KR20080085495A - 작동력 증대 타입 슈우를 갖춘 차량용 드럼 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작동력 증대 타입 슈우를 갖춘 차량용 드럼 브레이크에 관한 것으로, 제동 시 마스터 실린더에서 공급된 제동 유압을 통해 휠 실린더(1)에서 인출되는 피스톤의 가압력이 가해지는 슈우(2)가 브레이크 중심(O)에 대해 피스톤 작용 높이(K)만큼 올라간 상태로 형성하는 가압레버(3)를 형성됨에 따라, 슈우(2)에 중심(O)에 대한 모우멘트(Moment) 증대만큼 드럼을 가압하는 슈우(2)의 밀착력이 증대되어져, 차륜과 함께 회전되는 드럼 회전 방향에 따른 슈우(2)의 밀착력 차이에 따른 자기 배력(Self Energizing) 취약성을 해소하면서, 이로 인한 브레이크의 페이드(Fade) 현상 진행을 예방할 수 있는 특징이 있게된다.

Description

작동력 증대 타입 슈우를 갖춘 차량용 드럼 브레이크{Operating force increased shoe of drum brake in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 작동력 증대 타입 슈우를 갖춘 차량용 드럼 브레이크의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 작동력 증대 타입 슈우의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 휠 실린더 2 : 슈우

3 : 가압 레버 4 : 슈 웨브

5 : 앵커 6 : 패드

7 : 백 플레이트

본 발명은 차량용 드럼 브레이크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작동력 증대 타입 슈우를 갖춘 차량용 드럼 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 브레이크장치는 자동차를 감속 또는 정지시키기 위한 것으로, 마찰력을 이용하여 자동차의 운동에너지를 열에너지로 바꾸는 마찰식 브레이크가 주로 사용된다.

이러한 브레이크는 운전자의 조작력을 유압을 통해 배력하는 방식을 이용하게 되고, 이와 같은 유압식 브레이크 중 드럼식 브레이크는 통상적으로 백 플레이트 상에 장착된 휠 실린더와, 휠 실린더에 의한 가압력을 통해 앵커를 중심으로 한 거동을 발생하는 슈우, 상기 슈우의 거동을 통해 라이닝과 마찰력을 발생하는 브레이크 드럼 및 이들 간의 작동을 보조하고 복원시키기 위한 스프링등과 같은 다양한 부품들로 구성되어진다.

이와 같은 드럼식 브레이크는 통상적으로, 제동 시 브레이크 페달 조작으로 발생된 유압을 전달받은 휠 실린더 내부의 피스톤이 슈우를 드럼쪽으로 유동시켜주는 즉, 슈우의 힌지 점(앵커에 의한 결합 부위)을 매개로 휠 실린더의 피스톤이 빠져 나오는 수평 이동에 의해 가압되는 슈우 상단부부터 드럼에 밀착되면서, 패드의 마찰력을 발생해 제동을 수행하게 된다.

그러나, 이러한 드럼 브레이크 작동 시에는 슈우의 장착 구조와 더불어 휠 실런더의 한쪽(상부나 하부)배치 구조상 자기 배력(Self Energizing) 되는 취약성 즉, 차륜과 함께 회전되는 드럼 회전 방향에서 작동하는 슈우(이를 리딩 슈우(Leading Shoe)라 함)는 드럼 회전 방향으로 더욱 밀착되는 반면, 드럼 회전에 반대 방향의 슈우(이를 트레일링 슈(Trailing Shoe)라 함)와 제동력 차이를 갖는 한계가 있게 된다.

이와 같이 그럼의 회전 방향에 따른 양쪽 슈우간 제동력 차이는 특히, 캘리 퍼 타입 브레이크에 비해 제동 안정성이 저하됨과 더불어, 브레이크가 점차 말을 잘 듣지 않는 페이드(Fade) 현상으로 진행될 수 있는 취약성이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 휠 실린더의 피스톤에 의해 가압되는 슈우의 가압 부위를 중심에 대해 더 위쪽으로 형성시켜, 슈우 작동력을 증대하면서 드럼 중심에 대한 반경방향 거동 강화를 통해 제동 성능의 안정성을 유도할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 휠 실린더에 의해 가압되는 슈우의 작동력 증대를 통해 드럼과 마찰력을 발생하는 패드의 크기 즉, 드럼과 패드간의 접촉 면적을 줄일 수 있도록 해 패드 부착을 위한 마찰재 사용량도 줄일 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 드럼 브레이크가 백 플레이트의 한쪽 면으로 장착되어 마스터실린더로부터 공급되는 유압으로 양 방향으로 인출되는 피스톤을 구비한 휠 실린더와,

상기 백 플레이트의 중심에 대해 양쪽으로 대칭 배열되어져 그 상단 부위가 휠 실린더로부터 가압되어 백 플레이트의 반경 방향으로 거동하는 한 쌍의 슈우,

상기 슈우로부터 돌출 연장되어 휠 실린더의 피스톤 접촉 위치를 슈우의 끝단 부로부터 위쪽으로 올라간 피스톤 작용 높이를 갖도록 형성하는 가압레버,

상기 슈우에 결합되어 휠 실린더에 의해 가압되는 슈우의 반대부위로 앵커가 체결되는 슈 웨브 및

드럼쪽으로 향하는 슈 웨브가 형성하는 면으로 접착되어져 드럼과 마찰력을 발생하는 패드로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가압 레버는 슈우의 끝단 부에 비해 피스톤과의 위치를 더 좁히도록 휠 실린더쪽으로 접근시켜 형성되며, 또한 상기 패드는 61˚~70˚영역을 갖도록 드럼의 중심에 대해 양쪽으로 벌어지는 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 작동력 증대 타입 슈우를 갖춘 차량용 드럼 브레이크의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 드럼 브레이크는 차륜과 함께 회전되는 드럼이 감싼 백 플레이트(7)의 한쪽 면으로 장착되어 마스터실린더로부터 공급되는 유압으로 양 방향으로 인출되는 피스톤을 구비한 휠 실린더(1)와, 상기 백 플레이트(7)의 중심에 대해 양쪽으로 대칭 배열되어져 그 상단 부위가 휠 실린더(1)로부터 가압되어 백 플레이트(7)의 반경 방향으로 거동하는 한 쌍의 슈우(2), 상기 슈우(2)에 결합되어 휠 실린더(1)에 의해 가압되는 슈우(2)의 반대부위로 앵커(5)가 체결되는 슈 웨브(4) 및 드럼쪽으로 향하는 슈 웨브(4)가 형성하는 면으로 접착되어져 드럼과 마찰력을 발생하는 패드(6)로 이루어진다.

여기서, 상기 슈우(2)는 브레이크 드럼의 중심(O)에 대해 좌우로 대향되게 배열되면서 휠 실린더(1)가 위치된 상단 부위로는 가압 레버(3)가 형성되는데, 이는 슈우(2)로부터 돌출 연장되어 휠 실린더(1)의 피스톤 접촉 위치를 도 2에 도시 된 바와 같이, 슈우(2)의 끝단 부로부터 위쪽으로 올라간 피스톤 작용 높이(K)를 갖도록 형성되어진다.

즉, 상기 가압 레버(3)는 브레이크 드럼(백 플레이트의 중심)의 중심(O)에 대해, 슈우(2)의 끝단 부가 형성하는 피스톤 광역 작동각(a)에 비해 그 각을 더 좁히는 피스톤 협소 작동각(b)을 형성하게 되며, 이러한 피스톤 협소 작동각(b)으로 인해 휠 실린더(1)의 작동 시 피스톤이 가압하는 슈우(2)의 높이도 그 중심(O)에 대해 피스톤 작용 높이(K)만큼 올라가게 된다.

또한, 상기 패드(6)는 슈우(2)에 형성된 가압 레버(3)의 작용에 따라 작용력이 증대된 슈우(2) 특성에 따라, 드럼에 접촉되는 마찰 면을 줄이더라도 충분한 제동 마찰력을 발생하게 되고, 이는 도 2에 도시된 바와 같이 슈 웨브(4)에 접착되는 패드(6)의 길이를 슈우(2)의 전 영역이 아닌 드럼 증심(O)에 대한 소정영역으로 형성길이(c)를 축소할 수 있게 된다.

이때, 상기 패드(6)의 형성 길이(c)는 브레이크 제동 성능 설계 시, 고려되는 가압레버(3)의 크기와 이에 따른 슈우(2)의 작동력 증가량을 통해 결정되며, 이는 브레이크 제동 사양에 따라 설계 시 변하게 된다.

일례로, 상기 패드(6)의 형성 길이(c)는 가압레버(3)가 형성되지 않는 슈우(2)의 경우 약 100˚~120˚인데 반해, 가압레버(3)가 형성된 슈우(2)의 경우 약 61˚~70˚로 형성되어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 브레이크는 제동 시 차륜과 함께 회전되는 드럼 회전 방향에 따른 자기 배력(Self Energizing) 취약성을 해소하면서, 이로 인한 브레이크의 페이드(Fade) 현상 진행을 예방할 수 있는 특징을 갖게 된다.

이는 본 발명에서 휠 실린더(1)의 피스톤 가압력을 받는 슈우(2)의 구조에 따른 것으로 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 제동 시 마스터 실린더에서 공급된 제동 유압을 통해 휠 실린더(1)의 피스톤이 인출되면, 휠 실린더(1)는 양쪽으로 피스톤을 인출시키게 되고, 이러한 피스톤의 인출에 따라 슈우(2)의 가압레버(3)가 가압력(F)을 받게 된다.

이와 같은 피스톤의 인출을 통해 가압레버(3)가 브레이크 중심(O)에 대해 양쪽으로 벌어지는 힘을 받게 되면, 상기 가압레버(3)에 작용하는 피스톤 힘은 도 2에 도시된 바와 같이 브레이크 중심(O)에 대해 피스톤 작용 높이(K)만큼 올라간 상태이므로, 상기 가압레버(3)가 일체로 형성된 슈우(2)에는 브레이크 중심(O)에 대한 모우멘트(Moment)가 더 증대되어진다.

이러한 슈우(2)의 브레이크 중심(O)에 대한 모우멘트(Moment)의 증대는 슈우(2)를 가압하는 힘을 더 증대시킴에 따라, 상기 슈우(2)와 함께 거동되는 슈 웨브(4)에 덧대어진 패드(6)를 드럼쪽으로 더 강하게 밀어주는 힘으로 작용하고, 이는 상기 패드(6)와 드럼과의 마찰력을 증대하여 패드(6)와 드럼의 접촉 면적이 작은 경우라도 충분한 제동 마찰력을 생성하게 된다.

이에 더해 상기 가압레버(3)에 의한 슈우(2)의 브레이크 중심(O)에 대한 모우멘트(Moment)의 증대는 자기 배력(Self Energizing) 현상을 줄이거나 생성시키지 않는데, 이는 브레이크 중심(O)에 대해 그 양쪽으로 배열된 한 쌍의 슈우(2)가 드럼의 회전 방향에 영향을 크게 받지 않기 때문이다.

즉, 슈우(2)의 브레이크 중심(O)에 대한 모우멘트(Moment)의 증대는 드럼 면에 대한 리딩 슈우(Leading Shoe, 드럼 회전 방향에 위치)의 밀착이나, 트레일링 슈(Trailing Shoe, 드럼 회전 반대 방향)의 밀착간 차이를 거의 없애 주게 되고, 이로 인해 드럼의 회전 방향에 관계없이 슈우(2)가 밀착됨에 따라 양 쪽 슈우(2)에 의한 제동력 차이가 거의 발생되지 않게 된다.

이러한 드럼의 회전 방향에 따른 양쪽 슈우(2)간 제동력 차이 제거는 드럼 브레이크에서도 캘리퍼 타입 브레이크와 같이 제동 안정성이 유지되면서, 브레이크가 점차 말을 잘 듣지 않는 페이드(Fade) 현상을 방지하는 우수한 성능을 유지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제동 시 마스터 실린더에서 공급된 제동 유압을 통해 휠 실린더에서 인출되는 피스톤의 가압력이 가해지는 슈우에 피스톤 작용 높이를 위로 올려주는 가압레버를 형성시켜, 슈우의 드럼 밀착 력을 증대시키는 모우멘트(Moment)를 크게 형성함에 따라, 차륜과 함께 회전되는 드럼 회전 방향에 따른 자기 배력(Self Energizing) 취약성을 해소는 물론 브레이크의 페이드(Fade) 현상도 방지해 제동력 안정성을 향상할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 휠 실린더에 의해 가압되는 슈우의 작동력 증대를 통해 드 럼과 마찰력을 발생하는 패드의 크기를 100˚~120˚에서 61˚~70˚로 줄일 수 있어, 패드 부착을 위한 마찰재 사용량도 줄일 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 백 플레이트(7)의 한쪽 면으로 장착되어 마스터실린더로부터 공급되는 유압으로 양 방향으로 인출되는 피스톤을 구비한 휠 실린더(1)와,

   상기 백 플레이트(7)의 중심에 대해 양쪽으로 대칭 배열되어져 그 상단 부위가 휠 실린더(1)로부터 가압되어 백 플레이트(7)의 반경 방향으로 거동하는 한 쌍의 슈우(2),

   상기 슈우(2)로부터 돌출 연장되어 휠 실린더(1)의 피스톤 접촉 위치를 슈우(2)의 끝단 부로부터 위쪽으로 올라간 피스톤 작용 높이(K)를 갖도록 형성하는 가압레버(3),

   상기 슈우(2)에 결합되어 휠 실린더(1)에 의해 가압되는 슈우(2)의 반대부위로 앵커(5)가 체결되는 슈 웨브(4) 및

   드럼쪽으로 향하는 슈 웨브(4)가 형성하는 면으로 접착되어져 드럼과 마찰력을 발생하는 패드(6)로 이루어진 작동력 증대 타입 슈우를 갖춘 차량용 드럼 브레이크.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 가압 레버(3)는 슈우(2)의 끝단 부에 비해 피스톤과의 위치를 더 좁히도록 휠 실린더(1)쪽으로 접근시켜 형성한 것을 특징으로 하는 작동력 증대 타입 슈우를 갖춘 차량용 드럼 브레이크.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 패드(6)는 61˚~70˚영역을 갖도록 드럼의 중심에 대해 양쪽으로 벌어지는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 작동력 증대 타입 슈우를 갖춘 차량용 드럼 브레이크.

Images