KR20160113004A

KR20160113004A - 차량 제동 장치의 브레이크 캘리퍼에 체결하기 위한 브레이크 패드

Info

Publication number: KR20160113004A
Application number: KR1020160031701A
Authority: KR
Inventors: 아드리안 루스; 다니엘 발너; 우베 다우젠트
Original assignee: 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2016-09-28
Also published as: CN105987107B; CN105987107A; KR101835204B1; US20160273599A1; DE102015104156A1; JP2016176596A; US9920802B2; JP6182633B2

Abstract

본 발명은, 차량 제동 장치(100)의 브레이크 캘리퍼(110)에 체결하기 위한 브레이크 패드(10)에 관한 것으로, 상기 브레이크 패드는 본체(20) 및 상기 본체(20) 상에 면 형태로 배치된 브레이크 라이닝(22)을 가지며, 상기 본체(20)는 각각 하나의 안내핀(112)을 수용하기 위한 적어도 2개의 안내 개구(24)를 가지고, 각각의 안내 개구(24)는 안내 섹션(25)을 가지며, 모든 안내 개구(24)의 안내 섹션(25)은 공통 안내 중심(FM)을 갖는 안내 반경(FR)을 갖는다.

Description

차량 제동 장치의 브레이크 캘리퍼에 체결하기 위한 브레이크 패드{BRAKE PAD FOR FASTENING ON A BRAKE CALIPER OF A VEHICLE BRAKING DEVICE}

본 발명은 차량 제동 장치의 브레이크 캘리퍼에 체결하기 위한 브레이크 패드, 그리고 이러한 유형의 브레이크 캘리퍼와 브레이크 디스크 및 브레이크 패드를 구비한 차량 제동 장치에 관한 것이다.

브레이크 패드가 움직일 수 있게 장착되어 있는 브레이크 캘리퍼를 차량 제동 장치에 사용하는 점은 이미 공지되어 있다. 상기 브레이크 패드는, 차량 감속을 구현하기 위해 브레이크 디스크와 마찰 결합식으로 접촉되게 하는 데 이용된다. 이를 위해, 브레이크 패드에는 이송 운동, 즉 제동 운동을 안내하는 적절한 가이드 장치가 제공될 필요가 있다. 이를 위해, 공지된 브레이크 패드의 경우에는 안내 개구들이 형성된 상응하는 본체가 제공되며, 상기 안내 개구를 통해 안내핀들이 관통된다. 제동 장치를 사용하는 경우, 브레이크 라이닝이 브레이크 디스크의 표면과 제동 접촉하게 된다. 이로써 안내 개구들의 가장자리 및 안내핀들에 힘이 작용하게 됨으로써, 한편으로 브레이크 디스크와 함께 브레이크 패드에 의해 매우 좁은 범위 내에서 브레이크 캘리퍼에 대한 상대적 종동이 실시될 수 있다. 이러한 종동은 안내 개구들에 의해 안내된다.

공지된 해결방안의 단점은, 브레이크 패드를 위한 브레이크 디스크의 회전 방향으로의 가능한 상대 운동에 의해 브레이크 디스크와 관련하여 반경방향으로도 상대 운동이 가능해진다는 것이다. 이는 나아가, 브레이크 패드가 좁은 범위 내에서 브레이크 디스크와 관련하여 반경방향 오프셋을 건너뛰게 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 과제는 전술한 단점들을 적어도 부분적으로 제거하는 것이다. 특히, 본 발명의 과제는 경제적이면서 간단한 방식으로 더 나은 제동감 및/또는 더 나은 제동 성능을 제공할 수 있게 하는 것이다.

상기 과제는 청구항 제1항의 특징들을 갖는 브레이크 패드 및 청구항 제9항의 특징들을 갖는 차량 제동 장치에 의해 해결된다. 본 발명의 다른 특징들 및 세부 내용은 종속항들과, 상세한 설명 및 도면에서 명확해질 것이다. 여기서, 본 발명에 따른 브레이크 패드와 관련하여 기술되는 특징들 및 세부 내용은 본 발명에 따른 차량 제동 장치와 관련해서도, 그리고 각각 그 반대로도 적용되므로, 본 발명의 개별 양태들의 개시에 관하여 항시 상호 참조될 (수 있을) 것이다.

본 발명에 따른 브레이크 패드는 차량 제동 장치의 브레이크 캘리퍼에 체결되도록 설계된다. 브레이크 패드는 본체 및 상기 본체에 면 형태로 배치되는 브레이크 라이닝을 구비한다. 이 경우, 본체는 또한 각각 하나의 안내핀을 수용하는 2개의 안내 개구를 갖는다. 본 발명에 따른 브레이크 패드는 각각의 안내 개구가 안내 섹션을 갖는 것을 특징으로 한다. 모든 안내 개구들의 이러한 안내 섹션들은 공통 안내 중심을 갖는 안내 반경을 가진다.

즉, 본 발명에 따라 특히 안내 개구들이 추가로 개발되었다. 이 안내 개구들에는 각각 하나의 안내 섹션이 제공되며, 이 안내 섹션은 특히, 제동 상황에서 브레이크 패드의 사용 시 각각의 안내핀과 접촉하게 되는 안내 개구의 부분을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 이는 전술한 브레이크 패드와 브레이크 캘리퍼 사이의 상대 운동이 브레이크 패드의 안내 개구과 브레이크 캘리퍼의 안내핀 사이의 상대 운동을 야기함을 의미한다. 이러한 상대 운동은 안내 방식으로, 즉, 각각의 안내 개구의 각각의 안내 섹션을 따라 안내핀의 가장자리가 슬라이딩하는 형태로 실시된다.

상기 상대 운동 및 대응하는 안내는 이제 정의된 안내 경로와 관련된다. 개별 안내 섹션들은 상호 이격된 상이한 안내 개구들 내에 위치하지만, 이들 안내 섹션은 공통된 일체형 안내 경로를 형성한다. 모든 안내 섹션들은 공통 안내 중심을 갖는 공통 안내 반경 상에 놓인다. 이는, 전술한 상대 운동 시, 브레이크 패드의 상기 운동이 상기 공통 안내 경로 상에서 수행되게 한다. 다시 말하면, 상기 상대 운동은 안내 반경 및 공통 안내 중심에 의해 결정되는 동일한 곡률 반경을 따른다. 특히 후술되는 본 발명의 실시예들과 관련하여, 브레이크 캘리퍼에 대한 전술한 상대 운동에 대해 브레이크 패드를 위한 만곡된 운동 경로를 사전 설정할 수 있다.

전술한 브레이크 패드의 만곡된 운동 경로는, 브레이크 디스크가 이미 장기간 사용되어 홈 또는 다른 결함을 가질 수 있는 경우, 마찬가지로 동심으로 형성된 상기 홈을 따르는 동반 운동이 실시될 수 있게 한다. 그러므로, 브레이크 패드 체결을 위한 공지된 해결방안과 달리, 브레이크 디스크와 관련한 반경방향 운동은 실시되지 않거나 약간만 실시된다. 오히려, 브레이크 패드와 브레이크 캘리퍼 사이의 상대 운동은 만곡되어 실시되며, 그 곡률은 브레이크 디스크의 곡률 및 그에 상응하여 반경에 맞추어질 수 있다. 다시 말하면, 브레이크를 사용하는 경우, 브레이크 패드는 브레이크 디스크에 의해 아주 조금만 이끌려가고, 이에 후속하여 안내가 수행되거나, 이 과정에서 안내 곡률이 설정됨에 따라, 브레이크 패드의 상대 운동이 고정되어 있는 브레이크 캘리퍼에 대한 브레이크 디스크의 상대 운동을 따를 수 있게 된다.

운동들의 전술한 상관관계는, 브레이크 디스크에 대한 브레이크 패드의 반경방향 운동이 더 이상 수행될 수 없게 한다. 그럼으로써, 제동 상황에서 브레이크 패드가 브레이크 디스크 상의 상이한 노치들 또는 홈들 사이에서 반경방향으로 앞뒤로 건너뛸 수 있는 상황이 방지된다. 이는 다시 상당히 개선된 제동감 및 특히 심지어 훨씬 더 나은 제동 성능으로도 이어진다. 그로 인해, 특히 바람직하게는, 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이의 면 접촉이 훨씬 더 증가한다.

본 발명에 따른 브레이크 패드의 경우, 안내 반경이 차량 제동 장치의 브레이크 디스크의 외측 반경보다 더 작고, 차량 제동 장치의 브레이크 디스크의 내측 반경보다 더 큰 것이 유리할 수 있다. 이는 안내 개구들도 브레이크 디스크의 외측 반경과 내측 반경 사이에 배치됨을 의미한다. 이로써, 제동 상황에 따라, 브레이크 디스크와 브레이크 패드 사이에서 제동 과정과 관련하여 마찰로 인해 발생하는 힘이 더 잘 제거될 수 있게 한다. 특히, 발생하는 제동력의 더 깔끔한 반경방향 및 축방향 지지가 달성된다. 안내 반경이 브레이크 디스크의 외측 반경과 내측 반경 사이 간격의 ±10%, 외측 반경과 내측 반경 사이의 실질적으로 중앙에 위치하는 것이 바람직하다. 이는 발생할 수 있는 틸팅 모멘트가 브레이크 디스크의 외측 반경과 내측 반경 사이에서 균일하게 지지될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 브레이크 패드의 경우, 안내 중심이 브레이크 제동 장치의 브레이크 디스크의 디스크 중심에 배치되는 것이 유리하다. 통상적으로 브레이크 패드 자체는 이미 그 기하학적 치수에 의해 그리고 특히 브레이크 라이닝의 정렬 및 배치를 통해, 정의된 브레이크 디스크 크기에 부합된다. 동시에, 기하학적 배치와 관련하여 브레이크 캘리퍼와의 상관관계도 미리 결정된다. 따라서, 안내 개구들의 배치 및 브레이크 패드의 형상이 분명한 상관관계를 허용하여, 디스크 중심이 안내 중심과 동심으로 배치될 수 있게 한다. 동시에, 이러한 동심 배치는 상기 두 중심 사이의 축방향 오프셋도 당연히 허용할 수 있다. 동심 설계는 브레이크 디스크와 함께 브레이크 패드의 동반 운동 시 브레이크 디스크에 대한 반경방향 운동이 실질적으로 완전히 방지되게 한다. 이러한 방식으로, 본 발명에 관하여 설명된 이점들을 더 나은 방식으로 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 브레이크 패드의 경우, 안내 개구들이 브레이크 라이닝의 표면에 수직으로, 또는 실질적으로 수직으로 정렬되는 개구 축을 갖는 것도 유리하다. 이는 본체가 특히 면 형태로 그리고/또는 플레이트 형상으로 설계됨을 의미한다. 마찬가지로 특히 면 형태로 그리고/또는 플레이트 형상으로 설계되는 브레이크 라이닝에도 동일하게 적용된다. 개구 축의 수직 연장부는 모든 안내 개구의 개구 축들이 바람직하게 서로에 대해 평행하도록 한다. 브레이크 라이닝의 표면에 수직으로 개구 축들을 배치하게 되면 추가로 브레이크 패드의 매우 평평한 형상을 가능케 함에 따라, 전체 차량 제동 장치의 전체 치수 및 중량의 감소를 수반한다.

본 발명에 따른 브레이크 패드의 경우, 모든 안내 개구들의 안내 섹션들이 동일한, 또는 실질적으로 동일한 각도 범위(angular extent)를 갖는 것도 장점일 수 있다. 본 발명의 범주에서, 각도 범위는 정의된 곡률 반경을 따라 형성되는 연장부를 의미할 수 있다. 그러므로, 안내원(circle of guidance)이 안내 중심 및 안내 반경에 의해 정의될 수 있되, 이 안내원의 원 세그먼트들 또는 원형 라인 세그먼트들은 각각의 안내 섹션에 의해 상응하게 점유될 수 있다. 따라서, 각각의 안내 섹션의 시작과 끝은 이러한 대응하는 각도 범위를 포함하는 2개의 반경을 생성한다. 그러므로, 본 구현예에 따르면, 안내 섹션들의 각도 범위는 동일한 길이를 가지며, 그에 따라 모든 안내 섹션들이 동일한 길이에 걸쳐 안내 경로로서의 안내 품질을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 브레이크 패드의 경우, 모든 안내 개구들의 안내 섹션들이 약 1° 내지 약 5°의 각도 범위를 갖는 것이 유리하다. 특히 대형 구조에서는, 약 0.5° 내지 약 10°의 범위도 물론 고려될 수 있다. 이는 안내 개구가 바람직하게는 말하자면 만곡된 세장형 구멍이 되는 효과가 있다. 안내 섹션들이 더 짧게 형성될수록, 안내 개구들도 더 작게 제공될 수 있다. 이런 방식으로, 특히, 브레이크 캘리퍼와 브레이크 패드 사이의 상대 운동 가능성도 추가로 최소화된다.

또한, 본 발명에 따른 브레이크 패드의 경우, 모든 안내 개구들의 안내 섹션들이 안내 개구들의 반경방향 외향 테두리 상에 배치되는 것이 유리하다. 여기서, 안내 개구들에는 안내 개구의 실제 구경을 둘러싸는 테두리가 제공된다. 여기서, 반경방향 외향 테두리는 상기 테두리에서 안내 섹션들의 안내 중심으로부터 더 멀리 있는 테두리 부분이다. 반대로, 후속 문단에 기술되는 내향 테두리는 안내 중심에 더 가깝게 배치되는 안내 개구의 테두리이다. 안내 개구들의 반경방향 외향 테두리 상에 안내 섹션들을 배치하는 것은, 그곳에서 더 큰 안내 반경으로 상응하는 안내 기능을 제공할 수 있게 하는 효과가 있다. 이는 더 큰 레버 암, 및 그에 따른 브레이크 라이닝, 브레이크 디스크, 및 브레이크 캘리퍼 사이의 힘 전달과 관련하여 지지 효과가 개선되게 한다.

또한, 본 발명에 따른 브레이크 패드의 경우, 추가의 서브 안내 섹션이 안내 개구들의 반경방향 내향 테두리 상에 배치되되, 안내 중심과 동일한, 또는 실질적으로 동일한 공통 서브 안내 중심을 갖는 서브 안내 반경을 갖는 것이 유리하다. 이는 말하자면 이중 안내를 제공하는 것을 가능하게 하고, 이때 안내 섹션들과 서브 안내 섹션들 사이의 거리는 바람직하게 안내핀들의 대응 크기보다 더 크다. 이는 말하자면 이러한 안내 섹션들과 서브 안내 섹션들의 만곡된 평행성 또는 평행한 안내 기능으로 이어진다.

브레이크 캘리퍼, 브레이크 디스크, 및 본 발명에 따른 적어도 하나의 브레이크 패드를 구비한 차량 제동 장치도 본 발명의 대상이다. 여기서, 브레이크 캘리퍼는 적어도 하나의 브레이크 패드에서 적어도 2개의 안내 개구에 의해 안내되는 적어도 2개의 안내핀을 구비한다. 본 발명에 따른 브레이크 패드의 사용을 통해, 본 발명에 따른 차량 제동 장치는, 본 발명에 따른 브레이크 패드를 참조하여 상세히 설명된 것과 동일한 이점들을 제공한다. 이 경우, 안내핀들은 바람직하게는 둥근 또는 실질적으로 둥근 안내핀들로 설계된다. 또는 만곡된 안내핀들도 제공될 수 있다. 안내핀들은 이들의 배치와 관련하여 마찬가지로, 바람직하게는 공통 핀 중심을 갖는, 공통 핀 반경 상에 놓인다. 이러한 핀 중심은 바람직하게는 이미 설명된 안내 중심과 동일하거나, 실질적으로 동일하다. 이는 안내핀들의 축방향으로 브레이크 패드를 이송하여 제동 효과를 활성화하는 것을 가능하게 한다. 동시에, 여러 번 설명하였듯이, 브레이크 디스크와의 관계에 관하여 동심 곡률을 갖는 안내 방식으로 수행될 수 있는 운동 기능은 안내핀들과 안내 개구들 사이에서 상대적으로 안내 섹션들을 따라 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 이점들, 특징들, 및 상세들은 본 발명의 예시적인 구현예들이 도면을 참조하여 상세히 기술되는 후술하는 설명으로부터 명확해질 것이다. 여기서, 청구범위 및 상세한 설명에 언급된 특징들은 각각 개별적으로 또는 임의의 원하는 조합으로 본 발명에 필수적일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량 제동 장치의 본 발명에 따른 브레이크 패드의 일 구현예를 도시한 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 브레이크 패드의 일 구현예의 상세도이다.

도 1은 브레이크 캘리퍼(110; 구체적으로 도시되지 않음)를 구비한 본 발명에 따른 차량 제동 장치(100)를 도시한다. 여기서, 브레이크 캘리퍼(110)는 도 1에 도시된 도면의 평면으로부터 축방향으로 상향 연장되는 2개의 안내핀(112)을 구비한다. 상기 2개의 안내핀(112) 상에 본 발명에 따른 브레이크 패드(10)가 씌워진다. 이 브레이크 패드(10)는 양 단부(좌우측)에 각각 하나의 안내 개구(24)가 구비된 플레이트 형상으로 연장되는 본체(20)를 갖도록 형성된다. 안내 개구들(24) 사이에 브레이크 라이닝(22; 마찬가지로 구체적으로 도시되지 않음)이 배치된다.

공지된 방식으로 제동 효과를 이용 가능하게 하기 위해, 브레이크 라이닝(22)은 도면의 평면에 수직인 축방향 이송 운동을 통해 브레이크 디스크(120)와 제동 접촉을 하게 될 수 있다. 여기서, 상기 브레이크 디스크(120)는 외측 반경(AR) 및 내측 반경(IR)을 갖는 환형 구조로 형성된다.

본 발명에 따른 방식으로 이제 2개의 안내 개구(24)에 안내 섹션들(25)이 제공된다. 이때, 상기 두 안내 섹션(25)은 안내 개구(24)의 관통구의 내벽 상의 표면들이다. 이 경우, 상기 안내 섹션들(25)은 공통 안내 중심(FM)을 중심으로 안내 반경(FR)을 갖는 만곡된 안내 경로에 걸쳐 연장된다. 여기서 잘 알 수 있듯이, 브레이크 캘리퍼(110)에 대한 브레이크 패드(10)의 상대 운동은 상기 만곡된 안내 경로를 따른 운동을 야기한다. 아울러, 안내 중심(FM)은 디스크 중심(SM)에 대해 동심으로 배치된다. 이는, 제동 기능이 활성화될 때, 우선 브레이크 디스크(120)와 함께 브레이크 패드(10)의 약간의 동반 운동이 실시되도록 한다. 이는 수회 기술한, 브레이크 패드(10)와 브레이크 캘리퍼(110) 사이의 상대 운동이다. 이 상대 운동은 형성된 안내 섹션들(25) 상에서 안내핀들(112)의 슬라이딩에 의해 안내되므로, 이 역시 안내 중심(FM)을 중심으로 안내 반경(FR)을 따라 실시되는 동심 운동이다.

따라서, 전술한 경우, 브레이크 패드(10)의 전체 브레이크 라이닝(22)은 브레이크 디스크(120) 내에서 원주 방향으로 또는 동심으로 상응하는 요홈, 그루브, 또는 노치를 따를 수 있고, 그로 인해 개선된 제동감 및/또는 개선된 제동 성능을 달성하는 것을 가능하게 한다.

도 1 및 도 2에서도, 정렬과 관련하여 안내 개구들(24)의 내측 테두리 상에 배치되는 서브 안내 섹션들(28)이 제공될 수 있는 점을 추가로 확인할 수 있다. 그럼으로써, 서브 안내 반경(NR)도 안내 반경(FR)보다 더 작다. 그러나, 서브 안내 중심(NM)은 동일한 방식으로 안내 중심(FM) 및 디스크 중심(SM)과 동심으로 형성된다. 따라서, 평행하게 만곡된 안내부가 제공될 수 있다.

전술한 구현예들의 설명은 단지 예시의 맥락에서 본 발명을 설명한 것이다. 물론, 구현예들의 개별 특징들은, 본 발명의 범주를 벗어남 없이, 기술적으로 의미가 있는 한, 서로 자유롭게 결합될 수 있다.

Claims

차량 제동 장치(100)의 브레이크 캘리퍼(110)에 체결하기 위한 브레이크 패드(10)로서, 각각 하나의 안내핀(112)을 수용하기 위한 적어도 2개의 안내 개구(24)를 가진 본체(20) 및 상기 본체(20) 상에 면 형태로 배치된 브레이크 라이닝(22)을 구비한 브레이크 패드에 있어서,
상기 각각의 안내 개구(24)는 안내 섹션(25)을 가지며, 모든 안내 개구(24)의 안내 섹션(25)은 공통 안내 중심(FM)을 갖는 안내 반경(FR)을 갖는 것을 특징으로 하는, 브레이크 패드(10).
제1항에 있어서, 상기 안내 반경(FR)은 차량 제동 장치(100)의 브레이크 디스크(120)의 외측 반경(AR)보다 더 작고, 차량 제동 장치(100)의 브레이크 디스크(120)의 내측 반경(IR)보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 브레이크 패드(10).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 안내 중심(FM)은 브레이크 제동 장치(100)의 브레이크 디스크(120)의 디스크 중심(SM)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 패드(10).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 안내 개구들(24)는 브레이크 라이닝(22)의 표면에 수직으로, 또는 실질적으로 수직으로 정렬되는 개구 축(opening axis, 26)을 갖는 것을 특징으로 하는, 브레이크 패드(10).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모든 안내 개구(24)의 안내 섹션들(25)은 동일한, 또는 실질적으로 동일한 각도 범위를 갖는 것을 특징으로 하는, 브레이크 패드(10).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모든 안내 개구들(24)의 안내 섹션들(25)은 약 1° 내지 약 5°의 각도 범위를 갖는 것을 특징으로 하는, 브레이크 패드(10).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모든 안내 개구(24)의 안내 섹션들(25)은 상기 안내 개구들(24)의 반경방향 외향 테두리 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 패드(10).
제7항에 있어서, 상기 안내 개구들(20)의 반경방향 내향 테두리 상에 안내 중심(FM)과 동일한, 또는 실질적으로 동일한 공통 서브 안내 중심(NM)을 갖는 서브 안내 반경(NR)을 갖는 추가의 서브 안내 섹션들(28)이 배치되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 패드(10).
브레이크 캘리퍼(110), 브레이크 디스크(120), 및 제1항 또는 제2항의 특징을 갖는 적어도 하나의 브레이크 패드(10)를 구비한 차량 제동 장치(100)에 있어서,
상기 브레이크 캘리퍼(110)는, 적어도 하나의 브레이크 패드(10)의 적어도 2개의 안내 개구(24)를 통과하는 적어도 2개의 안내핀(112)을 갖는, 차량 제동 장치(100).