KR20130058263A - 차량용 디스크 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명의 제1목적은 제동력 발생을 위해 나사 체결 방식으로 결합되는 헤드부와 스핀들에 각각 걸림홈과 걸림턱을 형성함으로써, 스핀들의 회전수를 최소화하여 제동에 따른 반응속도를 높이면서도 부드럽게 제동이 이루어질 수 있도록 한 것이다. 또한, 본 발명은 걸림턱을 복수개 형성함으로써, 걸림홈이 걸림턱 사이에 위치하였다가 스핀들의 회전시 가장 가까운 걸림턱에 걸릴 수 있게 함으로써, 헤드부의 복귀시간을 최소화할 수 있도록 한 것이다. 그리고, 본 발명은 스핀들이 구동수단과 스플라인 결합 방식으로 탈장착이 이루어질 수 있게 함으로써, 별도의 특수공구가 없이도 스핀들의 탈장착을 쉽고 용이하게 수행할 수 있도록 한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크는, 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크를 감싸도록 설치된 캘리퍼 하우징, 상기 캘리퍼 하우징 안쪽에 설치되어 디스크를 가압시켜 주는 피스톤, 상기 피스톤에 가압력을 제공하기 위한 헤드부, 그리고 이 헤드부를 전후진시켜 주도록 나사 체결방식으로 체결되어 회전하는 스핀들을 포함하여 이루어진 차량용 디스크 브레이크에 있어서, 상기 헤드부에는 나사체결 방식으로 체결된 스핀들과 마주보는 면에 적어도 하나의 걸림홈이 미리 정해진 간격으로 형성되고;, 상기 걸림홈과 마주보는 스핀들에는, 이 헤드부가 전후진 함에 따라 걸림홈에 끼워질 수 있도록 적어도 하나의 걸림턱이 미리 정해진 간격으로 돌출형성된다.

Description

차량용 디스크 브레이크{DISK BRAKE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 디스크 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작동스트로크를 최소화하여 제동력 발생에 대한 반응속도를 향상시킬 수 있도록 한 차량용 디스크 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용으로 사용되는 브레이크는 크게 디스크 방식과 드럼 방식으로 대별할 수 있다. 이 중에서 승용차와 같이 소형의 경우 디스크 방식이 많이 채택되고 있으며, 버스나 트럭과 같이 제동력을 많이 필요로 하는 경우 드럼 방식이 많이 이용되고 있다.

특허문헌1에는 이러한 디스크 타입의 브레이크가 개시되어 있다. 디스크 브레이크는, 디스크의 제동을 위한 마찰패드를 가압하는 피스톤(14)과, 상기 피스톤(14)을 진퇴 가능하게 수용하며 내부에 제동을 위한 유압이 가해지는 실린더를 갖춘 캘리퍼하우징(13)과, 상기 실린더 내에 회전 가능하게 설치되며 수나사부를 구비하는 스핀들(23)과, 상기 스핀들(23)의 회전에 의해 진퇴하면서 상기 피스톤(14)을 가압하거나 가압해제 하도록 상기 피스톤(14)내에 설치되며 상기 스핀들(23)의 수나사부에 결합되는 암나사부를 구비하는 너트(24)와, 상기 스핀들(23)을 회전시키는 전기모터(41)와, 상기 전기모터의 회전력을 상기 스핀들(23)에 전달하는 감속장치를 포함하며, 상기 전기모터의 축과 상기 감속장치의 축은 평행하게 배치되며, 상기 피스톤(14)의 내주면은 상기 너트(24)의 회전을 방지하도록 타원형으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

하지만, 이러한 종래의 브레이크는 다음과 같은 문제가 있었다.

1) 피스톤을 동작시키는 방법이 나사의 체결력을 이용, 즉 전기모터로 스핀들을 회전시켜 너트를 전진시킴으로써, 피스톤이 움직이면서 제동력을 발생시키는 구조로 이루어져 있다.

2) 이는 회전을 이용하여 나사방식으로 체결된 너트를 전진시켜 주어야 하기 때문에 많은 회전력을 필요로 하게 되었다.

3) 이러한 회전력은 너트의 이송길이가 길어지면 길어질수록 더욱 더 많은 전력소비를 야기하는 요인으로 작용하였다.

4) 회전시간이 길어질수록 발생되는 제동력의 제동시점이 그만큼 늘어나게 되어 정확한 제동에 어려움이 있었다.

5) 회전시간을 줄이기 위하여 나사산의 피치를 늘이는 방법이 있으나, 피치가 길어짐에 따라 급격한 동작으로 이어질 우려가 있어서 제동력을 불안정하게 발생시키는 요인으로 작용하였다.

한국공개특허 제10-2010-0098846(2010년09월10일)

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 제동력 발생을 위해 나사 체결 방식으로 결합되는 헤드부와 스핀들에 각각 걸림홈과 걸림턱을 형성함으로써, 스핀들의 회전수를 최소화하여 제동에 따른 반응속도를 높이면서도 부드럽게 제동이 이루어질 수 있도록 한 차량용 디스크 브레이크를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 걸림턱을 복수개 형성함으로써, 걸림홈이 걸림턱 사이에 위치하였다가 스핀들의 회전시 가장 가까운 걸림턱에 걸릴 수 있게 함으로써, 헤드부의 복귀시간을 최소화할 수 있도록 한 차량용 디스크 브레이크를 제공하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 스핀들이 구동수단과 스플라인 결합 방식으로 탈장착이 이루어질 수 있게 함으로써, 별도의 특수공구가 없이도 스핀들의 탈장착을 쉽고 용이하게 수행할 수 있도록 한 차량용 디스크 브레이크를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크는, 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크를 감싸도록 설치된 캘리퍼 하우징, 상기 캘리퍼 하우징 안쪽에 설치되어 디스크를 가압시켜 주는 피스톤, 상기 피스톤에 가압력을 제공하기 위한 헤드부, 그리고 이 헤드부를 전후진시켜 주도록 나사 체결방식으로 체결되어 회전하는 스핀들을 포함하여 이루어진 차량용 디스크 브레이크에 있어서, 상기 헤드부에는 나사체결 방식으로 체결된 스핀들과 마주보는 면에 적어도 하나의 걸림홈이 미리 정해진 간격으로 형성되고;, 상기 걸림홈과 마주보는 스핀들에는, 이 헤드부가 전후진 함에 따라 걸림홈에 끼워질 수 있도록 적어도 하나의 걸림턱이 미리 정해진 간격으로 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 걸림홈과 걸림턱은 각각 하나 또는 두 개가 형성된 것을 특징으로 한다. 이때의 상기 걸림홈과 걸림턱는 각각 180°간격으로 2개씩 형성된 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크는, 상기 스핀들의 타단에 모터 등으로 회전시시 미끌림과 탈장착이 용이하게 이루어질 수 있도록 스플라인 축이 끼워질 수 있도록 보스가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 차량용 디스크 브레이크에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 걸림홈과 걸림턱의 걸림 작용에 의하여 헤드부의 작동 스트로크를 그만큼 짧게 구성할 수 있어 보다 빠르고 정확한 제동력을 얻을 수 있다.

2) 스핀들의 구동시간을 최소화함으로써, 전기모터와 같은 구동수단의 동작을 줄여 이로부터 소비되는 전력을 최소화할 수 있다.

3) 나사산의 피치 간격을 늘이지 않으면서도 제동시간을 짧게 구성할 수 있기 때문에 안정적이면서도 부드러운 제동력을 얻을 수 있다.

4) 걸림턱을 복수로 구성함으로써, 헤드부의 회전 시간을 최소화하게 하여 보다 빠르고 안정적으로 제동력이 발생할 수 있게 된다.

5) 스핀들과 전기모터와 같은 구동수단과 스플라인 방식으로 탈장착이 이루어질 수 있게 구성함으로써, 특수공구를 사용하지 않고서도 쉽게 조립과 분해할 수 있다.

6) 헤드부의 길이를 짧게 제작하여 사용할 수 있기 때문에 그만큼 제조비용을 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 디스크 브레이크의 일예를 보여주기 위한 단면도.
도 2는 종래 캘리퍼 하우징에 장착되는 구성을 보여주기 위한 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 헤드부와 스핀들의 구조를 보여주기 위한 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 헤드부와 스핀들의 결합 상태를 보여주기 위한 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 헤드부의 구성을 보여주기 위한 저면사시도.
도 6은 본 발명에 따른 스핀들이 구동수단과 결합되는 구조를 설명하기 위한 도 4의 A-A선 단면도.
도 7은 종래 헤드부와 스핀들의 결합된 길이를 보여주기 위한 정면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

도 1은 종래의 디스크 브레이크의 일예를 보여주기 위한 단면도이고, 도 2는 종래 캘리퍼 하우징에 장착되는 구성을 보여주기 위한 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 헤드부와 스핀들의 구조를 보여주기 위한 분해사시도이다. 도 4는 본 발명에 따른 헤드부와 스핀들의 결합 상태를 보여주기 위한 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 헤드부의 구성을 보여주기 위한 저면사시도이며 도 6은 본 발명에 따른 스핀들이 구동수단과 결합되는 구조를 설명하기 위한 도 4의 A-A선 단면도이다. 마지막으로, 도 7은 종래 헤드부와 스핀들의 결합된 길이를 보여주기 위한 정면도.

본 발명에 따른 차량용 디스크 브레이크는, 디스크에 마찰력을 발생시켜 주기 위한 패드를 가압하여 제동력을 발생시켜 주는 피스톤을 가압시켜 주기 위한 헤드부(10)와, 이 헤드부(10)에 나사방식으로 체결되어 모터와 같은 구동수단(미도시됨)의 회전력으로 헤드부(10)를 전후진시켜 주는 스핀들(20)을 포함하여 구성된다.

특히, 서로 나사체결되어 장착되는 상기 헤드부(10)와 스핀들(20)에는 서로 마주 보는 면에는 각각 적어도 하나의 걸림홈(11)과 걸림턱(21)이 미리 정해진 간격으로 형성된다.

이하, 이러한 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

헤드부(10)는 피스톤 내부에 끼워져서 이 피스톤을 가압함에 따라 브레이드 패드가 디스크를 가압하여 제동력을 발생시켜 주게 된다. 특히, 이 헤드부(10)는 스핀들(20)에 의해 그 길이방향으로 진퇴작용을 한다.

스핀들(20)은 표면에 나사산(23)이 형성되어 헤드부(10)와 나사체결방식으로 체결된다. 그리고, 이 스핀들(20)은 모터와 같은 구동수단(미도시됨)에 의해 회전하게 되며, 이러한 회전력을 이용하여 상기 헤드부(10)를 길이방향으로 진퇴작용이 이루어지게 한다.

한편, 이러한 헤드부(10)에는 스핀들(20)과 마주보는 면에 걸림홈(11)이 형성된다. 특히, 이 걸림홈(11)은 적어도 하나가 미리 정해진 간격으로 형성되게 되는데, 가장 바람직하기로는 2개가 180°간격으로 형성하는 것이 좋다.

또한, 상기 스핀들(20)에는 이 걸림홈(11)과 걸려지도록 걸림턱(21)이 돌출형성된다. 특히, 이 걸림턱(21)은 적어도 하나가 미리 정해진 간격으로 형성되게 되는데, 바람직하기로는 상기 걸림홈(11)과 대응하는 위치에 각각 하나씩 형성하여 상호 걸림 작용이 이루어지게 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 스핀들(20)은 헤드부(10)와 연결되는 반대쪽 단부가 전기모터와 같은 구동수단(미도시됨)에 연결하여 회전력을 전달받게 된다. 이때, 스핀들(20)의 단부는 이러한 회전력이 미끌림 없이 전달받으면서도 교체 및 유지보수가 쉽게 이루어질 수 있도록 보스(22)를 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 보스(22)는 스플라인 결합을 위한 것으로, 스플라인축을 구동수단에 구비하고, 이 스핀들(20)에는 이러한 스플라인축이 끼워지는 보스(22)를 형성하여 쉽게 탈장착이 가능하도록 한 것이다.

이와 같이 이루어진 걸림홈(11)과 걸림턱(21)은, 제동력을 얻는데 필요한 헤드부(10)의 길이를 짧게 제작하여 구성하는 것도 가능할 뿐만 아니라 제동 스트로크가 짧아 제동력의 발생시 빠른 반응속도로 반응하게 된다.

즉, 종래의 헤드부(1)는, 도 7과 같이, 스핀들(2)의 회전에 의하여 스트로크(S) 만큼 움직여서 제동력을 발생시켜 주고 이를 해제시켜 주게 되나, 본 발명의 헤드부(10)는 도 4와같이 스핀들(20)의 회전시 짧은 스트로크(s)에 의해서도 제동작용이 가능하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 헤드부와 스핀들 사이에 걸림홈과 걸림턱을 이용하여 작동 스트로크를 최소화할 수 있게 함으로써, 제동력 발생과 해제에 따른 반응속도를 빨리 발생시킬 수 있게 되는 것이다.

10 : 헤드부
11 : 걸림홈
20 : 스핀들
21 : 걸림턱
22 : 보스

Claims (4)

1. 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크를 감싸도록 설치된 캘리퍼 하우징, 상기 캘리퍼 하우징 안쪽에 설치되어 디스크를 가압시켜 주는 피스톤, 상기 피스톤에 가압력을 제공하기 위한 헤드부(10), 그리고 이 헤드부(10)를 전후진시켜 주도록 나사 체결방식으로 체결되어 회전하는 스핀들(20)을 포함하여 이루어진 차량용 디스크 브레이크에 있어서,
   상기 헤드부(10)에는 나사체결 방식으로 체결된 스핀들(20)과 마주보는 면에 적어도 하나의 걸림홈(11)이 미리 정해진 간격으로 형성되고,
   상기 걸림홈(11)과 마주보는 스핀들(20)에는, 이 헤드부(10)가 전후진 함에 따라 걸림홈(11)에 끼워질 수 있도록 적어도 하나의 걸림턱(21)이 미리 정해진 간격으로 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 걸림홈(11)과 걸림턱(21)은 각각 하나 또는 두 개가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 걸림홈(11)과 걸림턱(21)는 각각 180°간격으로 2개씩 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차량용 디스크 브레이크는,
   상기 스핀들(20)의 타단에 모터 등으로 회전시시 미끌림과 탈장착이 용이하게 이루어질 수 있도록 스플라인 축이 끼워질 수 있도록 보스(22)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 디스크 브레이크.

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