KR20090068340A - 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼 - Google Patents

Abstract

콤팩트한 구조이면서 다수 개의 피스톤의 브레이크 캘리퍼와 동등한 성능을 가지는 한편, 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 당김 저항을 극소로 하는 동시에, 브레이크 패드의 불균등 마모나 브레이크의 소리의 발생이 일어나기 어렵고, 중량 증대나 비용 상승을 억제한 브레이크 캘리퍼를 제공하기 때문에, 피스톤(23)은 원환형으로 형성되고 원환형의 가압부에 의해 디스크 로터(1)에 가압력을 작용하도록 구성되고, 캘리퍼 본체(100, 105)에는 상기 피스톤(23)을 피스톤 축방향으로 미끄럼 운동가능하게 수납하는 원환형으로 오목 설치된 피스톤 수납 구멍(21)이 형성되도록 했다.

Description

디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼{BRAKE CALIPER FOR DISK BRAKE}

본 발명은 자동차나 자동이륜차 등의 주행 차량에 이용되는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼에 관한 것이다.

차량용 브레이크 캘리퍼 장치는, 브레이크 디스크의 일측에만 피스톤이 있는 타입과 브레이크 디스크를 사이에 두어 대향하도록 피스톤을 설치한 타입이 있다. 또한, 피스톤은 일측에 1개 설치한 타입과 2개 이상의 복수 개를 설치한 타입이 있다. 고성능 차량에는 브레이크 디스크를 사이에 두어 대향하도록 피스톤을 설치한 타입이 많고, 레이스용 차량이나 랠리용 차량에는 피스톤을 일측에 3개(총계 6개) 이상 설치한 경우도 알려져 있다.

종래의 브레이크 캘리퍼의 구성은 도 13 내지 도 15에 도시한다.

도 13은 브레이크 캘리퍼(2)의 부착 상태를 도시한 사시도이다. 브레이크의 디스크 로터(1)를 끼우도록 브레이크 캘리퍼(2)가 배치되어 있다. 이 브레이크 캘리퍼(2)는 통상 아우터 피스(3), 인너 피스(4) 및 양자를 결합하는 볼트(5)로 구성되어 있다.

도 14는 브레이크 캘리퍼(2)의 단면도이다. 아우터 피스(outer piece)(3)는 아우터 캘리퍼 본체(100)와, 상기 아우터 캘리퍼 본체(100)에 설치된 피스톤 수납 구멍(101)에 미끄럼 운동가능하게 수납된 원통형 피스톤(5)에 의해 구성되고, 피스톤 수납 구멍(101)의 저벽과 피스톤(6)의 저부 사이에 유압실(7)이 구성된 유압마스터 실린더(도시하지 않음)에서 승압된 작동유가 급유관(도시하지 않음)을 통해 공급되도록 이루어진다. 피스톤(6)의 외주와 피스톤 수납 구멍(101)의 주벽 사이에는 작동유가 누설되지 않도록 시일 부재의 모난 시일(8)이 설치되고, 또 외부로부터의 먼지 등의 혼입을 방지하는 더스트 시일(9)이 설치되어 있다.

또한, 브레이크 패드(10, 10)는, 내판(104)에 고착 형성되고, 피스톤(6)의 이동에 의해 상기 내판(104)을 거쳐 브레이크 패드(10)를 디스크 로터(1)에 가압하여 제동력을 작동시킨다. 인너 피스(inner piece)(4)에 대해서도 마찬가지로 인너 캘리퍼 본체(105)에 피스톤 수납 구멍(101)을 설치하여 구성되고, 상기 아우터 피스(3) 및 인너 피스(4)는 결합하여 브레이크 캘리퍼(2)가 형성되어 있다.

도 15는 종래 구조에 있어서 브레이크 패드(10)와 피스톤(6)과의 상호 관계를 도시한 일부를 파단한 정면도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 브레이크 패드(10)에 비해 피스톤(6)은 상당히 작고, 피스톤(6)의 외측 및 차량 중심측(도면의 하측)에는 피스톤(6)으로 가압되지 않는 부분이 많고, 피스톤 패드(10)의 불균등 마모의 요인 중 하나가 되었다. 또한, 피스톤(6)으로 가압되지 않는 부분의 자유 진동이 브레이크 소리의 요인 중 하나가 되었다.

이를 방지하기 위해, 피스톤을 일측에 3개 이상 설치한 브레이크 캘리퍼가 종종 제안되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 일측에 3개의 피스톤을 설치하여 확실하게 브레이크 패드를 가압하도록 하고 있다.

한편, 브레이크 작동시에 그 발생 액압에 의해 브레이크 패드를 거쳐 브레이크 디스크를 가압하는 브레이크 피스톤이, 브레이크 액압 해제 후는 브레이크 피스톤 주상에 설치된 각 시일(square seal)의 탄성 복원력에 의해 가압 개시 전의 위치로 복귀되기 위한 각종 연구가 이루어지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 2에는, 이상적인 압력 해제 시 피스톤 복귀량으로서 캘리퍼 굽힘량과 압축 변형량을 중첩시킨 2차 유선이 개시되어 있다. 또한 각 시일을 수납하는 홈의 면취량과 각 시일의 고무 유연도를 변화시킴으로써 상기의 이상 유선에 근접시키는 해결책이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 특개2002-213502호 공보

특허문헌 2 : 특개평10-325432호 공보

그러나, 상술한 특허문헌 1에서는, 일측에 3개의 피스톤을 설치한 구조이므로, 브레이크 캘리퍼의 구조가 복잡화하고 가공 공정수가 증대하고, 또한 다수 개의 피스톤을 수납하기 위한 수납부가 커지기 때문에 브레이크 캘리퍼 본체의 강성이 저하하고, 이를 보상하기 위한 보강이 필요로 하며, 중량의 증대나 비용의 상승을 초래하는 단점이 있었다.

일반적으로, 고성능 차량의 브레이크 캘리퍼는, 브레이크 디스크를 사이에 두어 일측에 2개 이상의 피스톤을 대향시켜 배치한 것이 많은 한편, 브레이크 패드 는 피스톤의 개수에 관계하지 않고 차량 중량에 대응하여 면적이 설정된다. 즉, 차량 중량이 무거워지는 것에 비례하여 브레이크 패드 면적도 증대한다. 따라서, 예컨대 피스톤이 일측에 2개인 경우는, 피스톤으로 가압하는 부분으로부터 브레이크 패드가 돌출하고, 브레이크 패드의 불균등 마모나 브레이크 소리의 원인이 되지 않았다.

또한, 피스톤 가압부로부터 브레이크 패드가 돌출하는 것을 회피하는 수단으로서는, 피스톤을 3개 이상으로 늘리거나 초과하는 것을 막는 것은 구조상 가능하지만, 각 피스톤을 제작하고, 또한 브레이크 캘리퍼에 각 피스톤을 수납하는 수납부를 설치하는 것이 필요하므로, 중량 증대나 비용 상승을 초래하기 쉽다. 더욱이, 각 피스톤끼리 근접함으로써 브레이크 디스크에 대한 브레이크 캘리퍼의 강압시의 강성이 저하하므로, 이를 보상하기 위한 주변 부분의 강도가 필요하게 되어 중량 증대나 비용 상승이 발생한다.

한편, 상기 특허문헌 2에는, 이상적인 압력 제거시 피스톤 복귀량으로서 캘리퍼 굽힘량과 패드 압축 변형량을 중첩시킨 2차 곡선이 개시되고, 각 시일을 수납하는 홈의 면취량과 각 시일의 고무 경도를 변경함으로써 상기의 이상 곡선에 근접한 연구가 개시되어 있지만, 충분히 언급하지 않은 개량이 필요로 하였다.

가벼운 브레이크를 밟을 때와 같은 저액압 시와 ABS(Anti Lock Brake System)이 작동하도록 하는 고액압 시의 양자에 있어서, 양호한 브레이크 페달 필링의 확보와 통상 주행시의 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 지연을 해소하는 것을 동시에 달성하는 것은 곤란하다는 문제가 있었다.

일반적으로, 브레이크 캘리퍼는, 브레이크 디스크를 사이에 두어 일측에 1개 이상의 피스톤을 배치하고, 액압에 의해 피스톤을 작동시키고 브레이크 패드를 거쳐 브레이크 디스크를 끼움으로써 제동력을 발생시킨다. 상기 피스톤의 주상에는, 작동유의 혼입을 방지하는 동시에, 브레이크를 해제하여 작동유의 압력이 없도록 했을 때에 피스톤을 작동 전의 위치로 되돌릴 목적으로 각 시일이 장착되어 있다.

그러나, 브레이크의 작동 유압은 높거나 낮거나 하면서 일정하지는 않고, 또한 브레이크 패드가 마모하고 있다면 브레이크 작동 전의 피스톤의 위치가 상기 패드의 마모에 비해 브레이크 디스크 측에 근접함으로써, 상기 피스톤의 주상에 배치된 각 시일의 변형의 형태도 일정하지는 않고, 결과적으로 전체의 브레이크 작동 조건에서 누락이 없고, 또한 필요로 하는 피스톤의 복귀 특성을 충족하는 각 시일을 구축하는 것은 곤란하였다.

따라서, 본 발명은, 상술한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 콤팩트한 구조이면서 다수 개의 피스톤의 브레이크 캘리퍼와 유사한 성능을 갖고, 또한 통상 주행시의 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 당김 저항을 극소화하고, 더욱이 브레이크 패드의 불균등 마모나 브레이크 소리 발생을 회피하고, 중량 증대나 비용 상승을 억제하는 동시에 양호한 브레이크 페달 필링이 얻을 수 있는 브레이크 캘리퍼를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼와 같은 제 1 발명은, 디스크 로터를 사이에 두어 브레이크 피스톤을 설치한 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼로서, 상기 피스톤은 원통 형상으로 형성되며 원통형의 가압부에 의해 디스크 로터로 가압력을 작용하도록 구성되고, 캘리퍼 본체에는 상기 피스톤을 피스톤 축방향으로 미끄럼 운동가능하게 수납하는 원통형으로 오목하게 설치된 피스톤 수납 구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 제 1 발명에 의하면, 종래 기술에 있어서는 피스톤의 가압부의 형상이 원형인 것에 대해 본 발명에 있어서는 가압부가 원환형이므로, 피스톤의 수압 면적이 동일하여도 수압부 전체의 외경을 크게 할 수 있다.

이로써, 예컨대, 일측에 2개의 피스톤을 구비한 브레이크 캘리퍼의 경우, 브레이크 패드의 면적은 차량 중량과 패드 수명으로부터 일의적으로 결정되므로, 종래 기술에서는 2개의 피스톤의 가압부의 외측이나 차륜 중심축 부분에 돌출부가 발생하고, 상기 패드의 불균일 마모, 브레이크 오차 등의 문제가 발생하는 것에 대해, 본 발명에 의하면 수압 부분의 외경이 크지 않기 때문에 상기 돌출부가 대폭 작아지고, 패드 전체를 균등하게 가압할 수 있고, 패드와 로터 사이에 간극 부분이 발생하지 않아 우수한 제동력을 성취하고, 또한 패드 마찰의 균일화를 처리하여 브레이크 소리의 문제를 해소할 수 있다.

더욱이, 돌출부를 방지하기 위해 피스톤을 3개 이상으로 늘이지 않고서 대응할 수 있기 때문에, 각 피스톤의 제작, 각 피스톤을 수납하는 수납부의 가공, 더욱이 수납부의 증가에 수반하는 보강이 불필요하게 되어, 중량의 증대나 코스트의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 제 1 발명에 대해 바람직하게는, 상기 피스톤 수납 구멍의 내측 주벽을 형성하는 중앙 돌기부가 상기 캘리퍼 본체와 별도 부재에 의해 형성되는 것이 좋다.

이러한 구성에 의하면, 상기 피스톤 수납 구멍의 내측 주벽을 형성하는 중앙 돌기부가 상기 캘리퍼 본체와 일체적으로 구성한 것에 비해, 피스톤 수납 구멍의 복잡한 보링 가공이 불필요하고 양산성이 좋아 염가로 제작할 수 있다.

또한, 통상 브레이크 캘리퍼 본체는 인너 피스와 아우터 피스를 각각 별개로 제작하고, 볼트 체결함으로써 캘리퍼 본체의 브레이크 디스크로의 강압 시의 강성은 충분한 수치를 확보하기 어렵지만, 본 발명의 경우는 인너 피스와 아우터 피스를 일체 구조로서도 상기 피스톤 수납 구멍을 형성할 수 있으므로, 일체 구조가 채용 가능해지기 위해 볼트 체결에 수반하는 브레이크 디스크의 강압 시의 강성의 저하가 없고, 경량으로 또한 고강성이 되어 우수한 제동력을 발휘할 수 있다.

또한, 이러한 별체 구조에 있어서, 상기 중앙 돌기부가 상기 캘리퍼 본체의 일부를 포함하고 피스톤 축방향으로 분리 가능한 별도 부재에 의해서 형성되어도 좋고, 상기 중앙 돌기부의 선단측 부분만큼을 분리가능한 별도 부재에 의해서 형성되어도 좋다.

상기 중앙 돌기부가 상기 캘리퍼 본체의 일부를 포함하고 피스톤 축방향으로 분리가능한 별도 부재에 의해서 형성하는 경우에는, 상기한 바와 같이 피스톤 수납 구멍의 복잡한 보링 가공이 불필요하므로 생산성이 향상한다.

또한, 상기 중앙 돌기부의 선단측 부분만큼을 분리가능한 별도 부재에 의해서 형성하는 경우에는, 피스톤 수납 구멍을 가공하는 경우에, 중앙 돌기부가 없기 때문에 가공용 공구가 중앙 돌기부에 간섭하는 것이 없기 때문에 가공하기 쉽다. 더욱이 간섭할 우려가 없기 때문에 가공 공구의 강성을 확보하여 가공 정도를 높일 수 있다.

또한, 이러한 별체 구조에 있어서, 상기 별도 부재가 나사 요소, 마찰 압접, 확산 접합, 용접, 또는 접착제에 의해서 캘리퍼 본체 측에 접합되면 좋다.

각각이 나사 요소로 나사 결합되고 있거나 또는 마찰 압접 등으로 접합되고 있으므로, 피스톤 내주에 중앙 돌기부를 가지지 않는 종래 기술의 브레이크 캘리퍼의 가공 공정을 크게 변경하는 일 없이 중앙 돌기부를 형성할 수 있다.

또한, 이러한 별체 구조에 있어서, 상기 별도 부재의 중앙 돌기부 외주에 상기 피스톤 내주에 미끄럼 접촉하는 내측 시일 부재를 수납하는 내측 시일 홈이 형성되면 좋다.

피스톤 내주에 미끄럼 접촉하는 내측 시일 부재를 수납하는 홈을 캘리퍼 본체와는 다른 별도 부재에 형성하므로, 정도 좋게 가공된 내측 시일 홈을 갖는 상기 중앙 돌기부를 부가하는 것만으로 용이하게 피스톤 내주에 미끄럼 접촉하는 시일 부재를 소정의 위치에 정도 좋게 배치할 수 있다.

또한 상기 중앙 돌기부의 선단측 부분만큼을 분리가능한 별도 부재에 의해서 형성하는 경우에 있어서, 상기 선단측 부분의 외경을 상기 중앙 돌기부의 기부 측의 외경보다 크게 형성하면 좋다.

이러한 구성에 의하면, 캘리퍼 본체의 중앙 돌기부가 조립되는 외경보다 해당 선단측 부분의 외경이 크기 때문에, 캘리퍼 본체의 중앙 돌기부가 조립되는 돌기 부분의 외경을 한층 더 정도 좋게 완성하는 등의 공정이 불필요하고, 정도 좋게 가공된 중앙 돌기부의 선단측 부분만큼을 부가하는 것만으로 좋다. 그 결과, 용이하게 피스톤 내주에 미끄럼 접촉하는 내측 시일 부재를 마련할 수 있다.

더욱이, 제 1 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 피스톤의 외주와 상기 피스톤 수납 구멍의 외측 주벽과의 사이에 간극을 형성하는 동시에, 상기 피스톤의 내주와 상기 피스톤 수납 구멍의 내측 주벽과의 사이에도 간극을 형성하고, 상기 양 간극의 크기를 다르게 하면 좋다.

이러한 구성에 의하면, 브레이크 캘리퍼에 있어서의 피스톤 수납 구멍에 대한 피스톤 외주와의 간극과 피스톤 내주와 피스톤 수납 구멍의 내측 주벽과의 간극을 달리 설정했으므로, 피스톤 수납 구멍의 내측 주벽에 의해 형성되는 중앙 돌기부를 강도적으로 유리한 설계로 할 수 있다. 상세한 것에 대하여는 제 3 실시예에 대해 설명하지만, 중앙 돌기부가 피스톤에 의한 굽힘 모멘트를 받기 어려워지므로 강도적으로 유리하게 된다.

또한, 브레이크를 작동시키기 위한 유압이 해방되었을 때에 해당 피스톤의 원위치로의 복원성을 확실하게 할 수 있다.

더욱이, 제 1 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 피스톤은, 그 내부에 원환형의 공동부를 마련하면 좋다.

이러한 구성에 의하면, 피스톤의 내부에 공동부를 마련했으므로, 브레이크 캘리퍼의 중량의 증대를 억제할 수 있고, 또 브레이크 캘리퍼가 브레이크 작동할 때에 발생하는 열에 대한 피스톤의 열용량을 적정한 것으로 설정할 수 있다.

다음에, 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼에 따른 제 2 발명은, 디스크 로터를 사이에 두어 브레이크 피스톤을 마련한 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼로서, 상기 피스톤은 원환형으로 형성되고 원환형의 가압부에 의해 디스크 로터에 가압력을 작용하도록 구성되고, 캘리퍼 본체에는 상기 피스톤을 피 스톤 축방향으로 미끄럼 운동가능하게 수납하는 원환형의 피스톤 수납 구멍이 설치되고, 상기 피스톤의 외주와 상기 피스톤 수납 구멍의 외측 주벽과의 사이에 외측 시일 부재를 마련하는 동시에, 상기 피스톤의 내주와 상기 피스톤 수납 구멍의 내측 주벽과의 사이에 내측 시일 부재를 마련한 것을 특징으로 한다.

이러한 제 2 발명에 의하면, 피스톤의 외주에 외측 시일 부재를 마련하는 것 이외에, 내주 측에도 내측 시일 부재를 마련했으므로, 이들 양 시일 부재가 브레이크 디스크를 가압하기 위한 유압이 작용했을 때에 변형하고, 가압하기 위한 유압이 해방되었을 때에 해당 양 시일 부재의 변형에 대한 복원력으로 피스톤을 되 미는 기능이 확실하게 되고, 브레이크 디스크와 브레이크 패드의 당김 현상(dragging phenomenon)이 생기기 어려워진다.

또한, 이러한 제 2 발명에 있어서, 바람직하게는, 상기 외측 시일 부재의 전단 강성을 상기 내측 시일 부재의 전단 강성보다 크게 하면 좋다.

이와 같이 전단 특성을 설정함으로써, 직경이 큰 외측 시일 부재를 높은 전단 특성에, 또한 직경이 작은 내측 시일 부재를 낮은 전단 특성으로서, 특성이 다른 시일 부재를 조합하는 것으로, 목적으로 하는 이상적인 시일 부재의 특성을 얻을 수 있다.

즉, 피스톤이 돌아와서 브레이크 페달을 밟았을 때에는 아이들링이 발생하는 것이 없고, 또 피스톤이 충분히 돌아오지 않는 소위 당김 현상이 생기지 않도록, 압력 해제 시에 피스톤을 이상(理想)으로 하는 적절한 위치에, 가볍게 브레이크를 밟았을 때와 같은 저액압 시와 ABS(Anti　Lock　Brake　System)가 작동하는 고액압 시의 양자에 있어서, 정확하게 되돌릴 수 있는 시일 부재의 전단 특성으로 하는 것이 가능하게 된다.

[발명의 효과]

제 1 발명에 의하면, 종래 기술에 있어서 피스톤의 가압부의 형상이 원형인 것에 대해 본 발명에 있어서는 가압부가 원환형이기 때문에, 피스톤의 수압 면적이 동일하여도 수압부 전체의 외경을 크게 할 수 있어서, 콤팩트한 구조이면서 다수 개의 피스톤의 브레이크 캘리퍼와 동등한 성능을 가질 수 있다.

예를 들면, 일측에 2개의 피스톤을 구비한 브레이크 캘리퍼의 경우, 브레이크 패드의 면적은 차량 중량과 패드 수명으로부터 일의적으로 정해지므로, 종래 기술에서는 2개의 피스톤의 가압부의 외측이나 차륜 중심축 부분에는 돌출부가 발생하고, 해당 패드의 불균일 마모, 브레이크 소리 등의 문제가 발생하는 것에 대해, 본 발명에 의하면 수압부분의 외경이 커지기 때문에 해당 돌출부가 대폭으로 작게 되고, 패드 전체를 균등하게 가압할 수 있고, 패드와 로터 사이에 아이들링 부분이 생기는 것이 없게 우수한 제동력을 발휘하고, 또한 패드 마모의 균일화를 처리하여 브레이크 소리의 문제를 해소할 수 있다.

더욱이, 돌출부를 방지 위해 피스톤을 3개 이상으로 늘리지 않고 대응할 수 있기 때문에, 각 피스톤의 제작, 각 피스톤을 수납하는 수납부의 가공, 더욱이 수납부의 증가에 수반하는 보강이 불필요하게 되어, 중량의 증대나 비용의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 제 2 발명에 의하면, 피스톤의 외주에 외측 시일 부재를 마련하는 것 이외에, 내주 측에도 내측 시일 부재를 마련했으므로, 이들 양 시일 부재가 브레이크 디스크를 가압하기 위한 유압이 작용했을 때에 변형하고, 가압하기 위한 유압이 해방되었을 때에 해당 양 시일 부재의 변형에 대한 복원력으로 피스톤을 되 미는 기능이 확실하게 되어, 브레이크 디스크와 브레이크 패드의 당김 현상이 생기기 어려워진다.

도 1은 제 1 실시예에 있어서의 브레이크 캘리퍼를 도시한 단면도,

도 2는 제 1 실시예에 있어서의 브레이크 패드와 피스톤의 배치 상황을 도시한 정면도,

도 3은 제 2 실시예에 있어서의 브레이크 캘리퍼를 도시한 단면도,

도 4는 피스톤에 미끄럼 접촉하는 각 시일의 수납 상태를 도시한 단면도,

도 5는 피스톤에 미끄럼 접촉하는 각 시일의 작동 시의 변형 상태를 도시한 단면도,

도 6은 브레이크 캘리퍼의 압력 제거시 피스톤 복귀량과 부하 액압의 관계를 도시한 특성도,

도 7은 제 3 실시예에 있어서의 피스톤과 미끄럼 접촉하는 캘리퍼 본체 및 중앙 돌기부와의 간극 상태를 도시한 단면도,

도 8은 제 4 실시예에 있어서의 브레이크 캘리퍼를 도시한 단면도,

도 9는 제 5 실시예에 있어서의 브레이크 캘리퍼를 도시한 단면도,

도 10은 제 5 실시예에 있어서의 다른 브레이크 캘리퍼를 도시한 단면도,

도 11은 제 6 실시예에 있어서의 중앙 돌기부의 상세를 도시한 단면도,

도 12는 제 7 실시예에 있어서의 브레이크 캘리퍼를 도시한 단면도,

도 13은 종래 기술의 브레이크 캘리퍼의 부착 상태를 개략적으로 도시한 개략도,

도 14는 종래 기술의 브레이크 캘리퍼의 구조를 도시한 단면도,

도 15는 종래 기술에 있어서의 브레이크 패드와 피스톤의 배치 상황을 도시한 정면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 다만, 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특정적인 기재가 없는 한, 그 발명의 범위를 그에 한정하는 취지가 아니라, 단지 설명예에 지나지 않는다.

(제 1 실시예)

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예를 설명한다. 종래 기술의 도 13 내지 도 15에 설명된 부품과 동일 구성에는 동일 부호가 붙는다.

브레이크 캘리퍼(2)의 전체 구성은, 도 13에 도시한 브레이크 캘리퍼(2)의 부착 상태와 유사하며, 브레이크 캘리퍼(2)는 브레이크의 디스크 로터(1)를 사이에 두고 배치되어 있다. 브레이크 캘리퍼(2)는 아우터 피스(3), 인너 피스(4) 및 양자를 결합하는 볼트(5)로 구성되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 아우터 피스(3)는 아우터 캘리퍼 본체(100)와, 상기 아우터 캘리퍼 본체(100)에 설치된 피스톤 수납 구멍(21)에 미끄럼 운동가능하게 수납된 피스톤(23)에 의해 구성되고, 피스톤 수납 구멍(21)의 저벽과 피스톤(21)의 저부 사이에 유압실(25)이 구성되고 유압 마스터 실린더(도시하지 않음)로 승압된 작동유가 급유관(도시하지 않음)을 통해 공급되도록 이루어져 있다.

피스톤(23)은 원환형으로 형성되고, 원환형의 가압부(27)에 의해 디스크 로터(1)에 가압력을 작용하도록 구성되고, 아우터 캘리퍼 본체(100)에 형성된 피스톤 수납 구멍(21)은 상기 피스톤(23)을 피스톤 축방향으로 미끄럼 운동가능하게 수납하도록 원환형의 홈이 오목 설치되어 형성되어 있다.

또한, 브레이크 패드(10, 10)는, 내판(104)에 고착 형성되고, 피스톤(23)의 이동에 의해 상기 내판(104)를 거쳐 브레이크 패드(10)를 디스크 로터(1)에 가압하여 제동력을 작동시킨다.

인너 피스(4)에 대해서도 마찬가지로, 브레이크 캘리퍼(105)에 피스톤 수납 구멍(21)을 설치하여 구성되고, 상기 아우터 피스(3) 및 인너 피스(4)는 결합하여 브레이크 캘리퍼(2)가 형성되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 브레이크 캘리퍼(2)는 인너 피스(4) 및 아우터 피스(3)의 각각의 피스톤(23)의 피스톤 수납 구멍(21)의 중앙에는, 피스톤 수납 구멍(21)의 내측 주벽을 형성하는 중앙 돌기부(22)가 형성되고, 또한 피스톤(23)의 중앙에는 상기 중앙 돌기부(22)에 대응하는 개소에, 도 2에 도시한 바와 같은 감합 구멍(29)이 설치되어 있다.

즉, 피스톤(23)은 중공이며, 외주가 피스톤 수납 구멍(21)의 외측 주벽과 미끄럼 접촉하는 동시에, 내주가 피스톤 수납 구멍(21)의 내측 주벽을 형성하는 중앙 돌기부(22)와도 미끄럼 접촉하는 도넛 형상, 또는 원환형으로 형성된다.

또한, 인너 피스(4)와 아우터 피스(3)는 도 2에 도시한 바와 같이 볼트(5)에 의해 결합되어 있다.

또한, 피스톤(23)의 외주와 피스톤 수납 구멍(21)의 외측 주벽 사이에는 작동유가 누설하지 않도록 외측 시일 부재의 각 시일(31)이 설치되는 동시에, 각 시일(31)의 외측에는 먼지 등의 혼입을 방지하는 더스트 시일(33)이 설치되고, 또한 중앙 돌기부(22)의 선단에는 외부로부터의 흙이나 먼지의 침입을 방지하는 더스트 부츠(dust boot)(60)가 감합되어 있다.

피스톤(23)은, 도 1에 도시한 인너 피스(4) 및 아우터 피스(3)의 중앙 돌기부(22)에 대해, 도 2에 도시한 바와 같이 중앙 돌기부(22)에 대응하는 감합 구 멍(29)의 면적에 상응하는 만큼 종래의 구조의 피스톤에 비해 브레이크 유압의 수압 면적이 감소한다. 차량으로서의 브레이크력을 저하시키는 것은 할 수 없기 때문에, 이 감소분을 보상하기 위해서 피스톤(23)의 외경을 증대할 필요가 발생한다. 따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 피스톤(23)의 수압 면적이 동일하여도 수압부 전체의 외경을 종래의 D1(도 15)로부터 크게 D2(도 2)로 할 수 있다. 전술한 브레이크 패드(10)의 피스톤(23)으로 가압할 수 없는 부분이 저절로 감소하는 구성으로 할 수 있다.

또한, 원환형의 가압부(27)에 있어서의 외경(D2)과 내경(P)과의 비는, P/D2가 35%~65%의 범위에 있는 것이 바람직하다.

35% 이하이면, 외경이 커지도록 하는 수압 작용 면적의 확대 효과가 얻어지고, 또한 65% 이상이면, 중앙부의 가압력이 저하하여 균일한 가압 작용이 얻어지기 쉽다.

또한, 피스톤(23)의 내부는, 중실 상태이어도 좋지만, 본 실시예에서는 공동부(24)가 설치되어 있다.

피스톤(23)의 내부에 공동부(24)를 가지고 있으므로, 피스톤(23)이 경량이 되고 브레이크 캘리퍼 전체의 경량화에 기여하는 동시에, 브레이크를 작동시키는 브레이크 유압의 인가 속도가 빠른 경우에도 피스톤(23)이 가벼우므로 충분한 추종성을 확보할 수 있다.

또한, 피스톤(23)이 공동부(24)를 가지고 있으므로, 피스톤(23)의 중량을 임의로 조정할 수 있고, 브레이크를 작동시킬 때에 발생하는 열에 대해 최적의 열용 량으로 설정할 수 있다. 또한, 공동부(24)는 피스톤(23)이 금속인 경우는 피스톤(23)을 2분할하여 성형하여 용접하고, 미가공 부착하는, 마찰 압접하는 등의 방법으로 제작할 수 있고, 수지의 경우는 2분할하고 성형한 후에 용착 등의 방법이 고려된다.

이상 상술한 본 실시예에 의하면, 차량의 전륜, 후륜의 브레이크력의 밸런스를 무너뜨리지 않고서, 브레이크 캘리퍼의 피스톤(23)의 외경을 크게 할 수 있기 때문에, 브레이크 패드(100에 대한 피스톤(23)으로 가압할 수 없는 부분이 작게 되고 브레이크 패드(10)의 불균등 마모나 브레이크 소리의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 종래 기술의 도 15와 같이 브레이크 캘리퍼(2)의 피스톤(6)의 개수를 함부로 늘리거나 하지 않고, 브레이크 패드(10)를 유효하게 가압할 수 있다. 따라서, 서로 이웃하는 피스톤의 간극을 다수 개의 피스톤으로 구성된 브레이크 캘리퍼보다도 확대할 수 있고, 브레이크 디스크에 대한 브레이크 캘리퍼의 강압 시의 강성을 충분히 확보할 수 있다. 그 결과, 종래 기술과 같은 중량이나 비용 증대를 초래하지 않는다.

(제 2 실시예)

다음에, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다.

제 2 실시예는, 제 1 실시예의 외측 시일 부재의 각 시일(31)이 피스톤(23)의 외주와 피스톤 수납 구멍(21)의 외측 주벽 사이에 설치되어 있는 것에 대해, 피스톤(23)의 내주가 감합하는 중앙 돌기부(22)의 외주부에도 내측 시일 부재의 각 시일(36)이 설치되어 있는 구성을 특징으로 하는 것이다.

각 시일(36)은 피스톤(23) 측에 홈을 설치하고 피스톤(23) 측에 옮겨 설치하여도 기능상은 문제가 없다는 것은 언급할 필요도 없다.

피스톤(23)은, 도 3에 도시한 바와 같이 그 외주에 있어서 각 시일(31)과, 그 내주에 있어서 각 시일(36)과 접촉하고 있다. 도 4는 브레이크를 작동시키지 않고서 초기 상태에서의 피스톤(23)의 외주로 접촉하고 있는 각 시일(31)의 형상을 개략적으로 나타내는 것이다. 브레이크 페달(도시하지 않음)을 밟으면 브레이크 유압 회로(도시하지 않음)에 있어서의 유압이 상승하고, 유압실(25)에 그 유압이 작용한다. 그 결과, 피스톤(23)은 도 4의 좌측방향으로 이동하고 피스톤(23)에 미끄럼 접촉하는 각 시일(31)은 도 5와 같이 탄성 변형한다. 그 탄성 변형량은 도 4의 면취부(38)의 크기나 각 시일의 재료 등에 의해 결정된다. 그 탄성 변형은 도 5에 도시하지 않은 피스톤(23)의 내주측에서 미끄럼 접촉하는 각 시일(36)에 있어서도 유사하다.

도 6에 도시한 바와 같이, 종래 설계의 시일[도 14에 도시한 각 시일(8)]을 사용한 경우는, 부하 액압이 P2의 경우에는 종래 설계에서의 시일 특성(도 6C 선)이 나타나는 압력 제거 시 피스톤 변위량이 이상적 피스톤 복귀량(B)과 거의 일치하고 있으므로 문제가 되지 않지만, 이로 인해 액압이 낮은 P1의 경우는 필요한 피스톤 복귀량에 대해 실제의 피스톤 복귀량이 δ1 만큼 커지므로, 압력 제거시에 피스톤은 피스톤의 작동 전의 위치보다 δ1 만큼 크게 되돌아온다. 따라서, 다음에 브레이크를 밟았을 때에는 이 δ1을 없애는 분만큼 브레이크 페달의 아이들링이 증 가한 것과 같이 되어 운전자에 위화감을 느끼게 해 버린다.

또한, 도 6의 A선은 최소 필요 복귀량 = D선값 + E선값을 나타내고, B선은 이상적 피스톤 복귀량, C선은 상기와 같이 종래 설계에서의 시일 특성, D선은 브레이크 캘리퍼의 굽힘량, E선은 패드의 압축 변형량을 각각 나타낸다.

한편, 부하 액압이 P2보다 높은 P3인 경우는, 필요한 피스톤 복귀량에 대해 실재의 피스톤 복귀량이 δ3 만큼 부족하므로, 압력 제거 시에 피스톤은 피스톤의 작동 전의 위치보다 δ3 만큼 복귀하지 않는다. 따라서, 브레이크 페달을 밟는 것을 그만두었음에도 불구하고 δ3 만큼 브레이크 패드가 브레이크 디스크에 가압하는, 즉 당김 현상이 발생하여 브레이크 패드의 조기 마모나 주행 저항이 증가했기 때문에 연비의 악화를 초래하는 불량이 발생한다.

본 실시예의 경우에는, 브레이크 피스톤의의 외주 및 내주에 각각 특성이 다른 각 시일(31, 36)을 구비하고 있으므로, 각각의 각 시일(3 36)의 특성을 중첩하는 것으로 도 6에 나타난 이상적 피스톤 복귀량 곡선 B에 가까운 시일 특성을 얻을 수 있고, 브레이크 페달에 위화감을 느끼는 일 없이, 또한 브레이크 패드의 당김 현상도 발생하지않는 브레이크 캘리퍼를 얻을 수 있다.

특히, 피스톤 외경 측에 미끄럼 접촉하는 각 시일(3)은 직경이 크기 때문에 시일의 탄성 변형에 대한 저항이 크고, 또한 고무 경도를 올려 면취량을 많이 취함으로써 도 6에 나타내는 직선(D)에 가까운 특성을 얻기가 쉽다. 또한 피스톤 내경 측에 미끄럼 접촉하는 각 시일(36)은 직경이 작기 때문에 시일의 탄성 변형에 대한 저항이 작고, 면취량을 작게 하여 고무 경도를 내리는 것으로 도 6에 나타내는 조 기 수속형의 곡선(E)에 가까운 특성을 얻을 수 있다.

즉, 외측 시일 부재의 각 시일(3)의 전단 강성을, 상기 내측 시일 부재의 각 시일(36)의 전단 강성보다도 큰 특성으로 하도록 재료, 형상을 변경하는 것이 좋다.

이들의 각각 특성이 다른 시일을 동일한 피스톤에 조립함으로써 목적으로 하는 도 6에 나타내는 곡선 B에 근사한 시일 특성을 얻을 수 있다.

(제 3 실시예)

다음으로, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다.

제 3 실시예는, 피스톤 수납 구멍(2) 내에 수납되는 피스톤(23)과, 상기 피스톤 수납 구멍(2)과의 간극의 관계를 설정한 것이다.

피스톤(23)과 피스톤 수납 구멍(2)과의 관계를 자세하게 적으면, 도 7에 나타낸 바와 같이 피스톤(23)은 캘리퍼 본체(100, 105)의 피스톤 수납 구멍(21) 및 중앙 돌기부(22)와의 사이에 소정의 간극(δ1, δ2)을 갖고 수납되어 있다. 본 실시예의 브레이크 캘리퍼(2)는, 그 간극(δ1, δ2)이 동일하지 않은, 즉 다르게 설정되어 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 인너 캘리퍼 본체(105)의 유압실(25)에 브레이크 유압이 인가되었을 때는, 피스톤(23)이 브레이크 패드(10)를 거쳐 디스크 로터(1)를 강하게 가압한다.

한편 디스크 로터는 지면 직각방향으로 이동하고 있기 때문에 피스톤(23)도 같이 지면 직각방향으로 이동할 수밖에 없다. 이때 도 7에 도시한 피스톤(23)의 외주의 간극(δ1)은 지면 직각방향에서 0에 가깝다. 이 두 개의 간극(δ1, δ2)의 관계에 관해서는 2개의 간극 설정 방법이 고려된다.

우선, 피스톤(23)의 외주 위치에서의 간극(δ1)보다 피스톤(23)의 내주 위치에서의 간극(δ2)을 크게 설정하는 경우가 있다. 이 경우, δ1이 0, 즉 피스톤(23)이 브레이크 캘리퍼 본체(105)에 접촉했을 때에도 δ2가 0보다 크고 중앙 돌기부(22)와의 사이에 간극이 있으므로, 중앙 돌기부(22)는 피스톤(23)의 지면 수직방향의 힘에 의한 굽힘 모멘트를 받지 않음으로써 강도적으로 유리해진다.

한편, 피스톤(23)의 외주 위치에서의 간극(δ1)보다 피스톤(23)의 내주 위치에서의 간극(δ2)을 작게 설정하는 것도 가능하다. 이 경우, δ2가 0, 즉 피스톤(23)이 중앙 돌기부(22)에 접촉했을 때에도 δ1이 0보다 크고 피스톤 수납 구멍(21)의 외측 벽면과의 사이에 간극이 있으므로, 피스톤(23)과 캘리퍼 본체(100, 105)는 접촉하지 않으므로, 브레이크 유압이 없어졌을 대에 각 시일(31) 및 각 시일(36)의 변형 복원력으로 피스톤(23)은 용이하게 원위치로 복귀하는 것이 가능해지고, 도 1에 도시한 디스크 로터(1)와 브레이크 패드(10)와의 간극이 확보되고, 통상 주행 상태에서도 디스크 로터(1)가 브레이크 패드(10)와 미끄럼 운동하는 당김 현상이 발생하는 것이 방지된다.

(제 4 실시예)

다음으로, 제 4 실시예에서 제 7 실시예까지, 피스톤 수납 구멍(21)의 내측 주벽을 형성하는 중앙 돌기부(22)가 캘리퍼 본체(100, 105)와 별도 부재에 의해 형성되는 경우를 설명한다.

도 8을 참조하여, 제 4 실시예를 설명한다.

아우터 피스(3) 및 인너 피스(4)는 2분할 구조가 아니라, 아우터 피스(3)와 인너 피스(4)가 일체로 형성되어 있다. 언급할 필요 없이 양 피스를 결합하는 볼트(5)는 존재하지 않는다.

이 경우, 피스톤 수납 구멍(21)의 가공의 용이성을 확보하기 위해 브레이크 캘리퍼 본체(105)에 형성된 중앙 돌기부(22)에 상응하는 부분을 브레이크 캘리퍼 본체(105)로부터 분리가능하도록, 브레이크 캘리퍼 본체(105)에, 중앙 돌기부(22)가 형성된 엔드 블록(40)을 수납하기 위한 가공 구멍(43)이 설치되어 있다. 이 엔드 블록(40)이 수납하는 가공 구멍(43)이 설치된 이외는 도 3에 도시한 상기 제 2 실시예에 있어서의 브레이크 캘리퍼(2)와 기본 구성을 동일하다.

본 실시예의 브레이크 캘리퍼에 있어서도, 상기 제 1, 2 실시예에 있어서의 브레이크 캘리퍼의 경우와 마찬가지로, 아우터 피스(3)의 아우터 캘리퍼 본체(100), 또한 인너 피스(4)의 인너 캘리퍼 본체(105)에 상응하는 부분에는 중앙 돌기부(22)가 각각 형성되어 있다.

그러나, 인너 캘리퍼 본체(105)의 중앙 돌기부(22)는 엔드 블록(40)과 일체적으로 형성되어 있다. 인너 캘리퍼 본체(105)와 엔드 블록(40)은 도 8의 경우는 결합 나사(45)에서 나사 결합되어 있다. 나사 요소 이외의 결합 요소에서도 본 실시예가 성립하는 것은 언급하지 않는다.

결합 나사(45)는 도 8에 도시한 바와 같이, 엔드 블록(40)의 외측 단부에 형성되어 있다. 그리고, 결합 나사(45)보다 브레이크 패드(10) 측에는 단차부(47)가 설치되고 일단 외경측에 위치된 면에 감합면(49)이 형성되어 있다. 단차부(47)의 종면에 의해 엔드 블록(40)의 브레이크 캘리퍼(105)에 대한 파지 및 위치 결정된다.

이상 상술한 제 4 실시예에 의하면, 브레이크 캘리퍼 본체(105)의 중앙 돌기부(22)를 인너 캘리퍼 본체(105)와 일체적으로 가공할 필요가 없다. 따라서, 가공성, 조립성이 보다 저렴하게 생산할 수 있다. 또한, 아우터 피스(3) 및 인너 피스(4)가 2분할 구조로 이루어지고, 아우터 피스(3)와 인너 피스(4)가 일체로 형성되어 있으므로 신뢰성이 높고, 또한 디스크 로터(1)로의 브레이크 캘리퍼(2)의 강압 강성을 높일 수 있으므로 안정된 브레이크력을 확보할 수 있다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 엔드 블록(40)을 맞붙이기 전에는, 가공 구멍(43)을 통해 아우터 피스(3) 측의 피스톤 수납 구멍(21)의 가공 공구를 삽입할 수 있기 때문에, 아우터 피스(3) 측의 피스톤 수납 구멍(21)의 가공이 용이해지고, 아우터 피스(3)와 인너 피스(4)가 일체로 형성되어 있는 구조이어도 피스톤 수납 구멍(21)을 용이하게 가공할 수 있다.

(제 5 실시예)

다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여, 제 5 실시예에 대하여 설명한다.

제 5 실시예는, 피스톤 수납 구멍(21)의 중앙에 형성된 중앙 돌기부(22)가, 중앙 돌기부(22)의 선단측 부분만을 분리가능한 별도 부재의 가이드 부재(50)를 맞붙여 형성된다.

또한, 제 1 실시예~제 3 실시예에서 설명된 구성 부품과 동일 구성에 대해서는 동일부호이므로 설명을 생략한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 인너 캘리퍼 본체(105)의 중앙부에 형성된 중앙 돌기부(22)는, 기부(52)와, 선단측 부분의 가이드 부재(50)를 나사 요소(54)로 나사 결합되어 있다. 또한, 도 10에 도시한 바와 같이 나사 요소(54)가 아니라, 마찰 압접(55)에 의해 접합하여도 좋다.

더욱이, 확산 접합, 용접 또는 접착제 등에 의해 접합하여도 좋은 것은 물론이다.

가이드 부재(50)의 상부에는, 가이드 부재(50)를 나사 결합 또는 압접하기 위한 공구가 감합하는 리세스부(56)가 오목 설치되어 있다.

또한, 가이드 부재(50)의 외주에는, 내측 시일 부재의 각 시일(36)을 수납하는 내측 시일 홈(58)이 형성되고, 상기 내측 시일 홈(58) 내에 각 시일(36)이 감합되어 있다.

피스톤(23)의 내경 측에 미끄럼 접촉하는 각 시일(36)이 설치된 가이드 부재(50)는, 중앙 돌기부(22)의 기부(52)에 조립되어 있기 때문에, 인너 캘리퍼 본체(105)의 피스톤 수납 구멍(21)을 가공할 때에 가이드 부재(50)에 상응하는 부분이 없으므로, 가공이 쉽지만은 않고, 가공용 공구가 중앙 돌기부(22)에 간섭할 우려도 없기 때문에, 충분한 가공 공구의 강성을 확보할 수 있으므로 가공 정도가 좋 고, 또한 생산성이 높다.

또한, 별개로 정도 좋고 가공된 가이드 부재(50)를 조립하기만 하므로, 피스톤(23)을 수납하는 부분의 외경, 내경과도 정도 좋게 제공할 수 있으므로, 생산성을 저해하지 않고서 정도를 높일 수 있다.

또한, 인너 캘리퍼 본체(105)의 피스톤 수납 구멍(21)의 내경과 피스톤(23)의 외경, 및 피스톤(23)의 내경과 가이드 부재(50)의 외경과의 간극은, 각 시일(31, 36)의 성능을 설계값 대로 발휘시키기 위해 간극 격차를 극한까지 억제할 필요가 있다. 여기서, 격차를 억제하는 수단으로서 피스톤(23)의 외경 가공 치수의 허용차 내의 부품을 가공 마무리 치수마다 예컨대 3단계로 층별 관리하고, 인너 캘리퍼 본체(105)의 피스톤 수납 구멍(21)의 내경의 가공 치수를 계측한 결과에 의해 상기 3단계로 층별된 피스톤 중 하나의 구분된 것을 조립할지를 결정하는 수법을 취한다. 또한, 이 수법을 이하 선택 감합이라고 한다.

피스톤(23)은 중공이지만, 이에 따라 그 외경과 내경에 감합부를 갖는다. 따라서, 각 시일(31, 36)의 성능을 확보하기 위해, 외경에도 내경에도 선택 감합을 실시할 필요성이 있게 된다. 피스톤(23)의 내경 측에 감합하는 상기 가이드 부재(50)까지를 일체로 한 경우, 피스톤 수납 구멍(21)의 내경 치수와 중앙 돌기부(22)의 외경 치수를 각각 계측하고, 피스톤(23)의 외경 및 내경 치수를 예컨대 각각 3단계로 층별하여 간격 선택 감합을 함으로써, 3×3의 9종류의 치수의 피스톤을 층별 준비할 필요성이 있기 때문에 현실적이지는 않다.

한편, 피스톤(23)의 내경 측에 감합하는 중앙 돌기부(22)를, 본 실시예와 같 이 중앙 돌기부(22)의 기부(52)와 가이드 부재(50)와에 분리 조립하는 수법을 하면, 브레이크 캘리퍼 본체(105)의 피스톤 수납 구멍(21)의 내경 가공 치수를 계측하고, 미리 외경을 3종류로 층별하여 둔 피스톤(23)을 선택하여 조립한다. 또한, 여기까지는 종래 기술의 제조 방법과 동일하지만, 본 실시예에서는 이때에, 피스톤(23)의 내경 치수도 계측하여 미리 별도로 3종류로 층별하여 둔 가이드 부재(50)를 선택한다. 그리고, 선택된 치수의 가이드 부재(50)를 중앙 돌기부(22)의 기부(52)에 나사 요소로 나사 결합하지만, 마찰 압접으로 접합하여 상기 치수의 피스톤(23)을 조립한다.

이로써, 3×3의 9종류의 치수의 피스톤을 층별 준비할 필요가 없고, 생산성을 저해하지 않고서 각 시일(31, 36)의 소망하는 성능을 얻을 수 있다.

(제 6 실시예)

다음으로, 도 11을 참조하여, 제 6 실시예를 설명한다.

제 6 실시예는, 제 5 실시예에 대해 도 11에 도시한 바와 같이 가이드 부재(50)의 외경(d1)이 중앙 돌기부(22)의 기부(52)의 외경(d2)에 대해 크게 설정되어 있다. 제 5 실시예에 나타낸 구성 부품과 동일 구성에 대해서는 동일부호로서 설명을 생략한다.

도 11에 도시한 바와 같이, 중앙 돌기부(22)의 기부(52)의 외경은, 근원부의 d3으로부터 선단부의 d2로 테이퍼 형상으로 변화하고 있다. 기부(52)의 외경(d2, d3)은 모두 가이드 부재(50)의 외경(d1)보다 작은 직경으로 이루어져 있다. 또한, 가이드 부재(50)의 선단에는 외부로부터의 흙이나 먼지의 침입을 방지하는 더스트 부츠(60)가 감합되어 있다.

이상의 실시예에 의하면, 가이드 부재(50)의 외경(d1)에 대해 중앙 돌기부(22)의 기부(52)의 외경(d2)을 작게 구성하므로, 브레이크 작동 시에 중앙선 X-X에 대해 피스톤(23)이 피스톤 수납 구멍(21)의 내경과 피스톤(23)의 외경의 간극만큼 지면에 직각방향으로 Y와 같이 회전 전동한 경우에도, 피스톤(23)과 중앙 돌기부(22)의 기부(22)가 간섭하지 않는다.

따라서, 중앙 돌기부(22)의 기부(52)는 피스톤(23)에 의한 굽힘 모멘트를 받지 않으므로, 가늘더라도 강도적으로 문제가 되지 않는다. 또한, 중앙 돌기부(22)의 기부(52)는 가이드 부재(50)의 외경보다 작으므로, 중앙 돌기부(22)의 기부(52)를 기계 가공하지 않고서 다이캐스트 등에 의한 소재 치수인 채 사용할 수 있고, 저렴하게 제작할 수 있다.

더욱이, 상기 피스톤(23)의 내주에 미끄럼 접촉하도록 설계된 각 시일(36)을 수납하는 가이드 부재(50)는, 별도 부재로 구성되고, 중앙 돌기부(22)의 기부(52)의 외경보다 크기 때문에, 조립된 가이드 부재(50)의 외경을 한층 더 정도 좋게 완성하는 등의 공정이 불필요하고, 정도 좋게 가공된 상기 가이드 부재(50)를 부가함으로써 용이하게 피스톤(23) 내주에 미끄럼 접촉하는 각 시일(36)을 설계할 수 있다.

(제 7 실시예)

다음으로, 도 12를 참조하여 제 7 실시예를 설명한다.

제 7 실시예는, 도 9 및 도 10에 도시된 제 5 실시예의 외측 시일 부재의 각 시일(31)의 배치를, 브레이크 캘리퍼 본체(105) 측으로부터, 피스톤(23) 측에 이동 설계하여, 각 시일(61)로 한 것이다.

이와 같은 각 시일(61)을 피스톤(23)의 외주에 형성된 시일 홈에 수납하여 배치함으로써, 시일 기능상에 있어서는, 상기 제 5 실시예에서 나타낸 브레이크 캘리퍼 본체(105) 측에 배치된 경우와 동등하지만, 본 제 7 실시예에 있어서는, 브레이크 캘리퍼 본체(105)에 형성하는 피스톤 수납 구멍(21)의 가공이, 시일 홈이 없기 때문에 가공이 용이해진다.

본 발명에 의하면, 종래 기술에 있어서는 피스톤의 가압부의 형상이 원형인 것에 대해 본 발명에 있어서는 가압부가 원환형이므로, 피스톤의 수압 면적이 동일하여도 수압부 전체의 외경을 크게 할 수 있고, 콤팩트한 구조로 이루어지면서 다수 개의 피스톤의 브레이크 캘리퍼와 동등한 성능을 가질 수 있다. 그 결과, 패드 전체를 균등하게 가압할 수 있고, 패드와 로터 사이에 아이들링 부분이 생기지 않고 우수한 제동력을 발휘하고, 또한 패드 마모의 균일화가 처리될 수 있어서 브레이크 소리의 문제를 해소할 수 있다.

또한, 피스톤의 외주에 외측 시일 부재를 설치하는 이외에, 내주측에도 내측 시일 부재를 설치함으로써, 이들 양자 시일 부재가 브레이크 디스크를 가압하기 위 한 유압이 작용했을 때 변형하고, 가압하기 위한 유압이 해방되었을 때에 상기 양 시일 부재의 변형에 대한 복원력으로 피스톤을 되 미는 기능이 확실하게 되고, 브레이크 디스크와 브레이크 패드의 당김 현상이 일어나기 어려워진다.

따라서, 자동차나 자동이륜차 등의 주행 차량에 이용되는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼로의 이용에 적합하다.

Claims (11)

1. 디스크 로터를 사이에 두어 브레이크 피스톤을 설치한 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼에 있어서,

   상기 피스톤은 원통 형상으로 형성되며 원통형의 가압부에 의해 디스크 로터로 가압력을 작용하도록 구성되고, 캘리퍼 본체에는 상기 피스톤을 피스톤 축방향으로 미끄럼 운동가능하게 수납하는 원통형으로 오목하게 설치된 피스톤 수납 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.
2. 제1항에 있어서,

   상기 피스톤 수납 구멍의 내측 주벽을 형성하는 중앙 돌기부가 상기 캘리퍼 본체와 별도 부재에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.
3. 제2항에 있어서,

   상기 중앙 돌기부가 상기 캘리퍼 본체의 일부를 포함하여 피스톤 축방향으로 분리가능한 별도 부재에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.
4. 제2항에 있어서,

   상기 중앙 돌기부의 선단측 부분만을 분리가능한 별도 부재에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 별도 부재가 나사 요소, 마찰 압접, 확산 접합, 용접 또는 접착제에 의해 캘리퍼 본체측에 접합되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 별도 부재의 중앙 돌기부 외주에 상기 피스톤 내주에 미끄럼 접촉하는 내측 시일 부재를 수납하는 내측 시일 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.
7. 제4항에 있어서,

   상기 선단측 부분의 외경을 상기 중앙 돌기부의 기부측의 외경보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.
8. 제1항에 있어서,

   상기 피스톤의 외주와 상기 피스톤 수납 구멍의 외측 주벽 사이에 간극을 형성하는 동시에, 상기 피스톤의 내주와 상기 피스톤 수납 구멍의 내측 주벽 사이에도 간극을 형성하여, 상기 양자의 간극의 크기를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.
9. 제1항에 있어서,

   상기 피스톤은, 그 내부에 원통형의 공동부를 설치한 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.
10. 디스크 로터를 사이에 두어 브레이크 피스톤을 설치한 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼에 있어서,

    상기 피스톤은 원통 형상으로 형성되며 원통형의 가압부에 의해 디스크 로터로 가압력을 작용하도록 구성되고, 캘리퍼 본체에는 상기 피스톤을 피스톤 축방향 으로 미끄럼 운동가능하게 수납하는 원통형의 피스톤 수납 구멍이 설치되고, 상기 피스톤의 외주와 상기 피스톤 수납 구멍의 외측 주벽 사이에 외측 시일 부재를 설치하는 동시에, 상기 피스톤의 내주와 상기 피스톤 수납 구멍의 내측 주벽 사이에 내측 시일 부재를 설치한 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.
11. 제10항에 있어서,

    상기 외측 시일 부재의 전단 강성을 상기 내측 시일 부재의 전단 강성보다도 크게 한 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼.

Images