KR20130086438A

KR20130086438A - 디스크 브레이크

Info

Publication number: KR20130086438A
Application number: KR1020120007211A
Authority: KR
Inventors: 공영훈
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2013-08-02
Also published as: CN103225658B; KR101327944B1; DE102013001300A1; US8881874B2; CN103225658A; US20130186716A1; DE102013001300B4

Abstract

본 발명은 제동동작 종료 후 피스톤의 복원효과를 향상시킬 수 있도록 한 디스크 브레이크에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디스크 브레이크는, 한 쌍의 패드 플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어와, 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 피스톤이 제동유압에 의해 진퇴 가능하게 설치되는 실린더가 마련된 캘리퍼 하우징을 포함하는 디스크 브레이크로서, 상기 피스톤의 내부에 설치되어 상기 패드 플레이트가 디스크로부터 멀어지는 것을 방지하고 일정 간격을 유지하도록 하는 어져스터; 상기 실린더 내에 설치되어 전방부가 상기 어져스터와 나사결합되며 후방부에 실린더의 내주면 쪽으로 확장된 플랜지부가 형성된 풀-로드(pull-rod); 상기 실린더의 후방벽에 결합되어 상기 풀-로드를 지지하며 실린더 내를 밀폐시키는 지지부재; 그 일측 끝단이 지지부재에 고정되고 상기 지지부재와 상기 풀-로드 사이에서 소정의 수용공간을 형성하는 스프링 케이스; 및 상기 스프링 케이스의 수용공간에 마련되어 상기 피스톤을 원래의 위치로 복귀시키는 탄성부재;를 포함한다.

Description

디스크 브레이크{Disc brake}

본 발명은 디스크 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제동동작 종료 후 피스톤의 복원효과를 향상시킬 수 있도록 한 디스크 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 디스크 브레이크는 차량 등의 바퀴와 함께 회전하는 디스크의 양면에 마찰패드를 강제 압착시켜 디스크의 회전이 멈추도록 함으로써 차량을 제동시키는 장치이다.

이러한 디스크 브레이크는 제동작용 후 디스크와 마찰패드가 계속 마찰되는 드레그 현상을 줄이기 위하여 실링부재와 롤백 챔퍼를 이용하여 피스톤을 후퇴시키는 방법과, 디스크를 가압하는 패드 플레이트에 가압 스프링을 사용하여 피스톤을 후퇴시키는 방법이 이용된다.

도 1은 종래의 디스크 브레이크를 나타내는 단면도이고, 도 2는 실링부재와 롤백 챔퍼를 이용하여 피스톤을 후퇴시키는 상태를 나타내는 도면이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 디스크 브레이크(10)는 디스크(D)를 압착하여 제동력을 발생시키기 위한 한 쌍의 패드 플레이트(11)와, 한 쌍의 패드 플레이트(11)를 지지하는 캐리어(미도시)와, 캐리어에 설치되며 한 쌍의 패드 플레이트(11)를 가압하기 위하여 실린더(21)에 슬라이딩 가능하게 설치된 피스톤(22)을 구비하는 캘리퍼 하우징(20)과, 캘리퍼 하우징(20)의 실린더(21) 내면과 피스톤(22) 외면 사이에 개재된 실링부재(30)를 구비한다. 실링부재(30)는 실린더(21) 내면과 피스톤(22) 외면 사이가 밀폐되어 브레이크 오일이 누설되지 않도록 하는 기능과, 도 2에 도시한 바와 같이 피스톤(22) 화살표 A방향으로 이동되어 제동이 이루어지고, 제동동작 종료 후 실링부재(30)가 변형되었다가 복원되는 탄성에 의해 전진하였던 피스톤(22)이 다시 후퇴하여 복원되도록 하는 기능을 한다.

이러한 실링부재(30)는 실린더(21) 내면에 형성된 환형의 롤백 챔퍼(23) 내에 삽입되는 링 형상으로 이루어지며 단면이 사각형상으로 이루어진다. 또 실링부재(30)가 수용되는 롤백 챔퍼(23)은 도 2에 도시한 바와 같이, 피스톤(22)이 제동방향(화살표 A방향)으로 전진할 때 실링부재(30)의 변형을 허용할 수 있도록 제동방향 쪽 개구부에 경사지게 형성된 경사면(24)을 구비한다.

제동동작이 이루어지면서 피스톤(22)이 전진할 때는 도 2에 도시한 바와 같이 실링부재(30)가 변형된다. 그리고 제동동작이 종료될 때는 화살표 A방향의 반대방향으로 실링부재(30)가 도 1의 상태로 복원된다. 따라서 피스톤(22)은 실링부재(30)가 복원되는 탄성에 의해 후퇴하며 복원된다. 이를 소위 롤백(roll-back)이라 하는데, 피스톤(22)의 복원거리는 실링부재(30)의 변형 폭(L)에 따른다.

그러나 이러한 종래의 디스크 브레이크(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, 실링부재(30)의 제동방향 쪽 측면이 피스톤(22)의 외면과 대체로 수직을 이루는 평면이기 때문에 도 2에 도시한 바와 같이, 실링부재(30)의 변형 폭(L)이 제한적이어서 피스톤(22)의 복원거리가 짧은 문제가 있었다. 즉, 종래와 같은 실링부재(30)는 변형이 작기 때문에 피스톤(22)의 복원거리를 크게 하는데 한계가 있었다. 제동동작 종료 후 피스톤(22)의 복원거리가 짧을 경우에는 패드 플레이트(11)에 부착된 마찰패드(12)가 디스크(D)로부터 충분히 이격되지 않아 마찰패드(12)의 마모를 초래할 수 있었다. 즉, 이와 같은 문제점은 실링부재(30)와 피스톤(22) 사이의 마찰력 및 실린더(21) 가공 공차에 따라 롤백 양의 차이에 의해 드레그가 높게 발생할 수 있게 된다.

또한, 피스톤(22)이 복원시 실링부재(30)의 탄성력에 의하여 복원되는 방향으로 이동 후 다시 피스톤(22)의 전진방향으로 이동하는 현상 즉, 넉 백(knock-back) 현상이 발생한다. 아울러, 브레이크를 제동 해제할 경우 피스톤(22)이 실링부재(30)에 의해 탄성 복원되는 것과 함께 캐리어로부터 슬라이딩된 캘리퍼 하우징(20)도 함께 원래 위치로 이동되는데, 이때 캘리퍼 하우징(20)이 좌측 방향으로 이동됨에 따라 실린더(21)의 롤백 챔퍼(23)에 설치된 실링부재(30)에 의하여 피스톤(22)이 다시 전진방향(좌측)으로 미끄러지는 백슬립 현상이 발생하는 문제점이 있다.

한편, 가압 스프링(미도시)을 이용하는 경우에는 디스크(D)를 가압하는 패드 플레이트(11)에 가압 스프링을 설치하여 패드 플레이트(11)가 디스크(D)를 가압하는 반대방향으로 탄성력을 제공함으로써 피스톤(22)을 후퇴시키는 방법이다.

그러나, 가압 스프링을 사용할 경우에는 마찰패드(12)의 마모가 진행되면서 롤백 양이 커져 제동 초기 제동감이 나빠지는 경우가 발생할 수 있고, 가압 스프링 힘에 의해 피스톤(22)이 과도한 롤백이 발생하여 브레이크 페달 꺼짐 현상이 발생할 가능성이 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 저압용 스프링과 고압용 스프링을 각각 마련하여 제동작용시 저압과 고압에 따라 작동하도록 함으로써 제동동작 종료 후 피스톤의 복원효과를 향상시킴은 물론, 피스톤의 복원력에 의하여 디스크와 마찰패드 사이의 간격을 확보할 수 있는 디스크 브레이크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 디스크 브레이크는, 한 쌍의 패드 플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어와, 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 피스톤이 제동유압에 의해 진퇴 가능하게 설치되는 실린더가 마련된 캘리퍼 하우징을 포함하는 디스크 브레이크로서, 상기 피스톤의 내부에 설치되어 상기 패드 플레이트가 디스크로부터 멀어지는 것을 방지하고 일정 간격을 유지하도록 하는 어져스터; 상기 실린더 내에 설치되어 전방부가 상기 어져스터와 나사결합되며 후방부에 실린더의 내주면 쪽으로 확장된 플랜지부가 형성된 풀-로드(pull-rod); 상기 실린더의 후방벽에 결합되어 상기 풀-로드를 지지하며 실린더 내를 밀폐시키는 지지부재; 그 일측 끝단이 지지부재에 고정되고 상기 지지부재와 상기 풀-로드 사이에서 소정의 수용공간을 형성하는 스프링 케이스; 및 상기 스프링 케이스의 수용공간에 마련되어 상기 피스톤을 원래의 위치로 복귀시키는 탄성부재;를 포함한다.

바람직하게, 상기 탄성부재는, 상기 스프링 케이스에 마련되고 일단이 스프링 케이스의 내측면에 지지되며 타단이 플랜지부에 지지되어 상기 피스톤의 이동방향으로 탄성력을 제공하는 저압용 스프링; 및 상기 저압용 스프링과 일정간격 이격되도록 상기 스프링 케이스에 마련되고 일단이 스프링 케이스의 내측면에 지지되며 타단이 지지부재에 지지되어 상기 피스톤의 이동방향으로 탄성력을 제공하는 고압용 스프링;을 구비한다.

바람직하게, 상기 저압용 스프링과 고압용 스프링을 지지하는 플랜지부와 지지부재의 선단면이 단차지도록 이루어져 상기 저압용 스프링과 고압용 스프링은 단차진 단차부에 의해 서로 길이방향으로 유격이 형성된다.

바람직하게, 상기 어져스터는 상기 피스톤과 접촉되는 헤드부 및 상기 헤드부로부터 연장되어 외주면에 나사산이 형성된 로드를 갖추고, 상기 피스톤은 내부가 컵 형상으로 파인 원통형상을 갖도록 이루어져 상기 피스톤의 내측 중심부에는 상기 어져스터의 헤드부를 감싸도록 돌출된 원통형 삽입부가 형성되어 상기 삽입부의 중심에 제1 오목부가 형성되고 상기 삽입부와 피스톤의 내측면 사이에 제2 오목부가 형성된다.

바람직하게, 상기 어져스터의 헤드부의 후방벽과 상기 삽입부의 내측면에 각각 와셔가 설치되고, 상기 와셔 사이에 와셔 스프링이 마련되어 상기 와셔 스프링의 탄성력에 의해 상기 어져스터를 상기 피스톤에 밀착시킨다.

바람직하게, 상기 지지부재에는 상기 플랜지부가 안착되는 안착홈이 형성된다.

바람직하게, 상기 풀-로드는 플랜지부의 외주면을 따라 일정간격으로 이격되어 반경방향으로 돌출 형성된 복수의 지지돌기를 구비하고, 상기 지지부재의 안착홈에는 상기 복수의 지지돌기와 대응되는 위치에 상기 지지돌기와 상응하는 지지홈이 형성된다.

바람직하게, 상기 지지돌기의 선단면과 상기 고압용 스프링을 지지하는 지지부재의 선단면은 단차지도록 이루어지되, 상기 지지부재의 선단면이 상기 지지돌기의 선단면 보다 피스톤의 전진방향으로 돌출된다.

바람직하게, 상기 플랜지부에는 상기 저압용 스프링이 지지되도록 요입된 요입홈이 형성된다.

바람직하게, 상기 지지부재의 가장자리 선단부에는 걸림턱이 형성되고, 상기 걸림턱과 상기 제2 오목부 사이에는 피스톤의 넉 백(knock back)을 방지하는 넉 백 방지 스프링이 설치된다.

바람직하게, 상기 어져스터와 상기 풀-로드가 긴밀하게 결합되도록 나사결합된 상기 어져스터의 나사산과 풀-로드의 나사산의 간격이 감소된다.

바람직하게, 상기 캘리퍼 하우징의 일단부에는 피스톤을 가압하기 위한 제동유압을 공급받는 유압덕트가 형성된다.

본 발명에 따른 디스크 브레이크는 제동시 저압에 따라 작용하는 저압용 스프링과 고압에 따라 작용하는 고압용 스프링을 각각 마련하여 피스톤을 후퇴시킴으로써 드레그를 방지할 수 있음은 물론, 디스크와 패드 플레이트 간의 간격으로 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제동 해제시 캘리퍼 하우징의 복원에 따라 발생하는 백슬립 현상을 해소 함은 물론, 디스크를 가압하는 마찰 패드의 마모에 다른 롤백 양이 커져 제동 초기 제동감 저감되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

이에, 마찰 패드가 디스크와 불필요하게 마찰되어 마찰 패드의 마모 및 이에 따른 소음을 방지할 수 있으며, 패드 플레이트와 디스크를 일정 간격으로 이격되도록 함으로써 원활한 제동력을 발휘하도록 할 수 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 디스크 브레이크를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 디스크 브레이크의 작동상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 브레이크를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 브레이크에 구비된 풀-로드를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 브레이크에 구비된 지지부재와 풀-로드의 단차에 의해 저압용 스프링과 고압용 스프링 사이에 유격이 형성된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어져스터와 풀-로드의 나사결합 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 브레이크의 작동 상태를 설명하기 위한 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 브레이크를 나타내는 단면도이다.

도 3을 참조하면, 디스크 브레이크(100)는 제동유압에 의해 진퇴 운동하는 피스톤(124)이 설치된 캘리퍼 하우징(120)과, 차체에 고정되며 캘리퍼 하우징(120)이 슬라이딩 가능하게 결합되는 캐리어(미도시)와, 휠과 함께 회전하는 디스크(D)를 가압하도록 일정간격 이격되어 상기 디스크(D)로 슬라이딩 가능하도록 캐리어에 설치되는 한 쌍의 패드 플레이트(111,112)와, 패드 플레이트(111,112)가 디스크(D)로부터 멀어지는 것을 방지하고 항상 일정 간격을 유지하도록 하는 어져스터(130)와, 어져스터(130)와 나사결합되는 풀-로드(140)와, 캘리퍼 하우징(120)에 결합되어 풀-로드(140)를 지지하는 지지부재(150)와, 지지부재(150)와 상기 풀-로드(140) 사이에서 소정의 수용공간을 형성하는 스프링 케이스(160), 및 스프링 케이스(160)에 마련된 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)으로 구성된 탄성부재를 구비한다.

상기 캐리어(미도시)는 차체의 너클에 마운팅볼트(미도시)를 통해 고정되며, 양단부에는 가이드로드(미도시)를 통해 캘리퍼 하우징(120)이 슬라이딩 가능하게 체결된다. 또한, 캐리어의 중심부에는 한 쌍의 패드 플레이트(111,112)가 일정간격 이격되어 서로 마주보는 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된다.

상기 한 쌍의 패드 플레이트(111,112)는 후술할 피스톤(124)과 접하도록 배치되며 내측면에 마찰패드(113)가 부착된 내측 패드 플레이트(111)와, 후술하는 핑거부(121)과 접하도록 배치되며 내측면에 마찰패드(114)가 부착된 외측 패드 플레이트(112)로 구별된다. 이때, 상기 디스크(D)는 자동차의 휠(미도시)과 함께 회전하는 원판형상으로 이루어져 있는데, 일부가 한 쌍의 패드 플레이트(111,112) 사이에 삽입된 상태로 회전하게 된다.

캘리퍼 하우징(120)은 외측 패드 플레이트(112)를 작동시키기 위한 핑거부(121)와, 제동유압이 전달되도록 유입덕트(123)를 갖춘 실린더(122)를 포함한다.

핑거부(121)는 외측 패드 플레이트(112)를 외측에서 감싸도록 캘리퍼 하우징(120)의 전방부에서 하측방향으로 굽어지게 성형된다. 이에 따라, 제동작용시 캘리퍼 하우징(120)이 캐리어로부터 슬라이딩되어 우측 방향으로 이동됨에 따라 핑거부(121)에 의해 외측 패드 플레이트(112)가 디스크(D) 측으로 밀려 디스크(D)를 가압하게 된다.

상기 실린더(122)는 마스터실린더(미도시)에서 형성된 제동유압이 전달되도록 캘리퍼 하우징(120)의 후방에 형성되며, 여기에 피스톤(124)이 진퇴운동 가능하게 설치된다. 즉, 실린더(122)에 설치된 피스톤(124)은 제동유압에 의하여 실린더 (122)내부에서 진퇴운동하게 된다. 이러한 실린더(122)의 후방에는 실린더(122) 내를 밀폐시키며 후술할 풀-로드(140)를 지지하는 지지부재(150)가 설치된다.

피스톤(124)은 일측이 개방된 컵(cup) 형상으로 마련되되, 내측 중심부에는 개방된 부분을 향하여 돌출된 원통형 삽입부(125)가 형성된다. 이에, 상기 삽입부(125)의 중심에는 제1 오목부(126)가 형성되고, 삽입부(125)와 피스톤(124)의 내측면 사이에는 제2 오목부(127)가 형성된다. 제1 오목부(126)에는 후술할 어져스터(130)의 헤드부(131)가 삽입되고, 제2 오목부(127)에는 넉백 방지 스프링(154)이 삽입된다.

어져스터(130)는 실린더(122)에 삽입된 피스톤(124) 내에 설치되어 피스톤(124)과 접촉되는 헤드부(131) 및, 헤드부(131)로부터 연장되어 외주면에 나사산(132a)이 형성된 로드(132)로 구성된다. 이때, 헤드부(131)는 전술한 바와 같이 피스톤(124)의 삽입부(125)에 형성된 제1 오목부(126)로 삽입되어 접촉된다.

이러한 어져스터(130)는 한 쌍의 패드 플레이트(111,112)에 부착된 마찰패드(113,114)가 마모됨에 따라 디스크(D)와 패드 플레이트(111,112) 사이가 멀어지는 것을 방지하며 일정 간격을 유지하도록 하는 역할을 하는 것으로서, 피스톤(124)의 삽입부(125) 내측면과 헤드부(131)의 후방벽에 각각 와셔(128,133)가 설치되고, 와셔(128,133) 사이에 와셔 스프링(134)이 마련된다. 즉, 어져스터(130)는 삽입부(125)와 헤드부(131) 사이에 설치되는 와셔 스프링(134)에 의해 피스톤(124)의 내부 일측, 즉 제1 오목부(126)에 밀착된다. 이렇게 와셔 스프링(134)이 어져스터(130)를 피스톤(124) 선단부 쪽으로 가압함으로써 패드 플레이트(111,112)의 마찰패드(113,114)가 디스크(D)와의 마찰에 의해 마모되어 피스톤(124)의 위치가 내측 패드 플레이트(111) 쪽으로 이동되더라도 어져스터(130)와 피스톤(124)은 항상 접해 있게 된다.

어져스터(130)의 후방 즉, 로드(132)에는 실린더(122) 내에 설치된 풀-로드(140)가 나사결합된다. 풀-로드(140)는 어져스터(130)와 나사결합되도록 중심부가 빈 중공형으로 이루어져 내주면에 나사산(140a)이 형성되고, 후방부에는 실린더(122)의 내주면 쪽으로 확장된 플랜지부(142)가 마련된다. 이러한 풀-로드(140)는 후술할 지지부재(150)의 안착홈(152)에 안착되어 지지되며, 풀-로드(140)와 지지부재(150) 사이에 소정 수용공간을 형성하는 스프링 케이스(160)가 설치된다.

스프링 케이스(160)는 일단이 스냅링(161)에 의하여 지지부재(150)에 고정되며, 이 스프링 케이스(160)에는 피스톤(124)을 원래 위치로 복귀시키기 위한 탄성부재 즉, 저압용 스프링(170) 및 고압용 스프링(180)이 설치되는데, 저압용 스프링(170)은 일단이 스프링 케이스(160)의 내측면에 지지되며 타단이 플랜지부(142)에 지지된다. 또한, 고압용 스프링(180)은 저압용 스프링(170)과 일정간격 이격되어 일단이 스프링 케이스(160)의 내측면에 지지되며 타단이 안착홈(152)이 형성된 지지부재(150)의 선단면에 지지된다. 이때, 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)을 지지하는 플랜지부(142)와 지지부재(150)의 선단면이 단차지도록 이루어져 상기 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)은 단차진 단차부에 의해 서로 길이방향으로 유격(G)이 형성된다(도 5 참조). 상기 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)이 서로 길이방향으로 유격(G)이 형성되도록 설치된 것에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

풀-로드(140)는 어져스터(130)와 나사결합됨에 따라 어져스터(130)가 풀-로드(140)의 길이방향으로 이동될 수 있다. 즉, 마찰패드(113,114)가 마모되어 피스톤(124)이 이동시 어져스터(130)는 와셔 스프링(134)에 의해 피스톤(124)과 밀착되려는 성질에 의하여 풀-로드(140)로부터 회전되어 피스톤(124)의 이동거리만큼 이동하여 피스톤(124)과 밀착된 상태를 유지한다. 이에 따라 디스크(D)와 피스톤(124)에 의해 가압되는 패드 플레이트(111,112)의 간격이 일정하도록 유지된다.

한편, 제동유압에 의해 피스톤(124)이 전진시 피스톤(124)과 결합된 어져스터(130)가 함께 전진하게 되는데, 이때 어져스터(130)와 나사결합된 풀-로드(140)가 함께 전진하게 된다. 이에, 어져스터(130)와 풀-로드(140)는 나사결합된 나사산들(132a,140a)의 간격이 감소하도록 이루어진다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 일반적으로 어져스터(130)와 풀-로드(140)의 나사산(132a,140a) 사이의 간격이 존재하지만, 어져스터(130)가 피스톤(124)의 전진방향(좌측)으로 가압된 상태이기 때문에 그 간격을 감소킴으로써 어져스터(130)와 풀-로드(140)의 움직임이 동시에 일어나게 된다.

본 발명에 따르면, 상기와 같은 폴-로드(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 플랜지부(142)에 외주면을 따라 일정간격으로 이격되어 반경방향으로 돌출 형성된 복수의 지지돌기(143)가 형성된다. 이러한 지지돌기(143)는 후술할 고압용 스프링(180)을 가압하기 위한 것으로서, 지지부재(150)의 안착홈(152)에는 복수의 지지돌기(143)와 대응되는 위치에 지지돌기(143)와 상응하는 지지홈(153)이 형성된다. 이때, 지지돌기(143)의 선단면과 안착홈(152)이 형성된 지지부재(150)의 선단면은 단차지도록 이루어진다. 즉, 지지부재(150)의 선단면이 지지돌기(143)의 선단면 보다 피스톤(124)의 전진방향으로 더 돌출된다. 따라서, 전술된 바와 같이 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)은 단차진 단차부에 의하여, 도 5에 도시된 바와 같이 일정 간격의 유격(G)이 형성된다. 이는 디스크(D)와 패드 플레이트(111,112) 사이의 간격을 확보하기 위함이다.

이와 같은 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)을 지지하는 구조에 의하여, 디스크 브레이크(100)의 작동 전에는 저압용 스프링(170)이 플랜지부(142)에 지지되며, 고압용 스프링(180)이 지지부재(150)에 지지된다. 또한, 제동작용시 피스톤(124)의 이동에 따라 어져스터(130) 및 풀-로드(140)가 이동할 경우 풀-로드(140)의 플랜지부(142)에 지지된 저압용 스프링(170)이 먼저 압축되고, 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180) 사이의 유격(G)만큼 압축되면 그 후에는 지지돌기(143)가 고압용 스프링(180)을 지지함으로써 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)이 함께 압축된다.

한편, 플랜지부(142)에는 저압용 스프링(170)이 안정적으로 지지되도록 요입된 요입홈(144)이 형성된다.

본 발명에 따르면, 지지부재(150)의 가장자리 선단부에는 걸림턱(155)이 형성되어, 상기 걸림턱(155)과 제2 오목부(127) 사이에는 넉 백 방지 스프링(154)이 설치된다. 넉 백 방지 스프링(154)은 피스톤(124)의 후퇴시 과도하게 후퇴되는 넉 백을 방지하는 역할을 수행한다.

그러면, 상기와 같은 디스크 브레이크(100)의 작동 상태에 대하여 설명하기로 한다. 여기서, 디스크 브레이크(100)에 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)을 설치한 것은 제동작용시 저압 조건에서는 저압용 스프링(170)만 사용하고, 고압 조건에서는 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)을 함께 사용하도록 하기 위함이다. 이에, 이하에서는 임의적으로 지정된 저압과 고압의 조건에서 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)이 작동되는 상태에 대하여 설명하기로 한다. 도 7은 이러한 디스크 브레이크(100)의 작동 상태를 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 본 발명에 따른 디스크 브레이크(100)를 차량에 설치함에 따라, 즉 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)을 길이방향으로 유격(G)이 형성됨에 따라 디스크(D)와 패드 플레이트(111,112) 사이의 간격을 확보하게 된다.

이에, 제동시 압력이 5bar 미만일 경우 또는 패드 플레이트(111,112)에 부착된 마찰패드(113,114)의 마모가 발생할 경우 어져스터(130)에 의하여 디스크(D)와 패드 플레이트(111,112) 즉, 디스크(D)와 마찰패드(113,114)의 간격이 자동으로 조절된다.

그러나, 제동작용시 압력이 5bar 이상 25bar 미만일 경우 피스톤(124)이 내측 패드 플레이트(111)를 가압함에 따라 내측 패드 플레이트(111)에 부착된 마찰패드(113)가 디스크(D)를 압박하여 제동력이 발생된다. 여기서, 제동시 캘리퍼 하우징(120)이 캐리어(미도시)로부터 슬라이딩되어 핑거부(121)가 외측 패드 플레이트(112)를 가압하는 것은 이 기술에 속한 당업자가 충분히 이해할 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략한다. 이때, 압력이 5bar 이상 25bar 미만일 경우는 저압 조건으로서 피스톤(124), 어져스터(130) 및 풀-로드(140)가 이동하게 되며, 풀-로드(140)의 플랜지부(142)에 지지된 저압용 스프링(170)만 압축된다. 즉, 고압용 스프링(180)과 저압용 스프링(170) 사이의 유격(G) 사이만큼 풀-로드(140)가 이동하여 저압용 스프링(170)을 압축한다. 따라서, 제동 후 저압용 스프링(170)에 의하여 피스톤(124)이 원래의 위치로 복귀한다.

한편, 제동작용시 압력이 25bar 이상일 경우는 고압 조건으로서 피스톤(124), 어져스터(130) 및 풀-로드(140)가 함께 이동하게 되며, 풀-로드(140)의 플랜지부(142)에 지지된 저압용 스프링(170)을 압축하며 고압용 스프링(180)과 유격(G)된 거리만큼 이동하면 플랜지부(142)에 돌출 형성된 지지돌기(143)가 고압용 스프링(180)을 지지하며 압축시킨다. 즉, 고압 조건에서는 저압용 스프링(170)과 고압용 스프링(180)을 함께 압축한다. 따라서, 제동 후 고압용 스프링(180)과 저압용 스프링(170)에 의하여 피스톤(124)이 드레그 없이 원활하게 후퇴하게 되며, 고압용 스프링(180)이 지지부재(150)의 선단면에 지지되면 최종적으로 저압용 스프링(170)에 의하여 피스톤(124)이 원래의 위치로 복귀하게 된다.

이때, 피스톤(124)은 원래의 위치로 복귀시 넉 백 방지 스프링(154)에 의하여 과도하게 후퇴하지 않도록 이루어진다.

상기와 같이 제동작용시 발생된 제동압력은 디스크 브레이크(100)에 설치되는 제어부(미도시)에 의하여 제동압력을 측정할 수 있으며, 이러한 제어부는 통상적으로 사용되는 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 디스크 브레이크 120 : 캘리퍼 하우징
121 : 핑거부 122 : 실린더
124 : 피스톤 125 : 삽입부
126 : 제1 오목부 127 : 제2 오목부
130 : 어져스터 131 : 헤드부
132 : 로드 134 : 와셔 스프링
140 : 풀-로드 142 : 플랜지부
143 : 지지돌기 144 : 요입홈
150 : 지지부재 152 : 안착홈
153 : 지지홈 155 : 걸림턱
154 : 넉 백 방지 스프링 160 : 스프링 케이스
170 : 저압용 스프링 180 : 고압용 스프링

Claims

한 쌍의 패드 플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어와, 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 피스톤이 제동유압에 의해 진퇴 가능하게 설치되는 실린더가 마련된 캘리퍼 하우징을 포함하는 디스크 브레이크에 있어서,
상기 피스톤의 내부에 설치되어 상기 패드 플레이트가 디스크로부터 멀어지는 것을 방지하고 일정 간격을 유지하도록 하는 어져스터;
상기 실린더 내에 설치되어 전방부가 상기 어져스터와 나사결합되며 후방부에 실린더의 내주면 쪽으로 확장된 플랜지부가 형성된 풀-로드(pull-rod);
상기 실린더의 후방벽에 결합되어 상기 풀-로드를 지지하며 실린더 내를 밀폐시키는 지지부재;
그 일측 끝단이 지지부재에 고정되고 상기 지지부재와 상기 풀-로드 사이에서 소정의 수용공간을 형성하는 스프링 케이스; 및
상기 스프링 케이스의 수용공간에 마련되어 상기 피스톤을 원래의 위치로 복귀시키는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재는,
상기 스프링 케이스에 마련되고 일단이 스프링 케이스의 내측면에 지지되며 타단이 플랜지부에 지지되어 상기 피스톤의 이동방향으로 탄성력을 제공하는 저압용 스프링; 및
상기 저압용 스프링과 일정간격 이격되도록 상기 스프링 케이스에 마련되고 일단이 스프링 케이스의 내측면에 지지되며 타단이 지지부재에 지지되어 상기 피스톤의 이동방향으로 탄성력을 제공하는 고압용 스프링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제2항에 있어서,
상기 저압용 스프링과 고압용 스프링을 지지하는 플랜지부와 지지부재의 선단면이 단차지도록 이루어져 상기 저압용 스프링과 고압용 스프링은 단차진 단차부에 의해 서로 길이방향으로 유격이 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 어져스터는 상기 피스톤과 접촉되는 헤드부 및 상기 헤드부로부터 연장되어 외주면에 나사산이 형성된 로드를 갖추고,
상기 피스톤은 내부가 컵 형상으로 파인 원통형상을 갖도록 이루어져 상기 피스톤의 내측 중심부에는 상기 어져스터의 헤드부를 감싸도록 돌출된 원통형 삽입부가 형성되어 상기 삽입부의 중심에 제1 오목부가 형성되고 상기 삽입부와 피스톤의 내측면 사이에 제2 오목부가 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제4항에 있어서,
상기 어져스터의 헤드부의 후방벽과 상기 삽입부의 내측면에 각각 와셔가 설치되고, 상기 와셔 사이에 와셔 스프링이 마련되어 상기 와셔 스프링의 탄성력에 의해 상기 어져스터를 상기 피스톤에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제2항에 있어서,
상기 지지부재에는 상기 플랜지부가 안착되는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제6항에 있어서,
상기 풀-로드는 플랜지부의 외주면을 따라 일정간격으로 이격되어 반경방향으로 돌출 형성된 복수의 지지돌기를 구비하고,
상기 지지부재의 안착홈에는 상기 복수의 지지돌기와 대응되는 위치에 상기 지지돌기와 상응하는 지지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제7항에 있어서,
상기 지지돌기의 선단면과 상기 고압용 스프링을 지지하는 지지부재의 선단면은 단차지도록 이루어지되, 상기 지지부재의 선단면이 상기 지지돌기의 선단면 보다 피스톤의 전진방향으로 돌출된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제7항에 있어서,
상기 플랜지부에는 상기 저압용 스프링이 지지되도록 요입된 요입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제4항에 있어서,
상기 지지부재의 가장자리 선단부에는 걸림턱이 형성되고,
상기 걸림턱과 상기 제2 오목부 사이에는 피스톤의 넉 백(knock back)을 방지하는 넉 백 방지 스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어져스터와 상기 풀-로드가 긴밀하게 결합되도록 나사결합된 상기 어져스터의 나사산과 풀-로드의 나사산의 간격이 감소된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캘리퍼 하우징의 일단부에는 피스톤을 가압하기 위한 제동유압을 공급받는 유압덕트가 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.