 18은 전류흐름을 나타내 보인 것이고, 이 전류흐름(18)에 따라 제동 및 제동해제가 된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크 장치는, 보자력이 낮은 알니코 영구자석(1)의 자기력을 코일에 의해 변화시켜 제동 및 해제에 활용함으로써, 전류에 의해 전자기력을 얻는 전자석방식 보다 동일 전류일 때 큰 자기력을 얻을 수 있는 알니코 자기장 발생 방식의 장치이고, 그리고 주위에 극성 제어코일(2)을 설치하여 제어 가능한 알니코 영구자석(1)과 일반영구자석(3)을 교대로 설치하여 큰 제동력을 얻을 수 있는 장치이기도 하다.

또한 회전형 모터(11)에 의해 인너 브레이크 패드(4) 반대쪽에 위치한 영구자석(3,13)을 스크루 형태로 제어하여 브레이크 디스크(6)와 아웃터 브레이크 패드(5) 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

상기 브레이크 디스크(6)가 회전하는 상태에서 제동하기 위하여, 상기 제어부(7)는 전류를 제어하여 흘러보낸다.

그리고 상기 인너 브레이크 패드(4)와 알니코 영구자석(1)은 고정 되어있고, 이 알니코 영구자석(1) 주위에는 극성 제어코일(2)이 구비되어 있기 때문에 마주보는 일반영구자석(3)과 동일한 극성을 갖도록 알니코 영구자석(1)의 극성을 제어한다.

또한 상기 알니코 영구자석(1), 일반영구자석(3)과 인너 브레이크 패드(4)는 브레이크 디스크(6)의 축 방향으로 직선운동이 가능하고, 알니코 영구자석(1)과 일반영구자석(3)을 교대로 설치되어 있어 제동력은 배가된다.

그리고 상기 영구자석(3,13) 사이에서 발생한 척력은 제동력으로 아웃터 브 레이크 패드(5)는 브레이크 디스크(6)를 제동하게 되고, 제동할 경우 제어부(7)에서 정방향 전류를 주기적으로 보내어 알니코 영구자석(1)의 극성을 반대로 유지시킨다.

상기 알니코 영구자석(1)은 보자력이 낮아서 극성 제어코일(2)에 의해 발생되는 전자기장의 방향에 따라 극성이 바뀌는 특징이 있으며, 전류가 흐르지 않을 때에는 극성을 유지하고 있는 특징이 있다. 주지하다 시피 전자석의 경우 전류가 흐르지 않을 때에는 전자기장이 사라지게 된다.

그리고 제동을 해제할 경우 상기 제어부(7)에서 역방향 전류를 보내어 알니코 영구자석(1)의 극성을 바꾸어 영구자석(3,13)간의 인력으로 제동을 해제하고, 탄성부제가 필요 없다.

또한 브레이크 패드(5)의 마모에 따라 제어부(7)에서 회전형 모터(11)를 구동시켜 브레이크 디스크(6)와 아웃터 브레이크 패드(5)사이의 간격을 일정하게 유지시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

알니코 영구자석의 특성을 활용하여 지속적인 전류를 흐르게 하지 않고도 제어가 가능하며, 복수의 알니코 자기장 발생부를 구비하게 할 수 있어 제동력 범위가 넓다. 그리고 제동 해제는 탄성부재를 사용하지 않고 영구자석의 특성을 이용하여 제동을 해제한다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 캘리퍼 바디와;

   상기 캘리퍼 바디 내에 직선운동이 가능하게 설치된 인너 브레이크 패드와;

   상기 인너 브레이크 패드의 일측으로 상기 캘리퍼 바디 내에 직선운동이 가능하며, 그 주변에 극성 제어코일을 구비하며 설치된 알니코 영구자석과;

   상기 알니코 영구자석의 일측으로 상기 캘리퍼 바디 내에 직선운동 가능하게 설치된 일반영구자석과;

   상기 일반영구자석의 측부에서 상기 캘리퍼 바디와 결합하며 설치된 회전형 모터와;

   상기 회전형 모터에 설치되어 상기 회전형 모터에 의해 구동되며, 상기 일반영구자석을 구동시키는 위치보정 스크루와;

   상기 알니코 영구자석 주위에 설치된 극성제어코일을 제어 가능하게 설치된 제어부와;

   상기 인너 브레이크 패드에 설치되어 상기 인너 브레이크 패드를 초기위치로 돌아오도록 하는 실링과;

   상기 인너 브레이크 패드에 의해 구동되게 설치되며, 브레이크 디스크를 제동하는 아웃터 브레이크 패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 극성 제어코일의 일측에는 보조영구자석이 설치되고, 상기 극성 제어코일과 상기 보조영구자석은 케이스에 의해 수납되며 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 보조영구자석의 내부에는 철심이 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 극성 제어코일과 상기 보조영구자석을 수납하는 케이스는 서로 대향되며 두 개가 설치되어 두 개의 알니코 자기장 발생부가 형성되고, 이들 사이에는 일반영구자석이 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크 장치.

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