KR20100040859A - 진동 감쇠 드럼 브레이크 - Google Patents

Abstract

진동 클램핑 매스 (30) 가 고정된 드럼 브레이크의 백 플레이트 (17) 에 관한 것이다. 매스의 하나 이상의 부분 (31) 은 백 플레이트에 고정되고, 매스의 잔여부는 백 플레이트로부터 이격되며, 백 플레이의 하나 이상의 목표 주파수 (또는 주파수의 범위) 에 의해 발생되는 소음을 줄이는 주파수에서 백 플레이트에 대하여 진동하도록 동조되는 하나 이상의 다른 부분을 형성한다. 매스는 백 플레이트의 테두리부에 인접한 하나 이상의 위치에서 백 플레이트에 고정된 아치형의 기다란 로드 또는 스트립 부재의 형상을 가질 수도 있다. 이는 브레이크의 유압 작동 실린더 (14) 에 인접한 영역에서 백 플레이트의 진동으로부터 나오는 소음을 줄이는데 효과적일 수 있다.

Description

진동 감쇠 드럼 브레이크{VIBRATION DAMPED DRUM BRAKE}

본 발명은 드럼 브레이크, 특히 브레이크 슈 (brake shoe) 와 슈 작동 장치가 장착되어 있는 드럼 브레이크의 백 플레이트 (backplate) 의 진동을 감쇠시키는 장치에 관한 것이다.

제동시 드럼 브레이트의 부분의 진동에 의해 초래되는 소음으로 인한 문제가 종종 발생한다. 이러한 진동은 용인할 수 없는 소음을 야기시킨다.

본 발명의 목적은 백 플레이트의 진동을 감쇠시키는 장치를 제공하는 것이며, 이는 적어도 상기 소음 문제를 완화시킨다.

따라서, 본 발명에 따르면 진동 댐핑 매스가 고정된 드럼 브레이크의 백 플레이트가 존재하며, 상기 댐핑 매스의 1 이상의 부분은 백 플레이트에 고정되며 이 댐핑 매스의 잔여부는 백 플레이트로부터 이격되며 백 플레이트의 1 이상의 목표 주파수 (또는 주파수 범위) 에 의해 발생되는 소음을 감소시키는 주파수에서 백 플레이트에 대하여 진동하도록 동조되는 1 이상의 다른 부분을 형성한다.

바람직한 장치에서는 댐핑 매스가, 단부영역에서 백 플레이트에 고정되며 백 플레이트에 대하여 진동할 수 있도록 단부 영역사이에서 백 플레이트로부터 이격되어 있는 금속 로드를 포함할 수 있다.

확인할 수 있는 바와 같이, 로드의 길이 및 단면 그리고 금속의 기계적 특성은 모두 백 플레이트의 진동의 목표 주파수에 대항하는 경향이 있는 진동을 발생시키는 로드의 진동의 제 1 고유 주파수를 발생시키기 위해 선택된다.

댐핑 매스는 유압 작동 실린더의 부착물 영역에 인접한 영역에서 백 플레이트에 고정될 수도 있다. 편리하게도, 댐핑 매스는 백 플레이트의 테두리부에 인접한 1 이상의 위치에서 백 플레이트에 고정된 아치형으로 이루어질 수도 있다.

또한 본 발명은 백 플레이트의 진동에 의해 발생되는 소음을 줄이는 드럼 브레이크의 백 플레이트의 설계 방법을 제공하며, 이 방법은 처리되어 질 백 플레이트의 진동의 목표 주파수를 결정하는 단계와, 1 이상의 위치에서는 백 플레이트에 부착되고 다른 위치에서는 백 플레이트로부터 이격되어 있어서 백 플레이트에 의해 발생되는 소음을 줄일 수 있는 목표 주파수에 상응하는 제 1 고유 주파수에서 백 플레이트에 대하여 진동할 수 있는 단일 편 매스를 설계하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태는 단지 실시예일 뿐인 첨부 도면을 참조하여 설명된다.

백 플레이트의 진동이 감쇠되어 적어도 상기 소음 문제를 완화시킨다.

도 1 은 본 발명에 따른 백 플레이트를 구현한 차량 드럼 브레이크의 평면도이다.
도 2 는 도 1 의 브레이크의 백 플레이트에 있어서 본 발명의 댐퍼를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 도 2 의 백 플레이트에 있어서 댐퍼를 더 상세히 나타낸 부분 사시도이다.
도 4 내지 도 9 는 본 발명에 따른 다양한 댐핑 장치에 대한 도면이다.
도 10 은 대안의 댐퍼의 형태를 갖는 백 플레이트의 평면도이다.
도 11 은 대안의 댐퍼의 사시도이다.
도 12 는 백 플레이트와 댐퍼의 접촉 영역의 상세도이다.

도 1 을 참조하면, 한 쌍의 브레이크 슈 (11, 12) 를 갖는 드럼 브레이크 (10) 가 나타나 있으며, 그 한 쌍의 브레이크 슈의 하단부는 고정 접합부 (13) 에 대하여 상호작용하며, 그의 상단부는 유압 휠 실린더 (14) 에 의해 강제로 이격되어 있다. 상기 슈가 하부 리턴 스프링 (15) 에 의하여 접합부 (13) 와의 접촉이 유지되고 상부 리턴 스프링 (16) 에 의하여 휠 실린더 (14) 와의 접촉이 유지된다.

따라서, 정상 서비스 작동시 상기 슈는 드럼에 맞물리도록 슈우 (11, 12) 의 접촉단부를 각각 바깥으로 변위시키는 피스톤 (미 도시) 을 갖는 작동 휠 실린더 (14) 에 의해 종래의 방식으로 브레이크 드럼 (미 도시) 의 내측면과 접촉하게 된다. 종래의 방식으로는, 2 개의 슈가 백 플레이트 (17) 에 지지 (hold down) 클립 (21, 22) 에 의해 각각 지지된다.

또, 드럼 브레이크에는 브레이크 작동 레버 (23) 가 제공되어 있으며 이는 브레이크 슈 (12) 상의 피봇 (24) 에서 선회한다. 수동브레이크 작동 레버는 다른 브레이크 슈 (11) 에 접촉하는 왼쪽 끝 부재 (27) 를 갖는 어드저스터 (adjuster) 스트럿 (26) 의 오른쪽 끝 부재 (25) 에 접촉한다. 종래의 방식으로는 예컨대 수동브레이크 레버 (23) 가 도 1 에 보이는 바와 같이 시계방향 (화살표 X 참조) 으로 케이블 (23a 의 점선으로 도시됨) 에 의해 피봇 (24) 에서 선회되는 경우에, 수동브레이크 레버는 어드저스터 스트럿 (26) 의 단부 부재 (25) 를 좌측으로 밀어내서 브레이크 슈 (11) 를 좌측으로 민다. 이로써 사실상 2 개의 브레이크 슈 (11, 12) 는 서로 멀어지게 이동되고, 그러므로 브레이크 드럼의 내측면에 맞물리게 되어 수동 브레이크가 가해진다.

공지된 방식으로 어드저스터 스트럿 (26) 은 자동적으로 슈 (11, 12) 의 마찰재가 마모되면서 그의 유효길이는 자동적으로 증가한다. 모든 자동 어드저스터 스트럿의 형태가 사용될 수 있는데 예를 들어 어드저스터 스트럿의 적합한 형태로는 본 출원인의 유럽 특허 EP-B-0538909 또는 본 출원인의 UK 특허 출원 제 0705002.4 에 개시 및 주장되어 있다.

본 발명에 따르면, 백 플레이트 (17) 에는, 일부 (32) 에서 백 플레이트에 리벳으로 고정되거나 혹은 그렇지 않으면 (예를 들어 점 용접 또는 글루잉에 의하여) 고정되는 편평한 단부 영역 (31) 을 포함하는 댐핑 매스 (30) 가 형성되어 있다.

도 3 에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 단부 (31) 사이에서 댐핑 매스는 간극 (33) 에 의해 백 플레이트로부터 이격되어 있어, 댐핑 매스가 백 플레이트에 대하여 진동할 수 있게 된다.

설명에 따른 특정한 백 플레이트 적용에 있어서, 유압 실린더 (14) 의 부착물을 에워싸는 백 플레이트의 영역이 약 1200 Hz 의 고주파 다섯 번째 모드 진동을 발생시켰고, 따라서 댐핑 매스 (30) 는 대략 1200 Hz 의 진동에 대한 제 1 고유 주파수를 가져 백 플레이트의 진동의 상기 목표 주파수의 영향을 줄일 수 있도록 설계되었다는 것이 발견되었다.

댐핑 매스가 설치되면 제동이 걸릴 때 70 dbA 를 넘는 수준의 소음이 발생되는 횟수가 현저하게 감소된다는 것이 발견되었다. 예를 들어, 댐핑 매스가 설치되기 전에는, 70 dbA 이상의 소음이 거의 200 번 발생되었고, 댐핑 매스가 설치된 후에는 75 번 발생으로 감소되었다. 또한, 최대 소음 수준은 89 내지 85 dbA 로 감소되었으며 진동 진폭이 현저하게 감소되었다.

편리하게는 댐핑 매스가 편평한 단부 (31) 가 형성되어 있는 강철 로드로 제조된다. 설명에 따른 특정한 적용에 있어서, 상기 댐핑 매스는 아치형으로 되어 있고 댐핑 매스 (30) 의 원주 범위는 대략 86 °이며 댐핑 매스를 제조하는 로드 재료의 직경은 5 mm 이다. 이로써, 댐핑 매스는 진동이 발생되는 백 플레이트의 전 영역에서 그리고 테두리에 인접한 백 플레이트에 고정될 수 있게 된다.

확인할 수 있는 바와 같이, 댐핑 매스 (30) 의 길이, 그의 단면 및, 매스를 제조하는 재료의 기계적 특징은 모두 매스의 진동의 제 1 고유 주파수가 댐핑 매스가 제거하려하는 목표 주파수 (1200Hz) 에 맞춰질 수 있도록 선택되는 것이다.

예컨대, 유사하게 성형된 부가적인 댐핑 매스는 브레이크 슈 접합부 (13) 밑에 또는 백 플레이트 주위의 다른 위치에서 사용될 수도 있다.

더 큰 주파수 범위를 포함하기 위해서, 일정한 간격을 갖는 주파수로 동조된 2 개 이상의 매스를 첨가할 수 있다. 예컨대 1200 Hz 의 제 1 고유 주파수를 갖는 제 1 매스와 1300 Hz 의 제 1 고유 주파수를 갖는 제 2 매스를 설계할 수 있다. 이러한 방식으로 1150 내지 1350 Hz 의 주파수 범위를 포함할 수 있다.

도 4 내지 도 9 는 하나 이상의 주파수 또는 주파수 범위를 동조하기 위한 여러가지의 매스 댐퍼 장치의 도면이다.

도 4 는 단일 본체의 일단부의 단일 위치 (41) 에서 백 플레이트 (17) 에 고정되는 단일 본체 (40) 를 나타낸다. 본체 (40) 는 백 플레이트의 1200 Hz 진동을 목표로 하여 말하자면 1200 Hz 의 제 1 고유 주파수에서 진동하도록 동조된다.

도 5 는 단일 본체의 단부 사이의 단일 위치 (43) 에서 백 플레이트 (17) 에 고정되는 단일 본체 (42) 를 나타낸다. 부착 위치 (43) 의 어느 한쪽의 부분 (44, 45) 은 백 플레이트의 다른 진동 주파수 (또는 주파수 범위) 를 목표로 하여 2 개의 다른 제 1 고유 주파수에서 진동하도록 동조된다.

도 6 은 도 1 내지 도 3 의 장치를 나타내며, 단일 본체 (46) 의 일단부 (47) 는 백 플레이트 (17) 에 고정되며 백 플레이트의 진동의 단일 주파수를 목표로 하여 제 1 고유 주파수에서 진동하도록 동조된다.

도 7 은 본체의 단부의 하나의 위치 그리고 단부 사이의 다른 하나의 위치 즉, 2 개의 위치 (49, 50) 에서 백 플레이트 (17) 에 고정되는 단일 본체 (48) 를 나타낸다. 본체 (48) 의 부분 (51, 52) 은 백 플레이트의 상이한 진동 주파수 (또는 주파수의 범위) 를 목표로 하여 2 개의 다른 제 1 고유 주파수에서 진동하도록 동조된다.

도 8 은 본체의 단부 사이에 위치해 있는 2 개의 위치 (54, 55) 에서 백 플레이트 (17) 에 고정되는 단일 본체 (53) 를 나타낸다. 본체 (53) 의 부분 (56, 57, 58) 은 백 플레이트의 다른 진동 주파수 (또는 주파수의 범위) 를 목표로 하여 3 개의 다른 제 1 고유 주파수에서 진동할 수 있도록 동조된다.

도 9 는 3 개의 위치 (60, 61, 62) 에서 백 플레이트 (17) 에 고정되는 단일 본체 (59) 를 나타낸다. 지지부 사이에서의 본체 (59) 의 부분 (63,64) 은 백 플레이트의 다른 진동 주파수 (또는 주파수 범위) 를 목표로 하여 2 개의 상이한 제 1 고유 주파수에서 진동할 수 있게 동조된다.

또한, 댐핑 매스의 단면은 예컨대 직사각형 또는 정사각형일 수 있다. 도 10 내지 도 12 에 도시되어 있는 대안의 설계에서, 백 플레이트 (17) 는, 점 용접에 의해 4 개의 위치 (66) 에서 백 플레이트에 체결되며 대략 180 °에 대하여 연장되는 9 mm ×2.5 mm 의 단면을 갖는 편평한 스트립 재료로부터 제조되는 댐핑 매스 (65) 를 갖는다. 도 6 은 스트립 내에서 가압되고 댐핑 매스가 접촉 영역 사이에서 백 플레이트로부터 이격되게 하는 댐핑 매스의 접촉 영역 (66) 을 상세하게 나타낸다. 매스 댐퍼에 대한 그러한 설계는 4 개의 진동 매스를 가지며, 백 플레이트에서 1200 Hz 의 목표 주파수로 설계되었다. 상기 설계의 효과는 도 1 내지 도 3 과 유사하지만 더 비싸게 제조된다.

10 드럼 브레이크 11, 12 브레이크 슈우
13 고정 접합부 14 유압 휠 실린더
15 하부 리턴 스프링 16 상부 리턴 스프링
17 백 플레이트 21, 22 지지 클립
23 수동브레이크 레버 24 피봇
25 오른쪽 끝 부재 26 어드저스터 스트럿
27 왼쪽 끝 부재 30,65 댐핑 매스

Claims (14)

1. 진동 댐핑 매스가 고정되는 드럼 브레이크의 백 플레이트에 있어서,
   상기 댐핑 매스의 1 이상 부분은 백 플레이트에 고정되며, 댐핑 매스의 잔여부는 백 플레이트로부터 이격되어 있으며 백 플레이트의 1 이상의 목표 주파수 (또는 주파수의 범위) 에 의해 발생되는 소음을 줄이는 주파수에서 백 플레이트에 대하여 진동하도록 동조되는 1 이상의 다른 부분을 형성하는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 댐핑 매스는 단일 편 본체를 포함하는데 이 단일 편 본체는 그의 단부 영역에서 백 플레이트에 고정되고, 백 플레이트의 진동의 단일 주파수를 목표로 하며 백 플레이트에 대하여 진동할 수 있도록 단부 영역 사이에서 백 플레이트로부터 이격되어 있는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 댐핑 매스는 유압 작동 실린더의 부착부의 영역에 인접한 영역에서 백 플레이트에 고정되는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 댐핑 매스는 백 플레이트의 테두리에 인접한 1 이상의 위치에서 백 플레이트에 고정되는 아치형의 기다란 로드 또는 스트립 부재를 포함하는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 댐핑 매스는 본체를 포함하는데 이 본체는 본체의 일단부에서만 백 플레이트에 고정되고 백 플레이트의 진동의 단일 주파수를 목표로 하는 단일 진동 매스를 구성하는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 댐핑 매스는 본체를 포함하는데, 이 본체는 본체의 단부로부터 이격된 위치에서 백 플레이트에 고정되며, 백 플레이트의 진동의 2 개의 주파수 (또는 주파수 범위) 를 목표로 하는 2 개의 진동 매스를 구성하는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 댐핑 매스는 본체를 포함하는데, 이 본체는 본체의 단부의 하나의 위치 그리고 본체의 단부 사이의 다른 하나의 위치, 즉 2 개의 위치에서 백 플레이트에 고정되며 백 플레이트의 진동의 2 개의 주파수 (또는 주파수의 범위) 를 목표로 하는 2 개의 진동 매스를 구성하는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 댐핑 매스는 본체를 포함하는데, 이 본체는 본체의 단부로부터 이격되어 있는 2 개의 위치에서 백 플레이트에 고정되어 있으며 백 플레이트의 진동의 3 개의 주파수 (또는 주파수의 범위) 를 목표로 하는 3 개의 진동 매스를 구성하는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 댐핑 매스는 본체를 포함하는데, 이 본체는 본체의 단부에서 그리고 단부 사이에서 백 플레이트에 고정되며 백 플레이트의 진동의 2 개의 주파수 (또는 주파수의 범위) 를 목표로 하는 2 개의 진동 매스를 구성하는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 1 이상의 댐핑 매스가 제공되는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 댐핑 매스는 백 플레이트에 리벳으로 고정되거나, 용접되거나, 글루잉되는, 드럼 브레이크의 백 플레이트.
12. 제 1 항 내지 제 11 항에 따른 백 플레이트가 제공된 드럼 브레이크.
13. 백 플레이트의 진동에 의해 발생되는 소음을 줄이는 드럼 브레이크의 백 플레이트를 설계하는 방법으로서, 이 방법은 처리될 백 플레이트의 진동의 목표 주파수를 결정하는 단계와 1 이상의 위치에서는 백 플레이트에 부착되고 다른 위치에서는 백 플레이트로부터 이격되어 있어서 백 플레이트에 의해 발생되는 소음을 줄이는 목표 주파수에 상응하는 제 1 고유 주파수에서 백 플레이트에 대하여 진동할 수 있는 단일 편 매스를 설계하는 단계를 포함하는, 드럼 브레이크 백 플레이트를 설계하는 방법
14. 참조로 전술한 바와 같이 그리고 첨부도면에 도시된 바와 같이 실질적으로 구성되고 형성된 드럼 브레이크의 백 플레이트.

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