KR20120079107A - 차량 디스크 브레이크용 브레이크 패드 - Google Patents

Abstract

브레이크 패드(10)는 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트(12), 상기 백킹 플레이트(12) 상에 오버몰딩된 마찰 라이닝(14) 및 상기 백킹 플레이트(12) 내에 매립된 금속 보강 플레이트(16)를 포함한다. 상기 백킹 플레이트(12)는 상기 마찰 라이닝(14)의 물질에 의해서 적어도 부분적으로 충진되고 그 표면 상에 균일하게 분포된 복수의 공동(22)을 구비하는 내측 구조물(20) 및 중실형 둘레 구조물(18)을 포함한다. 상기 공동(22)들의 적어도 일부가 관통 공동들로 제조되고, 그에 따라 상기 마찰 라이닝(14)은 상기 관통 공동(22) 내로 연장하는 복수의 컬럼(24)을 형성하고 그리고 마찰 라이닝(14)과 백킹 플레이트(12) 사이의 접합을 개선한다. 상기 관통 공동(22)은 상기 백킹 플레이트(12)와 접촉하는 면과 반대되는 마찰 라이닝(14)의 면의 면적의 4,5% 이상에 상당하는 면적을 점유한다.

Description

차량 디스크 브레이크용 브레이크 패드{BRAKE PAD FOR VEHICLE DISC BRAKE}

본원 발명은 특히 차량 디스크 브레이크용 브레이크 패드에 관한 것이다. 비록, 차량 디스크 브레이크에 대한 용도를 참조하여, 본원 발명이 표현되고, 그리고 본원에서 설명되지만, 백킹(backing) 플레이트 및 상기 백킹 플레이트에 고정된 마찰 라이닝을 포함하기만 한다면, 다른 종류의 브레이크에도 당연히 적용될 수 있을 것이다.

현재, 일반적으로 이용되는 차량 디스크 브레이크용 브레이크 패드는 기본적으로 이하의 성분들로 구성된다:

- 분말 물질 또는 입자 형태의 물질로부터, 몰딩에 의해서 그리고 열간 또는 냉각 프로세스에 의한 경질화(hardening)에 의해서 통상적으로 획득되는 마찰 라이닝;

- 금속으로 이루어진, 통상적으로 표준화된 스틸(S235JR 또는 S420MC 스틸)로 이루어진 백킹 플레이트로서, 브랭킹에 의해서 형성되고 그리고 후속하여 세정에 노출되고 이어서 마찰 라이닝이 본딩되는 플레이트의 면의 표면을 조질화(roughen)하기 위한 샌드브래스팅, 쇼트-피닝 또는 유사한 프로세스에 노출되는, 백킹 플레이트;

- 롤러 또는 스프레잉에 의해서 통상적으로 도포되는 열경화성(thermal setting) 유기 접착제의 층으로서, 상기 접착제는 마찰 라이닝의 몰딩(moulding)과 동시에 또는 해당 프로세스 후에 양생(curing) 또는 경질화되는, 열경화성 유기 접착제 층;

- 브레이크 패드의 휘슬링(whistling)을 방지하기 위해서 그리고 브레이크 패드의 마찰 라이닝과 상기 브레이크 패드에 대한 브레이크 디스크 사이의 마찰로 인해서 브레이킹 중에 발생되는 열에 대한 절연체로서 작용하도록 하기 위해서, 루버의 외측 층들의 쌍 사이에 개재된(interposed) 스틸의 중간 층을 가지는 스틸 샌드위치 및 루버(rubber)로 통상적으로 이루어지는 복합 물질의 얇은 시트;

- 부식 방지 보호용 아크릴계, 에폭시계 또는 폴리우레탄계 페인트의 층으로서, 정전기 시스템에 의해서 및/또는 유체화된-베드(fluidised-bed) 시스템에 의해서 도포되는 페인트의 층; 및

- 브레이크 패드의 안전 작동을 보장하기 위해서 허용되는 마찰 라이닝의 최대 마모 레벨을 나타내는 마모 표시부 장치.

금속으로 이루어진 백킹 플레이트를 가지는 브레이크 패드의 단점들 중 하나는 백킹 플레이트의 제조 및 마무리를 위해서, 그리고 마찰 물질의 후속 몰딩을 위해서 백킹 플레이트를 준비하기 위해서, 매우 많은 방법의 단계들이 요구된다는 것이다. 또한, 이들 단계들 중 많은 단계들이 반드시 수작업으로 이루어져야 하고 그에 따라 그러한 단계들은 제조 사이클의 전체적인 소요 시간 및 최종 제조 비용 모두에 상당한 영향을 미치게 된다. 또한, 금속으로 이루어진 백킹 플레이트의 이용은 브레이크 패드의 열 소산(消散)의 문제 및 무거운 중량 문제를 수반한다.

브레이크 패드의 열 소산 및 무거운 중량이라는 문제점을 해결하기 위해서, 비금속 물질, 특히 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트를 가지는 브레이크 패드가 제안되었다. 예를 들어, 이탈리아 특허 IT 1151653는 열경화성 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트 및 상기 백킹 플레이트에 접착 본딩되는 마찰 라이닝을 포함하는 디스크 브레이크용 브레이크 패드를 제시하고 있다. 그러한 백킹 플레이트는 금속, 특히 스틸로 이루어진 보강 삽입체를 구비하고, 상기 삽입체는 백킹 플레이트의 전체 표면에 걸쳐 연장하고, 마찰 물질로 라이닝되지 않은 백킹 플레이트의 부분들을 둘러싸며, 그리고 플라스틱 물질에 의해서 모든 측면들이 둘러싸인다. 백킹 플레이트에 대한 마찰 라이닝의 본딩을 개선하기 위해서, 그러한 백킹 플레이트는, 적어도 마찰 라이닝이 본딩되는 면 상에서, 연속적인 그물형(reticular) 표면 프로파일을 가지며, 이는 바람직하게 그리드와 유사한 또는 벌집-형상이다. 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트의 이용은, 금속으로 이루어진 백킹 플레이트를 가지는 통상적인 패드에 대비하여, 브레이크 패드의 전체 중량을 상당히 감소시킬 수 있고, 강성도(stiffness) 및 기계적인 강도를 변함없이 유지할 수 있으며, 브레이크 패드로부터 브레이크 캘리퍼로의 그리고 연관된 작동 시스템으로의 열전달을 제한할 수 있으며, 그리고 브레이킹 중에 브레이크 패드의 듣기 싫은 휘슬 또는 소음(squeal)을 회피하게 할 수 있다. 그러나, 전술한 이탈리아 특허 공보로부터 공지된 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트를 구비하는 브레이크 패드는 백킹 플레이트에 대한 마찰 라이닝의 본딩과 관련하여 충분한 보장을 제공하지 못하는데, 이는 브레이킹 중에 발생하고 그리고 마찰 라이닝을 백킹 플레이트로부터 분리하려고 하는 전단 응력 때문이다. 또한, 전술한 이탈리아 특허 공보로부터 공지된 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트를 구비하는 브레이크 패드는 백킹 플레이트와 마찰 라이닝 사이에 접착제 층이 도포될 것을 필요로 하는데, 이는 제조 시간 및 비용의 상승을 초래한다.

영국 특허 GB 1185179에는 백킹 플레이트 및 마찰 라이닝을 포함하는 디스크 브레이크용 브레이크 패드가 개시되어 있으며, 여기에서 백킹 플레이트는 다시 프레임 및 상기 프레임에 의해서 둘러싸인 그리드와 유사한 표면을 포함한다. 마찰 라이닝이 백킹 플레이트에 조립되었을 때, 백킹 플레이트의 그리드와 유사한 표면의 엣지(edges)가 마찰 라이닝의 물질 내로 파고들어가며, 그에 따라 백킹 플레이트에 대한 마찰 라이닝의 확실한 본딩이 얻어진다.

그에 따라, 본원 발명의 목적은 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트를 포함하는 타입의 브레이크 패드를 제공하는 것이며, 이는 종래 기술보다 우수한 마찰 라이닝과 백킹 플레이트 사이의 접착을 보장한다.

이러한 목적 및 기타 목적은 특허청구범위의 독립항인 제 1 항에 기재된 특징들을 가지는 브레이크 패드에 의해서 완전히 달성된다.

본원 발명의 바람직한 이점들은 종속항들에서 특정되며, 그러한 종속항들의 내용은 이하의 설명의 일체형의 통합 부분으로서 간주될 수 있을 것이다.

요약하면, 본원 발명은 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트 및 상기 백킹 플레이트 상에 오버몰딩된(overmoulded) 마찰 라이닝을 포함하는 브레이크 패드를 제공하는 개념을 기초로 하며, 여기에서 백킹 플레이트는 복수의 관통 공동을 구비하고, 상기 관통 공동은 백킹 플레이트와 접촉하는 면과 반대되는 마찰 라이닝의 면의 면적의 4,5% 이상에 상당하는 면적을 점유하고, 그리고 상기 백킹 플레이트의 관통 공동은 마찰 라이닝의 물질에 의해서 적어도 부분적으로 충진된다.

복수의 관통 공동(그러한 관통 공동은 전술한 이탈리아 특허 IT 1151653 및 영국 특허 GB 1185179 어디에도 제공되어 있지 않다)의 제공에 의해서, 백킹 플레이트 상에 몰딩된 마찰 물질이 상응하는 복수의 컬럼(columns)을 형성하고, 그러한 컬럼은 백킹 플레이트에 대한 마찰 라이닝의 본딩을 개선하는데 도움이 된다.

바람직하게, 백킹 플레이트는 중실(solid) 둘레 구조물 또는 프레임 그리고 내측 구조물을 포함하고, 상기 내측 구조물 내에는 예를 들어 균일하게 분포된 관통 공동들이 제공된다.

바람직하게, 백킹 플레이트의 내측 구조물은, 마찰 라이닝을 향하는 백킹 플레이트의 측면 상에서, 둘레 구조물에 대해서 상대적으로, 백킹 플레이트의 평면에 수직한 방향을 따라서 돌출하며, 그에 따라 마찰 라이닝에 대해서 작용하고 그리고 백킹 플레이트로부터의 마찰 라이닝의 분리를 유발하는 경향이 있는 전단 응력에 대해서 보다 큰 저항을 제공한다.

바람직하게, 복수의 관통 공동이 얻어지며, 여기에서 백킹 플레이트의 내측 구조물은 연속적인 그물형 구조물, 예를 들어 그리드 형상으로 제조된다.

바람직하게, 언더컷(undercuts)이 백킹 플레이트의 각각의 관통 공동 내에 형성되고 그리고 관통 공동 내의 마찰 물질에 의해서 형성된 작은 브릿지(bridges)를 백킹 플레이트에 고정하는 역할을 하여 백킹 플레이트에 대한 마찰 라이닝의 본딩을 개선한다.

바람직하게, 브레이크 패드는 백킹 플레이트 내에 매립된 금속 보강 플레이트를 더 포함한다.

바람직하게, 보강 플레이트는 복수의 록킹 탭(locking tabs)에 의해서 백킹 플레이트에 고정되고, 상기 록킹 탭들은 백킹 플레이트에 의해서 형성되고 그리고 보강 플레이트의 각각의 대응 부분을 덮는다.

바람직하게, 보강 플레이트는 직사각형 형상이고 그리고 백킹 플레이트는 보강 플레이트의 4개의 정점(vertices)에 위치된 4개의 록킹 탭을 형성한다.

바람직하게, 백킹 플레이트는 또한 보강 플레이트의 중간에 제공된 대응 관통 홀 내에서 연장하는 록킹 컬럼을 형성하며, 그에 따라 보강 플레이트와 백킹 플레이트 사이에 추가적인 고정 지점을 제공한다.

바람직하게, 보강 플레이트는 백킹 플레이트의 대응하는 관통 공동과 정렬되어 배치되고 관통 공동의 형상과 동일한 형상을 가지는 부가적인 관통 홀들을 구비하고, 그에 따라 마찰 물질은 백킹 플레이트의 관통 공동뿐만 아니라 보강 플레이트의 관통 홀들을 충진한다. 이와 관련하여, 보강 플레이트의 관통 홀들은 바람직하게 백킹 플레이트의 대응하는 관통 공동 보다 더 큰 크기를 가져 언더컷을 형성하며, 그러한 언더컷은 백킹 플레이트에 대한 마찰 라이닝의 본딩을 추가적으로 개선한다.

본원 발명에 따른 브레이크 패드는, 전술한 종래 기술에 대비한, 이하의 이점을 적어도 가진다.

- 백킹 플레이트와 마찰 물질 사이의 접촉 표면의 증대;

- 마찰 물질의 몰딩 중에 또는 그 후에 양생되는 복수의 컬럼의 형성, 그에 따른 백킹 플레이트의 관통 공동 내측의 마찰 물질의 영구적인 블록킹(blocking) 및 백킹 플레이트를 위한 일종의 골격(framework)의 형성;

- 백킹 플레이트에 의해서 그리고 마찰 라이닝에 의해서 형성된 단일 본체의 획득, 그에 따라 백킹 플레이트의 관통 공동 내에 형성된 언더컷으로 인해 백킹 플레이트로부터의 마찰 물질의 분리가 불가능해진다.

본원 발명의 추가적인 특징 및 이점들은, 첨부 도면을 참조하여 순전히 비-제한적인 예로서 제시된, 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 본원 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 디스크 브레이크용 브레이크 패드를 도시한 도면으로서, 마찰 라이닝의 측면 상에서 그리고 보강 플레이트의 측면 상에서 각각 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 마찰 라이닝이 없는 상태에서 도 1 및 도 2의 브레이크 패드를 도시한 도면으로서, 마찰 라이닝의 측면 상에서 그리고 보강 플레이트의 측면 상에서 각각 도시한 평면도이다.
도 5는 마찰 라이닝이 없는 상태에서 도 1 및 도 2의 브레이크 패드를 도시한 측면도이다.
도 6은 도 1 및 도 2의 브레이크 패드의 백킹 플레이트의 관통 공동 내측에 형성된 언더컷 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 7은 도 1 및 도 2의 브레이크 패드의 보강 플레이트의 관통 홀 및 백킹 플레이트의 관통 공동 사이에 형성된 언더컷을 개략적으로 도시한 단면도이다.

첨부 도면을 참조하여, 특히 차량 디스크 브레이크용 브레이크 패드가 전체적으로 도면부호 '10'으로 도시되어 있고 그리고 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트(12), 및 자체적으로 공지된 물질로 이루어지고 상기 백킹 플레이트 상에 오버몰딩된 마찰 라이닝(14)를 포함하고, 그리고 바람직하게 상기 백킹 플레이트(12) 내에 매립된 금속으로 이루어진 보강 플레이트(16)도 포함한다.

바람직하게, 백킹 플레이트(12)는 열가소성 폴리머로 제조되는데, 이는 열가소성 폴리머가 열경화성 폴리머 보다 (예를 들어, 사출 성형(몰딩) 프로세스에 의한) 몰딩에 더 적합한 플라스틱 물질이기 때문이다. 백킹 플레이트(12)용 플라스틱 물질로서 사용하기에 특히 적합한 열가소성 폴리머의 예로서 폴리에테르케톤이 있는데, 이는 브레이크 패드의 사용 중에 도달하는 고온에서도 우수한 폴리우레탄의 기계적 성질 때문이다. 그러나, 예를 들어 페놀 수지와 같은 다른 열경화성 폴리머를 이용하여 백킹 플레이트를 제조할 수 있을 것이다. 보다 일반적으로, 백킹 플레이트의 사용 중에 도달하게 되는 최대 온도 보다 더 높은 열 변형 온도를 가지는 임의의 플라스틱 물질이 백킹 플레이트용 물지롤서 사용하기에 적합한 것으로 간주될 수 있을 것이다.

백킹 플레이트(12)는 중실형 둘레 구조물 또는 프레임(18) 및 복수의 관통 공동(22)을 가지는 내측 구조물(20)을 일체로 형성하며, 상기 관통 공동은 백킹 플레이트(12)와 접촉하는 면과 반대되는 마찰 라이닝(14)의 면의 면적의 4,5% 이상에 상당하는 면적을 점유한다. 바람직하게, 상기 관통 공동(22)은 상기 백킹 플레이트(12)의 내측 구조물(20)의 표면에 걸쳐 균일하게 분포된다. 백킹 플레이트(12) 내의 관통 공동(22)의 제공에 의해서, 백킹 플레이트 상에 몰딩되는 마찰 물질이 이들 공동들을 적어도 부분적으로 충진하기 위한 마찰 라이닝(14)을 구성할 수 있게 되고, 그에 따라 백킹 플레이트(12)에 대한 마찰 라이닝(14)의 본딩을 개선하는데 도움이 되는 복수의 컬럼(24)을 형성하고, 그러한 본딩은 브레이킹 중에 브레이크 패드가 받게 되는 전단 응력에 의해서 위태로워질 수 있고, 상기 전단 응력은 백킹 플레이트(12)로부터 마찰 라이닝(14)이 분리되게 하는 경향을 가진다.

도 5의 측면도로부터 볼 수 있는 바와 같이, 바람직하게, 백킹 플레이트(12)의 내측 구조물(20)은, 백킹 플레이트(12)의 평면에 수직인 방향을 따라서, 마찰 라이닝(14)을 향하는 둘레 구조물(18)의 면에 대해서 외측으로 돌출하고, 그에 따라 브레이킹 중에 마찰 라이닝(14)에 작용하고 그리고 마찰 라이닝(14)이 백킹 플레이트(12) 상에서 슬립되게 하는 경향을 가지는 전단 응력에 대한 보다 큰 저항을 제공한다. 마찰 라이닝(14)을 향하는 둘레 구조물(18)의 면으로부터 돌출하는 내측 구조물(20)의 일부가 사실상 전체적으로 마찰 라이닝(14)의 물질에 의해서 매립되고, 이는 특히 도 1의 사시도로부터 확인할 수 있을 것이다. 마찰 라이닝(14)을 향하는 둘레 구조물(18)의 면에 대한 백킹 플레이트(12)의 내측 구조물(20)의 돌출량은, 도면들(특히 도 5 참조)에 도시된 실시예의 경우에서와 같이, 일정할 수 있으며, 또는 가변적일 수 있으며, 예를 들어 브레이크 패드의 길이방향(도 3 및 도 4에서 'X'로 표시됨)과 관련하여 내측 구조물(20)의 일 단부로부터 타단부까지 선형적으로 감소될 수 있으며, 그에 따라 하나의 단부에서 최대가 될 수 있고 그리고 반대쪽 단부에서 최소가 될 수 있으며, 또는 다시 내측 구조물(20)의 길이방향 대향 단부들로부터 중심까지 선형적으로 감소될 수 있으며, 그에 따라 길이방향 단부들에서 최대가 되고 중심에서 최소가 될 수 있을 것이다.

바람직하게, 백킹 플레이트(12)의 내측 구조물(20)은 연속적인 그물형 구조물로서, 특히 그리드와 유사한 구조물로서 제조되고, 그러한 그물형 구조물은 평행하고 균일하게-이격된 리브(ribs)들의 제 1 세트(26) 및 평행하고 균일하게-이격된 리브들의 제 2 세트(28)를 구비하고, 상기 제 2 리브 세트는 상기 제 1 리브 세트(26)에 대해서 각을 이루어 연장하고, 그에 따라 마름모꼴(rhombic) 형상의 관통 공동(22)을 형성한다. 특히, 도시된 실시예에서, 제 1 리브 세트(26) 및 제 2 리브 세트(28)는 서로에 대해서 수직으로 연장하고, 그에 따라 정사각형 형상의 관통 공동(22)을 형성한다. 또한, 도시된 실시예에서, 제 1 리브 세트(26) 및 제 2 리브 세트(28)는 길이방향(X)에 대해서 45°로 연장한다. 그러나, 그물형 구조물이 백킹 플레이트(12)와 접촉하는 면과 반대되는 마찰 라이닝(14)의 면의 면적의 4,5% 이상에 상당하는 면적을 점유하는 복수의 관통 공동(22)을 형성하기만 한다면, 그물형 구조물의 다른 많은 형상들도 구현될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 관통 공동(22)의 면적의 특히 바람직한 값은 백킹 플레이트(12)와 접촉하는 면과 반대되는 마찰 라이닝(14)의 면의 면적의 40% 이상과 같다.

백킹 플레이트(12)에 대한 마찰 라이닝(14)의 본딩을 개선하기 위해서, 백킹 플레이트의관통 공동(22)의 각각의 내부에, 언더컷(30)(도 6)이 제공되고, 그러한 언더컷은 예를 들어 관통 공동의 깊이의 대략적으로 절반에 위치되고 관통 공동의 전체 내측 주위를 따라서 연장하는 돌출 립으로서 제조된다. 언더컷(30)은 백킹 플레이트(12) 상에서의 마찰 라이닝(14)의 몰딩 중에 관통 공동(22) 내의 마찰 물질의 유동을 방해하지 않도록 그리고, 마찰 라이닝(14)이 일단 몰딩되면, 관통 공동(22) 내의 마찰 물질에 의해서 형성된 컬럼(24)을 고정하도록 제조되고, 그에 따라 백킹 플레이트(12)의 평면에 수직인 방향을 따라서 마찰 라이닝(14)이 백킹 플레이트(12)로부터 분리되는 것을 방지한다.

바람직하게, 보강 플레이트(16)는 녹방지(rust-proof) 금속으로 제조되고 그리고 백킹 플레이트(12)와 함께 단일 피스(piece)를 형성하고, 그러한 단일 피스는 사출 성형 프로세스에 의해서 백킹 플레이트(12)의 플라스틱 물질을 보강 플레이트(16) 상에 오버몰딩함으로써 획득된다. 보강 플레이트(16)는 마찰 라이닝(14)이 정렬되는 측면에 대해서 반대되는 측면 상에서 백킹 플레이트(12) 내에 위치된다. 보강 플레이트(16)는 백킹 플레이트(12)에 의해서 형성된 복수의 록킹 탭(32)에 의해서 백킹 플레이트(12)에 대해 고정되고, 상기 록킹 탭(32)의 각각은 보강 플레이트(16)의 대응 부분을 덮는다. 도시된 실시예에서, 보강 플레이트(16)는 직사각형 형상이고 그리고 백킹 플레이트(12)는 보강 플레이트(16)의 4개의 정점에 위치된 4개의 록킹 탭(32)을 형성한다. 보강 플레이트(16)는 또한 백킹 플레이트(12)에 의해서 형성되고 그리고 보강 플레이트(16)의 중간에 제공된 대응 관통 홀(36) 내로 연장하는 록킹 컬럼(34)에 의해서 백킹 플레이트(12)에 고정된다. 록킹 탭(32) 및 록킹 컬럼(34) 모두는 보강 플레이트(16) 상에서의 백킹 플레이트(12)의 오버몰딩 중에 획득된다.

백킹 플레이트(12)의 관통 공동(22)들의 일부가 보강 플레이트(16)에 의해서 그 일 단부에서 근접하고 그에 따라 보강 플레이트(16)는 백킹 플레이트뿐만 아니라 이들 폐쇄된 공동을 충진하는 마찰 물질의 컬럼들과도 접촉한다. 따라서, 브레이크 피스톤에 의해서 브레이크 패드(10)로 인가되는 압력은 백킹 플레이트(12)뿐만 아니라, 보강 플레이트(16)를 통해서, 그러한 보강 플레이트(16)와 접촉하는 마찰 물질의 컬럼 상으로 해소되고(discharge), 그에 따라 백킹 플레이트(12) 상에 줄무늬(score) 또는 압입 흔적(impression)이 발생되는 것을 방지하고, 그러한 줄무늬나 압입 흔적은 백킹 플레이트(12)의 플라스틱 물질의 연화(softening) 온도에 근접한 작동 온도에서 특히 발생될 수 있을 것이다.

중앙 관통 홀(36)에 더하여, 보강 플레이트(16)는 백킹 플레이트(12)의 대응하는 관통 공동(22)과 정렬되어 배치되고 관통 공동(22)의 형상과 동일한 형상(도시된 실시예에서 정사각형 형상이다)을 가지는 부가적인 관통 홀(38)을 구비하며, 그에 따라 마찰 물질에 의해서 형성된 컬럼(24)이 백킹 플레이트(12)의 관통 공동(22) 내측을 통해서뿐만 아니라, 보강 플레이트(16)의 관통 홀(38)의 내측을 통해서 연장하게 된다. 보강 플레이트(16)의 이러한 부가적인 관통 홀(38)은 백킹 플레이트(12)의 대응하는 관통 공동(22) 보다 더 큰 크기를 가지며, 그에 따라 마찰 라이닝(14)을 백킹 플레이트(12)에 고정하는 것을 돕는 언더컷(40)(도 7)을 형성한다.

도 4의 평면도에 도시된 바와 같이, 백킹 플레이트(12)는 바람직하게 원통형 형상인 제 1의 한쪽이 막힌(blind) 공동(42)을 추가로 구비하고, 그러한 제 1의 한쪽이 막힌 공동은 마모 표시부(자체적으로 공지되어 있으며 도시하지는 않음)가 내부로 스냅-피팅될 수 있게(snap-fitted) 구성된다. 그에 따라, 브레이크 패드(10)는 마모 표시부가 미리 장착된 상태로 미리 제공될 수 있을 것이며, 그에 따라 브레이크 패드를 차량에 장착하는 작업자는 차량의 계기판으로 신호를 전송하기 위한 전기 와이어를 마모 표시부에 단순히 연결하기만 하면 된다. 백킹 플레이트(12)는, 바람직하게 또한 원통형 형상인 제 2의 한쪽이 막힌 공동(44)을 추가적으로 구비하고, 그러한 제 2의 한쪽이 막힌 공동은 브레이크 패드의 온도를 탐지하기 위한 온도 탐침(자체적으로 공지되어 있으며 도시하지는 않음)이 내부로 스냅-피팅될 수 있게 구성되며, 상기 온도 탐침은, 경고등 표시부 또는 다른 경고 장치를 통해서, 과열 가능성 또는 다른 바람직하지 못한 비정상적인 브레이크 패드의 열적 거동을 운전자에게 경고하기 위해서 특별한 와이어에 의해서 차량의 계기판으로 연결될 수 있으며, 상기 과열 가능성 또는 다른 바람직하지 못한 비정상적인 브레이크 패드의 열적 거동은 브레이킹 효율뿐만 아니라, 시간을 두고 반복되는 경우에, 마찰 라이닝의 무결성(integrity)을 손상시킬 수 있을 것이다. 스냅-피팅에 대한 대안으로서, 마모 표시부 및 온도 탐침 모두가 공동(co)-몰딩에 의해서 또한 백킹 플레이트(12) 내로 삽입될 수 있을 것이다.

전술한 설명에 비추어 볼 때, 본원 발명에 따른 브레이크 패드에 의해서 제공되는 이점들이 명료하다 할 것이다.

백킹 플레이트 내의 관통 공동의 존재로 인해서, 마찰 라이닝이 덮여지는 백킹 플레이트의 면 상에 접착제 층을 도포할 필요가 없이, 마찰 라이닝에 대한 백킹 플레이트의 필수적인 본딩을 보장할 수 있게 된다. 그러한 효과는 마찰 라이닝의 측면 상에서 백킹 플레이트의 둘레 구조물에 대해서 돌출하는 그물형 구조물로서 제조된 백킹 플레이트의 내측 구조물에 의해서 추가적으로 개선된다. 그러나, 마찰 라이닝과 백킹 플레이트 사이의 접착을 보다 더 보장하기 위해서, 접착제의 층, 특히 열경화성 접착제의 층을 내측 구조물의 표면 및 마찰 라이닝의 물질이 접촉하게 되는 백킹 플레이트의 둘레 구조물의 표면 상에 도포할 수 있을 것이다. 마찰 라이닝과 백킹 플레이트 사이의 접착을 보다 더 보장하기 위해서, 마찰 물질과 접촉하게 되는 백킹 플레이트의 표면을 코로나(corona) 처리 또는 플레이밍(flaming) 프로세스에 노출시킬 수 있을 것이다.

금속(예를 들어, 특히 스틸) 대신에, 백킹 플레이트의 물질과 같은 플라스틱 물질을 이용하는 것에 의해서, 브레이크 패드의 전체 중량을 상당히 감소시킬 수 있을 것이고, 이는 브레이크 패드의 취급 비용, 조립 비용 및 최종적인 운반 비용 모두와 관련하여, 그리고 보다 작은 관성의 결과로 인한 브레이킹 시스템의 응답 속도의 개선과 관련하여 유리한 결과를 초래한다. 또한, 백킹 플레이트의 물질로서 플라스틱 물질을 이용하는 것은, 브레이크 패드의 직접적인 부식 및 브레이킹 시스템의 다른 부분에 의해서 유도된 부식/브레이킹 시스템의 다른 부분으로 유도된 부식을 피할 수 있게 한다. 또한, 백킹 플레이트의 물질로서 플라스틱 물질을 이용하는 것에 의해서, 백킹 플레이트의 최종 페인팅 비용을 절감할 수 있게 된다. 낮은 선팽창 계수 및 낮은 열전달 계수를 가지는 플라스틱 물질을 백킹 플레이트의 물질로서 이용하는 것에 의해서, 최대 작동 온도에 근접한 온도에서도 브레이크 패드의 최적 작동을 보장할 수 있게 되고, 그리고 브레이킹 중에 발생된 열이 피스톤으로의 전달되는 것, 그리고 그에 따라 브레이킹 시스템의 유압 회로 내에 포함된 액체로 전달되는 것을 상당히 감소시킬 수 있게 되며, 따라서 브레이킹 시스템의 과도한 이용의 경우에 발생되는 "베이퍼 록(vapour lock)" 현상의 위험을 크게 제한할 수 있게 된다.

또한, 본원 발명에 따른 브레이크 패드는 휘슬 또는 소음을 쉽게 유발하지 않는다. 사실상, 백킹 플레이트의 플라스틱 물질은, 한편으로, 바퀴 현가 시스템(브레이크 캘리퍼, 브레이크 디스크, 현가 링크 및 쇼크-옵서버)의 그리고 브레이킹 시스템의 조립체에 의해서 생성되는 음파를 중단시키고, 다른 한편으로, 백킹 플레이트 내에 매립된 금속 보강 플레이트에 의해서 생성된 진동을 완전히 감쇠시킨다.

또한, 전술한 특성들을 가지는 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트를 이용하는 것은 브레이크 패드 제조업자들에게 상당한 경제적 이점을 제공하는데, 그러한 경제적 이점은 금속 백킹 플레이트를 가지는 브레이크 패드의 제조 사이클에서 현재 제공되는 작업들 중 일부의 생략(lack), 특히 샌드브래스팅 작업 또는 유사 작업의, 접착제 층의 도포 작업의, 최종 보호 페인팅 작업의, 방음 층의 도포 작업의, 마모 표시부(적용되는 경우에 해당) 장착 작업의 생략, 그리고 모래, 접착제 및 페인트와 같은 화학적 폐기 생성물의 처리로 인한 영향의 감소 모두로부터 기인하며, 상기 작업들의 생략은 결과적으로 그러한 작업과 관련된 시간 및 비용의 절감 결과를 초래한다. 나머지 몰딩, 에이징 또는 안정화, 열처리(scorching), 연마 그리고 부속품 및 관련 장비들의 부착 작업은 어떠한 변경도 필요로 하지 않는다. 얻어지는 최종 제품은, 금속으로 이루어진 백킹 플레이트를 가지는 현재의 것과 기능적 및 외관적으로 동일하며, 그에 따라 금속으로 이루어진 백킹 플레이트와 문제없이(fully) 교환될 수 있다.

추가적인 이점은, 예를 들어 보강 플레이트가 매립된 백킹 플레이트의 몰딩 및 상기 백킹 플레이트 상에서의 마찰 라이닝의 몰딩을 순차적으로 실행하도록 정렬된 다중-스테이션 회전-테이블 프레스(또는 균등한 몰딩 장치)를 이용하여, 전체 브레이크 패드가 동일한 몰딩 유닛에서 제조될 수 있다는 것이다.

자연적으로, 변경되지 않고 유지되는 본원 발명의 원리, 실시예 및 제조와 관련한 구체적인 사항들은 순전히 비-제한적인 예로서 설명되고 도시된 것들과 관련하여 널리 변화될 수 있을 것이다.

Claims (15)

1. 플라스틱 물질로 이루어진 백킹 플레이트(12) 및 상기 백킹 플레이트(12) 상에 오버몰딩된 마찰 라이닝(14)을 포함하는 브레이크 패드(10)로서, 상기 백킹 플레이트(12)는 상기 마찰 라이닝(14)의 물질에 의해서 적어도 부분적으로 충진되는 복수의 공동(22)을 구비하는 내측 구조물(20) 및 중실형 둘레 구조물(18)을 포함하는, 브레이크 패드(10)에 있어서:
   상기 공동(22)들의 적어도 일부가 관통 공동들로 제조되고, 그리고 상기 관통 공동(22)은 상기 백킹 플레이트(12)와 접촉하는 면과 반대되는 마찰 라이닝(14)의 면의 면적의 4,5% 이상에 상당하는 면적을 점유하는
   것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 백킹 플레이트(12)의 내측 구조물(20)은, 상기 마찰 라이닝(14)을 향하는 백킹 플레이트(12)의 측면 상에서, 상기 백킹 플레이트(12)의 평면에 수직한 방향을 따라서, 상기 둘레 구조물(18)에 대해서 돌출하는
   것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 공동(22)이 상기 백킹 플레이트(12)의 내측 구조물(20)의 표면 상에 균일하게 분포되는
   것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 백킹 플레이트(12)의 내측 구조물(20)은 그리드와 유사한 그물형 구조물로서 제조되고, 상기 그물형 구조물은 평행하고 균일하게-이격된 리브들의 제 1 세트(26) 및 평행하고 균일하게-이격된 리브들의 제 2 세트(28)를 구비하고, 상기 제 2 리브 세트는 상기 제 1 리브 세트(26)에 대해서 각을 이루어 연장하고, 그에 따라 마름모꼴 형상의 공동(22)을 형성하는
   것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공동(22)은 상기 백킹 플레이트(12)와 접촉하는 면과 반대되는 상기 마찰 라이닝(14)의 면의 면적의 40% 이상에 상당하는(amounting) 면적을 점유하는
   것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 언더컷(30)이 상기 백킹 플레이트(12)의 공동(22) 내에 제공되는
   것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
   
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 백킹 플레이트(12)가 열가소성 물질, 특히 폴리에테르케톤으로 제조되는
   것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
   
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 백킹 플레이트(12) 내에 매립된 금속 보강 플레이트(16)를 더 포함하는
   것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
   
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보강 플레이트(16)는 상기 백킹 플레이트(12)에 의해서 형성된 복수의 록킹 탭(32)에 의해서 상기 백킹 플레이트(12)에 고정되고, 상기 록킹 탭들의 각각은 상기 보강 플레이트(16)의 각각의 대응 부분을 덮는
   것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
   
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강 플레이트(16)는 제 1 중앙 관통 홀(36)을 구비하고, 그리고 상기 백킹 플레이트(12)는 상기 중앙 관통 홀(36) 내로 연장하는 컬럼(34)을 형성하는
    것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보강 플레이트(16)는 상기 백킹 플레이트(12)의 대응 공동(22)와 정렬되고 그리고 상기 공동(22)의 형상과 동일한 형상을 가지는 관통 홀(38)을 구비하고, 상기 마찰 라이닝(14)의 물질은 상기 관통 홀(38)을 적어도 부분적으로 또한 충진하는
    것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보강 플레이트(16)의 상기 제 2 관통 홀(38)은 상기 백킹 플레이트(12)의 대응 공동(22) 보다 더 큰 크기를 가지며, 그에 따라 언더컷(40)을 형성하는
    것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
    
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 백킹 플레이트(12)에 통합된 마모 표시부 및/또는 온도 탐침을 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 백킹 플레이트(12)는 마모 표시부가 내부에 수용되는 제 1의 한쪽이 막힌 공동(42) 및/또는 온도 탐침이 내부에 수용되는 제 2의 한쪽이 막힌 공동(44)을 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
    
15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 브레이크 패드(10)용 백킹 플레이트(12).
    

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