KR20110125286A - 디스크 브레이크 - Google Patents

Abstract

패드플레이트를 전체적으로 고르게 디스크 쪽으로 압박할 수 있게 되고 제동해제 상태에서도 패드와 디스크 사이를 확실하게 이격된 상태로 유지할 수 있도록 마련되어 브레이크 드래그 현상을 효과적으로 방지하고 제동응답성을 향상시킬 수 있는 디스크 브레이크가 개시된다.

Description

디스크 브레이크{DISC BRAKE}

본 발명은 디스크 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브레이크 드래그 현상을 효과적으로 방지하고 제동응답성을 향상시킬 수 있도록 마련된 디스크 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착되는 디스크 브레이크는 주행 중의 자동차를 감속하거나 정지, 또는 정지 상태를 유지하기 위한 장치로써, 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크를 양쪽에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻는다.

이와 같은 디스크 브레이크는 일반적으로 제동유압에 의해 진퇴 운동하도록 피스톤이 내장된 캘리퍼 하우징과, 패드가 부착된 한 쌍의 패드플레이트가 설치되며 차체에 고정되는 캐리어와, 한 쌍의 패드플레이트 사이에 외주면 일부가 삽입되면서 휠과 함께 회전하는 디스크를 구비한다. 캘리퍼 하우징에는 피스톤의 설치를 위한 실린더가 마련되며, 실린더 내벽과 피스톤 외벽 사이에는 브레이크 오일의 누수를 방지하고 제동유압이 해제된 상태에서 피스톤을 복귀시키는 시일이 마련된다.

피스톤은 제동유압에 의해 진퇴하며 제동시 일측 패드플레이트를 디스크 쪽으로 밀게 되며, 피스톤과 마주보는 쪽 캘리퍼 하우징에는 타측 패드플레이트를 디스크 쪽으로 가압하기 위한 핑거부가 마련된다. 캘리퍼 하우징은 피스톤의 운동방향과 동일한 방향으로 슬라이딩되도록 가이드로드를 통해 캐리어에 슬라이딩 결합된다. 피스톤은 일측 패드플레이트의 중심부위를 디스크 쪽으로 가압하게 된다.

이러한 디스크 브레이크는 운전자가 브레이크페달을 밟게 되면, 마스터실린더로부터 발생된 제동유압에 의해 피스톤이 일측 패드플레이트를 디스크 쪽으로 밀게 되고, 계속해서 제동유압에 의해 캘리퍼 하우징은 퇴진하게 되며, 이에 따라 캘리퍼 하우징 타측에 마련되어 있는 핑거부가 타측 패드플레이트를 디스크 쪽으로 밀게 되면서 디스크 양측을 압박하여 휠을 제동시키게 된다.

그리고 운전자가 브레이크페달로부터 발을 떼어 제동유압이 해제되면, 시일의 탄성복원력에 의해 피스톤의 본래의 상태로 복귀하면서 휠의 제동이 해제된다. 한편, 이러한 디스크 브레이크에 있어서 상기 패드와 디스크 사이는 제동시 패드가 디스크에 신속하게 마찰될 수 있도록 미세한 공극을 두고 이격되는데, 이에 따라 종래 디스크 브레이크의 경우 운전자가 브레이크페달을 밟지 않은 상태에서도 디스크와 패드가 접촉하여 제동력이 발생하는 “브레이크 드래그(brake drag)”현상이 자주 발생하였다.

또 하나의 피스톤만을 이용하여 패드플레이트의 중심 부위를 가압하도록 마련된 종래 디스크 브레이크의 구조에서는 패드플레이트의 중심부위에 비해 외곽 쪽이 디스크 쪽으로 덜 압박되어 패드플레이트 전체를 디스크에 고르게 압박시키기 어려웠기 때문에 제동응답성을 향상시키는데 한계가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 브레이크 드래그 현상을 효과적으로 방지하고 제동응답성을 향상시킬 수 있도록 마련된 디스크 브레이크를 제공하는 것이다.

이를 해결하기 위해 본 발명에 따른 디스크 브레이크는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크와; 상기 디스크 양 측면을 압박하여 제동력을 발휘하도록 각 내면에 패드가 부착된 한 쌍의 패드 플레이트와; 제동유압에 의해 동작되며 상기 일측 패드플레이트를 디스크 쪽으로 가압하는 피스톤이 내장되는 실린더와, 상기 타측 패드 플레이트를 디스크 쪽으로 가압하기 위해 상기 피스톤과 마주보도록 마련된 핑거부를 구비하는 캘리퍼 하우징과; 제동유압에 의해 동작되며 상기 피스톤이 상기 일측 패드 플레이트로 전진하는 과정에서 상기 한 쌍의 패드 플레이트 사이를 조일 수 있도록 마련된 보조제동유닛과; 상기 피스톤과 상기 보조제동유닛으로 동시에 제동유압을 공급할 수 있도록 마련된 제동유압공급유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보조제동유닛은 상기 한 쌍의 패드플레이트를 상기 디스크 쪽으로 가압하는 제1 및 제2보조피스톤과, 상기 제1보조피스톤의 복귀동작을 위해 상기 제1보조피스톤과 상기 캘리퍼 하우징의 일측을 연결하는 제1인장스프링과, 상기 제2보조피스톤의 복귀동작을 위해 상기 제2보조피스톤과 상기 캘리퍼 하우징의 타측을 연결하는 제2인장스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2보조피스톤의 디스크 방향 쪽 단부는 상기 일측 및 타측 패드플레이트에 고정된 것을 특징으로 한다.

상기 제동유압공급유닛은 브레이크 오일 공급원과, 상기 브레이크 오일 공급원의 브레이크 오일을 상기 실린더로 공급하도록 마련된 제1공급유로와, 상기 브레이크 오일 공급원의 브레이크 오일을 상기 보조제동유닛으로 공급하도록 마련된 제2공급유로를 포함하고, 상기 제2공급유로는 상기 제1 및 제2보조피스톤의 동작을 위해 분기되는 제1 및 제2분기유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 피스톤은 상기 일측 패드플레이트의 중심부위를 디스크 쪽으로 가압하도록 마련되고, 상기 보조제동유닛은 상기 한 쌍의 패드플레이트의 외곽 쪽을 상기 디스크 쪽으로 가압하도록 마련된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 디스크 브레이크는 상기 보조제동유닛과 피스톤을 통해 동시에 휠의 제동작용을 수행하게 되므로, 패드플레이트를 전체적으로 고르게 디스크 쪽으로 압박할 수 있게 되고 제동해제 상태에서도 패드와 디스크 사이를 확실하게 이격된 상태로 유지할 수 있게 되어 브레이크 드래그 현상을 효과적으로 방지하면서 제동응답성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스크 브레이크의 전체적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스크 브레이크에 있어서 보조제동유닛 쪽 구조를 확대 도시한 단면도로, 제동시 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스크 브레이크에 있어서 보조제동유닛 쪽 구조를 확대 도시한 단면도로, 제동해제시 상태를 나타낸 것이다.

다음은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스크 브레이크의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스크 브레이크는 제동유압에 의해 진퇴 운동하도록 피스톤(10)이 내장된 캘리퍼 하우징(20)과, 패드(30)가 부착된 한 쌍의 패드플레이트(40,50)가 설치되며 차체에 고정되는 캐리어(미도시)와, 한 쌍의 패드플레이트(40,50) 사이에 외주면 일부가 삽입되면서 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크(60)를 구비한다.

캘리퍼 하우징(20)에는 피스톤(10)을 설치하기 위한 실린더(21)가 마련되고, 피스톤(10)은 이러한 실린더(21)에 설치되어 일측의 패드플레이트(40)를 디스크(60) 쪽으로 밀게 되며, 피스톤(10)과 마주보는 쪽 캘리퍼 하우징(20)에는 타측 패드플레이트(50)를 디스크(60) 쪽으로 가압하기 위한 핑거부(22)가 마련된다.

피스톤(10)이 일측 패드플레이트(40)를 디스크(60) 쪽으로 밀게 되면, 캘리퍼 하우징(20)은 퇴진하게 되고, 이에 따라 핑거부(22)는 타측 패드플레이트(50)를 디스크(60) 쪽으로 밀게 되며, 이를 통해 디스크는 한 쌍의 패드플레이트(40,50)의 패드(30)를 통해 양면이 압박된다.

이러한 제동동작을 수행하기 위해 캘리퍼 하우징(20)은 가이드핀(미도시)을 통해 캐리어(미도시)에 슬라이딩 가능하도록 결합된다. 참고로 한 쌍의 패드플레이트(40,50)는 피스톤(10)에 대응하는 이너 패드플레이트(40)와 핑거부(22)에 대응하는 아우터 패드플레이트(50)로 구분된다.

여기서 피스톤(10)은 이너 패드플레이트(40)의 중심부위를 디스크(60) 쪽으로 가압하게 되며, 피스톤(10)의 후진방향 쪽 실린더(21)에는 제동유압을 전달받기 위한 유입구(21a)가 마련된다. 또 피스톤(10) 외주 쪽 실린더(21) 내벽에는 제동유압이 해제된 상태에서는 피스톤(10)을 본래의 상태로 복귀시키고 피스톤(10)과 실린더(21) 사이를 실링하는 고리형상의 시일(23)이 마련된다.

한편, 본 실시예에 따른 디스크 브레이크는 브레이크 드래그(brake drag) 현상을 방지하기 위한 것으로 제동유압의 의해 동작되며 피스톤(10)과 함께 제동작용을 수행하도록 마련된 보조제동유닛(70,80)을 구비하고, 이러한 보조제동유닛(70,80)은 제동유압공급유닛(90)을 통해 피스톤(10)과 동시에 구동되도록 마련된다.

보조제동유닛(70,80)은 피스톤(10)이 이너 패드플레이트(40)로 전진하는 과정에서 한 쌍의 패드 플레이트(40,50) 사이를 조일 수 있도록 구성되고, 이러한 보조제동유닛(70,80)은 한 쌍의 패드플레이트(40,50)의 외곽 쪽을 디스크(60) 쪽으로 가압하도록 마련된다.

이를 위해 한 쌍의 패드플레이트(40,50)는 메인판부(41,51)와, 메인판부(41,51) 외곽 일측으로부터 연장되는 연장판부(42,52)를 구비하여 상호 대칭을 이루도록 마련되고, 연장판부(42,52)는 메인판부(41,51) 외곽 쪽 일단으로부터 디스크(60) 쪽으로 수직으로 절곡 연장되는 제1연장부(42a,52a)와, 제1연장부(42a,52a) 끝단로부터 다시 메인판부(41,51)와 평행하게 절곡 연장되는 제2연장부(42b,52b)를 구비한다. 제2연장부(42b,52b)는 상호 평행하게 마련된다.

제2연장부(42b,52b)의 적어도 일부를 수용할 수 있도록 핑거부(22)와 실린더(21) 사이의 캘리퍼 하우징(20)에는 관통홈(24)이 마련되고, 보조제동유닛(70,80)은 각 패드플레이트(40,50)의 제2연장부(42b,52b) 사이를 조일 수 있도록 상기 관통홈(24) 쪽에 설치된다.

보조제동유닛(70,80)은 이너 패드플레이트(40)를 디스크(60) 쪽으로 밀기 위한 제1보조제동유닛(70)과 아우터 패드플레이트(50)를 디스크(60) 쪽으로 밀기 위한 제2보조제동유닛(80)을 포함하여 한 쌍으로 마련된다. 제1보조제동유닛(70)은 제2연장부(42b)와 관통홈(24)의 일측 내벽 사이에 마련되고, 제2보조제동유닛(80)은 제2연장부(52b)와 관통홈(24)의 타측 내벽 사이에 마련된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1보조제동유닛(70)은 관통홈(24)의 일측 내벽에 지지되도록 설치되는 제1보조실린더(71)와, 제1보조실린더(72)에 진퇴 가능하게 설치되어 선단을 통해 제2연장부(42b)를 디스크 쪽으로 가압할 수 있도록 마련된 제1보조피스톤(72)을 구비한다.

제1보조실린더(71)는 제1보조피스톤(72) 반대 쪽 단부가 고무패킹(73)을 통해 폐쇄된 상태로 관통홈(24) 내벽에 고정되고, 제1보조피스톤(72)의 후진방향 쪽 제1보조실린더(71) 일측에는 제동유압을 전달받기 위한 유입구(71a)가 마련된다. 고무패킹(73)은 제1보조피스톤(72)의 운동으로 인해 제1보조실린더(71)로 가해지는 충격을 완충시킨다.

제1보조피스톤(72) 외벽과 제1보조실린더(71) 내벽 사이에는 이들 사이를 실링하기 위한 고리모양이의 시일(74)이 마련되며, 제1보조피스톤(72)과 관통홈(24) 일측 내벽 사이에는 제1보조피스톤(72)의 복귀동작을 위한 것으로 제1인장스프링(75)이 연결된다. 제1인장스프링(72) 일단은 고무패킹(73)이나 고무패킹(73)을 관통하여 관통홈(24) 내벽에 고정될 수 있다.

또 제1보조피스톤(72)의 전진방향 선단은 제2연장부(42b)에 고정되도록 마련되는데, 이를 위해 제1보조피스톤(72)과 제2연장부(42b) 사이에는 일면이 제1보조피스톤(72)의 선단에 접착되고 타면이 제2연장부(42b)에 접착되는 양면접착부재(76)가 마련된다.

그리고 제2보조제동유닛(80)은 제1보조제동유닛(70)에 대응하는 구성을 구비하여 제1보조제동유닛(70)과 상호 대칭을 이루도록 마련된다. 즉 제2보조제동유닛(80)은 관통홈(24)의 타측 내벽에 지지되도록 설치되는 제2보조실린더(81)와, 제2보조실린더(81)에 진퇴 가능하게 설치되어 선단을 통해 제2연장부(52b)를 디스크(60) 쪽으로 가압할 수 있도록 마련된 제2보조피스톤(82)을 구비한다.

제2보조실린더(81)는 제2보조피스톤(82) 반대 쪽 단부가 고무패킹(83)을 통해 폐쇄된 상태로 관통홈(24) 내벽에 고정되고, 제2보조피스톤(82)의 후진방향 쪽 제2보조실린더(81) 일측에는 제동유압을 전달받기 위한 유입구(81a)가 마련된다.

제2보조피스톤(82) 외벽과 제2보조실린더(81) 내벽 사이에는 이들 사이를 실링하기 위한 고리모양이의 시일(84)이 마련되며, 제2보조피스톤(82)과 관통홈(24) 타측 내벽 사이에는 제2보조피스톤(82)의 복귀동작을 위한 것으로 제2인장스프링(85)이 연결된다.

또 제2보조피스톤(82)의 전진방향 선단은 제2연장부(52b)에 고정되도록 마련되고, 이를 위해 제2보조피스톤(82)과 제2연장부(52b) 사이에는 일면이 제2보조피스톤(82)의 선단에 접착되고 타면이 제2연장부(52b)에 접착되는 양면접착부재(86)가 마련된다.

또한 본 실시예에 따른 디스크 브레이크는 이와 같이 구성되는 보조제동유닛(70,80)과 상기 피스톤(10) 쪽으로 동시에 제동유압을 공급할 수 있도록 마련된 제동유압공급유닛(90)을 구비한다.

다시 도 1을 참조하면, 제동유압공급유닛(90)은 마스터실린더와 같은 브레이크 오일 공급원(91)과, 브레이크 오일 공급원(91)의 브레이크 오일을 상기 실린더(21)로 공급하도록 마련된 제1공급유로(92)와, 브레이크 오일 공급원(91)의 브레이크 오일을 상기 보조제동유닛(70,80)으로 공급하도록 마련된 제2공급유로(93)를 포함한다.

제1 및 제2공급유로(91,92)는 브레이크 오일 공급원(91)의 출구에 연결되는 연결유로(94)로부터 분기되는데, 상기 제1공급유로(92)의 출구는 상기 실린더(21)의 유입구(21a)로 연결된다. 그리고 제2공급유로(93)는 상기 제1 및 제2보조피스톤(72,82)의 동작을 위해 분기되는 제1 및 제2분기유로(93a,93b)를 포함한다. 제1분기유로(93a)의 출구는 제1보조실린더(71)의 유입구(71a)로 연결되고, 제2분기유로(93b)의 출구는 제2보조실린더(81)의 유입구(81a)로 연결된다.

다음은 이와 같이 구성되는 디스크 브레이크의 동작 및 이에 따른 작용효과에 관하여 설명하도록 한다.

운전자가 브레이크페달을 밟게 되면, 브레이크 오일 공급원(91)로부터 발생된 제동유압은 제1 및 제2공급유로(92,93)를 통해 상기 실린더(21)와 제1 및 제2보조실린더(71,81)로 전달되어 상기 피스톤(10)과 제1 및 제2피스톤(72,82)을 각각 디스크(60) 쪽으로 전진시킨다.

이때 상기 피스톤(10)은 이너 패드플레이트(40)를 디스크 쪽으로 밀게 되고, 계속해서 제동유압에 의해 캘리퍼 하우징(20)은 퇴진하게 되는데, 이에 따라 캘리퍼 하우징(20) 타측에 마련되어 있는 핑거부(22)는 아우터 패드플레이트(50)를 디스크(60) 쪽으로 밀게 된다. 따라서 디스크(60) 양면은 이너 및 아우터 패드플레이트(40,50)의 패드(30)를 통해 압박되어 제동작용을 수행하게 된다.

그리고 피스톤(10)의 전진동작과 동시에 보조제동유닛(70,70)의 제1 및 제2피스톤(72,82)은 도 2와 같이 이너 및 아우터 패드플레이트(40,50)의 제2연장부(42b,52b)를 각각 디스크(60) 쪽으로 가압하도록 전진하여 이너 및 아우터 패드플레이트(40,50) 사이를 디스크(60) 쪽으로 조임으로써 피스톤(10)의 제동작용을 돕게 된다. 이때 보조제동유닛(70,80)의 제1 및 제2인장스프링(75,85)은 인장된 상태가 된다.

이와 같이 보조제동유닛(70,80)과 피스톤(10)을 통해 동시에 제동작용을 수행하게 되면, 패드플레이트(40,50)의 중심부위와 외곽 쪽을 디스크(60) 쪽으로 고르게 가압할 수 있게 됨은 물론 피스톤(10)의 전진동작과 동시에 한 쌍의 패드플레이트(40,50) 사이를 조일 수 있게 되어 휠의 제동동작을 보다 신속하게 수행할 수 있게 된다.

그리고 이 상태에서 운전자가 브레이크페달에서 발을 떼어 상기 피스톤(10)과 제1 및 제2보조피스톤(72,82)에 가해졌던 제동유압이 해제되면, 피스톤(10)은 상기 시일(23)의 복원력을 통해 본래의 상태로 복귀하게 되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 보조제동유닛(70,80)의 제1 및 제2보조피스톤(72,82)은 제1 및 제2인장스프링(75,85)의 복원력을 통해 후진하면서 본래의 상태로 복귀되는데, 제1 및 제2보조피스톤(72,82)은 선단이 각각 패드플레이트(40,50)의 제2연장부(42b,52b)에 고정되어 있으므로, 이때는 제1 및 제2보조피스톤(72,82)의 복귀 동작과 동시에 한 쌍의 패드플레이트(40,50) 사이가 신속하게 벌어지면서 각 패드(30)와 디스크(60) 사이가 즉각적으로 이격되고, 이 상태는 다시 제동유압이 가해지기 전까지 지속된다.

따라서 본 실시예에 따른 디스크 브레이크는 보조제동유닛(70,80)의 작용을 통해 휠의 제동 및 제동해제 동작이 신속하게 수행될 수 있게 되며, 제동유압이 해제된 상태에서 패드(30)와 디스크(60)의 접촉하여 발생하는 브레이크 드래그 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

10: 피스톤 20: 캘리퍼 하우징
21: 실린더 22: 핑거부
40: 이너 패드플레이트 50: 아우터 패드플레이트
70: 제1보조제동유닛 71: 제1보조실린더
72: 제2보조피스톤 75: 제1인장스프링
80: 제2보조제동유닛 81: 제2보조실린더
82: 제2보조피스톤 85: 제2인장스프링

Claims (5)

1. 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크;
   상기 디스크 양 측면을 압박하여 제동력을 발휘하도록 각 내면에 패드가 부착된 한 쌍의 패드 플레이트;
   제동유압에 의해 동작되며 상기 일측 패드플레이트를 디스크 쪽으로 가압하는 피스톤이 내장되는 실린더와, 상기 타측 패드 플레이트를 디스크 쪽으로 가압하기 위해 상기 피스톤과 마주보도록 마련된 핑거부를 구비하는 캘리퍼 하우징;
   제동유압에 의해 동작되며 상기 피스톤이 상기 일측 패드 플레이트로 전진하는 과정에서 상기 한 쌍의 패드 플레이트 사이를 조일 수 있도록 마련된 보조제동유닛;
   상기 피스톤과 상기 보조제동유닛으로 동시에 제동유압을 공급할 수 있도록 마련된 제동유압공급유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 보조제동유닛은 상기 한 쌍의 패드플레이트를 상기 디스크 쪽으로 가압하는 제1 및 제2보조피스톤과, 상기 제1보조피스톤의 복귀동작을 위해 상기 제1보조피스톤과 상기 캘리퍼 하우징의 일측을 연결하는 제1인장스프링과, 상기 제2보조피스톤의 복귀동작을 위해 상기 제2보조피스톤과 상기 캘리퍼 하우징의 타측을 연결하는 제2인장스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 및 제2보조피스톤의 디스크 방향 쪽 단부는 상기 일측 및 타측 패드플레이트에 각각 고정된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 제동유압공급유닛은 브레이크 오일 공급원과, 상기 브레이크 오일 공급원의 브레이크 오일을 상기 실린더로 공급하도록 마련된 제1공급유로와, 상기 브레이크 오일 공급원의 브레이크 오일을 상기 보조제동유닛으로 공급하도록 마련된 제2공급유로를 포함하고,
   상기 제2공급유로는 상기 제1 및 제2보조피스톤의 동작을 위해 분기되는 제1 및 제2분기유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 피스톤은 상기 일측 패드플레이트의 중심부위를 디스크 쪽으로 가압하도록 마련되고, 상기 보조제동유닛은 상기 한 쌍의 패드플레이트의 외곽 쪽을 상기 디스크 쪽으로 가압하도록 마련된 것을 특징으로 하는 디스트 브레이크.

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