KR20150031272A - 디스크 브레이크 장치 - Google Patents

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요시히로 야스다
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가부시키가이샤 티비케이
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Abstract

디스크 브레이크 장치(1)는, 로터(4)와, 캐리어(5)와, 캘리퍼(7)와, 이너 패드(43)와, 제동 작동 기구를 갖는 구성으로 되어 있다. 그 제동 작동 기구는, 베이스 플레이트(35)와, 쐐기 플레이트(37)와, 그 쐐기 플레이트(37)를 로터(4)의 회전 방향으로 슬라이드 이동시키면서 제동면(4a)에 수직방향으로 이동시키는 슬라이드부재 이동기구를 구비한다. 캐리어(5)는 베이스 플레이트(35)를 협지하는 이너측 회전방향 이동규제부(16)를 구비하고, 이너측 회전방향 이동규제부(16)와 베이스 플레이트(35)의 양단 간의 간극의 어느 한쪽에 삽입되어 장착되는 압박위치 결정부재(80)를 구비한다. 압박위치 결정부재(80)가 이너측 회전방향 이동규제부(16)에 대하여 베이스 플레이트(35)를 떼내는 방향으로 압박하여 캐리어(5)에 대하여 베이스 플레이트(35)의 회전방향의 위치 결정을 행한다.

Description

디스크 브레이크 장치 {Disc Brake Device}
[0001] 본 발명은 차량 등에 사용되어 마찰에 의하여 제동력을 발생시키는 디스크 브레이크 장치에 관한 것이다.
[0002] 디스크 브레이크 장치는 차량 등에 폭넓게 사용되고 있고, 예를 들면 브레이크 페달의 밟는 조작에 따라 휠과 일체적으로 회전하는 로터에 마찰패드를 가압하여(press, 밀어붙여) 마찰력을 발생시켜 로터의 회전을 제동하도록 구성된다. 종래에 디스크 브레이크 장치로서, 유압력을 이용하고 로터에 마찰패드를 가압하는 타입의 디스크 브레이크 장치가 알려져 있다. 이 타입의 디스크 브레이크 장치는 유압력에 의하여 피스톤을 작동시켜 로터에 대향하는(face) 마찰패드를 그 로터에 수직인 방향으로 이동시키고 그 로터에 가압하는 구성으로 되어 있다. 유압 구동식의 디스크 브레이크 장치에서는, 브레이크 페달에의 조작력을 증폭시키는 배력 장치(a booster)나, 배력 장치에 의하여 증폭된 조작력을 액압으로 변환하는 마스터 실린더 등의 장치가 필요하고, 이는 장치 구성을 복잡하게 만든다.
[0003] 그래서 최근에는 브레이크 페달의 조작에 따라 전동 모터를 회전 구동하여 이 회전 구동력을 이용하여 로터에 마찰패드를 가압하여 제동력을 발생시키는 타입의 디스크 브레이크 장치가 개발되어 있다(예를 들면, 특허 문헌１을 참조). 특허 문헌１에 개시된 그런 구성은 배력 장치나 마스터 실린더 등을 줄임으로써 심플한 디스크 브레이크 장치를 구성할 수 있다는 점에서 이점이 있다. 본 출원인은 최근 전동 모터를 이용한 디스크 브레이크 장치로서, 로터에 마찰패드를 가압할 때에 그 마찰패드를 기준으로 되는 베이스 플레이트에 대하여, 로터의 회전 방향으로 슬라이드 이동시키면서 그 로터에 수직인 방향으로 이동시켜, 그 로터에 마찰패드를 가압할 때의 가압력(a pressing force)을 쐐기 효과(a wedge effect)에 의하여 자동으로 증폭시키는 디스크 브레이크 장치를 개발하고 있다．
[0004] 특허 문헌 1: 일본국 특표2008-516169호 공보
[0005] 쐐기 효과를 이용한 디스크 브레이크 장치의 경우，마찰패드의 가압력을 정밀하게 제어하기 위해 마찰패드의 회전 방향으로의 슬라이드 이동을 정밀하게 제어하는 것이 특히 중요하다. 마찰패드는 베이스 플레이트를 기준으로 하여 슬라이드 이동되기 때문에 기준으로 되는 베이스 플레이트의 회전 방향으로의 이동을 규제할 필요가 있다. 한편, 마찰패드가 마모할 때에는 마찰패드와 제동면 간의 간극을 일정 간격으로 유지하기 위해 마찰패드 및 베이스 플레이트를 일체적으로 제동면에 근접하도록 이동시킬(조정되게 할) 필요도 있다. 이와 같이, 베이스 플레이트의 회전 방향의 이동을 규제하면서 제동면에 근접하는 방향으로의 이동을 허용하도록 구성하는 것은 어렵다고 하는 과제가 있다.
[0006] 본 발명은 상기와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 베이스 플레이트의 회전 방향의 이동을 규제하면서 제동면에 근접하는 방향으로의 이동을 허용하도록 구성된 디스크 브레이크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다．
[0007] 상기 목적 달성을 위해, 본 발명에 따른 디스크 브레이크 장치(a disk brake device)는, 원반 형상의 제동면을 가지고 제동 대상으로 된 회전체에 연결된 로터(a rotor)와, 상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재(예를 들면, 실시예에 있어서 차축(2))에 장착되고 상기 로터의 제동면에 대향하여 배치된 캐리어(a carrier)와, 상기 제동면에 수직의 방향으로 이동 가능하게 상기 캐리어에 장착된 캘리퍼(a caliper)와, 상기 로터의 제동면에 대향하게 배치된 마찰패드(a friction pad)(예를 들면, 실시예에 있어서 이너 패드(43))와, 상기 캘리퍼에 장착되고 상기 마찰패드를 상기 제동면에 가압하는 작동을 행하게 하는 제동 작동 기구(a breaking operation mechanism)를 구비하여 구성된 디스크 브레이크 장치이다. 상기 제동 작동 기구는, 상기 캘리퍼에 보지(保持, held)되는 베이스부재(예를 들면, 실시예에 있어서 베이스 플레이트(35))와, 상기 베이스부재에 대향 배치되고 상기 마찰패드를 보지하는 슬라이드부재(예를 들면, 실시예에 있어서 쐐기 플레이트(37))와, 상기 베이스부재와 상기 슬라이드부재의 사이에 설치되어, 상기 베이스부재에 대하여 상기 슬라이드부재를 상기 제동면에 평행하게 또한 상기 로터의 회전 방향으로 슬라이드 이동시키면서 상기 제동면에 수직의 방향으로 이동시키는 슬라이드부재 이동기구(a slide member movement mechanism)(예를 들면, 실시예에 있어서 캠 부재(27), 롤러(36), 캠 구동유닛(100))를 구비하고, 상기 슬라이드부재 및 이것에 보지된 상기 마찰패드를 상기 슬라이드부재 이동기구에 의하여 상기 로터의 회전 방향 및 상기 제동면에 수직 방향으로 이동시켜, 상기 마찰패드를 상기 제동면에 가압하고 상기 로터의 회전을 제동하도록 구성된다. 상기 캐리어는 상기 베이스 부재를 상기 로터의 회전 방향의 양단에서 협지(挾持, hold)함과 동시에 상기 회전 방향의 이동을 규제하여 지지하는 한 쌍의 회전 방향 이동 규제부（예를 들면, 실시예에 있어서 이너측 회전 방향 이동 규제 부(16)）를 구비하고，상기 한 쌍의 회전 방향 이동 규제부와 상기 베이스 부재의 양단 간의 간극의 어느 한 쪽에 삽입되어 장착되는 가압 부재（예를 들면, 실시예에 있어서 압박 위치 결정부재(80))를 구비한다. 상기 가압 부재가 상기 어느 한 쪽의 간극에서 상기 회전방향 이동규제부에 대하여 상기 베이스부재를 떼어 내는 방향으로 압박하고, 나머지 한 쪽의 상기 간극을 형성하는 상기 회전방향 이동규제부에 상기 베이스부재의 단부를 맞닿게 하여, 상기 캐리어에 대하여 상기 베이스부재의 상기 회전방향의 위치결정을 행하는 것에 의하여，상기 베이스부재가 상기 회전방향으로 위치결정된 상태 그대로 상기 제동면에 수직인 방향으로 이동한 것을 허용하도록 구성되는 것을 특징으로 한다．
[0008] 상술한 디스크 브레이크 장치에 있어서，상기 가압부재는 탄성 변형 가능하게 형성된 탄성 변형부(예를 들면，실시예에 있어서 판 모양 본체부(81))를 구비하여 구성되어, 상기 탄성 변형부가 상기 어느 한쪽의 간극에 삽입되어 탄성 변형하는 것에 의하여, 상기 회전방향 이동규제부에 대하여 상기 베이스부재를 떼어내는 방향으로 압박하는 구성이 바람직하다.
[0009] 또한，상기 가압부재는 상기 어느 한쪽의 간극에 삽입될 때에 상기 베이스 부재와 계합하는 계합부(係合部, an engagement portion)를 구비하는 구성이 바람직하다.
[0010] 본 발명에 관한 디스크 브레이크 장치는 한 쌍의 회전방향 이동규제부와 베이스 부재의 양단 간의 간극의 어느 한쪽에 삽입되어 장착되는 가압부재를 구비한다. 그러므로 가압부재에 의하여 베이스 부재를 회전방향으로 압박하여 회전방향 이동규제부에 맞닿게 할 수 있기 때문에 베이스 부재의 회전 방향의 이동을 규제하면서 제동면에 근접하는 방향으로의 이동을 허용하는 구성을 실현할 수 있다.
[0011] 상술한 디스크 브레이크 장치에 있어서，상기 가압 부재가 탄성 변형 가능하게 형성된 탄성 변형부를 구비하는 구성이 바람직하다. 회전방향 이동규제부와 베이스 부재 간의 간극에 탄성 변형부를 삽입하면, 탄성 변형부의 용수철 힘에 의하여 회전방향 이동규제부에 베이스 부재를 탄성적으로 접합시킬 수 있다. 이 때문에, 베이스 부재에 외력이 작용하여도 그 외력을 받아내어 흡수할 수 있고, 회전방향 이동규제부에 베이스 부재를 맞닿게 한 상태를 유지할 수 있다.
[0012] 또한, 가압 부재는 베이스 부재와 계합하는 계합부를 구비하는 구성이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 회전방향 이동규제부와 베이스 부재 간의 간극에 가압 부재를 삽입하여 베이스 부재에 가압 부재를 일체적으로 설치할 수 있다. 그러므로 회전 방향 이동 규제부와 베이스 부재 간의 간극으로부터 가압 부재가 탈락하는 것을 방지할 수 있다.
[0013] 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 １에 있어서 II-II 부분을 나타내는 단면도이다.
도 3은 캐리어를 나타내는 도면이고, (a)는 정면도를, (b)는 평면도를, (c)는 도 ３(a)에 있어서 III(c)－III(c)부분의 단면도를 각각 나타낸다.
도 4는 쐐기 플레이트 부근(케이지 및 협지유닛을 생략)을 나타내는 사시도이다.
도 5는 쐐기 플레이트 부근(케이지 및 협지유닛(holding unit)을 포함함)을 나타내는 사시도이다.
도 6은 제동유닛(패드 및 슈(shoe) 플레이트를 포함함)을 나타내는 사시도이다.
도 7은 제동유닛(패드 및 슈 플레이트를 포함함)을 나타내는 평면도이다.
도 8은 쐐기 플레이트를 나타내는 도면으로서, (a)는 배면도를, (b)는 평면도를, (c)는 정면도(２점 쇄선으로 슈 플레이트를 추가적으로 표시함)를 각각 나타낸다.
도 9는 이너 패드 및 슈 플레이트를 나타내는 도면으로서, (a)는 평면도를, (b)는 정면도를 각각 나타낸다.
도 10의 (a)는 결합 클립의 정면도를, (b)는 결합 클립의 측면도를, (c)는 계합 핀(a coupling pin)의 정면도를, (d)는 계합 핀의 측면도를 각각 나타낸다.
도 11의 (a)∼(c)는, 이너 패드를 쐐기 플레이트에 장착하는 과정을 나타내는 단면도들로서, (a)는 결합 홈을 결합 돌기에 감합(嵌合, fitted)시킨 상태를, (b)는 결합 클립들이 장착된 상태를, (c)는 이너 패드가 쐐기 플레이트에 장착된 상태를 각각 나타낸다.
도 12는 압박위치 결정부재(a pressing positionaing member)를 나타내는 도면이고, (a)는 정면도를, (b)는 측면도를, (c)는 바닥면도를 각각 나타낸다.
도 13은 도 １에 있어서 XIII－XIII 부분을 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 １에 있어서 XIV－XIV 부분을 나타내는 단면도이다.
도 15는 구동력 전달축을 나타내는 도면으로서, (a)는 평면도를, (b)는
도 15(a)에 있어서 XV(b)－XV(b)부분의 단면도를, (c)는 저면도를 각각 나타낸다.
도 16은 입력측 평기어(spur gear)를 나타내는 도면으로서, (a)는 정면도를, (b)는 도 16(a)에 있어서 XVI(b)－ XVI(b)부분의 단면도를 각각 나타낸다.
도 17은 캠 구동축을 나타내는 도면으로서, (a)는 평면도를, (b)는 측면도를, (c)는 저면도를 각각 나타낸다.
도 18은 본 발명의 실시예에 관한 디스크 브레이크 장치의 제어 구성을 나타내는 도면이다.
도 19는 쐐기 플레이트의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 관한 디스크 브레이크 장치의 제어를 나타내는 플로우차트이다.
[0014] 이하, 본 발명의 실시예에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 １은 본 발명을 적용한 일례로서의 디스크 브레이크 장치(1)가 차량에 탑재된 상태를 나타내고 있다. 먼저, 도 1~도 18을 참조하면서 디스크 브레이크 장치(1)의 전체 구성에 관하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 편의상 차량의 좌우 방향에 있어서 외측을 아우터측(an outer side), 좌우 방향에 있어서 내측을 이너측(an inner side)이라고 칭하며, 또한 차량의 앞쪽을 전진측(a forward side), 차량의 뒤쪽을 후진측(a rearward side)이라고 칭하여 설명한다.
[0015] 디스크 브레이크 장치(1)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 것처럼, 제동면(4a)들을 갖고 원반 모양으로 형성된 로터(4)와, 로터(4)의 제동면(4a)들을 협지하도록 설치된 캐리어(5)와, 캐리어(5)에 장착된 캘리퍼 어셈블리(10)로 구성된다. 로터(4)는 제동 대상인 휠(도시하지 않음)에 연결됨과 동시에, 차축(2)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 차축(2)에는 지지 플레이트(3)가 고정되어 있고, 이 지지 플레이트(3)에 캐리어(5)가 고정되어 있다.
[0016] 캐리어(5)는, 도 3에 나타낸 것처럼, 이너측에 위치한 한 쌍의 이너측 프레임부(15)와, 아우터측에 위치한 아우터측 프레임부(18)와, 프레임(15), (18)을 연결하는 한 쌍의 연결프레임(21)으로 구성되어, 중앙부에 상하로 관통하는 로터수용공간(22)을 갖는다. 이너측 프레임부(15) 각각은 상방으로 향하게 설치된 이너측 회전 방향 이동규제부(16)와, 이너측 회전 방향 이동규제부(16)의 하단부와 연결된 평판 모양의 이너측 지름 방향 이동규제부(17)를 갖는다. 이너측 회전 방향 이동규제부(16) 각각에는 서로 대향하는 평평한 이너측 회전 방향 이동규제면(16a)이 형성되어 있고, 이너측 지름 방향 이동규제부(17) 각각에는 평평한 이너측 지름 방향 이동규제면(17a)이 형성되어 있다. 아우터측 프레임부(18)는, 상방으로 향하게 설치된 한 쌍의 아우터측 회전 방향 이동규제부(19)와, 아우터측 회전 방향 이동규제부(19)의 하단부와 연결된 평판 형상의 아우터측 지름 방향 이동규제부(20)를 갖는다. 아우터측 회전 방향 이동규제부(19)의 각각에는 서로 대향하는 평평한 아우터측 회전 방향 이동규제면(19a)이 형성되어 있고, 아우터측 지름 방향 이동규제부(20)의 각각에는 평평한 아우터측 지름 방향 이동규제면(20a)이 형성되어 있다.
[0017] 캘리퍼 어셈블리(10)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 것처럼, 이너 하우징(6a)과 아우터 하우징(6b)을 연결하여 형성되는 캘리퍼(7)와, 이 캘리퍼(7) 안에 설치된 제동유닛(11)과, 캘리퍼(7) 안에 배치되고 로터(4)의 제동면(4a)에 대향하게 설치된 아우터 패드(41) 및 이너 패드(43)와, 캘리퍼(7) 안에 설치된 한 쌍의 조정유닛(30)과, 캘리퍼(7)의 내부 및 외부에 설치된 캠 구동유닛(100)을 갖는다.
[0018] 캘리퍼(7)는 슬라이드 핀(8)을 이용하여 캐리어(5)에 장착되어 있고, 로터(4)의 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 구성된다. 이 때문에, 캘리퍼 어셈블리(10)(캘리퍼(7) 및 캘리퍼(7) 안팎에 설치된 제동유닛(11), 조정유닛(30) 및 캠 구동유닛(100))는 일체적으로 로터(4)의 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 되어 있다.
[0019] 제동유닛(11)은, 도 2에 나타낸 것처럼, 캠 부재(27)와, 베이스 플레이트(35)와, 베이스 플레이트(35)에 대향하게 설치된 쐐기 플레이트(37)와, 원기둥 모양으로 형성된 롤러(36)와, 롤러(36)를 보지하는 케이지(45)와, 쐐기 플레이트(37)를 탄성적으로 이너측에 끌어당겨서 플레이트(35), (37)) 사이에 롤러(36)를 협지시키는 협지유닛(39)(도 5 ~ 도 7)으로 구성된다.
[0020] 캠 부재(27)는, 도 ４에 나타낸 것처럼, 인벌류트 스플라인 베어링부(an involute spline shaft receiving portion) (27a)가 형성된 본체부(27b)와, 인벌류트 형상의 캠측 맞닿음면(cam-side abutment surfaces)(27c)이 형성된 맞물림 톱니(27d)를 구비하여 구성된다.
[0021] 베이스 플레이트(35)는, 도 6 및 도 7에 나타낸 것처럼, 평판 모양으로 형성되어 있고, 쐐기 플레이트(37)에 대향하는 면에 롤러(36)를 끼워 넣어 보지하기 위한 단면 모양이 Ｖ자형인 쐐기 홈(35a)이 형성되어 있다.
[0022] 쐐기 플레이트(37)는, 도 4 및 도 7에 나타낸 것처럼, 평판 모양으로 형성되어 있고, 베이스 플레이트(35)에 대향하는 면에 롤러(36)들을 끼워 넣어 보지하기 위한 Ｖ자형 단면 모양의 쐐기 홈(37a)들이 형성되어 있다. 도 ４에 나타낸 것처럼, 쐐기 플레이트(37)의 중앙부에는 로터(4)의 축방향으로 관통하는 삽입 공간(37b)이 형성되어 있고, 이 삽입 공간(37b) 안에 캠 부재(27)가 설치된다. 베이스 플레이트(35)에 대하여 쐐기 플레이트(37)가 회전 방향으로 슬라이드 이동할 때에 캠 부재(27)의 본체부(27b)와 쐐기 플레이트(37)가 간섭하지 않도록 삽입 공간(37b)의 상부에 오목부(recess portions)(37c)가 형성되어 있는 삽입 공간 (37b)의 하부에는, 캠 부재(27)의 캠측 맞닿음면(27c)에 접합하는 래크측 맞닿음면(37d)이 형성되어 있다. 쐐기 플레이트(37)는, 도 8에 나타낸 것처럼, 단면 모양이 대략 직사각형(矩形)으로 되어 아우터측으로 돌출한 한 쌍의 결합 돌기(53)와, 수직방향으로 연장된 핀 수용구(52)가 형성된 한 쌍의 플레이트 보지부(保持部, 51)를 구비한다.
[0023] 케이지(45)는, 도 5에 나타낸 것처럼, 대략 평판 모양으로 형성된 베이스부(45a)와, 롤러(36)를 수용 보지하기 위한 한 쌍의 롤러 보지부(45b)와, 중앙부에 형성된 가이드용 개구부(45c)를 갖는다.
[0024] 협지유닛(a holding unit)(39)은, 도 5 ~ 도 7에 나타낸 것처럼, 쐐기 플레이트(37)에 장착된 베이스부재(39a)와, 베이스부재(39a)에 장착된 지지부재(39b)와, 압축 용수철(39c)과, 용수철 리테이너(a spring retainer)(39d)로 구성된다. 베이스부재(39a)는 케이지(45)의 가이드용 개구부(45c)에 감합되어 있고, 가이드용 개구부(45c)에 의해 가이드 되어 차량의 전후 방향으로 슬라이드 이동할 수 있다. 협지유닛(39)의 조립 구성에 관하여 설명한다. 도 6에 도시되어 있듯이, 먼저, 베이스부재(39a)의 이너측에 베이스 플레이트(35)를 배치하여 지지부재(39b)에 압축 용수철(39c)을 끼워 관통되게 한다. 다음에, 지지부재(39b)의 선단부에 용수철 리테이너(39d)를 설치하여 압축 용수철(39c)이 압축 상태로 보지되어 조립된다. 이에 의해, 쐐기 플레이트(37)에 이너측으로의 힘을 평상시에 작용시켜 롤러(36)가 쐐기 플레이트(37)(쐐기 홈(37a))와 베이스 플레이트(35)의 사이(쐐기 홈(35a))에 탄성적으로 협지된다.
[0025] 아우터 패드(41)(마찰부재로도 불림)는, 도 2에 나타낸 것처럼, 아우터측에 슈(shoe) 플레이트(42)를 구비한다. 아우터 패드(41)는 한 쌍의 제동면(4a) 중에서 아우터측의 제동면(4a)과 대향하도록 설치된다. 이너 패드(43)는 이너측에 슈 플레이트(44)를 구비한다. 이너 패드(43)는 한 쌍의 제동면(4a) 중에서 이너측의 제동면(4a)과 대향하도록 설치된다. 또한, 패드와 이에 부착된 슈 플레이트의 조립체를 단순히 패드(마찰패드)라고 칭하는 경우도 있다.
[0026] 도 9에 나타낸 것처럼, 슈 플레이트(44)의 이너측에는, 단면모양이 대략 직사각형으로 되고 상하로 연장되어 쐐기 플레이트(37)의 결합돌기(53)와 감합 가능한 한 쌍의 결합홈(44a)이 형성되어 있다. 슈 플레이트(44)에 있어서 결합홈(44a)에 인접한 부분에 핀 설치 구멍(44b)이 형성되어 있다. 핀 설치 구멍(44b)에는 도 ４에 도시된 결합 핀(70)이 장착된다. 결합 핀(70)은, 도 10(c) 및 도 10(d)에 나타냈듯이, 원반 형상의 용수철 하중 수용부(71)와, 그 용수철 하중 수용부(71)에 연결된 연결 축부(72)와, 그 연결 축부(72)에 연결되고 그 연결 축부(72)보다도 지름이 더 큰 삽입축부(73)와, 나사부(74)로 구성된다. 결합 핀(70)은 나사부(74)가 슈 플레이트(44)의 핀 설치 구멍(44b)에 체결되어 슈 플레이트(44)에 장착된다.
[0027] 이너 패드(43)를 쐐기 플레이트(37)에 장착할 때에는, 도 4에 나타낸 결합 클립(60)이 사용된다. 결합 클립(60)은, 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시되어 있듯이, 탄성 변형 가능한 평판 금속재료를 이용하여 형성되고, 각각은 슬릿부(62)를 갖고 만곡하도록 형성된 베이스부(61)와, 그 베이스부(61)의 상단부를 절곡하여 형성된 상측 걸림부(an upper retainer portion)(63)와, 베이스부(61)의 하단부를 절곡하여 형성된 하측 걸림부(64)를 구비한다.
[0028] 결합 클립(60)을 이용하여, 이너 패드(43)를 쐐기 플레이트(37)에 장착하는 순서에 관하여 설명한다. 도 11(a)에 도시하였듯이, 먼저 슈 플레이트(44)의 결합 홈(44a)을 쐐기 플레이트(37)의 결합 돌기(53)에 감합시키고 이너 패드(43)를 아래쪽에 슬라이드 이동시켜, 슈 플레이트(44)의 결합 핀(70)을 쐐기 플레이트(37)의 핀 수용구(52)에 수용시킨다(도 11(b) 참조). 다음에, 도 11(b)에 나타나듯이, 용수철 하중 수용부(71)와 플레이트 보지부(51) 간의 간극에 위쪽에서 결합 클립(60)을 삽입하여 설치하면, 플레이트 보지부(51)의 하단부에 하측 걸림부(係止部, 64)가 걸림(retained)과 동시에, 플레이트 보지부(51)의 상단부에 상측 걸림부(63)가 걸리게 된다. 결합 클립(60)을 이용하여 쐐기 플레이트(37)에 이너 패드(43)를 장착하면, 베이스부(61)의 용수철 힘에 의하여 이너 패드(43)를 쐐기 플레이트(37)에 탄성적으로 가압하여 장착되게 할 수 있다. 그러므로 이너 패드(43)를 쐐기 플레이트(37)와 일체적으로 이동시키는 것이 가능하여, 이너 패드(43)를 회전 방향 및 지름 방향으로 이동시키는 것을 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 이너 패드(43)에 의한 드래그 토오크(drag torque) 등의 발생도 억제된다.
[0029] 쐐기 플레이트(37)에 이너 패드(43)를 장착한 후, 도 １에 나타낸 것처럼, 상하로 탄성 변형 가능한 리프 스프링(leaf springs)(9a)을 슈 플레이트(44)의 상부에 설치하고, 이 리프 스프링(9a)을 상측에서 억누르도록 리테이너 플레이트(9b)를 설치한다. 이와 같이 하여, 이너 패드(43)는 리프 스프링(9a)의 용수철 힘에 의하여 아우터 하우징(6b)에서 빠져나오지 못하도록 탄성적으로 보지된다.
[0030] 조정유닛(30)은, 도 2에 나타낸 것처럼, 가압력 센서(31)와, 조정기 본체부(32)와, 조정기 통상체(an adjustor tubular body)(33)와, 조정용 구동기어(38)로 구성된다. 가압력 센서(31)는, 제동면(4a)에 이너 패드(43)가 꽉 눌릴 때의 가압력을 검출하는 센서이다. 조정기 본체부(32)는 원기둥 모양으로 형성되어 있고, 그 외주면에 나선 모양의 본체측 나사(도시하지 않음)를 구비한다. 조정기 통상체(33)는, 대략 통 모양으로 형성되어 있고 본체측 나사와 맞물리는 나선 모양의 통측 나사(도시하지 않음)가 내주면에 형성된 통부(a tubular portion)(33a)와, 이 통부(33a)의 이너측 단부에 형성된 조정용 종동 기어(33b)로 구성된다. 조정기 통상체(33)는 이너 하우징(6a)과의 사이에 설치된 베어링(30a)(도 18 참조)에 의하여 이너 하우징(6a)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 조정용 구동기어(38)는 이너 하우징(6a)에 회전 가능하게 지지됨과 동시에, 한 쌍의 조정유닛(30)의 각각의 조정용 종동 기어(33b)와 맞물려 있다. 조정유닛(30)에 의하여, 브레이크 조작이 행해질 때마다 로터(4)의 제동면(4a)과 이너 패드(43) 간의 간극이 소정 간격이 되도록 간극 조정(adjusted)이 행해진다.
[0031] 조정유닛(30)은 조정 케이스(34)와 이너 하우징(6a)의 사이에 설치되어 있다. 조정유닛(30)은 조정용 구동기어(38)에 의하여 조정기 통상체(33)를 회전시켜 조정기 본체부(32)를 아우터측으로 압출하는 것으로, 제동유닛(11)을 통하여 이너 패드(43)를 로터(4)의 제동면(4a)에 접근하도록 이동시켜 간극 조정을 할 수 있도록 되어 있다.
[0032] 제동유닛(11)은 조정 케이스(34)의 아우터측에 마련되어 있다. 베이스 플레이트(35)는 캐리어(5)의 이너측 지름 방향 이동규제부(17)에 올려 놓임과 동시에, 캐리어(5)의 이너측 회전 방향 이동규제부(16)에 협지되어 설치된다. 도 2 및 도 3에 나타낸 것처럼, 베이스 플레이트(35)에는 베이스 플레이트(35)의 회전 방향으로의 이동을 규제하여 위치 결정하기 위한 압박 위치 결정부재(80)가 장착되어 있다. 압박 위치 결정부재(80)는, 도 12에 나타낸 것처럼, 탄성 변형 가능한 평판 금속재료를 이용하여 형성되고, 휨량(a deflection amount) ｄ만큼 변형시켜 형성된 판 모양 본체부(81)와, 그 판 모양 본체부(81)의 상단부를 절곡하여 형성된 상측 걸림부(an upper retaining portion)(82)와, 그 판 모양 본체부(81)의 상하 방향에 있어서 중앙부를 절곡하여 형성된 계합부(engagement portions, 係合部)(83)를 구비하여 구성된다.
[0033] 캠 구동유닛(100)은, 도 13 및 도 14에 나타낸 것처럼, 전력 공급을 받아 회전 구동하는 전동 모터(110)와, 전동 모터(110)의 회전 구동력이 입력되는 감속기(120)와, 감속기(120)의 출력축과 접속된 구동력 전달축(130)과, 구동력 전달축(130)과 접속된 기어유닛(140)과, 기어유닛(140)의 출력측과 접속된 캠 구동축(170)으로 구성된다.
[0034] 전동 모터(110)는, 전력 공급을 받아 회전 구동력을 발생하는 모터 본체부(111)와, 모터 본체부(111)로 발생한 회전 구동력을 출력하기 위한 모터 출력축(112)을 구비한다. 전동 모터(110)에는 전동 모터(110)의 회전각을 검출하는 회전각 센서(113)(예를 들면 부호화기)가 내장되어 있다. 본 실시예에서는, 전동 모터(110)를 이너 하우징(6a)의 외측에 설치하여 전동 모터(110)의 배치의 자유도를 확보하고 전동 모터(110)의 대형화에도 대응할 수 있는 구성으로 되어 있다.
[0035] 감속기(120)는, 모터 출력축(112)과 접속된 제１ 입력축(121)과, 도시하지 않는 태양 기어, 유성 기어들 및 링 기어 등을 구비하여 구성된 제1 유성기어유닛(122)과, 그 제１ 유성기어유닛(122)으로 감속된 회전 구동력이 입력되는 제2 입력축(123)과, 도시하지 않는 태양 기어, 유성 기어들 및 링 기어 등을 구비하여 구성된 제2 유성기어유닛(124)를 구비한다. 감속기(120)에 있어서는, 모터 출력축(112)의 회전 구동력이 먼저 제1 유성기어유닛(122)에 의해 감속되고, 또한 제2 유성기어유닛(124)에 의해 더 감속되어 출력된다. 제2 유성기어유닛(124)의 출력축(링 기어)에는, 도 16(a)에 나타낸 것처럼 인벌류트 세레이션 베어링부(an involute serrated shaft receiving portion)(154)가 형성되어 있다. 본 실시예에서는 2쌍의 유성기어유닛(122), (124)을 연결하여 구성된 감속기(120)를 예시하고 있다. 하지만 다른 구성의 감속기(1쌍의 유성 기어유닛으로 된 감속기)를 이용할 수도 있다.
[0036] 구동력 전달축(130)은, 도 15에 나타낸 것처럼, 원기둥 모양의 축 본체부(131)와, 그 축 본체부(131)에 형성되고 원호 모양의 단면(도 15(b) 참조)을 갖는 출력측 인벌류트 세레이션 축부(132)와, 원호 모양의 단면(도 15(b) 참조)을 갖는 입력측 인벌류트 세레이션 축부(133)를 갖는다. 입력측 인벌류트 세레이션 축부(133)는 제2 유성기어유닛(124)의 출력축에 형성된 인벌류트 세레이션 베어링부에 맞물려 있다.
[0037] 기어유닛(140)은 입력측 평기어(150)와, 그 입력측 평기어(150)와 맞물리는 출력측 평기어(160)와, 이들 평 기어(150), (160)를 회전 가능하게 보지하는 기어 보지프레임(141)으로 구성된다.
[0038] 입력측 평기어(150)는, 도 16에 나타낸 것처럼, 링 모양의 기어 본체부(151)와, 그 기어 본체부(151)의 둘레주변에 형성된 복수 개의 맞물림 톱니(engaging teeth)(152)와, 기어 본체부(151)에 관통하여 형성된 축 삽입부(153)와, 그 축 삽입부(153)의 내주면에 형성된 인벌류트 세레이션 베어링부(154)를 구비한 구성을 갖는다. 출력측 평기어(160)는, 도 14에 나타낸 것처럼, 링 모양의 기어 본체부(161)와, 그 기어 본체부(161)의 둘레주변에 형성되어 맞물림 톱니(152)와 맞물리는 복수 개의 맞물림 톱니(162)와, 기어 본체부(161)에 관통하여 형성된 축 삽입부(도시하지 않음)와, 그 축 삽입부의 내주면에 형성된 인벌류트 스플라인 베어링부(도시하지 않음)를 구비하여 구성된다.
[0039] 기어 보지프레임(141)은 입력측 평기어(150) 및 출력측 평기어(160)를 맞물리게 한 상태에서 회전 가능하게 보지하고 있다. 기어 보지프레임(141)은 아우터측으로 돌출한 설치 돌기(142)를 구비하고 있다. 도 14에 나타낸 것처럼, 조정 케이스(34)에는 설치 구멍(34a)이 형성되어 있다. 그 설치 구멍(34a)에 설치 돌기(142)가 삽입되어, 기어유닛(140)은 로터(4)의 축방향으로 슬라이드 이동 가능해져 조정 케이스(34)에 장착된다.
[0040] 캠 구동축(170)은, 도 17에 나타낸 것처럼, 원기둥 모양의 축 본체부(171)와, 그 축 본체부(171)에 형성된 출력측 인벌류트 스플라인 축부(172)와, 입력측 인벌류트 스플라인 축부(173)를 구비한다. 입력측 인벌류트 스플라인 축부(173)는 출력측 평기어(160)의 인벌류트 스플라인 베어링부와 맞물리고, 출력측 인벌류트 스플라인 축부(172)는 캠 부재(27)의 인벌류트 스플라인 베어링부(27a)와 맞물려 있다. 캠 구동축(170)은, 도 13 및 도 14에 나타낸 것처럼, 베어링(179)을 이용하여 조정 케이스(34)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
[0041] 도 18에 나타낸 것처럼, 본 발명을 적용한 디스크 브레이크 장치(1)를 탑재한 차량에는, 운전자가 브레이크 조작을 하는 브레이크 페달(92)이 마련되어 있다. 브레이크 페달(92)을 밟는 힘(답력(踏力))(브레이크 조작력)은 답력 센서(92a)에 의해 전기 신호로 변환되어 검출된다. 또 차량에는 로터(4)의 회전 방향(전진측(f) 또는 후진측(r))을 검출하기 위한 회전 방향 센서(93)가 마련되어 있다. 전동 모터(110)의 작동을 제어하는 컨트롤러(91)에는, 가압력 센서(31), 답력 센서(92a), 회전 방향 센서(93) 및 회전각 센서(113)의 각각으로 검출된 검출 결과가 입력된다. 컨트롤러(91)에는, 답력 센서(92a)로 검출된 브레이크 조작력과, 그 브레이크 조작력에 대응하는 이너 패드(43)의 가압력이 미리 서로 대응시켜 기억되어 있다.
[0042] 여기까지는 디스크 브레이크 장치(1)의 전체 구성에 관하여 설명하였다. 이하에서는 디스크 브레이크 장치(1)의 작동에 관하여, 도 18 및 도 19를 참조하면서, 도 20에 도시된 순서도에 따라 설명하다. 또한, 이하에서는 차량을 전진 주행시킬 때에 운전자가 브레이크 페달(92)을 밟는 조작을 한 경우의 작동을 예시하여 설명한다.
[0043] 먼저, 도 20에 나타낸 단계 S10에서는, 회전 방향 센서(93)로 검출된 로터(4)의 회전 방향(전진측(f) 또는 후진측(r))이 컨트롤러(91)에 입력된다. 다음에, 단계 S20으로 가서, 답력 센서(92a)로 검출된 브레이크 페달(92)에의 브레이크 조작력을 나타내는 신호가 컨트롤러(91)에 입력된다. 계속해서 단계 S30으로 가서, 가압력 센서(31)로 검출된 이너 패드(43)의 가압력을 나타내는 신호가 컨트롤러(91)에 입력된다.
[0044] 계속해서, 단계 S40에서 컨트롤러(91)는 단계 S10에서 입력된 로터(4)의 회전 방향이 전진측(f)인지 아닌지의 판정을 행하고, 로터(4)의 회전이 전진측(f)인 경우에는, 전진측(f)을 향하여 쐐기 플레이트(37)를 슬라이드 이동시키도록 전동 모터(110)에 구동신호를 출력한다(단계 S51). 이 구동신호에 의거하여 전동 모터(110)가 회전 구동하면, 전동 모터(110)의 회전 구동력이 감속기(120)로 감속된 후, 구동력 전달축부재(130)를 통하여 기어유닛(140)에 전달된다. 기어유닛(140)에 전달된 회전 구동력은 입력측 평기어(150)로부터 출력측 평기어(160)로, 또한 출력측 평기어(160)로부터 캠 구동축 부재(170)로 전달되어, 전동 모터(110)의 회전 구동에 따라 캠 부재(27)가 회전 구동된다. 캠 부재(27)가 회전 구동되면, 캠 부재(27)의 캠측 맞닿음면(27c)에 의하여 쐐기 플레이트(37)의 래크측 맞닿음면(37d)이 압박되어, 캠 부재(27)의 회전 방향(이 경우는 전진측(f))으로 쐐기 플레이트(37)가 슬라이드 이동된다.
[0045] 이와 같이, 인벌류트 형상으로 형성된 캠측 맞닿음면(27c)을 래크측 맞닿음면(37d)에 맞닿게 하여 쐐기 플레이트(37)를 슬라이드 이동시키는 구성이므로, 캠측 맞닿음면(27c)과 래크측 맞닿음면(37d) 간의 사이에 생기는 미끄럼을 억제하고, 캠 부재(27)의 회전 구동력을 효율 좋게 쐐기 플레이트(37)의 슬라이드 이동으로 변환하는 것이 가능하다.
[0046] 도 18에는, 전진측(f)으로 슬라이드 이동된 상태의 각 부재를 쐐기 플레이트(37f), 슈 플레이트(44f) 및 이너 패드(43f)로서 나타내고 있다. 도 19는 전진측(f)에 슬라이드 이동된 상태의 쐐기 플레이트(37f), 슈 플레이트(44f) 및 이너 패드(43f)의 확대도를 나타내고 있다. 도 19로부터 알 수 있듯이, 쐐기 플레이트(37)가 전진측(f)으로 슬라이드 이동하면, 롤러(36)는 Ｖ자 모양의 쐐기 홈(37a) 중에서 후진측의 경사면에 꽉 눌린다. 그 때문에, 쐐기 플레이트(37)(쐐기 플레이트(37)와 일체가 된 슈 플레이트(44) 및 이너 패드(43))가 이 경사면의 경사에 따르도록 전진측(f)으로 슬라이드 이동하면서 아우터측으로 압출된다.
[0047] 한편, 단계 S40에서, 로터(4)의 회전 방향이 후진측(r)이라고 판정되는 경우에는, 후진측(r)으로 향하여 쐐기 플레이트(37)를 슬라이드 이동시키도록 컨트롤러(91)에서 전동 모터(110)에 구동 신호가 출력된다(단계 S52). 도 18에는, 후진측(r)에 슬라이드 이동된 각 부재를 쐐기 플레이트(37r), 슈 플레이트(44r) 및 이너 패드(43r)로서 나타내고 있다.
[0048] 쐐기 플레이트(37)가 캠 부재(27)의 회전 각도에 따라 전진측(f) 또는 후진측(r)에 슬라이드 이동하면서 아우터측에 압출되고, 그 결과 이너 패드(43)가 제동면(4a)에 꽉 눌린다. 그렇게 되면, 제동면(4a)에서의 반력이 이너 패드(43), 슈 플레이트(44), 쐐기 플레이트(37), 롤러(36), 베이스 플레이트(35), 조정 케이스(34) 및 조정유닛(30)을 통하여 캘리퍼(7)(이너 하우징(6a))에 작용하여 캘리퍼(7)가 이너측에 압박된다.
[0049] 캘리퍼(7)가 이너측에 압박되고 슬라이드 이동하면, 아우터 하우징(6b)에 의하여 슈 플레이트(42) 및 아우터 패드(41)가 일체적으로 이너측에 압박된다. 이에 의해, 아우터 패드(41)가 아우터측의 제동면(4a)에 꽉 눌려서 제동면(4a)에 제동력을 작용시키는 것이 가능하다. 이와 같이 하여, 아우터 패드(41) 및 이너 패드(43) 각각이 제동면(4a)에 꽉 눌려서 로터(4)에 제동력을 작용시킨다.
[0050] 디스크 브레이크 장치(1)는 제동유닛(11)에 의하여 제동면(4a)에 이너 패드(43)를 가압하는 가압력이 자동적으로 증폭되는(자기 배력을 발생시킴) 구성으로 되어 있다. 이 구성에 관하여, 도 19를 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에 있어서는, 제동면(4a)과 이너 패드(43) 간의 마찰 계수를 μ로 하여 설명한다.
[0051] 도 19에 나타낸 것처럼, 제동면(4a)에 이너 패드(43)를 가압력 F로 가압하는 경우, 이너 패드(43)에는 전진측(f)으로 F×μ의 마찰력이 작용한다. 이때, 이너 패드(43)와 일체가 된 쐐기 플레이트(37)에도 마찰력 F×μ가 작용하고, 쐐기 플레이트(37)의 쐐기 홈(37a)과 롤러(36)와의 접합부분에 마찰력 F×μ가 작용한다. 이 접합부분에서는 마찰력 F×μ의 분력 중에서 제동면(4a)에 직교하는 방향으로의 성분이 제동면(4a)에 근접한 방향으로 작용하는 반력 F′으로서 쐐기 플레이트(37)에 작용한다. 그 때문에, 이너 패드(43)는 원래의 가압력 F에 이 반력 F′을 더한 가압력으로 제동면(4a)에 꽉 눌리고, 가압력(F＋F′)에 대응하는 마찰력(F+F′)×μ 가 이너 패드(43)에 작용한다.
[0052] 이너 패드(43)에 작용하는 마찰력이 Fⅹμ에서 (F＋F′)×μ 로 증폭되면, 그것에 수반하여 이너 패드(43), 슈 플레이트(44) 및 쐐기 플레이트(37)가 일체적으로 전진측(f)으로 슬라이드 이동한다. 이와 같이 전진측으로 슬라이드 이동하면, 쐐기 플레이트(37)는 롤러(36)로부터 또한 큰 반력을 받고, 이것에 의해 이너 패드(43)는 또한 큰 가압력으로 제동면(4a)에 꽉 눌린다. 이와 같이, 마찰력에 의하여 이너 패드(43)가 전진측(f)으로 슬라이드 이동하는 작동과, 이너 패드(43)가 보다 큰 가압력으로 제동면(4a)에 꽉 눌리는 작동이 반복되는 쐐기 효과에 의하여, 이너 패드(43)의 가압력이 자동적으로 증폭되게 되어 있다.
[0053] 계속하여, 단계 S60으로 나아가서, 아우터 패드(41) 및 이너 패드(43)를 제동면(4a)에 가압하고 제동력을 작용시키고 있을 때, 컨트롤러(91)에서는 가압력 센서(31)로 검출된 이너 패드(43)의 가압력이 답력 센서(92a)로 검출된 브레이크 조작력에 대응하는 가압력 보다 큰지 아닌지의 판정이 행해진다.
[0054] 단계 S60에서는, 가압력 센서(31)로 검출된 가압력이 브레이크 조작력에 대응되는 가압력보다 크다고 판정된 경우에는 단계 S71로 나아간다. 전진 주행의 경우를 상정한 본 실시예에서는, 단계 S71에서 쐐기 플레이트(37)를 후진측으로 이동시키고 가압력을 약하게 하도록 컨트롤러(91)에서 전동 모터(110)로 구동 신호가 출력된다. 한편, 가압력 센서(31)로 검출된 가압력이 브레이크 조작력에 대응하는 가압력보다 작다고 판정된 경우에는 단계 S72로 나아간다. 본 실시예의 경우에는 단계 S72에서 쐐기 플레이트(37)를 전진측으로 이동시켜서 가압력을 강화하도록 컨트롤러(91)에서 전동 모터(110)로 구동 신호가 출력된다.
[0055] 단계 S60, S71, 및 S72를 반복하여 수행함으로써, 브레이크 페달(92)에 가해지는 브레이크 조작력에 대응하는 가압력으로 제동면(4a)에 이너 패드(43)가 꽉 눌리도록 전동 모터(110)의 회전 구동 제어가 행해진다. 이것에 의해, 운전자가 의도한 제동력을 로터(4)에 작용시켜 차량을 감속시킬 수 있다.
[0056] 이상 여기까지는, 디스크 브레이크 장치(1)의 작동에 관하여 설명하였다. 그런데 디스크 브레이크 장치(1)는 쐐기 효과를 얻기 위해 이너 패드(43)를 제동면(4a)에 수직인 방향으로 이동시킬 때, 이너 패드(43)를 회전 방향으로 슬라이드 이동시킬 필요가 있다. 한편, 이너 패드(43)를 제동면(4a)에 가압하고 제동력을 작용시키기 위해서는, 이너 패드(43)가 제동면(4a)에 꽉 눌려 있는 상태에서 이너 패드(43)가 로터(4)와 함께 회전하지 않도록 이너 패드(43)의 회전 방향으로의 이동을 규제할 필요가 있다.
[0057] 이너 패드(43)가 제동면(4a)에 꽉 눌려 있는 상태에서는, 제동면(4a)과 이너 패드(43) 간의 사이에서 발생하는 제동력의 회전 방향 성분은 쐐기 플레이트(37) 및 롤러(36)를 통해 베이스 플레이트(35)에 전달된다. 그래서 도 2 및 도 3에 나타낸 것처럼, 캐리어(5)에 한 쌍의 이너측 회전 방향 이동규제부(16)를 설치하고, 이것에 베이스 플레이트(35)를 협지시켜, 제동력의 회전 방향 성분을 이너측 회전 방향 이동규제부(16)로 받아내는 구성으로 되어 있다. 이너측 회전 방향 이동규제부(16)를 구비하는 캐리어(5)는, 도 １에 나타낸 것처럼, 지지 플레이트(3)를 통해 차축(2)에 고정되어 있다. 그 때문에 제동력의 회전 방향 성분을 차축(2)에 고정된 캐리어(5)로 받아내어, 이너 패드(43)(베이스 플레이트(35))의 회전 방향으로의 이동을 확실하게 규제할 수 있다. 특히 이너 패드(43)의 부근에 위치한 베이스 플레이트(35)를 이너측 회전 방향 이동규제부(16)에 의하여 협지하기 때문에, 이너 패드(43)의 회전 방향으로의 이동을 효과적으로 규제할 수 있다.
[0058] 한편으로, 제동면(4a)과 이너 패드(43)와의 사이에서 발생하는 제동력 중 로터(4)의 지름 방향 성분은 이너 패드(43), 슈 플레이트(44) 및 쐐기 플레이트(37)의 적어도 어느 하나가 캐리어(5)의 이너측 지름 방향 이동규제부(17)에 맞닿아서 받아들인다. 이와 같이, 이너 패드(43)에 작용하는 회전 방향의 힘과 지름 방향의 힘 모두가 차축(2)에 고정된 캐리어(5)에 의하여 단단히 받아들여지기 때문에, 디스크 브레이크 장치(1)를 강성을 높인 견고한 구조로 할 수 있다. 이와 같은 견고한 구조로 함으로써, 브레이크 조작에 대응하는 제동력을 제동면(4a)에 정밀하게 작용시키는 것이 가능해지고, 브레이크 조작의 감촉을 향상시킬 수 있다.
[0059] 또한, 도 2에 나타낸 것처럼, 이너측 회전 방향 이동규제부(16)에 의하여 베이스 플레이트(35)의 회전 방향으로의 이동이 규제되고 있지만, 쐐기 플레이트(37) 및 이너 패드(43)는 회전 방향으로의 슬라이드 이동이 허용되어 있다. 그 때문에 이너 패드(43)를 제동면(4a)에 수직인 방향으로 이동시킬 때에는 이너 패드(43)를 회전 방향으로 슬라이드 이동시켜 쐐기 효과에 의하여 제동력을 증폭시킬 수 있다. 또한, 아우터 패드(41)는 캐리어(5)에 설치된 한 쌍의 아우터측 회전 방향 이동규제부(19)에 협지되어 회전 방향의 이동이 규제된 상태에서 아우터측 지름 방향 이동규제부(20)에 올려놓게 된다.
[0060] 이상에서는 이너 패드(43)를 회전 방향으로 슬라이드 이동시키면서 제동면(4a)에 가압하는 것을 허용하면서, 제동력을 작용시키고 있을 때에는 이너 패드(43)의 회전 방향으로의 이동을 효과적으로 규제할 수 있는 구성에 관하여 설명하였다.
[0061] 그런데 쐐기 효과를 이용한 디스크 브레이크 장치(1)에서는 이너 패드(43)의 가압력을 정밀하게 제어하기 위해 이너 패드(43)의 회전 방향으로의 슬라이드 이동을 정밀하게 제어하는 것이 중요하다. 이너 패드(43)는 베이스 플레이트(35)를 기준으로 하여 슬라이드 이동하기 때문에, 기준으로 된 베이스 플레이트(35)의 회전 방향으로의 이동을 규제하여 위치 결정을 할 필요가 있다. 한편, 디스크 브레이크 장치(1)는 한 쌍의 이너측 회전 방향 이동규제부(16) 사이에 베이스 플레이트(35)를 삽입하여 조립되기 때문에, 가공 오차를 흡수하기 위한 간극(클리어런스(clearance))을 마련할 필요가 있다.
[0062] 이 클리어런스를 갖기 때문에, 한 쌍의 이너측 회전 방향 이동규제부(16) 사이에 베이스 플레이트(35)를 배치하면, 베이스 플레이트(35)와 이너측 회전 방향 이동규제부(16)와의 사이에 클리어런스에 대응하는 간극이 생긴다. 이 때문에 캠 부재(27)를 구동시켜 쐐기 플레이트(37)에 전진측으로 슬라이드 이동시키려고 하면, 먼저 캠 부재(27)에 작용하는 반력에 의해 베이스 플레이트(35)가 클리어런스 부분만큼 후진측으로 슬라이드 이동된다. 이 때, 캠 부재(27)에 작용하는 반력이 받아들여지고 있지 않기 때문에, 캠 부재(27)를 구동시키고도 쐐기 플레이트(37)는 전진측으로 슬라이드 이동하지 않는다. 베이스 플레이트(35)가 클리어런스 부분만큼 후진측으로 슬라이드 이동되어 이너측 회전 방향 이동규제부(16)에 맞닿으면, 캠 부재(27)에 작용하는 반력이 이너측 회전 방향 이동규제부(16)로 받아들여지고, 캠 부재(27)의 구동에 따라 쐐기 플레이트(37)가 전진측으로 슬라이드 이동된다. 이와 같이, 클리어런스가 있으면, 캠 부재(27)에 작용하는 반력에 의하여 베이스 플레이트(35)가 슬라이드 이동되는 부분만큼 쐐기 플레이트(37)(이너 패드(43))의 구동 지연이 발생한다. 이 구동 지연은, 이너 패드(43)의 가압력을 제어하기 위해, 캠 부재(27)의 구동 방향을 절환할 때마다 발생한다.
[0063] 그래서 디스크 브레이크 장치(1)에서는, 도 2 및 도 3에 나타낸 것처럼, 한 쌍의 이너측 회전 방향 이동규제부(16) 사이에 베이스 플레이트(35)를 배치한 후, 그 베이스 플레이트(35)의 후진측 단부와 이너측 회전 방향 이동규제부(16)와의 간극에 압박 위치 결정부재(80)를 상하로 삽입하여 설치되어 있다. 결과적으로, 압박 위치 결정부재(80)를 구성하는 판 모양 본체부(81)의 용수철 힘에 의해 베이스 플레이트(35)의 전진측 단부를 이너측 회전 방향 이동규제부(16)에 탄성적으로 가압하고, 베이스 플레이트(35)를 회전 방향으로 위치 결정한 상태로 보지할 수 있다. 그러므로 캠 부재(27)를 구동할 때, 베이스 플레이트(35)가 슬라이드 이동되는 일 없이 캠 부재(27)에 작용하는 반력이 압박 위치 결정부재(80)의 판 모양 본체부(81)에 의해 수용된다. 따라서 캠 부재(27)의 구동에 따라, 쐐기 플레이트(37)를 전진측으로 즉석에서 슬라이드 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 디스크 브레이크 장치(1)는 가공 오차를 흡수하기 위한 클리어런스를 설치하면서, 이 클리어런스가 있기 때문에 발생하는 쐐기 플레이트(37)의 구동 지연을 방지할 수 있도록 하여, 이너 패드(43)를 제어량 대로 슬라이드 이동시켜 제동면(4a)에 가압할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 클리어런스는 판 모양 본체부(81)를 압축시킨 상태에서 삽입할 수 있는 값으로 설정되어 있다.
[0064] 압박 위치 결정부재(80)를 구성하는 판 모양 본체부(81)의 용수철 힘에 관하여 도 7을 이용하여 설명한다. 제동면(4a)에 각 패드(41), (43)를 가압하여 제동력을 작용시킬 때에는, 전동 모터(110)의 회전 구동력을 이용하여 캠 부재(27)를 구동시켜, 쐐기 플레이트(37)를 이너측으로 끌어당기는 압축 용수철(39c)의 용수철 힘과 제동력에 대항하는 구동력 F１′ 를 쐐기 플레이트(37)에 작용시켜 쐐기 플레이트(37)를 전진측으로 슬라이드 이동시킨다. 쐐기 플레이트(37)를 구동력 F１′으로 전진측으로 슬라이드 이동시키면, 캠 부재(27)에는 후진측으로 향하는 반력 F１이 작용한다. 압박 위치 결정부재(80)는 판 모양 본체부(81)를 변형시키는 데도 필요한 용수철 힘 F2가 반력 F１보다도 커지도록 구성되어 있다. 이 때문에 한 쌍의 이너측 회전 방향 이동규제부(16)와 베이스 플레이트(35) 간의 사이에 간극이 생기지 않도록, 베이스 플레이트(35)의 전진측 단부를 이너측 회전 방향 이동규제부(16)에 탄성적으로 가압하여 회전 방향으로 위치 결정한 상태를 유지할 수 있다.
[0065] 그런데 이너 패드(43)가 마모될 때에는, 이너 패드(43)와 제동면(4a) 간의 간극을 소정 간격으로 유지하기 위해, 이너 패드(43) 및 베이스 플레이트(35)를 제동면(4a)에 근접하도록 조정할 필요가 있다. 이너 패드(43) 및 베이스 플레이트(35)를 제동면(4a)에 접근하게 조정하는 경우에는, 도 7에 나타낸 것처럼, F２×μ２(압박 위치 결정부재(80)와 이너측 회전 방향 이동규제부(16) 간의 마찰 계수)의 힘이 조정력 F3에 대한 저항력으로서 이너측으로 향하여 작용한다. 판 모양 본체부(81)는 F3 > F2×μ2의 관계가 성립되게 하는 용수철 힘 F2를 갖고 있다. 그러므로 베이스 플레이트(35)를 회전 방향으로 위치 결정한 채로, 조정유닛(30)에 의하여 이너 패드(43)를 제동면(4a)에 접근시켜 조정되게 할 수 있다.
[0066] 베이스 플레이트(35)와 이너측 회전 방향 이동규제부(16) 간의 간극에 압박 위치 결정부재(80)가 삽입되면, 계합부(83)가 베이스 플레이트(35)의 후진측 단부와 계합하여, 압박 위치 결정부재(80)가 베이스 플레이트(35)에 장착된다. 이에 의해, 베이스 플레이트(35)와 이너측 회전 방향 이동규제부(16) 간의 간극으로부터 압박 위치 결정부재(80)가 탈락하는 것을 방지할 수 있다.
[0067] 본 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치(1)에서는, 압박 위치 결정부재(80)가 후진측으로 향해 작용하는 반력 F1을 받아내는 위치 즉, 베이스 플레이트(35)의 후진측 단부와 이너측 회전 방향 이동규제부(16) 간의 간극에 삽입된다. 그러므로 후진 주행 시에는 제동력에 의하여 판 모양 본체부(81)가 변형하여 한 쌍의 이너측 회전 방향 이동규제부(16)와 베이스 플레이트(35) 간의 사이에 간극이 생길 가능성이 있다. 그러나 후진 주행보다도 일반적으로 빈도가 높은 전진 주행을 우선하고, 전진 주행 시에는 쐐기 플레이트(37)의 구동 지연을 방지할 수 있는 구성으로 되어 있다.
[0068] 이상에서는 베이스 플레이트(35)의 회전 방향의 이동을 규제하면서, 제동면(4a)에 근접하는 방향으로의 이동을 허용하는 구성에 관하여 설명하였다.
[0069] 그런데 전동 모터(110)의 회전 구동력을 효율 좋게 캠 부재(27)에 전달하기 위해서는, 전동 모터(110)를 캠 구동축(170)의 축선 상에 배치하는 구성이 바람직하다. 그러나 이 구성으로는 디스크 브레이크 장치(1)를 탑재한 차량의 구성 부품과 전동 모터(110)가 간섭하고, 전동 모터(110)의 배치 공간이 제약을 받을 우려가 있다. 특히 전동 모터(110)가 대형화 됨에 따라 전동 모터(110)의 배치 공간은 제약받기 쉽다.
[0070] 그래서 디스크 브레이크 장치(1)에 있어서는, 전동 모터(110)를 캠 구동축(170)의 축선 상에 배치하는 것이 아니라, 캠 구동축(170)에 대하여 모터 출력축(112)이 외주 측에 위치하도록 캘리퍼(7)(이너 하우징(6a))의 외주부에 전동 모터(110)를 설치하여 구성된다. 이와 같이 캘리퍼(7)의 외주부에 전동 모터(110)를 설치하면, 디스크 브레이크 장치(1)를 탑재하는 차량의 구성 부품과 전동 모터(110) 간의 간섭을 회피하면서 전동 모터(110)의 배치의 자유도를 높이는 것이 가능하다.
[0071] 캘리퍼(7)의 외주부에 전동 모터(110)를 설치하면, 모터 출력축(112)의 회전 구동력을 캠 구동축(170)에 전달하기 위한 메커니즘이 필요해진다. 전동 모터(110)가 장착되는 캘리퍼(7)는 슬라이드 핀(8)을 통해 캐리어(5)에 설치되어 있고, 슬라이드 이동을 허용하기 위한 클리어런스를 갖고 있다. 한편, 캠 구동축(170)은 베이스 플레이트(35)를 통해 캐리어(5)에 위치 결정되어 있다. 그러므로 모터 출력축(112)(감속기(120)의 출력축)의 축선과 캠 구동축(170)의 축선이 기울어져서 위치하는 경우가 있을 수 있다.
[0072] 그러므로 구동력 전달축(130)을 구성하는 출력측 인벌류트 세레이션 축부(132) 및 입력측 인벌류트 세레이션 축부(133)는 도 15(b)에 나타냈듯이 원호 모양의 단면을 가진 구성이 바람직하다. 이에 의해, 구동력 전달축(130)은 모터 출력축(112)(감속기(120)의 출력축)의 축선과 캠 구동축(170)의 축선 간의 경사를 허용하면서, 축부와 베어링부 간의 맞물림을 보지하여 회전 구동력을 순조롭게 전달시킬 수 있다. 기어유닛(140)은 입력측 평기어(150)의 맞물림 톱니(152)와 출력측 평기어(160)의 맞물림 톱니(162) 간의 백래시가 최대한 작아지도록 구성되어 있기 때문에, 전동 모터(110)의 회전 구동력을 응답성 좋고 효율 좋게 전달할 수 있다.
[0073] 조정유닛(30)에 의하여 이너 패드(43)를 조정하면, 캠 부재(27)와 캠 구동축(170)이 일체로 되어 아우터측으로 압출된다. 한편, 캠 구동축(170)에 회전구동력을 전달하는 기어유닛(140)은 이너 하우징(6a)에 맞닿아서 로터(4)의 축방향으로의 이동이 규제된다. 그래서 캠 구동축(170)의 입력측 인벌류트 스플라인 축부(173)와 출력측 평기어(160)의 인벌류트 스플라인 베어링부를 서로의 로터(4)의 축방향으로의 이동을 허용하면서 회전 구동력을 전달할 수 있도록 맞물리게 하고 있다. 그러므로 조정에 따라 기어유닛(140)에 대하여 캠 구동축(170)이 아우터측에 이동하여도, 입력측 인벌류트 스플라인 축부(173)와 출력측 평기어(160)의 인벌류트 스플라인 베어링부 간의 맞물림이 보지된다. 따라서 조정을 허용하면서, 전동 모터(110)의 회전 구동력을 기어유닛(140)을 통하여 캠 구동축(170)에 전달할 수 있다. 또한, 입력측 인벌류트 스플라인 축부(173)는 조정에 대응하여 축방향으로 연장되게 형성되어 있다.
[0074] 상술한 실시예에서는, 가압력 센서(31)를 이용하여 이너 패드(43)의 가압력을 검출하고, 이 가압력을 피드백시켜 전동 모터(110)의 회전 구동 제어를 행하는 구성례를 설명했다. 하지만, 본 발명은 이 구성례에 한정하여 적용되는 것은 아니다. 예를 들면 이너 패드(43)의 가압력을 검출하는 대신에, 제동면(4a)에 이너 패드(43)를 가압하는 것에 의하여 생기는 브레이크 토오크를 검출하거나 차량의 감속도를 검출하거나 하여 전동 모터(110)의 회전 구동 제어를 행하도록 구성해도 좋다.
[0075] 상술한 실시예예서는, 이너 패드(43)와 제동면(4a)과의 사이의 간극에 따라 조정용 구동기어(38)가 자동으로 회전 구동되어 간극 조정되는 구성례에 관하여 설명했지만, 본 발명은 이 구성례로 한정되지는 않는다. 이 구성에 대신하여, 조정용 구동기어(38)를 회전 구동하기 위한 조정용 전동 모터를 별도로 설치하고, 이 조정용 전동 모터의 회전 구동을 제어하여 간극 조정을 행하도록 구성해도 좋다.
[0076] 1: 디스크 브레이크 장치 2: 차축(지지 부재)
4: 로터 4a: 제동면 5: 캐리어
7: 캘리퍼 16: 이너측 회전 방향 이동규제부(회전 방향 이동규제부)
27:　캠 부재（슬라이드 부재 이동 기구）
35:　베이스 플레이트（베이스 부재）
36:　롤러(슬라이드 부재 이동 기구)
37:　쐐기 플레이트(슬라이드 부재)
43:　이너 패드(마찰패드) 80:　압박 위치 결정부재(가압 부재)
81:　판상 본체부(탄성 변형부) 83:　계합부
100: 캠 구동유닛(슬라이드 부재 이동기구)

Claims (3)

  1. 제동 대상으로 되는 회전체에 연결되어 회전하는 원반 모양의 제동면을 가진 로터(a rotor)와,
    상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재에 장착되어 상기 로터의 제동면에 대향하여 배치된 캐리어(a carrier)와,
    상기 캐리어에 상기 제동면에 수직인 방향으로 이동 가능하게 장착된 캘리퍼(a caliper)와,
    상기 로터의 제동면에 대향하여 배치된 마찰패드와,
    상기 캘리퍼에 장착되어 상기 마찰패드를 상기 제동면에 가압하는 작동을 행하게 하는 제동 작동 기구(a breaking operation mechanism)를 구비하는 디스크 브레이크 장치로서,
    상기 제동 작동 기구는, 상기 캘리퍼에 보지(保持, held)되는 베이스부재(a base member)와, 상기 베이스부재에 대향 배치되어 상기 마찰패드를 보지하는 슬라이드부재(a slide member)와, 상기 베이스부재 및 상기 슬라이드부재의 사이에 설치되어 상기 베이스부재에 대하여 상기 슬라이드부재를 상기 제동면에 평행하게 그리고 상기 로터의 회전 방향으로 슬라이드 이동시키면서 상기 제동면에 수직인 방향으로 이동시키는 슬라이드부재 이동기구(a slide member movement mechanism)를 구비하고,
    상기 슬라이드부재 및 이것에 보지된 상기 마찰패드는 상기 슬라이드부재 이동기구에 의하여 상기 로터의 회전 방향 및 상기 제동면에 수직인 방향으로 이동되어, 상기 마찰패드가 상기 제동면에 가압되어 상기 로터의 회전을 제동하도록 구성되고,
    상기 캐리어는 상기 베이스부재를 상기 로터의 회전방향의 양단에서 협지함과 동시에 상기 회전방향의 이동을 규제하여 지지하는 한 쌍의 회전방향 이동 규제부(a pair of a rotating-direction movement restricting portions)를 구비하고，
    상기 한 쌍의 회전방향 이동규제부와 상기 베이스부재의 양단 간의 간극의 어느 한쪽에 삽입되어 장착되는 가압부재를 구비하고，
    상기 가압부재가 상기 어느 한쪽의 간극에서 상기 회전방향 이동규제부에 대하여 상기 베이스부재를 떼어내는 방향으로 압박하고，나머지 한쪽의 상기 간극을 형성하는 상기 회전방향 이동규제부에 상기 베이스부재의 단부를 맞닿게 하여，상기 캐리어에 대하여 상기 베이스부재의 상기 회전방향의 위치결정을 행하는 것에 의하여，상기 베이스부재가 상기 회전방향으로 위치결정된 상태 그대로 상기 제동면에 수직인 방향으로 이동하는 것을 허용하도록 구성되는 것을 특징으로 한 디스크 브레이크 장치．
  2. 제1항에 있어서, 상기 가압부재는 탄성 변형 가능하게 형성된 탄성 변형부를 구비하고, 상기 탄성 변형부가 상기 어느 한 쪽의 간극에 삽입되어 탄성 변형하는 것에 의하여，상기 회전방향 이동규제부에 대하여 상기 베이스 부재를 떼어내는 방향으로 압박하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 장치．
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가압부재는 상기 어느 한쪽의 간극에 삽입될 때에 상기 베이스부재와 계합하는 계합부(係合部, an engagement portion)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크 장치．

KR20157000661A 2012-07-05 2012-07-05 디스크 브레이크 장치 KR20150031272A (ko)

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